[논문]막걸리 발효 중 이소말토올리고당의 변화

노동현; 정석태; 박보람; 김용석; 임보라

doi:10.9721/kjfst.2022.54.3.351

막걸리 발효 중 이소말토올리고당의 변화
Changes in isomaltooligosaccharides during fermentation of Makgeolli 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.54 no.3, 2022년, pp.351 - 361

노동현 (국립농업과학원 발효가공식품과) , 정석태 (국립농업과학원 발효가공식품과) , 박보람 (국립농업과학원 발효가공식품과) , 김용석 (전북대학교 식품공학과) , 임보라 (국립농업과학원 발효가공식품과)

초록
AI-Helper

막걸리 발효 양조에 사용되는 누룩의 종류는 발효 온도와 기간에 따라 다르며, 전분분해효소의 활성 차이로 막걸리 발효 중 생성되는 구성당의 조성 및 함량이 다르기 때문에 본 연구에서는 TG에 따라 이소말토올리고당이 어떻게 생성되며, 발효기간에 따라 생성되는 이소말토올리고당의 변화와 최대 함량 시기를 확인하고 막걸리의 이소말토올리고당 생성에 누룩 미생물이 미치는 영향에 대해 연구하였다. 소율누룩 막걸리(SH), 산성누룩 막걸리(SS), 진주누룩 막걸리(JJ) 모두 발효 0일차 이후 유기산의 생성으로 총산은 증가하고, pH는 감소하였다. 알코올은 모든 처리구에서 발효 2-5일차까지 급격하게 증가하였으며, 이후 15일차까지 완만하게 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 알코올 생성에 영향을 미치는 glucose는 1일차 SS에서 14.3%로 SH와 JJ보다 높은 값이 측정되었는데, SH의 1.5%보다 9배 이상 높게 확인되었다. SH, SS, JJ는 발효 중 maltose와 maltotriose가 기질로 사용되어 panose가 증가하는 사실을 확인할 수 있었으며, panose의 생성과 동시에 isomaltose의 생성도 확인되었다. SH의 panose 함량은 6일차에 24.7 mM로 가장 높은 함량을 나타내었으며, SS은 2일차에 18.2 mM, JJ는 3일차에 10.8 mM로 각각 최고 함량을 나타냈다. 누룩별 막걸리의 올리고당 함량을 보면 SH에서만 maltopentose가 검출되었으며, 발효 종료 15일차에는 말토올리고당과 이소말토올리고당이 확인되었지만 JJ에서는 isomaltotriose만 검출되었으며, SS에서는 올리고당이 나타나지 않았다. β-Amylase 활성을 분석한 결과 JJ의 효소활성이 1일차에 1.5 unit/g으로 다른 두 개의 누룩 막걸리보다 높게 나타났으며 다음으로는 0.9 unit/g으로 SH, 0.7 unit/g SS의 순서로 나타났다. 이는 maltose의 1일차 함량과 같은 경향으로 측정되었다. 세 종류의 막걸리 발효 0일차 TG를 분석한 결과 SH에서 TG의 활성은 0.2 unit/mL로 다른 누룩 막걸리보다 훨씬 높은 효소활성 값을 나타내고 있으며, SS는 0.1 unit/mL로 0.03 unit/mL의 JJ와 활성 차이를 보이며, 0일차 이후 SS이 감소하면서 JJ와 비슷한 수치를 유지하며 발효가 진행되었다. 발효 중 미생물의 생육유무에 따른 이소말토올리고당의 생성을 분석한 결과 미생물이 생성하는 TG 전이효소에 의해서 긴 사슬의 이소말토올리고당이 생성된다는 사실을 알 수 있었다. 따라서 이소말토올리고당의 생성은 누룩 자체의 효소보다 막걸리 발효 중 생육하는 미생물의 영향이 더 큰 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to investigate the differences in the isomaltooligosaccharides present during Makgeolli production according to the type of Nuruk used, fermentation period, and presence of microorganisms. Makgeolli was fermented for 15 days using three kinds of Nuruk (Soyul, Sansung, and Jinju) with and without microbial growth inhibitors. Isomaltooligosaccharide contents were analyzed using high performance anion exchange chromatography. The most abundant isomaltooligosaccharide was panose, which was highest in Makgeolli produced using Soyul Nuruk (SH) on day 6 (24.7 mM), followed by Makgeolli prepared using Sansung Nuruk (SS) on day 2 (18.2 mM) and Makgeolli prepared using Jinju Nuruk (JJ) on day 3 (10.8 mM). Isomaltotriose and isomaltotetraose, which were generated in the control, were not detected when microbial growth was suppressed. Based on these results, isomaltooligosaccharide production is affected more by the enzymes produced by microorganisms during Makgeolli fermentation than by Nuruk itself.

주제어

표/그림 (12)

표 Table 1. The activities of saccharification power, transglucosidase, gluco-amylase, α-amylase, and β-amylase of nuruk (unit: U/g)
그림 Fig. 1. Changes of alcohol content in Makgeolli during fermentation by nuruk (SHN, SSN, JJN). The error bars indicate the standard errors, measured in triplicate.
그림 Fig. 2. Changes of glucose in Makgeolli during fermentation by nuruk. The error bars indicate the standard errors, measured in triplicate.
표 Table 2. Changes of pH, titratable acidity Makgeolli made with SHN, SSN, and JJN during fermentation
그림 Fig. 3. Changes of α-amylase (A), β-amylase (B) and transglucosidase (C) in Makgeolli during fermentation. The error bars indicate the standard errors, measured in triplicate.
그림 Fig. 4. Changes of panose (A) and maltose (B) in Makgeolli during fermentation. The error bars indicate the standard errors, measured in triplicate.
그림 Fig. 5. Changes in oligosaccharides in Makgeolli during fermentation SH (A), SS (B), and JJ (C). Heat map color represents the were plotted in a blue-white-red color scale, in which blue, white, and red indicate increase, not change, and decrease in produced oligosaccharides. G2: maltose, G3: maltotriose, G4: maltotetraose, G5: maltopentose, G6: maltohexaose, G7: maltoheptaose, IG2: isomaltose, IG3: isomaltotriose, IG4: isomaltopentaose, P: panose.
그림 Fig. 6. Change of sugar concentration in Makgeolli during fermentation SH (A), SS (B), and JJ (C). G2: maltose, G3: maltotriose, IG2: isomaltose, P: panose. The error bars indicate the standard errors, measured in triplicate.
표 Table 3. Changes in oligosaccharide of Makgeolli by different nuruk (SHN, SSN, JJN) during fermentation
그림 Fig. 7. Changes of pH, titratable acidity (A), alcohol, and glucose (B) in Makgeolli with and without microbial inhibitors. The error bars indicate the standard errors, measured in triplicate.
그림 Fig. 8. Changes of maltose (A), maltotriose (B), and panose (C) in Makgeolli with and without microbial inhibitors. The error bars indicate the standard errors, measured in triplicate.
그림 Fig. 9. Changes isomaltose (A), isomaltotriose (B) and isomaltotetraose (C) in Makgeolli with and without microbial inhibitors. The error bars indicate the standard errors, measured in triplicate.

참고문헌 (46)

Agricultural Terminology Dictionary: Rural Development Administration. http://www.rda.go.kr
Ahn JW, Hong SS, Park KW, Seo JH. Reaction mode of transglucosidase from Aspergillus niger for production of isomaltooligosaccharides. Korean J. Food Sci. Technol. 28: 273-278 (1996)
Ahn JW, Park KH, Seo JH. Comparison of kinetic parameters, ph and thermal properties of soluble and immobilized transglucosidase from Aspergillus niger. Korean J. Food Sci. Technol. 30: 630-637 (1998)
Barnita Ghosh, Rina Rani Ray. Curruent commercial perspective of Fhizopus oryzae: A Review. J. Appl. Sci. 10:1-17 (2011)
Chun BH, Han DM, Kim HM, Park DB, Jeong DM, Kang HA, Jeon CO. Metabolic features of Ganjang (a Korean traditional soy sauce) fermentation revealed by genome-centered metatranscriptomics. mSystems 6: e00441-21 (2021)

상세보기
Choi GI, Kim HJ, Kim HJ2, Kim HR, Kim DH, Ahn JS, Son YG, Song IH. Changes of organic acids in takju during storage conditions. J. Food Hygiene Saf. 27: 127-32 (2012)

원문보기 상세보기
Choi HS, Kang JE, Jeong ST, Kim CW. Soju brewing characteristics of yeast strains N4 N9 isolated from Korean traditional nuruk. Korean J. Food Preserv. 24: 714-724 (2017)

원문보기 상세보기
Choi JH, Kim GW, Lee HY, Park CS, Shim JY. Brewing characteristics of Wickerhamomyces anomalus SC-1 isolated from Korean traditional Nuruk. Food Eng. Prog. 23: 223-228 (2019)

상세보기
Choi JH, Lim BR, Kang JE, Kim CW, Kim YS, Jeong ST. Changes in microbial community and physicochemical characterization of Makgeolli during fermentation by yeast as a fermentation starter. Korean J. Food Sci. Technol. 52: 529-537 (2020)

원문보기 상세보기
Chung RW. Physicochemical properties of traditional liquor with different brewing method of mit-sool. J. Korean Soc. Food Culture. 30: 377-386 (2015)

원문보기 상세보기
Gonzalez CF, Farina JI, Figuera LIC. Otimized amylolytic enzymes production in Saccharomycopsis fibuligera DSM-70554 an approach to efficient cassava starch utilization. Enzyme Microb. Technol. 42: 272-277 (2008)

상세보기
Higashibara, M., S. Okada. Studies on β-amylase of Bacillus megaterium strain, Agric. Biol. Chem. 32: 1023-1029 (1974)
Hyun H. H., and J. G. Zeikus. General hiochemical characterization of thermostable extracellular β-amylase from Clostridium thermosulfurogenes. Appl. Environ. Microbial. 49: 1162-1167 (1985)

상세보기
Higashimura Y, Emura K, Kuze N, Shirai J, Koda T. Fading inhibitors. Canadian Patent. 2378464 (2000)
Jeong ST, Kwak HJ, Kim SM. Quality characteristics and biogenic amine production of Makgeolli brewed with commercial Nuruks. Korean J. Food Sci. Technol. 45: 727-734 (2013)

원문보기 상세보기
Jeong SJ, Tomas BN, Anto NA, Vicente, Pavel DL, Jose AT. Continuous beer fermentation using immobilized yeast cell bioreactor systems. Biotechnol. Prog. 21: 653-663 (2005)

상세보기
KATI. Makgeolli's production trend. Available from: https://www.kati.net/product/basisInfo.do?lcdCodeMD172. Accessed Jun. 27, 2021.
Kim SJ. The health promotion effect of oligosaccharide. Bulletin Food Technol. 8: 140-145 (1995)
Kim SH. Selection and characterization of a yeast strain proper to Korean rice wine. MS thesis, Korea University. (1999)
Kim HS. Quality changes during storage and shelf-life evaluation of makgeolli, fermented with two step. MS thesis. Chonbuk National University, Cheongju, Korea. (2018a)
Kim JH. Quality Characteristics of Rice-Nuruk Seoktanju MS thesis. Kyonggi University, Suwon, Korea. (2018b)
Kim MJ, Chun JY, Choi KS. Physicochemical property and starch digestibility of Tarakjuk prepared with enzyme treated rice extrudate powder. Korean J. Food Nutr. 29: 692-697 (2016)

원문보기 상세보기
Kim HY, Kim SK. Establishment of the manufacturing conditions of hyssop (Hysspus officinalis)-rice drink. Korean J. Food Nutr. 22: 2287-7428 (2015)
Kim YS, Shin KS, Lee JH. Comparative study of total acidity content of Makgeolli with pre-treatment and analysis methods. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 46: 600-607 (2017)

원문보기 상세보기
Kohmoto T, Fukui F, Takaku H, Machida Y, Arai M., Mitsuoka T. Effect of isomaltooligosaccharides on human fecal flora. JSTAGE. 7: 61-69 (1988)
Kaneko T, Kohomoto T, Kikuchi H, Shiota M, Iino H, Mitsuoka T, Effects of isomaltooligosaccharides with different degrees of polymerization on human fecal bifidobacria. Biosci Biotechnol Biochem. 58: 2288-2290 (1994)

상세보기
Kwon YS, Park YH, Choe JS, Yang YK. Investigation of variations in energy, macronutrients and sodium intake based on the places meals are provided- using the Korea national health and nutrition examination survey (KNHANES, 1998-2009). Nutr Res Pract. 8: 81-93 (2014)

원문보기 상세보기
Lee DG. Characteristics and industrial applications of Aspergillus strains. J. Microbio. Biotech. 10: 19-25 (1997)
Lee SY. Bottle designing development using analysis of maps according to change in trends of the Makgeolli market. Korean Content Association. 13: 145-154 (2013)

원문보기 상세보기
Lee SB. Characterization of Wickerhamomyces anomalus and expression of its β-glucosidase (BGL1) gene in Saccharomyces cerevisiae for enhancing wine aroma. Kyungpook National University, Daegu, Korea (2019)
Lee OH, Lim MH, Kim JH, YOO EH, Ko HM, Jin JE Bae S. Characterization of Achlya bisexualis beta-Amylase expression in an amylolytic industrial strain of Saccharomyces cerevisiae. Korean J. Microbio. 44: 264-269 (2008)
Lee YG, Seol JM, Jeong DY, Kim SR. Application of functional microbial strains isolated from traditional rice wine in Korea. Microbiol. Biotechnol. Lett. 44: 229-235 (2016)

원문보기 상세보기
Lee SJ, Shin WC. Physiological functionalities of Makgeolli (Korean Paradox). Food Sci. Ind. 44: 2-11 (2011)
Miyake T, Mikihiko Y, Kano T. Imparting low-or anti-carcinogenic property to orally usable product., United States Patent. 4518518 (1985)
Makelainen H, Hasselwander O, Rautonen N, and A. C. Ouwehand, Panose, a new prebiotic candidate. Wiley. Letters Applied Microbiol. 49: 666-672 (2009)

상세보기
Namgung H, Hong JS. Studies on the amylase formation of KojiMolds. Bulletin of the Agri. Coll. Jeobug Natl. Univ. 4: 61-67 (1973)
Park BR, Park JY, Lee SH, Hong SJ, Jeong JH, Choi JH, Park SY, Park CS, Lee HN, Kim YM. Synthesis of improved long-chain isomaltooligosaccharide, using a novel glucosyltransferase derived from thermonanaerobacter thermocopriae with maltodextrin. Enzyme Microbial Technol. 147: 109788 (2021)

상세보기
Park CW, Jang SY, Park EJ, Yeo SH, Jeong YJ. The quality characteristics of rice Makgeolli liquor according to the sogeum type. Korean Soc. Food Sci. 44: 207-215 (2012)
Park JI, Shin JY, Yang JY. Optimum conditions of enzymatic reactions for production of isomaltooligosaccharides from rice flour. J. Food Hyg. Saf. 35: 83-92 (2020)

원문보기 상세보기
Sim HS, Kim MD. Characteristics of lactic acid production by Lactobacillus buchneri isolated from Kimchi. Korean J. Microbio. Biotech. 43: 286-290 (2015)

원문보기 상세보기
So MH, Lee YS, and Noh BS. Improvement in the quality of takju by a modified nuruk. Korean J. Food Nutr. 12: 427-432 (1999)
Suh YS, Kim JH. Oligosaccharides properties. Curr. Top. Lactic Acid Bac. Probio. 3.2: 62-69 (2015)

상세보기
Yoo BH, Park EH, Kim MD. Enhanced resistance to lactic acid by laboratory adaptive evolution of Saccharomycopsis fibuligera. Microbiol. Biotechnol. Lett. 44: 488-492 (2016)

원문보기 상세보기
Yoon KJ, Lee BG, Kwon HS. Determination of optimum ph of enzyme by electrochemical method. Analytical Sci. & Technol. 13: 41-48 (2000)
Yu TS, Kim HS. Trends in R&D of traditional liquor. Liquor industry. 19: 62-81 (1999)
Yun CY, Cheong YH. Isolation and characterization of phosphate solubilizing bacteria pantoea species as plant growth promoting Rhizobacteria. J. Life Sci. 26: 1163-1168 (2016)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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