본 연구는 우리나라 전통 증류식 소주 제조를 위한 최적의 효모를 선발하는 데 목적을 두고 누룩에서 분리한 효모와 시판 소주효모의 발효 및 증류 특성을 비교 분석하였다. 분리한 4개의 균주(Y88-4, Y98-4, Y172-6, Y192-4)와 대조구로 사용한 시판 소주효모 2종(C1, C2)은 Saccharomyces cerevisiae로 동정되었다. 발효액의 최종 알코올 함량은 $13.9{\pm}0.1-16.4{\pm}0.01%$로 C1효모가 가장 높은 알코올 함량을 나타냈고 6개의 실험구의 pH와 총산의 함량은 각각 pH 3.9-4.0, 0.40-0.52 g/100 mL로 정상적인 발효가 진행된 것으로 판단되며 아미노산 함량은 초기 0.10-0.12 g/100 mL에서 발효가 진행됨에 따라 대체로 증가하여 0.26-0.30 g/10 0mL로 나타났다. 유기산의 변화는 옥살산의 경우 Y98-4와 C2에서 발효 말 각각 $0.27{\pm}0.02$, $0.28{\pm}0.03mg/mL$ 검출되었고 말산은 Y88-4를 제외한 모든 실험구 및 대조군에서 최종 발효 시 $0.22{\pm}0.23-0.49{\pm}0.02mg/mL$로 나타났다. 젖산은 C2효모가 발효 말 $0.56{\pm}0.03mg/mL$로 가장 높게 나타났고, 발효과정 중 주요 유기산으로 감칠맛과 관련 있는 석신산은 C2효모가 발효 말 $1.23{\pm}0.12mg/mL$로 가장 높았다. 발효액의 품질저하와 관련 있는 아세트산은 소주효모 C1과 C2에서 각각 $1.87{\pm}0.00$, $1.64{\pm}0.12mg/mL$로 다른 효모에 비해 높게 나타났다. 증류액의 휘발성 향기성분분석 결과 37개의 휘발 성분이 확인되었고 작용기별로 분류 하면 알코올류 7종, 에스터류 26종, 산류 1종, 기타 3종이었다. 높은 area%를 나타낸 것은 에틸알코올, 카프릴산에틸, 아밀알코올 등이다. 증류액의 향기호도 조사결과 Y88-4>C2>Y98-4>C1>Y172-6>Y192-4 순으로 나타났다. 효모의 특성조사를 통해 풍부한 휘발성 성분을 함유하고 있으며 향기호도 조사에서 가장 높은 선호도를 보인 Y88-4가 증류식 소주 제조에 적합한 효모라고 판단된다.
발효식품에서 분리한 효모 482균주의 저온적응성 및 알코올 생성능을 확인하고 ${\beta}$-glucosidase와 cerulenin, TFL저항성을 실험하여 저온적응성이 우수하고 향기성분 활성이 좋은 Y297 균주를 선발하였다. 26s rRNA 염기서열을 분석한 결과, Y297은 Saccharomyces cerevisiae로 동정되었다. 선발된 균주는 $15^{\circ}C$에서는 $25^{\circ}C$에 비해 정지상으로에 도달하는 시간은 오래 걸리지만 보다 많은 균수를 유지하였다. YPD 액체배지에 알코올 농도 10%와 glucose 60% 그리고 NaCl 8%가 포함된 배지에서 내성을 확인할 수 있었다. YPD(glucose 25%)배지에서 배양한 효모의 세포질 단백질을 추출하여 ${\beta}$-glucosidase와 esterase의 활성을 측정한 결과 시판효모보다 우수한 활성을 나타냈다. 이러한 결과를 통해 선발된 Y297는 약주제조에 적합한 종균효모로써의 가능성을 확인할 수 있었다.
전통 배 약주용 우수 효모를 선발하고 기호도와 생리기능성이 우수한 전통 배 약주를 개발하기 위하여 배즙에 증자 멥쌀과 누룩, 다양한 종류의 Saccharomyces cerevisiae를 첨가하여 발효 시킨 후 에탄올 함량과 항고혈압 활성을 측정하여 전통 배 약주용 우수 효모로 S. cerevisiae K-7과 시판 S. cerevisiae C-2를 최종 선발하였다. 또한 최적 발효조건을 검토한 결과 증자 멥쌀 100 g을 배즙 600 ml에 첨가하고 발효제 g당 30 sp와 S. cerevisiae K-7를 5% 첨가하여 $25^{\circ}C$에서 7일간 발효시켰을 때 10.4%의 에탄올 함량과 항고혈압성 엔지오텐신 전환효소 저해 활성이 57.2%인, 기호도가 우수한 전통 배 약주를 제조 하였다. 항고혈압성 전분질 부원료의 첨가는 이들의 기호도와 생리기능성에 영향을 주지 않았다.
오미자로부터 야생효모 Saccharomyces cerevisiae(S. cerevisiae) SH8094와 S. cerevisiae SH2855를 분리, 동정하였으며, 이 효모를 이용하여 오미자 발효주를 제조하였다. 야생효모 S. cerevisiae SH8094와 S. cerevisiae SH2855를 이용한 오미자 발효주와 시판효모 Lalvin 1118을 이용한 오미자 발효주의 이화학 특징과 관능 특성을 비교 분석하였다. 그 결과, 야생효모 S. cerevisiae SH8094로 제조한 오미자 발효주가 pH 2.8, 산도 1.1%, 당도 14.5oBrix, 알코올 함량 9%를 나타냈으며, 목넘김, 종합적 기호도에 있어서 높은 점수를 얻었다. 또한 오미자로부터 분리된 야생효모 S. cerevisiae SH8094와 S. cerevisiae SH2855를 이용하여 만든 오미자 발효주와 상업적으로 판매되는 오미자 발효주의 관능 특성을 비교한 결과, 생오미자에서 분리된 야생효모 S. cerevisiae SH8094로 제조한 오미자 발효주가 상업적으로 판매되는 오미자주보다 향, 색, 종합적 기호도에 있어서 우수하게 나타났다. 이로써 오미자로부터 분리한 효모 S. cerevisiae SH8094를 이용한 우수한 오미자 발효주 제조의 가능성을 확인하였다.
본 연구에서 와인발효의 최적 균주를 조사하였으며 최종 선발된 Saccharomyces sp. BCNU 6006의 발효 특성과 항산화 활성을 측정하였다. 먼저 효모는 막걸리, 과일 그리고 발효 식품에서 분리하였으며, 분리된 균주는 β-glucosidase, glycosidase와 protease 효소 활성과 에탄올 및 SO2 내성에 의해 선별하였고, 추가로 황화수소와 바이오제닉 아민을 생성하는 균주를 제외하여 총 9균주가 선별되었다, 한편 선별균주들은 계통적으로 K. sevazzii와 S. cerevisiae의 subcluster에 속하는 균주로 확인되었다. 최종 선발된 Saccharomyces sp. BCNU 6006균주의 흑마늘 와인 최적 발효조건은 26 brix, 28℃, 10일로 확인되었다. 발효가 완료된 흑마늘 와인의 성분은 에탄올 15.03%, 12 brix, pH 4.01로 측정되었고, 총 polyphenol, 총 flavonoid함량, tannin 그리고 5-HMF의 함량은 각각 3.85 mg/ml, 0.51 mg/ml, 5.90 mg/ml, 0.07 mg/ml으로 확인되었다. DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능 및 환원력은 각각 90.77%, 95.20% 그리고 1.261로 측정되었으며, 흑마늘 진액보다 낮았으나, Superoxide anion 라디칼 소거능은 94.42%로 흑마늘 진액보다 높았다. 효소활성, 발효특성 그리고 항산화 효능을 기초로 판단하면 Saccharomyces sp. BCNU 6006에 의해 제조된 흑마늘 와인은 산업적으로 잠재성이 높음이 확인되었다.
절간고구마원료주정폐액을 이용하여 단세포단백질을 생산함과 동시에 폐액의 BOD를 제거할 목적으로 우수효모를 선발하고, 선발된 효모의 배양조건을 검토한 후 3$\ell$ -jar fermenter에 의한 통기 배양을 한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 폐액을 여과한 여액의 조성은 BOD$_{5}$ 15700ppm, COD 36800ppm, 환원당 3300ppm, 총질소 710ppm, 고형물51800ppm, 조회분390ppm이었다. 우수효모로 선발된 Torulopsis candida FRI YA-15를 $25^{\circ}C$에서 48시간 진탕배양하였을 때, 배양폐액에 대한 균체수율은 3.38g/$\ell$, BOD$_{5}$ 및 COD제거율은 각각 38.9%, 31.8%이었다. T. candida의 최적생육초기 pH는 4.0이었으며, 최적배양온도는 35$^{\circ}C$였다. 설정된 초기PH 및 온도하에서 3$\ell$-jar fermenter를 사용하여 통기량 2vvm, 교반속도 100rpm으로 배양하였을 때, 배양 28시간후에 최대로 생육하였으며, 그 때 배양액에 대한 균체수율은 3.2g/$\ell$였다. 건조균체의 조단백질함량은 47.98%였다.
살구의 홍수출하에 의한 가격하락 방지와 부가가치 향상을 위하여 살구가공식품을 다양화하고자, 살구와인의 제조에 필요한 우수 균주, 적정 과즙 첨가량, 당 종류, 질소원 및 농도, 아황산 첨가 등 적정 발효조전을 검토한 결과는 다음과 같다. 살구 발효주의 우수 균주는 JBS 15과 IBS 30이었고 적정배지 조성은 과즙 50%, 설탕 24 。brix, (NH$_4$)$_2$SO$_4$ 0.2%, $Na_2$SO$_3$ 200ppm이었으며 $25^{\circ}C$에서 10일 발효하면 12.3∼12.5% 알코올이 생성되었다. 관능검사 결과 두 균주 간 차이가 없이 색, 맛, 향 모두 양호하였다.
우리나라 캠벨얼리 포도주의 발효 중 효모 천이단계에서 분리된 당 내성 토착형 효모 균주 S. cerevisiae S13과 D8 균주로 MBA 포도주를 발효하여 그 특성을 산업용 포도주 효모 W-3 균주와 비교하였다. 토착형 효모 두 균주의 경우 발효초기 가용성 고형분의 감소 및 알코올 생성이 다소 지연되었으나 발효 종료 후 D8 포도주는 12.4%, S13 포도주는 11.8%로서 대조균주 W-3 포도주의 12.0%와 알코올 함량이 유사하거나 다소 높았다. Malic acid의 함량의 경우 D8 포도주는 W-3 포도주와 유사한 수준을 나타내었으나 S13 포도주는 W-3 포도주의 약 71.9% 수준으로 매우 낮았다. 아세트알데히드, 메탄올, 프로판올, 이소프로판올, 이소아밀알코올 등의 함량 역시 D8 포도주와 S13 포도주 모두가 W-3 포도주보다 매우 낮게 나타났다. 특히 메탄올의 함량은 S13 포도주가 98.6 mg/L, D8 포도주가 112.0 mg/L로서 W-3 포도주의 192.8 mg/L에 비하여 각각 51.1%, 58.1%의 낮은 수준을 나타내었다. 또한 색도를 나타내는 L, a, b 값은 S13, D8 포도주 모두에서 W-3포도주보다 낮게 나타났으며 관능평가 결과 색에 있어서 S13 포도주가 W-3 포도주보다 다소 높은 점수를 얻었으나 통계적으로 유의적인 차이는 보이지 않았다.
1) 폐액을 여과했을 때 잔사부분엔 조단백질 33.08%, 총당 19.96%, 회분 2.06% 이었으며, 여액부분은 환원당 1.54%, 조단백진 2.48%, 회분이 0.43%이었으며 1kg/㎤에서 15분간 2차 살균한 결과 그의 pH가 3.15이었다. 2) 여액을 기본배지로 하여 flask 상에서 Saccharomyces cerevisiae YF-1 의 최적배양조건을 구한 결과 배지 100m1 당 Urea 0.428g, KH$_2$PO$_4$ 0.439g, MgSO$_4$ㆍ5$H_2O$ 0.21g을 첨가한 뒤 pH 4.0, 3$0^{\circ}C$ 에서 24~28시간 배양함이 가장 좋았다. 이때 배지 100m1당 1.38g의 건조효모균체 (35$^{\circ}C$에서 24시간 진공건조)를 얻을 수 있었다. 3) 건조효모의 조성은 조단백질 56.96%, 지방 1.30%, 탄수화물6.53%. 회분 9.62%이었다. 본 연구는 문교부 학술연구조성비로 행한 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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