한국인의 기호에 맞는 상업적 된장의 풍미향상을 위하여 된장제조시 Bacillus licheniformis와 Saccharomyces rouxii를 첨가하여 $27^{\circ}C{\pm}\;1$에서 40일간 발효시킨 결과 B. licheniformis 와 S. rouxii의 첨가로 환원당의 증량이 억제되었고, S. rouxii는 에틸 알콜의 생산을 증가시키고 암모니아태 질소의 양을 감소시켰다. B. licheniformis는 아미노태 질소와 적정산도를 증가시켰다. A. oryzae의 생육은 숙성중 감소되었고 B. licheniformis와 S. rouxii의 첨가로 더욱 촉진되었다. B. licheniformis와 S. rouxii를 혼용한 시료에 유리아미노산 함량이 가장 많았으며 각시료 모두 휘발성 성분으로 아세트알데히드, 아세톤, 에틸 알콜, 에틸 아세테이트, 메틸 알콜, 프로필 알콜, 이소부틸 알콜, 이소아밀 알콜 등이 검출되었으며 재래식 된장에서는 이소부틸 알콜, 이소아밀 알콜 등이 검출되지 않았다. 시료의 전체적인 풍미는 B. licheniformis 와 S. rouxii를 혼용한 시료가 가장 우수하였다.
인삼의 약효성분인 saponin이 내염성효모 Sac-charomyces rouxii의 생육에 미치는 영향 및 고온처리로 stress를 준 효모의 증식회복속도에 미치는 영향을 조사하여 본결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 인삼saponin을 $10^{-3}%$ 되게 첨가했을 경우 무첨가구에 비해 S. rouxii의 생육을 55% 정도로 가장 크게 촉진시킬 수 있었으며 또한 인삼saponin 첨가 경우 S. rouxii의 증식곡선은 무첨가구에 비해 그 log phase의 진입속도가 훨씬 빨랐으며, 가열처리된 S. rouxii의 증식회복속도도 인삼saponin $10^{-3}%$ 첨가했을 경우 70% 정도나 빨랐다. 이로 미루어보아 인삼saponin은 heat shock 받은 효모의 생육회복속도를 크게 증가시킬 수 있는 항stress효과가 있음을 확인 할 수 있었다.
염농도가 높은 전통식품인 된장에서 호염성 효모를 분리하였다. 2M NaCl에서도 생육할 수 있는 이 균은 Zygosaccharomyces rouxii로 등정되었으며 생리적 특성, rDNA를 probe로 이용한 RFLP 및 화합성 단핵 동종 효모 균주와 교배 결과에 의하여 이루어졌다. Z. rouxii YDJ 균은 생장속도가 S. cerevisiae 보다 느려 대수기를 완료하는데 $2{\sim}3$일 소요되었다. S. cerevisiae에서는 배지에 염농도가 높아질수록 glycerol보다 trehalose 함량이 크게 증가하였으나 Z. rouxii는 세포 내에 glucosamine, glycerol, trehalose함량이 증가하였다. 따라서 Z. rouxii의 호염성은 glycerol과 같은 polyol이외에도 trehalose과 glucosamine의 효과가 크게 나타났다. Trehalose 생합성 효소인 trehalose phosphate synthase는 S. cerevisiae보다 Z. rouxii에서 낮았으며 trehalose 분해효소인 trehalase도 S. cerevisiae 보다 Z. rouxii에서 낮았다. 그러나 Z. rouxii는 NaCl 처리시 trehalose가 증가하므로 내염성은 glycerol 이외에 trehalose에 의해서도 영향을 받는 것으로 생각된다.
아미노산 간장의 풍미를 높이기 위해 S. rouxii에 의한 알코올 발효시 아미노산 간장내에 존재하는 NaCl, 색소물질 및 glucose의 농도가 S. rouxii의 생육에 미치는 영향과, 발효온도, 통기속도 등 발효환경요인이 S. rouxii의 생육 및 알코올 발효에 미치는 영향을 관찰하였다. 아미노산 간장내 NaCl 6%(w/v) 까지는 균체 생육에 영향을 미치지 않았으나, 그 이상의 농도에서는 생육을 저해하였으며, 아미노산 간장 중 존재하는 색소물질은 균체 생육에 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다. 또 아미노산 간장에 첨가된 glucose의 농도가 25%(w/v)까지는 균체 생육을 크게 저해하지 않았다. S. rouxii의 생육 및 알코올 발효의 최적 온도는 $25^{\circ}C$이며, 최대 알코올 생산을 위한 최적 통기속도는 0.5 vvm이었다. 이때 아미노산 간장내 최대 알코올 농도는 4.2%(w/v)였다.
개량식 고추장으로부터 동정한 효모들은 Candida glabrata C. guilliermondii. C. humicola. C. rugosa, C. zeylanoides, Cryptococcus uniguttulatus, Pichia farinosa, Rhodotorula glutinis, Saccharomyces cerevisiae Zygosaccharomyces rouxii로 분류되었다. 재래식 고추장에서 동정한 효모는 C. glabrata, P. farinosa, S. cerevisiae, Z. rouxii로 분류되었으며 분포율이 높아 발효숙성에 깊이 관여할 것으로 생각되는 효모는 재래식과 개량식고추장에서 Candida, Pichia, Saccharomyces, Zygosaccharomyces등 4속이었다. 개량식 고추장의 발효숙성 중기와 후기에 나타난 Z. rouxii와 S. cerevisiae는 고추장용 메주에서 분리되어 그 기원이 되는 것으로 생각되며, 특히 Z. rouxii는 고추장용 메주에서 분포된 효모중 46%를 차지하였다. 발효숙성중 분포는 Z. rouxii가 15일 후에 33%, S. cerevisiae가 21일 후에 13%펄 각각 가장 높은 분포율을 보였다. Candida속의 경우 개량식 메주, 소맥코지, 콩코지 모두에서 분리되었으나 고추장의 발효숙성이 진행됨 에 따라 40%에서 10%로 점차 감소하는 경향을 보였다. 재래식 고추장에서는 발효음성 3개월 후에 Z. rouxii가 53%, 7개월 후에 S. cerevisiae가 26%로 가장 높은 분포율을 보였다. NaCl 과 glucose를 혼용한 배지에서 S. cerevisiae와 Z. rouxii 등 2종의 효모가 다른 효모에 비해 생육이 현저히 나타난 것은 이들이 고추장의 발효숙성 과정에서 분리된 빈도수가 높았다는 것과 무관하지 않을 것으로 사료된다. 특히 S. cerevisiae와 Z. rouxii 두 균주는 무염 또는 7% NaCl이 첨가된 배지에서 가장 먼저 가스를 생성하였으며 7% NaCl이 첨가된 조건하에서의 가스생산량은 Z. rouxii 및 S. cerevisiae 각각에서 0.024 ml/ml/hr, 0.013ml/ml/hr로 나타났다.
인삼saponin이 Saccharomyces rouxii의 생육속도나 고온충격으로부터의 정상회복속도를 크게 증가시킨다는 사실을 확인한 바 있다. 이러한 촉진효과의 원인을 추정하기위해 인삼saponin이 S. rouxii가 생산한 amylase의 활성에 미치는 영향이나 그 효소의 열변성에 미치는 보호효과를 조사해 본 결과는 다음과 같다. S. rouxii가 생산한 amylase의 환성은 pH 6.5에서 5$0^{\circ}C$로 반응시킴으로써 가장 크게 나타났다. 인삼saponin을 0.01% 첨가한 경우 amylase의 활성이 무첨가구에 비해 23% 정도 촉진되었으며, 인삼saponin 0.01%를 첨가한 경우 7$0^{\circ}C$로 가열처리시켜도 amylase의 활성이 무첨가 처리구에 비해 그 잔존활성 기준으로 28%나 열변성으로 부터 보호될 수 있었다. 이 결과로 미루어 보아 heat stress 받은 효모의 정상회복은 인삼saponin이 효소의 환성이나 효소의 열안정성에 기여하기 때문인 것으로 판단되었다.
Successive application of Saccharomyces cerevisiae DSM 70424 and Saccharomyces rouxii DSM 2535 or DSM 2531 in the production of non-alcoholic beer was investigated. The aim of the study was to consider the impact of the 2 mentioned strains of S. rouxii on the reduction of alcohol content in wort fermented at 12 or $24^{\circ}C$ for 96 hr, applying periodic aeration. The 2 S. rouxii strains were added at the $48^{th}$ hr of fermentation after thermal inactivation of S. cerevisiae cells. The greatest alcohol decrease rate was observed for the treatment containing S. rouxii DSM 2535-fermented at $24^{\circ}C$ (from 1.56 to 0.36%). The concentration of acetaldehyde, diacetyl, and 2,3-pentandione, that have a key role in appearance of 'wort' and 'buttery' off flavors, were significantly lower in S. rouxii-containing treatments fermented at $24^{\circ}C$. S. rouxii-containing treatment fermented at $24^{\circ}C$ showed slightly lower overall flavor acceptability compared to S. cerevisiae-containing treatment fermented at the same temperature. Such score was improved for the products obtained at $12^{\circ}C$.
Saccharomyces cerevisiae and Zygosaccharomyces rouxii are known to produce alcohol in gochujang. To reduce alcohol production, garlic and chives were applied to gochujang solution to find their inhibitory effect on S. cerevisiae and Z. rouxii. The 70% ethanol extract of garlic and chives showed significant inhibition activity against S. cerevisiae and Z. rouxii, showing growth inhibition zone of 14.00±0.00~25.33±0.58 mm by disc diffusion method. In addition, the addition of 70% ethanol extract of garlic and chives in 10% gochujang solution spiked with S. cerevisiae and Z. rouxii reduced the numbers of total aerobic bacteria (below 7 Log CFU/g) and yeast (below 4 Log CFU/g), alcohol content (below 0.30%), respectively. In conclusion, the addition of garlic ethanol (70%) extract or chives ethanol (70%) extract to gochujang inhibited the growth of S. cerevisiae and Z. rouxii, resulting in reduced alcohol content in gochujang. For further study, it is necessary to conduct food application experiments by using real gochujang paste.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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