KR100733071B1 - 주류의 향기성분을 증가시키는 사카로마이세스 세레비제ｔ084 및 이를 이용한 주류의 제조방법 - Google Patents

주류의 향기성분을 증가시키는 사카로마이세스 세레비제ｔ084 및 이를 이용한 주류의 제조방법 Download PDF

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허병석
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Abstract

본 발명은 새로운 발효 균주인 사카로마이세스 세레비제 T084에 관한 것으로서 보다 상세하게는 주류의 제조과정중 하나인 원료의 발효 과정에서 향기성분을 다량으로 합성하는 새로운 발효 균주인 사카로마이세스 세레비제 T084에 관한 것이다. 본 발명의 사카로마이세스 세레비제 T084는 주류의 제조시 향기성분을 다량으로 생성하는 효과를 갖는다. 따라서 본 발명의 사카로마이세스 세레비제 T084는 향기가 풍부한 주류의 제조에 사용할 수 있다.
사카로마이세스 세레비제, 주류, 향기

Description

주류의 향기성분을 증가시키는 사카로마이세스 세레비제 Ｔ084 및 이를 이용한 주류의 제조방법{Saccharomyces cerevisiae T084 increasing aromatic compounds in alcoholic liquor and method for preparing alcoholic liquor using the same}
본 발명은 새로운 발효 균주인 사카로마이세스 세레비제 T084에 관한 것으로서 보다 상세하게는 주류의 제조과정중 하나인 원료의 발효 과정에서 향기성분을 다량으로 합성하는 새로운 발효 균주인 사카로마이세스 세레비제 T084에 관한 것이다.
최근 주류에 대한 소비자의 욕구가 다양화되고, 고품질의 주류를 찾는 경향이 강해짐에 따라 향미가 우수한 주류의 개발의 필요성이 계속 증대되고 있다.
주류의 제조시 원료물질을 이용하여 알코올 발효과정을 거치게 되는데, 발효과정시 원료물질의 종류, 발효 조건, 발효 균주 등에 따라 다양한 부산물들이 생성되게 된다. 이러한 부산물들의 종류에 따라서 발효물 및 이를 활용한 주류는 독특 한 풍미를 가지게 되는데, 쓴맛은 알코올, 신맛은 젖산 ·숙신산과 미량의 아세트산, 단맛은 포도당을 주성분으로 하는 당류와 여러 종류의 아미노산, 향기는 고급 알코올산 및 에스테르류, 빛깔은 플라빈 ·데페리크롬 ·멜라닌 등에 의해 나타나게 된다.
그 중 주류의 품질을 좌우하는 중요한 요소는 향기이며, 이러한 대부분의 성분들은 발효 균주에 의해 결정된다. 주류의 향에는 많은 성분들이 복합적으로 관여하는데 여기에 직접적으로 영향을 미치는 요소로 밝혀진 성분으로는 아세트알데하이드(acetaldehyde), 아세트산에틸(ethyl acetate), 카프로산에틸(ethyl caproate), 이소아밀아세테이트(isoamylacetate), 이소아밀알코올(isoamylalcohol), 페닐에틸알코올(phenylethanol), 페닐에틸 아세테이트(phenylethyl acetate) 등이 있다.
이렇듯, 주류의 향기성분의 제조에 발효 균주가 중요한 역할을 하기 때문에, 향이 우수한 발효 균주를 얻기 위한 다양한 시도들이 있어 왔다. 그 중 한가지 방법이 인위적인 돌연변이에 의해 향기성분을 다량으로 생성하면서 발효력이 모균주에 비해 떨어지지 않는 균주를 선별하는 방법이다(대한민국 특허공개공보 제1998-49304호).
하지만, 다양한 주류의 제조를 위해 다양한 발효 균주를 확보할 필요가 있어 균주에 대한 더 많은 개량 및 새로운 균주의 개발이 필요한 실정이다.
이에 본 발명자들은 향기가 좋은 주류의 제조가 가능한 발효 균주를 개발하기 위하여 연구한 결과, 모균주 및 공지의 균주에 비해 향기성분의 생산성이 뛰어난 발효 균주인 사카로마이세스 세레비제 T084를 분리하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 새로운 발효 균주인 사카로마이세스 세레비제 T084를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 새로운 발효 균주인 사카로마이세스 세레비제 T084를 제공한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사카로마이세스 세레비제 T084를 이용한 주류의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사카로마이세스 세레비제 T084를 이용하여 제조된 주류를 제공한다.
이하 본 발명의 내용을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 발효 균주는 사카로마이세스 세레비제 T084(KCCM-11373P호)인 것 을 특징으로 한다.
상기 사카로마이세스 세레비제 T084는 종래에 청주의 양조에 많이 사용되는 사카로마이세스 세레비제(Saccharomyces cerevisiae) CB97-144를 이용하여 다음과 같이 수득하였다: 사카로마이세스 세레비제 CB97-144에 변이 유기제인 에틸메탄설포네이트(EMS, ethylmethanesulfonate)를 처리하여 변이를 유도하고, 트리플루오로류신(trifluoroleucine) 및 아미노아졸(aminoazol)로 순차적으로 선별하여 트리플루오로류신-아미노아졸 내성균주를 선발하였다. 이를 다시 효모용 선별배지에서 호흡에 장애가 있는 균주들을 배제한 후, 모균주인 사카로마이세스 세레비제 CB97-144에 비해 주류 발효시 향기성분이 증가된 균주를 선별하여 수득하였다. 본 발명자들은 수득된 신규 사카로마이세스 세레비제를 사카로마이세스 세레비제 T084로 명명하고, 이를 2006년 6월 8일 한국종균협회 한국미생물보존센터(KFCC, korea federation of culture collection)에 기탁하여 KFCC-11373P호로 기탁번호를 부여받았다.
이러한 본원발명의 균주 선별 방법에서 류신(leucine)의 유도체인 트리플루오로류신(trifluoroleucine)이 첨가된 배지에서 생존이 가능한 효모 균주들은 이소아세틸아밀(isoacetylamyl)과 이소아밀알코올(isoamylalcohol)의 생합성 경로에서 중요한 역할을 수행하는 효소인 알파 IPM 합성효소(α-isopropylmalate synthase)의 특성이 변하여 류신에 의한 저해를 극복함으로써 다량의 이소아세틸아밀과 이소 아밀알코올을 생산할 수 있게 된다.
아울러, 주류의 향기 중에서 음양향의 풍미를 향상시키는 중요한 성분중의 하나인 카프로산 에틸(ethyl caproate)의 생산성이 높은 균주를 개량하기 위해 아미노 아졸(3-amino-1,2,4-azole)을 이용할 수 있다. 카프로산 에틸은 발효계 중에 효모의 지방산 합성계를 경로로 하여 생산되며, 카프로일 코에이(caproyl CoA) 및 카프로산(caproic acid)이 베타-산화과정(β-oxidation) 등의 지방산 분해계에 의해 대사되므로 이 경로를 결손시키면 카프로일 코에이(caproyl CoA) 및 카프로산(caproic acid)이 대사되지 않고 축적되어 카프로산 에틸이 생성되는 것으로 추측된다. 따라서 지방산 분해 중 발생하는 과산화수소(hydrogen peroxide)를 산화시키는 효소인 카탈라아제(catalase)를 억제하는 물질인 아미노 아졸(3-amino-1,2,4-azole)을 첨가하여 지방산 분해가 억제된 균주만을 선별할 수가 있게 된다.
한편, 본 발명의 사카로마이세스 세레비제 T084는 주류의 제조에 이용될 수 있다. 본 발명의 사카로마이세스 세레비제 T084를 이용한 주류의 제조는 공지된 사카로마이세스 세레비제 균주를 이용한 주류의 제조방법에 따라 수행될 수 있으며, 사카로마이세스 세레비제 T084를 주류 제조의 원료를 발효시키는 과정을 포함하여 주류를 제조할 수 있다. 이 때, 상기 원료는 이에 한정되지는 않으나, 쌀, 보리, 귀리, 수수, 옥수수 등의 곡류, 고구마, 감자, 타피오카 등의 서류 및 포도, 사과, 배, 바나나 등 과실류일 수 있다. 주류의 제조는 이에 한정되지는 않으나, 예를 들 어, 본 발명의 사카로마이세스 세레비제 T084를 국즙배지(국미 250 g에 물을 첨가하여 1.5L로 부피를 맞춘 후 65℃에서 6 내지 8 시간동안 당화를 시킨 다음 원심분리하여 상등액만을 분리하고, 이를 121℃에서 15 분간 멸균한 것)에 배양한 뒤 이를 증미, 국미, 식용수 및 오염을 방지하기 위해 소량의 젖산을 첨가한 배지에 접종하고, 15℃에서 3~4 일 동안 배양한 뒤 세차례에 걸쳐 증미, 국미, 식용수를 단계적으로 증가시켜 최종부피가 3 L 되도록 한 다음, 다시 12 내지 15 일간 13 내지 15℃에서 정치 발효하여 얻은 발효액을 정제 또는 증류하여 수득할 수 있다.
이와 같이 제조될 수 있는 주류는 특별히 한정되지는 않으나, 청주, 탁주 및 증류식 소주일 수 있다.
본 발명에 따른 사카로마이세스 세레비제 T084는 통상적인 사카로마이세스 속 균류의 배양방법에 의해 대량으로 배양할 수 있다. 배양배지로는 탄소원, 질소원, 비타민 및 미네랄로 구성된 배지를 사용할 수 있다. 균류의 배양은 통상의 사카로마이세스 속 균류의 배양 조건상에서 가능하며, 예컨대 10 내지 40℃에서 10 내지 40시간 정도 배양할 수 있다. 보다 바람직하게는 23 내지 27℃에서 12 내지 36시간 정도 배양하는 것이 바람직하다. 배양액 중의 배양배지를 제거하고 농축된 균체만을 회수하기 위해 원심분리 또는 여과과정을 거칠 수 있으며, 이러한 단계는 당업자가 필요에 따라 수행할 수 있다. 농축된 균체는 통상적인 방법에 따라 냉동(frozen)하거나 또는 냉동건조(lyophilized)하여 그 활성을 잃지 않도록 보존할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 사카로마이세스 세레비제 CB97-144의 변이를 유도하고, 이를 선별하여 사카로마이세스 세레비제 T084을 분리하였다.
아울러, 본 발명의 사카로마이세스 세레비제 T084가 모균주인 사카로마이세스 세레비제 CB97-144에 비해서 더 많은 향기성분들을 합성하는 점을 확인하기 위하여 제조된 발효원액에서 이소아밀아세테이트 등의 향기성분의 양을 측정하였다. 그 결과 이소아밀아세테이트, 이소아밀알콜, 카프로산 에틸 및 카프로산의 양이 30% 내지 91%가 증가되는 효과가 있음을 알 수 있었다.
본 발명의 비교예에서는 사카로마이세스 세레비제 T084가 공지된 균주인 사카로마이세스 세레비제 일본 양협 제601호에 비해서 더 많은 향기성분들을 합성하는 점을 확인하기 위하여 제조된 발효원액에서 이소아밀아세테이트 등의 향기성분의 양을 측정하였다. 그 결과 이소아밀아세테이트, 이소아밀알콜, 카프로산 에틸 및 카프로산의 양이 40% 내지 246%가 증가되는 효과가 있음을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명은 새로운 발효 균주인 사카로마이세스 세레비제 T084를 제공한다.
이하. 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 사카로마이세스 세레비제 T084 의 분리
<1-1> 사카로마이세스 세레비제의 변이 유도 및 선별
청주 발효 효모인 사카로마이세스 세레비제(Saccharomyces cerevisiae) CB97-144를 변이 유기제인 EMS가 포함되어 있는 sodium phosphate buffer(0.1M, pH7.0)에 15분간 배양한 후 멸균수로 세척하고, 트리플루오로류신(trifluoroleucine)의 최종농도가 400 내지 450 μM이 되도록 첨가한 배지 (Yeast Nitrogen Base w/o Amino acids 6.7 g/L, 포도당 20 g/L, 한천 20 g/L) 에 도말하였다. 이를 23 내지 27℃에서 5 내지 8 일간 배양하여 생장하는 균주를 선별하였다. 선별된 균주를 아미노아졸(aminoazol)의 최종농도가 150 내지 200 mM이 되도록 첨가한 배지(Yeast Nitrogen Base w/o Amino acids 6.7 g/L, Raffinose 5 g/L, Myristic acid 0.2 g/L, Brij35 4 g/L, L-histidine 0.02 g/L, 한천 20 g/L)로 옮겨서 23~27℃ 에서 5~8 일간 배양하여 트리플루류신-아미노아졸 내성균주를 선발하였다.
트리플루류신-아미노아졸 내성균주를 다시 효모용 선별배지 (효모엑기스 4 g/L, 카시톤 5 g/L, 포도당 50 g/L, 인산제일칼륨 0.55 g/L, 염화칼륨 0.425 g/L, 염화칼슘 0.125 g/L, 황산마그네슘 0.125 g/L, 염화제이철 0.0025 g/L, 황산망간 0.0025 g/L, 한천 15 g/L, 브로모크레졸그린 0.022 g/L) 로 옮겨 호흡에 장애가 있는 균주들을 배제하여 분리하였다.
<1-2> 향기성분 발효능이 증진된 균주의 선별
상기 실시예 <1-1>에서 얻은 변이주들을 이용하여 최종부피 3L가 되도록 청주발효를 하면서 발효력이 모균주에 비해 떨어지는 균주를 제하고, 10 내지 15 일간 정치 발효하여 수득한 발효액을 가스크로마토그래피로 정량 분석하여 목적하는 향기성분을 다량으로 생성하는 효모를 최종 선발하였고 이를 사카로마이세스 세레비제 T084로 명명하였다. 이 균주는 2006년 6월 8일 한국종균협회 한국미생물보존센터(KFCC, korea federation of culture collection) 에 기탁하여 KFCC-11373P호로 기탁번호를 부여받았다.
상기 청주발효의 과정을 모균주인 사카로마이세스 세레비제 CB97-144 및 본 발명의 변이주인 사카로마이세스 세레비제 T084에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다. 국미 250 g에 물을 첨가하여 1.5L로 부피를 맞춘 후 65℃에서 6 내지 8 시간동안 250 내지 300rpm으로 교반하면서 국미에 포함된 아스퍼질러스 균(Aspergillus)에 의해 당화를 시킨 다음 1540 x g에서 원심분리하여 상등액만을 분리하였다. 이를 121℃에서 15 분간 멸균하여 국즙배지를 제조하였다. 상기 국즙배지 50ml에 각각 모균주 CB97-144와 본 발명의 변이주 T084 (KCCM-11373P호)를 25 ℃에서 48시간동안 배양한 뒤 이 중 10ml를 증미 64g, 국미32g, 식용수 81g, 그리고 오염을 방지하기 위해 0.51ml의 젖산을 첨가한 배지에 접종하였다. 15℃에서 3 내지 4 일 동안 배양한 뒤 세차례에 걸쳐 각각 증미 1136g, 국미 261g, 식용수 1429g를 단계적으로 첨가하여 최종부피가 3 L 되도록 하였다. 이 후 12 내지 15 일간 13 내지 15℃에서 정치 발효하여 발효원액을 얻었다.
상기 발효원액을 원심분리하여 상등액을 취하고 수득한 상등액을 0.44 ㎛ 여과지로 여과하여 얻은 부분을 HP-FFAP column (film thickness 0.5㎛, 50m×0.32mm I.D)을 이용한 가스크로마토그래피(Hewlet Packard Agilent 6890 & 7683 autosampler and injector, flame ionization detector)로 분석하여 향기성분인 이소아밀 아세테이트(isoamyl acetate), 이소아밀 알콜(isoamyl alcohol), 카프로산 에틸(ethyl caproate) 및 카프로산(caproic acid)의 함량을 측정하였다. 분석 조건으로는 인젝터(injector) 250℃, 검출기(detector) 280℃, 오븐(oven) 40℃ 내지 200℃에서 50ml/min의 유속(column 2ml/min, auxillary gas-N2 25ml/min, He 30ml/min, air 400ml/min)으로 분석하였고, 그 결과는 하기 표 1과 같다.
모균주(사카로마이세스 세레비제 CB97-144)와 변이주(사카로마이세스 세레비제 T084)의 주요 향기성분 생산성의 비교 (단위:ppm)
균주명 이소아밀 아세테이트 이소아밀 알콜 카프로산 에틸 카프로산
사카로마이세스 세레비제 CB97-144 5.154 154.284 1.902 8.881
사카로마이세스 세레비제 T084 8.351 232.073 2.469 17.004
증가량 62% 50% 30% 91%
상기 표 1에서와 같이 모균주인 사카로마이세스 세레비제 CB97-144에 비해 본 발명의 변이주인 사카로마이세스 세레비제 T084로 발효시킨 경우 향기성분인 이소아밀 아세테이트(isoamyl acetate), 이소아밀 알콜(isoamyl alcohol), 카프로산 에틸(ethyl caproate) 및 카프로산(caproic acid)의 함량이 30%에서 91%가량 증가하는 것을 알 수 있었다.
<비교예 1> 사카로마이세스 세레비제 일본 양협 제601호과의 향기성분 생산성 비교
청주발효에 흔히 사용되며, 품질의 균일화가 되어 있는 상용의 균주인 일본 양협 제601호(일본 양조협회, 일본)를 사용한 것외에는 실시예 <1-2>에 기재된 방법에 따라 청주를 발효한 뒤, 향기성분인 이소아밀 아세테이트(isoamyl acetate), 이소아밀 알콜(isoamyl alcohol), 카프로산 에틸(ethyl caproate) 및 카프로산(caproic acid)의 함량을 측정하였다. 그 결과를 본원발명의 사카로마이세스 세레비제 T084와 비교한 것은 하기 표 2와 같다.
사카로마이세스 세레비제 일본 양협 제601호와 변이주(사카로마이세스 세레비제 T084)의 주요 향기성분 생산성의 비교 (단위:ppm)
균주명 이소아밀 아세테이트 이소아밀 알콜 카프로산 에틸 카프로산
사카로마이세스 세레비제 일본 양협 제601호 5.33 165.62 1.14 4.91
사카로마이세스 세레비제 T084 8.351 232.073 2.469 17.004
증가량 57% 40% 117% 246%
상기 표 2에서와 같이 공지된 균주인 사카로마이세스 세레비제 일본 양협 제601호에 비해 본 발명의 변이주인 사카로마이세스 세레비제 T084로 발효시킨 경우 향기성분인 이소아밀 아세테이트(isoamyl acetate), 이소아밀 알콜(isoamyl alcohol), 카프로산 에틸(ethyl caproate) 및 카프로산(caproic acid)의 함량이 40%에서 246%가량 증가하는 것을 알 수 있었다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 사카로마이세스 세레비제 T084는 주류의 제조시 향기성분을 다량으로 생성하는 효과를 갖는다. 따라서 본 발명의 사카로마이세스 세레비제 T084는 향기가 풍부한 주류의 제조에 사용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 주류의 향기성분을 증가시키는 사카로마이세스 세레비제 T084(KFCC-11373P호).
  2. 제1항의 균주를 이용하여 원료를 발효시키는 것을 특징으로 하는 향기성분 함량이 증가된 주류를 제조하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 원료는 쌀, 보리, 귀리, 수수, 옥수수, 고구마, 감자, 타피오카, 포도, 사과, 배, 바나나로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 향기성분 함량이 증가된 주류를 제조하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 주류는 청주, 탁주, 증류식 소주로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 향기성분은 이소아밀 아세테이트(isoamyl acetate), 이소아밀 알콜(isoamyl alcohol), 카프로산 에틸(ethyl caproate) 및 카프로산(caproic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 하나이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제2항의 방법에 의해 제조된 향기성분 함량이 증가된 주류.
  7. 제6항에 있어서, 상기 주류는 청주, 탁주, 증류식 소주로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 주류.
  8. 제6항에 있어서, 상기 향기성분은 이소아밀 아세테이트(isoamyl acetate), 이소아밀 알콜(isoamyl alcohol), 카프로산 에틸(ethyl caproate) 및 카프로산(caproic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 하나이상인 것을 특징으로 하는 주류.
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