KR101599272B1

KR101599272B1 - 복분자 식초로부터 분리된 알코올 및 감마-아미노뷰티르산을 생산하고 바이오제닉 아민을 생산하지 않는 사카로마이세스 세레비지애 b61 균주 및 이의 용도

Info

Publication number: KR101599272B1
Application number: KR1020140017169A
Authority: KR
Inventors: 정수지; 양희종; 정성엽; 정도연; 허주희; 백상호; 조승화
Original assignee: 재단법인 발효미생물산업진흥원
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2016-03-04
Also published as: KR20150096562A

Abstract

본 발명은 복분자 과실로부터 분리된 알코올 및 감마-아미노뷰티르산(γ-amino butyric acid, GABA)을 생산하고 바이오제닉 아민(biogenic amine)을 생산하지 않는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) B61 (KCCM11510P) 균주 및 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 알코올 및 감마-아미노뷰티르산(γ-aminobutyric acid, GABA) 생산용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 균주를 이용하여 바이오제닉 아민을 함유하지 않는 안전한 복분자 와인을 제공할 수 있을 것이다.

Description

복분자 식초로부터 분리된 알코올 및 감마-아미노뷰티르산을 생산하고 바이오제닉 아민을 생산하지 않는 사카로마이세스 세레비지애 B61 균주 및 이의 용도{Saccharomyces cerevisiae B61 strain producing alcohol and gamma-aminobutyric acid and nonproducing biogenic amine isolated from vinegar of Rubus coreanus and uses therof}

본 발명은 복분자 식초로부터 분리된 알코올 및 감마-아미노뷰티르산을 생산하고 바이오제닉 아민을 생산하지 않는 사카로마이세스 세레비지애 B61 균주 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게 복분자 식초로부터 분리된 감마-아미노뷰티르산(γ-amino butyric acid, GABA)을 생산하고 바이오제닉 아민(biogenic amine)을 생산하지 않는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) B61 균주(KCCM11510P) 및 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 알코올 및 감마-아미노뷰티르산(γ-aminobutyric acid, GABA) 생산용 조성물에 관한 것이다.

우리나라는 고대로부터 식품의 제조에 사용되는 발효기술과 숙성기술이 발달해 왔고, 이에 따라 발효기술을 이용한 전통주도 지속적으로 개발되고 있다. 전통주는 제조방법에 따라 크게 전통 증류주와 전통 발효주로 나누어지며, 특히 전통 발효주는 첨가된 재료에 따라 맛과 향이 독특하고 각기 개성적인 기능성을 함유하고 있다.

전통주의 발효에는 사카로마이세스(Saccharomyces) 속, 아스퍼질러스(Aspergillus) 속, 바실러스(Bacillus) 속, 락토바실러스(Lactobacillus) 속 등의 균주들이 사용되고 있는데, 최근에는 발효 재료와 더불어 이와 같은 발효 균주들이 발효과정 중에 생산하는 부산물의 효능 및 특성을 강조한 건강 기능성 발효주가 생산되고 있다.

발효과정에서 발효 미생물들에 의해 생산되는 것 중 하나인 감마-아미노뷰티르산(γ-amino butyric acid, GABA)은 자연계에 분포하는 비단백질성 아미노산의 일종으로 뇌나 척수와 같은 중추신경계의 주된 억제성 신경전달물질(inhibitory neurotransmitter)로 알려져 있다. 뇌의 혈류를 활발하게 하고 뇌에 산소 공급량을 증가시켜 뇌세포의 대사기능을 촉진시키며, 혈액 내의 중성지방을 줄이고 간기능을 개선시키는 등의 여러 약리 활성으로 인해, 뇌동맥 휴유증에 의한 두통, 귀 울림, 의욕저하 등의 치료제에 응용되어 왔다. 또한, 고혈압과 같은 성인병 등의 예방 및 개선에 효과적인 것으로 밝혀져, 기능성 식품소재로서의 관심이 고조되고 있고 최근에는 감마-아미노뷰티르산을 다량 함유하는 음료가 출시되기도 했다.

한편, 바이오제닉 아민(biogenic amine, BA)은 인체에서 성장조절 및 염증조절, 신경전달 등의 생리적 기능을 담당하지만, 인체의 분해 한도를 넘어서는 바이오제닉 아민을 식품을 통해서 섭취하는 경우에는 유해한 증상이 나타난다. 따라서 발효에 있어서, 발효과정 동안 바이오제닉 아민을 생산하지 않는 발효 균주의 선발이 매우 중요하다.

따라서, 본 발명에서는 복분자를 발효시켜 제조한 복분자 식초로부터 복분자 와인을 제조하는데 적합한 발효 균주를 개발하고자 하였다.

한국등록특허 제1166489호에는 '발효 효모 사카로마이세스 세레비지애 183-2 및 이를 이용하여 제조한 발효주'가 개시되어 있고, 한국공개특허 제2009-0074855호에는 '사카로마이세스 세레비제 98-2-A 1122 및 이를 이용한 발효주 제조방법'이 개시되어 있으나, 본 발명의 복분자 식초로부터 분리된 감마-아미노뷰티르산을 생산하고 바이오제닉 아민을 생산하지 않는 사카로마이세스 세레비지애 B61 균주 및 이의 용도에 대해서는 기재된 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 복분자 식초로부터 알코올 및 감마-아미노뷰티르산을 생산하고 바이오제닉 아민을 생산하지 않는 사카로마이세스 세레비지애 B61 균주를 분리함으로써, 복분자 와인 제조에 적합한 발효 균주를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 복분자 식초로부터 분리된 알코올 및 감마-아미노뷰티르산(γ-amino butyric acid, GABA)을 생산하고 바이오제닉 아민(biogenic amine)을 생산하지 않는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) B61 균주(KCCM11510P)를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 알코올 및 감마-아미노뷰티르산(γ-aminobutyric acid, GABA) 생산용 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) B-8 균주는 알코올 및 감마-아미노뷰티르산의 고생산이 가능하고 바이오제닉 아민을 생성하지 않는 발효 특성을 가짐으로써 소비자의 다양한 기호에 맞춘 각종 발효식품, 천연조미료 및 건강 기능성 제품의 개발 및 생산에 활용가능한 소재로 제공될 수 있을 것이다.

도 1은 B61 균주의 28S rRNA 영역 염기서열을 기초로 한 계통수 분석 결과이다.
도 2는 B61 균주의 배양시간에 따른 균주성장률과 알코올 생산능을 조사한 결과이다. ▲; 효모의 균체량, △;에탄올 농도, ○; 글루코스 농도, ●; 흡광도.
도 3은 B61 균주의 각기 다른 농도의 알코올, 당, 아황산에 대한 내성을 조사한 결과이다. A; 알코올 내성, B; 당 내성, C; 아황산 내성.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 복분자 식초로부터 분리된 알코올 및 감마-아미노뷰티르산(γ-amino butyric acid, GABA)을 생산하고 바이오제닉 아민(biogenic amine)을 생산하지 않는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) B61 균주(KCCM11507P)를 제공한다.

본 발명에 따른 사카로마이세스 세레비지애 B61 균주는 복분자 식초로부터 분리된 균주들 중에서 알코올 및 감마-아미노뷰티르산을 생산하고 와인을 제조하였을 때 바이오제닉 아민을 생산하지 않으므로, 복분자 와인 제조용 발효 균주로서 가장 적합한 균주로 선발된 것이다.

상기 선발된 B61 균주는 API 20 C AUX 효모 동정 키트와 26S rRNA 영역의 염기서열 분석을 실시한 결과, 본 발명의 B61 균주는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)로 동정되었다.

본 발명의 균주 사카로마이세스 세레비지애 B61 균주를 한국미생물보존센터에 2014년 1월 22일자로 기탁하였다(기탁번호: KCCM11510P).

본 발명의 일 구현 예에 따른 균주에서, 상기 바이오제닉 아민은 히스타민(histamine), 퓨트레신(putrescine), 카다베린(cadaverine), 스퍼미딘(spermidine), 스퍼민(spermine), 트립타민(tryptamine), 히세아민(hiseamine), 2-페닐에틸아민(2-phenylethylamine), 티라민(tyramine), 세로토닌(serotonin), L-노르에피네프린(L-norepinephrine) 또는 도파민(dopamine)일 수 있고, 바람직하게는 히스타민, 티라민, 퓨트레신 또는 카다베린일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 조성물에서, 상기 알코올은 곡류 또는 과실류를 발효시킨 알코올일 수 있으며, 가장 바람직하게는 복분자를 발효시킨 와인일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

재료 및 방법

효모 분리 및 배양조건

효모 균주를 분리하기 위해 복분자를 이용하여 발효한 복분자 식초를 이용하였다. 복분자 식초를 멸균된 0.85%(w/v) 염화나트륨을 이용하여 십진법으로 10⁷배까지 순차적으로 희석하였다. 그 후 0.25%(v/v)의 페니실린-스트렙토마이신 용액(시그마)이 첨가된 YM 아가(효모추출물 0.3%, 펩톤 0.3%, 맥아 추출물 0.5%, 덱스트로오스 1%, 아가 2%) 배지에 100㎕씩 도말하여 30℃에서 2일간 배양하였다. 이 후 순수한 효모 콜로니를 분리하기 위해 단일 콜로니를 분리하였고, YM 액체배지에서 30℃에서 2일간 배양하였다. 선별한 균주는 20%의 글리세롤을 포함한 YM 액체배지에 혼합하여 -80℃에서 보관하였다. 세포의 활성화는 YPD(효모추출물 1%, 펩톤 2%, 덱스트로오스 2%) 액체배지에서 30℃, 2일간 배양하여 활성화하여 사용하였다.

GABA 생성반응( 전세포 반응)

GABA 생성반응을 수행하기 위하여, 효모배양액 2%(v/v)를 YM 액체배지에 접종하여 30℃에서 2일간 진탕배양 하였다. 배양이 완료된 배양액은 원심분리기를 이용하여 4℃에서 10분간 8,000rpm으로 원심분리 하였으며, 상등액은 제거하였다. 상등액 제거 후 펠렛은 멸균된 3차 증류수를 첨가하여 현탁하였고, 4℃에서 10분 동안 8,000rpm으로 원심분리하여 상등액을 제거하는 세척 과정을 2회 반복하였다. GABA의 생성에 사용되는 기질액을 제조하기 위하여, 1%(w/v)의 모노소디움 글루타메이트(monosodium glutamate, MSG)와 5%(w/v)의 포도당을 3차 증류수를 첨가하여 혼합하였으며, 제조된 기질액은 0.2㎛ 필터(Minisart RC4, Sartorius stedim)를 이용하여 여과멸균을 하였으며, 균체 무게(20%, 습중량) 대비 기질액(80%)을 첨가하여 혼합하였다. 기질액이 혼합된 세포현탁액은 37℃에서 3일간 반응하였으며, 이후 80℃에서 15분간 가열하여 반응을 정지하였다. 반응이 완료된 시료는 원심분리한 후 상등액을 취하여 -20℃에 저장하였다.

박층 크로마토그래피( Thin Layer Chromatography , TLC )를 이용한 GABA 의 정성분석

GABA의 정성분석은 TLC를 이용하여 수행하였다. TLC 분석에서 표준시료로 사용되는 GABA 및 MSG는 모두 2 ㎎/㎖의 농도로 제조하였으며, TLC 실리카 겔 플레이트(20×20㎝, Merck KGaA, 독일)에 각각 7㎕씩 점적되었다. 전세포 반응이 완료된 반응액은 0.45㎛ 필터를 통해 여과멸균 하였으며, 각각 15㎕씩 TLC 플레이트에 점적하였다. 점적이 완료된 TLC 플레이트는 완전히 건조한 후 0.4%(w/v) 닌히드린(ninhydrin)이 첨가된 전개용매(부탄올:아세트산:물, 5:3:2, v/v)에 전개하였고, 80℃ 열판에서 발색하였다.

HPLC - ELSD 를 이용한 정량분석

GABA의 정량분석은 HPLC-ELSD를 이용하여 수행하였다. 분석을 위한 이동상으로는 0.1%(v/v)의 트리플루오로아세트산(trifluoroacetic acid)이 첨가된 10%(v/v) 아세토니트릴을 용매로 사용하였다. HPLC에 사용된 GABA 분석 컬럼으로는 프라임셉(Primesep) 100(SIELC) C18 역상컬럼을 사용하였으며, 컬럼온도를 37℃로 유지하면서 1 ㎖/분의 유속으로 20㎕씩 주입하여 분석하였다(표 1). 또한 GABA의 정량을 위해서 농도별로 희석한 GABA 표준용액을 제조하여 표준곡선을 도출하였다.

GABA 검출을 위한 HPLC-ELSD 분석 조건

Type	Condition
Column	Primesep 100(4.6×150 ㎜) particle 5㎛m 100Å(SiElC)
Mobile phase	10 acetonitrile(with 0.1% TFA, v/v)
Oven temperature	37℃
Flow rate	1㎎/분
Injection	20㎕

바이오제닉 아민 생산 여부 확인

티라민, 히스타민, 퓨트레신, 카다베린을 HPLC를 이용하여 분석하였다. 분석을 위한 시료준비 및 추출은 Moret과 Conte(1995, J. of Chromatography A, 718:309-317)의 방법에 따라 조사하였으며, 분석을 위하여 티라민, 히스타민, 퓨트레신, 카다베린, 댄실염화물 및 1,7-디아미노헵탄은 시그마-알드리치사 제품을 구입하여 사용하였고, 프롤린, 에테르 및 염산은 삼천 화학 제품을 사용하였다. 아세토니트릴과 물은 J.T.베이커사 제품을 구입해 사용하였다. 표준 시료는 0.1N 염산에 녹여 약 1 g/ℓ이 되도록 제조한 후 0.1에서 100 ㎎/ℓ의 농도로 4종의 표준 용액을 희석하여 준비하여 검량곡선을 작성하였다. 바이오제닉 아민 분석을 위해 선별 균주를 100㎖의 24% 포도당을 함유한 YPD 액체배지에 접종한 후 30℃에서 5일간 배양하여 복분자 와인을 제조하여 분석에 이용하였다. 10㎖의 복분자 와인은 0.1N 염산용액 10㎖를 첨가하고, 이 시료 용액과 표준용액을 각각 시험관에 1㎖씩 취한 후 1,7-디아미노헵탄(0.1 g/ℓ) 0.5㎖씩 첨가하였다. 포화 탄산나트륨 용액 0.5㎖와 1% 댄실염화물 아세톤 용액 1㎖를 추가하여 혼합한 후 마개를 하여 45℃에서 1시간 동안 유도체화 하였다. 유도체화 후 10% 프롤린 용액 1㎖를 가하여 과잉의 댄실염화물을 제거하고, 시험관에 에테르 5㎖를 가하여 3분간 진탕한 후 상등액을 취하였다. 이를 질소농축기에서 완전히 증발시킨 후 잔사를 아세토니트릴 2㎖에 녹이고 0.45㎕ 필터로 여과한 후 HPLC를 이용하여 표 2와 같은 조건으로 분석하였다.

바이오제닉 아민 분석을 위한 HPLC 분석 조건

Instrument	Agilent 1200 series (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)
Column	Capcellpak C18 Column
Detector	DAD detector(254㎚)
Mobile phase	A: 0.1% formic acid in H₂O B: 0.1% formic acid in ACN
Gradient condition	A:B = 45:55, 0~10분 A:B = 35:65, 10~15분 A:B = 20:80, 15~20분 A:B = 10:90, 20~30분 A:B = 10:90, 40분 이상
Flow rate	1.0 ㎖/분
Temperature	40℃
Injection volume	20㎕

효모의 동정

최종적으로 선별 균주 중에서 복분자 와인에 적합한 효모 B61 균주를 선별하였으며, 선별된 균주를 동정하기 위해 API 20 C AUX 효모 확인 키트를 이용하여 당 이용성을 분석하였고, 또한 DNA를 추출하여 26S rRNA 유전자를 분석하여 코스모진 테크에 의뢰하여 동정하였다.

선별 균주의 균체 성장 및 알코올 생산능 조사

알코올 생산능 조사를 위해 24%의 글루코스가 함유된 YPD 액체 배지에 2%의 균주 배양액을 접종하여 30℃, 200rpm에서 24시간 동안 배양하였다. 시간에 따른 알코올 생산능을 조사하기 위하여 2시간 마다 시료를 취하여 건조 균체량, 알코올 생산량 및 당 소비량을 조사하였으며, 모든 실험은 3번 반복하여 실험하여 평균값을 이용하였다.

건조 균체량 조사를 위해 10㎖의 배양액은 13,000rpm에서 20분간 원심분리한 후 증류수에 3회 세척하여 80℃에서 항량에 도달할 때까지 건조한 후 무게를 측정하였다. 또한 흡광도의 조사를 위하여 배양액 1㎖를 회수하여 13,000rpm에서 20분간 원심분리한 후 증류수에 3회 세척하고 멸균 증류수 1㎖에 재부유하여 600㎚에서 자외선/가시광선 분광광도계(UV/VIS spectrophotometer, SPECORD 200, Analytic jeca)로 흡광도를 측정하여 기록하였다. 알코올 및 당 소비량 조사를 위해서 상등액을 표 3에 따른 조건하에 HPLC를 이용하여 분석하였고, 분석에 필요한 시약은 모두 시그마-알드리치사에서 구입하여 사용하였다.

당 및 알코올 분석을 위한 HPLC 분석 조건

Instrument	Agilent 1200 series (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)
Column	Aminex HPX 87H column, 300 × 7.8 mm (Bio-Rad, Hercules, CA, USA)
Detector	RID detector
Eluant	5mM sulfuric acid in H₂O
Flow rate	0.6 ㎖/분
Temperature	65℃
Injection volume	10㎕

알코올 내성, 당 내성, 아황산 내성 조사

사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae) B61 균주의 알코올 내성을 조사하기 위하여 0, 8, 14, 20%의 무수에탄올을 YPD 액체배지에 효모를 접종한 후 바로 첨가하였다. 건조 균체량은 30℃에서 72시간 동안 배양하여 조사하였다. 당 내성은 3, 30, 40, 50%의 포도당을 함유한 YPD 액체배지에 30℃에서 48시간 동안 효모를 배양한 후 건조 균체량을 측정하여 조사하였다. 아황산 내성은 100, 200, 300ppm의 메타중아황산칼륨을 첨가한 YPD 액체배지에서 30℃에서 48시간 동안 배양하여 건조 균체량을 측정하였다.

실시예 1. 복분자 과실로부터 효모의 분리

전라북도 지역의 특용작물로써 과실류로는 오디, 포도, 복분자, 블루베리 등이 있으며, 특용작물을 이용한 제품개발을 위해 지역별 생산되는 과실의 발효에 적합한 효모 균주가 필요하다. 따라서 와인 발효에 적합한 효모 균주를 분리하기 위한 소재로서 무주지역의 유기농 복분자 발효 식초를 사용하였으며, 그 결과 100개의 효모 균주를 분리하였다. 분리한 균주는 4℃에 보관한 뒤 다음 연구에 이용하였다.

실시예 2. 복분자 유래 GABA 생성 효모 선발

분리된 효모로부터 전세포 반응을 수행하였고, TLC를 이용한 정성분석을 통해 균주 모두가 GABA를 생성함을 확인하였다. 또한 HPLC-ELSD를 이용하여 GABA 함량을 정량 분석한 결과 GABA 생산량이 우수한(0.6 g/ℓ) B61 균주를 선별하였다. 따라서, 해양에서 분리한 감마-아미노뷰티르산 고생산 사카로마이세스 속 균주가 생산하는 것보다 많은 양의 감마-아미노뷰티르산을 생산하는 것을 알 수 있었다.

실시예 3. 바이오제닉 아민 비생산 여부 확인

바이오제닉 아민은 와인과 맥주 같은 음료나 발효 식품에 존재하며, 포도나 포도액 자체에도 존재한다. 또한 알코올 발효 동안 효모에 의해 형성되기도 한다. 식품에 바이오제닉 아민이 존재할 경우, 식품을 섭취한 인체 내에서 매스꺼움, 구토, 고혈압, 두통과 같은 증상이 발생할 수 있다는 연구결과가 보고되기도 하였다. Onal A.(2007, Food Chemistry, 103:1475-1486)가 포도주에서 바이오제닉 아민을 검출하였던 것을 기초로, 우리는 선별한 5종의 효모를 대상으로 하여 복분자 와인을 제조하여 히스타민, 티라민, 퓨트레신 및 카다베린에 대한 조사를 실시하였다. 그 결과는 표 4과 같으며, 복분자 와인을 제조한 결과 B61 균주를 이용하여 제조한 와인에서 바이오제닉 아민이 검출되지 않아 복분자 와인 제조에 적합한 균주로 선정하였다.

복분자 와인 제조에서의 바이오제닉 아민 생성

균주	종명	바이오제닉 아민 농도(㎎/ℓ)
균주	종명	티라민	히스타민	퓨트레신	카다베린
대조구^a	-	N.D.^b	N.D.^b	N.D.^b	1.87
B61	S. cerevisiae	N.D.^b	N.D.^b	N.D.^b	0.57

^a복분자 착즙액 자체

^b검출되지 않음

실시예 4. 효모의 동정

선별 균주 B61의 탄소원의 이용성을 API 20 C AUX를 이용하여 조사한 결과는 표 5와 같으며, B61 균주는 사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae)로 분석되었다. 또한 26S rRNA 영역의 염기서열(서열번호 1) 증폭하여 분석한 결과, 사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae)의 염기서열과 100%의 상동성을 보였다. 계통분석 수행 결과 또한 사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae)와 동일한 집단을 형성하는 것이 확인되었다(도 1).

API 20 C AUX를 사용한 B61 균주의 탄소원 이용성

탄소원	B61 균주	탄소원	B61 균주
대조구	-	Methyl-αD-glucopyranoside	-
D-Glucose	+	N-Acetyl-glucosamine	-
Glycerol	-	D-Cellobiose	-
Calcium 2-keto-gluconate	-	D-Lactose(bovine origin)	-
L-Arabinose	-	D-Maltose	+
D-Xylose	-	Sucrose	+
Adonitol	-	D-Trehalose	+
Xylitol	-	D-Melezitose	-
D-Galactose	+	D-Raffinose	+
Inositol	-	Pseudohyphae	-
D-Sorbitol	-

실시예 5. 균체 성장 및 알코올 발효능

알코올 발효능 및 균체성장을 조사하기 위하여 B61 균주는 24%의 글루코스가 첨가된 YPD 액체배지에 배양하였으며, 그 결과 35시간 배양하였을 때 13.345%의 최대 알코올을 생산하였으며 이후 서서히 감소하기 시작하였다. 포도당은 29시간에 완전히 소모되었으며, 건조 균체량은 기본 생장배지에서 배양(8.23 g/ℓ)하였을 때보다 약 3배가량 증가한 26.09 g/ℓ를 25시간에 나타내었다(도 2).

실시예 6. 선별 균주의 알코올 내성, 당 내성 및 아황산 내성

사카로마이세스 세레비지애(S. cerevisiae) 균주의 종균 배양은 아로마틱 향기 성분의 생산과 아황산 및 알코올 내성의 증가로 인해 일반적으로 사용된다. 따라서, 알코올, 당, 아황산 저장성은 포도 와인의 제조시 고농도의 포도당과 알코올, 아황산이 첨가됨으로 와인 제조를 위한 효모로 필수적인 요소이다. 따라서, 복분자 와인 제조를 위한 효모로의 가능성을 확인하기 위하여 선별한 균주의 알코올, 당 및 아황산 내성을 조사하였다. B61 균주의 알코올 내성의 조사를 위하여 무수 에탄올 0, 8, 14, 20%를 일반 효모 배양 배지인 YPD 액체배지에 첨가하여 건조 균체량을 조사하여 내성 여부를 확인하였다. 건조 균체량은 도 3A와 같으며 대조구인 실험구에서는 9.4167 g/ℓ의 균체 성장을 보이고, 8%를 첨가한 실험구에서는 0.64 g/ℓ의 성장을 보였으나, 14%와 20% 첨가 실험구에서는 균체가 거의 성장하지 못하는 경향을 보였다.

당 내성은 도 3B와 같으며, 일반 효모 배양배지인 YPD의 균체량(8.68 g/ℓ)과 비교하여 30%의 포도당을 첨가한 실험구에서 14.57 g/ℓ로 크게 증가하였다. 앞선 Calado 등(2003, J. Biosci. Bioeng., 96:141-148)과 김 등(2006, J. Biotechnol. Bioeng., 21(6):479-483)이 제시한 4% 이상의 당이 첨가되었을 경우 균체량 및 알코올 생산능이 낮다는 결과와 다른 결과를 보였다. 반면, 40%와 50%의 포도당이 첨가된 실험구에서는 9.0967 g/ℓ와 0.5667 g/ℓ로 감소하였으나, 40%의 포도당이 첨가된 실험구의 경우에서도 대조구와 비교하여 증가하는 경향을 보였고, 50% 이상의 포도당이 첨가될 경우 균체 성장률이 감소한 것은 바이오매스 생산량 감소와 당의 고농도 첨가에 따른 배양 배지에서의 물 순환에 어려움으로 인하여 건조 균체량 또한 감소한 것으로 분석되었다.

아황산은 식품 및 음료와 약품의 보존의 용도로 첨가되는 물질로서, 산화 방지 및 항균효과와 갈변효과 방지 등의 효과로 인해 이용되는 물질이며, 와인 제조시 산화 방지와 선택적 유해 미생물 억제능을 위하여 사용된다. 따라서 효모는 와인 제조를 위해 아황산 내성을 가질 필요성이 있다. 현재 국내 식품 규격상 350 ㎎/ℓ의 첨가 허용 규격에 맞추어 100, 200, 300ppm의 아황산을 첨가하여 내성을 조사한 결과는 도 3C와 같으며, 아황산 첨가에 따라 B61 균주는 대조구인 8.68 g/ℓ에 비교하여 8.5333 g/ℓ, 9.1267 g/ℓ, 8.3967 g/ℓ로 큰 영향을 받지 않아 복분자 와인 제조를 위한 효모로 사용이 가능함을 확인할 수 있었다.

한국미생물보존센터(국외)

KCCM11510P

20140122

<110> Sunchang Research Center for Fermentation Microbes(SRCM) <120> Saccharomyces cerevisiae B61 strain producing alcohol and gamma-aminobutyric acid and nonproducing biogenic amine isolated from vinegar of Rubus coreanus and uses therof <130> PN14035 <160> 1 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 551 <212> DNA <213> Saccharomyces cerevisiae <400> 1 acttacgtcg cagtcctcag tcccagctgg cagtattccc acaggctata atacttaccg 60 aggcaagcta cattcctatg gatttatcct gccaccaaaa ctgatgctgg cccagtgaaa 120 tgcgagattc ccctacccac aaggagcaga gggcacaaaa caccatgtct gatcaaatgc 180 ccttcccttt caacaatttc acgtactttt tcactctctt ttcaaagttc ttttcatctt 240 tccatcactg tacttgttcg ctatcggtct ctcgccaata tttagcttta gatggaattt 300 accacccact tagagctgca ttcccaaaca actcgactct tcgaaggcac tttacaaaga 360 accgcactct cgccacacgg gattctcacc ctctatgacg tcctgttcca aggaacatag 420 acaaggaacg gccccaaagt tgccctctcc aaattacaac tcgggcaccg aaggtaccag 480 atttcaaatt tgagcttttg ccgcttcact cgccgttact aaggcaatcc cggttggttt 540 cttttcctcc c 551

Claims

복분자 식초로부터 분리된 알코올 및 감마-아미노뷰티르산(γ-amino butyric acid, GABA)을 생산하고 히스타민(histamine) 또는 퓨트레신(putrescine)을 생산하지 않는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) B61 균주(KCCM11510P).
삭제
제1항의 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 알코올 및 감마-아미노뷰티르산(γ-aminobutyric acid, GABA) 생산용 조성물.
제3항에 있어서, 상기 알코올은 복분자 와인인 것을 특징으로 하는 조성물.