KR102224669B1 - 신규한 사카로마이세스 세레비시에 균주 및 이의 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환경 내성 및 알코올 생산능이 우수한 양조용 효모 사카로마이세스 세레비시에 NY-21에 관한 것이다. 본 발명에 따른 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21은 알코올, 당 및 산 등에 대한 환경 내성이 우수하며, 발효 술덧에서 상업용 효모들에 비해 다량의 알코올을 생산하는 효과를 가지고 있어, 관능성이 현저히 우수한 증류식 소주를 제조할 수 있는바, 양조 및 발효 분야에서 다양하게 활용할 수 있다.

Description

신규한 사카로마이세스 세레비시에 균주 및 이의 용도{Novel Saccharomyces cerevisiae strain and Uses Thereof}

본 발명은 전통누룩의 발효 술덧에서 분리한 신규한 양조용 효모 균주인 사카로마이세스 세레비시에 NY-21 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 구체적으로 환경 내성 및 알코올 생산능이 우수한 본 발명의 균주를 이용하여, 맛과 향 등의 관능적 기호성을 향상시킨 증류식 소주의 제조에 관한 것이다.

국세청 주세 통계에 의하면 증류식 소주 시장 규모는 타 주종에 비해 매년 높은 성장률을 나타내고 있으며, 앞으로도 시장 확대는 지속될 것으로 예상된다. 하지만 국내에서 생산되는 증류식 소주는 대부분 쌀을 주원료로 수입 종균을 획일적으로 사용하고 있어 맛과 향의 다양성과 품질의 고급화에 한계가 있다.

소주는 술덧을 증류하여 알코올 도수를 높인 술로써 단식 증류기로 증류한 증류식 소주와 연속식 증류기로 증류한 주정을 물로 희석한 후 감미료 등을 첨가한 희석식 소주로 분류된다. 전통적인 증류식 소주 제조에는 자연 상태에서 존재하는 미생물이 번식된 전통 누룩이 주로 사용되었으나, 주질의 안정성과 편의성을 고려하여 개량누룩의 제조법이 도입되면서 소주 술덧의 제조에 개량누룩과 순수 배양 효모가 이용되기 시작했다. 그러나, 대부분의 주조장에서는 주종에 접합한 효모를 선별하여 사용하지 않고 알코올 생성능만 우수한 시판 효모가 주로 사용한다. 증류식 소주는 색과 탁도가 없는 고알코올의 술로써 향기성분이 품질을 결정짓고, 발효과정에서 향기 생성력이 우수한 효모에 의해 주질이 향상된다고 알려져 있다. 주된 향기 성분은 고급 알코올, 유기산, 카르보닐 화합물, 함황화합물, 페놀화합물, 휘발성 에스테르 등 이고, 상기 아로마 화합물들은 주로 효모의 영향에 의해 발효 중에 생성되는 것으로 알려져 있다. 특히, 휘발성 에스테르는 미량 화합물이지만, 가장 중요한 효모 유래 향기 성분이다.

즉, 주류제품의 발효품질을 결정하는 많은 요소들 중 효모에 의해 생성되는 향미 성분의 종류 및 함량이며, 이러한 주류제품의 발효 품질을 개선하기 위해서는 종래기술과 같이 수입되어 시판되거나 유래가 불분명한 종래 사카로마이세스 세레비시에보다는, 국내 자연계로부터 분리된 효모이면서 향미성분을 다량 생성하는 사카로마이세스 세레비시에를 이용하여 양조하는 것이 요구되고 있다.

또한, 산업적으로 생산효율 증대와 원가절감을 위해서는 향이 우수하면서도 발효능이 뛰어나며 알코올 생산능이 우수한 국내 효모의 개발이 필요한 실정이다.

이에, 본 발명자들은 향 및 발효능이 뛰어나며 알코올 생산능이 우수한 국내 자연계로부터 분리된 증류 소주 특화 효모를 개발하기 위하여 예의노력하였다. 그 결과, 술덧으로부터 신규한 사카로마이세스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae) NY-21 균주를 분리 및 동정하였고, 상기 균주의 탁월한 환경 내성 및 알코올 생산능을 규명함으로써, 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 일 목적은, 수탁번호 KACC93314P로 수탁된, 신규한 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 균주 또는 이의 배양액을 이용한 증류식 소주의 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 증류식 소주의 제조방법에 따라 제조된 증류식 소주를 제공하는 데 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명은 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 구현예에 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 수탁번호 KACC93314P로 수탁된, 신규한 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21을 제공한다.

본 발명에 따른 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21은 국내 자연계로부터 분리된 야생 양조 효모로서 증류 소주 제조를 위한 내알코올성, 내당성, 내산성 및 알코올 생성능 특성이 우수하고, 이를 이용하여 제조된 증류주의 관능 기호성이 매우 뛰어나다. 이화학적, 유전학적 특성에 대한 분석을 통해 동정한 결과 동일한 종의 공지 균주 및 산업화되어 이미 사용되고 있는 균주와는 다른 새로운 균주임을 확인하였다. 이를 사카로마이세스 세레비시에 NY-21 균주로 명명하고, 국립농업과학원 농업유전자원센터에 2018년 9월 06일 자로 기탁하였으며, 수탁번호 KACC93314P를 부여받았다.

본 발명에서, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한, 수탁번호 KACC93314P로 수탁된, 신규한 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21 자체 또는 이의 배양액을 이용할 수 있다.

또한, 상기 균주의 배양액을 획득하는 데 필요한 방법은, 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다는 것은 당업자에게 명확하다.

본 발명에 있어서, "양조"는 미생물 발효에 의하여 주류나 된장, 간장, 식초 등을 제조하는 것을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-1은 술덧으로부터 분리되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, "술덧"은 항아리나 용기 안에서 발효되고 있는 술을 의미하며, 효모를 증식시킨 밑술에 발효제나 고두밥, 급수를 섞어서 담근 것으로 당화과정과 발효과정이 함께 진행되는 병행복발효 작용으로 술이 되는 과정의 상태를 말한다.

술덧에 존재하는 다양한 미생물들에 의해 당분과 유기산, 알코올이 생성되며 이러한 외부환경에 강한 내성을 가지는 균주들이 생존하여 높은 알코올을 생산하며 성장하게 된다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "밑술"은 덧술을 하기전의 단계로서 효모의 배양과 증식에 목적이 있으며 술의 발효를 도와 알코올 도수가 높으면서 맛과 향이 좋은 술을 빚기 위한 작업이며, 밑술에 단계별로 일정량의 발효제나 고두밥, 급수를 첨가하는 것을 "덧술"이라 하며 덧술의 횟수에 따라 1단 내지 4단 담금으로 명명한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-1은 환경 내성이 우수한 것이 바람직하며, 상기 환경 내성은 알코올, 당 및 산에 대한 내성인 것이 더 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 증류식 소주의 제조 방법을 제공한다:

(a) 상술한 본 발명의 신규 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21 또는 이의 배양액, 전분질 및 발효제를 혼합 후 배양하여 밑술을 제조하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계에서 제조된 밑술에 입국 및 급수를 덧술한 후 발효시킨 제1단 담금을 제조하는 단계;

(c) 상기 (b) 단계에서 수득한 제1단 담금에 멥쌀 고두밥, 정제효소제 및 급수를 덧술하고 발효 및 발효 종료시킨 제2단 담금인 술덧을 제조하는 단계;

(d) 상기 (c) 단계에서 발효 종료된 술덧을 감압 증류시켜 증류원액을 수득하는 단계;

(e) 상기 (d) 단계에서 수득한 증류원액을 정제여과하여 정제원액을 수득하는 단계; 및

(f) 상기 (e) 단계에서 수득한 정제원액에 정제수를 첨가하여 알코올농도(도수) 35 내지 45%가 되도록 희석한 후 정제여과하여 증류식 소주를 수득하는 단계.

즉, 본 발명의 방법은 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21 또는 이의 배양액, 전분질 및 발효제를 이용하여 밑술을 배양하는 단계, 덧술을 총 2회 담금하여 술덧을 제조하는 단계, 술덧을 증류하는 단계를 거쳐 달성되는 증류식 소주를 제조하는 방법인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 구체적으로 각 단계는 다음과 같다:

(a) 증류식 소주 술덧의 담금 방법은 상업적 양조의 배합비율을 축소하여 제조하였으며, 전분질 입국 0.3kg과 급수 0.45L에 효모 배양액 15mL을 첨가하여 24 내지 28℃의 온도에서 36 내지 48시간 동안 미생물을 증식시켜 밑술을 배양하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계에서 제조된 밑술에 입국 1.7kg과 급수 2.55L를 덧술한 후 20 내지 24℃의 온도에서 2 내지 3일간 발효시켜 제1단 담금을 제조하는 단계;

(c) 상기 (b) 단계에서 수득한 제1단 담금에 멥쌀 고두밥 4kg, 정제효소제 1g, 급수 6L를 덧술한 후 20 내지 24℃의 온도에서 9 내지 11일간 왕성한 발효를 진행한 후 발효를 종료하여 제2단 담금인 술덧을 제조하는 단계;

(d) 상기 (c) 단계에서 발효 종료한 술덧을 감압식 증류기를 이용하여 60 내지 65℃의 증류온도, 560 내지 600mmHg의 기압, 5 내지 7℃의 냉각수 온도에서 증류원액을 수득하는 단계;

(e) 상기 (d) 단계에서 증류원액의 총 용량의 3%의 초류를 제외한 후 총 용량의 33 내지 40%의 본류를 수득한 후 멤브레인 필터로 여과정제하여 정제원액을 수득하는 단계; 및

(f) 상기 (e) 단계에서 수득한 정제원액을 35 내지 45%의 알코올 농도(도수)가 되도록 정제수로 보정하고 활성탄을 100 내지 150ppm 처리한 후 1 내지 3시간 후 멤브레인 필터로 여과하여 증류식 소주를 완성하는 단계.

본 발명에서, 상기 전분질은 밑술을 제조하는 데 이용할 수 있는 한, 임의의 전분 함유 주원료일 수 있으며, 바람직하게는 멥쌀, 쌀, 찹쌀, 현미, 백미, 흑미, 보리, 옥수수, 찰옥수수, 감자, 고구마, 보리, 찰보리, 콩, 밀, 찰밀 및 녹두로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2 종 이상을 조합할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전분질은 멥쌀이다.

본 발명에서, 상기 발효제는 밑술을 제조하는 데 이용할 수 있는 한, 임의의 발효제일 수 있으며, 바람직하게는 입국, 누룩, 조효소제 및 정제효소제로 이루어진 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 조합할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 "입국"은 술을 만드는 효소를 갖는 곰팡이를 곡류에 번식시킨 것을 의미한다. 상기 입국은 청주, 소주, 감주, 미림 된장 등의 제조에 필요한 당화 효소를 충분히 포함하여야 한다.

입국은 증자된 쌀 또는 보리 등의 곡류에 백국균을 접종하여 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다.

예를 들어, 증자한 쌀에 백국균을 접종하고 항온항습기 내에서 33℃ 및 습도 95 %로 유지하면서 48 시간 동안 백국균을 번식시켜 입국을 제조할 수 있다.

상기 백국균으로서 아스퍼질러스속 미생물, 바람직하게는 아스퍼질러스 루추엔시스(Aspergillus luchuensis)를 사용하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 발효제는 입국이며, 바람직하게는 쌀입국이다.

또한, 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 증류식 소주의 제조 방법에 따라 제조된 증류식 소주를 제공한다.

이러한 본 발명의 방법에 따라 제조된 증류식 소주는 신규 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21을 이용함으로써 향미 기여 성분들의 적절한 조화로 관능적인 특성이 매우 우수하다.

본 발명에서 중복된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여 그 기재를 생략한다.

결론적으로, 본 발명에 따른 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21는 술덧으로부터 분리된 것으로, 알코올, 당 및 산에 대한 내성이 우수하고, 상업용 효모에 비해 알코올을 생산하는 능력이 현저히 우수하다.

또한, 상기 균주를 이용하여 제조된 증류식 소주는 향기 생성이나 관능적인 면에서도 우수한 결과를 나타내므로, 국내 전통 증류식 소주의 품질을 한 단계 상승시킬 수 있다.

또한, 상기 균주를 이용한 증류식 소주의 제조는 국내 증류주 산업체에서 획일적으로 사용되는 제빵용 또는 와인용 수입효모를 대체할 수 있으며, 추후 국내 양조 산업에서 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21은 알코올, 당 또는 산 등에 대한 환경 내성이 우수하며, 발효 술덧에서 상업용 효모들에 비해 다량의 알코올을 생산하는 효과를 가지고 있어, 관능성이 현저히 우수한 증류식 소주를 제조할 수 있는바, 양조 및 발효 분야에서 다양하게 활용할 수 있다.

도 1은 누룩 담금 증류식 소주 술덧으로부터 본 발명에 따른 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21의 분리방법을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21의 염기서열을 분석한 결과를 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21의 형태학적 분석 결과를 나타낸 도이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예

실시예 1. 신규 균주의 분리

본 발명자들은 알코올의 생산 효율이 우수한 발효 균주를 개발하기 위하여, 신규한 균주를 하기와 같이 분리 및 동정하였다.

먼저, 국내 양조산업에서 상업적으로 널리 사용되는 전통 누룩을 다량 수집하여 각 누룩별로 증류식 소주를 2단 담금법으로 담금하고 알코올이 13.7 내지 16.5%로 생성된 술덧을 YPD 고체배지에 도말하여 48시간을 배양시켜 콜로니를 선별하였다.

상기 선별된 콜로니로부터 분리한 분리균주의 알코올 내성을 확인하기 위해, 상기 분리균주를 5㎖ YPD 액체배지에 loop를 이용하여 접종하고, 30℃에서 150 rpm 조건으로 24시간 배양한 후 알코올 함량이 12, 16, 20%인 5㎖ YPD 액체배지에 다시 접종한 다음 48시간 배양하여 660 ㎚에서 광학밀도(optical density)를 측정하여 내알코올 특성을 확인하였다.

또한, 상기 선별된 분리균주의 내당성을 확인하기 위해, 20, 50%의 포도당이 함유된 YPD 액체배지에 분리 균을 접종하여 30℃에서 150 rpm으로 48시간 동안 배양한 뒤, 660 ㎚에서 광학밀도를 측정하여 내당성을 확인하였다.

또한, 상기 선별된 분리균주의 내당성을 확인하기 위해, 내산성 효모 확인은 pH 2, pH 4로 조정된 YPD 액체배지에 분리 균을 접종하여 30℃에서 150rpm으로 48시간동안 배양한 뒤, 660 ㎚에서 광학밀도를 측정하여 내산성을 확인하였다.

또한, 상기 선별된 분리균주의 알코올 발효능을 확인하기 위해, 알코올 발효능은 25% 포도당이 함유된 YPD 액체배지에 분리 균을 접종한 후 20℃에서 7일간 정치배양한 후 알코올 생성량을 측정하여 각 균주의 알코올 발효능을 분석하였다.

상기 분리균주의 내알코올성, 내당성, 내산성 및 알코올 발효능 분석 결과는 표 1에 나타내었다.

균주명	내알코올성								내당성		내산성		발효능
	O.D. 660 nm				상대적 성장률 (%)
	0%	12%	16%	20%	0%	12%	16%	20%	20%	50%	pH 2	pH 4	Alc.%
NY-21	8.34	3.23	1.31	1.14	100	38.73	15.71	13.65	+	+	+	+	11.2
MY-41	6.22	0.96	0.81	0.77	100	15.37	12.98	12.33	+	-	+	+	5.2
NY-14	8.08	2.77	0.89	0.90	100	34.33	10.97	11.15	+	+	+	+	10.5
MY-35	6.22	0.80	0.63	0.69	100	12.81	10.19	11.03	-	-	-	+	3.4
MY-42	6.53	0.98	0.74	0.71	100	15.02	11.37	10.81	-	-	-	+	3.6
MY-03	7.44	2.87	0.70	0.73	100	38.63	9.47	9.87	+	+	+	+	10.6
NY-33	8.60	2.85	0.81	0.83	100	33.12	9.38	9.63	+	+	+	+	10.3
NY-25	8.15	2.97	1.08	0.78	100	36.42	13.31	9.58	+	+	+	+	10.8
MY-01	7.56	2.33	0.76	0.71	100	30.81	10.01	9.37	+	+	+	+	10.7
NY-27	8.81	3.38	0.76	0.82	100	38.32	8.60	9.30	+	+	+	+	10.7
NY-34	7.93	2.46	1.03	0.74	100	31.07	13.02	9.30	+	+	+	+	10.3
MY-11	7.53	2.89	0.63	0.70	100	38.35	8.42	9.30	+	+	+	+	10.6
MY-44	7.47	1.03	0.76	0.68	100	13.72	10.20	9.11	+	-	-	+	4.6
MY-47	7.16	0.77	0.71	0.65	100	10.71	9.91	9.11	+	-	+	+	5.3
MY-49	6.61	0.85	0.55	0.60	100	12.80	8.35	9.08	+	-	+	+	5.4
NY-24	8.17	2.71	0.87	0.74	100	33.15	10.64	9.05	+	+	+	+	10.4
MY-24	6.84	0.77	0.58	0.62	100	11.21	8.54	9.03	-	-	-	+	2.7
MY-13	8.05	2.36	0.61	0.72	100	29.37	7.55	8.91	+	+	+	+	8.1
MY-46	7.87	0.90	0.84	0.69	100	11.41	10.64	8.74	+	-	+	+	5.5
MY-10	8.55	2.93	0.79	0.75	100	34.25	9.27	8.73	+	+	+	+	10.5

+ : 성장, -: 성장 못함

상기의 전통 누룩 담금 증류식 소주 술덧에서 분리된 균주를 대상으로 내알코올성, 내당성, 내산성 및 알코올 생성능의 결과를 바탕으로 산업적으로 증류식 소주의 알코올 생산 효율이 우수한 발효 균주 NY-21을 선발하였다(도 1).

선발 균주 NY-21의 발효능 측정을 위해 상업적 균주 4종을 입국당화액에 접종한 후 20℃에서 7일간 정치배양 후 각 균주의 알코올 생성량을 측정한 결과, NY-21 균주가 알코올 생성량이 가장 우수하였다.

대조군으로서, 증류주에 주로 사용되는 상업화된 균주는 전통주 제조에 주로 사용되는 전통주 효모(Saccharomyces cerevisiae; Songcheon Yeast, Korea), 전통주 제조에 주로 사용되는 제빵 효모(Saccharomyces Cerevisiae; La parisienne, France), 고알코올의 주정 생산에 주로 사용되는 주정 효모(Saccharomyces cerevisiae; Safspirit HG-1, Belgium), 고알코올의 와인 제조에 주로 사용되는 와인 효모(Saccharomyces cerevisiae bayanus; EC-1118, Denmark)를 구입하여 사용하였다. 분리 균주와 상업용 균주의 발효 특성 분석 결과는 표 2에 나타내었다.

분석항목	NY-21	전통주 효모	제빵 효모	주정 효모	와인 효모
Alc. (%)	11.4	10.3	9.6	10.6	10.3
pH	3.64	3.72	3.74	3.68	3.70
총산 (%)	0.44	0.42	0.41	0.43	0.44

실시예 2. 최종 선발 균주의 동정 및 형태학적 특성

본 발명자들은 최종 선발 균주 NY-21의 동정을 위하여, ITS I-5.8S-ITS II 영역의 DNA 염기서열을 분석한 후 NCBI(National Center for Biotechnology Information)의 BLAST를 이용하여 상동성을 조사하였다.

그 결과, 주류 발효에 주로 사용되고 있는 사카로마이세스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae)로 동정되었으며, 또한, 공시균주 사카로마이세스 세레비시에 CBS 1171과 서열이 상이한 신규한 사카로마이세스 세레비시에균주로 확인되었다(도 2; 서열번호 1).

이에, 상기 균주를 2018년 9월 06일자로 국립농업과학원 농업유전자원센터에 수탁하였다(수탁번호:　KACC 93314P).

본 발명의 신규한 사카로마이세스 세레비시에 NY-21 균주는 YM 몰트 배지에 배양한 후 현미경으로 관찰한 결과 대부분의 세포가 구형이었으며, 일부 세포가 난형으로 관찰되었다(도 3). 형태학적 특성과 배양학적 특성에서는 자낭포자를 형성하였으며 출아에 의해 영양증식을 하였고 진균사는 형성하지 않았다. 이는 전형적인 사카로마이세스 종(Saccharomyces sp.) 효모의 증식 형태를 나타내었다.

실시예 3. 사카로마이세스 세레비시에( Saccharomyces cerevisiae ) NY-21을 이용한 증류식 소주의 제조

본 발명자들은 상기 실시예 2에서 동정된 본 발명의 신규한 사카로마이세스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae) NY-21을 이용하여 증류식 소주를 제조하였다.

본 발명에서 사용한 담금용 원료미는 멥쌀을 사용하였고, 발효제로는 쌀입국을 사용하였다. 밑술 제조를 위한 효모는 신규 균주 사카로마이세스 세레비시에 NY-21을 사용하였으며, 상업용 효모는 전통주 효모(Songcheon Yeast, Korea), 제빵 효모(La parisienne, France), 주정 효모(Safspirit HG-1, Belgium), 와인 효모(EC-1118, Denmark)를 사용하였다. 균주 배양을 위하여 YPD 배지(yeast extract 1.0%, peptone 2.0%, glucose 2.0%)를 사용하여 30℃에서 150 rpm, 24시간 동안 진탕 배양한 후 원심분리기에서 원심분리(8,000 rpm, 15 min)하여 집균한 균체를 실험에 사용하였다.

보다 구체적으로, 본 발명의 사카로마이세스 세레비시에 NY-21을 이용한 증류식 소주의 제조방법을 단계별로 살펴보면 다음과 같다:

밑술 제조 단계로서, 쌀입국(발효제) 0.3kg에 급수 0.45L를 첨가한 후 사카로마이세스 세레비시에 NY-21 배양액 15mL을 첨가하여 24 내지 28℃의 온도에서 36 내지 48시간 동안 미생물을 증식시켜 밑술을 제조한다. 밑술 원료의 배합비율은 상업적 양조에서 흔히 사용되는 비율을 축소하였으며 배양 온도와 시간은 균수 확인 실험을 통한 최적의 조건을 적용하였다;

제1단 담금 단계로서, 상기에서 제조된 밑술에 쌀입국 1.7kg과 급수 2.55L를 덧술하고 20 내지 24℃의 온도에서 2 내지 3일간 발효시켜 제1단 담금을 진행한다. 1단 담금은 밑술에서 다량 배양된 효모들이 쌀입국의 아밀라아제 계통의 당화효소들이 전분을 분해시켜 만든 당분을 이용하여 알코올을 생산하는 단계로 당화작용과 발효작용의 밸런스 유지가 중요한 단계이다;

제2단 담금 단계로서, 상기에서 제조된 1단 담금의 술덧에 멥쌀 고두밥 4kg, 정제효소제 1g, 급수 6L를 덧술하고 20 내지 24℃의 온도에서 9 내지 11일간 왕성한 발효가 진행된 후 발효를 종료한다. 2단 담금은 높은 알코올의 생산을 유도하기 위해 대부분의 약청주나 증류식 소주 양조장에서 적용하는 담금 제조방법으로 효소의 역가 부족으로 인해 발효의 중지를 막기 위해 당화효소제를 첨가하여 발효를 최대한 진행시켜 발효를 종료하는 단계이다;

증류 단계로서, 상기에서 발효 종료한 술덧을 감압식 증류기를 이용하여 60 내지 65℃의 증류온도, 560 내지 600mmHg의 기압, 5 내지 7℃의 냉각수 온도에서 증류원액을 수득한다. 증류 초기에는 에탄올보다 비점이 낮은 알데히드, 아세톤, 메탄올 등이 주로 용출되고 이들의 다량 함유는 증류식 소주의 맛과 향을 저해하므로 총 용량의 3% 정도의 초류를 제거하고 총 용량의 33 내지 40%의 본류만 수득하여 증류식 소주의 원액으로 활용한다. 후류의 경우 낮은 알코올과 후류취 등이 강하여 본류와 분리하여 회수한다;

증류식 소주 제조 단계로서, 상기에서 수득한 본류만을 취하여 알코올 도수를 측정하고 정제수를 첨가하여 알코올 농도 35 내지 45%로 보정하고 탄화취 등의 잡내를 제거하기 위해 활성탄을 100 내지 150ppm 처리한 후 1 내지 3시간 후 멤브레인 필터로 여과정제하여 증류식 소주를 완성하는 단계이다.

본 발명의 신규 균주 사카로마이세스 세레비시에 NY-21로 발효한 술덧의 알코올 함량은 고 알코올의 주정을 생산하는데 사용되는 주정용 효모보다 높은 알코올 함량을 나타내었으며, 최종 생균수에서도 가장 높은 생존률을 나타내어 사카로마이세스 세레비시에 NY-21 균주는 높은 알코올에서도 생존률이 우수한 내알코올성 균주로 판단되며, HPLC 정량분석을 통한 유기산 함량 측정에서도 가장 많은 유기산을 생성하는 것으로 나타났다. 발효과정 중 효모에 의해 생성된 유기산들은 다양한 알코올류와 반응하여 방향성 에스테르 물질로 전환되어 증류식 소주의 향기성분 생성에 영향을 미친다. 발효 술덧의 특성은 표 3에 나타내었다.

분석항목		NY-21	전통주효모	제빵효모	주정효모	와인효모
알코올 (%)		19.8	18.1	17.8	19.5	18.5
생균수 (log CFU/ml)		8.33	6.25	6.55	7.79	7.53
유기산 (mg/ml)	구연산	3.732	3.762	3.853	3.230	3.959
	주석산	1.041	ND	ND	0.552	0.721
	사과산	2.223	1.646	1.627	2.095	1.763
	호박산	0.430	0.373	0.339	0.307	0.246
	아세트산	0.090	0.058	0.062	0.233	0.089
	합계	7.516	5.839	5.881	6.417	6.778

실시예 4. 증류식 소주의 향기 성분 분석 및 관능평가

본 발명자들은 상기 실시예 3에서 제조된 증류식 소주의 향기 성분을 GC-MS로 분석하였다.

향기성분의 포집은 SPME 섬유를 사용하여 헤드-스페이스(head-space) 분석법을 이용하였다. 컬럼은 DB-WAX(60 m Х 250 μm Х 0.25 mm, Waters)를 사용하였고 컬럼 온도는 40℃(2 min), 220℃(2℃/min), 240℃(20℃/min), 240℃(5 min)으로 설정하였다. 주입구 온도는 240℃, 운반가스는 He를 사용하였다. 휘발성 향기 성분의 분석을 위해 사용된 라이브러리는 Wiley9Nist0.8(Wiley9Nist0.8 Library, mass spectral search program, version 5.0, USA)이었다. 휘발성 향기 성분 중 에스테르 화합물은 증류식 소주의 품질을 결정하는 중요한 향미 물질로, 미량 존재에서도 술의 관능 특성에 많은 기여를 한다. 앞서 HPLC로 정량한 유기산 분석에서도 신규 균주 사카로마이세스 세레비시에 NY-21은 다양한 유기산을 다량 생산하여 방향성 에스테르 물질이 많이 생성될 것으로 예측되었다. 에스테르 화합물은 과일이나 꽃의 향기와 같은 화려한 향을 나타내어 증류식 소주의 관능적 특성을 향상시킬 수 있는 성분이다. 표 4와 같이 전통누룩으로 담금한 증류식 소주의 술덧에서 분리한 신규 균주 사카로마이세스 세레비시에 NY-21은 전통주 양조에 사용되는 다른 상업적 균주들에 비해 에스테르 성분이 다양하고, 피크 면적이 높게 검출되었다.

에스테르 성분	Peak area value / 1,000					향 특성
	NY-21	전통주효모	제빵효모	주정효모	와인효모
에틸 카프릴레이트 (Ethyl caprylate)	156	111	95	52	0	과실향, 꽃향
에틸 아세테이트(Ethyl acetate)	3208	2902	3461	3285	2790	과실향, 단향
에틸 카프로에이트 (Ethyl caproate)	702	587	724	765	827	꽃향
에틸 데카노에이트 (Ethyl decanoate)	21123	14044	12420	962	15883	과실향, 사과, 용매
에틸 라우레이트(Ethyl laurate)	946	678	426	301	461	비누향
에틸 옥타노에이트(Ethyl octanoate)	17569	14405	15768	13015	19369	파인애플, 배
에틸 언데카노에이트 (Ethyl undecanoate)	128	0	0	0	0	코코넛, 비누향
이소아밀 아세테이트 (Iso-amyl acetate)	3360	2901	2744	1816	2395	신선함, 바나나, 단향
페네틸 아세테이트 (Phenethyl acetate)	5162	4429	4501	3059	4415	꽃향, 과실향, 단향

균주 종류를 달리하여 제조된 증류식 소주의 관능평가는 주류의 관능평가 경험이 있는 20명의 패널을 무작위로 선발하여 제시된 시료에 대하여 색, 향, 맛, 목넘김, 전반적인 기호도에 대하여 7점 척도법으로 평가하였으며, 각 시료의 평가는 7점은 매우 좋다, 1점은 매우 나쁘다로 평가하였다. 표 5에서와 같이 신규 균주 사카로마이세스 세레비시에 NY-21로 제조한 증류식 소주의 향과 맛, 목넘김이 가장 우수하였고, 전체적인 기호도에서도 상업적으로 이용되는 균주들에 비해 현저히 우수한 평가를 나타내었다. 맛과 향의 특징에서는 상업적 균주들에 비해 맛이 부드럽고 과실향과 단향이 우수한 것으로 확인되었다.

항목 균주	NY-21	전통주효모	제빵효모	주정효모	와인효모
색	5.30	5.25	5.25	5.30	5.30
향	4.85	4.20	3.95	4.20	4.15
맛	4.50	4.00	3.95	4.15	3.95
목넘김	4.55	4.40	4.30	4.20	3.95
전반적인 선호도	4.75	4.15	3.75	4.15	3.90

이상의 결과들과 같이, 전통 누룩으로 담금한 증류식 소주 술덧에서 분리한 신규 균주 사카로마이세스 세레비시에 NY-21은 높은 알코올의 술덧에서도 생존력을 나타내었고 내알코올성과 내당성, 내산성이 우수하며 높은 알코올 생성능을 나타내는 특성을 가지며, 이를 이용하여 제조한 증류식 소주의 우수한 품질을 제공할 수 있고, 이로 인해 증류식 소주의 향기 생성이나 관능적인 면에서도 우수한 결과를 나타낼 수 있어 국내 전통 증류식 소주의 품질을 한 단계 상승시킬 수 있으며, 상기 균주를 이용한 증류식 소주의 제조는 국내 증류주 산업체에서 획일적으로 사용되는 제빵용 또는 와인용 수입효모를 대체할 수 있으며, 추후 국내 양조산업에서 유용하게 사용될 균주로 판단된다.

이상, 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

국립농업과학원 농업유전자원센터 KACC93314P 20180906

<110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Novel Saccharomyces cerevisiae strain and Uses Thereof <130> 1-320p-1 <150> KR 10-2018-0121124 <151> 2018-10-11 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 752 <212> DNA <213> Saccharomyces cerevisiae <400> 1 aaagaaattt aataattttg aaaatggatt tttttgtttt ggcaagagca tgagagcttt 60 tactgggcaa gaagacaaga gatggagagt ccagccgggc ctgcgcttaa gtgcgcggtc 120 ttgctaggct tgtaagtttc tttcttgcta ttccaaacgg tgagagattt ctgtgctttt 180 gttataggac aattaaaacc gtttcaatac aacacactgt ggagttttca tatctttgca 240 actttttctt tgggcattcg agaaatcggg gcccagaggt aacaaacaca aacaatttta 300 tctattcatt aaatttttgt caaaaacaag aattttcgta actggaaatt ttaaaaatat 360 taaaaacttt caacaacgga tctcttggtt ctcgcatcga tgaagaacgc agcgaaatgc 420 gatacgtaat gtgaattgca gaattccgtg aatcatcgaa tctttgaacg cacattgccc 480 ccttggtatt ccagggggca tgcctgtttg agcgtcattt ccttctcaaa cattctgttt 540 ggtagtgagt gatactcttt ggagttaact tgaaattgct ggccttttca ttggatgttt 600 tttttccaaa gagaggtttc tctgcctgct tgaggtataa tgcaagtacg gtcgttttag 660 gttttaccaa ctgcggctaa tcttttttat actgagcgta ttggaacgtt atcgataaga 720 agagagcgtc taggcaacaa tgttcttaaa gt 752

Claims (8)

1. 수탁번호 KACC93314P로 수탁되고,
   서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함하는, 양조용 사카로마이세스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae) 균주 NY-21.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 균주는 알코올, 당 또는 산에 대한 내성을 갖는, 사카로마이세스 세레비시에 균주 NY-21.
   
4. 삭제
5. 다음 단계를 포함하는 증류식 소주의 제조 방법:
   (a) 수탁번호 KACC93314P로 수탁되고,
   서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함하는,
   양조용 사카로마이세스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae) 균주 NY-21; 또는 이의 배양액;과 전분질 및 발효제를 혼합 후 배양하여 밑술을 제조하는 단계;
   (b) 상기 (a) 단계에서 제조된 밑술에 입국 및 급수를 덧술한 후 발효시킨 제1단 담금을 제조하는 단계;
   (c) 상기 (b) 단계에서 수득한 제1단 담금에 멥쌀 고두밥, 정제효소제 및 급수를 덧술하고 발효 및 발효 종료시킨 제2단 담금인 술덧을 제조하는 단계;
   (d) 상기 (c) 단계에서 발효 종료된 술덧을 감압 증류시켜 증류원액을 수득하는 단계;
   (e) 상기 (d) 단계에서 수득한 증류원액을 정제여과하여 정제원액을 수득하는 단계; 및
   (f) 상기 (e) 단계에서 수득한 정제원액에 정제수를 첨가하여 알코올도수 35 내지 45%가 되도록 희석한 후 정제여과하여 증류식 소주를 수득하는 단계.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 (a) 단계의 전분질은 멥쌀, 쌀, 찹쌀, 현미, 백미, 흑미, 보리, 옥수수, 찰옥수수, 감자, 고구마, 보리, 찰보리, 콩, 밀, 찰밀 및 녹두로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는, 증류식 소주의 제조방법.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 (a) 단계의 발효제는 입국, 누룩, 조효소제 및 정제효소제로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는, 증류식 소주의 제조방법.
   
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 증류식 소주.

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