KR20220084546A - 아세토박터 파스퇴리아누스 gba1 균주 및 이를 이용한 복분자 식초 제조방법 - Google Patents

아세토박터 파스퇴리아누스 gba1 균주 및 이를 이용한 복분자 식초 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복분자 식초, 포도식초 또는 현미식초를 포함하는 자연발효식초로부터 분리한 초산균주인 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) GBA1 균주와,
상기 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) GBA1 균주를 사용하여 복분자 식초를 제조함으로써, 복분자 식초의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량이 높게 나타나고, 항산화 활성 지표인 DPPH 및 ABTS 라디컬 소거능에 있어서도 높은 활성을 나타내는 우수한 복분자 식초의 제조방법에 관한 것이다.

Description

아세토박터 파스퇴리아누스 GBA1 균주 및 이를 이용한 복분자 식초 제조방법{Acetobacter pasteurianus and producing method for vinegar of black raspberry using the same}
본 발명은 복분자 식초, 포도식초 또는 현미식초를 포함하는 자연발효식초로부터 분리한 초산균주인 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) GBA1 균주와,
상기 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) GBA1 균주를 사용하여 복분자 식초를 제조함으로써, 복분자 식초의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량이 높게 나타나고, 항산화 활성 지표인 DPPH 및 ABTS 라디컬 소거능에 있어서도 높은 활성을 나타내는 우수한 복분자 식초의 제조방법에 관한 것이다.
식초는 음식의 맛을 돋워주는 산미료이며, 발효에 관여하는 미생물 대사에 의해 생성된 유기산, 에스테르, 아미노산, 당류 등이 함유되어 독특한 향과 산미를 갖는 동서양의 대표적인 발효식품이다(Gil BI 2006).
식초는 과실류, 곡류, 주류 등의 원료를 효모에 의해 알코올 발효한 후, 초산균에 의해 알코올이 초산으로 산화되는 2단계 발효 과정에 의해 만들어진다(Ha YD & Kim KS 2000).
또한, 식초는 인체에 유해한 활성산소를 파괴하는 작용을 하는 항산화 활성 이외에도 항당뇨, 항비만, 동맥경화 예방, 심장병 예방 효과, 소화액 분비 촉진 및 항균활성 등의 다양한 기능성이 보고되어(Kim DW 등 2020) 건강기능식품으로서의 인식이 확산되면서 그 수요가 꾸준히 증가하고 있다.
식초 발효시 가장 중요한 요소는 발효미생물로 초산균에 따라 독특한 향과 맛이 결정되어 식초의 품질에 많은 영향을 준다.
과실 원료에 대한 국내의 초산균 연구는 오미자(Lim YS & Sul IW 2004), 감(Park MH 등 2005), 유자(Kang SK등 2006), 꾸지뽕(Yim EJ 등 2015, Lee SJ 등 2019), 감귤(Yi MR 등 2014), 다래(Lee HY 등 2018), 아로니아(Eom HJ 등 2019) 등이 보고되었고, 이들 식초에 사용된 대부분의 초산균은 Acetobacter 속의 균주들이었다.
현재 식품의약품안전처에서 허용한 식품 원료로 사용할 수 있는 초산균은 Acetobacter aceti와 Acetobacter pasteurianus 2종으로 산업적으로 이용 시 식품 원료로 허가된 균주이면서 초산 발효능이 우수하고 항산화 활성 등의 기능성을 지닌 초산균주 확보가 필요한 실정이다.
복분자(Rubus occidentalis)는 유기산과 비타민C가 많이 포함되어 있으며, 항암활성 및 항염증, 항균 효과, 항산화, 콜레스테롤 저하 효과 등 다양한 생리활성을 지닌 것으로 보고되고 있다(Choi HR 등 2013). 복분자는 당도가 낮고 신맛이 강하여 생과보다는 음료, 과실주, 잼, 식초 등의 가공식품으로 주로 이용되고 있으며, 복분자를 이용한 식초의 품질특성에 관한 연구(park SY 등 2012, Hong SM 등 2012)는 있으나 복분자 발효에 적합한 균주 선발 및 발효 특성에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다.
따라서 본 발명에서는 자연발효식초로부터 분리한 초산균주인 Acetobacter pasteurianus GBA1 균주를 이용하여 복분자 식초를 제조하여 상기 복분자 식초의 발효 특성 및 항산화 활성을 실험을 통해 그 효과를 입증함으로써 산업상 이용가능성을 확인하고자 한다.
대한민국 등록특허 10-1599272(등록일자 2016년02월25일) 대한민국 등록특허 10-1797464(등록일자 2017년11월08일)
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복분자 식초, 포도식초 또는 현미식초를 포함하는 자연발효식초로부터 분리한 초산균주인 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) GBA1 균주와,
상기 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) GBA1 균주를 사용하여 복분자 식초를 제조함으로써, 복분자 식초의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량이 높게 나타나고, 항산화 활성 지표인 DPPH 및 ABTS 라디컬 소거능에 있어서도 높은 활성을 나타내는 우수한 복분자 식초의 제조방법을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 수탁번호 KCCM12805P인 초산 발효능이 우수한 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) 균주를 제공하고,
복분자를 상기 수탁번호 KCCM12805P로 기탁된 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus)를 포함하는 종초(vineger starter)로 초산발효하여 식초를 제조하는 것을 특징으로 하는, 복분자 식초 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 효과는 다음과 같다.
첫째. 복분자 식초, 포도식초 또는 현미식초를 포함하는 자연발효식초로부터 분리된 A. pasteurianus GBA1 균주는 초산발효 속도가 빨라 복분자 식초 제조에 필요한 발효기간을 단축시키는 효과를 갖는다.
둘째. 본 발명의 초산균주인 A. pasteurianus GBA1 균주는 항산화 활성이 우수하여 복분자 식초 제조를 위한 종균으로서 산업상 이용가능성이 높다.
셋째. 식초의 품질에 중요하게 작용하는 요소인 총산도가 높다는 특성을 갖는다.
넷째. 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량이 높고, 항산화 활성 지표인 DPPH 및 ABTS 라디컬 소거능이 높은 활성을 나타낸다.
도 1은 아세토박터 파스퇴리아누스 GBA1을 이용한 복분자 식초의 pH 변화를 나타낸 그래프.
도 2는 아세토박터 파스퇴리아누스 GBA1을 이용한 복분자 식초의 총산도(total acidity) 변화를 나타낸 그래프.
도 3은 아세토박터 파스퇴리아누스 GBA1을 이용한 복분자 식초의 당농도(sugar concentration) 변화를 나타낸 그래프.
도 4는 아세토박터 파스퇴리아누스 GBA1을 이용한 복분자 식초의 알코올(alcohol) 변화를 나타낸 그래프.
이하, 본 발명에 따른 아세토박터 파스퇴리아누스 GBA1 균주 및 이를 이용한 복분자 식초 제조방법의 구체적인 기술 내용에 대해 살펴보도록 한다.
상기한 바와 같이,
본 발명은 복분자 식초의 제조에 사용하는 수탁번호 KCCM12805P인 초산 발효능이 우수한 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) 균주를 제공한다.
상기 균주는 복분자 식초, 포도식초 또는 현미식초를 포함하는 자연발효식초로부터 분리한 초산균주이다.
상기 초산균주의 분리는 시료를 글루코스(glucose), 이스트 추출물(yeast extract), 에탄올(ethanol) 및 아가(agar)를 포함하는 GYE 고체배지에 도말하여 29~31 ℃에서 3~6 일간 배양한 후, 산 생성이 우수하여 투명환을 생성하는 colony를 선발하여 3회 이상 순수 배양함으로써 이루어진다.
보다 구체적으로는,
글루코스(glucose) 3.0 wt%, 이스트 추출물(yeast extract) 0.5 wt%, 에탄올(ethanol) 3.0 wt%, 아가(agar) 1.5 wt%를 포함하는 GYE 고체배지에 도말하여 30 ℃에서 5 일간 배양한 후, 산 생성이 우수하여 투명환을 생성하는 colony를 선발하여 3회 이상 순수 배양함으로써 이루어진다.
또한,
본 발명은 복분자를 수탁번호 KCCM12805P로 기탁된 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus)를 포함하는 종초(vineger starter)로 초산발효하여 식초를 제조하는 것으로서, 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) 균주를 이용한 복분자 식초 제조방법을 제공한다.
더욱 상세하게는,
복분자를 26°~ 30°Brix가 되도록 설탕으로 보당하고, 건조효모 S. cerevisiae Fermivin을 1×109 CFU/㎏이 되도록 접종하여 24~26 ℃에서 6~8 일 동안 발효하여 발효주를 제조하는 단계와,
상기 발효주를 증류수로 희석하여 알코올 함량 및 초기 산도를 조정한 후 수탁번호 KCCM12805P로 기탁된 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus)를 포함하는 종초(vineger starter)를 접종하여 29~31 ℃에서 20~22 일간 초산발효하는 단계를 포함하여 복분자 식초 제조방법이 이루어진다.
여기서, 상기 종초(vineger starter)는 증류수 93.5~97.2 wt%와, 이스트 추출물(yeast extract) 0.3~0.7 wt%와, 펩톤(peptone) 0.2~0.5 wt%와, 만니톨(mannitol) 2.1~3.2 wt%를 포함하는 액체배지(liquid medium)에 수탁번호 KCCM12805P로 기탁된 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus)를 접종하여 29~31 ℃에서 70~74시간 동안 진탕 배양하여 제조된 것을 사용한다.
이와 같은 종초를 이용한 상기 초산발효단계는 상기 종초(vineger starter)를 상기 발효주에 접종하되, 상기 발효주의 전체 부피에 대해 9~12 vol%로 접종하여 29~31 ℃에서 20~28일간 배양한다.
이때 상기 종초의 접종량이 9 vol% 미만이거나 또는 12 vol%를 초과하게 되는 경우에는 초산 발효가 잘 안 일어날 수 있으므로, 상기 종초의 접종량 상기 알코올발효액의 전체 부피에 대해 9~12 vol%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 진탕 배양의 31 ℃를 초과하게 되는 경우에는 초산균이 잘 증식하지 못하여 초산발효가 잘 안될 수 있으므로, 초산 배양 20일 미만시 식초의 식품공전상 기준인 초산의 총산함량이 4 %에 도달하지 않을 수 있으므로, 상기 진탕배양의 온도는 29~31 ℃의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
이하, 복분자를 아세토박터 파스퇴리아누스 GBA1 균주로 초산발효하여 제조되는 발효 식초에 대한 구체적인 실시예 및 이에 대한 시험예를 살펴보도록 한다.
[실시예]
1. 재료
본 발명에 따른 복분자 식초의 제조에 사용되는 복분자는 고창군 부안면에서 2020년도에 수확한 것을 구입하여 냉동보관하면서 사용하였다.
초산균 분리를 위해 고창군 농가에서 전통방식으로 제조한 자연발효식초인 포도식초와 시중에서 판매하고 있는 식초를 수집하여 사용하였다.
2. 초산균주 분리 및 동정
자연발효식초인 포도식초로부터 초산균을 분리하기 위해 시료를 GYE 고체배지(3% glucose(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA), 0.5% yeast extract(Sigma), 3% ethanol(Sigma), 1.5% agar(Difco, Detroit, MI, USA))에 도말하여 30℃에서 5일간 배양하였다.
이후 산 생성이 우수하여 투명환을 생성하는 colony를 선발하여 3회 이상 순수 배양한 후 ㈜마크로젠(Seoul, Korea)에 의뢰하여 16S rRNA의 염기서열을 분석하였다.
미국 국립생물정보센터(National Center for Biotechnology Information)의 BLAST(Basic Local Alignment Search Tool) 프로그램을 이용하여 염기서열이 동일한 종을 확인하였으며, 염기서열간의 상호비교를 위해 CLUSTAL W(Thompson JD 등 1994)를 사용하였다.
3. 분리균주 동정
분리된 균주의 동정은 16S rRNA의 염기서열을 분석하였다.
프라이머는 universal primer 27F(5’-AGAGTTlTGATCCTGGCTCAG-3’)와 1492R(5’-GGTTACCTTGTTACGACTT-3’)을 사용하였고, 유전자를 증폭한 후, PCR 산물을 정제한 후 염기서열을 해독하였다.
이 염기서열을 이용하여 BLASTN search(15)와 Ribosomal Database Project(RDP, ver.11)의 SeqMatch program에서 서열 일치도가 높은 표준균주의 16S rRNA 유전자 염기서열을 얻었다. 분리된 균주는 Acetobacter pasteurianus GBA1로 명명하였다.
4. 식초 제조
복분자 식초 제조를 위한 주모의 경우 복분자 65 kg에 설탕으로 28°Brix가 되도록 보당하였다.
다음으로 시판건조효모 Saccharomyces cerevisiae Fermivin(DSM Food Specialties, Ma Delft, Netherlands)을 1×109 CFU/kg이 되도록 접종한 후, 25 ℃에서 7 일 동안 발효한 발효주를 주모로 사용하였다.
복분자 초산 발효는 발효주를 증류수로 희석하여 알코올 6%, 초기 산도 2%로 조정한 후 A. pasteurianus GBA1으로 제조한 종초를 10%(v/v)가 되도록 접종하여 30 ℃에서 21 일간 발효를 진행하였다. 이 때 대조구로 공시균주 Acetobacter pasteurianus KACC 13994를 사용하였다.
다음으로 본 발명의 Acetobacter pasteurianus GBA1을 이용하여 제조한 복분자 식초의 발효특성; 유기산 함량; 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량; DPPH 라디칼 소거활성; ABTS 라디칼 소거활성;의 측정결과를 비교하여 살펴보도록 한다.
[시험예]
1. 발효특성
복분자 식초의 pH는 pH meter(S20, Mettler Toledo, Schwerzenbach, Switzerland)로 측정하였다.
총산 함량 측정은 시료 용액 10 mL에 0.1 N NaOH 용액을 첨가하여 pH 8.3까지 도달하는데 소모된 양을 acetic acid(%, w/w) 함량으로 환산하여 나타내었다.
알코올 함량은 알코올 분석기(Alcoholyzer wine, Anton Paar, Graz, Austria)를 이용하여 측정하였다.
2. 유기산 함량 분석
A. pasteurianus GBA1을 이용하여 제조한 복분자 식초의 유기산 측정을 위해 각각의 시료를 0.45 ㎛ membrane filter (Millipore, Bedford, MA, USA)로 여과한 후 희석하여 HPLC(Ultimate 3000, Dionex, Sunnyvale, CA, USA)를 사용하여 분석하였다.
시료 10 μL를 column(Aminex HPX-87H(300×10 mm; Bio-Rad, Hercules, CA, USA)에 주입하고 검출기(RefractoMAX 520, ERC, Saitama, Japan)를 이용하여 검출하였으며, UV 조건은 210 nm, 이동상은 0.01N H2SO4(Sigma-Aldrich)를 사용하여 0.5 mL/min 유속으로 이동시켜 분석하였다.
3. 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량
총 폴리페놀 함량은 건강기능식품공전 방법(Korea Food and Drug Administration 2012)을 응용하여 측정하였다.
A. pasteurianus GBA1으로 제조한 복분자 식초 1 mL에 증류수 7.5 mL와 Folin-Ciocalteau’s phenol regent(Sigma-Aldrich) 0.5 mL, 35% Na2CO3(Sigma-Aldrich) 1 mL를 가한 후 실온 암소조건에서 1시간 동안 정치하고, UV/VIS spectrophotometer(UV-2450, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 사용하여 760 nm에서 흡광도를 측정하였다.
이때 tannic acid(Sigma-Aldrich)를 표준물질로 사용하여 검량곡선을 작성하고 이로부터 총 폴리페놀 함량을 구하였다.
총 플라보노이드 함량은 Chang CC 등(2002)의 방법을 응용하여 측정하였다.
즉 각각의 시료 1 mL에 diethylene glycol3(Sigma-Aldrich) 2 mL, 1 N-NaOH(Samchun Chemicals, Seoul, Korea) 20 μL를 순서대로 가한 다음 37 ℃ 항온수조(Dae Han)에서 1 시간 동안 반응시킨 후 UV/VIS spectrophotometer(Shimadzu)를 사용하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.
이때 총 플라보노이드 함량은 rutin(Sigma-Aldrich)을 표준물질로 사용하여 검량곡선을 작성하고 이로부터 총 플라보노이드 함량을 구하였다.
총 안토시아닌 함량은 Kim YD 등(1998)의 방법을 응용하여, 각각의 시료 10 mL에 0.1% HCl을 함유하는 80% 메탄올(Sigma-Aldrich) 용액 40 mL로 24시간 동안 진탕배양기(VS-8480, Vision Scientific Co., Ltd., Daejeon, Korea)에서 추출한 후 UV/VIS spectrophotometer(Shimadzu)를 사용하여 528 nm에서 흡광도를 측정하였다.
이때 표준물질은 cyanidin(Sigma-Aldrich)을 사용하여 검량곡선을 작성하고 이로부터 총 안토시아닌 함량을 구하였다.
4. DPPH 라디칼 소거활성
A. pasteurianus GBA1으로 제조한 복분자 식초의 산화방지 활성을 비교하기 위하여 DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능은 Choi JS 등(1993)의 방법을 응용하였다.
먼저 5, 10, 15, 25, 35, 50 μL/mL 농도로 조제한 추출물 0.1 mL에 에탄올 0.2 mL를 가하고 0.2 mM DPPH 용액(Sigma-Aldrich) 0.3 mL를 가한 후 볼텍스 믹서(VM-10, Daihan Scientific Co., Ltd., Gangwon, Korea)로 교반하였다.
실온에서 30 분간 반응시킨 후 마이크로플레이트 리더(Synergy HT, Biotec, Washington, DC, USA)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 대조구는 시료 대신에 에탄올을 사용하여 분석하였다.
5. ABTS 라디칼 소거활성
ABTS(2-2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)diammonium salt) 라디칼 소거능은 Arts MJTJ 등(2004)의 방법을 응용하여 측정하였다.
즉 5, 10, 15, 25, 35, 50 μL/mL 농도로 조제한 각각의 시료 5 μL에 ABTS 라디칼 용액 195 μL를 첨가하여 7분간 반응시킨 후 마이크로플레이트 리더(Biotec)를 사용하여 734 nm에서 흡광도를 측정하였다.
대조구는 시료 대신에 에탄올을 첨가하여 측정하였다.
6. 결과 및 고찰
1) 발효특성
A. pasteurianus GBA1으로 제조한 복분자 식초의 발효에 따른 이화학적 특성 변화를 분석하고 도 1 내지 도 4에 나타내었다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발효기간이 경과함에 따라 pH는 서서히 감소하였고, 총산도는 증가하였다.
초산은 식초의 품질 판정의 지표로 이용되는데 식품공전에서는 식초의 총산(초산, w/v%) 함량을 4.0~20.0% 범위로 정하고 있으며, 감식초는 2.6% 이상으로 규정하고 있다.
식품규격인 총산 4%에 도달하는 시점은 A. pasteurianus GBA1의 경우 6일째 총산도가 4.19%로 나타났으나, 대조구로 사용한 A. pasteurianus KACC 13994는 발효 15일차에 총산도가 4.05%로 나타나 A. pasteurianus GBA1의 발효속도가 대조구보다 2배 이상 빠른 것으로 나타났다.
도 3에 도시된 바와 같이, GBA1을 이용한 식초의 당도는 발효 초기 5.43 °Brix에서 발효 종료 후 5.60 °Brix로 조금 증가하였으나, KACC 13994의 경우 발효 초기 5.40 °Brix에서 발효 종료 후 4.80 °Brix로 감소하여 두 균주간의 차이를 보였다.
알코올 함량의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 발효기간이 경과함에 따라 감소하여 발효 종료 후에 GBA1의 경우 0.14%를 나타내었으며, KACC 13994의 경우 0.53%로 나타났다.
따라서 A. pasteurianus GBA1을 이용한 식초가 A. pasteurianus KACC 13994보다 더 높은 총산도를 보여 GBA1을 이용한 과실식초 소재로의 이용이 가능할 것으로 판단된다.
2) 유기산
A. pasteurianus GBA1으로 제조한 복분자 식초의 유기산 함량을 측정한 결과는 표 1과 같다.
유기산 함량 중 acetic acid가 60.73 mg/mL로 가장 많은 함량을 보였으며, citric acid 6.27 mg/mL, shikimic acid 0.05 mg/mL 순으로 나타났다.
대조구로 사용한 A. pasteurianus KACC 13994를 이용하여 제조한 복분자 식초의 경우 GBA1과 마찬가지로 acetic acid가 57.33 mg/mL로 가장 많은 함량을 나타내었고, shikimic acid가 0.04 mg/mL로 나타났으나, citric acid는 검출되지 않았다.
아세토박터 파스퇴리아누스 GBA1에 의해 발효된 복분자 식초의 유기산 함량.
Strain 유기산 함량(Organic acid content)
(mg/mL)
아세트산
(Acetic acid)		 구연산
(Citric acid)		 쉬킴산
(Shikimic acid)
A. pasteurianus GBA1 60.73±0.38 6.27±0.24 0.05±0.01
A. pasteurianus KACC13994 57.33±0.24 ND1) 0.04±0.01
1) Not detected.
3) 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량 변화
A. pasteurianus GBA1를 이용한 복분자 식초의 항산화 활성을 확인한 결과를 표 2에 나타내었다.
총 폴리페놀 함량을 확인한 결과 대조구 KACC 13994는 26.38 TAE mg/mL를 나타내었으나 GBA1은 27.81 TAE mg/mL로 더 높은 함량을 나타내었고, 총 플라보노이드 또한 GBA1(11.04 RUE mg/mL)이 KACC 13994(9.04 RUE mg/mL)에 비해 더 높은 함량을 나타내었다.
안토시아닌은 cyanidin계의 색을 지닌 chrysanthemin으로 물에 쉽게 용해되는 수용성으로 생체 이용률이 높은 기능성 물질로 항산화 활성(Tsuta 등, 1996), 항암효과 및 항염증(Ryu 등, 2000) 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
총 안토시아닌 함량을 측정한 결과에서도 GBA1을 이용한 식초가 94.43 CYE mg/mL로 KACC 13994로 제조한 식초(73.87 CYE mg/mL)보다 더 높은 함량을 나타내었다.
페놀성 화합물로 총칭되는 폴리페놀, 플라보노이드 및 안토시아닌 화합물은 강력한 항산화제로 알려져 있는 화합물로 A. pasteurianus GBA1을 이용하여 제조한 식초에서 높은 함량을 보여, 복분자 식초 제조를 위한 종초로서 이용 가치가 높을 것으로 판단된다.
아세토박터 파스퇴리아누스 GBA1에 의해 발효된 복분자 식초의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 총 안토시아닌 함량.
Sample 총 폴리페놀 함량
(Total polyphenol contents)
(TAE1) mg/mL)		 총 폴라보노이드 함량
(Total flavonoid
contents)
(RUE2) mg/mL)		 총 안토시아닌 함량
(Total anthocyanin
contents)
(CYE3) mg/mL)
A. pasteurianus GBA1 27.81±0.17a 11.04±0.09a 94.43±0.12a
A. pasteurianus KACC13994 26.38±0.35b 9.04±0.18d 73.87±0.53e
1) 총 폴리페놀 함량은 100 g 당 mg 탄닌산(TAE)으로 표현하였다.
2) 총 플라보노이드 함량은 100 g 당 mg rutin (RUE)로 표현하였다.
3) 총 안토시아닌 함량은 100 g 당 mg 시아니딘(CYE)으로 표현하였다.
4) DPPH 및 ABTS 리디칼 소거활성 변화
A. pasteurianus GBA1의 항산화 활성 변화를 측정하기 위하여 항산화 활성 지표인 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성의 IC50 값을 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.
A. pasteurianus GBA1의 DPPH 라디칼 소거활성의 IC50 값은 13.65 μL/mL이었으나 대조구인 A. pasteurianus KACC 13994는 15.04 μL/mL로 GBA1의 라디칼 소거활성이 더 높은 것으로 나타났다.
또한 ABTS 라디칼 소거활성의 IC50 값을 측정한 결과에서도 GBA1의 소거활성이 25.24 μL/mL로 나타난 반면에 KACC 13994는 26.10 μL/mL로 대조구보다 더 높은 ABTS 라디칼 소거활성을 가지는 것으로 나타났다.
Kim 등(2017)은 대표적인 식물계 폴리페놀 물질로 플라보노이드와 탄닌이 있으며, 페놀 화합물의 항산화 기작이 라디칼 소거능 작용에 기인하기 때문에 총 페놀 함량과 항산화 활성은 비례한다고 보고하였는데, 이는 본 발명에서와 같은 결과를 나타내었다.
아세토박터 파스퇴리아누스 GBA1에 의해 발효된 복분자 식초의 DPPH와 ABTS의 급진적인 청소활동의 IC 50 값 비교.
Sample DPPH 라디칼 소거 활성(DPPH radical scavenging activitiy) ABTS 라디칼 소거 활성(ABTS radical scavenging activitiy)
(IC50 μL/mL)1)
A. pasteurianus GBA1 13.65±0.06 25.24±0.07
A. pasteurianus KACC13994 15.04±0.07 26.10±0.12
1) 억제활동은 농도억제곡선을 보간하여 얻은 3부 결정의 50% 억제농도의 평균으로 표현하였다.
이와 같이, GBA1 균주를 이용하여 복분자 식초 제조 후 이화학적 특성을 확인한 결과 pH 및 당도, 알코올은 두 균주가 비슷한 발효양상을 나타내었으나, 식초의 품질에 중요한 요소인 총산도는 발효 종료 후 GBA1이 5.88%, KACC 13994가 5.13%로 GBA1이 KACC 13994보다 더 높게 나타났다.
또한 식초의 식품 규격인 총산도 4%에 도달하기까지 걸리는 시간이 GBA1이 6일, KACC 13994는 15일로 나타나 GBA1 균주가 대조구에 비해 초산발효 속도가 빨라 산업적으로 이용 시 발효기간을 단축시킬 수 있을 것으로 판단되었다.
GBA1을 이용하여 제조한 복분자 식초의 유기산 함량 분석 결과 acetic acid가 가장 높은 함량을 나타내었으며, citric acid, shikimic acid순으로 나타났다.
한편 대조구인 KACC 13994균주로 제조한 복분자 식초의 주요 유기산은 GBA1과 마찬가지로 acetic acid로 나타났으며, 그 다음 shkimic acid로 나타났으나 citric acid는 검출되지 않았다.
두 균주를 이용한 복분자 식초의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량을 측정한 결과에서 GBA1이 KACC 13994보다 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량 모두 높게 나타났으며, 항산화 활성 지표인 DPPH 및 ABTS 라디컬 소거능 역시 GBA1이 KACC 13994보다 더 높은 활성을 나타내었다.
따라서 자연발효식초로부터 분리된 A. pasteurianus GBA1 균주는 초산발효속도가 빠르며 항산화 활성이 우수하여 복분자 식초 제조를 위한 종균으로 산업적 이용 가능성이 높을 것으로 사료된다.
본 발명에 따른, 천연발효식초로부터 분리된 A. pasteurianus GBA1 균주는 초산발효속도가 빠르며 항산화 활성이 우수하여 복분자 식초 제조를 위한 종균으로 산업적 이용 가능성이 높다.
또한 A. pasteurianus GBA1 균주를 사용하여 제조된 복분자 식초는 발효 특성 및 항산화 활성이 뛰어나 산업상 이용가능성이 높다.
한국미생물보존센터(국외) KCCM12805P 20201020
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Claims (4)

  1. 수탁번호 KCCM12805P인 초산 발효능이 우수한 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) 균주.
  2. 청구항 1에 있어서,
    균주는 자연발효식초로부터 분리한 초산균주인 것을 특징으로 하는 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) 균주.
  3. 복분자를 수탁번호 KCCM12805P로 기탁된 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus)를 포함하는 종초(vineger starter)로 초산발효하여 식초를 제조하는 것을 특징으로 하는, 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) 균주를 이용한 복분자 식초 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    복분자를 26°~ 30°Brix가 되도록 설탕으로 보당하고, 건조효모 S. cerevisiae Fermivin을 1×109 CFU/㎏이 되도록 접종하여 24~26 ℃에서 6~8 일 동안 발효하여 발효주를 제조하는 단계와,
    상기 발효주를 증류수로 희석하여 알코올 함량 및 초기 산도를 조정한 후 수탁번호 KCCM12805P로 기탁된 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus)를 포함하는 종초(vineger starter)를 접종하여 29~31 ℃에서 20~22 일간 초산발효하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아세토박터 파스퇴리아누스 균주를 이용한 복분자 식초 제조방법.
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