KR20230022672A - 신규한 전통식초 유래 균주 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신규한 전통식초 유래 균주 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 막걸리 식초 유래 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) CY 균주; 및 코마가테이박터 카키아세티(Komagataeibacter kakiaceti) P6 균주;를 이용한 발효식초 제조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전통식초 유래 균주를 이용하여 제조된 발효식초는 pH, 총산도 및 알코올 함량이 식품공전의 기준을 만족할 뿐만 아니라, 관능성이 우수한 특징을 가진다. 따라서 본 발명의 전통식초 유래 균주 및 이를 이용한 발효식초는 발효 식품 분야; 및 발효 산업 분야;에서 유용하게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 신규한 전통식초 유래 균주 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 막걸리 식초 유래 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) CY 균주; 및 코마가테이박터 카키아세티(Komagataeibacter kakiaceti) P6 균주;를 이용한 발효식초 제조에 관한 것이다.
감귤은 운향목 운향과(Rutaceae), 감귤나무아과(Auraniti-oideae) 중에서 감귤속(Citrus), 금감속(Fortunella), 탱자나무속(Poncirus)에 속하는 각각의 종 및 이들 속으로부터 파생된 품종을 지칭하는 것으로, 과수용으로는 감귤속에 따른 귤 종류만 재배되고 있다. 감귤류에는 항산화, 항균작용, 콜레스테롤 저하, 간독성 저해작용 등의 작용을 하는 기능성 성분인 flavonoid가 약 60 여종 함유되어 있고, 유리당, 유기산, 식이섬유, 비타민, 미네랄 등 또한 함유하고 있다고 알려져 있다. 감귤의 대부분은 제주도에서 재배하고 있으며 그 양은 전국 생산량의 99.9%를 차지하고 있다. 이에 제주특별자치도에서는 감귤 산업의 가격 안정화와 출하량 조절 및 경쟁력 강화를 위하여 매년 5~10만 톤의 미숙과인 풋귤을 수확하여 폐기한다. 풋귤은 완숙 감귤에 비하여 유기산, 식이섬유, flavonoid가 다량 함유되어 있고, 높은 항산화 활성을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 풋귤의 껍질은 건조하여 한약재인 청피로 이용하고 있다. 하지만 2015년까지는 풋귤의 판매가 법적으로 금지되어 감귤농장의 환경오염의 요인으로 대두되었으나, 2016년부터는 판매를 원하는 농장을 모집하여 풋귤의 수확 시기인 8-9월 사이 한시적으로 판매를 허용하고 있다. 출하량은 2016년 첫해 500t에서 2019년 1500t으로 출하량은 매년 증가하는 추세이며, 소비자들도 풋귤 특유의 청량한 맛과 향, 건강에 관한 높은 관심으로 인해 수요가 매년 증가하고 있다. 그러나 풋귤의 수요와 관심이 증가하는 것에 반해 연구는 부족한 실정이며 현재까지 풋귤에 대한 연구가 미비하여 풋귤의 소비를 촉진시키기 위해서는 다양한 가공방법에 관한 연구가 필요한 실정이다.
식초는 산미료로 식품의 맛을 돋우고 발효 중 생성된 독특한 향과 신맛을 가지는 대표적인 발효식품이다. 식초는 초산발효를 통해 만들어지며 이 과정 중 유기산, 아미노산, 당류 및 ester 등을 함유하여 고유의 향과 신맛을 가지며 발효를 하여 제조하는 양조식초와 빙초산을 희석 및 조미에 의한 합성식초로 분류된다. 식초의 효능으로는 피로회복, 식욕촉진, 소화촉진, 면역력 향상, 체내 지방 감소 등의 다양한 효능이 보고되고 있다. 국내 식초의 용도별 생산 비율은 조미용 식초 60%, 음료용 식초가 40%를 차지하고 있고 그 중 사과식초의 비율이 39%로 가장 높으며, 현미식초 14%, 기타 양조식초가 6%로 그 뒤를 잇고 있으며 천연발효 식초의 소비는 증가하는 추세이나 양조식초의 소비는 매년 감소하고 있는 추세이다. 그러나 사과, 현미, 유자, 감귤 등을 이용하여 식초 제조의 연구는 보고되어 있으나, 풋귤을 이용하여 만든 식초 제조에 대한 연구는 보고 된 바가 적으며, 기능성 연구 또한 미비하다.
이에 본 발명자들은 전통식초 유래 균주 및 풋귤을 이용하여 기호도가 높은 발효식초를 제조함으로서 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 수탁번호 KACC92333P로 수탁된, 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) CY 균주를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수탁번호 KACC92334P로 수탁된, 코마가테이박터 카키아세티(Komagataeibacter kakiaceti) P6 균주를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 균주를 이용한 풋귤식초 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수탁번호 KACC92333P로 수탁된, 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주를 제공한다.
또한 본 발명은 수탁번호 KACC92334P로 수탁된, 코마가테이박터 카키아세티 P6 균주를 제공한다.
또한 본 발명은 (a) 온주귤(citrus unshiu) 미숙과를 알코올 발효시키는 단계; 및 (b) 상기 단계 (a)의 알코올 발효물 및 상기 균주를 혼합하여 초산 발효시키는 단계;를 포함하는 풋귤식초의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전통식초 유래 균주를 이용하여 제조된 발효식초는 pH, 총산도 및 알코올 함량이 식품공전의 기준을 만족할 뿐만 아니라, 관능성이 우수한 특징을 가진다. 따라서 본 발명의 전통식초 유래 균주 및 이를 이용한 발효식초는 발효 식품 분야; 및 발효 산업 분야;에서 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 풋귤와인의 제조공정을 나타낸 도이다.
도 2는 풋귤식초의 제조공정을 나타낸 도이다.
도 3은 전통발효식초로부터 초산생성균으로 추정되는 균주를 1차 선별한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 전통발효식초로부터 초산생성균으로 추정되는 균주를 2차 선별한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 분리균주 8종 및 표준균주의 생육도를 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 6은 분리균주 8종 및 표준균주의 생균수를 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 7은 알코올 존재 하에서 BR4, P6, R8, A. pasteurianus KACC17058 및 A. pasteurianus CY의 생육을 조사한 결과를 나타낸 도이다.
도 8은 알코올 존재 하에서 BR4, P6, R8, A. pasteurianus KACC17058 및 A. pasteurianus CY의 초산생성능을 조사한 결과를 나타낸 도이다.
도 9는 분리 균주 BR4, P6, R8의 동정 결과를 나타낸 도이다.
도 10은 풋귤와인의 알코올 발효 중 당도 및 알코올 함량을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 11은 풋귤와인의 알코올 발효 중 환원당 및 유리당 함량을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 12는 풋귤와인의 알코올 발효 중 pH 및 총산도를 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 13은 풋귤와인의 살균 후 생균수를 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 14는 풋귤식초의 초산 발효 중 pH, 총 산 및 알코올 함량을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 15는 풋귤식초의 초산 발효 중 생균수를 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 16은 풋귤식초의 총 페놀성 화합물 및 총 플라보노이드 함량을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 17은 풋귤식초의 DPPH 라디칼 소거 활성 및 FRAP를 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 풋귤식초의 제조공정을 나타낸 도이다.
도 3은 전통발효식초로부터 초산생성균으로 추정되는 균주를 1차 선별한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 전통발효식초로부터 초산생성균으로 추정되는 균주를 2차 선별한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 분리균주 8종 및 표준균주의 생육도를 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 6은 분리균주 8종 및 표준균주의 생균수를 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 7은 알코올 존재 하에서 BR4, P6, R8, A. pasteurianus KACC17058 및 A. pasteurianus CY의 생육을 조사한 결과를 나타낸 도이다.
도 8은 알코올 존재 하에서 BR4, P6, R8, A. pasteurianus KACC17058 및 A. pasteurianus CY의 초산생성능을 조사한 결과를 나타낸 도이다.
도 9는 분리 균주 BR4, P6, R8의 동정 결과를 나타낸 도이다.
도 10은 풋귤와인의 알코올 발효 중 당도 및 알코올 함량을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 11은 풋귤와인의 알코올 발효 중 환원당 및 유리당 함량을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 12는 풋귤와인의 알코올 발효 중 pH 및 총산도를 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 13은 풋귤와인의 살균 후 생균수를 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 14는 풋귤식초의 초산 발효 중 pH, 총 산 및 알코올 함량을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 15는 풋귤식초의 초산 발효 중 생균수를 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 16은 풋귤식초의 총 페놀성 화합물 및 총 플라보노이드 함량을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 17은 풋귤식초의 DPPH 라디칼 소거 활성 및 FRAP를 분석한 결과를 나타낸 도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 양태에 따르면, 본 발명은 수탁번호 KACC92333P로 수탁된, 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) CY 균주를 제공한다.
본 발명의 구체예에서, 상기 균주는 막걸리 식초로부터 분리된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주의 16s rRNA의 염기서열을 토대로 계통분석을 실시하였고, 그 결과 동일한 종의 공지 균주 및 산업화되어 이미 사용되고 있는 균주와는 다른 새로운 균주임을 확인하였다. 이를 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주로 명명하고, 국립농업과학원 농업유전자원센터에 2021년 1월 4일자로 기탁하였으며, 수탁번호 KACC92333P를 부여받았다.
본 발명의 구체예에서, 상기 균주는 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 것일 수 있다. 서열번호 1의 염기서열은 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주의 16s rRNA 서열로, 균주의 동정에 사용되었던 서열이다.
본 발명의 구체예에서, 상기 균주는 알코올 내성을 갖는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 알코올 내성을 실험을 통해 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주는 알코올 농도 0.1 내지 7% 범위에서 알코올 내성을 나타내는 것을 확인하였다.
본 발명에서, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한, 수탁번호 KACC92333P로 수탁된, 신규한 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주 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 따른 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주는 초산생성능 및 알코올 내성이 우수한바, 발효식초를 포함한 발효 식품 분야에서 다양하게 활용될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 수탁번호 KACC92334P로 수탁된, 코마가테이박터 카키아세티(Komagataeibacter kakiaceti) P6 균주를 제공한다.
본 발명의 구체예에서, 상기 균주는 감식초 유래인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 코마가테이박터 카키아세티 P6 균주의 16s rRNA의 염기서열을 토대로 계통분석을 실시하였고, 그 결과 동일한 종의 공지 균주 및 산업화되어 이미 사용되고 있는 균주와는 다른 새로운 균주임을 확인하였다. 이를 코마가테이박터 카키아세티 P6 균주로 명명하고, 국립농업과학원 농업유전자원센터에 2021년 1월 4일자로 기탁하였으며, 수탁번호 KACC92334P를 부여받았다.
본 발명의 구체예에서, 상기 균주는 서열번호 2의 염기서열을 포함하는 것일 수 있다. 서열번호 2의 염기서열은 코마가테이박터 카키아세티 P6 균주의 16s rRNA 서열로, 균주의 동정에 사용되었던 서열이다.
본 발명에서, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한, 수탁번호 KACC92334P로 수탁된, 신규한 코마가테이박터 카키아세티 P6 균주 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 코마가테이박터 카키아세티 P6 균주는 초산생성능이 우수한바, 발효식초를 포함한 발효 식품 분야에서 다양하게 활용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, (a) 온주귤(citrus unshiu) 미숙과를 알코올 발효시키는 단계; 및 (b) 상기 단계 (a)의 알코올 발효물; 및 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주 또는 코마가테이박터 카키아세티 P6 균주;를 혼합하여 초산 발효시키는 단계;를 포함하는 풋귤식초의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 풋귤은 미숙과로, 완숙과에 비하여 유기산, 식이섬유, flavonoid가 다량 함유되어 있고, 높은 항산화 활성을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 풋귤의 껍질은 건조하여 한약재인 청피로 활용된다.
본 명세서에서 풋귤은 온주귤(citrus unshiu) 온주귤 미숙과는 풋귤과 동일한 의미로 해석될 수 있고, 상호교환하여 해석될 수 있다.
본 발명에 있어서, 온주귤(citrus unshiu)은 온주밀감이라고도 불리는 감귤나무의 재배종이다. 온주귤은 포멜로(C. maxima)의 DNA의 22%를 보유한다.
본 발명의 구체예에서, 상기 단계 (a)는 온주귤 미숙과는 온주귤 미숙과 착즙액인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 상기 온주귤 미숙과 착즙액은 15 내지 20 °Brix이나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 구체예에서, 상기 단계 (a)는 Saccharomyces cerevisiae Fermivin을 접종하여 알코올 발효시키는 것이 바람직하나, 알코올 발효능이 있는 균주라면 어느 균주든 사용 가능하다.
본 발명의 구체예에서, 상기 균주는 균주 배양액 형태로 혼합되는 것이 바람직하나, 균주의 첨가 형태에 제한되지 않는다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 상기 단계 (a)의 알코올 발효물 및 상기 단계 (b)의 균주 배양액은 1:1 내지 10의 부피비로 혼합되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 1 : 2 내지 6의 부피비로 혼합되는 것일 수 있고, 가장 바람직하게는 1: 4의 부피비로 혼합되는 것이다.
본 발명의 구체예에서, 상기 초산 발효는 30℃에서 20 내지 40일 동안 발효시키는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 30℃에서 25 내지 35일 동안 발효시키는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 30℃에서 30일 동안 발효시키는 것이다.
본 발명의 구체예에서, 상기 방법을 제조된 풋귤 식초는 휘발성 향기성분 중 관능성에 긍정적인 영향을 미치는 에스테르 및 산의 함량이 증가된 것이 바람직하다.
상기 함량이 증가된 에스테르는 에틸 아세테이트, 에틸 뷰티레이트, 에틸 카프레이트, 에틸 벤조에이트, 디에틸 숙시네이트, 메틸 살리실레이트, 에틸 옥타노에이트, 에틸 팔미테이드, 에틸 페닐아세테이트 및 에틸 펜타노에이트에서 선택된 1종 이상의 에스테르일 수 있다. 특히, 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주로 제조된 풋귤식초는 자극적인 향과 과일향을 대표하는 향기성분인 에틸 아세테이트; 바나나향, 배향인 에틸 옥타노에이트; 및 밀납, 그린애플, 딸기등의 달콤한 향을 나타내는 에틸 페닐아세테이트;의 함량이 현저히 증가되었다. 또한 코마가테이박터 카키아세티 P6 균주로 제조된 풋귤식초는 에틸 아세테이트 및 에틸 옥타노에이트의 함량이 현저히 증가되었다.
상기 함량이 증가된 산은 초산, 2-에틸헥사노익산, 포름산 및 이소발레르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 산일 수 있다.
본 발명에 따른 풋귤식초 제조방법은 제조된 풋귤식초의 향미를 현저히 증진시킬 수 있는바, 풋귤의 소비량 및 발효식초 소비량을 증가시키는 데에 크게 기여할 것으로 보인다.
중복되는 내용은 본 명세서의 복잡성을 고려하여 생략하며, 본 명세서에서 달리 정의되지 않은 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는 것이다.
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.
[실험예]
실험예 1. 실험재료 및 사용 균주
1-1. 실험재료
본 연구에서 사용한 풋귤은 2020년 7월 제주특별자치도 ㈜올마품농업회사법인에서 수확한 풋귤(궁천조생, 제주, 국내산)을 구입하여 사용하였으며, 과육과 과피를 분리한 후 착즙기로 착즙하여 과즙만을 사용하였다. 풋귤식초 발효에 적합한 초산균 분리를 위해 전통양조식초 4종(㈜농업회사법인골짝나라연구소, 영동곶감영농조합법인, ㈜영양그린푸드, 한홍순농수산)을 구매하여 사용하였다.
1-2. 사용 균주
본 연구에서 acetic acid fermentation을 위해 사용한 균주는 경북대학교 식품공학부 미생물공학연구실에서 막걸리식초로부터 분리하여 보관중인 균주 중 초산생성능이 뛰어난 균주 1종(Acetobacter pasteurianus CY)를 사용하였다.
또한 농촌진흥청(KACC)에서 분양 받은 균주 1종(Acetobacter pasteurianus KACC 17058), 생물자원센터(KCTC)에서 분양 받은 균주 1종(A. aceti KCTC 12290)을 사용하였다. Alcohol fermentation을 위해 사용한 효모로는 상업적으로 널리 사용하고 있는 Saccharomyces cerevisiae Fermivin (DSM Food Specialties, Heerlen, Netherlands)을 사용하였다.
실험예 2. 균주 배양 조건 및 균주 분리, 동정
2-1. 초산균 배양 조건
전통발효식초는 30℃에서 24시간 보관 후 사용하였고, A. pasteurianus KACC 17058, A. aceti KCTC 12290, A. pasteurianus CY는 경북대학교 식품공학부 미생물공학실험실에서 보관중인 균주를 사용하였다. 각 시료를 YPM broth에 5%를 접종한 후, 30℃, 150 rpm, 48시간의 조건에서 배양하였다. 배양 후 순수한 colony를 배양하기 위하여 YPM agar 배지에 30℃, 48시간 조건에서 배양하였으며, YPM agar 배지에서 배양된 colony를 GYC agar에 접종하여 30℃, 120시간의 조건에서 배양하였다. 이 균주들을 배양하기 위해 사용한 배지의 조성은 표 1과 같다.
Medium | Composition | Concentration (%, w/v) |
YPM broth | Yeast extract | 0.5 |
Proteose peptone | 0.3 | |
D-Mannitol | 2.5 | |
YPM agar | Yeast extract | 0.5 |
Proteose peptone | 0.3 | |
D-Mannitol | 2.5 | |
Cyclohexamide | 0.01 | |
Agar | 2.0 | |
GYC agar | Autolyzed Yeast | 1.0 |
Calcium Carbonate | 1.0 | |
Glucose | 0.3 | |
Agar | 1.5 |
2-2. 균주 분리
전통발효식초는 YPM broth에 5% (v/v) 접종하여 30℃, 150 rpm에 48시간 조건에서 배양하였고, 분광 광도계(Shimazdu Co., UV-1700, Kyoto, Japan)를 사용하여 600 nm에서 흡광도를 측정해 OD값 1.0 이상이 되도록 하였다. 이후 배양액을 백금이로 획선도말 하여 30℃에서 48시간 조건에서 배양하여 순수한 colony를 분리했다. 분리된 단독 colony를 5 mL YPM broth에 접종하여 30℃, 150 rpm, 48시간의 조건에서 배양하였고, 전자현미경(Leica microsystems, DM-500, Switzerland)으로 확인한 후, YPM agar 배지에 도말 한 후, 30℃, 48시간 조건에서 배양하여 순수한 colony를 분리하여 1차적으로 80주를 분리하였다. 1차적으로 분리한 colony는 needle을 이용하여 GYC agar 배지에 접종하여 colony와 clear zone의 생성 유무를 확인하여 2차적으로 8주를 선별하였다. 2차로 선별한 균주 8주와 A. aceti KCTC 12290, A. pasteurianus KACC 17058, A. pasteurianus CY 총 11종을 대상으로 YPM broth에 5% (v/v) 접종하여 30℃, 150 rpm의 조건에서 배양하며 24시간 간격으로 분광 광도계(Shimazdu Co., UV-1700, Kyoto, Japan)를 이용하여 600 nm에서 균의 성장을 측정하였고, 24시간 간격으로 YPM agar에 104, 105, 106 도말하여 30℃, 48시간의 조건에서 배양한 후, colony 수를 확인하여 viable cell count를 측정하였다. 또한 초산생성능을 비교하기 위하여 GYC agar 배지에 colony를 needle을 이용하여 접종하였고 120시간이 지난 후 colony size와 clear zone size를 측정하여 아래의 식과 같이 halo size를 계산하였고, 위의 결과를 토대로 최종적으로 우수한 균주 5종을 선별하였다.
Halo zise = Clear zone size (cm) / Colony size (cm)
2-3. 균주의 알코올 농도별 생육도 분석
멸균 처리한 YPM broth에 무수에탄올을 첨가하여 YPM broth의 총량에 대해 각각 최종적인 알코올 농도가 0%, 3%, 5%, 7%, 9% 그리고 11%가 되도록 제조한 후, 균주 5% (v/v)를 접종하였다. 이후 30℃, 150 rpm의 조건에서 2일간 배양하며 분광광도계(Shimazdu Co., UV-1700, Kyoto, Japan)를 사용하여 600 nm에서 흡광도를 측정해 알코올 농도에 따른 초산균의 생육도 및 생육저해도를 분석하였다.
2-4. 균주의 알코올 농도별 산생성능 분석
멸균 처리한 GYC agar에 무수에탄올을 첨가하여 GYC agar의 총량에 대해 각각 최종적인 알코올 농도가 0%, 3%, 5%, 7%, 9%, 11%가 되도록 제조한 후, needle을 이용하여 점적접종 후 배양하였다. 이후 30℃의 조건에서 7일간 배양하며 colony size와 clear zone size를 관찰하여 알코올 농도에 따른 초산균의 산생성능을 분석하였다.
2-5. 균주의 동정
분리된 균주의 16S rRNA 유전자 염기서열을 분석하기 위해 Sequencing service (Solgent Co. Ltd., Daejeon, Korea)를 이용하였다. 분석 결과 나타난 염기서열을 National Center for Biotechnology Information (NCBI)의 Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)를 이용하여 유전자은행에 확보되어있는 염기서열을 대상으로 BioEdit 프로그램 (ver. 7.2.5)의 ClustalW (Thompson et al., 1997)를 이용하여 다중서열정렬을 수행하였다. 계통수는 MEGA (ver. 6.06) 프로그램을 통해 Neighbor joining (NJ) 방법을 이용하여 작성하였다 (Tamura et al., 2013). 분자계통도 내에서 분지의 지지도를 통계적으로 계산하기 위해 1000회 bootstrap 분석을 수행하였다 (Felsenstein, 1981).
실험예 3. 풋귤와인의 제조
풋귤와인은 풋귤을 15 kg을 베이킹소다를 이용하여 세척 후, 과피를 벗겨 착즙하여 사용하였다. 착즙액을 20 L 발효용기에 담아 당도가 17.5 °Brix가 되도록 보당하였으며, K2S2O5를 100 ppm의 농도로 처리하여 2시간 안정화 후 실험에 사용하였다. 이후 S. cerevisiae Fermivin을 0.02% (w/v) 넣어 30분간 활성화시켜 접종하였으며, 20℃, 5일동안 alcohol fermentation을 진행하며 발효 특성을 분석하였다. Alcohol fermentation을 종료한 후, 풋귤와인은 원심분리 (4,973×g for 15 min)하여 상등액만 모은 후 4℃에서 보관하여 사용하였다. 풋귤와인의 제조 공정은 도 1과 같다.
실험예 4. 풋귤와인의 발효 특성 분석
풋귤와인의 발효 특성 분석은 발효를 진행하면서 풋귤와인의 일부를 취하여 원심분리(4,973×g for 15 min)한 후 상등액을 이용하여 분석하였다.
4-1. 당도 및 알코올 함량 분석
당도는 굴절당도계(RA250, ATAGO, Tokyo, Japan)을 이용하여 측정하였다. 알코올 함량은 국세청 주류분석규정 (국세청, 2017)에 따라 분석하였다. 상등액 100 mL를 증류 플라스크에 옮겨 담고 증류수 30 mL로 메스실린더를 씻어 내려 증류 플라스크에 더하여 함께 증류하였다. 증류액 70 mL를 받은 뒤 증류수 30 mL와 혼합한 다음 15℃에서 주정계를 이용하여 측정하였다. 이를 주정 환산표를 이용해 알코올 함량으로 나타내었다.
4-2. 환원당 및 유리당 함량 분석
환원당 함량은 dinitrosalicylic acid (DNS)를 사용하여 비색 정량 하였다(Kwon et al., 2015). 시료 상등액 0.3 mL에 DNS reagent 1 mL를 가하여 끓는 물에 5분간 반응시킨 후, 증류수 7 mL를 가해 반응을 종료시켰다. 분광광도계로 550 nm에서 흡광도를 측정하였다. Blank는 증류수로 시료와 동일하게 시행하였으며, glucose를 이용하여 만든 표준 곡선에 측정값을 대입하여 환원당 함량을 환산하였다. 유리당 함량은 풋귤와인을 원심분리(4,973×g for 15 min)하여 얻은 상층액을 Sep-pack (Sep-Pak plus C18 cartridge, Waters Co., Ltd., Milford, MA, USA)과 0.45 ㎛ Nylon syringe filter (SN02545, Lubitech Technologies Co., Ltd., Shanghai, China)로 여과시킨 후 고속 액체 크로마토그래피(HPLC, Model Prominence, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 사용하여 분석하였다. 분석조건은 표 2와 같다.
Item | Condition |
Column | Sugar-pak Ⅰ column (Φ6.5x300 mm) |
Column temp | 90℃ |
Detector | Refractive Index Detector |
Mobile phase | 0.005% (0.0001 M) calcium EDTA (50 mg/L) |
Flow rate | 0.5 mL/min |
Injection volume | 20 ㎕ |
Running time | 20 min |
4-3. pH 및 총산도 함량 분석
pH는 상층액 10 mL를 pH meter (Mettler-Toledo CH, MP225K, Seoul, Korea)를 사용하여 측정하였고, 총산은 상층액 10 mL에 1% phenolphthalein 2~3방울을 첨가하고 역가를 아는 0.1 N NaOH를 사용하여 pH가 8.3이 되는 시점을 종말점으로 적정한 후 소비된 0.1 N NaOH양으로부터 아래 식에 따라 acetic acid에 상당하는 유기산 계수로 환산하여 나타내었다(AOAC, 1996).
4-4. 유기산 함량 분석
유기산 함량은 풋귤와인을 원심분리(4,973×g for 15 min)하여 얻은 상층액을 Sep-pack (Sep-Pak plus C18 cartridge, Waters Co., Ltd., Milford, MA, USA)과 0.45 ㎛ Nylon syringe filter (SN02545, Lubitech Technologies Co., Ltd., Shanghai, China)로 여과시킨 후 고속 액체 크로마토그래피(HPLC, Model Prominence, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 사용하여 분석하였다. 이때 유기산과 유리당 분석 조건은 표 3과 같다(Kwon et al., 2015).
Item | Condition |
Column | PL Hi-Plex H (Φ7.7 mm X 300 mm) |
Column temp | 65℃ |
Detector | Refractive Index Detector |
Mobile phase | 0.005 M Sulfuric acid |
Flow rate | 0.6 mL/min |
Injection volume | 20 ㎕ |
Running time | 20 min |
실험예 5. 풋귤와인의 살균
풋귤와인의 살균은 원심분리 후 미량 잔류하고 있는 효모의 생육을 제어하기 위해 진행하였으며, 막걸리 살균 방법(영농기술정보보고서, 2015)을 변형하여 사용하였다. 살균은 1 L 삼각플라스크에 풋귤와인을 500 mL 넣어 밀봉 한 후, 심부 온도가 80℃에 도달한 시점을 0초로 기준을 설정하고 0초, 30초, 60초, 120초의 조건에서 살균을 진행하였으며, 살균 후 와인 1 mL을 YPD agar에 도말하여 30℃, 48시간 배양 한 후 colony 수를 계수하여 Colony Forming Unit (CFU/mL)으로 생균수를 나타내었으며 배지의 조성은 표 4와 같다.
Media | Composition | Concentration(%, w/v) |
YPD agar | Yeast extract | 1.0 |
Peptone | 2.0 | |
Dextrose | 1.0 | |
Agar powder | 2.0 |
실험예 6. 풋귤식초의 제조
균주 Acetobacter pasteurianus KACC 17058; 및 전통식초에서 분리된 균주 BR4, P6, R8 및 CY를 YPM broth배지에 5% (v/v)를 접종하여 30℃, 150 rpm에서 48시간 배양하였으며, 배양액에 살균된 풋귤와인을 첨가하여 30℃, 150 rpm에서 10일간 발효를 진행하며 균주별 종초를 제조하였다. 균주별 종초와 풋귤와인의 1 : 4의 부피비로 희석한 후, 5 L 발효용기에 담아 30℃에서 30일간 정치배양하며 acetic acid fermentation을 진행하며 발효특성을 분석하였으며, 원심분리(4,973×g for 15 min)를 하여 상등액만 취하여 사용하였다. 풋귤식초의 제조공정은 도 2과 같다.
실험예 7. 풋귤식초의 발효 특성 분석
7-1. pH 및 총산 분석
pH는 상층액 10 mL를 pH meter (Mettler-Toledo CH, MP225K, Seoul, Korea)를 사용하여 측정하였고, 총산은 상층액 10 mL에 1% phenolphthalein 2~3방울을 첨가하고 역가를 아는 0.1 N NaOH를 사용하여 pH가 8.3이 되는 시점을 종말점으로 적정한 후 소비된 0.1 N NaOH양으로부터 아래 식에 따라 acetic acid에 상당하는 유기산 계수로 환산하여 나타내었다(AOAC, 1996).
7-2. 알코올 함량 분석
알코올 함량은 국세청 주류분석규정 (국세청, 2017)에 따라 분석하였다. 상등액 100 mL를 증류 플라스크에 옮겨 담고 증류수 30 mL로 메스실린더를 씻어 내려 증류 플라스크에 더하여 함께 증류하였다. 증류액 70 mL를 받은 뒤 증류수 30 mL와 혼합한 다음 15℃에서 주정계를 이용하여 측정하였다. 이를 주정 환산표를 이용해 알코올 함량으로 나타내었다.
7-3. 생균수 분석
생균수 측정은 원심분리 하지 않은 시료를 1 mL 취하여 9 mL 멸균 증류수에 단계 희석한 후 100 μL를 YPM agar 배지에 도말하여 30℃, 48시간 동안 배양하였다. 형성된 colony 수를 계수하여 Colony Forming Unit (CFU/mL)으로 생균수를 나타내었다.
실험예 8. 풋귤식초의 항산화 성분 함량 분석
8-1. 총 페놀성 화합물 함량 분석
총 페놀성 화합물 함량은 Folin-Denis method에 따라 비색 정량하였다(Amerine and Ough, 1980). 풋귤식초를 원심분리(4,973×g for 15 min)하여 얻은 상층액 1 mL에 50% phenol regent (Folin-ciocalteu phenol regent) 1 mL를 가하여 3분 동안 실온에 방치한 후, Na2CO3용액 1 mL를 첨가하여 실온, 암실에서 1시간 동안 반응시켰다. 이후 반응액은 분광광도계를 사용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였으며, tannic acid 표준곡선을 통해 총 페놀성 화합물 함량을 환산하였다.
8-2. 총 플라노보이드 함량 분석
총 플라보노이드 함량은 풋귤식초를 원심분리(4,973×g for 15 min)하여 얻은 상층액 70 μL에 50% ethanol 430 μL 5% sodium nitrite 50 μL를 첨가하여 30 min동안 실온에 방치한 후, 10% aluminium nitrate nonahydrate 50 μL를 가하고 실온에서 6 min동안 반응시켰다. 이후, 1 N sodium hydroxide 500 μL를 가하고 분광광도계를 사용하여 510 nm에서 흡광도를 측정하였으며, catechin 표준곡선을 이용하여 총 플라보노이드 함량을 환산하였다(Jianming, 1999).
실험예 9. 풋귤식초의 항산화 활성 분석
9-1. DPPH 라디칼 소거 활성 분석
DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거 활성은 96 well plate에 풋귤식초를 원심분리(4,973×g for 15 min)하여 얻은 상층액 50 μL와 0.1 mM DPPH solution 150 μL를 첨가하여 실온, 암실에서 15 min동안 반응시키고, multi label counter를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다(Blois, 1958). 이때, 표준물질은 ascorbic acid (100 ppm), control은 증류수를 사용하여 동일한 방법으로 측정하였으며 아래의 식을 이용하여 백분율로 나타내었다.
9-2. FRAP (Ferric ion Reducing Antioxidant Power) 분석
FRAP (Ferric ion Reducing Antioxidant Power)은 풋귤식초를 원심분리(4,973×g for 15 min)하여 얻은 상층액을 96 well plate에 25 μL넣고 300 mM acetate buffer (pH 3.6), 10 mM TPTZ (2,4,6-tripyridyl-s-triazine)와 20 mM ferric chloride를 10:1:1 (v/v/v) 비율로 제조한 cocktail solution을 37℃로 설정한 항온수조에서 15 min동안 예비반응 시킨 후 175 μL를 혼합하여 실온, 암실에서 30 min동안 반응시켰다. 이후 multi label counter로 590 nm에서 흡광도를 측정하였다(Benzie and Strain, 1996). 그리고 trolox 표준곡선을 이용하여 trolox equivalent mM (TE mM)로 나타내었다.
실험예 10. 풋귤식초의 이화학적 특성 분석
10-1. 유기산 및 유리당 분석
유기산 및 유리당 함량은 풋귤식초를 원심분리(4,973×g for 15 min)하여 얻은 상층액을 Sep-pack (Sep-Pak plus C18 cartridge, Waters Co., Ltd., Milford, MA, USA)과 0.45 ㎛ Nylon syringe filter (SN02545, Lubitech Technologies Co., Ltd., Shanghai, China)로 여과시킨 후 고속 액체 크로마토그래피(HPLC, Model Prominence, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 사용하여 분석하였다. 이때, 유기산과 유리당 분석 조건은 각각 표 5, 6과 같다(Kwon et al., 2015).
Item | Condition |
Column | PL Hi-Plex H (Φ7.7 mm X 300 mm) |
Column temp | 65℃ |
Detector | Refractive Index Detector |
Mobile phase | 0.005 M Sulfuric acid |
Flow rate | 0.6 mL/min |
Injection volume | 20 ㎕ |
Running time | 20 min |
Item | Condition |
Column | Sugar-pak Ⅰ column (Φ6.5 X 300 mm) |
Column temp | 90℃ |
Detector | Refractive Index Detector |
Mobile phase | 0.005% (0.0001 M) calcium EDTA (50 mg/L) |
Flow rate | 0.5 mL/min |
Injection volume | 20 ㎕ |
Running time | 20 min |
10-2. HUE & Intensity 및 색도 분석
Hue와 intensity는 분광광도계를 사용하여 각각 420 nm, 520 nm, 620 nm에서 흡광도를 측정하여 나타내었다. hue값은 흡광도의 비(420/520 nm)로 나타내었으며, intensity는 흡광도의 합(420+520+620 nm)으로 나타내었다(Zoecklein, 2012). 색도는 색차계(CM-3600d, Konica Minolta, Osaka, Japan)를 사용하여 Hunter L (lightness, 명도), a (redness, 적색도), b (yellowness, 황색도)값을 측정하였고 L, a, b 값은 백색판을 이용하여 보정하였다. 이때, 백색판의 색도는 L=99.49, a=-0.12, b=-0.14이었다.
10-3. 휘발성 향기 성분
휘발성 향기 성분은 불꽃 이온화 검출기(flame ionization detector, FID)를 갖춘 가스크로마토그래피 질량 분석기 (7890A GC-MS; Agilent, Santa Clara, USA)를 사용하여 측정하였다. 향기 성분 포집은 head-space 분석법으로 SPME fiber (50/30 ㎛ DVB/CAR/PDMS, Supelco, Bellefonte, PA, USA)를 이용하였으며, 흡착 전에 SPME fiber는 240℃에서 1시간 예열을 하여 사용하였다. 시료는 headspace vial (20 mm, PTFE/silicon septum, magnetic cap)에 5 mL를 넣은 후 NaCl을 25% (1.25 g) 첨가한 다음 밀봉하였다. SPME 포집은 준비된 시료를 35℃에서 20분간 water bath에서 교반하여 시료와 headspace의 휘발성 성분이 평형을 이루게 하고 SPME fiber를 주입하여 35℃에서 40분간 포집시켰다. 그런 후 GC-MS로 주입하여 분석하였다. GC-MS의 분석 조건은 표 7과 같으며 사용된 library는 Wiley9Nist 0.8 (Wiley9ist 0.8 library, mass spectral search program, version 5.0, USA)이었다(Torrens et al., 2004).
Item | Condition |
Instruments | Agilent 7890A with Agilent 5975C inert XL MSD |
Column | DB-WAX (60 m × 250 ㎛ × 0.25 mm, Waters) |
Column temp. | |
Carrier gas | He (1 mL/min) |
Inlet temp. | 240℃ |
Split ratio | 20 : 1 |
실험예 11. 관능평가
관능평가는 경북대학교 식품생물공학전공의 대학생과 대학원생 중 본 실험에 관심이 있는 일반 관능 요원 20명을 선정하여 평가기준을 충분히 숙지시킨 후 blind test형식으로 진행하였다. 발효가 완료된 풋귤식초를 원심분리기를 이용하여 여액을 제외한 나머지 성분들은 제거하고 4℃에서 일정기간 보관한 후 색, 향, 단맛, 신맛, 쓴맛 및 전반적인 기호도 항목의 설문지를 이용하여 7점 척도법으로 진행하였다. 또한 본 실험의 관능평가는 경북대학교 생명윤리심의위원회의 규정에 따라 심의하여 승인번호(2020-0116)를 받아 진행하였다.
실험예 12. 통계처리
모든 실험은 3회 반복 실험하여 그 결과 값을 평균과 표준편차로 표시하였으며(Mean±SD), SAS 통계처리(Statistical Analysis System, SAS Institute Inc., Cary, USA)를 이용하여 분산분석(ANOVA)과 Duncan의 다중범위검증(Duncan’s multiple range test, p<0.05)으로 유의성을 검증하였다.
[실시예]
실시예 1. 균주의 선정
1-1. 균주의 분리
전통발효식초 4종을 YPM agar 배지에 1 mL 도말하여 30℃에서 48시간 배양하였다. 배양된 colony를 acetobacter 선택배지인 GYC agar (에탄올 3%)에 needle을 사용하여 접종한 후, 30℃에서 48시간 배양하였다. 시판전통발효식초별로 초산생성균주로 추정되는 64주를 1차적으로 선별하였다. 1차 선별 결과는 도 3에 나타내었다.
이 과정에서 초산을 생성하면 GYC agar 배지의 CaCO3를 녹여 투명한 환을 생성하는데 이때 생성된 투명한 환의 크기와 투명도를 비교하여 64주에서 2차로 8주를 분리하였다. 2차 선별 결과는 도 4에 나타내었다.
2차적으로 분리된 균주 8주와 A. pasteurianus KACC 17058, A. aceti KCTC 12290, A. pasteurianus CY 균주를 YPM broth 배지에서 배양하며 생육도를 24시간 간격으로 파장 600 nm에서 측정하였다. 생육도 분석 결과는 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 파장 600 nm에서 흡광도 값은 각각 A. pasteurianus BR4 1.50±0.01, K. kakiaceti P6 1.89±0.01, A. pasteurianus R8 1.94±0.01로, 가장 높게 나타났다. 또한 표준균주는 각각 A. pasteurianus KACC 17058 1.84±0.01, A. pasteurianus CY 1.13±0.01임을 확인하였다.
생균수는 YPM agar 배지에 1 mL 도말하여 30℃, 48시간 배양 후, colony 수를 계수하였으며, 그 결과는 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 균주별 생균수는 BR4 8.51±0.01 log CFU/mL, P6 8.89±0.02 log CFU/mL, R8 7.87±0.01 log CFU/mL로 나타났으며, 표준균주인 A. pasteurianus KACC 17058 7.97±0.02 log CFU/mL, A. pasteurianus CY 8.05±0.02 log CFU/mL임을 확인하였다.
초산생성능은 GYC agar 배지(에탄올 3%)에 배양하여 colony size와 clear zone size를 측정하였으며 초산생성능은 halo size로 계산하여 나타내었으며, 그 결과는 표 8에 나타내었다.
Strain | Colony size (cm) | Clear zone (cm) | Halo size * |
S1 | 0.41±0.101)2)b | 0.72±0.00d | 1.75±0.07c |
S2 | 0.42±0.10b | 0.00±0.00e | 0.00±0.00e |
BR3 | 0.74±0.00a | 1.41±0.10b | 2.00±0.05b |
BR4 | 0.64±0.10a | 1.42±0.00b | 2.33±0.02ab |
P5 | 0.64±0.00a | 1.31±0.10b | 2.17±0.04b |
P6 | 0.73±0.20a | 1.83±0.00a | 2.57±0.05a |
R7 | 0.72±0.10a | 1.44±0.00b | 2.00±0.05b |
R8 | 0.40±0.10b | 1.01±0.10c | 2.50±0.01a |
A. aceti KCTC 12290 |
0.41±0.10b | 0.62±0.10d | 1.50±0.01d |
A. pasteurianus KACC 17058 | 0.70±0.00a | 1.31±0.10b | 1.86±0.03c |
A. pasteurianus CY | 0.44±0.00b | 0.64±0.10d | 1.50±0.05d |
1)All the data were expressed as mean±SD (n=3) 2)Different letters within the same column indicate significant different (p<0.05). Halo size* = clear zone/colony size |
표 8에 나타낸 바와 같이, 초산 생성능은 각각 BR4 2.33±0.02 cm, P6 2.57±0.05 cm, R8 2.50±0.01 cm, A. pasteurianus KACC 17058 1.86±0.01 cm, A. pasteurianus CY 1.50±0.05 cm임을 확인하였다.
위의 실험 결과를 바탕으로, 균주 5주를 선정하였다. 선정된 균주는 BR4, P6, R8, A. pasteurianus KACC17058 및 A. pasteurianus CY이다.
1-2. 알코올 내성
알코올은 acetic acid fermentation을 진행하는데 있어 필수적인 요소이다. 하지만 알코올의 농도가 높으면 초산균의 생육과 초산생성을 저해하는 요소가 되며 농도가 높아짐에 따라 점차 세포 활력이 떨어지고 이르러 사멸하게 된다. 이에 분리한 균주의 생육 최적화를 위해 알코올 농도를 0%, 3%, 5%, 7%, 9% 및 11%가 되도록 YPM broth와 GYC agar를 제조한 후 접종하여 생육도 및 초산생성능을 조사하였다. 조사 결과는 도 7 및 8에 나타내었다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 알코올 0%, 3%, 5%, 7%의 경우 모든 균주가 OD 600 nm 값이 1.0 이상으로 나타나 고른 생육도를 나타냈다. 9%의 경우 모든 균주의 OD 600 nm 값이 1.0 이하로 생육도가 저해되었으며, P6 균주의 경우 OD 값 0.21±0.01로 생육도가 에탄올에 의해 영향을 받은 것이 확인되었다. 11%의 경우 모든 균주가 생육하지 못하였다.
도 8에 나타낸 바와 같이, Colony 생성 유무를 확인한 결과, 0%, 3%, 5%, 7%, 9%, 11% 생성되었으나, 0%와 11%에서는 clear zone을 형성하지 못하였다. 에탄올 0% 배지의 경우 알코올이라는 스트레스성 요소가 없어서 생육은 빠르게 진행 되지만, 알코올의 부재로 인해 초산균이 산소를 이용하여 알코올을 초산화하지 못하므로 클리어 존이 생성되지 않은 것으로 보인다. 또한, 알코올 11% 포함 배지 실험군의 경우 고알코올 배지이므로 알코올 내성의 한계로 균주의 생육조차 관찰되지 않았다.
1-3. 균주의 동정
분리 균주의 동정의 위해 확보된 염기서열을 이용하여 초산균과의 상관관계를 확인하였으며, 그 결과는 도 9 및 표 9에 나타내었다.
Strain | Species | Origin |
BR4 | Acetobacter pasteurianus | Brown rice vinegar |
P6 | Komagataeibacter kakiaceti | Persimmon vinegar |
R8 | Acetobacter pasteurianus | Rice vinegar |
도 9 및 표 9에 나타낸 바와 같이, BR4 및 R8 균주는 Acetobacter pasteurianus(Accession number : MK414681.1) 100%의 상동성을 가지는 것으로 나타났고, P6 균주는 Komagataeibacter kakiaceti(Accession number : NR_113301.1)와 99.93%의 상동성을 가진 것을 확인하였다. 이에 분리 균주를 각각 A. pasteurianus BR4, K. kakiaceti P6, A. pasteurianus R8로 명명하였다.
실시예 2. 풋귤와인 발효 특성
2-1. 당도 및 알코올 함량 변화
풋귤과즙에 S. cerevisiae Fermivin을 0.02% (w/v)로 접종하여 제조된 풋귤와인의 알코올 발효 중 당도 및 알코올 함량의 분석하였으며, 그 결과는 도 10에 나타내었다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 당도는 초기 17.50±0.00 °Brix에서 발효 3일차 6.10±0.00 °Brix로 급격하게 감소하는 경향을 나타냈으며, 발효 종료 후 당도는 5.80±0.00 °Brix로 나타났다. 알코올 함량은 초기 0%에서 발효 3일 9.60±0.00%로 급격하게 증가하는 경향이 나타냈으며, 발효 종료 알코올은 9.80±0.00%로 나타났다. 이는 Choi et al. (2020)의 연구에서 발효가 진행됨에 따라 당도가 감소함에 따라 알코올이 증가하는 결과와 유사하게 나타났다.
2-2. 환원당 및 유리당 함량 변화
풋귤과즙에 S. cerevisiae Fermivin을 0.02% (w/v)로 접종하여 제조된 풋귤와인의 알코올 발효 중 환원당과 유리당을 분석하였으며, 그 결과는 도 11 및 표 10에 나타내었다.
Fermentation time (day) | Sucrose | Glucose | Fructose |
0 | 50.26±0.40 1)2)a | 38.43±0.02 a | 41,83±0.19 a |
5 | 0.37±0.08 b | ND * | 1,57±0.12 b |
1)All the data were expressed as mean±SD (n=3) 2)Different letters within the same column indicate significant different (p<0.05). ND* = not detected. |
도 11 및 표 10에 나타낸 바와 같이, 환원당 함량은 초기 6.07±0.14%에서 발효 종료 후, 환원당 함량은 1.49±0.04% 감소하는 경향이 나타났다. 유리당 함량은 초기 sucrose 50.26±0.40 mg/mL, glucose 38.43±0.02 mg/mL, fructose 41.83±0.19 mg/mL에서 발효 종료 후 유리당 함량은 sucrose 0.37±0.08 mg/mL, fructose 1.57±0.12 mg/mL로 감소하는 경향이 나타났으며 glucose는 검출되지 않았다. S. cerevisiae Fermivin은 환원당을 기질로 사용하여 알코올을 생산하기 때문에 이와 같이 환원당과 유리당 함량이 발효 기간이 지날수록 감소하는 경향을 나타낸 것으로 사료된다(Choi et al.. 2020).
2-3. pH 및 총산도 변화
풋귤과즙에 S. cerevisiae Fermivin을 0.02% (w/v)로 접종하여 제조된 풋귤와인의 알코올 발효 중 pH 및 총산도를 분석하였으며, 그 결과는 도 12에 나타내었다.
도 12에 나타낸 바와 같이, pH는 초기 4.21±0.01에서 발효 종료 후 pH는 4.17±0.01로 감소하는 경향을 나타냈다. 총산도는 초기 1.49±0.01%에서 발효 종료 후 1.59±0.01%로 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 Choi et al. (2020)의 연구에서도 alcohol fermentation 중에는 발효 0일 pH 3.52, 총산도 0.49%, 발효 종료 후 pH 3.40, 총산도 0.76%로 pH는 감소하며 총산도는 증가하였다는 결과와 유사하게 나타났다.
2-4. 유기산 함량
풋귤과즙에 S. cerevisiae Fermivin을 0.02% (w/v)로 접종하여 제조된 풋귤와인의 유기산 함량을 분석하였고, 그 결과는 표 11에 나타내었다.
Fermentation time
(day) |
Citric acid | Malic acid | Succinic acid | Lactic acid | Acetic acid |
0 | 7.61±0.21 1)2)a | ND* | ND | ND | ND |
5 | 9.76±1.25a | ND | 1.15±0.22b | ND | ND |
1)All the data were expressed as mean±SD (n=3) 2)Different letters within the same column indicate significant different (p<0.05). ND* = not detected. |
표 11에 나타낸 바와 같이, 유기산 함량은 초기 citric acid 7.61±0.21 mg/mL로 나타났으며 malic acid, succinic acid, lactic acid, acetic acid는 검출되지 않았다. 발효 종료 후에는 citric acid 9.76±1.25 mg/mL, succinic acied 1.15±0.22 mg/mL,로 나타났으며, malic acid, lactic acid, acetic acid는 검출되지 않았다. 알코올 발효를 진행하며 succinic acid가 다량 생성되었는데 이는 선행연구 Chidi et al. (2018)에서 와인 발효 중에 발생하는 가장 중요한 산 중 하나이며, 평균적으로 0.5-1.5 g/L가 생성되며, succinic acid는 호기성 호흡 중 tricarboxylic acid의 중간체로 혐기성 대사의 발효 최종 산물 중 하나로 보고되고 있다. 또한 유기산 중 citric acid의 함량이 가장 높은데, 이는 선행연구 Song et al. (1988)에서도 과육에서 유래 되는 citric acid의 함량이 가장 높게 검출되었다는 실험 결과와 일치함을 나타내었다.
실시예 3. 풋귤와인의 살균
선행연구에 따르면 미량의 yeast가 존재할 경우 생육조건만 충족된다면 발효가 될 수 있으며 이 때문에 과발효되거나, 후발효시 후발효 균주 생육에 장애 등의 영향을 끼칠 수 있다고 보고되었다(Kim et al., 1999). 따라서 이후 초산발효를 진행함에 따라 초산균의 생육에 장애 등 영향을 미치지 않기 위해 원심분리 후 미량 잔류하고 있는 S. cerevisiae Fermivin을 효모의 생육을 제어하고자 하였으며, 심부 온도가 80℃에 도달한 시간을 0초로하여 살균을 진행하였다. 시간별로 살균 후의 생균 수를 측정한 결과는 도 13에 나타내었다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 살균 후 생균 수는 0초에서 317.01±7.51 CFU/mL, 30초에서 97.04±6.24 CFU/mL, 60초 54.33±1.53 CFU/mL, 90초 6.67±3.21 CFU/mL, 120초 0±0.00 CFU/mL임을 확인하였다.
실시예 4. 풋귤식초의 발효 특성
4-1. pH ,총산도 및 알코올 변화
각 균주별 풋귤식초의 acetic acid fermentation 중 pH, 총 산 및 알코올 함량을 측정하였고, 그 결과는 도 14에 나타내었다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 풋귤과즙은 pH 3.68-3.72이고, 총산도는 1.81-1.93%이다. 발효가 진행됨에 따라 모든 균주 실험군에서 pH가 감소하며 총산도가 증가하는 경향을 나타냈다.
A. pasteurianus BR4는 발효 0일차 pH 3.70±0.01, 총산도 1.82±0.01%, 알코올 8.30±0.00%로 나타났고 최종적으로 pH 3.07±0.01, 총산도 2.61±0.01%, 알코올 5.90±0.00% 의 수치를 보였다.
K. kakiaceti P6는 발효 0일차 pH 3.60±0.00, 총산도 1.84±0.00%, 알코올 7.30±0.00%로 나타났다. 발효 6일차 pH는 소폭 감소하여 3.40±0.00으로 나타났고, 총산도는 급격하게 증가하여 3.31±0.01%의 수치를 보였다. 또한, 알코올은 발효 5일차에 5.91±0.01%로 총산도가 증가함에 따라 알코올은 감소하였으며 이는 (Bang, 2020)의 연구에서 총산도가 증가하며 알코올이 감소하는 경향과 일치하는 것을 나타냈었다. 최종적으로 pH 2.90±0.00, 총산도 4.86±0.01%, 알코올 3.90±0.10%의 수치를 나타냈다.
A. pasteurianus R8는 발효 0일차 pH 3.60±0.00, 총산도 1.98±0.01%, 알코올 8.30±0.00%로 나타났고 최종적으로 pH 3.13±0.01, 총산도 2.62±0.01, 알코올 6.30±0.00%의 수치를 보였다.
A. pasteurianus KACC 17058는 발효 0일차 pH 3.81±0.00, 총산도 1.64±0.00%로 나타났고 최종적으로 pH 3.15±0.01, 총산도 4.01±0.01%, 알코올 4.80±0.10%의 수치를 보였다.
A. pasteurianus CY는 발효 0일차 pH 3.74±0.01, 총산도 1.92±0.00%, 알코올 7.30±0.00%로 나타났다. 발효 4일차 pH 3.52로 급격하게 감소하였고, 이와 유의적으로 총산도는 2.82±0.00%로 급격하게 증가하고 알코올은 5일차 5.30±0.10%로 감소하였다. 최종적으로 pH 3.05±0.00, 총산도 4.16±0.00%, 알코올 4.50±0.10%의 수치를 보였다. 식품공전(2020)에 따르면 식초의 총산도는 4% (v/v)이상 되어야 한다고 명시되어 있다.
pH, 총산도 및 알코올 함량 측정 결과에 따르면, A. pasteurianus KACC 17058, A. pasteurianus CY, K. kakiaceti P6 균주가 풋귤식초 제조에 적합함을 확인하였다. 풋귤식초 제조에 적합한 균주인 A. pasteurianus CY 및 K. kakiaceti P6는 2021년 1월 4일에 국립농업유전자원 농업유전자원센터에 수탁하였고, 각각 수탁번호 KACC92333P 및 KACC92334P를 부여받았다.
4-2. 생균수 변화
각 균주별 풋귤식초의 acetic acid fermentation 중 생균수를 측정하였으며, 그 결과는 도 15에 나타내었다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 초기 생균수는 A. pasteurianus BR4 4.85±0.15 log CFU/mL, K. kakiaceti P6 4.84 ±0.12 log CFU/mL, A. pasteurianus R8 4.14±0.11 log CFU/mL, A. pasteurianus KACC 17058 4.09±0.09 log CFU/mL, A. pasteurianus CY 4.80±0.11 log CFU/mL임을 확인하였다. 모든 균주는 발효가 진행됨에 따라 생균수가 증가하는 경향을 나타냈다. 보다 상세하게는, A. pasteurianus BR4, A. pasteurianus R8은 발효 16일차에 5.54±0.21 log CFU/mL, 5.51±0.14 log CFU/mL로 증가한 후 최종적으로 5.48±0.11 log CFU/mL, 5.63±0.15 log CFU/mL로 큰 변화를 나타내진 않았다. K. kakiaceti P6, A. pasteurianus KACC 17058, A. pasteurianus CY는 발효 16일차 6.94±0.07 log CFU/mL, 5.55±0.12 log CFU/mL, 6.34±0.15 log CFU/mL로 A. pasteurianus BR4, A. pasteurianus R8과 비교하여 높은 수치를 나타냈다. 최종적인 생균수는 K. kakiaceti P6 7.18±0.01 log CFU/mL, A. pasteurianus KACC 17058 6.30±0.01 log CFU/mL, A. pasteurianus CY 6.70±0.02 log CFU/mL로 나타났다.
실시예 5. 풋귤식초의 항산화 성분 함량
초산발효가 종료된 풋귤식초의 총 페놀성 화합물의 함량과 총 플라보노이드 함량을 분석하였으며, 그 결과는 도 16과 같다.
도 16에 나타낸바와 같이, 초산발효를 진행하지 않은 control 시료에서 총 페놀성 화합물의 함량이 0.10±0.01%로 가장 낮았으며, 초산발효가 진행됨에 따라 유의적으로 증가하는 경향이 나타났다. 보다 상세하게는, 실험군별 총 페놀성 화합물 함량은 각각 A. pasteurianus BR4 0.12±0.01%, K. kakiaceti P6 0.13±0.01%, A. pasteurianus R8 0.14±0.01%, A. pasteurianus CY 0.13±0.01%였으며, control 시료보다 높은 것을 알 수 있다.
초산발효가 종료된 풋귤식초의 총 플라노보이드 함량은 초산발효를 진행하지 않은 control 시료에서 총 플라노보이드 함량이 40.17±0.01 CE mg/L로 가장 낮은 수치를 나타냈다. 반면 초산발효를 실시함에 따라 총 플라보노이드 함량이 유의적으로 증가하였으며, 보다 상세하게는 A. pasteurianus BR4 48.16±0.01 CE mg/L, K. kakiaceti P6 52.62±0.02 CE mg/L, A. pasteurianus KACC 17058 49.81±0.01 CE mg/L, A. pasteurianus CY 50.78±0.01 CE mg/L로 나타났다.
실시예
6. 풋귤식초의 항산화 활성
초산발효가 종료된 풋귤식초의 DPPH radical 소거 활성 및 FRAP을 분석하였으며, 그 결과는 도 17에 나타내었다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 초산발효를 진행하지 않은 control 시료구에서 DPPH radical 소거 활성이 72.08±0.01%의 수치를 보였으며, 초산발효가 진행됨에 따라 DPPH 라디칼 소거 활성이 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 보다 상세하게는, 각 균주별 DPPH radical 소거 활성은 각각 A. pasteurianus BR4 74.04±0.05%, K. kakiaceti P6 75.47±0.04%, A. pasteurianus R8 76.53±0.08%, A. pasteurianus KACC 17058 76.08±0.01%, A. pasteurianus CY 74.57±0.02%였다.
초산발효를 진행하지 않은 control 시료구에서 FRAP은 0.20±0.01 TE mM의 수치를 보였으며, 초산발효가 진행됨에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 각 균주별 값은 A. pasteurianus BR4 0.24±0.02 TE mM, K. kakiaceti P6 0.24±0.01 TE mM, A. pasteurianus R8 0.24±0.01 TE mM, A. pasteurianus KACC 17058 0.24±0.02 TE mM, A. pasteurianus CY 0.24±0.02 TE mM로 나타났다.
실시예 7. 풋귤식초의 이화학적 특성
7-1. 유기산 및 유리당
각 균주별 풋귤식초의 acetic acid fermentation 종료 후 유기산 및 유리당 함량을 분석한 결과는 표 12 및 13에 나타내었다.
Strain | 단위 (mg/ml) | ||
Sucrose | Glucose | Fructose | |
A. pasteurianus BR4 | ND* | ND | 1.87±0.01c |
K. kakiaceti P6 | ND | 3.40±0.01a | 3.64±0.02a |
A. pasteurianus R8 | 6.43±0.011)2)b | 0.07±0.01d | 2.27±0.01b |
A. pasteurianus KACC 17058 | 9.96±0.02a | 0.33±0.02b | 2.30±0.02b |
A. pasteurianus CY | ND | 0.22±0.01c | 1.79±0.03d |
1)All the data were expressed as mean±SD (n=3). 2)Different letters within the same column indicate significant different (p<0.05). ND* = not detected. |
Strain | (단위 : mg/ml) | ||||
Citric acid | Malic acid | Succinic acid | Lactic acid | Acetic acid | |
A. pasteurianus BR4 | 12.49±0.011)2)b | 3.20±0.01b | 1.69±0.02ab | 0.09±0.01b | 5.92±0.03d |
K. kakiaceti P6 | 12.00±0.02b | 2.72±0.02c | 1.55±0.03b | 0.11±0.02a | 26.15±0.02a |
A. pasteurianus R8 | 14.29±0.01a | 3.68±0.03ab | 1.79±0.02a | 0.08±0.04c | 4.73±0.01e |
A. pasteurianus KACC 17058 | 14.58±0.01a | 3.80±0.03a | 1.81±0.02a | 0.08±0.01c | 11.63±0.04c |
A. pasteurianus CY | 11.84±0.03c | 3.41±0.03b | 1.52±0.00c | 0.11±0.01d | 20.52±0.02b |
1)All the data were expressed as mean±SD (n=3). 2)Different letters within the same column indicate significant different (p<0.05). ND* = not detected. |
표 12에 나타낸 바와 같이, 유리당 분석 결과, sucrose는 A. pasteurianus R8, A. pasteurianus KACC 17058 시료구에서 검출되었으며, glucose는 A. pasteurianus BR4을 제외한 모든 시료구에서 검출되었다. 또한 fructose는 모든 시료구에서 검출되었다.
표 13에 나타낸 바와 같이, 유기산 분석 결과, 모든 시료구에서 citric acid, malic acid, succinic acid, lactic acid 및 acetic acid이 검출되었다. citric aicd, malic acid, succinic acid는 발효를 진행함에 따라 큰 변화가 나타나지 않았으며, 이는 초산발효 전에 풋귤즙에 이미 존재하였던 것으로 사료된다. 식초에 가장 많은 부분을 차지하고 있는 acetic acid는 K. kakiaceti P6 26.15±0.02 mg/mL, A. pasteurianus CY 20.52±0.02 mg/mL로 높게 검출되었으며, 이외 시료구는 비교적 낮은 양이 검출되었다. 이러한 결과는 균주가 발효를 진행함에 따라 acetic acid를 생산하여 높은 값이 검출되었다고 사료된다. 또한 lactic acid가 미량 검출되고, acetic acid가 다량 검출된 것으로 보아 정상적으로 초산발효가 진행된 것으로 사료된다.
7-2. Hue & Intensity 및 색도
각 균주별 풋귤식초의 acetic acid fermentation 중 hue&intensity 및 색도의 변화 양상은 표 14에 나타내었다.
Strain | Hue | Intensity | ΔE | |||
Before | After | Before | After | Before | After | |
A. pasteurianus BR4 | 1.61±0.041)c2) | 1.74±0.01d | 3.08±0.01a | 3.02±0.03a | 56.39±0.01b | 56.63±0.02c |
K. Kaaiaceti P6 |
1.82±0.03a | 2.02±0.01a | 2.38±0.01d | 2.21±0.01d | 57.22±0.01a | 57.53±0.01b |
A. pasteurianus R8 | 1.84±0.01a | 1.89±0.02b | 2.26±0.02f | 2.12±0.02e | 57.61±0.01a | 58.32±0.01a |
A. pasteurianus KACC 17058 | 1.77±0.01b | 1.79±0.01c | 2.55±0.01c | 2.38±0.04c | 57.31±0.02a | 57.26±0.01b |
A. pasteurianus CY |
1.71±0.01b | 1.82±0.01b | 2.65±0.01b | 2.64±0.01b | 57.20±0.01a | 57.10±0.01b |
1)All the data were expressed ad mean±SD (n=3). 2)Different letters within the same column indicate significant different (p<0.05). |
표 14에 나타낸 바와 같이, hue의 경우 발효 초기 A. pasteurianus BR4 1.61±0.01, K. kakiaceti P6 1.82±0.01, A. pasteurianus R8 1.84±0.04, A. pasteurianus KACC 17058 1.77±0.01, A. pasteurianus CY 1.71±0.02의 수치를 보였으며, 모든 균주에서 발효가 진행됨에 따라 소폭 증가하는 경향을 나타냈지만 유의적인 변화는 없었다. 발효 종료 후 A. pasteurianus BR4 1.74±0.05, K. kakiaceti P6 2.02±0.03, A. pasteurianus R8 1.89±0.01, A. pasteurianus KACC 17058 1.79±0.01, A. pasteurianus CY 1.82±0.01의 수치를 나타내었다.
intensity의 경우 발효 초기 A. pasteurianus BR4 3.08±0.02, K. kakiaceti P6 2.38±0.01, A. pasteurianus R8 2.26±0.04, A. pasteurianus KACC 17058 2.55±0.01, A. pasteurianus CY 2.65±0.02의 수치를 보였으며, 발효가 진행됨에 따라 intensiy의 값은 감소하는 경향을 보였으나 유의적인 변화는 없었다. 발효 종료 후 A. pasteurianus BR4 3.02±0.02, K. kakiaceti P6 2.21±0.01, A. pasteurianus R8 2.12±0.04, A. pasteurianus KACC 17058 2.38±0.01, A. pasteurianus CY 2.64±0.02의 수치를 나타냈다.
색도의 경우 발효 초기 A. pasteurianus BR4 56.39±0.01, K. kakiaceti P6 57.22±0.01, A. pasteurianus R8 57.61±0.01, A. pasteurianus KACC 17058 57.31±0.02, A. pasteurianus CY 57.20±0.02을 나타내었으며, 발효 6일차 모든 균주의 색도가 감소하는 경향을 나타내었으나 발효가 진행됨에 따라 다시 증가하는 경향이 나타났다. 최종적으로 A. pasteurianus BR4 56.63±0.01, K. kakiaceti P6 57.53±0.01, A. pasteurianus R8 58.32±0.01, A. pasteurianus KACC 17058 57.26±0.01, A. pasteurianus CY 57.10±0.01의 수치를 보였다.
7-3. 휘발성 향기 성분 분석
풋귤즙(juice), 풋귤와인(wine), Komagataeibacter kakiaceti P6로 제조한 풋귤식초(P6 vinegar) 및 Acetobacter pasteurianus CY로 제조한 풋귤식초(CY vinegar)의 휘발성 향기 성분의 분석 결과는 표 15에 나타내었다.
Volatile aromatic compound | sample | |||
Juice | Wine | P6 vinegar | CY vinegar | |
Higher alcohol (mg/mL) | ||||
Isopropanol | 3.78±0.021)2)c | 5.27±0.03a | 4.80±0.04b | 3.33±0.01d |
1-Phenylethanol | ND * | 5.11±0.01a | ND | ND |
∑Higher alcohol | 3.78±0.02c | 10.38±0.2a | 4.80±0.04b | 3.33±0.01d |
Esters (mg/mL) | ||||
Ethyl acetate | ND | 7.58±0.01c | 221.53±0.07 a | 214.61±0.06 b |
Ethyl butyrate | ND | ND | ND | 0.45±0.01a |
Ethyl caprate | ND | ND | 5.33±0.02b | 8.77±0.01a |
Ethyl benzoate | ND | ND | 3.35±0.03a | 2.18±0.01b |
Diethyl succinate | ND | ND | 5.69±0.02a | 4.02±0.01b |
Methyl salicylate | ND | ND | 21.49±0.01a | 9.99±0.07b |
Ethyl octanoate | ND | ND | 129.59±±0.71 a | 56.59±3.17 b |
Ethyl palmitate | ND | ND | 1.45±±0.01a | 1.30±0.01b |
Ethyl phenylacetate | 0.34±0.01d | 0.43±0.01c | 7.20±0.01b | 61.95±0.12 a |
Ethyl pentanoate | 0.49±0.01c | 0.46±0.01d | 2.46±0.01b | 3.48±0.01a |
∑Esters | 0.83±0.01d | 8.47±0.01c | 398.09±6.97 a | 363.34±8.47 b |
Acids (mg/mL) | ||||
acetic acid | ND | ND | 204.64±5.79a | 189.17±3.47b |
2-Ethylhexanoic acid | ND | ND | 6.74±0.47a | 6.64±0.75a |
Formic acid | 6.79±0.17b | ND | 7.46±0.25a | 5.68±0.64c |
Isovaleric acid | 0.06±0.01c | 0.06±0.01c | 9.45±0.69a | 4.11±0.17b |
∑Acids | 6.85±0.01c | 0.06±0.01d | 228.29±0.85a | 205.60±1.54b |
1)All the data were expressed as mean±SD (n=3). 2)Different letters within the same column indicate signifcant difference (p<0.05). *ND = not detected. |
표 15에 나타낸 바와 같이, 휘발성 향기 성분은 식초에 서로 다른 특징을 부여하며, 미각적인 부분에도 크게 관여한다. 휘발성 향기 성분의 종류로는 higher alcohol, aldehyde, terpene 등이 있다고 알려져 있다. higher alcohol인 isopropanol은 모든 시료에서 검출되었으며, 특히 wine에서 가장 높게 검출되었다. 1-phenylethanol은 wine시료에서 5.11±0.01 mg/mL이 검출되었으며, 이외 시료에서는 검출되지 않았다. ester류는 총 10종이 검출되었으며, ethyl acetate, ethyl phenylacetate, ethyl pentanoate를 제외한 7종의 ester류는 초산발효를 진행함에 따라 생성됨을 확인하였다. 또한 복숭아, 오렌지, 풀향을 나타낸다고 알려져 있는 ethyl pentanoate는 초산발효를 진행함에 따라 검출양이 증가하는 경향을 나타냈으며, P6 vinegar 2.46±0.01 mg/mL, CY vinegar 3.48±0.01 mg/mL 검출되었다. ethyl pentanoate는 복숭아, 오렌지, 풀향을 나타낸다고 알려져있다(Jeong et al., 2011). Ethyl phenylacetate는 밀납, 그린애플, 딸기 등의 단향을 나타내는 특징을 가지고 있으며, 초산발효를 진행하였을 때 많은 양을 생성하여 향미에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 파인애플, 포도 등의 향을 나타내는 ethyl butyrate, ethyl caprate, ethyl benzoate, diethyl succinate 등은 juice와 wine에서는 검출되지 않았지만, 초산발효를 진행한 시료구에서는 검출되었다. Ethyl acetate는 자극적인 향과 과일향을 대표하는 향기성분으로 보고되고 있으며, P6 vinegar 221.53±0.07 mg/mL, CY vinegar 214.61±0.06 mg/mL이 검출되었다. Acid류인 acetic acid는 식초의 주된 휘발성 성분으로 ethanol의 초산발효에 의해 생성된다고 보고 되고 있다(Tesfaye et al.. 2002). juice와 wine에서는 검출되지 않았지만, 초산발효를 진행하면서 acetic acid가 생성되었음을 확인하였고, P6 vinegar 204.64±5.79 mg/mL, CY vinegar 189.17±3.47 mg/mL가 검출되었다. Isovaleric acid는 치즈향을 내는 특징을 가지고 있으며 juice 및 wine에서 0.06±0.01 mg/mL이 검출되었으며 P6 vinegar 9.45±0.69 mg/mL, CY vinegar 4.11±0.17 mg/mL로 나타났다. 이는 초산발효를 진행함에 따라 acid, ester, higher alcohol을 생성한다는 결과와 유사한 결과를 나타내었다(Jeong et al., 2011).
실시예 8. 관능평가
초산발효를 종료한 후 관능검사를 실시하였다. 상기 관능검사는 연구대상자에게 단맛, 신맛 및 쓴맛은 강도, 색과 향, 전반적인 기호도를 평가하게 하였다. 관능검사 결과는 표 16에 나타내었다.
Sample | Sensory quality | |||||
Color | Flavor | Sweetness | Sourness | Bitterness | Overall Preference | |
A. pasteurianus BR4 | 4.30±0.701)2)a | 3.60±0.51b | 3.40±0.97a | 4.00±0.15c | 3.10±0.45b | 4.40±0.78c |
K. kakiaceti P6 | 4.20±0.92a | 4.10±0.79ab | 3.20±0.40a | 5.80±0.92a | 3.10±0.99b | 5.40±0.57a |
A. pasteurianus R8 | 4.20±0.92a | 4.10±0.79ab | 3.20±0.40a | 4.80±0.92b | 3.10±0.99b | 4.30±0.57c |
A. pasteurianus KACC 17058 | 4.30±0.06a | 4.50±0.27a | 3.00±0.15ab | 5.00±0.83ab | 3.80±0.32a | 4.90±0.26b |
A. pasteurianus CY | 4.10±0.74ab | 4.40±0.84a | 2.50±0.43b | 5.70±0.42a | 4.00±0.63a | 5.30±0.83ab |
1)All the data expressed as mean±SD (n=3) 2)Different letters within the same column indicate significant different (p<0.05). |
표 16에 나타낸 바와 같이, 단맛은 A. pasteurianus CY가 2.50±0.43로 가장 낮은 점수를 나타내었고, 그 외 시료는 3.00-3.40의 점수를 나타냈다. 신맛은 K. kakiaceti P6 5.80±0.92, A. pasteurianus CY 5.70±0.42의 높은 점수를 나타냈으며, A. pasteurianus KACC 17058 5.00±0.83, A. pasteurianus R8 4.80±0.92, A. pasteurianus BR4 4.00±0.15의 점수를 나타냈다. 이는 발효 중 총산도의 변화 결과의 경향과 유사하게 나타났으며, 총산도가 증가함에 따라 신맛 또한 증가하여 이러한 결과를 나타내었음을 알 수 있었다. 쓴맛은 A. pasteurianus CY 4.00±0.63, A. pasteurianus KACC 17058 3.80±0.32로 높은 점수를 나타냈으며, A. pasteurianus BR4 3.10±0.45, K. kakiaceti P6 3.10±0.99, A. pasteurianus R8 3.10±0.99의 점수를 나타냈다. 전반적인 기호도는 K. kakiaceti P6 5.40±0.57, A. pasteurianus CY 5.30±0.83로 높은 점수를 나타냈다. 관능평가 결과 또한 신맛은 총산도와 유기산의 분석 결과와 유의성을 나타냈으며, 향 또한 휘발성 향기성분의 분석 결과와 유사하게 나타났다. 따라서 K. kakiaceti P6와 A. pasteurianus CY 균주를 이용할 경우 신맛이 강하고 기호도가 높은 식초를 제조할 수 있다고 사료된다.
이상, 본 발명내용의 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.
<110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation
<120> Novel traditional vinegar-derived strains and uses thereof
<130> 1.333
<160> 2
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 1355
<212> RNA
<213> Acetobacter pasteurianus
<400> 1
gcagtcgcac gaaggtttcg gccttagtgg cggacgggtg agtaacgcgt aggtatctat 60
ccatgggtgg gggataacac tgggaaactg gtgctaatac cgcatgacac ctgagggtca 120
aaggcgcaag tcgcctgtgg aggagcctgc gtttgattag ctagttggtg gggtaaaggc 180
ctaccaaggc gatgatcaat agctggtttg agaggatgat cagccacact gggactgaga 240
cacggcccag actcctacgg gaggcagcag tggggaatat tggacaatgg gggcaaccct 300
gatccagcaa tgccgcgtgt gtgaagaagg tcttcggatt gtaaagcact ttcgacgggg 360
acgatgatga cggtacccgt agaagaagcc ccggctaact tcgtgccagc agccgcggta 420
atacgaaggg ggctagcgtt gctcggaatg actgggcgta aagggcgtgt aggcggtttg 480
tacagtcaga tgtgaaatcc ccgggcttaa cctgggagct gcatttgata cgtgcagact 540
agagtgtgag agagggttgt ggaattccca gtgtagaggt gaaattcgta gatattggga 600
agaacaccgg tggcgaaggc ggcaacctgg ctcattactg acgctgaggc gcgaaagcgt 660
ggggagcaaa caggattaga taccctggta gtccacgctg taaacgatgt gtgctagatg 720
ttgggtgact tagtcattca gtgtcgcagt taacgcgtta agcacaccgc ctggggagta 780
cggccgcaag gttgaaactc aaaggaattg acgggggccc gcacaagcgg tggagcatgt 840
ggtttaattc gaagcaacgc gcagaacctt accagggctt gaatgtagag gctgcaagca 900
gagatgtttg tttcccgcaa gggacctcta acacaggtgc tgcatggctg tcgtcagctc 960
gtgtcgtgag atgttgggtt aagtcccgca acgagcgcaa cccctatctt tagttgccat 1020
caggttgggc tgggcactct agagagactg ccggtgacaa gccggaggaa ggtggggatg 1080
acgtcaagtc ctcatggccc ttatgtcctg ggctacacac gtgctacaat ggcggtgaca 1140
gtgggaagct aggtggtgac accatgctga tctctaaaag ccgtctcagt tcggattgca 1200
ctctgcaact cgagtgcatg aaggtggaat cgctagtaat cgcggatcag catgccgcgg 1260
tgaatacgtt cccgggcctt gtacacaccg cccgtcacac catgggagtt ggtttgacct 1320
taagccggtg agcgaaccgc aaggacgcag ccgac 1355
<210> 2
<211> 1356
<212> RNA
<213> Unknown
<220>
<223> Komagataeibacter kakiaceti
<400> 2
gcaagtcgca cgaacctttc ggggttagtg gcggacgggt gagtaacgcg tagggatcta 60
tccacgggtg ggggataact ttgggaaact gaagctaata ccgcatgaca cctgagggtc 120
aaaggcgcaa gtcgcctgtg gaggaacctg cgttcgatta gctagttggt ggggtaaaag 180
cctaccaagg cgatgatcga tagctggtct gagaggatga tcagccacac tgggactgag 240
acacggccca gactcctacg ggaggcagca gtggggaata ttggacaatg ggcgcaagcc 300
tgatccagca atgccgcgtg tgtgaagaag gttttcggat tgtaaagcac tttcagcggg 360
gacgatgatg acggtacccg cagaagaagc cccggctaac ttcgtgccag cagccgcggt 420
aatacgaagg gggcaagcgt tgctcggaat gactgggcgt aaagggcgcg taggcggttc 480
ggacagtcag atgtgaaatt cccgggctta acctgggggc tgcatttgat acgtcaggac 540
tagagtgtga gagagggttg tggaattccc agtgtagagg tgaaattcgt agatattggg 600
aagaacaccg gtggcgaagg cggcaacctg gctcatgact gacgctgagg cgcgaaagcg 660
tggggagcaa acaggattag ataccctggt agtccacgct gtaaacgatg tgtgctggat 720
gttgggtgac tttgtcactc agtgtcgtag ttaacgcgat aagcacaccg cctggggagt 780
acggccgcaa ggttgaaact caaaggaatt gacgggggcc cgcacaagcg gtggagcatg 840
tggtttaatt cgaagcaacg cgcagaacct taccagggct tgacatgcgg aggccgtgtc 900
cagagatggg catttctcgc aagagacctc cagcacaggt gctgcatggc tgtcgtcagc 960
tcgtgtcgtg agatgttggg ttaagtcccg caacgagcgc aaccctcgcc tttagttgcc 1020
atcacgtctg ggtgggcact ctaaaggaac tgccggtgac aagccggagg aaggtgggga 1080
tgacgtcaag tcctcatggc ccttatgtcc tgggctacac acgtgctaca atggcggtga 1140
cagtgggaag ccaggtagcg ataccgagcc gatctcaaaa agccgtctca gttcggattg 1200
cactctgcaa ctcgagtgca tgaaggtgga atcgctagta atcgcggatc agcatgccgc 1260
ggtgaatacg ttcccgggcc ttgtacacac cgcccgtcac accatgggag ttggtttgac 1320
cttaagccgg tgagcgaacc gcaaggacgc agccga 1356
Claims (16)
- 수탁번호 KACC92333P로 수탁된, 아세토박터 파스퇴리아누스(Acetobacter pasteurianus) CY 균주.
- 제1항에 있어서,
상기 균주는 막걸리 식초로부터 분리된 것인, 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주. - 제1항에 있어서,
상기 균주는 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 것인, 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주. - 제1항에 있어서,
상기 균주는 알코올 내성을 갖는 것인, 아세토박터 파스퇴리아누스 CY 균주. - 수탁번호 KACC92334P로 수탁된, 코마가테이박터 카키아세티(Komagataeibacter kakiaceti) P6 균주.
- 제5항에 있어서,
상기 균주는 감식초 유래인, 코마가테이박터 카키아세티 P6 균주. - 제5항에 있어서,
상기 균주는 서열번호 2의 염기서열을 포함하는 것인, 코마가테이박터 카키아세티 P6 균주. - (a) 온주귤(citrus unshiu) 미숙과를 알코올 발효시키는 단계; 및
(b) 상기 단계 (a)의 알코올 발효물 및 제1항 또는 제5항의 균주를 혼합하여 초산 발효시키는 단계;
를 포함하는 풋귤식초의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 단계 (a)는 온주귤 미숙과는 온주귤 미숙과 착즙액인, 풋귤식초의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 온주귤 미숙과 착즙액은 15 내지 20 °Brix인, 풋귤식초의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 단계 (a)는 Saccharomyces cerevisiae Fermivin을 접종하여 알코올 발효시키는 것인, 풋귤식초의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 균주는 균주 배양액 형태로 혼합되는 것인, 풋귤식초의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 단계 (a)의 알코올 발효물 및 상기 단계 (b)의 균주 배양액은 1:1 내지 10의 부피비로 혼합되는 것인, 풋귤식초의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 초산 발효는 30℃에서 20 내지 40일 동안 발효시키는 것인, 풋귤식초의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 방법에 따라 제조된 풋귤식초는 에틸 아세테이트, 에틸 뷰티레이트, 에틸 카프레이트, 에틸 벤조에이트, 디에틸 숙시네이트, 메틸 살리실레이트, 에틸 옥타노에이트, 에틸 팔미테이드, 에틸 페닐아세테이트 및 에틸 펜타노에이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 에스테르의 함량이 증진된 것인, 풋귤식초의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 방법에 따라 제조된 풋귤식초는 초산, 2-에틸헥사노익산, 포름산 및 이소발레르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 산(acid)의 함량이 증진된 것인, 풋귤식초의 제조방법.
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CN116814509B (zh) * | 2023-08-23 | 2023-12-22 | 仙乐健康科技股份有限公司 | 一株耐乙醇、耐酸、高产酸的巴氏醋酸杆菌 |
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