KR20230083462A - 약주 발효용 효모 혼합균주 및 이의 제조방법 및 이를 이용한 약주 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 약주 발효용 효모 혼합균주 및 이를 이용한 약주 발효 방법에 관한 것으로, 사카로미케스 케레비시아이 W153(Saccharomyces cerevisiae W153)과 피치아 쿠드리아브제비 N373(Pichia kudriavzevii N373)가 혼합된 약주 발효용 효모 혼합균주 및 이의 제조방법 및 이를 이용한 약주 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 약주 발효용 효모 혼합균주 및 이를 이용한 약주 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 약주 발효용 효모 혼합균주로서 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii N373) N373의 혼합균주, 및 이의 최적의 건조 및 재수화 조건, 및 이를 이용한 약주 제조방법에 관한 것이다.
전통주는 오랜 기간 전승되어 온 술로 우리 민족의 식생활 풍속이 담겨 있으며 탁 주, 약주, 소주 등을 들 수 있다. 우리나라의 주류 분류에 의하면 쌀 중량대비 누룩 사용량이 1% 이상이면 탁주와 약주, 1% 미만이면 청주로 분류하고 있다. 이중 탁ㆍ 약주는 역사가 가장 오래된 주류로 삼국시대 이전부터 양조법이 발달하였으며, 찹쌀이나 멥쌀과 같은 곡를 원료로 하고 발효제로 누룩을 사용해서 제조한 병행복발효주이다. 그중 약주는 탁주와 달리 술덧을 여과한 맑은 술을 말한다. 특히 약주는 발효 중 미생물이 생산한 효소에 의해 유기산, 휘발성 향기 성분, 생리활성 물질과 당분이 생겨나 독특한 맛과 향을 가지게 된다. 최근 약주 제조에서 알코올뿐만 아니라 맛과 향에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 매개하는 효모의 중요성이 대두되고 있다.
한편 와인 산업계에서는 비사카로미케스(non-Saccharomyces) 효모가 다양한 효소를 생산함으로써 향미에 중요한 역할을 한다고 보고되었으며, 이에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 그러나 비사카로미케스(non-Saccharomyces) 효모로 단독 발효할 경우 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae)에 비해 당 발효력 및 알코올 생성력이 낮다고 보고되었다. 이를 보완하기 위해 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae)와 비사카로미케스(non-Saccharomyces) 효모의 혼합 발효를 통해서 와인의 품질이 개선됨을 확인한 연구도 보고되었다.
이를 이용해 알코올 발효에 특화된 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae)와 비사카로미케스(non-Saccharomyces) 균주를 혼합발효하게 되면 다양한 향기 성분을 가진 약주를 만들 수 있을 것으로 기대되고 있으나, 혼합발효와 향기 성분에 대한 대부분의 연구가 와인, 맥주 등에 치중되어 있으며 전통주의 혼합발효 및 이에 따른 휘발성 향기 성분에 대한 연구는 여전히 미흡한 실정이다.
국내 전통주 제조사 대부분은 수입산 효모 종균인 사카로미케스 케레비시아이 페르미빈(Saccharomyces cerevisiae Fermivin, France), 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W-3(Japan), 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) EC1118(Canada) 등을 사용하고 있다. 이와 같은 수입 종균은 사용하기가 편리하고 주질이 안정적으로 유지되는 장점이 있어 주류업체에서 선호하는 실정이나, 우리나라를 대표하는 탁ㆍ 약주가 수입산 주류보다 경쟁력과 차별성의 우위를 점하기 위해서는 수입 효모 대신 한국산 유용 효모를 분리하여 사용할 필요가 있어 이에 따라 국내 탁ㆍ 약주 생산의 발전을 위해서는 한국산 효모 종균의 개발이 요구되어지고 있는 실정이다.
한편, 변이가 없고 안정적인 종균을 개발하기 위한 가장 중요한 요소로써 세포 생존율 유지, 장기 저장 용량 및 건조 방법 등이 있다. 현재 시판되는 종균 제품에 대부분 이용되는 건조 기법인 동결건조는 물리적 구조의 복원성과 화학적 안정성의 특징을 가지고 있지만, 건조시간이 길고 고정단가와 제조단가가 진공건조, 분무건조, 드럼건조, 송풍건조 등에 비하여 월등히 높다는 단점을 지니고 있다. 이 중에서 송풍건조는 동결건조 대비 생산비용이 매우 저렴하고, 초기 수분 조절이 용이하고 높은 온도로 건조하는 기타 건조기법에 비해 재수화 복원 결과 생존율이 매우 높아 경제적이고 안정적인 종균 개발을 위해서는 송풍건조 및 재수화의 최적 조건을 개발할 필요가 있다.
상기와 같은 실정에 따라 본 발명은 국내 효모로서 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) 균주와 비사카로미케스(non-Saccharomyces) 균주를 혼합하여 제조되는 새로운 약주 발효용 효모 혼합균주 및 이의 제조방법과 이를 이용한 약주 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명과 같이 비사카로미케스(non-Saccharomyces) 균주를 이용한 약주제조 기술분야의 선행기술로서, 한국공개특허공보 제10-2020-0073852호는 과일향이 증진된 발효주의 제조방법에 관한 것으로, 비사카로미케스(non-Saccharomyces) CM4-5 균주와 위커하모마이세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus) Y182 균주의 혼합균주를 이용한 약주제조 방법에 관한 기술을 개시하고 있고, 한국등록특허공보 제10-1618260호는 피키아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N77-4 균주, 한국공개특허공보 제10-2012-0045677호는 리조푸스 스토로니퍼(Rhizopus stolonifer) No.17와 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae)를 이용하여 전통주를 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 본 발명과 같이 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii N373) N373의 혼합균주를 이용하여 약주를 제조하는 기술을 아직까지 연구 및 개발되어진 바가 없었다.
본 발명은 상기된 과제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 약주의 향미를 증진시킬 수 있는 약주 발효용 균주로서, 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii N373) N373의 혼합균주 및 건조 및 재수화의 최적조건을 포함하는 혼합균주 제조방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 혼합균주를 이용한 약주 제조방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약주 발효용 효모 혼합균주는, 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 혼합한 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 약주 발효용 효모 혼합균주는, 상기 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 5:5 내지 1:9(v/v)의 비율로 혼합한 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 약주 발효용 효모 혼합균주는, 상기 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 혼합한 혼합균주와 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) OF5-20를 1:1 내지 2:1(v/v)의 비율로 혼합한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법은, 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 5:5 내지 1:9(v/v)의 비율로 혼합하여 효모 혼합균주를 제조하는 균주 혼합단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법은, 상기 효모 혼합균주에 건조보호제 및 부형제를 첨가한 후 송풍건조하는 건조단계;를 포함하며, 상기 건조보호제는 프룩토오스(fructose), 글루코오스(glucose), 말토오스(maltose), 라피노오스(raffinose), 수크로오스(sucrose) 및 트레할로오스(trehalose) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 당류와, 탈지유(skim milk)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법은, 상기 건조단계는, 상기 효모 혼합균주에 상기 탈지유 및 상기 당류를 각각 5 내지 15%(w／v) 함량으로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법은, 상기 부형제는, 락토밀(lactomil)을 사용하며, 효모 혼합균주와 락토밀의 비가 1:3 내지 1:4가 되도록 첨가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법은, 제6항에 있어서, 상기 락토밀(lactomil)은, 락토오즈(lactose)와 말토덱스트린(maltodextrin)을 8:2 내지 9:1로 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법은, 상기 건조단계 후, 건조된 효모 혼합균주 분말에 인산 완충 용액(PBS), 염화나트륨(NaCl) 용액, 펩톤수(peptone water), 증류수(D.W.) 또는 이 중 적어도 하나 이상의 혼합액을 첨가하여 재수화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 약주 제조방법은, 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)가 5:5 내지 1:9(v/v)의 비율로 혼합된 효모 혼합균주를 사용하여 찹쌀과 멥쌀이 소정 비율로 혼합된 원료쌀로 제조된 고두밥을 발효시켜 약주를 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 약주 제조방법은, 상기 원료쌀은 찹쌀과 멥쌀이 2:1 내지 1:2의 비율로 혼합된 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 약주 제조방법은, 발효온도가 10 내지 20 ℃인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153 및 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii N373) N373의 혼합균주를 약주 발효에 사용할 경우 향주의 향미를 향상시킬 수 있고, 고품질의 약주를 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153 및 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii N373) N373의 혼합균주 제조방법에 있어서, 상기 혼합균주를 송풍건조 할 때 첨가하는 건조보호제로서, 프룩토오스(fructose), 글루코오스(glucose), 말토오스(maltose), 라피노오스(raffinose), 수크로오스(sucrose) 및 트레할로오스(trehalose) 중 적어도 하나 이상을 사용함으로써, 균주의 생존율을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 송풍건조된 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153 및 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii N373) N373의 혼합균주를 재수화 하는 데 있어서, 상기 혼합균주에 맞는 최적화된 재수화 방법을 제공함으로써, 균주의 생존율을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 효모 혼합균주를 이용한 약주 제조시 발효시간에 따른 발효시간별 당도, 환원당 함량 및 알콜 함량을 나태낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 효묘 균주별 송풍건조 전과 후의 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 3 및 도 4는 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P) 균주와 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주 각각 에 대한 종균화 및 재수화 조건별 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 효묘 균주별 송풍건조 전과 후의 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 3 및 도 4는 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P) 균주와 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주 각각 에 대한 종균화 및 재수화 조건별 생존율을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명에 따른 약주 발효용 효모 혼합균주 및 이의 제조방법 및 이를 이용한 약주 제조방법을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구성을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) 균주와 비사카로미케스(non-Saccharomyces) 균주를 혼합하여 제조되는 약주 발효용 효모 혼합균주 및 이의 제조방법과 이를 이용한 약주 제조방법에 관한 것이다.
사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae(W153)(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비 N373(Pichia kudriavzevii N373)(KACC 93340P)를 혼합하여 제조되는 약주 발효용 효모 혼합균주 및 이의 제조방법과 이를 이용한 약주 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 약주 발효용 효모 혼합균주는 사카로미케스 케레비시아이 W153(Saccharomyces cerevisiae W153)(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비 N373(Pichia kudriavzevii N373)(KACC 93340P)를 혼합한 것으로, 사카로미케스 케레비시아이 W153(Saccharomyces cerevisiae W153)(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비 N373(Pichia kudriavzevii N373)(KACC 93340P)가 5:5 내지 1:9(v/v)의비율로 혼합된 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게는, 3:7내지 2:8(v/v)의 비율로 혼합된 것이다.
또한, 본 발명에 따른 약주 발효용 효모 혼합균주의 제조방법은, 균주 혼합단계;를 포함한다.
상기 균주 혼합단계는, 사카로미케스 케레비시아이 W153(Saccharomyces cerevisiae W153)(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비 N373(Pichia kudriavzevii N373)(KACC 93340P)를 혼합한 것으로, 사카로미케스 케레비시아이 W153(Saccharomyces cerevisiae W153)(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비 N373(Pichia kudriavzevii N373)(KACC 93340P)를 5:5 내지 1:9(v/v)의 비율로 혼합하여 효모 혼합균주를 제조한다. 더욱 바람직하게는, 3:7내지 2:8(v/v)의 비율로 혼합하여 효모 혼합균주를 제조한다.
또한, 본 발명에 따른 약주 발효용 효모 혼합균주의 제조방법은 상기 균주 혼합단계에서 제조되는 효모 혼합균주를 종균화하기 위한 건조단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 건조단계에서는 상기 균주 혼합단계에서 제조되는 효모 혼합균주에 건조보호제 및 부형제를 첨가한 후 송풍건조하여 상기 효모 혼합균주를 종균화한다.
상기 건조단계에서 사용되는 상기 건조보호제는 탈지유(skim milk)와 당류(sugar)를 포함하며, 상기 효모 혼합균주에 상기 탈지유 및 상기 당류를 각각 5 내지 15%(w／v) 함량으로 첨가한다.
또한, 상기 부형제는 효모 혼합균주와 부형제의 비가 1:3 내지 1:4가 되도록 첨가하며, 상기 부형제로는 락토밀(lactomil)을 사용한다. 상기 락토밀(lactomil)은 락토오즈(lactose)와 말토덱스트린(maltodextrin)을 8:2 내지 9:1로 포함한다.
당은 건조 중 균주 세포의 세포막에서 유출되는 구조수를 대체하며, 세포내에 수소결합하고 있는 극성 단백질 그룹의 풀림과 응집을 방지하는 역할을 한다. 균주별로 최적의 당 조건이 다르기 때문에 균주별 최적 당 조건은 효모 균주를 건조하는데 있어서 매우 중요한 요소이다.
본 발명은 상기 효모 혼합균주를 단기간(약 3개월 미만) 저장할 경우, 상기 건조보호제로서 첨가되는 상기 당류는 프룩토오스(fructose), 글루코오스(glucose), 말토오스(maltose), 라피노오스(raffinose), 수크로오스(sucrose) 및 트레할로오스(trehalose) 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 더욱 바람직하게는, 프룩토오스(fructose) 및 수크로오스(sucrose) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
본 발명은 상기 효모 혼합균주를 단기간(약 3개월 이상) 저장할 경우, 상기 건조보호제로서 첨가되는 상기 당류는 프룩토오스(fructose), 글루코오스(glucose), 말토오스(maltose), 라피노오스(raffinose), 수크로오스(sucrose) 및 트레할로오스(trehalose) 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 더욱 바람직하게는, 프룩토오스(fructose) 및 말토오스(maltose) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 약주 발효용 효모 혼합균주의 제조방법은 상기 건조단계 후, 건조된 효모 혼합균주 분말을 재수화하는 재수화 단계;를 더 포함할 수 있다.
건조단계 후, 건조된 효모 혼합균주 분말의 재수화 또한 균주를 회복시키는 중요한 단계이다. 건조 상태의 균주는 재수화 과정에서 생존율이 낮아질 수 있기 때문에 높은 생존율을 위해 균주에 맞는 적절한 재수화 용액을 찾는 것이 중요하다.
이에 따라, 본 발명은 단기간(약 3개월 미만) 저장된 상기 효모 혼합균주를 재수화하는 경우에는 인산 완충 용액(PBS), 염화나트륨(NaCl) 용액, 펩톤수(peptone water), 증류수(D.W.) 또는 이 중 적어도 하나 이상의 혼합액을 사용하여 재수화를 수행하며, 더욱 바람직하게는, 증류수(D.W)를 사용하여 재수화를 수행한다.
또한, 본 발명은 장기간(약 3개월 이상) 저장된 상기 효모 혼합균주를 재수화하는 경우에는 인산 완충 용액(PBS), 염화나트륨(NaCl) 용액, 펩톤수(peptone water), 증류수(D.W.) 또는 이 중 적어도 하나 이상의 혼합액을 사용하여 재수화를 수행하며, 더욱 바람직하게는, 펩톤수(peptone water), 증류수(D.W) 또는 이들의 혼합액을 사용하여 재수화를 수행한다.
본 발명에 따른 효모 혼합균주는 이와 같은 건조 및 재수화 조건을 통하여 건조된 균주를 단기간 또는 장기간 저장 후에 재수화를 하더라도 매우 우수한 재수화 복원 생존율을 가지도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법은 상기 균주 혼합단계를 수행하기 위하여 상기 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 준비하는 데 있어서, 각 균주 별 최적의 종균화 및 재수화 조건을 제공한다.
먼저, 상기 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)의 종균화를 위한 건조단계에 있어서, 건조보호제와 부형제를 첨가하여 송풍건조를 수행하여 종균화를 수행하며, 상기 건조보호제로는 탈지유(skim milk)와 당류(sugar)를 포함하며, 상기 효모 혼합균주에 상기 탈지유 및 상기 당류를 각각 5 내지 15%(w／v) 함량으로 첨가한다.
또한, 상기 부형제는 효모 혼합균주와 부형제의 비가 1:3 내지 1:4가 되도록 첨가하며, 상기 부형제로는 락토밀(lactomil)을 사용한다. 상기 락토밀(lactomil)은 락토오즈(lactose)와 말토덱스트린(maltodextrin)을 8:2 내지 9:1로 포함한다.
이때, 상기 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P) 균주를 단기간(약 3개월 미만) 저장할 경우, 상기 건조보호제로 사용되는 상기 당류는 프룩토오스(fructose), 글루코오스(glucose), 말토오스(maltose), 라피노오스(raffinose), 수크로오스(sucrose) 및 트레할로오스(trehalose) 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 더욱 바람직하게는, 프룩토오스(fructose) 및 수크로오스(sucrose) 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 더욱 바람직하게는, 수크로오스(sucrose)를 사용한다.
또한, 이와 같이 송풍건조된 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P) 균주는 인산 완충 용액(PBS), 염화나트륨(NaCl) 용액, 펩톤수(peptone water), 증류수(D.W.) 또는 이 중 적어도 하나 이상의 혼합액을 사용하여 재수화를 수행하며, 더욱 바람직하게는, 증류수(D.W)를 사용하여 재수화를 수행한다.
한편, 상기 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P) 균주를 장기간(약 3개월 이상) 저장할 경우, 상기 건조보호제로 사용되는 상기 당류는 프룩토오스(fructose), 글루코오스(glucose), 말토오스(maltose), 라피노오스(raffinose), 수크로오스(sucrose) 및 트레할로오스(trehalose) 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 더욱 바람직하게는, 말토오스(maltose)를 사용한다.
또한, 이와 같이 송풍건조된 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P) 균주는 인산 완충 용액(PBS), 염화나트륨(NaCl) 용액, 펩톤수(peptone water), 증류수(D.W.) 또는 이 중 적어도 하나 이상의 혼합액을 사용하여 재수화를 수행하며, 더욱 바람직하게는, 인산 완충 용액(PBS)를 사용하여 재수화를 수행한다.
상기 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P) 균주는 이와 같은 건조 및 재수화 조건을 통하여 건조된 균주를 단기간 또는 장기간 저장 후에 재수화를 하더라도 매우 우수한 재수화 복원 생존율을 가지도록 할 수 있다.
또한, 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)의 종균화를 위한 건조단계에 있어서, 건조보호제와 부형제를 첨가하여 송풍건조를 수행하여 종균화를 수행하며, 상기 건조보호제로는 탈지유(skim milk)와 당류(sugar)를 포함하며, 상기 효모 혼합균주에 상기 탈지유 및 상기 당류를 각각 5 내지 15%(w／v) 함량으로 첨가한다.
또한, 상기 부형제는 효모 혼합균주와 부형제의 비가 1:3 내지 1:4가 되도록 첨가하며, 상기 부형제로는 락토밀(lactomil)을 사용한다. 상기 락토밀(lactomil)은 락토오즈(lactose)와 말토덱스트린(maltodextrin)을 8:2 내지 9:1로 포함한다.
이때, 상기 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주를 단기간(약 3개월 미만) 저장할 경우, 상기 건조보호제로 사용되는 상기 당류는 프룩토오스(fructose), 글루코오스(glucose), 말토오스(maltose), 라피노오스(raffinose), 수크로오스(sucrose) 및 트레할로오스(trehalose) 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 더욱 바람직하게는, 프룩토오스(fructose) 및 수크로오스(sucrose) 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 더욱 바람직하게는, 프룩토오스(fructose)를 사용한다.
또한, 이와 같이 송풍건조된 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주는 인산 완충 용액(PBS), 염화나트륨(NaCl) 용액, 펩톤수(peptone water), 증류수(D.W.) 또는 이 중 적어도 하나 이상의 혼합액을 사용하여 재수화를 수행하며, 더욱 바람직하게는, 증류수(D.W)를 사용하여 재수화를 수행한다.
한편, 상기 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주를 장기간(약 3개월 이상) 저장할 경우, 상기 건조보호제로 사용되는 상기 당류는 프룩토오스(fructose), 글루코오스(glucose), 말토오스(maltose), 라피노오스(raffinose), 수크로오스(sucrose) 및 트레할로오스(trehalose) 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 더욱 바람직하게는, 더욱 바람직하게는, 프룩토오스(fructose)를 사용한다.
또한, 이와 같이 송풍건조된 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주는 인산 완충 용액(PBS), 염화나트륨(NaCl) 용액, 펩톤수(peptone water), 증류수(D.W.) 또는 이 중 적어도 하나 이상의 혼합액을 사용하여 재수화를 수행하며, 더욱 바람직하게는, 펩톤수(peptone water), 증류수(D.W) 또는 이들의 혼합액을 사용하여 재수화를 수행한다.
상기 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주는 이와 같은 건조 및 재수화 조건을 통하여 건조된 균주를 단기간 또는 장기간 저장 후에 재수화를 하더라도 매우 우수한 재수화 복원 생존율을 가지도록 할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기와 같은 효모 혼합균주를 사용하여 향미와 품질이 향상된 약주를 제조하는 방법을 제공한다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 따른 약주 제조방법은 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)가 5:5 내지 1:9(v/v)의 비율로 혼합된 효모 혼합균주를 사용하여 찹쌀과 멥쌀이 소정 비율로 혼합된 원료쌀로 제조된 고두밥을 발효시켜 약주를 제조한다.
상기 원료쌀은 찹쌀과 멥쌀이 2:1 내지 1:2의 비율로 혼합된 것을 사용하며, 이와 같은 비율의 원료쌀을 사용할 경우 높은 향미 및 품질을 가지는 약주를 제조할 수 있다.
또한, 약주 발효시 발효온도는 10 내지 20 ℃인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 약주 제조방법으로서, 상기와 같이 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)가 혼합된 효모 혼합균주와 국립농업과학원에서 개발한 곰팡이 입국 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) OF5-20를 1:1 내지 2:1으로 접종하여 상기와 동일한 방법으로 약주를 제조한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 효모 혼합균주와 국립농업과학원에서 개발한 곰팡이 입국 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) OF5-20를 사용하여 약주를 발효시킬 경우, 초기 알코올의 생성이 빠르게 진행되어 약주 발효 현장에서 초기 잡균오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 약주 발효용 효모 혼합균주 및 이의 제조방법 및 이를 이용한 약주 제조방법에 대해 설명한다.
실시예 1
사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 1:9 비율로 혼합하여 효모 혼합균주 WN-1을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에 따라 제조된 호모 혼합균주 WN-1와 국립농업과학원에서 개발한 곰팡이 입국 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) OF5-20을 2 : 1 비율로 혼합하여 효모 혼합균주 WN-2를 제조하였다.
비교예 1
사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) KCCM11215를 효모 균주로 사용하였다.
비교예 2
사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) KCCM11215와 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 1:9 비율로 혼합하여 효모 혼합균주 11215:N373를 제조하였다.
시험예 1
원료 쌀(찹쌀과 멥쌀 50:50 혼합) 3 kg을 세척하여 15℃에서 2시간 침지한 후 1시간동안 물을 제거하고 증자기에서 1시간 동안 증자하여 고두밥을 만든다. 고두밥을 꺼내어 잘 펼쳐주면서 50℃까지 식히고, 식으면 발효통에 식은 고두밥과 물 4.5L에 상기 실시예 1,2 및 비교예 1,2에 따른 효모 균주 540 g을 접종하여 15℃에서 발효하여 약주를 제조한 후 관능평가를 실시하였다.
표 1은 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 효묘 균주별 약주 제조시 관능평가 결과를 나타낸 것이다.
| Condition | Sensory quality | ||||
| Color | Flavor | Sweetness | Sourness | Overall Preference |
|
| 11215 only | 5.50±1.51 | 4.90±1.10 | 3.00±0.94 | 5.10±1.29 | 3.50±0.53 |
| 11215:N373 | 4.90±1.37 | 5.00±1.05 | 3.30±0.48 | 5.20±1.23 | 4.00±0.47 |
| WN-1 | 4.80±1.81 | 4.50±0.97 | 3.10±1.20 | 5.00±1.25 | 4.20±0.95 |
| WN-2 | 5.00±1.05 | 4.70±1.34 | 2.70±1.06 | 3.60±0.52 | 2.40±0.70 |
| 11215 only S. cerevisiae KCCM11215; 11215:N373 S. cerevisiae KCCM11215 + P. kudriavzevii N373 ; W153:N373-1 S. cerevisiae W153 + P. kudriavzevii N373; W153:N373-2 S. cerevisiae W153 + P. kudriavzevii N373 + A.oryzae OF5-20. | |||||
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 관능평가의 종합적 기호도의 경우 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P), 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 1:9 비율로 혼합하여 효모 혼합균주 WN-1를 사용한 발효구가 4.20±0.95로 가장 높았으며 이를 통해 약주 제조용 효모 균주로서 본 발명에 따른 효모 혼합균주의 우수성을 확인할 수 있다.
한편, 도 1은 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 효묘 균주별 약주 제조시 발효시간에 따른 발효시간별 당도, 환원당 함량 및 알콜 함량을 나태낸 것이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 약주의 발효 0일차 당도는 전체적으로 3.4 내지 3.8 Brix였다. 발효 1일차에 모든 시료의 당도가 대폭 증가하였으며, 이때 효모 혼합균주 WN-2의 경우 가장 높은 당도인 17.06 Brix를 나타내었으나, 발효가 종료된 20일차에는 모든 시료의 당도가 9.9 내지 10.6 Brix로 비슷한 값을 나타내었다.
환원당의 경우 발효 0일차에 1.98 내지 2.5%였으며, 이후에는 당을 이용한 에탄올 발효로 인해 환원당이 급격하게 줄어드는 양상을 보였고 발효가 종료된 20일차에는 모든 시료의 환원당 함량이 0.11 내지 0.17%로 감소하였다.
발효 과정 중의 알코올 함량 변화에 있어서, 혼합효모 균주 WN-2의 경우, 혼합효모 균주 WN-1과 다른 시험구보다 당화가 빨리 진행되어 알코올 생성이 3일차에 급격히 증가하였고, 발효 3일차까지 단독 발효구의 알코올 함량이 혼합 발효구의 알코올 함량보다 높게 나타났다.
발효 초기에는 효모 혼합종균을 사용한 경우가 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) KCCM11215 단독종균을 사용한 경우보다 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주의 우점으로 인해 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P) 균주의 생육이 저하되어 알코올 생성이 다소 지연되었으나 알코올 함량이 증가하면서 알코올 내성이 약한 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주가 약화되고 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P) 균주가 활발하게 증식하였다.
발효가 종료된 20일차에는 알코올 함량이 16.2 내지 16.8%로 모든 시료에서 비슷한 결과를 나타내었다.
따라서, 본 발명에 따른 효모 혼합균주와 국립농업과학원에서 개발한 곰팡이 입국 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) OF5-20를 사용하여 약주를 발효시킬 경우, 초기 알코올의 생성이 빠르게 진행되어 약주 발효 현장에서 초기 잡균오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
시험예 2
상기 실시예 1 및 비교예 1,2에 따른 효모 균주의 송풍건조 후의 생존율 측정하고 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타난 바와 같이, 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) KCCM11215 단독균주는 94.45%, 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) KCCM11215와 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)의 혼합균주는 96.37%, 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)의 혼합균주는 94.24%의 생존율을 나타내었으나, 재수화 후의 복원율을 확인하기 위한 배지로서 라이신(lysine) 배지를 시험한 결과 혼합균주 WN-1의 경우 가장 높은 복원율을 가지는 것으로 나타났다.
시험예 3
사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P) 균주와 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주 각각 에 대한 종균화 및 재수화 최적 조건을 확인하기 위하여, 각 효모 균주에 각각 프룩토오스(fructose), 글루코오스(glucose), 말토오스(maltose), 라피노오스(raffinose), 수크로오스(sucrose) 및 트레할로오스(trehalose)를 10%씩 처리하여 10% 탈지유(skim milk)와 혼합한 후 37℃에서 1시간 송풍건조한 다음, 멸균 증류수, 1× PBS, 0.85% NaCl, 1% peptone water에서 1시간 동안 재수화하여 생존율을 비교하였다.
모든 처리구의 수분함량은 조과정 후 미생물의 생존율이 가장 높다고 판단된 10 ± 2%로 조절하였으며, 시험 결과는 도 3 및 도 4에 나타내었다.
도 3에 나타난 바와 같이, 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)의 경우, 당을 첨가하지 않고 종균화한 것보다 당을 첨가하여 종균화하였을 때 생존율이 증가하였으며, 재수화 조건에 있어서 일반적으로 증류수로 재수화한 경우 높은 생존율을 나타내었으며, 일부 당류의 첨가구에서는 인산 완충 용액(PBS)과 염화나트륨(NaCl) 용액도 우수한 결과를 나타내었다. 특히 10% 수크로오스(sucrose)를 첨가하여 종균화하고 증류수로 1시간 재수화 하였을 때 가장 높은 생존율을 나타내었으며 0.85% 염화나트륨(NaCl) 용액으로 재수화하였을 때그 두 번째로 높은 생존률을 나타내었다.
또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P) 균주의 경우에도, 당을 첨가하지 않고 종균화한 것보다 당을 첨가하여 종균화하였을 때 생존율이 증가하였으며, 또한 재수화 조건에 있어서 증류수로 재수화한 경우가 복원율이 높았으며 특히 10% 프룩토오스(fructose)를 첨가하여 종균화하고 증류수로 재수화한 경우에서 가장 높은 생존율을 나타내었다.
시험예 4
원료 쌀(찹쌀 100% 및 찹쌀과 맵쌀 50:50 혼합) 3 kg을 세척하여 15℃에서 2시간 침지한 후 1시간동안 물을 제거하고 증자기에서 1시간 동안 증자하여 고두밥을 만든다. 고두밥을 꺼내어 잘 펼쳐주면서 50℃까지 식히고, 식으면 발효통에 식은 고두밥과 물 4.5L에 상기 실시예 1에 따른 효모 균주 540 g을 접종하여 15℃에서 발효하여 약주를 제조한 후 유기산 함량을 측정하였고 이를 아래 표 2에 나타내었다.
약주의 유기산 함량을 분석하기 위하여 발효액을 메탄올과 증류수로 활성화 시킨 Sep-pack C18 cartridge와 0.45 μm membrane을 통과시킨 후, HPLC (Model 600E, Waters, Milford, MA, USA)와 RI detector (Model 410, Waters, Milford, MA, USA)를 사용하여 분석한다. 유기산 column은 Shodex RSpak KC-811 (
8.0 × 300 mm) (Showa Denko America Inc., New York, NY, USA)를 사용하고 column 온도는 40℃로 설정하며 mobile phase로는 0.1 N phosphoric acid를 사용하여 1.0 mL/min의 flow rate로 분석한다. 각 피크의 동정은 표준품의 retention time과 비교하며 함량은 피크의 면적으로 계산한다.
| Sample | Citric acid | Malic acid | Succinic acid | Lactic acid | Acetic acid |
| 찹쌀 100% | 4.43±0.00c | 0.49±0.00e | 2.12±0.02d | 0.17±0.02ab | 0.44±0.02a |
| 찹쌀 50% + 맵쌀 50% |
4.43±0.00c | 0.60±0.00c | 2.16±0.02cd | 0.20±0.02ab | 0.46±0.03a |
원료나 미생물의 발효작용으로 생성되는 유기산은 약주의 감미와 산미에 영향을 주는 주요성분으로, 유기산 중 젖산(lactic acid)과 구연산(citric acid)은 주류발효에 적합한 pH를 제공할 뿐만 아니라 청량감과 부드러운 신맛을 내는 역할을 하고, 호박산(succinic acid)은 밀가루와 쌀로 만든 막걸리의 주요 유기산 중 하나이며 탁주의 주요 맛 성분으로 감칠맛을 낸다. 또한, 약주의 유기산 성분은 일본의 청주와 마찬가지로 사과산(malic acid), 호박산, 젖산이 주를 이루며, 이러한 유기산류는 효모의 대사과정 중 알코올류와 반응하여 방향족 에스터 물질로 바뀌게 되어 술의 풍미에 많은 영향을 미치는 중요한 요소로 작용한다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 효모 혼합균주를 사용하여 약주 제조 시 찹쌀과 햅쌀을 혼합한 원료쌀을 사용하여 제조한 약주와 원료쌀로서 찹쌀만을 사용하여 제조한 약주를 비교한 결과, 구연산(citric acid)은 동일하게 나타났으며, 그 외 사과산(malic acid), 호박산(succinic acid), 젖산(lactic acid) 및 아세트산(acetic acid) 모두 찹쌀과 햅쌀을 혼합한 원료쌀을 사용하여 제조한 약주가 더 높게 포함하는 것으로 나타났다.
이를 통해, 본 발명에 따른 효모 혼합균주를 사용하여 약주 제조 시 원료쌀로서 찹쌀만을 사용할 때보다 찹쌀과 햅쌀을 혼합한 원료쌀을 사용할 경우, 보다 풍부한 풍미를 가지는 약주를 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.
이상으로 본 발명은 첨부된 실시예 및 비교예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Claims (12)
- 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 혼합한 것을 특징으로 하는, 약주 발효용 효모 혼합균주.
- 제1항에 있어서,
상기 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 5:5 내지 1:9(v/v)의 비율로 혼합한 것을 특징으로 하는, 약주 발효용 효모 혼합균주.
- 제1항에 있어서,
상기 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 혼합한 혼합균주와 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) OF5-20를 1:1 내지 2:1(v/v)의 비율로 혼합한 것을 특징으로 하는, 약주 발효용 효모 혼합균주.
- 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)를 5:5 내지 1:9(v/v)의 비율로 혼합하여 효모 혼합균주를 제조하는 균주 혼합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 효모 혼합균주에 건조보호제 및 부형제를 첨가한 후 송풍건조하는 건조단계;를 포함하며,
상기 건조보호제는 프룩토오스(fructose), 글루코오스(glucose), 말토오스(maltose), 라피노오스(raffinose), 수크로오스(sucrose) 및 트레할로오스(trehalose) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 당류와, 탈지유(skim milk)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 건조단계는,
상기 효모 혼합균주에 상기 탈지유 및 상기 당류를 각각 5 내지 15%(w／v) 함량으로 첨가하는 것을 특징으로 하는, 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 부형제는,
락토밀(lactomil)을 사용하며,
효모 혼합균주와 락토밀의 비가 1:3 내지 1:4가 되도록 첨가하는 것을 특징으로 하는, 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 락토밀(lactomil)은,
락토오즈(lactose)와 말토덱스트린(maltodextrin)을 8:2 내지 9:1로 포함하는 것을 특징으로 하는, 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 건조단계 후,
건조된 효모 혼합균주 분말에 인산 완충 용액(PBS), 염화나트륨(NaCl) 용액, 펩톤수(peptone water), 증류수(D.W.) 또는 이 중 적어도 하나 이상의 혼합액을 첨가하여 재수화하는 것을 특징으로 하는, 약주 발효용 효모 혼합균주 제조방법.
- 사카로미케스 케레비시아이(Saccharomyces cerevisiae) W153(KACC 93338P)과 피치아 쿠드리아브제비(Pichia kudriavzevii) N373(KACC 93340P)가 5:5 내지 1:9(v/v)의 비율로 혼합된 효모 혼합균주를 사용하여 찹쌀과 멥쌀이 소정 비율로 혼합된 원료쌀로 제조된 고두밥을 발효시켜 약주를 제조하는 것을 특징으로 하는, 약주 제조방법.
- 제10항에 있어서,
상기 원료쌀은 찹쌀과 멥쌀이 2:1 내지 1:2의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는, 약주 제조방법.
- 제10항에 있어서,
발효온도는 10 내지 20 ℃인 것을 특징으로 하는, 약주 제조방법.
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