KR20230106499A

KR20230106499A - 전분을 포함하는 고체 배지를 이용한 효모 배양방법

Info

Publication number: KR20230106499A
Application number: KR1020220175135A
Authority: KR
Inventors: 임태언; 백종현; 이계준; 임태준; 임소영
Original assignee: 주식회사 르빵
Priority date: 2022-01-04
Filing date: 2022-12-14
Publication date: 2023-07-13
Also published as: KR102491681B1

Abstract

본 발명은 전분을 포함하는 고체 배지 조성물 및 이를 이용한 효모 배양 방법에 관한 것으로, 본 발명의 전분을 포함하는 고체 배지 조성물은 일반적인 효모 제조 공정에서 원심분리, 세척 및 탈수 과정을 생략할 수 있어 종래의 효모 제공 공정 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 고체 배지에서 배양된 효모는 상용화된 빵 효모에 비하여 효모 특유의 이취가 감소되어, 빵의 풍미를 살리고 빵의 원재료의 맛과 향을 느낄 수 있으며, 상용화된 빵 효모에 비하여 우수한 발효력을 나타내므로 풍미가 우수하고 부드러운 식감의 빵을 제조할 수 있다. 본 발명의 고체 배지에서 배양된 효모는 생존력 및 보존력이 우수하기 때문에 유통이 용이하다는 장점이 있다. 또한 일반적인 액체 배양의 경우, 원심 분리에 의하여 효모를 분리하지만, 본 발명의 고체 배지를 이용하는 경우 효모를 배지와 분리할 필요없이 바로 사용할 수 있으므로, 배양된 효모의 모든 산물을 이용하고 또한 섭취가 가능하다는 장점이 있다.

Description

전분을 포함하는 고체 배지를 이용한 효모 배양방법{METHOD FOR CULTURING YEAST USING SOLID MEDIUM COMPRISING STARCH}

본 발명은 전분을 포함하는 고체 배지를 이용한 효모 배양방법에 관한 것이다.

미생물 배양에 있어서 원료물질로 탄소원, 질소원, 일반무기염류 등의 배지분이 사용되어지고 있으며, 탄소원, 질소원, 무기염류가 혼합된 형태의 추출물, 소화물 등이 사용되어지고 있다. 추출물로는 가장 많이 사용되는 것으로 효모 발효 추출물(yeast extract), 동물성 추출물로서 소고기 추출물(beef extract), 맥아 추출물(malt extract) 등이 있다.

소화물로는 펩톤 등의 가수분해산물로 단백질을 원료로 하여 산, 효소 등을 이용하여 아미노산 등의 미생물 필수 영양원으로 사용되어질 수 있는 물질로 제조된 것으로 우유, 콩, 육류, 미생물 등의 단백질 함유물질을 원료로 제조된다.

이러한 복합물질의 장점은 생체물질이 원료로 생체 발육에 필요한 여러 가지 비타민, 무기물, 탄소원, 질소원 등이 균형있게 포함되어 있어 미생물 배양용 배지 성분의 주원료로 사용되어지고 있다. 예로서 LB 배지(Luria-Bertani medium)의 경우 효모 추출물(Yeast extract)와 트립신에 의해 소화된 단백질 가수분해물인 트립톤이 포함되어 있으며, 효모 배양시 많이 사용되는 YM 배지도 효모 추출물과 맥아 추출물이 포함되어 있다.

이러한 추출물은 미생물 성장에 중요한 역할을 하며, 산업적 미생물 배양에 있어서 가장 중요한 성분이다.

빵에 쓰이는 상업용 이스트는 크게 두 가지로 분류할 수 있다.

생이스트(fresh yeast)는 배양액에서 분리한 이스트를 건조시키지 않는 이스트를 말한다. 수분 함량이 60% 이상이기 때문에 보존성이 낮다. 그래서 시중에서 구하기 쉽지 않아 보통 통신 판매나 제빵재료상에서 구입된다. 냉장 보관(0~7℃) 하여야 하며 10℃ 이상에서는 활성이 저하된다. 이스트를 압축 성형하여 블록 상태로 만든 압착 이스트(Compressed yeast)와 그렇지 않은 크림 이스트(Cream yeast)로 나뉜다. 압착 이스트는 수분 함량이 크림 이스트보다 좀 낮으며, 크림 이스트보다 좀 더 저장 온도 및 저장 기간이 긴 편이다. 압착 이스트를 사용시 다른 재료에 첨가하기 전 물에 녹여서 사용한다.

건조 이스트(dry yeast)는 배양액에서 분리한 이스트를 저온건조(냉동건조) 한 것이다. 수분 함량이 4~8%이기 때문에 보존성이 높고 사용이 간편하다. 제조법에 따라 활성 건조 이스트(Active dry yeast)와 인스턴트 이스트(Instant yeast)로 나뉜다. 인스턴트 이스트는 수분 보충을 필요로 하지 않고, 다른 재료에 바로 넣어 사용할 수 있다. 그러나 활성 건조 이스트는 사용 전에 약간의 설탕과 함께 이스트 중량의 4배의 온수를 넣어(반죽에 들어가는 물의 일부로 사용해야 한다.) 10~15분간 간수화 시킨다. 이후 거품이 나면 발효가 시작된 것으로 이 때 반죽에 넣는다.

대한민국 공개특허 제10-2020-0059089호

본 발명은 전분을 포함하는 고체 배지 조성물 및 이를 이용한 효모 배양 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전분을 포함하는 고체 배지 조성물을 제공한다.

상기 전분은 전분 과립, 구체적으로 전분 반죽의 과립일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 전분 과립은 전분 분말 및 액체 배지를 혼합하여 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 액체 배지는 배양하고자 하는 균주 배양액를 더 포함할 수 있으며, 상기 균주 배양액은 액체 배지 총 중량 대비 1 ~ 99 중량%를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 전분 과립은 20 ~ 60 메쉬일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 액체 배지는 전분 총 중량 대비 10 ~ 90 중량% 혼합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 액체 배지는 탄소원, 질소원, 무기염류 또는 생육 인자(growth factor)를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 전분은 고구마전분, 감자전분, 옥수수전분, 타피오카전분, 밀전분 및 그의 혼합물 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 고체 배지 조성물은 사카로마이시스 세르비시애(Saccharomyces cerevisiase), 사카로마이세스 칼스버겐시스(Saccharomyces carlsbergensis), 락토바실러스 쿠르바투스(Lactobacillus curvatus), 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 헬베티커스(Lactobacillus helveticus)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 미생물을 배양할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 고체 배지 조성물을 포함하는 고체 배지를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 고체 배지에 효모 배양액을 분사하는 단계를 포함하는 효모 배양 방법을 제공한다.

상기 분사되는 효모 배양액의 생균수는 10⁷ ~ 10¹⁰ CFU일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 분사되는 효모 배양액은 pH 4.0 ~ 5.0일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 분사되는 효모 배양액은 효모 배양액 자체일 수 있으나, 배양된 효모를 침전시키고, 상등액을 제거하여 증류수로 현탁하여 제조된 균주액일 수 있다.

상기 분사되는 효모 배양액은 고체 배지 총 중량 대비 1 ~ 20 중량% 분사될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 효모 배양 방법은 상기 효모 액체 배양액을 분사하는 단계 이후에, 분사된 미생물, 바람직하게는 효모를 배양하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 배양 시간은 1 ~ 4일일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 배양 시간은 상기 배양된 효모를 포함하는 고체 배지의 수분 함량이 50% 이하가 될 때까지 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 효모 배양 방법에 의하여 배양된 효모를 제공한다.

상기 고체 배지에서 배양된 효모는 제빵용인 효모일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 상기 고체 배지에서 배양된 효모는 상용화 효모에 비하여 이취가 감소한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전분을 포함하는 고체 배지 조성물은 일반적인 효모 제조 공정에서 원심분리, 세척 및 탈수 과정을 생략할 수 있어 종래의 효모 제공 공정 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 고체 배지에서 배양된 효모는 상용화된 빵 효모에 비하여 효모 특유의 이취가 감소되어, 빵의 풍미를 살리고 빵의 원재료의 맛과 향을 느낄 수 있으며, 상용화된 빵 효모에 비하여 우수한 발효력을 나타내므로 풍미가 우수하고 부드러운 식감의 빵을 제조할 수 있다.

본 발명의 고체 배지에서 배양된 효모는 생존력 및 보존력이 우수하기 때문에 유통이 용이하다는 장점이 있다.

또한 일반적인 액체 배양의 경우, 원심 분리에 의하여 효모를 분리하지만, 본 발명의 고체 배지를 이용하는 경우 효모를 배지와 분리할 필요없이 바로 사용할 수 있으므로, 배양된 효모의 모든 산물을 이용하고 또한 섭취가 가능하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1 균주(기탁번호 KCTC 14504BP)의 계통수를 나타낸 도면이다.

본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전분을 포함하는 고체 배지 조성물을 제공한다. 본 발명자는 이전 특허출원에서 밀가루 반죽을 포함하는 고체 배지 조성물에 대하여 개시한바 있다. 그러나 상기 밀가루 반죽의 경우에는 배지로 사용하기 위한 멸균 과정에서 밀가루가 굳어버리는 현상이 있어 효모가 제대로 배양되지 않는 단점이 있었다. 그러나 본 발명자는 전분의 경우에는 멸균 과정에서 반죽 그대로의 상태가 유지되는 것을 확인하여, 이를 효모의 배양에 사용하여 본 발명을 완성하였다.

전분이란, 다수의 α-글루코오스 분자가 글리코시드 결합에 의해 중합된 천연 고분자로, 상기 전분은 전분 과립 또는 전분 반죽 과립으로 전분 분말 및 액체 배지를 혼합하여 반죽을 제조하고 상기 반죽을 20 ~ 60 메쉬의 체로 걸러서 제조될 수 있다.

또한 상기 전분 반죽 제조시 첨가되는 액체 배지에는 고체 배지에서 배양하고자 하는 균주 배양액을 더 포함할 수 있다. 본 발명자의 실험에 의하면 전분 반죽 제조시 순수한 액체 배지를 사용하는 것에 비하여, 액체 배지에 배양하고자 하는 균주를 액체 배지에서 배양한 후 상기 액체 배지에 포함시키는 경우, 균주가 더 잘 배양되는 것을 확인할 수 있었다. 상기 균주 배양액은 액체 배지 총 중량 대비 1 ~ 99 중량%, 바람직하게는 1 ~ 50 중량%, 더욱 바람직하게는 1 ~ 30 중량% 포함될 수 있다.

따라서 상기 전분 과립은 효모가 자라기 위한 구조체, 담체로서 사용되고, 전분의 경우에는 식용이 가능하므로, 상기 고체 배지에서 효모가 배양된 이후에 배지와 효모를 분리할 필요가 없고, 고체 배지를 포함하는 효모 자체를 사용할 수 있는 장점이 있다.

상기 반죽 제조시 액체 배지는 전분 총 중량 대비 10 ~ 90 중량% 혼합될 수 있다. 가장 바람직하게는 전분 총 중량 대비 30 ~ 60 중량% 첨가될 수 있다. 상기 액체 배지가 30 중량% 미만 또는 60 중량% 초과하여 첨가되는 경우 반죽이 너무 단단해지거나 물러서 과립화가 어렵고, 또한 효모가 배양될 수 있는 환경을 제공할 수 없다는 단점이 있다. 바람직하게는 상기 전분 반죽의 수분 함량은 60 ~ 80%인 것이 바람직하다.

상기 액체 배지는 탄소원, 질소원, 무기염류 또는 생육 인자(growth factor)를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 고체 배지 조성물은 액체 배양된 효모를 분사하여 효모를 배양하는데 사용될 수 있다.

일반적인 효모 제조 공정은 종균배양 - 원료조제 - 본배양 - 원심분리 -세척 - 탈수 - 건조 순서로 이루어진다. 상기 효모 제조 공정은 본배양 단계에서 정체기(stationary phase)의 상태로 효모의 분열과 사망이 동일한 비율로 일어나는 단계이다. 따라서 죽은 효모나 건강하지 않은 효모에 의하여 퀴퀴한 냄새를 풍기게 된다.

상기 본배양 단계의 효모 배양액을 액체 배지로 희석하여 본 발명의 고체 배지 조성물에 골고루 분사하게 되면, 상기 분사된 효모는 상기 고체 배지 조성물에서 다시 재배양될 수 있어, 재배양 과정에서 건강한 효모만을 생이스트 제조에 사용될 수 있으며, 동시에 상기 재배양 과정에서 건조 과정이 수행될 수 있어 상기 (원심분리 -세척 - 탈수) 공정을 생략할 수 있으므로 생효모의 제조 비용을 절감할 수 있다.

상기 탄소원은 포도당, 유당, 과당, 당밀, 맥아당 및 설탕으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 질소원은 유기 질소원으로 소고기 추출물(beef extract), 효모 추출물(yeast extract), 펩톤(peptone), 맥아 추출물(malt extract), 트립톤(tryptone), 콩가루(soybean meal), 옥수수 침출액(corn steep liquor); 무기 질소원으로는 NaNO₂, KNO₃, NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄, (NH₄)₂HPO₄ 및 urea로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 무기 염류는 황산구리(CuSO₄), 황산마그네슘(MgSO₄), 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 인산일수소칼륨(K₂HPO₄), 인산이수소칼륨(KH₂PO₄), 황산칼륨(K₂SO₄), 황산 아연(ZnSO₄), 염화칼슘(CaCl₂) 및 염화철(FeCl₂(Ⅱ))로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 생육 인자는 니코틴산(nicotinic acid), 비오틴(biotin), 이노시톨(inositol), 티아민 하이드로클로라이드(thiamine HCl), 폴산(folic acid) 및 아스코르브산(ascorbic acid)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 고체 배지 조성물은 사카로마이시스 세르비시애(Saccharomyces cerevisiase), 사카로마이세스 칼스버겐시스(Saccharomyces carlsbergensis), 락토바실러스 쿠르바투스(Lactobacillus curvatus), 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 헬베티커스(Lactobacillus helveticus)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 미생물을 배양할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 효모 배양액은 미생물, 바람직하게는 효모를 진탕 배양한 것으로, 상기 분사되는 효모 배양액의 생균수는 10⁷ ~ 10¹⁰ CFU일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 분사되는 효모 배양액은 pH 4.0 ~ 5.0, 바람직하게는 pH 4.0 ~ 4.5일 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 효모 배양액은 균주 배양액 자체일 수 있으나, 배양된 효모를 침전시키고, 상등액을 제거하여 증류수로 현탁하여 제조된 균주액일 수 있다.

상기 균주액도 상기 효모 배양액과 마찬가지로 pH 4.0 ~ 5.0, 바람직하게는 pH 4.0 ~ 4.5일 수 있다.

상기 효모 배양액 또는 균주액의 pH를 4.0 ~ 5.0로 조정하는 것은 전분 반죽 제조시 별도의 멸균 과정을 거치지 않기 때문에, pH 조절을 통하여 다른 균주가 자라지 못하도록 하기 위함이다. 본 발명자의 실험에 의하면 전분 반죽을 제조한 후, 오토클레이브를 통하여 멸균을 실시하는 경우 전분 반죽이 묽어지고 서로 응집되어 과립을 형성할 수 없었다.

구체적으로 효모 배양방법은 효모를 종균 배양하는 단계; 상기 종균 배양된 효모를 충분한 시간동안 본배양하는 단계; 상기 효모 배양액을 본 발명의 고체 배지에 분사하는 단계; 효모를 재배양하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 배양된 효모는 고체 배지에서 배양된 상태로 건조되어 포장과 함께 상품화가 가능하다.

상기 분사되는 효모 배양액은 고체 배지 총 중량 대비 1 ~ 20 중량%, 바람직하게는 5 ~ 15 중량%, 가장 바람직하게는 10 중량%가 분사될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 효모를 재배양하는 단계에서 배양 시간은 1 ~ 4일일 수 있다. 상기 배양 시간은 고체 배지의 수분 함량이 50% 이하가 될 때까지 수행되는 것이 바람직하다. 본 발명자의 실험에 의하면, 재배양 단계에서 2 ~ 3일 배양하는 경우 수분 함량이 50% 이하가 되고 생균수가 1 x 10¹⁰ CFU 이상으로 배양되어 상품화가 가능한 수준으로 배양되는 것을 확인하였다.

효모를 생효모로 상품화 하기 위해서는 생균수가 1 x 10¹⁰ CFU 이상이 되어야할 뿐만 아니라 수분의 함량이 50% 이하가 되어야 한다.

그러나 본 발명의 고체 배지를 사용하는 경우에는 별도의 건조과정을 거치지 않고도, 재배양 단계에서 건강한 효모만이 남게 되고, 동시에 건조 과정이 수행될 수 있어 상기 (원심분리 -세척 - 탈수) 공정을 생략할 수 있으므로 효모의 배양 및 제조 비용을 절감할 수 있다.

따라서 본 발명의 고체 배지를 이용하여 효모를 배양하는 경우, 재배양 단계 이후에 바로 상품화를 위한 제형화 작업이 수행될 수 있어, 기존의 생효모 제조방법에 비하여 월등하게 공정이 간단하고 따라서 생효모의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

본 발명자의 실험 결과에 의하면 본 발명의 고체 배지에서 효모는 다시 재배양된다는 것을 알 수 있으며, 이와 같은 재배양 단계에 의하여 건강한 효모만 남게 되고, 최종적으로 건강한 효모만으로 생효모를 제조할 수 있게 된다.

상기 효모는 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1 균주(기탁번호 KCTC 14504BP)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명에서 사용되는 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1 균주(기탁번호 KCTC 14504BP)는 상용화된 빵 효모에 비하여 효모 특유의 이취가 감소된 균주로 빵의 풍미를 살리고, 상용화된 빵 효모와 유사한 발효력을 나타내므로 풍미와 식감이 우수한 빵을 제조할 수 있다.

상기 균주는 본 발명자가 통밀로부터 분리한 신규한 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) 균주로, 동정 결과 사카로마이세스 세레비제(Saccharomyces cerevisiae) 균주에 속했으며 본 발명자는 이를 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1로 명명하고 한국생명공학연구원에 2021년 03월 22일자로 기탁하여 기탁번호를 KCTC 14504BP로 부여받았다.

상기 균주는 [서열 번호 1]의 18s rRNA 서열을 포함한다.

상기 균주는 상용화된 효모에 비하여, 효모 특유의 이취가 감소된 효과를 나타낸다. 본 발명자의 실험에 의하면, 20시간 균주를 배양한 후에 이소부티르산 함량을 측정한 결과, 본 발명 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1 균주는 상용화된 빵 효모에 비하여 이소부티르산 함량이 매우 적은 것을 확인할 수 있었다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 효모 배양 방법에 의하여 배양된 효모를 제공한다. 상기 고체 배지에서 배양된 효모는 제빵용인 효모일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 상기 고체 배지에서 배양된 효모는 상용화 효모에 비하여 이취가 감소한 것을 특징으로 한다.

상기 효모는 이소부티르산 함량이 매우 적기 때문에 효모 특유의 이취가 일반 상용화된 효모에 비하여 적어 빵 재료가 가지고 있는 고유의 맛과 풍미를 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 효모로 제조된 반죽의 발효 팽창력이 현재 시중에서 판매되고 있는 효모에 비하여 우수하기 때문에 본 발명의 효모에 의하여 제조된 빵은 이취가 감소하고 식빵의 조직감, 맛 및 전체적인 기호도가 우수한 것을 확인할 수 있었다.

[균주의 분리]

효모 균주를 분리하기 위하여 분리원으로는 통밀을 사용하였으며, 멸균된 YM 액체 배지(0.3% 효모추출물, 0.3% 맥아추출물, 0.5% 펩톤, 1.0% 포도당) 45ml에 통밀가루 5g을 넣도 30℃에서 48시간동안 정치배양하였다.

이후 YM 액체 배지에서 배양한 미생물을 YM 고체 배지에 묻히고 평판배지 표면 위에 도말한 후 30℃에서 72시간 배양하여 생육된 콜로니를 분리하였다.

상기 단일 콜로니를 멸균된 YM 액체 배지 500ml에서 배양하고, 피험자 10명에게 관능시험을 실시하여, 효모특유의 냄새가 적은 균주를 선별하였으며, 본 발명자는 이 분리 균주에 대하여 18s rRNA 동정을 수행한 결과 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)로 동정되었다.

본 발명자는 상기 균주를 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1로 명명하고 한국생명공학연구원에 2021년 03월 22일자로 기탁하였다(기탁번호 KCTC 14504BP).

사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1의 18s rRNA 서열을 아래와 같다:

[서열 번호 1]

AGGTCCTCATGTCTAGTATAGCATTTATACAGTGAAACTGCGAATGGCTCATTAAATCAGTTATCGTTTATTTGATAGTTCCTTTACTACATGGTATAACTGTGGTAATTCTAGAGCTAATACATGCTTAAAATCTCGACCCTTTGGAAGAGATGTATTTATTAGATAAAAAATCAATGTCTTCGGACTCTTTGATGATTCATAATAACTTTTCGAATCGCATGGCCTTGTGCTGGCGATGGTTCATTCAAATTTCTGCCCTATCAACTTTCGATGGTAGGATAGTGGCCTACCATGGTTTCAACGGGTAACGGGGAATAAGGGTTCGATTCCGGAGAGGGAGCCTGAGAAACGGCTACCACATCCAAGGAAGGCAGCAGGCGCGCAAATTACCCAATCCTAATTCAGGGAGGTAGTGACAATAAATAACGATACAGGGCCCATTCGGGTCTTGTAATTGGAATGAGTACAATGTAAATACCTTAACGAGGAACAATTGGAGGGCAAGTCTGGTGCCAGCAGCCGCGGTAATTCCAGCTCCAATAGCGTATATTAAAGTTGTTGCAGTTAAAAAGCTCGTAGTTGAACTTTGGGCCCGGTTGGCCGGTCCGATTTTTTCGTGTACTGGATTTCCAACGGGGCCTTTCCTTCTGGCTAACCTTGAGTCCTTGTGGCTCTTGGCGAACCAGGACTTTTACTTTGAAAAAATTAGAGTGTTCAAAGCAGGCGTATTGCTCGAATATATTAGCATGGAATAATAGAATAGGACGTTTGGTTCTATTTTGTTGGTTTCTAGGACCATCGTAATGATTAATAGGGACGGTCGGGGGCATCAGTATTCAATTGTCAGAGGTGAAATTCTTGGATTTATTGAAGACTAACTACTGCGAAAGCATTTGCCAAGGACGTTTTCATTAATCAAGAACGAAAGTTAGGGGATCGAAGATGATCAGATACCGTCGTAGTCTTAACCATAAACTATGCCGACTAGGGATCGGGTGGTGTTTTTTTAATGACCCACTCGGCACCTTACGAGAAATCAAAGTCTTTGGGTTCTGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGGAAACTCACCAGGTCCAGACACAATAAGGATTGACAGATTGAGAGCTCTTTCTTGATTTTGTGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGTGATTTGTCTGCTTAATTGCGATAACGAACGAGACCTTAACCTACTAAATAGTGGTGCTAGCATTTGCTGGTTATCCACTTCTTAGAGGGACTATCGGTTTCAAGCCGATGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGACGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTACACTGACGGAGCCAGCGAGTCTAACCTTGGCCGAGAGGTCTTGGTAATCTTGTGAAACTCCGTCGTGCTGGGGATAGAGCATTGTAATTATTGCTCTTCAACGAGGAATTCCTAGTAAGCGCAAGTCATCAGCTTGCGTTGATTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTAGTACCGATTGAATGGCTTAGTGAGGCCTCAGGATCTGCTTAGAGAAGGGGGCAACTCCATCTCAGAGCGGAGAATTTGGACAAACTTGGTCATTAGAGAACAAAAGTAGAAACCGC

실시예 1. 전분 반죽 과립을 포함하는 고체 배지를 이용한 LE PAIN2021-1 효모 배양

*YM 액체배지(Yeast Extract 3.0g, Malt Extract 3.0g, Peptone 5.0g, Dextrose 10.0g Per Liter)를 제조하고, 상기 제조된 YM 액체배지를 오토클레이브(Auto clave) 121℃ 1기압(15 psi)에서 15분동안 멸균한다.

전분 분말 70g 에 상기 멸균된 YM 액체배지 30g 를 넣고 반죽한다. 상기 전분 반죽을 20 ~ 60 메쉬의 체를 이용하여 과립화한다.

상기 분리된 균주 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1을 멸균시킨 YM 액체배지(Yeast Extract 3.0g, Malt Extract 3.0g, Peptone 5.0g, Dextrose 10.0g Per Liter) 50ml에 백금이를 이용해 넣어준 후, shaking incubator에서 온도 30℃, 200 rpm으로 48시간 배양하였다. 생균수가 10⁸ ~ 10⁹ CFU가 되면, 원심분리하여 상기 균주를 침전시키고, 상등액을 제거하였다. 상기 침전된 균주를 50ml의 증류수로 현탁시키고, 0.1N HCl로 pH를 4.0 ~ 4.5로 조정하여 균주액을 제조하였다.

상기 전분 반죽 과립 100g을 플레이트에 펼치고, 10g의 균주액을 2시간마다 분사하면서, 30℃의 온도, 산소 조건에서 48 ~ 72시간 배양하였다. 상기 배양은 전분 고체 배지의 수분 함량이 50% 이하가 될 때까지 수행되었다

실시예 2. 20 메쉬 미만의 전분 분말을 포함하는 고체 배지를 이용한 LE PAIN2021-1 효모 배양

상기 전분 반죽을 20 메쉬 미만의 체를 이용하여 과립화하여, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 효모를 배양하였다.

실시예 3. 60 메쉬 초과의 전분 분말을 포함하는 고체 배지를 이용한 LE PAIN2021-1 효모 배양

상기 전분 반죽을 60 메쉬 초과의 체를 이용하여 과립화하여, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 효모를 배양하였다.

실시예 4.

YM 액체배지(Yeast Extract 3.0g, Malt Extract 3.0g, Peptone 5.0g, Dextrose 10.0g Per Liter)를 제조하고, 상기 제조된 YM 액체배지를 오토클레이브(Auto clave) 121℃ 1기압(15 psi)에서 15분동안 멸균한다.

상기 분리된 균주 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1을 멸균시킨 YM 액체배지(Yeast Extract 3.0g, Malt Extract 3.0g, Peptone 5.0g, Dextrose 10.0g Per Liter) 50ml에 백금이를 이용해 넣어준 후, shaking incubator에서 온도 30℃, 200 rpm으로 48시간 배양하였다. 생균수가 10⁸ ~ 10⁹ CFU가 되면, 새로운 멸균 YM 액체배지에 배양액을 9:1의 중량비로 혼합하였다.

*전분 분말 70g 에 균주 혼합 YM 액체배지 30g 를 넣고 반죽한다. 상기 전분 반죽을 20 ~ 60 메쉬의 체를 이용하여 과립화한다.

상기 전분 반죽 과립 100g을 플레이트에 펼치고, 실시예 1의 균주액 10g을 2시간마다 분사하면서, 30℃의 온도, 산소 조건에서 48 ~ 72시간 배양하였다. 상기 배양은 전분 고체 배지의 수분 함량이 50% 이하가 될 때까지 수행되었다.

비교예. 전분 반죽 과립을 포함하는 고체 배지를 이용한 일반 효모 배양

사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1 대신에, 상용화된 일반 제빵 효모를 사용하여, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 효모를 배양하였다.

<실험예>

1. 고체 배지의 사카로마이세스 세레비지에 배양 능력 평가

고체 배지의 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) 배양 능력 평가는 생균수로 측정하였다.

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예에서 배양된 효모 고체 배지 10 g을 취하여 멸균수 90 mL을 첨가하여 단계별로 희석하여 MRS broth agar 배지에 20 μL 도말한 후, 30℃ 항온배양기에서 24시간 배양한 후의 생균수를 CFU(colony forming unit)/ml 로 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예
생균수(CFU/ml)	2.5 x 10¹⁰	1.6 x 10⁸	1.5 x 10⁷	3.2 x 10¹⁰	1.8 x 10¹⁰

상기 [표 1]을 참고하면, 실시예 1 내지 4 중 실시예 1 및 실시예 4의 고체 배지에서 효모가 가장 잘 배양되는 것을 확인할 수 있다. 실시예 1의 경우 전분 반죽 과립의 크기가 20 ~ 60 메쉬인 것으로, 이정도의 과립 크기인 경우에 과립 사이의 공극을 통하여 산소 공급이 원활하고, 효모가 배양될 수 있는 적절한 표면적을 제공한다고 할 수 있다. 실시예 2의 경우에는 실시예 1보다 전분 반죽 과립의 크기가 큰 것으로 효모가 배양될 수 있는 적절한 표면적을 제공하지 못하는 것으로 판단되고, 실시예 3의 경우에는 실시예 1보다 전분 반죽 과립의 크기가 작은 것으로 산소 공급이 원활하지 않을 뿐만 아니라, 반죽이 서로 뭉치는 현상이 발견되어 효모가 배양되기에 적절하지 않은 환경을 제공하는 것으로 판단된다.

비교예의 경우에는 실시예 1보다는 생균수가 적지만, 제빵용 효모로 제품화하기에 적절한 생균수인 10¹⁰ CFU까지 배양되는 것을 확인하였는바, 본 발명의 고체 배지는 본 발명자가 동정한 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1 균주뿐만 아니라, 다른 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) 균주의 배양을 위해서 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

실시예 4의 경우 전분 반죽 제조시 균주가 포함된 YM 배지를 이용하므로, 전분 반죽 과립 내부에도 균주가 포함되어 전분 반죽 전체에서 골고루 균주가 배양되어, 실시예 1보다 균주 배양 능력이 우수한 것으로 판단된다.

2. 이소부티르산 함량의 측정

효모 특유의 이취의 원인으로 되는 물질은 다양한 화합물로 이루어지고, 1종류의 화합물로 한정하는 것은 곤란하지만, 부패 냄새를 가지는 직쇄지방산으로서 알려져 있는 이소부티르산이 원인물질의 하나로 추측된다.

사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1 균주로부터 수득된 효모의 이소부티르산 함량을 측정하기 위하여, 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예에서 배양된 효모 고체 배지 20g을 500ml 삼각플라스크로 YM 액체 배지 100ml에서 30℃ 20시간 배양하고, 배양액을 3,000rpm, 5분간 원심분리하여 상등액을 제거하고, 증류수로 2회 세정하였다.

이후 침전 균체에 20ml의 증류수를 첨가하고, 초음파고 분쇄한 후, 10,000rpm, 10분의 원심분리한 후, 상등액의 이소부티르산 함량을 가스크로마토그래피로 측정하였으며, 상용화된 빵 효모(비교예)를 위와 같은 방법으로 이소부티르산 함량을 측정하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예	상용화 빵 효모
이소부티르산 함량(ppm)	78	75	73	80	206	564

상기 [표 2]를 참고하면, 실시예 1 내지 4와 비교예를 비교하면, 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) LE PAIN2021-1 균주의 경우 효모 특유의 이취가 감소하는 특징을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예를 참고하면, 상용화된 빵 효모를 본 발명의 전분 고체 배지에서 배양하는 경우에 상용화된 빵 효모에서도 이취가 감소하는 특징이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

일반적으로 상용화된 빵 효모의 경우 액체 배양 방식으로 대량 생산되므로, 배양 단계에서 노화된 효모나 효모 사멸에 의한 노폐물 등을 제거할 수가 없어 이취가 발생하게 된다.

그러나 본 발명의 고체 배지에서 배양된 효모의 경우 대량으로 효모를 배양하더라도 효모의 생존력이 증가하여 건강한 효모의 비율이 증가하므로 액체 배양 방식으로 배양된 효모에 비하여 이취가 감소하는 것으로 판단된다.

3. 제빵 적용성 평가

초강력 밀가루 300g, 중력 밀가루 700g, 몰트 10g, 버터 80g, 설탕 50g, 소금 20g, 우유 780g 및 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예의 고체 배지에서 배양된 효모, 상용화된 제빵용 효모 40g을 스파이럴 믹서에 넣고 저속 3분 중속 6분 저속 1분동안 반죽한 후 반죽의 최종온도가 27℃가 되도록 혼합하였다.

상기 혼합물을 27℃ 상대습도 75 ~ 80% 발효기에 넣어 3시간 숙성시켰다. 숙성 후 160g으로 분할하여 둥글리기를 하고 15분동안 27℃ 상대습도 75 ~ 80% 발효기에 넣어 벤치타임을 주고 밀대로 밀어 성형하여 식빵 케이스에 넣고 37℃ 상대습도 75 ~ 80% 발효기에서 60분간 발효 후 윗불 180℃, 아랫불 210℃ 오븐에서 30분간 구웠다.

반죽의 발효 팽창력 측정은 반죽 10 g을 50 mL Falcon tube에 담아 편평하게 한 후, 발효조건(온도 30℃, 습도 80%, 40분)과 동일한 상태에서 90분 후에 부피변화를 기록하였다(Lee SH 2015).

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예	상용화 빵 효모
발효 팽창력(mL)	64	45	34	70	50	45

상기 [표 3]을 참고하면, 본 발명의 실시예 1 및 실시예 4의 효모로 제조된 반죽의 발효 팽창력이 현재 시중에서 판매되고 있는 효모에 비하여 우수한 것을 확인할 수 있었다. 실시예 2 및 3의 경우에는 실시예 1 및 4에 비하여 발효력이 떨어지는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 고체 배지에서 배양된 생균수가 적기 때문에 발생하는 것으로 예상된다.

비교예의 경우에도 현재 시중에서 판매되고 있는 효모에 비하여 발효력이 우수한 것을 확인할 수 있는데, 효모를 액체 배양 방법으로 배양하는 것에 비하여 본 발명의 고체 배지로 배양하는 경우에 더욱 건강한 효모를 배양할 수 있음을 나타낸다.

실시예 4의 경우 실시예 1에 비하여 조금 더 우수한 발효 팽창력을 나타내었으며, 이는 고체 배지의 사카로마이세스 세레비지에 배양 능력 평가 결과에 의한 것으로 판단된다.

4. 관능 평가

상기 제조된 식빵의 관능 평가를 위하여, 남녀 10명(남 5명/여 5명)을 선정하여 냄새(이취 정도), 조직감(부드러움), 맛 및 전체 기호도에 대하여 10점 기호 척도법으로 평가하였다. 평가는 매우 좋다 10점, 좋다 7점, 보통이다 5점, 싫다 3점, 매우 싫다 1점으로 평가하였다. 냄새의 경우 이취가 나는 대상군에 낮은 점수를 부여하도록 하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예	상용화 빵 효모
냄새(이취 정도)	9.01 ± 1.34	8.86 ± 0.86	8.96 ± 1.40	9.23 ± 1.31	7.98 ± 1.22	7.35 ± 0.66
조직감(부드러움)	9.42 ± 0.42	8.56 ± 1.84	7.85 ± 0.66	9.65 ± 0.87	8.87 ± 1.36	8.51 ± 1.42
맛	9.14 ± 0.78	8.15 ± 1.08	7.56 ± 0.06	9.30 ± 0.64	8.12 ± 1.04	7.12 ± 1.04
전체 기호도	9.31 ± 1.24	8.28 ± 0.66	8.02 ± 1.86	9.56 ± 1.84	8.32 ± 1.44	7.95 ± 0.34

상기 [표 4]를 참고하면, 본 발명의 실시예 1 ~ 4의 효모로 제조된 식빵이 다른 식빵에 비하여 이취가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 1 및 4의 효모로 제조된 반죽의 발효 팽창력이 다른 효모로 제조된 반죽에 비하여 우수하기 때문인지, 식빵의 조직감 역시 실시예 1 및 4의 효모로 제조된 식빵에서 우수한 것으로 평가되었다.

따라서 실시예 1 및 4의 효모로 제조된 식빵의 경우 다른 효모로 제조된 식빵에 비하여 맛과 전체적인 기호도가 우수하다고 평가되었다. 이는 실시예 1 및 4의 효모로 제조된 식빵의 경우 효모 특유의 이취가 없고 나아가 우수한 발효팽착력에 의하여 조직감이 우수(부드럽다)하기 때문에 맛과 전체적인 기호도에서 우수한 평가를 받을 수 있었던 것으로 판단된다.

실시예 4의 경우 실시예 1에 비하여 조금 더 우수한 관능 평가 결과를 얻었는데, 이는 고체 배지의 사카로마이세스 세레비지에 배양 능력 평가 결과에 의한 것으로 판단된다.

한국생명공학연구원

KCTC14504BP

20210322

Claims

전분을 포함하는 고체 배지에 효모 배양액을 분사하는 단계를 포함하고,
상기 효모는 사카로마이시스 세르비시애(Saccharomyces cerevisiase) LE PAIN2021-1 균주(기탁번호 KCTC 14504BP)이고, 상기 균주는 20시간 배양 후 균체 중 이소부티르산 함량이 68 ppm인 것을 특징으로 하는, 효모 배양 방법.
제1항에 있어서,
상기 효모 배양액은 생균수가 10⁷ ~ 10¹⁰ CFU인 효모 배양 방법.
제1항에 있어서,
상기 효모 배양액은 pH 4.0 ~ 5.0인 효모 배양 방법.
제1항에 있어서,
상기 효모 배양액은 고체 배지 총 중량 대비 1 ~ 20 중량% 분사되는 효모 배양 방법.
제1항에 있어서,
상기 효모 액체 배양액을 분사하는 단계 이후에, 분사된 미생물을 배양하는 단계를 더 포함하는 효모 배양 방법.
제5항에 있어서,
배양 시간은 1 ~ 4일인 효모 배양 방법.
제5항에 있어서,
배양 시간은 고체 배지의 수분 함량이 50% 이하가 될 때까지 수행되는 효모 배양 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 효모 배양 방법에 의하여 배양된 효모,