Isolation and Characterization of Wild Yeasts for Improving Liquor Flavor and Quality

주류의 풍미 및 품질 향상을 위한 야생 효모의 분리 및 특성분석

Abstract

It has been known for some time to the wine industry that non-Saccharomyces yeasts play an important role in increasing volatile components through the secretion of extracellular enzymes. The objective of this study was to investigate what types of enzymes are produced by 1,007 non-Saccharomyces yeast strains isolated from Korean fermented foods. Among 1,007 yeast strains, the 566, 45 and 401 strains displayed β-glucosidase, glucanase and protease activity, respectively. In addition, the 563 and 610 strains possessed tolerances against cerulenin and TFL, and the 307 strain was tolerant to 15% ethanol. Yeasts producing harmful biogenic amines and hydrogen sulfide were excluded from further study, and eventually 12 yeast strains belonging to the genera Wickerhamomyces, Hanseniaspora, Pichia, Saccharomyces were identified, based on the 26S rRNA gene sequences. Among the 12 strains, the 9 and 5 strains possessed glucose and ethanol tolerance, respectively. Yeasts belonging to the genus Saccharomyces produced more than 8% alcohol, but non-Saccharomyces yeasts produced only 3% alcohol.

non-Saccharomyces 효모는 야생효모로서, 다양한 효소를 세포 밖으로 분비하여 와인의 향기 성분 증가에 중요한 영향을 준다고 알려져 있다. 본 연구에서는 한국의 발효식품에서 분리된 효모 1,007주의 세포외 효소 활성을 조사하였다. 그 결과, β-glucosidase 566, glucanase 45, protease 401로 나타났으며, AA decarboxylase 활성 균주는 각 아미노산 별로 His 69, Tyr 306, Phe 171, Trp 23, Lys 197, Leu 198 균주로 나타났다. Cerulenin 과 TFL 내성 균주는 각각 563, 610주로, 15% 에탄올 내성 균주는 307주로 나타났다. 황화수소 생성균은 500주로 조사되었다. AA decarboxylation와 황화수소 저생성 균주 중 유용 효모 12 균주를 선발하여 26S rDNA 염기서열을 분석한 결과, C. tropicalis, H. opuntiae, H. uvarum, P. kudriavzevii, S. cerevisiae, W. anomalus로 각각 동정되었다. 12주의 효모 중 당 내성 우수 균주는 9주이며, 알코올 내성 우수 균주는 5 균주로 나타났다. 알코올 발효능은 Saccharomyces 효모는 8% 이상으로 나타났으며, non-Saccharomyces 효모는 3% 내외로 나타났다.

서 론

우리나라의 전통주는 주로 찹쌀이나 멥쌀을 원료로 하고 누룩을 발효제로 사용하여 만들어진다. 전통주는 담금 후, 누룩 중의 미생물에 의한 효소작용으로 원료 성분이 분해되어 당분, 아미노산, 유기산 등이 생성된다. 그리고 효모나 젖산균 등의 미생물에 의한 알코올 발효로 휘발성 향미 성분이 생성되어 색과 함께 품질의 조화를 이룬다[22].

전통주의 담금 과정 중 미생물학적 변화에 대한 연구는 지금까지 많은 연구자들에 의하여 진행되었으며, Seo 등[21]은 탁·약주 발효과정 중의 미생물 균총 변화를, Lee 등[14, 15]은 효모 종류를 달리하여 탁주 술덧의 품질특성과 향기성분을, Kim [12]은 증자와 무증자 탁·약주의 품질특성과 발효 미생물 분석을 연구하였다. 또한 Kwon 등[13]은 PCRDGGE 법을 이용한 막걸리 발효 중의 미생물 다양성을 조사한 결과, Pichia kudriavzevii, Saccharomyces cerevisiae, Asidia idahoensis, Kluyveromyces marxianus, Saccharomycopsis fibuligera 및 Torulaspora delbrueckii로 6종이 주요 효모로 나타났으며, 우점 효모는 배양 2일까지 Pichia kudriavzevii가 이후에는 Saccharomyces cerevisiae로 나타났다고 보고하였다.

최근 와인 제조 분야에서는 S. cerevisiae가 아닌 non-Saccharomyces 효모에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. non-Saccharomyces 효모는 포도밭에서 기인한 야생효모이며, 다양한 효소를 세포 밖으로 분비함으로써 와인의 향기성분 증가에 중요한 영향을 준다고 알려져 있다[3]. 와인제조사 및 미생물학자들은 non-Saccharomyces 효모가 와인의 관능적 특성에 관여하고 있음을 인지하고, 산업적 응용에 대한 관심을 가지고 있다[4]. non-Saccharomyces 효모의 일부 종과 S. cerevisiae와의 혼합 발효를 통해 와인의 품질을 향상 시킨 연구 결과도 보고되었다[4]. 발효능이 낮은 레몬형 효모인 Hanseniaspora uvarum와 이의 무성세대인 Kloeckera apiculata는 포도 과피 표면에 가장 많이 존재하는 미생물이며, 와인의 알코올 발효 초기에 우점종으로 작용하는 것으로 관찰되었다[6]. 이러한 효모들은 와인의 휘발성 향기성분 생성에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다[4]. 국내 연구진에 의해 non-Saccharomyces인 Pichia anomala Y197-13으로 막걸리 품질 향상을 위한 연구가 수행되었다[11].

일본의 대표 술인 사케의 향기성분 중 isoamyl acetate는 과일 향과 달콤한 향을 내는 주요 성분이며, 이것은 alcohol acetyltransferase와 esterase의 가수분해에 의해 isoamyl alcohol과 acetyl coenzyme A의 합성물질로 알려져 있다[28]. Isoamyl alcohol은 leucine 생합성 과정의 전구물질로 α-ketoisocaproate로부터 생성된다[10]. Leucine 생합성 과정에서 α-isopropyl malate 생합성 효소(α-IPM)가 L-leucine의 양이 많을 때 피드백 억제에 의해 조절되어 α-isopropyl malate에서 α-kotoisovalerate로의 변환을 촉진한다[2]. 이러한 경우 isoamyl alcohol 합성이 감소된다. 효모중에서 α-IPM의 피드백 조절을 상실되어 L-leucine이 과생산되는 균주는 에스테르와 고급 알코올류의 생산이 증가하여 isoamyl alcohol과 isoamyl acetate 또한 증가한다. 이러한 균주의 탐색법은 5,5,5-trifluor-DL-leucine (TFL) 즉 L-leucine 유사물질에 미생물을 노출시켜 저항성 균주를 선발하는 것으로 보고되었다[1]. 최근에 L-leucine 피드백 조절이 제거된 LEU4 유전자(α-IPM) 돌연변이 균주는 isoamyl alcohol을 고생산하는 것으로 나타난 연구 결과도 보고되었다[19].

효모가 내는 또 다른 중요한 향기성분은 에스테르인 ethyl caproate이다[28]. 이 물질의 축적과 합성은 전구체(ethanol, caproic acid), alcohol acyl transferase와 esterase 효소의 존재에 달려 있다[25]. 지방산 생합성은 cerulenin에 의해 억제되는 지방산 생합성 효소에 의해 촉진되며, 지방산 고생성 균주의 탐색은 cerulenin 저항성 균주를 탐색하는 것으로 알려져 있다[8].

본 연구의 목적은 발효식품에서 분리된 효모의 특성 연구를 통해, 우리술의 품질 향상을 위한 우수한 효모 종균의 다양성을 확보하고자 하였다. 따라서 효모의 세포외 효소인 β-glucosidase, glucanase, protease, amino acid decarboxylase 등을 조사하였으며, 에탄올 내성, 황화수소 생성능 등 효모의 환경내성을 탐색하였다. 또한 효모의 경우, 아미노산 생합성 및 지방산 생합성 경로를 통해 고급 알코올류, 향기성 에스테르 계열의 물질을 생산하는데 이 생합성 경로 저해제에 대해 내성을 가지는 균주를 발굴함으로써, 향기가 뛰어난 것으로 예상되는 효모 생물자원 12 균주를 확보하였다.

 

재료 및 방법

효모 균주 및 사용 시약

본 실험에 사용한 효모는 전국에서 수집한 발효액 등의 발효식품 126점에서 1,007주를 분리하여 사용하였다. 비교 균주로 시판효모인 Fermivin (Sacchromyces cerevisiae, Gist Brocades, Denmark), Frootzen (Pichia kluyvery, Chr. Hansen, Denmark)를 사용하였다.

배지 및 효소활성 분석

수집된 발효식품 (10 g)을 0.85% NaCl (90 ml) 용액에 현탁하여 tYPD (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose, 0.0018% tartaric acid) 한천 배지[16]에 100 μl 도말하여 30°C에서 48시간 배양하였다. 배양된 효모의 집락 모양, 크기, 색깔 등 형태적 특징을 관찰하여 서로 다른 균주를 YPD (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose) 한천 배지를 사용하여 순수분리 하였다. 순수 분리된 효모는 YPD 액체 배지에 배양 후, glycerol를 20% 함유하도록 첨가하여 80°C에서 보관하여 실험에 사용하였다.

분리효모의 β-glucosidase (EC 3.2.1.21.), glucanase (EC 3.2.1.6.), protease (EC 3.4.), amino acid decarboxylase (EC 4.1.1.) 활성을 확인하였다. 한천 평판법으로 실험하였고 각 효소의 적합한 한천 평판을 만든 후 분리 효모를 접종하여 효소활성 유무를 확인하였다. β-Glucosidase 활성은 esculin (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)을 YPD 한천배지에 농도가 0.5% (w/v)가 되도록 첨가하고 pH 5.0으로 조정 후 멸균한 다음, 1% ferric ammonium citrate (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)를 농도가 2% (v/v) 되도록 첨가하여 배지를 제조하였다. 이 배지에 효모를 접종하고 30°C에서 24시간 배양 후 집락 주변에 검은색 환의 생성 유무에 따라 평가하였다[7]. Glucanase는 β-D-glucan (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)을 YPD 한천 배지 전체 농도의 0.2% (w/v)로 첨가하여 제조 후 효모를 접종하고 30°C에서 48시간 배양한 다음 congo red (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)를 0.1% 으로 희석한 용액으로 염색 후 집락 주변에 형성된 투명 환의 생성 여부로 활성을 확인하였다[23]. Protease는 YM (0.3% yeast extract, 0.3% malt extract, 0.5% peptone, 1% glucose) 한천 배지에 skim milk 농도가 1% 되도록 첨가하여 제조 후 효모를 접종하고 30°C에서 48시간 배양 한 다음 집락 주변에 형성된 투명 환으로 활성을 확인하였다. 그리고 amino acid decarboxylase는 YPD 한천 배지에 아미노산 1% (histidine, tyrosine, phenylalanine, tryptophane, lysine, leucine) (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA), bromocresol purple (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)을 0.006%가 되도록 첨가하고 pH 5.3으로 조정한 다음 효모를 접종 후 집락 주변 보라색 환의 생성 여부에 따라 평가하였다[18].

에탄올, 아황산 내성 및 황화수소 생성능 분석

에탄올 내성 평가는 YPD 한천 배지에 5%, 10%, 15%의 에탄올을 첨가하여 제조한 후 효모를 접종하여 집락의 생성여부에 따라 내성을 평가하였다[17]. 아황산 내성 평가는 YPD 한천 배지에 tartaric acid (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)을 전체 농도의 1.8%가 되도록 첨가하고 1 M K2S2O5 를(Daejung Chemicals Co., Ltd, Korea) 첨가하여 SO2의 농도가 20 mg으로 조정한 후 효모를 접종하여 집락의 생성 여부에 따라 내성을 평가하였다[5]. 황화수소 생성능을 알아보기 위해 Biggy 한천 배지(Becton Dickinson GmbH, Heidelberg, Germany)에 효모를 접종하여 30°C에서 48시간 배양 한 다음, 집락 색깔의 진하기에 따라 황화수소 생성능을 평가하였다[5].

Cerulenin 및 5,5,5-trifluor-DL-leucine 내성

Cerulenin과 5,5,5-trifluor-DL-leucine (TFL) (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)의 대한 저항성은 0.67% YNB (yeast nitrogen base), 2% glucose, 2% agar 조성의 한천 배지에 cerulenin (25 μM)과 TFL (1 mM)을 각각 첨가하여 제조 후 효모를 접종하고 30°C에서 48시간 배양 한 다음 집락 생성 여부에 따라 평가하였다[26].

효모의 동정

분리 효모를 동정하기 위하여 26S rRNA 유전자의 D1/D2 부위 염기서열을 분석하였다. 프라이머[27]로 NL1 (5'-GCATATCAATAAGCGGAGGAAAAG-3') 및 NL4 (5'-GGTCCGTGTTTCAAGACGG-3')를 사용하여 26S rRNA D1/D2 부위 단편을 증폭 후, ㈜ZEOTECH사에 의뢰하여 염기서열을 분석하였다. 염기서열은 National Center for Biotechnology Information (NCBI, Bethesda, MD, USA)의 BLAST를 사용하여 26S rRNA 유전자 단편의 염기서열 상동성을 비교하였으며, 염기서열은 DNASTAR pro software (SeqMan Pro, Ver 8.1.5., Lasergene)를 이용하여 수행하였다. 효모의 계통분석도(phylogenetic tree) 작성은 GenBank에 보고된 다른 효모 균주의 26S rRNA 염기서열을 비교 분석하여, MEGA version 4.0 [24]의 neighbor-joining method [20]로 작성하였다.

당 및 에탄올 내성 측정

분리 효모의 포도당에 대한 내성 측정은 포도당 농도를 20, 30, 40% 첨가한 YPD 액체 배지(yeast extract 1%, peptone 2%, glucose 1.5%, pH 6.5)에 효모를 접종하고 30°C에서 180 rpm으로 24시간 동안 진탕 배양한 후 600 nm에서 흡광도를 측정하여 균주의 성장을 비교하였다. 이때 대조구는 포도당 1%를 첨가한 YPD 액체 배지에서 효모 균주의 성장으로 하였다. 에탄올 내성은 에탄올이 각각 0, 5, 10, 15%의 농도로 함유된 YPD 액체 배지 10 ml에 전 배양한 효모의 배양액을 0.1% 농도로 접종하고 25°C에서 5일간 배양 후, 600 nm에서 흡광도를 측정하여 균주의 성장을 조사하였다.

에탄올 발효능 분석

효모의 에탄올 생성량은 전 배양한 효모를 포도당 25%가 함유된 YPD 액체 배지 100 ml에 0.1%의 농도로 접종하고 30°C에서 48시간 동안 정치 배양한 후, 10,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 상등액을 회수하고 생성된 에탄올 함량을 측정하였다. 에탄올 함량은 비중법을 이용하여 배양 상등액 100 ml를 증류한 다음 70% (v/v)를 메스실린더에 회수하고 다시 증류수를 이용하여 100 ml로 정용한 다음 주정계를 이용하여 측정하였다[9].

 

결과 및 고찰

효모의 효소활성

효모의 β-glucosidase, glucanase, protease 및 amino acid decarboxylase 효소 활성을 확인한 결과는 Table 1에 나타내었다. β-Glucosidase는 분리 균주 1,007주 중에서 566 균주가 활성을 보였고, glucanase는 45 균주 만이 활성을 보였다. Protease 활성은 401 균주에서 나타났다. 바이오제닉아민(biogenic amine, BAs)은 아미노산의 탈탄산작용, 아미노기 전이작용 등의 화학적 작용에 의해 생성되는 질소화합물이다. 바이오제닉아민류는 단백질을 함유한 식품이 미생물에 의해 분해되는 과정에서 생성되며, 알러지 유발물질인 히스타민(histamine)과 티라민(tyramine)이 대표적이다[18]. Amino acid decarboxylase 활성을 보유한 효모는 바이오제닉아민류 생성 가능성이 높으며, 각 아미노산 기질을 바이오제닉아민류로 변화시킨 균주를 조사한 결과, histidine은 69 균주, tyrosine은 306 균주, phenylanine은 171 균주, tryptophane은 23 균주, lysine은 197 균주, leucine은 198 균주로 나타났다. 또한 cerulenin, TFL, SO2, 에탄올 내성 균주 및 황화수소 생성능에 대한 결과는 Table 1에 나타내었다. Cerulenin, TFL 내성 균주는 각각 563, 610 균주로 나타났고, SO2 내성은 22 균주로 상대적으로 적은 수의 효모에서 나타났다. 에탄올 내성의 경우, 에탄올 농도가 높을수록 내성을 나타내는 균주는 현저히 감소하였으며, 에탄올 농도가 5%, 10%, 15%에 대하여 각각 934, 792, 307 균주로 나타났다. 황화수소를 생성할 것으로 추정되는 효모는 500 균주로 분석되었다.

Table 1.Yeast isolates used in this study.

위 결과를 바탕으로 biogenic amine decarboxylase 활성 미보유 균주, 황화수소 저생성 균주 중심으로 1차 선별 하였으며, 이후 효소 활성능, cerulenin, TFL, SO2, 에탄올 내성 특성 등을 보유한 12 균주를 선별하였다(Table 2).

Table 2.Positive result clear or fluorescence zone of more than 1 mm margin from edge of colony: +, 1 mm; ++, 2 mm; +++, 3 mm; –, negative result. 1Amino acid decarboxylase activity means biogenic amines production.

β-Glucosidase는 와인 제조시 비휘발성 향기성분으로 중요한 역할을 한다고 알려져 있으며, 이는 non-Saccharomyces 효모에서 많이 발견된다고 보고되었다[7, 23]. 특히, Hansenispora vinea와 Candida 종이 생산한 glucosidase가 와인의 다양한 향에 영향을 미친다고 알려져 있다[23]. β-Glucosidase 활성은 시판 효모인 S. cerevisiae, P. kluyvery보다 분리 효모인 N43-8, N77-4, SM2-7, Y685, BY30-1, M1-9, SD1-2 등 7 균주가 더 우수한 것으로 나타났다.

Glucanase 활성은 시판 효모인 S. cerevisiae, P. kluyvery 에서 나타나지 않았으며, N43-8, Y685 2 균주만 활성을 나타내었다. Glucanase 활성을 보유한 균주로는 Candida stellata, C. hellenica, C. pulcherrima, Kloeckera apiculata 효모들로 보고된 바 있다[23]. Protease의 경우, 약한 활성을 보인 균주가 7균주로 나타났다. 또한, amino acid decarboxylase 활성은 선발 효모와 시판 효모 모두 음성으로 나타난 것으로 보아 바이오제닉아민류 생성 가능성이 매우 낮을 것으로 예상되었다.

Cerulenin, TFL, SO2, 알코올 내성 균주

효모가 생성하는 고급 알코올류와 에스테르 계열의 성분들이 주류의 향을 증진시킬 수 있음을 감안하여, cerulenin과 TFL에 내성을 보유한 효모를 탐색하였다. Cerulenin과 TFL은 isoamyl alcohol과 caproic acid를 생산할 수 있는 균을 선별하는데 사용되어 왔다[8]. 선별된 12주의 효모 중 cerulenin과 TFL에 대하여 내성을 나타낸 효모는 각각 8, 7 균주로 나타났다(Table 3). N43-8, N56-10, N77-4, SM2-7, Y447, Y685 및 HP1-2 균주는 cerulenin과 TFL에 대한 내성을 동시에 가지며, CM4-5 균주는 cerulenin 내성만 가지는 것으로 나타났다. A9-1, BY30-1, M1-9, SD1-2 효모와 시판효모인 S. cerevisiae는 두 가지 항생물질에 대해 민감한 것으로 나타났다. non-Saccharomyces 시판효모인 P. kluyvery 는 cerulenin과 TFL에 내성을 나타내어, 두 항생물질에 감수성을 보인 S. cerevisiae와 대조적인 결과를 나타내었다. Cerulenin과 TFL에 내성을 나타낸 7주의 효모는 고급 알코올류와 에스테르 계열의 향기성분을 생산할 수 있을 것으로 예상되며, 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. SO2에 대하여 내성을 나타낸 효모는 2 균주로 A9-1과 HP1-2로 나타났다. 시판효모인 S. cerevisiae는 SO2에 대한 내성이 높은 것으로 나타났다. 알코올 내성에 대해서는 대부분의 효모가 높은 내성을 보였으며, 그 중 N56-10, Y447 균주는 알코올 내성이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 황화수소는 와인이나 알코올 음료에 좋지 않는 냄새로 미생물 발효에 의해 생성될 수 있는데[5], 본 연구에 사용한 시판효모를 포함하여 대부분의 효모는 황화수소 생성능이 낮았으며, SM2-7, Y447, CM4-5, M1-9, SD1-2, HP1-2 균주는 생성능이 거의 없는 것으로 보아 와인이나 전통주 발효산업에 사용 가능할 것으로 기대된다.

Table 3.Tolerance symbols ; + growth, - no growth. 1-, no color; +, light brown; ++, dark brown.

효모 동정

선발된 효모 12 균주의 26S rRNA 유전자의 D1/D2 부위 염기서열 분석 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 효모 12주는 C. tropicalis, H. opuntiae, H. uvarum, P. kudriavzevii, S. cerevisiae 및 Wickerhamomyces anomalus로 각각 동정되었다. SD1-2, M1-9, CM4-5, A9-2, BY30-1 균주는 S. cerevisiae로 동정되었다. HP1-2 균주는 H. opuntiae, N56-10 균주는 H. uvarum, N43-8, SM2-7, Y685 균주는 W. anomalus, Y447 균주는 C. tropicalis, N77-4 균주는 P. kudriavzevii로 각각 동정되었다.

Fig. 1.Phylogenetic tree based on 26S rDNA sequences showing the relative genetic position of the selected 12 yeast strains isolated from Korean fermented food.

효모의 내당성 및 에탄올 내성

주류 제조에 이용되는 효모는 고농도의 당에서 충분히 생육을 하면서 알코올 발효를 진행할 수 있어야 하므로 선발된 효모 12 균주를 대상으로 포도당이 20%, 30%, 40%로 첨가된 YM 액체 배지에서 생육과 당 내성을 비교하였다(Fig. 2). S. cerevisiae 효모 중에서 BY30-1 균주를 제외하고, 대체적으로 포도당 40%가 첨가된 YM 액체 배지에서 양호한 생육을 나타내었다. non-Saccharomyces 효모 중에서는 H. opuntiae HP1-2, C. tropicalis Y447 균주를 제외하고 포도당 40%가 첨가된 YM 액체 배지에서 생육이 양호한 것으로 보아 내당성이 우수하며 주류 제조에 사용 가능성이 충분한 것으로 판단된다.

Fig. 2.Glucose tolerance of selected wild yeast strains and commercial yeasts. The selected wild yeast strains were grown shaking on 100 ml of YPD broth medium containing 1, 20, 30, and 40% glucose in 250 ml flask at 30°C for 24 h. Glucose tolerance was determined by absorbance of yeasts growth at 660 nm. The data were averages based on three trials.

일반적으로 일정 수준 이상의 에탄올 농도에서는 효모 생육이 저해되어 더 이상 알코올 발효가 일어나지 않는 것으로 알려져 있으며[24], 주류 등 알코올 발효음료 제조용 효모는 에탄올에 우수한 내성을 보유하는 것이 바람직하다. 효모 12 균주를 대상으로 에탄올을 5%, 10%, 15% 농도로 첨가한 YM 액체 배지에서 효모 생육과 에탄올을 첨가하지 않은 YM 액체 배지에서의 생육을 비교한 결과(Fig. 3), 배양 5일 뒤 S. cerevisiae 효모 중에서 BY30-1를 제외하고는 10% 에탄올 첨가한 YM 액체 배지에서 효모의 생육은 양호하였으나 15% 에탄올 농도에서는 모두 생육이 낮게 나타났다. non-Saccharomyces 효모 중에서는 균주마다 다른 특성이 나타났다. 5% 에탄올 농도의 경우, H. uvarum N56-10, H. opuntiae HP1-2 균주를 제외하고는 양호한 생육을 보였다. 그러나 10% 에탄올 첨가한 YM 액체 배지에서 효모의 생육은 P. kudriavzevii N77-4를 제외한 모든 효모가 저조하였으며, P. kudriavzevii N77-4는 에탄올 농도 15%에서 생육이 낮은 것으로 나타나 에탄올 내성이 non-Saccharomyces 효모 중에서 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

Fig. 3.Ethanol tolerance of selected wild yeast strains and commercial yeasts. The selected wild yeast strains were grown static culture on 10 ml of YPD broth medium containing 0, 5, 10, and 15% ethanol in test tube at 25°C for 5 days. Ethanol tolerance was determined by absorbance of yeasts growth at 660 nm. The data were averages based on three trials.

효모의 에탄올 발효능

효모 12 균주를 대상으로 포도당을 25% 첨가한 YM 액체 배지에서 48시간 배양한 후 각 균주의 에탄올 생성량을 측정한 결과(Fig. 4), S. cerevisiae SD1-2 균주의 에탄올 생성량이 9.5%로 가장 우수하였으며, S. cerevisiae 속 균주들은 최소 7.3%에서 최고 9.5%의 에탄올 생성량을 나타내었다. non-Saccharomyces 균주 중에서는 W. anomalus N43-8, SM2-7 균주가 4.7%으로 높은 에탄올 생성량을 보였으며, 최소 2.2%에서 최고 4.7%로 나타났다. Kim 등[11]이 P. anomala Y197-13 효모로 막걸리 제조 연구에서 알코올 함량이 11.1%로 나타나 막걸리 제조시 좋은 후보 균주가 될 수 있다고 보고하였다. 또한 Pichia 속 효모와 non-Saccharomyces 속 효모들은 와인 등의 아로마 형성에 중요한 역할을 한다고 알려져[3, 23] 본 연구에서 선발한 7주의 non-Saccharomyces 속 효모 균주 역시 추가적인 주류 제조 연구를 진행하고 있으며 독특한 향미를 가진 주류 발효음료 제조 가능성이 있을 것으로 판단된다.

Fig. 4.Ethanol production by selected wild yeast strains and commercial yeasts. The selected wild yeast strains were grown static culture on 100 ml of YPD broth containing 25% glucose in 500 ml flask at 30°C for 48 h. Ethanol production was determined by alcoholometer. The data were averages based on three trials. *, significance between commercial yeasts (Fermivin and Frootzen) and selected strains, p < 0.05.