Xylose 발효효모를 토양에서 분리하였으며 (X-6-41) 이는 Lodder씨 분류기준에 따라 Candida 속으로 동정되었다. 삼각플라스크 정치배양법에 의한 xylose 발효시 2% xylose, N원 asparagine, pH 4에서 발효율 약 80%로 나타났고 Mini-Jar for mentor를 이용하여 glucose와 xylose를 1 : 1로 혼합한 총당 5% 기질에서 발효를 시켜 본 바 발효율은 총당에 대해 약 72.3%(alcohol 2.3%(v/v)였다. 본 균주에 의한 xylose 발효는 일반적으로 보고된 바와 같이 호기적 발효과정이였으며 glucose와 xylose 혼합기질의 경우 glucose가 먼저 이용되고 xylose가 나중에 이용되는 것으로 나타났다. 5% xylose를 기질로 하여 Mini-Jar fermentor에서 발효시켰을 때 최대 발효율 69%(alcohol 2.2%(v/v)로 나타났으며 발효중에 xylitol이 생성되었다.
된장의 발효 숙성 과정중 경시적으로 분리친 180주의 효모를 동정한 결과 Candida rugosa, Candida zelyanoides, Pichia farinosa, Sacccharomyces cerevisiae, Zygosaccharomyces rouxii 등 4속 5종으로 분리 동정되었다. 이들 효모 중 가스 및 알콜 생성능이 높은 효모는 S. cerevisiae와 Z. rouxii였으며, 특히 Z. rouxii는 속성 14일째 26%, 30일째는 76%의 분리빈도를 보여 된장의 발효숙성에 주로 분포되는 효모로 나타났다. 된장 발효숙성중의 효모수는 숙성초기부터 서서히 증가하여 숙성 14일 경과시 초기보다 약 30배 증가하여 최고수준에 이르렀으며, 이후 감소하기 시작하여 숙성 60일째는 숙성초기 효모수 보다 낮게 나타났다. 발효 속성중 에탄올은 숙성 30일째 1.87%가 생성되었고, 이후 60일째 까지 2.19%로 완만히 증가하였다. 가스생성은 숙성 14일의 시료 된장에서 가장 많았으며 보존중 최대 가스 생성량은 9.75ml/g이었으며 30일째의 시료 된장에서는 4.5ml/g로 가스 생성이 감소되었고, 숙성 45일과 60일째의 시료에서 가스생성이 억제된 것은 발효숙성시 생성된 에탄올로부터 기인되는 것으로 생각된다.
The aim of this study was to find out the rapid fermentation of soy sauce from koji hydrolyzate using column type reactor packed with immobilized yeast cells. Each immobilized cell of Zygosaccharomyces rouxii BH-90 and Candida versatilis BH-91 in the packed column type reactor produced 2.8% ethyl alcohol and 18mg/l 4-ethylguaiacol over 96 hours under the optimal condition. Continuous fermentation was performed by immobilized Z. rouxii BH-90 packed in column type reactor. Immobilized Z. rouxii BH-90 produced 2.30~2.85% ethyl alcohol during 30 days, and decreased gradually from 40 days to 80 days. Also C. versatilis BH-91 produced 4-ethylguaiacol at the constant rate of 16~18mg/l and decreased gradually after 40 days. Final product of soy sauce contained 2.8% ethyl alcohol and 18mg/l 4-ethylguaiacol. However, amino acid compositions of final products were consisted of predominantly glutamic acid, leucine, arginine, aspartic acid, lysine and valine, which were more than 50% of total amino acid.
The toxicity of chlorothalonil on the growth of yeasts was investigated using several yeast strains. An alcohol tolerant yeast, Saccharomyces cerevisiae F38-1, was the most chlorothalonil-tolerant. The glutathione content and the glutathione S-transferase activity were related to the chlorothalonil-tolerant phenotype. Several thiol compounds affect the dissipation of chlorothalonil. However, there was no significant difference on the effects of chlorothalonil dissipation among the thiol compounds tested. The growth of yeast cells was arrested by chlorothalonil. It took about 13 h to dissipate 1 mg/l of chlorothalonil, and the growth was restored as the chlorothalonil content decreased. The glutathione content and glutathione S-transferase are suggested to be among the most important factors of yeast resistance to chlorothalonil.
A new thermotolerant yeast strain was siolated, and its characteristics have been studied. The strain was identified and named Saccharomyces cerevisiae F38-1. This strain could grow not only at high temperature, but also in high concentrations of sugar and ethanol. S. cerevisiae F38-1 could grow in a medium containing 50% glucose. The isolate produced ethanol at 43$\circ$C, but didn't grow at 40$\circ$C in the presence of 8% ethanol. Fermentation studies showed that the isolate ferments 20% glucose to 9.8% (V/V) ethanol at 40$\circ$C in the presence of 0.2%, yeast extract.
Saccharomyces diastaticus KCTC 1804 균주와 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주를 이용하여 전분분해활성과 알코올 발효능을 동시에 가지는 효모융합체를 개발하였다. Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주의 단수체 유도를 통하여 Saccharomyces cerevisiae KH-12 균주를 획득하였다. EMS를 사용한 돌연변이 유발을 통하여 Saccharomyces cerevisiae KH-12 균주의 Met 영양요구성 변이주를 획득하였다. Lyticase 처리로 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 $(Met^-)$, Saccharomyces diastaticus KCTC 1804$(Trp^-)$ 균주의 원형질체 형성률은 각각 90.5%, 97.7%로 관찰되었다. 원형질체 융합은 polyethylene glycol 4,000을 이용하여 실시하였고, 이때 원형질체 융합율은 $1.79{\times}10^{-4}$으로 관찰되었다. 원형질체융합과정을 통해 총 1,000주의 융합체를 획득하였고, 획득한 융합체의 전분분해능과 알코올발효능을 비교하여 최종적으로 전분배지 YPS24에서 알코올생성능이 가장 우수한 효모융합체인 FA 776을 최종 선발하였다 최종 선발된 효모융합체 FA 776은 10세대 계대배양 후의 revertent 복귀율이 4.64%로 유전적 안정성을 확인하였으며, 효모융합체의 total DNA 함량을 비교한 결과, Saccharomyces cerevisiae 균주로부터 분리된 단수체 효모 KH-12는 26.56 fg/cell, Saccharomyces diastaticus KCTC 1804 균주는 25.40 fg/cell이었고, 이들을 사용해서 얻어진 융합체 FA 776의 DNA함량은 42.67 fg/cell이었다. 전분배지 YPS24배지에서 60시간 발효하였을때 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주는 알코올 생성하지 못하였지만 효모융합체 FA 776은 13 mg/mL의 알코올을 생성하였다. 이는 전분이용성 효모인 Saccharomyces diastaticus KCTC 1804 균주에 비해 1.86배나 향상된 알코올 발효능을 나타냈다.
본 연구에서는 재래누룩을 사용한 막걸리의 미생물 군집을 차세대 염기서열 분석기법(NGS)을 활용하여 조사하고, 미생물 군집이 막걸리의 품질에 미치는 영향을 구명하고자 효모 첨가에 따른 품질특성을 확인하였다. 발효 스타터로 효모의 첨가는 재래누룩 막걸리의 미생물 군집 분포에 영향을 주어 결과적으로 막걸리의 품질 차이를 나타냈다. 무첨가구의 경우 발효 초기의 진균류는 Saccharomycopsis fibuligera가 대부분이었고, 세균류는 Pediococcus pentosaceus, Weissella confusa, Pantoea vagans의 증식으로 인하여 총산 및 젖산 함량이 높게 나타났다. 첨가구는 발효 시작 전부터 Saccharomyces cerevisiae가 우점하여 알코올 생성 속도가 빠르고, 발효 초기의 높은 알코올 농도로 인해 재래누룩에서 기인한 젖산 생성 bacteria의 생육을 억제하는 것으로 나타났다. 따라서 재래누룩으로 막걸리를 제조할 때, 알코올 생성능이 우수한 효모의 첨가가 막걸리 시어짐의 원인이 되는 젖산균의 성장을 억제함으로써 산미를 낮추고 제품의 균일성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구의 목적은 쌀을 원료로 하여 증류주 제조시 쌀 특성에 적합한 최적의 증류주 효모를 선발하는데 있다. 사용된 5종류의 효모는 전반적으로 정상적인 발효패턴을 보였으나 송천효모(Y1)와 증류주 효모(Y5)가 다른 효모에 비해 우수한 발효력을 보였다. 또한 발효후 술덧을 분석한 결과 고급알코올은 증류주 효모(Y4, Y5)에서, 에스터는 송천효모(Y1)와 증류주효모(Y4, Y5)에서 유의적으로 높게 검출된 반면, 유기산 함량은 증류주 효모(Y3, Y4, Y5)에서 유의적으로 높게 나타났다. 발효술덧을 동증류기를 이용한 상압증류한 증류주 분석 결과 송천효모(Y1)와 증류주 효모(Y5)가 최종 알코올 농도가 높아 제조수율에 유리한 것으로 판단되며, 고급알코올과 에스터 등 향기 성분은 발효술덧 분석 결과와 같이 고급알코올은 증류주 효모(Y4, Y5)에서, 에스터는 송천효모(Y1)와 증류주 효모(Y4, Y5)에서 유의적으로 높게 나타나 발효술덧의 향기 패턴이 증류주에 대부분 전이되는 것으로 판단된다. 효모별 발효특성과 발효술덧 및 증류주의 물리화학적 특성, 관능평가를 종합한 결과 증류주 효모인 siha aktivehefe 6 brennereihefe(Y5)가 쌀을 이용한 증류주 품질 최적화에 가장 적합한 효모로 선발되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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