국내 벼 품종 중 아밀로스 함량과 아밀로펙틴 조성이 다양한 품종의 막걸리 특성을 분석하여 막걸리 품질 고급화 및 다양화를 위한 자료를 제공하고자 본 실험을 수행한 결과는 다음과 같았다. '고아미2호', '고아미3호', '고아미4호'는 품종별 전분 특성과 호화 특성 분석 결과, 낮은 아밀로펙틴 단쇄 비율과 높은 아밀로스 함량에 기인하여 점성이 낮게 나타남을 확인할 수 있었고, 높은 호화개시온도로 인해 가열흡수비와 팽창용적이 각각 2.09~2.13, $25.02{\sim}26.78cm^3$로 다른 품종에 비해 유의하게 낮아, 막걸리 발효에 적합한 전분의 호화가 이루어지지 않음을 확인할 수 있어, 막걸리 제조를 위해 호화를 증진시키기 위한 가공 방법 연구가 필요할 것으로 판단되었다. 품종별 막걸리의 품질 특성은 '설갱', '백진주', '일품'의 알코올 함량은 17.3~18.0% 범위로 통계적인 유의차는 없었으나, '고아미2호'와 '고아미3호', '고아미4호'는 10.0~10.5%로 상대적으로 낮은 알코올 함량을 나타내었고, 당도 또한 '설갱', '백진주', '일품'에 비해 절반 가까이 낮았으나, pH와 산도는 품종 간 유의한 차이를 나타내지 않았다. 또한 원료곡에서 높은 난소화성 다당류 함량을 지닌 '고아미4호' 등은 막걸리에서도 역시 난소화성 다당류 함량이 유의하게 높아, 향후 막걸리 제품으로 이용 시 건강 기능성에 기여할 가능성이 높을 것으로 기대되었다. 결과적으로 아밀로펙틴 조성과 난소화성 다당류 함량에서 차이를 보인 '고아미2호', '고아미3호', '고아미4호' 막걸리의 높은 제조수율과 난소화성 다당류 함량 및 낮은 알코올 함량과 당도를 확인하였으며, 지속적인 발효 공정 연구를 통해 국내 기능성 품종을 이용한 고품질 막걸리 개발이 필요할 것으로 판단된다.
자색고구마를 이용한 새로운 고부가가치의 전통민속주를 개발하기 위하여 먼저 알콜 발효 조건을 검토하였다. 20%의 중자 자색고구마를 함유한 덧밥에 누룩을 10% 첨가하고 Saccharomyces cerevisiae를 이용하여 제조한 주모를 첨가한 후 $25^{\circ}C$에서 15일간 발효시켰을 때 가장 많은 15.4%의 에탄올이 생성되었다. 그러나 10% 자색고구마를 첨가하여 $25^{\circ}C$에서 10일 발효시켰을 때도 약 14.8%의 에탄올이 생성되어 경제적 측면에서 이 조건을 발효 최적 조건으로 하였다. 위의 발효조건으로 중자 자색고구마를 각각 5%, 10%, 20%, 50%, 75% 첨가하여 민속주를 제조한 다음 관능검사를 실시한 결과 중자 자색고구마를 10% 첨가하여 제조한 PSP-10 자색고구마 민속주가 기호도가 제일 높았고 색상도 적색${\sim}$분홍색으로 우수하여 이들 알콜 생성량과 기호도를 종합하여 PSP-10 자색고구마 발효주를 최종 자색고구마 민속주로 선정하였고, 선정된 민속주의 생리 기능성을 측정한 결과 혈전 용해활성과 전자공여능 및 tyrosinase 저해활성 등이 다른 자색고구마 발효주와 자색고구마 wine보다 우수하였다.
본 연구에서는 냉동요구르트 제조 시 trehalose와 sorbitol 첨가가 유산균의 동결변성방지 및 향기성분의 변화에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 요구르트를 L. bulgaricus와 S. thermophilus 단독균주 및 혼합균주로 발효시켰을 때 처리구 모두 trehalose와 sorbitol 첨가에 의한 발효과정 중 유산균의 증식효과는 나타나지 않았다. 요구르트를 6주간 냉동저장하는 동안 trehalose와 sorbitol 첨가에 의한 모든 처리구에서 유산균수의 차이가 없었으며, MRS 액상배지에 trehalose와 sorbitol 을 각각 2%, 5% 첨가하여 6주간 냉동저장하였을 때는 5% trehalose 처리구의 동결변성방지 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 냉동저장 기간 동안 고형분 함량이 12%인 처리구와 20%인 처리구의 생균수는 큰 차이가 나타나지 않아 고형분 함량 차이에 의한 trehalose와 sorbitol 효과에는 차이가 없는 결과를 나타내었다. 요구르트의 동결과 해동을 반복하였을 경우 trehalose와 sorbitol 모두 2% 첨가구보다 5% 첨가구가 우수한 동결변성방지 효과를 나타내었다. 전반적으로 Trehalose 첨가구가 sorbitol 첨가구보다 2%, 5% 모두 동결변성방지 효과가 좋은 결과를 나타내었다. Trehalose와 sorbitol을 첨가하여 요구르트를 제조하였을때 향미성분의 함량은 대조구와 유사하였으며 일반적인 요구르트의 향미를 나타내었다. 냉동저장 중 요구르트 향미성분은 손실되거나, 함량비율의 변화가 발생하지 않았다. 이상의 결과로부터 요구르트의 풍미에는 영향을 미치지 않으면서 냉동저장에 의한 유산균의 동결변성방지제로서의 trehalose첨가가 냉동요구르트의 유산균 안정화에 효과가 있다고 하겠다.
코지와 대두의 혼합비율을 달리하여 제조한 된장을 60일간 숙성하면서 품질을 비교 평가하였다. 대두와 현미코지의 비율은 1.5:1 (BR-1), 2:1 (BR-2), 3:1 (BR-3)로 하고, 대조구로써 대두와 백미코지를 2:1 (PR)로 하였다. 60일 숙성 후 수분과 염도는 시료 간에 큰 차이가 없었으나, 숙성 경과에 따라 pH, 산도 및 미생물수는 숙성 20~30일 째에 최대에 이르렀고. 이에 앞서 10~20일째에 환원당 함량과 에칠 알코올 함량이 최대로 증가하였으며 이러한 변화는 코지비율이 높을수록 빠르고 변화 값이 높은 경향이었다. 된장의 숙성지표가 되는 아미노태 질소 함량도 숙성 경과에 따라 증가하여 60일 숙성 후 BR-1이 가장 많은 887.6 mg%이었으며, 유리아미노산 함량도 BR-1이 가장 높아 $4047.0{\pm}1.5$ mg%이었으며, 코지비율이 높을수록 아미노산 생성이 많았다. GABA함량은 숙성 경과에 따라 소량 증가하는 것으로 나타났다. 색도는 숙성 경과에 따라 L값과 b값은 점차 감소하였으며 a값은 점차 증가하였다. 이와 같은 결과에서 현미코지를 이용한 된장은 백미코지를 이용한 된장에 비하여 숙성이 빠르게 진행되었고, 이와 함께 된장의 풍미를 결정하는 환원당, 에칠 알코올 및 아미노산의 함량이 상대적으로 다소 높게 나타났으며 이러한 변화는 숙성 30일 까지 뚜렷하게 나타남을 알 수 있었다. 이상의 결과에서 현미코지 된장은 백미코지 된장에 비하여 단백효소활성이 우수하므로 상대적으로 숙성이 빠르게 진행되며 에칠알코올과 아미노산 성분 등의 풍미물질이 많이 생성될 뿐만 아니라 현미의 영양성분이나 기능성물질인 GABA성분의 생성이 유도되어 산업적으로도 의미가 있는 것으로 생각되며, 현미코지 비율이 가장 높았던 BR-1이 품질면에서 바람직할 것으로 생각되었다.
Glycerol is a non-volatile compound with no aromatic properties that contributes significantly to the quality of wine by providing sweetness and richness of taste. In addition, it is also the third most significant byproduct of alcoholic fermentation in terms of quantity after ethanol and carbon dioxide. In this study, Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy was employed as a fast non-destructive method in conjugation with multivariate regression analysis to build a model for the quantitative analysis of glycerol concentration in wine samples. The samples were prepared by using three varieties of red wine samples (i.e., Shiraz, Merlot, and Barbaresco) that were adulterated with glycerol in concentration ranges from 0.1 to 15% (v·v-1), and subjected to analysis together with pure wine samples. A net analyte signal (NAS)-based methodology, called hybrid linear analysis in the literature (HLA/GO), was applied for predicting glycerol concentrations in the collected FT-IR spectral data. Calibration and validation sets were designed to evaluate the performance of the multivariate method. The obtained results exhibited a high coefficient of determination (R2) of 0.987 and a low root mean square error (RMSE) of 0.563% for the calibration set, and a R2 of 0.984 and a RMSE of 0.626% for the validation set. Further, the model was validated in terms of sensitivity, selectivity, and limits of detection and quantification, and the results confirmed that this model can be used in most applications, as well as for quality assurance.
해양 홍조류 참도박(Grateloupia elliptica, G. elliptica)을 흑효모(Aureobasidium pullulans, A. pullulans)로 발효시킨 추출물들의 인간 피부각질세포주(HaCaT)에 대한 항염증 효과를 조사하였다. 흑효모로 발효한 참도박 추출물은 참도박 추출물에 비하여 총 폴리페놀(total polyphenol content)은 최대 2.7 배로 증가되었으며 총 플라보노이드(total flavonoid conten)는 최대 2.4 배 증가되었다. 인간 피부각질세포를 lipopolysaccharide (LPS) 또는 H2O2로 염증을 유도 한 후 참도박 추출물과 참도박 발효 추출물을 100 ㎍/mL 농도로 처리 한 결과 LPS 또는 H2O2 만 처리한 세포군에 비하여 약 3 ~ 10% 정도 세포생존율이 증가되었다. 또한 염증 유발과 관련된 단백질 발현 변화를 조사한 결과 참도박 발효추출물이cyclooxygenase-2 및 70 kDa heat shock protein 의 발현을 현저히 감소시켰다. 따라서 흑효모로 발효한 참도박은 항염효과를 가진 피부수렴용 화장품 소재로 유용하다.
막걸리라고도 불리우는 전통 병행복발효주 탁주의 중요한 규격인 알코올분은 풍미와 연관이 깊은 요인이다. 알코올분 분석은 증류과정과 주정계 측정으로 구성된 부칭법이 주로 사용되고 있다. 본 연구에서는 GC법을 개선하여 신뢰성을 검증한 후 시중 유통 탁주 14종의 알코올분을 부칭법과 개선된 GC법으로 분석하였다. GC법의 정밀성 및정확성은 만족스러운 수준이었으며, 정량한계 및 정성한계는 0.5도 및 0.1도로 확인되었다. 표시도수 ±1을 초과한 비살균 탁주 3종 중 표시도수 6.0도를 초과하는 9.9도 (GC법) 및 10.1도 (부칭법)로 측정된 1종을 제외한 나머지는 -1.1도를 초과하였으나, 분석법의 에러범위에 해당되는 수준이었다. 14종 탁주의 알코올분 평균 정밀도 (%RSD)는 부칭법 36.2%에 비하여 GC법이 12.8%로 우수하였다. 본 연구에서 개선된 GC법은 넓은 범위의 탁주 중 알코올분 규격 관리 및 개선에 효율적 사용이 가능할 것으로 평가되었다.
본 연구에서는 다양한 생리활성을 가졌다고 알려진 블루베리의 식품산업 이용률을 높이고자 블루베리 농축식초를 제조하였으며, 종초가 블루베리 농축식초의 이화학적 특성, 항산화 활성 및 항균 활성에 미치는 영향을 조사하였다. 선정된 주모용 효모(Saccharomyces cerevisiae SRCM 100610), 종초용 초산균(Acetobacter pasteurianus SRCM 101342) 및 블루베리 농축액을 활용하여 제조한 블루베리 농축식초의 당도, pH, 총산도, 총 페놀성 화합물, 갈변도(280 nm과 420 nm)는 각각 $11.05{\sim}12.70^{\circ}Brix$, 2.63~2.98, 1.65~5.72%, 3.03~4.24 mg/mL, 0.95~1.50 및 0.11~0.20이었으며, 종초 첨가량이 증가할수록 당도와 총산도는 증가하였으나 pH, 총 페놀성 화합물 및 갈변도는 감소하였다. 항산화 활성은 DPPH 라디칼 검정, ABTS 라디칼 검정 및 환원력에서는 control이 가장 낮은 $EC_{50}$ 값(23.80, 19.48 및 79.21배의 희석배율)을 보였으나 SOD 유사 활성에서는 종초 40% 첨가구가 가장 낮은 $EC_{50}$ 값(46.19배의 희석배율)을 나타내었다. 항균 활성은 종초 40% 첨가구의 clear zone diameter 값이 Escherichia coli KACC 10115에서는 4.31, Staphylococcus aureus KACC 1927에서는 4.59, Listeria monocytogenes KACC 10764에서는 5.81 및 Bacillus cereus KACC 10097에서는 3.97로 가장 높게 나타났다. 한편 항산화 활성은 총 페놀성 화합물 함량, 갈변도(at 280 nm), pH 및 총산도의 결정계수($R^2$) 값이 0.82~0.99를, 항균 활성에서는 pH와 총산도의 $R^2$ 값이 0.92~0.99 이상의 높은 값을 나타내어 강한 상관성을 보였다. 결과적으로 선정된 주모용 효모, 종초용 초산균 및 블루베리 농축액을 활용하여 제조한 블루베리 농축식초는 건강 기능성 식품으로의 가능성이 있다고 판단된다.
본 연구에서는 국산 포도로부터 분리된 효모들 중 와인 발효 적성이 우수한 균주들을 선정하여 ITS-I-5.8S-ITS II DNA 염기서열 분석과 분자생물학적인 방법을 통하여 동정하였고 발효환경 내성을 알아보았다. 분리 효모들의 ITS I-5.8S-ITS II 영역을 PCR로 증폭한 결과 약 800bp의 DNA가 증폭됨을 확인하였다. 이 DNA를 제한효소 HaeIII로 처리한 경우 모두 약 400bp의 DNA band 확인되었고, Hinf I로 처리한 경우에는 약 350 bp와 300 bp의 DNA band를 나타내었다. 분리된 4 균주의 염색체 DNA를 PFGE로 확인한 결과 MM10, WW108 그리고 SS89(SS812 동일)가 서로 다른 3가지 염색체 패턴을 나타내었다. ITS I-5.8S-ITS II DNA 염기서열을 분석한 결과 모두 S. cerevisiae CBS 4054 표준균주와 97% 이상의 상동성을 나타내어 매우 가까운 근연관계에 있음을 알 수 있었다. 근린결합분석을 이용한 phylogenetic 분석을 통하여 분리 균주인 MM10, SS89, SS812 그리고 WW108 균주는 S. cerevisiae CBS 4054 표준 균주와 계통 유연관계에서 매우 가까운 위치에 있는 것을 확인할 수 있었다. 동정된 4종의 야생효모 중 200 ppm의 아황산 함유 배지에서 MM10과 WW108 균주는 24시간대에서 6% 미만의 생육 저해률을 보였다. 또한 $30^{\circ}C$ 배양온도에서 30% 포도당을 함유하는 YPD 배지에서 36시간대에서 가장 높은 성장을 나타내었으며, 특히 SS89 균주는 660 nm에서의 흡광도가 약 40에 가까운 수치를 나타내었다. 배양온도 $40^{\circ}C$에서는 모든 효모군이 10~15의 수치를 나타내어 낮은 성장을 나타내었다. 알코올(8%, v/v)을 함유하는 YPD 배지에서 배양초기에는 내성이 약하였으나 배양이 진행되면서 적응을 하기 시작하고 24시간대에서 가장 낮은 생육 저해률을 보였다.
미생물유래 다당류 생산균주를 분리하기 위해 전국 각지의 토양시료로부터 가장 높은 점성과 다당류 생산성을 나타내는 균주 GP32를 분리하였으며, 분리균주 GP32의 동정을 분리균주의 형태학적, 생리학적 특성을 조사한 결과, Pseudomonas 속 세균으로 확인되었으며 최종적으로 Pseudomonas sp. GP32로 명명하였다. 플라스크 수준에서 Pseudomonas sp. GP32의 다당류 생산을 위한 가장 적합한 탄소원과 질소원은galactose와 (NH4)2SO4를 이용하였을 때 가장 많은 다당류를 생산하는 것으로 확인되었으며, 다당류 생산을 위한 최적의 C/N ratio는 50이었다. 다당류 생산을 위한 최적 pH와 온도는 각각 7.5와 32℃였다. 최적화된 배지를 이용한 fermentor 배양에서 다당류 생산은 배양 70시간에 최고치를 나타내었으며, 이때 다당류 생산량은 15.7 g/l이었다. Pseudomonas sp. GP32로부터 생산된 다당류는 ethanol 침전, cetylpyridimium 침전과 gel permeation chromatography를 통하여 정제하였으며, 정제된 다당류는 Biopol32로 명명하였다. Biopol 32의 분자량은 3×107 datons이었으며, Biopol32가 함유하고 있는 구성당은 galactose : glucose : gulcouronic acid : galactouronic acid 등이 1.85 : 3.24 : 1.00 : 1.42의 몰비로 함유되어있다. Biopol32 용액은 의가소성 성질을 갖는 고분자 화합물로서 Zoogloea ramigera가 생산하는 생물고분자인 zooglan보다 모든 농도에서 높은 점성을 나타내었다. Biopol32의 실제 폐수처리현장에서 응집제로의 사용 가능성을 검토하기 위하여 식품폐수, 섬유폐수와 제지폐수를 대상으로 응집효율을 조사한 결과, 높은 COD 감소율 (58.4~67.3%)과 SS제거율(82.6~91.3%)를 나타내어 실제 산업폐수에서 뛰어난 응집효율을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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