해당화 150 g을 각각 증자법과 무증자법으로 처리한 쌀 3,000 g에 첨가하여 막걸리를 제조하였다. 이때 스타터균으로 누룩(150 g)과 효모(60 g)를 사용하여 $25^{\circ}C$에서 14일 동안 발효하였다. 무증자법으로 제조한 막걸리는 당도 $13.0^{\circ}$Bx, pH 4.3, 에탄올 농도 11.8%였으며, 증자법으로 제조한 막걸리는 당도 $14.0^{\circ}$Bx, pH 4.6, 에탄올 농도 14.4%였다. 최종 막걸리의 유산과 초산 함량은 무증자법으로 제조한 막걸리에서 유의적으로 높게(p<0.05) 나타났다. 또한, 아미노산 분석에서는 무증자법으로 제조한 막걸리에서 ${\gamma}$-amino-n-butyric acid 함량이 증가하여 생리 기능성이 향상된 결과를 보였다. 결론적으로, 본 연구 결과는 쌀의 전처리 공정이 막걸리의 맛과 기능성에 큰 영향을 준다는 것을 보여준다.
막걸리는 고려시대 이후 제조된 우리나라 전통술이다. 본 연구는 막걸리의 유기산 분석과 생리 기능활성을 평가하고자 수행하였다. 막걸리의 유기산 분석 결과, 막걸리는 유기산 중에서 유산균에 의한 대사 산물인 lactic acid를 가장 많이 함유하고 있었으며 시판 막걸리에 따라 다양한 유기산 조성을 나타내고 있었다. 막걸리의 항비만 효과를 전지방세포인 3T3-L1 세포주를 사용하여 평가한 결과, 대조군 대비 막걸리는 전지방세포 분화를 저해하였으며, 특히 $100{\mu}g/mL$의 농도에서 40-70% 수준으로 분화를 억제하였다. 또한 혈관신생 억제 효과와 항염증 활성을 관찰하기 위하여, 각각 CAM assay와 LPS를 처리하여 염증반응을 유발한 murine macrophage RAW264.7 세포주에서 NO를 정량하였다. 그 결과, 대부분의 막걸리는 50% 이상의 혈관신생 억제 효과를 확인하였다. 또한 농도의존적으로 NO의 생성량을 유의적 수준으로 저해하였다. 이런 결과를 종합할 때, 막걸리는 항비만, 혈관신생 억제, 그리고 항염증 활성을 가지고 있으며, 이는 막걸리의 누룩미생물 균총의 2차 대사산물의 효과에 기인한다고 생각된다.
폴리 젖산의 원료가 되는 젖산은 D-, L의 광학이성질체로 존재하는데 L젖산 폴리머와 라세미 폴리머는 결정성과 녹는점이 다르므로 플라스틱으로서의 만족할 만한 물성을 기대하기 위하여 원료로서 광학적으로 순수한 L-lactic acid가 요구된다. 이를 위하여 한 종류의 이성질체만을 선택적으로 생산하는 젖산균주를 탐색하여 분리함으로써 광학적으로 순수한 산물을 얻을 뿐만 아니라 이러한 발효법에 의한 젖산생산은 자연계에 풍부한 starch나 cellulose, 음식물쓰레기와 같은 재생 가능한 자원을 기질로 사용하여 젖산발효에서 전분의 당화 공정에 필요한 시간과 노력을 최소화하며 젖산 생산에 드는 전체적인 비용을 절감할 수 있다. 전분을 직접 이용하는 것은 젖산균의 일반적인 성질이 아니므로 전분이 풍부한 누룩을 수집하여 직접적으로 전분을 분해하여 젖산발효를 수행하는 균주를 누룩에서 분리하였다. 분리균주는 형태학적, 배양학적,생화학적 특성 및 16s rDNA 분석을 통하여 Enterococcus sp.으로 동정되어 Enterococcus sp. JA-27로 명명하였다. 생육에 따른 L-lactic acid의 최적 생산 조건을 검토한 결과, 최적 배지조건은 탄소원으로 1.5% soluble starch, 질소원으로 3.5% tryptone, 그 외의 다른 조성들은 0.1% $K_2$$HPO_4$, 0.04% $MgSO_4$$.$$7H_2$O, 0.014% $MnSO_4$$.$$4H_2$O, 0.04% $MgSO_4$$.$$7H_2$O이었고 최적 배양조건은 $30^{\circ}C$, pH 8이었다. 대량생산을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 회분배양과 유가배양을 실시하였고, 회분배양이 L-lactic acid의 생산수율(0.134 g, L-lactic acid/g, soluble starch)이 더 높게 나타나 효과적이었다. 7 L 발효조 배양시 pH를 control한 결과, L-lactic acid 생산이 삼각플라스크에 비해 1.5배 더 증가하였다. 배지 중의 젖산을 정제하기 위한 방법으로 이온교환 칼럼크로마토그라피(ion-exchange column chromatography)를 사용하였고 일련의 정제 과정을 통하여 배양액 중의 L-lactic acid 정제 수율은 약 85% 정도로 나타났으며 HPLC로 분석한 결과 99.7%의 순도를 확인할 수 있었다.
김치, 막걸리 및 시판되는 누룩으로부터 젖산균을 분리한 후 다양한 농도의 알코올을 함유한 MRS 배지에서 배양하여 생육 여부를 조사하였다. 알코올이 13%(v/v) 포함된 MRS 배지에서 $OD_{600}$ 값이 가장 높이 증가한 젖산균 2종을 최종 선별하였고 이 두 균주의 16S rRNA 유전자 염기서열분석 및 API kit를 이용한 생화학적 동정을 실시한 결과 두 종 모두 P. acidilactici에 가까운 종인 것을 확인하여 P. acidilactici K3와 P. acidilactici S1으로 명명하였다. 선별한 P. acidilactici K3와 S1의 bacteriocin 생성 여부를 확인한 결과 식중독균인 S. aureus의 생육 저해를 일으키는 bacteriocin 생성 능력이 있음을 확인하였다. 선별한 두 균주와 표준 균주(P. acidilactici DSM 20284)의 알코올 내성을 비교한 결과 6% 이하의 저농도 알코올이 포함된 배지에서는 균주 생육에 큰 차이가 없었으나 12% 이상의 알코올이 포함된 배지에서는 표준 균주보다 최대 3배 이상 알코올 내성이 뛰어남을 확인하였다. 알코올 내성 균주 P. acidilactici K3와 S1을 살균 막걸리에 첨가한 후 냉장 온도($4^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$)에서 저장하며 생균수를 측정한 결과 사멸하지 않고 한 달 간 생균수가 유지됨을 확인하였다.
본 연구에서는 오디를 첨가하여 제조한 막걸리의 이화학적 및 미생물학적 특성을 평가하였다. 발효 7일째의 알코올 함량은 오디 막걸리(17.1%)와 대조군(17.0%)간 유의적 차이가 나타나지 않았으며, pH는 발효 1일째 급격히 감소한 후 완만한 증가를 보이며 발효 7일째 각각 4.48 및 4.51로 유사하게 나타났다. 총산은 두 시료 모두 발효 1일째에 급격히 증가하고, 그 이후 완만히 증가하였다. 총 균수, 효모 수, 유산균 수는 발효가 진행됨에 따라 점차 증가하였으며 오디막걸리의 발효 7일째 총 균수, 효모 수, 유산균 수는 대조군과 큰 차이를 나타내지 않았다. 색도(L, a, b)는 발효가 진행됨에 따라 대조군과 오디 막걸리 모두 증가하는 경향을 보였다. 유리당 중 glucose는 모든 막걸리에서 가장 높은 함량을 나타내었으며 발효가 진행하면서 감소하였다. 유기산 함량은 succinic acid가 오디 막걸리와 대조군 모두 가장 높은 것으로 확인되었으며 발효가 진행되면서 증가하였다. 오디막걸리와 대조군에서 검출된 47종의 휘발성 화합물 중 가장 많이 동정된 성분은 3-methyl-1-butanol이었다.
본 연구는 중국 소비자의 기호에 적합한 막걸리의 개발 및 중국 시장에서 막걸리의 소비 증진을 위한 마케팅 전략 수립의 기초자료를 제공하고자 중국 시장의 잠재적인 막걸리 소비자인 중국인 유학생을 대상으로 막걸리의 음주 실태에 관한 설문 조사와 시판 쌀 막걸리(생 막걸리, 살균 막걸리)의 특성 및 기호도에 관한 관능 검사를 실시하였다. 막걸리 음주 경험이 있는 중국인 유학생을 대상으로 2013년 10월 9일부터 10월 30일까지 조사하였으며, 117명의 자료를 최종 분석에 사용하였다. 조사 대상자의 71.8%가 막걸리를 좋아하며, 56.4%가 주 5-6회 막걸리를 마시고, 25.7%가 2병 이상을 마시는 것으로 나타났다. 조사 대상자의 61.5%가 막걸리 구매 경험이 있으며, 막걸리에 관한 정보는 지인(66.7%)이나 언론매체(28.2%)를 통해 습득하는 것으로 나타났다. 4종의 쌀 막걸리 중 상큼한 향, 단맛, 신맛이 강하고, 후미가 좋으면서 청량감이 있는 살균 막걸리(BS)를 가장 선호한 반면 탁도, 누룩향, 쓴맛, 묵직한 바디감이 강한 생 막걸리(KD)의 기호도가 가장 낮았다. 이상의 결과는 전통적인 생 막걸리보다는 청량감을 지닌 달달하고 상큼하면서 목넘김이 부드러운 막걸리가 중국인의 기호에 적합하며, 웰빙 저도주임을 적극적으로 홍보하고, 시음 기회의 확대를 통한 구전 마케팅이 필요함을 시사한다.
막걸리 제조 시에 발생하는 부산물의 화장품 소재 가능성을 조사하기 위하여 항산화능, 페놀 함량, 코지산 함량, 미백, 주름 개선 효과 등을 분석하였다. 누룩박, 미박, 원주, 시판제품을 5가지 다른 용매(0, 25, 50, 75, 100% 에탄올)로 $20^{\circ}C$와 $50^{\circ}C$에서 각각 추출하였다. 총 페놀 함량은 $20^{\circ}C$에서 추출하였을 때 누룩박의 에탄올 75% 추출물에서 13.26 mg GAE/g으로 가장 높았으며, $50^{\circ}C$에서는 시판 제품의 에탄올 75% 추출물에서 16.66 mg GAE/g으로 가장 높았다. 가장 높은 코지산 함량은 $20^{\circ}C$에서 누룩박의 0% 에탄올 추출물에서 관찰되었고, $50^{\circ}C$에서 추출한 모든 시료에서 코지산은 검출되지 않았다. $20^{\circ}C$에서 제조한 누룩박, 미박 추출물에서 상당한 항산화능(DPPH와 ABTS 라디칼 소거능, 환원력)이 확인되었다. Tyrosinase 저해능으로 분석한 미백 효과는 $50^{\circ}C$에서 누룩박의 75% 에탄올 추출물이 가장 높았다. 누룩박과 미박은 elastase 저해능도 발견되어 주름 개선 효과가 있음을 확인하였으며, 특히 $20^{\circ}C$에서의 미박 추출물이 가장 높은 활성을 나타내었다. 이상의 결과는 막걸리 제조 부산물이 항산화, 미백, 주름 개선의 기능을 가진 화장품 소재로서의 가능성이 있음을 시사한다.
누룩으로부터 분리한 야생효모 10균주의 청주제조 가능성을 위해 발효에 관여하는 몇 가지 특성을 조사한 후 신속간이 동정하였다. 전국에서 수집한 300여 점의 누룩으로부터 알코올 발효성이 뛰어난 야생효모 10균주를 선별하였으며 알코올 내성, 내당성 및 침강성을 조사한 후 발효물을 제조하여 알코올 함량, 당도, pH, 유기산 및 휘발성 향기성분을 조사하였고 선별된 10균주를 Biolog를 이용하여 신속간이 동정하였다. 알코올 내성은 ethanol 함량 18%까지는 모두 활성을 보였으나 20%이상에서는 효모 54-3, 90-2 그리고 91-5만이 활성을 나타냈으며 내당성은 모두 우수하였고 침강성은 효모 90-2가 83.03%로 매우 좋게 나타났다. 야생효모를 이용하여 발효물을 제조한 후의 알코올 함량은 대조군 7.42%보다 높게 나타난 것이 3 균주였으며 유기산은 효모 272-7이 대조군과 거의 같은 함량을 보였고 acetic acid 함량이 적은 균주는 total acid 함량 또한 적게 나타났다. 발효물에서의 휘발성 향기성분은 alcohol류가 4종, ester류가 11종 그리고 acid류가 1종 확인되었다. Higher alcohol과 휘발성분의 대부분을 차지한 ester류는 대조군이 월등히 높았고 효모 54-3과 91-2에서 대조군 면적비율의 중간 이상으로 나타났다. BIOLOG로 신속 간이 동정한 결과 효모 54-3 외 6 균주가 S. cerevisiae, 효모 192-2와 271-4는 Z. cidri 그리고 효모 91-5는 P. sydowiorum으로 동정되었다.
산양삼을 이용한 새로운 고부가가치의 전통 약주를 개발하기 위해 증자 멥쌀에 140%의 물을 혼합하고, 증자쌀 대비 3%의 개량누룩(Rhizopus sp.)과 1.5%의 건조 효모(Saccharomyces cerevisiae)를 첨가하여 2일간 $20^{\circ}C$에서 발효시켜서 밑술을 제조하였다. 여기에 밑술 대비 200%의 쌀을 첨가한 120%의 물을 혼합하고 정제효소를 0.08% 첨가 한 다음 발효 3일후 산양삼을 첨가하여 $20^{\circ}C$에서 발효시켰다. 산양삼 첨가량에 따른 에탄올 생성량을 조사한 결과 산양삼 1.2%를 첨가했을 때 18.5%의 에탄올이 생성되었고 산양삼의 첨가량이 증가할수록 에탄올 생성량에는 큰 차이가 없었다. 증자 발효와 무증자 발효방법에 따른 알코올 함량은 각각 18.0와 18.5%로 증자 발효와 무증자 발효간에 에탄올 생성능에 차이는 없었다. 산양삼 처리 방법에 따른 전통 약주중의 사포닌 함량 변화를 조사한 결과 마이크로웨이브를 처리한 산양삼을 첨가하여 제조한 산양삼약주의 경우 791 ppm의 사포닌을 함유하고 있었지만 생 산양삼을 첨가한 시료는 460.69 ppm, 증자한 산양삼 첨가의 경우에는 753.02 ppm의 사포닌이 함유되어 있었다. 마이크로웨이브 처리 시간에 따른 산양삼 첨가 약주의 사포닌 함량을 측정할 결과 90초와 120초와는 큰 차이가 나지 않았으며 120초가 넘게 마이크로웨이브를 처리했을 경우 산양삼의 외부 조직이 탄화되어 관능적으로 향이 나빠졌으며 맛에서도 좋지 않았다. 최종적으로 산양삼 1.2%를 첨가했을 때 에탄올 생성량과 기호도가 가장 우수하였고 산양삼을 마이크로웨이브로 90초 처리하여 첨가한 전통 약주가 가장 높은 사포닌 함량을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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