• Journal of Biosystems Engineering
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• 제43권3호
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• pp.229-236
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• 2018

Purpose: Makgeolli is a traditional alcoholic beverage made from rice with a fermentation starter called "nuruk." The concentration of alcohol in makgeolli depends on the temperature of the fermentation tank. It is important to monitor the alcohol concentration to manage the makgeolli production process. Methods: Data were collected from 84 makgeolli fermentation tanks over a year period. Independent variables included the temperatures of the tanks and the room where the tanks were located, as well as the quantity, acidity, and water concentration of the source. Software for the multilayer perceptron model (MLP) was written in Python using the Scikit-learn library. Results: Many models were created for which the optimization converged within 100 iterations, and their coefficients of determination $R^2$ were considerably high. The coefficient of determination $R^2$ of the best model with the training set and the test set were 0.94 and 0.93, respectively. The fact that the difference between them was very small indicated that the model was not overfitted. The maximum and minimum error was approximately 2% and the total MSE was 0.078%. Conclusions: The MLP model could help predict the alcohol concentration and to control the production process of makgeolli. In future research, the optimization of the production process will be studied based on the model.

• Mycobiology
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• 제42권4호
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• pp.353-360
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• 2014

Makgeolli is a traditional Korean alcoholic beverage. The flavor of makgeolli is primarily determined by metabolic products such as free sugars, amino acids, organic acids, and aromatic compounds, which are produced during the fermentation of raw materials by molds and yeasts present in nuruk, a Korean fermentation starter. In this study, makgeolli was brewed using the wild yeast strain Saccharomyces cerevisiae Y98-5, and temporal changes in the metabolites during fermentation were analyzed by ultra-high-performance liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight mass spectrometry. The resultant data were analyzed by partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA). Various metabolites, including amino acids, organic acids, sugar alcohols, small peptides, and nucleosides, were obviously altered by increasing the fermentation period. Changes in these metabolites allowed us to distinguish among makgeolli samples with different fermentation periods (1, 2, 3, 6, 7, and 8 days) on a PLS-DA score plot. In the makgeolli brewed in this study, the amounts of tyrosine ($463.13{\mu}g/mL$) and leucine ($362.77{\mu}g/mL$) were high. Therefore, our results indicate that monitoring the changes in metabolites during makgeolli fermentation might be important for brewing makgeolli with good nutritional quality.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권12호
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• pp.1785-1791
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• 2012

본 연구에서는 전분원료의 종류, 쌀의 도정도, 누룩의 종류를 달리하여 담근 막걸리의 품질 특성을 조사하였다. 밀가루는 쌀보다 조지방과 조단백 함량이 높았으며 수분함량은 낮았고, pH 및 총산함량은 쌀과 밀가루로 담근 막걸리 간에 차이가 없었다. 쌀과 밀가루로 담근 막걸리의 주된 유기산은 각각 lactic acid와 succinic acid였으며, 총 유기산 함량은 각각 4.0~5.6 mg/mL와 3.5 mg/mL로 쌀로 담근 막걸리의 유기산 함량이 더 많았다. 쌀과 밀가루로 담근 막걸리의 주된 유리당은 glucose였으며, 쌀과 밀가루로 담근 막걸리의 총 유리당 함량은 각각 76.41~54.53 mg/mL와 67.75 mg/mL로 쌀로 담근 막걸리의 유리당 함량이 더 많았다. 색도는 쌀 품종별로는 차이가 없었으며, 밀가루로 담근 막걸리의 b 값은 양의 값으로 황색이 진했다. 관능평가 결과, 쌀로 담근 막걸리가 밀가루로 담근 막걸리보다 기호도 점수가 더 높았다. 쌀의 도정도가 증가함에 따라 수분, 조지방, 조단백질, acetic acid의 함량은 감소하나, pH, 총산, 유리당, 색도에 있어서는 유의적인 차이가 없었다. 쌀의 도정도는 과실향을 제외한 기호도 점수에 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 전통누룩과 개량누룩으로 담근 막걸리의 pH는 각각 4.29~4.65와 4.20~4.23으로 전통누룩으로 만든 막걸리의 pH가 더 높았으며, 총 유기산 함량도 전통누룩으로 담근 막걸리(3.5~6.3 mg/mL)가 개량누룩으로 담근 막걸리(2.3~4.3 mg/mL)보다 높았다. 총 유리당 함량은 개량누룩으로 담근 막걸리(59.44~73.34 mg/mL)가 전통누룩으로 담근 막걸리(56.45~59.75 mg/mL)보다 많았다. 색도는 전통누룩으로 담근 막걸리가 개량누룩으로 담근 막걸리보다 L, a, b 값이 높았으며, 관능적 기호도 점수는 개량누룩으로 담근 막걸리가 더 높았다. 본 연구 결과, 쌀로 담근 막걸리가 밀가루로 만든 막걸리에 비해 품질이 우수한 것으로 보이나, 쌀의 품종에 의한 품질 차이는 없었다. 쌀의 도정도에 따른 막걸리의 품질은 향미의 관능적 특성 외에는 영향을 미치지 않았으며, 도정을 많이 할수록 막걸리의 향미가 좋아졌다. 누룩 종류에 따른 막걸리의 품질 특성 분석 결과, 전통 누룩에 비해 개량누룩으로 담근 막걸리의 관능적 특성이 더 좋았다. 위 결과를 종합해 볼 때, 도정도가 높은 쌀을 전분질 원료로 하고 개량누룩을 사용하여 막걸리를 담근다면 품질이 우수한 막걸리를 제조할 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제52권5호
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• pp.529-537
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• 2020

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.

• 한국식품과학회지
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• 제50권4호
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• pp.400-406
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• 2018

본 연구는 국내 수도권, 충청, 강원 등지의 중소기업형 소규모 양조장에서 생산되는 탁주와 약주의 미생물 군집 분포를 차세대 염기서열 분석기법을 이용하여 조사하였다. 각 시료별로 미생물 분포에 따른 품질의 차이를 나타냈으며 특히 백미 또는 소맥분을 주로 사용한 탁주와 달리 약주는 찹쌀과 백미를 주원료로 사용하여 각각 독특한 주질과 미생물 분포에 영향을 주었다. 주요검출 미생물로 진균류는 S. cerevisiae가 대부분을 차지하였으며 세균의 경우 Firmicutes문에는 유산균인 Lactobacillus, Leuconostoc, Lactococcus, Weisella 속 등이 우점종으로 확인되었다. 곡물인 원재료에 의해 Cyanobacteria 문의 Chloroplast 속과 제조 환경에 의한 유입으로 추정되는 Cronobacter 속, Enterobacter 속 또한 검출되었다. 이러한 다양한 미생물의 분포는 제조 지역, 주원료, 그리고 제조 방법에 기인할 것으로 판단되며 명확한 상관관계는 확인할 수 없었으나 본 연구 결과 유통과정의 제품 안전성 확보를 위해 양조장별 미생물 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.377-383
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• 2017

In this research, the improvement of Korean rice wine (makgeolli) with pine (Pinus koraiensis) extract addition was evaluated due to the increase in alcoholic Korean traditional beverage. Makgeolli fermentation was prepared using Korean rice and nuruk (traditional starter) supplemented by pine needle (MPN) and pine sprout (MPS) extract. The average of initial pH level for MPN was 3.95 and MPS was 4.55, the average of initial sugar content for MPN was 0.4% and MPS was 0.3%. The sugar content and pH level behavior were investigated every 24h during fermentation period. The observation of microbial colony was done at days 8 of fermentation period with three time sample dilution. Afterward, the physical appearance of fermentation solution and microbial development were investigated in the final of fermentation period. The number of yeast and LAB ($402{\times}103\;CFU/mL$) in MPN was greater than the yeast and LAB count in MPS ($224{\times}103\;CFU/mL$). The pH level obtained by addition pine sprout have value of R2 higher than addition of pine needles (leaf), the sugar content (%) behaviour was opposite with pH level behaviour.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권3호
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• pp.229-235
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• 2016

우리나라는 예전부터 전통적인 방법으로 누룩을 제조하고, 이를 발효제로 막걸리를 만들어 왔다. 막걸리는 여과 또는 살균 과정없이 다양한 미생물을 살아 있는 상태로 섭취하기 때문에 영양학적으로나 기능적인 측면에서 가치가 높다. 최근 많은 연구에서 막걸리로부터 미생물을 분리동정하고 다양한 기능성에 대해 스크리닝한 결과, 높은 프로바이오틱스 활성과 다양한 스펙트럼의 항균활성을 가진 균주들이 선별되었다. 특히 일부 유산균들은 GABA와 EPS 등의 기능성 물질을 생성하기도 했다. 또한, 일부 유산균과 효모의 경우 각각 bacteriocin 및 killer toxin을 통해 항균활성을 나타내는 것으로 여겨진다. 이러한 막걸리 유래 기능성 미생물과 그 대사산물은 기능성 식품 소재나 안전한 식품첨가물 및 다양한 산업분야에서 활용될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제25권9호
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• pp.1072-1079
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• 2015

발효 폐기물의 대부분을 차지하는 주박은 발효 후 알코올성 발효액을 필터, 원심분리 또는 증류 후에 얻어지는 찌꺼기 및 1차 제조된 제품의 숙성과정 중에 생성되는 찌꺼기를 말한다. 국내 전통주 주박은 식용 원재료와 다양한 약용작물을 첨가하고 이를 누룩으로 발효시켜 제조하여, 안전성이 확보되면서 생리활성이 우수한 장점을 가지고 있다. 최근의 탁주 위주의 전통주 시장 성장으로 주박 생산량은 빠르게 증가되고 있으며, 이의 폐기물 처리는 더욱 엄격해지고 있으나, 국내에서는 아직 전통주 주박의 효율적인 재이용에 대한 연구는 제한적이다. 본 총설에서는 전통주 주박의 산업동향, 연구동향 및 특허동향을 분석하고, 전통주 주박의 유용생리활성물질들을 제시하였다. 전통주 주박은 단순 발효폐기물이라는 인식에서 벗어나, 식량, 식품첨가물, 비료, 사료, 미생물 배양원, 기능성 식품소재, 향장 및 미용소재의 고부가가치 발효소재 공급원이라는 인식의 전환이 필요하며, 향후 재처리 기술, 유용물질 회수기술 개발을 위한 체계적인 산학관 연계와 연구가 필요하다.

• 한국식품과학회지
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• 제47권2호
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• pp.204-210
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• 2015

본 연구에서는 시중에 유통 중인 한국전통 발효주인 막걸리로부터 유산균을 분리하였다. 분리된 유산균을 동정하기 위해 16S rRNA 부분을 PCR하여 RFLP법으로 패턴을 분류하여 그룹을 나누었다. 유산균 총 수를 확인한 결과 F를 제외한 모든 샘플에서 $10^6CFU/mL$ 이상으로 확인되었고, 효모균의 수는 약 $10^7-10^8CFU/mL$로 기존의 연구와 비교해 보았을 때, 대체적으로 차이가 거의 없는 것을 확인하였다. 나누어진 패턴을 토대로 염기서열 분석 결과 총 5종의 유산균을 확인 할 수 있었고, 5종의 유산균은 Lb. plantarum/pentosus, Lb. casei/paracasei/rhamnosus, Lb. crustorum, Lb. brevis, Lb. fermentum으로 확인되었다. 기존 연구에서 막걸리로부터 동정된 유산균으로는 Lb. pseudomesenteroides, Lb. paracasei, Lb. arizonensis, Lb. plantarum, Lb. harbinensis, Lb. parabuchneri, Lb. brevis, Lb. hilgardii, Lb. fermentum이 있는데, 선행 연구들과의 가장 큰 차이점으로는 Lb. crustorum이 분리되었고, 우점종으로 확인된 Lb. plantarum/pentosus와 Lb. casei/paracasei/rhamnosus와 같은 경우 다양한 subspecies가 존재함을 확인할 수 있었다. 또한 Lb. plantarum, Lb. brevis, Lb. paracasei 에서 GABA가 생성됨을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 막걸리로부터 유산균을 분리, 동정하고, 분리한 유산균의 GABA 생성능력을 규명함으로써, 차후 유산균 분리 및 다양한 기능성 물질 탐색을 할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권8호
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• pp.1030-1036
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• 2008

한국에서는 700년 전부터 포도주가 양조되어 왔으며, 산림경제, 증보산림경제, 임원십육지 등 많은 문헌에 기록이 남아 있으나 근세에 한국의 전통적인 포도주의 제조가 중단 되었다. 한국의 전통포도주는 포도과즙에 쌀을 첨가하고 누룩으로 발효시키는 세계의 포도주제조방법과는 다른 독특한 방법으로 제조되었다. 수운잡방의 양조방법을 변형한 세가지 방법과 임원16지의 방법에 따라 전통포도주를 제조하여 제조과정의 경과를 분석하고 포도와 설탕으로 담금한 포도주와 품질을 비교하였다. 발효 7일후 Brix는 $4.8{\sim}5.8$로 낮아졌고 전통포도주의 알코올 함량은 $9.2{\sim}11.2%$로 대조구 포도주의 11.8%와 큰 차이가 없었으나, 산도는 $0.93{\sim}1.20\;mg/100\;mL$로 비교적 높았다. 전통포도주는 glucose와 fructose의 함량이 적고 maltose의 함량이 많았으며, 유기산 중 acetic acid와 lactic acid가 많이 함유되었으며 tartaric acid, malic acid는 적었다. 찹쌀과 포도로 담금한 전통포도주의 아미노산은 $0.80{\sim}0.88\;mg/100\;mL$로 높았다. 적포도주의 중요한 관능적 요소인 색도는 대조구의 L값이 4.26인데 비하여 $3.59{\sim}3.69$를 나타내었으며, 적색도 a는 $20.63{\sim}38.06$이었으며 황색도 b값은 $1.20{\sim}1.56$이었다. 고형분 함량은 $278{\sim}358\;mg/L$이었으며 전기전도도는 $411{\sim}505\;{\mu}s/cm$이었고 총 페놀화합물의 함량은 $599.6{\sim}652.2\;GAE\;mg/L$로 로제포도주 수준이었으며 항산화활성은 각각 $50.59{\sim}56.75%$ 수준이었다. 결과적으로 수운잡방의 제조방법에 주모를 첨가하여 제조하는 방법이 산업화가 가능할 것으로 판단되며, 일반 포도주와 비슷한 산도를 가지는 전통포도주의 제조를 위하여서는 아황산을 첨가하거나, malo-lactic fermentation을 유도하여 감산을 위한 개선된 제조방법을 적용할 경우 한국 특유의 전통포도주로서 손색이 없을 것으로 보인다.