Kim, Jeong-Won;Jeong, Deokyeol;Lee, Youngsuk;Hahn, Dongyup;Nam, Ju-Ock;Lee, Won-Young;Hong, Dong-Hyuck;Kim, Soo Rin;Ha, Yu Shin
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제28권1호
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pp.50-58
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2018
Elephant garlic (Allium ampeloprasum var. ampeloprasum), which belongs to the Alliaceae family along with onion and garlic, has a flavor and shape similar to those of normal garlic but is not true garlic. Additionally, its properties are largely unknown, and its processing and product development have not been reported. In this study, we focused on using elephant garlic to produce a new type of vinegar, for which the market is rapidly growing because of its health benefits. First, we evaluated the effects of elephant garlic addition on acetic acid fermentation of rice wine by Acetobacter pasteurianus. In contrast to normal garlic, for which 2% (w/v) addition completely halted fermentation, addition of elephant garlic enabled slow but successful fermentation of ethanol to acetic acid. Metabolite analysis suggested that sulfur-containing volatile compounds were less abundant in elephant garlic than in normal garlic; these volatile compounds may be responsible for inhibiting acetic acid fermentation. After acetic acid fermentation, vinegar with elephant garlic did not have any sulfur-containing volatile compounds, which could positively contribute to the vinegar flavor. Moreover, the amino acid profile of the vinegar suggested that nutritional and sensory properties were more enhanced following addition of elephant garlic. Thus, elephant garlic may have applications in the development of a new vinegar product with improved flavor and quality and potential health benefits.
강원도에서 생산된 과일을 사용하여 식초를 제조하여, 초산 발효에 의하여 변화되는 주요 대사체 및 향기 성분을 조사하였다. 머루 복분자 식초에서는 초산 발효에 의하여 ${\text\tiny{L}}$-alanine의 함량 변화가 가장 크게 변화하였으며, 초산은 향기 성분 전체 함량 중 43%로 가장 높은 함량을 나타냈고, 초산 발효 후 ethyl acetate, isoamyl acetate 등의 에스테르 화합물의 함량이 증가하였다. 오미자 막걸리 식초의 경우 초산발효에 의하여 linalool, hexanoic acid 등이 생성되었고 테르펜류 화합물이 41.5%로 대부분을 차지하였다. 머루 복분자 식초의 경우와 유사하게 ${\text\tiny{L}}$-alanine의 함량 변화가 가장 큰 것으로 나타났다. 머루 복분자 식초에서는 ethyl acetate, 오미자 막걸리 식초에서는 감귤향을 내는 terpinel-4-ol, 꽃향기를 내는 ${\alpha}$-terpineol 등 테르펜류의 성분들이 각 식초의 향기 특성에 큰 영향을 나타내는 것으로 확인되었다.
Liquid-liquid extraction (LLE) can be used for the recovery of acetic acid from black liquor prior to bioethanol fermentation. Recovery of value-added chemicals such as acetic-, formic- and lactic acid using LLE from Kraft black liquor was studied. Acetic acid and formic acid have been reported to be strong inhibitors in fermentation. The study elucidates the effect of three reaction parameters: pH (0.5~3.5), temperature ($25{\sim}65^{\circ}C$), and reaction time (24~48 min). Extraction performance using tri-n-octylphosphine oxide as the extractant was evaluated. The maximum acetic acid concentration achieved from hydrolyzates was 69.87% at $25^{\circ}C$, pH= 0.5, and 36 min. Factorial design was used to study the effects of pH, temperature, and reaction time on the maximum inhibitor extraction yield after LLE. The maximum potential extraction yield of acetic acid was 70.4% at $25.8^{\circ}C$, pH=0.6 and 37.2 min residence time.
단감과 떫은감의 2단계 발효과정에 의해 제조된 감식초의 품질 평가를 위해 제조중 성분 변화를 검토하였다. 유리당은 단감의 경우 glucose 6.60, fructose 6.12 및 sucrose 1.74%이었으며, 떫은감의 경우에는 각각 5.63, 5.21, 0.62%로, glucose 함량이 가장 높았다. 발효기간이 경과함에 따라 유리당의 함량은 점차 감소하는 경향을 나타내었으며, 특히 glucose의 감소가 급격히 감소하였다. 감식초의 유기산은 단감과 떫은감 모두 acetic acid 함량이 가장 높았고, galacturonic, malic, citric, ascorbic acid도 미량 검출되었다. 감식초의 알콜발효시 알콜성분은 acetaldehyde, methanol, ethanol, iso-propylalcohol, n-propylalcohol, iso-butylalcohol 및 iso-amylalcohol 등 7종이 분석되었고, 알콜발효 4일까지는 모두 증가하는 경향이었으나 5일째에는 ethanol을 제외한 성분들은 다소 감소하는 경향이었다. 유리아미노산의 함량은 단감식초에서 떫은감식초에서보다 약간 높았고, 휘발성 성분은 단감의 경우에 알콜발효 후 7종, 초산발효 후 9종, 떫은감에서는 알콜발효 후 6종, 초산발효 후에는 9종의 성분이 분석되었다.
The production of free non-volatile and volatile organic acids in Kimchi during fermentations at 30, 20 and $5^{\circ}C$, were determined by gas chromatography. The order in the amount of non-volatile organic acid, soon after preparation, was malic, citric, tartaric, pyroglutamic, oxalic, lactic, succinic and ${\alpha}-ketoglutaric$ acids. The major non-volatile acids at the optimum ripening time were malic, tartaric, citric and lactic acids, and as the temperature was lowered, the amount of lactic, succinic, oxalic, pyroglutamic and fumaric acids increased, while that of malic and tartaric acids decreased. The order in the amount of volatile acids at the beginning was acetic, butyric, propionic and formic acids. Among these acids, acetic acid was significantly increased in its amount during fermentation and the Kimchi fermented at low temperature produced more acetic acid than that fermented at high temperature.
감귤과즙으로 새로운 산형음료 개발을 위해 tea fungus로부터 분리한 G. hansenii TF-2 균을 이용하였다. 과즙배지는 $11{\sim}17%(v/v)$의 과즙에 초기 당도를 $10^{\circ}Brix$로 하였다. G. hansenii TF-2에 의한 발효는 과즙배지에 활성화시킨 seed gel을 5%(w/v) 첨가하여 $29{\pm}1^{\circ}C$에서 15일 배양하면서 5일 간격으로 측정하였다. 발효 동안 발효액 표면에는 막을 생성하고 액에는 다양한 유기산을 생성하였다. 분석에 사용한 발효액은 7,000 rpm에서 15분간 원심분리 하여 사용하였다. $5{\sim}10$일 사이에 유기산 등의 기타 대사산물의 함량이 가장 높았다. 발효가 진행되면서 malic acid, acetic acid, itric acid, succinic acid, fumaric acid 등의 다양한 유기산이 생성되었으며, 특히 발효 전반에 acetic acid가 관여하였다. 주요 산으로는 acetic acid이었다. 발효 15일째 측정에 의하면, acetic acid 함량은 $183.5{\sim}186.6\;ppm$이 검출되었다. 배양 동안 CB11의 유리당은 sucrose, glucose, fructose 그리고 sorbitol이 확인되었으며 각각 56.8%, 35.1%, 40.7%, 63.2%가 검출되었다. 음용 시 식품에 관련된 세균에 대해 CB11가 $71.9{\sim}94.0%$의 저해율을 나타내었으며 그람 양성균 보다는 그람 음성균에서 더 효과적이었다.
본 연구는 양파즙으로 식초를 생성하기 위해 수행되었다. 양파는 당, 아미노산, 다양한 영양분이 풍부하기 때문에 식초의 우수한 원료로 고려된다. 초산발효를 위해 초산균은 시판되고 있는 식초와 완숙된 김치로부터 분리하여 사용하였다. 양파즙 배지에 2-8% ethanol이 보충될 때, 4% ethanol 첨가에 의해 9일에 가장 높은 초산 생성능을 보였다. 초산 생성을 위한 적정온도는 $30^{\circ}C$였고, 통기량은 200 rpm이 경제적인 것으로 나타났다. 초산 발효를 위해 표면적인 넓은 삼각 플라스크가 시험관보다 높은 생성 능력을 보였다. 그러므로 초산 생성을 위한 초적 조건은 초기 5% 알코올 함량과 2% 산도로, $30^{\circ}C$에서 200 rpm으로 9일 동안 배양하는 것으로 나타났다. 이 조건으로 초산 발효될 때, 5.2% 총산도와 1% 미만의 알코올이 잔존하는 것으로 나타났다. 이것은 산업자원부가 고시한 과실 음료 조건에 적합한 것으로 판명되었다.
김치의 초발산도를 조절함으로써 담금초기부터 산미를 부여함과 동시에 보존성을 증대시킬 목적으로 acetic acid(A), citric acid(C), lactic acid(L), A+C+L(ACL) 및 formic acid+acetic acid+fumalic acid+malic acid+citric acid 0.2 - 0.3%를 함유하는 10% 소금물에서 절임하여 김치를 숙성시키면서 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 유기산 첨가군중 특히 citric acid 첨가군은 pH의 저하와 산도의 증가율이 낮았으며, 총균수와 젖산 균수도 적었다. 그리고 경도가 가장 높고, 씹힘성은 낮았다. 관능검사 결과에 있어서도 첨가군은 담금 초기부터 적당한 산미를 부여한 반면, 숙성 후기에는 산의 생성량이 적어 타 처리군에 비하여 낮은 산미를 띠었으며, pH, 산도, 조직감 및 관능검사를 통하여 종합적으로 평가한 결과 1$0^{\circ}C$에서의 가식기간이 약 5일 이상 연장되었다.
고부가가치 딸기 식초를 개발하고 이를 다양한 식품에 활용하기 위해 딸기 발효에 적합한 초산균을 선발하여 딸기 식초를 제조하고 품질 특성 및 생리활성을 분석하였다. A. pasteurianus 균주를 이용하여 딸기 식초를 제조하여 균주별 발효 특성을 조사한 결과 SRCM 60009 균주로 발효 후 산도가 가장 높은 결과를 보여 A. pasteurianus SRCM 60009 균주가 딸기 식초용 발효균주로 최종 선발되었다. SRCM 60009 균주로 제조한 딸기 발효식초의 품질특성은 발효 9일차에 pH 2.86, 산도 4.20%, 생균수 8.56 log CFU/mL를 나타내었다. 발효기간에 따라 딸기 식초의 유리당은 감소하는 경향을 보였고, 유기산은 증가하는 경향을 나타내었다. 딸기 식초의 생리활성은 α-glucosidase 저해(AGI) 활성, pancreatic lipase 저해(PLI) 활성, angiotensin converting enzyme I (ACE) 저해활성을 분석하였다. 딸기 식초는 65.13%의 AGI 활성을 보였으나, 딸기 착즙액을 발효하지 않은 대조구에서는 55.18%의 활성을 나타내었다. PLI 활성을 확인한 결과 딸기 식초는 75.40%, 대조구는 35.79%의 활성을 보였고, ACE 저해 활성은 딸기식초는 70.58%, 대조구는 46.40%의 활성을 보였으며, 그 결과는 모두 유의차가 있는 것으로 확인되었다. 이와 같이 딸기를 발효하여 식초로 이용함으로써 딸기를 발효하지 않고 섭취하는 것에 보다 다양한 기능성을 확인할 수 있었으며 동시에 전통 발효식품인 식초에 딸기의 맛과 향이 더해진 딸기 식초를 제조하였다. 이를 토대로 향후 다양한 소비자들의 기호를 충족시킬 수 있는 발효식초 및 발효식초를 활용한 응용제품의 개발이 필요하며, 이에 따른 추가적인 연구가 지속되어야 할 것 으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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