• 제목/요약/키워드: saccharomyces cerevisiae

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말분변 미생물을 이용한 주스박 사료의 발효 특성 (Fermentation Characteristics of Juice Pomace Feed by Horse Feces Microbes)

  • 황원욱;김겸헌;우개민;임정호;우제훈;채현석;박남건;김수기
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.290-300
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    • 2017
  • 본 연구에서는 주스박에 토착하고 있는 미생물을 분리하고 이를 발효에 이용하여 사료적 가치를 평가하고자 하였다. 주스박과 대두박을 원료로 하여 바실러스, 효모 그리고 유산균을 혼합 접종하여 수분 60%에서 고체발효 후의 pH변화, 총 균수의 변화와 같은 발효특성과 원료의 시간대별 일반성분의 변화를 확인하고자 하였다. 사과박, 당근박, 포도박, 감귤박에서 발효에 이용하기 위한 토착균주들을 분리, 동정하였으며 분리균 중 Lactobacillus plantarum, Weissella cibaria 및 Bacillus subtilis를 선택하여 농산부산물 고체발효에 이용하였다. 발효 주스박의 원료로는 사과박, 당근박, 포도박, 감귤박과 각 박을 동일비율로 혼합한 혼합박을 이용하여 5개의 시험구를 구성하였다. 위의 박들을 대두박과 2:3의 비율로 혼합하였으며 수분은 60%로 하여 발효 출발점에 바실러스, 12시간대에 효모 그리고 24시간에 유산균을 단계적으로 접종하여 $35^{\circ}C$에서 총 48시간 동안 발효하였다. 발효에 의한 pH변화는 발효 전후에서 사과박, 당근박, 포도박, 감귤박 그리고 혼합박에서 각각 $6.25{\rightarrow}4.47$, $6.23{\rightarrow}4.41$, $6.12{\rightarrow}4.66$, $5.49{\rightarrow}4.56$ 그리고 $5.45{\rightarrow}4.40$로 낮아지는 변화를 보였다. 발효 시간에 따른 생균수를 조사한 결과 발효 최초 접종시 초기 균수인 $10^7$에 비해 12, 24 그리고 48시간 발효 후에 모든 처리구에서 $10^8{\sim}10^9$로 증식되면서 발효가 지속적으로 진행되어 선별한 균주와 단계별 균주의 접종조건이 주스박을 발효함에 있어 적합한 것으로 판단되었다. 발효 초기인 12시간까지 젖산의 생성이 급격히 진행되었으며 사과박, 당근박, 포도박, 감귤박 그리고 혼합박에서 각각 632.40, 726.74, 674.29, 647.39 그리고 748.77 mMol/g으로 생성되었다. 발효 시간에 따른 건물함량은 초기 건물함량인 60%에서 12, 24시간 발효 후 당근박의 건물함량이 각각 54.84%, 56.66%로 다른 처리구들보다 유의적으로 높은 값을 보였으며(p<0.05), 포도박은 45.3%, 44.15%로 낮은 건물량을 보였다(p<0.05). 전반적으로 건물함량은 원물의 20%정도가 감소되었으며, 발효 시간에 따라서는 크게 변하지 않았다. 발효 시간대별 NDF는 발효 12시간째 모든 주스박에서 많은 감소를 보였으며 24시간부터 서서히 감소 또는 유지를 하였으며, 24시간대에는 포도박과 사과박이 가장 높은 경향을 보였다(p<0.10). ADF는 전반적으로 발효 시간에 따라 큰 변화를 보이지 않았으나, 사과박은 발효초기에 비해 12시간 때부터 급격히 감소하는 경향을 보였다 (p<0.10). 발효 시간에 따른 조회분은 쥬스박 별로 차이를 보이지 않았으나 (p<0.05), 전체적으로 감소되는 경향을 보였다. 주스박을 이용한 말용 사료를 개발하기 위해 사과박, 당근박, 포도박 그리고 말분변을 접종하였을 때 이들을 이용하는 우점 균주를 분리할 수 있었다. 이들 균주 중에서 발효에 유용하게 사용할 수 있는 바실러스와 유산균을 선별하였다. 바실러스, 효모 그리고 유산균을 3단계로 12시간 간격으로 각각 순서에 따라 접종하였다. 각 균주의 접종이후 12시간부터는 총 균수가 각각 $10^8$ 이상으로 유지하였다. 48시간 배양 후는 바실러스, 효모 그리고 유산균이 거의 균등하게 성장하였으며 이러한 주스박 발효물을 이용하여 말 사료로 이용하면 식품부산물을 사료자원으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 말을 위한 생균제의 급여로 말의 장내에서 유익한 균총의 유지에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

참다래 와인의 최적 malolactic fermentation 조건과 품질 특성 (Quality Characteristics of Kiwi Wine and Optimum Malolactic Fermentation Conditions)

  • 강상동;고유진;김은정;손용휘;김진용;설희경;김익조;조현국;류충호
    • 생명과학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.509-514
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    • 2011
  • 본 연구에서는 참다래를 이용하여 국내산 과실 특유의 강한 산미를 감소시켜 고품질 참다래 와인을 제조하기 위하여 MLF 에 의한 산도 및 malic acid 감소 효과를 연구하였다. MLF가 진행됨에 따라 모든 실험구에서 당도가 점차 감소하는 것으로 나타났으며 $25^{\circ}C$에서 발효한 참다래 와인의 당도가 5.90 $^{\circ}Brix$로 가장 낮게 나타났다. 총산함량은 발효 전 0.96%에서 발효 20일 후 0.75~0.79%로 모든 실험구에서 발효가 진행됨에 따라 총산 함량이 감소하였으나 발효 온도에 따른 유의적 차이는 없었다. 참다래 와인의 malic acid 함량은 MLF가 진행됨에 따라 감소하였으며 $25^{\circ}C$에서 발효시킬 경우 0.05 mg/ml로 가장 낮게 나타났다. 참다래 와인의 초기 pH에 따른 malic acid 함량 변화를 확인한 결과 pH 2.5 실험구에서는 큰 변화를 보이지 않았으며, pH 4.5에서는 발효 완료 시 0.55 mg/ml로 검출되어 약 85% 감소하였다. 또한 초기 pH 3.5로 조절한 실험구는 발효기간이 경과함에 따라 malic acid함량이 급격히 감소하여 발효 완료시 매우 낮게 나타났다. MLF에 의한 malic acid와 lactic acid 함량을 조사한 결과 O. oeni를 첨가하여 MLF를 실시한 실험구의 malic acid는 급격히 감소하여 14일 후에 0.08 mg/ml로 나타났으며 lactic acid의 함량은 점점 증가하여 발효 16일에 3.15 mg/ml로 나타났다. 초기 pH를 3.5로 조절하고 $25^{\circ}C$에서 15일간 발효시킨 참다래 와인의 품질특성을 조사한 결과 총산 함량은 0.78%로 대조구의 0.96%보다 다소 낮게 나타났으며 pH는 3.70로 MLF를 실시하지 않은 대조구의 3.45 보다 높게 나타났다. 또한 알코올 함량은 12.75%, 총당 38.72 mg/ml, 총폴리페놀 60.18 mg/ml로 대부분 큰 차이는 보이지 않았다. Oxalic acid는 0.69 mg/ml로 대조구와 유사하게 나타났으며 강한 신맛을 내는 malic acid는 대조구에 비해 크게 감소하여 0.06 mg/ml로 나타났다. 반면 lactic acid는 대조구보다 4.5배 많은 3.12 mg/ml로 나타났고 citric acid는 대조구와 유사한 0.26 mg/ml로 나타났다. 관능평가 결과 MLF를 실시한 와인이 대조구 와인에 비해 떫은맛을 제외한 모든 부분에서 우수한 것으로 나타났으며, 특히 신맛과 전체적 기호도에서 $3.8{\pm}0.5$$3.9{\pm}04$로 대조구의 $3.5{\pm}0.6$$3.5{\pm}0.5$보다 높게 나타났다. 결과적으로 고품질의 참다래 와인을 제조하기 위한 MLF의 최적 조건은 초기pH 3.5로 조절한 후 MLF 균주인 O. oeni ($1{\times}10^6$ CFU/ml)를 첨가하여 $25^{\circ}C$에서 발효시키는 것이 가장 적합할 것으로 생각된다.

증류주(蒸溜酒) 숙성(熟成)에 관(關)한 연구(硏究) 제1보[第一報]-사과 증류주(蒸溜酒) 숙성(熟成)에 있어서 숙성통재(熟成桶材)로서 한국산(韓國産) 참나무 품종별(品種別) 이용적성(利用適性)에 관(關)하여- (Studies on Fine Spirits Aging [Part I]-On the Aptitude of the Korean Oak Varieties as Barrels for Aging Apple Fine Spirits-)

  • 이계호
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제20권1호
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    • pp.66-80
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    • 1977
  • 사과 증류주(apple One spirit) 숙성에 있어서 국산 참나무의 품종이 fine spirit숙성 술통재로서의 적성여부를 검토하는 기초적 연구의 일환으로 본 연구를 실행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 양조 원료를 대체 할 수 있는 과실로서 현재 대량생산 되는 과실의 화학분석 결과는 다음과 같다. 사과 : (Apple) (Malus pumila Miller var domestica Schneider) 중 홍옥(Jonathan)은 총당 13.95%, 총산 0.46%, 휘발산 0.012%, pectin 0.20%, 국광(Ralls)은 총당 13.35%, 총산 0.43%, 휘발산 0.011%, pectin 0.455%이었다. 2. 사과중에는 당분과 산 이외에 cellulose, pectin, hemicellulose 등 때문에 사과즙수을이 떨어짐으로 Aspergillus niger SUAFM-430의 xylanase와 amylase, Aspergillus niger SUAFM-6의 cellulase, pectinase를 사과즙에 처리하여 사과즙의 수율을 향상시켰다. 그리고 이황산 처리로 과즙중 여러 미생물을 살균하고 배양효모로서 발효능이 우수한 sacharomyces cerevisiae var. ellipsoidens Rasse Johannisberg II (SUAFM-1018)을 사용하여 사과주를 양조하였다. 사과주(Apple wine)는 원료에 대한 수율이 $86{\sim}87%$이고 Jonathan, Ralls가 ethanol 13.5%, extract분 5.4%, methanol $0.04{\sim}0.05%$이었다. 3. 사과주의 증류수(fine spirit) 제조는 단식증류법(Pot still)으로 2회 증류로서 실험하였다. 사과(apple) fine spirit는 apple wine mash에 대한 수율이 86.6%이고, 홍옥(Jonathan) fine spirit는 pH 4.1, 국광(Ralls) fine spirit는 pH 4.2이었다. 4. 사과주를 증류하여 제조한 fine spirit를 숙성시키기 위하여 국산 참나무 24품종을 나무의 심재(心材) (Inner part)와 변재(邊材) (Outer part)를 사용하여 fine spirit의 숙성융통제를 선발하는 실험을 하였다. 참나무 24품종과 그의 심재, 변재 별로 참나무의 절편(oaa chip) $(1{\times}1{\times}5cm)$을 만들고 oakchip 2개를 각 fine spirit 300ml씩 들은 640ml용맥주병에 담그고, 6개월간 숙성시키면서 색, 향기, 맛 등을 조사하였다. A. 숙성용술통재 선발의 1차 screen결과로서 색추출속도가 우수한 참나무 품종은 다음 순서와 같다. 갈참나무(심재) Quercus aliena Blume(Inner part), 굴참나무(변재) Q variabilis Blume (Outer part), 갈참나무(변재) Q. aliena Blume (Outer part), 졸참나무(심, 변재) Q. serrata Thumb (Inner & Outer part), 신갈참나무(변, 심재) Q. mongolca Fisher (Outer & Inner part), 상수리 나무(변, 심재) Q. acutissima Carruthers (Outer & Inner part)의 순서등 5품종을 선정하였다. B. 숙성온도별 영향으로서 실온 $24{\sim}25^{\circ}C,\;30^{\circ}C,\;45^{\circ}C$ 별로 각 fine spirit에 oak chip을 넣고 숙성시킨 결과 $45^{\circ}C$에서 숙성시킨 것이 가장 숙성이 촉진 되었고 다음이 $30^{\circ}C$, 다음이 실온에서 한 순서의 경향이었다. C. 투명한 삼각후라스크에 각 fine spirit에 oak chip을 담그고 자외선 조사를 하여 3개월간 숙성 시켰드니 숙성효과가 contral구 보다 거의 2배가 촉진하는 흥미있는 사실을 확인하였다. D. 사과주에서 증류한 fine spirit 300ml에 2개의 oak chip을 담그어 숙성시킴에 있어 oak chip의 여러성분이 fine spirit에 용출되여 나오는 정도가 fine spirit의 pH에 중요한 관계가 있음을 알았다. E. 선정된 5개 품종의 oak chip과 블란서 참나무 술통재(Limousin white oak from France)를 control로 하여 각 사과주를 증류한 fine spirit에 2개의 oak chip($1{\times}1{\times}5cm$)을 담그고 실온, $(24{\sim}25^{\circ}C)$, $30^{\circ}C,\;45^{\circ}C$, 실온에서 자외선조사 하면서 각각 6개월간 매일주일 마다 진탕하면서 숙성시켰다. 6개월간 수성시킨 fine spirit(young brandy)의 관능 검사 결과는 다음과 같다. 불란서 oak chip의 실온 숙성한 fine spirit 하고 비슷한 것은 참갈나무 chip을 넣은 사과의 young bandy($45^{\circ}C$에서 숙성함)이었고 갈참나무 chip을 넣고 실온에서 UV-ray 조사한 사과의 young brandy는 불란서 oak chip의 실온 숙성한 young brandy 보다는 약간 떨어지지만 그런대로 국산 참나무를 각 fine spirit 숙성용으로 이용할 가치가 있음을 알았다.

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