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논문KCI 등재

저온송풍건조를 통한 약주용 효모의 종균화 및 발효 특성 모니터링

Development of air-blast dried yeast starter for ‘Yakju’ and monitoring on its fermentation characteristics

박종범|최준수|문효빈|박희동|여수환|최규택|채민경
한국식품저장유통학회 (The Korean Society of Food Preservation)|2021.10|Food Science and Preservation|제28권 제6호|pp. 810-819

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fermentationSaccharomyces cerevisiaestarter‘Yakju’air-blast drying
주제분류식품과학

초록

본 연구는 저온 발효능이 우수한 토착형 Saccharomyces 효모의 쌀 종류별 약주발효를 통해 품질특성을 확인하고, 분 말 종균제 제조를 위한 최적조건을 알아보았다. 제조된 약주 의 당도와 환원당은 사용된 쌀 종류와 관계없이 타 균주에 비해, S. cerevisiae W149 균주를 사용한 약주가 높은 수치를 보였으며, pH와 총산의 경우 균주별로 비슷한 경향을 띠었 다. 약주의 전반적 알코올 함량은 14.9-16.1%로 S. cerevisiae W149균주를 이용한 멥쌀 찹쌀 혼합약주의 경우 16.07%로 높은 함량을 보였다. 관능평가는 샘플들 간의 유의한 차이는 없었으나, 향미의 경우 전반적으로 찹쌀이 높고 그 중 S. cerevisiae W153을 사용한 약주가 가장 높은 값을 나타내었 다. 단맛의 경우, S. cerevisiae KCCM 11215 균주를 이용한 멥 쌀 찹쌀 혼합약주의 경우가 4.25로 가장 높았으며 신맛의 경 우 혼합약주에서 S. cerevisiae W149가 5.75로 높은 기호도를 보이며 종합적 기호도에서는 찹쌀 약주의 경우 S. cerevisiae W153이, 혼합 약주와 멥쌀 약주에서는 S. cerevisiae KCCM 11215가 가장 높게 평가되었다. 분말 종균의 제조에는 저온 송풍건조 기법을 적용하였으며 생존율 향상을 위한 건조보호 제로는 fructose, glucose, maltose, raffinose, sucrose, trehalose 가 사용되었고, 재수화 용액으로는 DW와 PBS buffer 용액, 0.85% NaCl 용액, 1% peptone water 용액이 사용되었다. S. cerevisiae W153은 건조보호제로써 sucrose, 재수화 용액으 로써 각각 DW와 0.85% NaCl을 사용하였을 때 108.21%와 106.56%로 가장 우수한 생존율을 나타내었다. S. cerevisiae W149는 maltose와 PBS buffer를 사용하였을 때 107.72%로 가장 우수하였다. 이 후 3개월간 저장성을 확인하였으며, S. cerevisiae W153의 경우 maltose와 PBS buffer를 사용하였을 때 5.9 log CFU/mL 로 가장 높은 수치를 나타내었다. S. cerevisiae W149의 경우, fructose와 1% peptone water를 사 용하였을 때 5.27 log CFU/mL 로 가장 높은 수치를 나타내 었다. 본 연구에서 확립한 저온송풍건조 최적 조건들은 국내 종균산업에서 널리 이용될 수 있을 것으로 기대되며, 저온성 효모의 약주의 향미 증진 효과로 향후 약주의 품질 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract

In this study, suitable protectants and rehydration solutions were investigated for the development of ‘Yakju’ yeast starters. Experiments were conducted alongside the optimization of protectant and rehydration conditions using different types of sugars and rehydration solutions to enhance the viability and storability of air-blast dried yeast cells. Six types of sugars (fructose, glucose, maltose, raffinose, sucrose, trehalose) and four types of rehydration solutions (DW, PBS, 0.85% NaCl, and 1% peptone water) were examined to investigate optimal air-blast drying conditions to enhance the survival rate of Saccharomyces yeasts cells. 10% sucrose (DW) and 10% maltose (PBS) had the highest survival rate of 108.20% and 107.72% for S. cerevisiae W153 and W149, respectively. we assumed that the increased survival rate (>100%) was as a result of the re-initiation of the proliferation of the air-blast dried yeast cells during the 1-h rehydration. We also investigated physicochemical properties as well as sensory quality of ‘Yakju’. S. cerevisiae W153 and W149 showed good alcohol fermentation ability in the three different raw materials such as glutinous rice only (Glu 100), non-glutinous rice (NGlu 100), glutinous and non-glutinous rice mixture (NGlu 50:50). The sensory evaluation revealed that S. cerevisiae W153 obtained the highest scores in the flavor as well as the overall preference with the Glu 100.

참고문헌 (38)

  1. Aguilera J, "Cold response in Saccharomyces cerevisiae : New functions for old mechanisms", FEMS Microbiol Rev, 31, pp.327~341 (2007)
  2. AOAC, "Official Method of Analysis. 17th ed", Association of Official Analytical Chemists, 210~219 (2000)
  3. 백성열, "저온 적응성 효모의 보존방법에 따른 균체의 생존율 및 발효특성", 한국식품저장유통학회지, 24(7), pp.1034~1042 (2017), 한국식품저장유통학회
  4. Beker MJ, "Biotechnology Methods", pp.127~171 (1987), Springer
  5. Beltran G, "Effect of lowtemperature fermentation on yeast nitrogen metabolism", World J Microbiol Biotechnol, 23, pp.809~815 (2007)
  6. Chae MK, "Yeast starter and Yakju fermentation characteristics of indigenous low-temperature tolerant Saccharomyces cerevisiae", MS, pp.2020
  7. Champagne CP, "Effect of water activity and protective solutes on growth and subsequent survival to air-drying of Lactobacillus and Bifidobacterium cultures", Appl Microbiol Biotechnol, 95, pp.745~756 (2012)
  8. Contreras A, "Evaluation of non-Saccharomyces yeasts for the reduction of alcohol content in wine", Appl Environ Microbiol, 80, pp.1670~1678 (2014)
  9. Costa E, "Effect of protective agents, rehydration media and initial cell concentration on viability of Pantoea agglomerans strain CPA-2 subjected to freeze-drying", J Appl Microbiol, 89, pp.793~800 (2000)
  10. de Valdez GF, "Comparative study of the efficiency of some additives in protecting lactic acid bacteria against freezedrying", Cryobiology, 20, pp.560~566 (1983)
  11. Fry RM, "The survival of bacteria during and after drying", Epidemiol Infect, 49, pp.220~246 (1951)
  12. Hongpattarakere T, "Improvement of freeze-dried Lactobacillus plantarum survival using water extracts and crude fibers from food crops", Food Bioprocess Technol, 6, pp.1885~1896 (2013)
  13. Kim DH, "Investigation of wine yeast producing high level of aromatic compounds and development for manufacturing technology of wine yeast starter by air-blast drying", MS, pp.2017
  14. Kim DH, "Development of air-blast dried non-Saccharomyces yeast starter for improving quality of Korean persimmon wine and apple cider", Int J Food Microbiol, 290, pp.193~204 (2019)
  15. 김다래, "무증자 발아흑미를 이용한 막걸리 제조 시 온도가 미치는 영향", KSBB Journal, 27(4), pp.251~256 (2012), 한국생물공학회[DOI]
  16. 김주연, "Aflatoxin 저감화 종균으로 제조한 고상종국의 품질특성", 동아시아식생활학회지, 28(5), pp.384~390 (2018), 동아시아식생활학회[DOI]
  17. 권영희, "찹쌀의 종류와 전처리를 달리한 약주의 특성 및 휘발성 향기 성분", 한국미생물·생명공학회지, 38(1), pp.46~52 (2010), 한국미생물·생명공학회
  18. Leach RH, "The influence of rehydration on the viability of dried micro-organisms", Microbiology, 21, pp.295~307 (1959)
  19. Lee JS, "Quality characteristics of mash of Takju prepared by different raw materials", Korean J Food Sci Technol, 28, pp.330~336 (1996)
  20. Lee SB, "Optimization of air-blast drying process for manufacturing Saccharomyces cerevisiae and non-Saccharomyces yeast as industrial wine starters", AMB Express, 6, pp.105~2016 (2016)
  21. Lee SB, "Effects of protectant and rehydration conditions on the survival rate and malolactic fermentation efficiency of freeze-dried Lactobacillus plantarum JH287", Appl Microbiol Biotechnol, 100, pp.7853~7863 (2016)
  22. Leslie SB, "Trehalose and sucrose protect both membranes and proteins in intact bacteria during drying", Appl Environ Microbiol, 61, pp.3592~3597 (1995)
  23. Lee SH, "Fermentation and sensory characteristics of Yakju with rice and glutinous rice under different fermentation temperatrure", MS, pp.2015
  24. Molina AM, "Influence of wine fermentation temperature on the synthesis of yeast-derived volatile aroma compounds", Appl Microbiol Biotechnol, 77, pp.675~687 (2007)
  25. Park JB, "Development of the Korean indigenous lowtemperature tolerant yeast for enhancing flavor of Yakju", MS, pp.2020
  26. 박지혜, "시판 무증자용 개량누룩 추출물로 처리한 쌀을 이용한 막걸리 제조", 한국식품저장유통학회지, 19(1), pp.144~152 (2012), 한국식품저장유통학회
  27. Pires EJ, "Yeast : The soul of beer’s aroma-a review of flavour-active esters and higher alcohols produced by brewing yeast", Appl Microbiol Biotechnol, 98, pp.1937~1949 (2014)
  28. Rodriguez-Porrata B, "Vitality enhancement of the rehydrated active dry wine yeast", Int J Food Microbiol, 126, pp.116~122 (2008)
  29. Santivarangkna C, "Alternative drying processes for the industrial preservation of lactic acid starter cultures", Biotechnol Prog, 23, pp.302~315 (2007)
  30. 서동준, "저온 적응성 효모와 발효온도에 따른 약주의 품질특성 변화", 한국식품저장유통학회지, 23(5), pp.666~672 (2016), 한국식품저장유통학회
  31. Santivarangkna C, "Alternative drying processes for the industrial preservation of lactic acid starter cultures", Biotechnol Prog, 23, pp.302~315 (2007)
  32. Schade B, "Cold adaptation in budding yeast", Mol Biol Cell, 15, pp.5492~5502 (2004)
  33. 심유미, "저온발효에 의한 청주의 이화학적 특성 연구", 한국산학기술학회논문지, 17(8), pp.492~501 (2016), 한국산학기술학회[DOI]
  34. So MH, "Changes in microorganisms and main components during Takju brewing by a modified Nuruk", Korean J Food Nutr, 12, pp.226~232 (1999)
  35. Torija MJ, "Effects of fermentation temperature on the strain population of Sacchromyces cerevisiae", Int J Food Microbiol, 80, pp.47~53 (2003)
  36. Torrens J, "Volatile compounds of red and white wines by headspace-solid-phase microextraction using different fibers", J Chromatogr Sci, 42, pp.310~316 (2004)
  37. Verstrepen KJ, "Expression levels of the yeast alcohol acetyltransferase genes ATF1, Lg-ATF, and ATF2 control the formation of a broad range of volatile esters", Appl Environ Microbiol, 69, pp.5228~5237 (2003)
  38. Yeo SY, "Development of putative probiotics as feed additives : Validation in a porcine-specific gastrointestinal tract model", Appl Microbiol Biotechnol, 100, pp.10043~10054 (2016)

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