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Isolation and Characterization of Wild Yeasts for Improving Liquor Flavor and Quality

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(1)

주류의 풍미 및 품질 향상을 위한 야생 효모의 분리 및 특성분석

백성열1, 이유정1,2, 김재현1, 여수환1*

1농촌진흥청국립농업과학원농식품자원부발효식품과

2충북대학교농업생명과학대학식품생명공학과

Received: February 24, 2015 / Revised: March 6, 2015 / Accepted: March 9, 2015

서 론

우리나라의전통주는주로찹쌀이나멥쌀을원료로하고 누룩을발효제로사용하여만들어진다

.

전통주는담금

,

중의미생물에의한효소작용으로원료성분이분해되어 당분

,

아미노산

,

유기산등이생성된다

.

그리고효모나젖산 등의미생물에의한알코올발효로휘발성향미성분이

생성되어색과함께품질의조화를이룬다

[22].

전통주의담금과정미생물학적변화에대한연구는 금까지많은연구자들에의하여진행되었으며

, Seo

[21]

·

약주발효과정중의미생물균총변화를

, Lee

[14, 15]

효모종류를달리하여탁주술덧의품질특성과향기성분

, Kim [12]

증자와무증자

·

약주의품질특성과발효 미생물 분석을 연구하였다

.

또한

Kwon

[13]

PCR-

DGGE

법을이용한막걸리발효중의미생물다양성을

사한결과

, Pichia kudriavzevii, Saccharomyces cerevisiae, Asidia idahoensis, Kluyveromyces marxianus, Saccharomycopsis fibuligera

Torulaspora delbrueckii

6

종이주요효모로 나타났으며

,

우점효모는배양

2

일까지

Pichia kudriavzevii

이후에는

Saccharomyces cerevisiae

나타났다고보고 하였다

.

최근 와인 제조 분야에서는

S. cerevisiae

아닌

non- Saccharomyces

효모에관한연구가활발히진행되고있다

.

non-Saccharomyces

효모는포도밭에서기인한야생효모이

,

다양한효소를세포밖으로분비함으로써와인의향기성

증가에중요한영향을준다고알려져있다

[3].

와인제조

미생물학자들은

non-Saccharomyces

효모가와인의 능적특성에관여하고있음을인지하고

,

산업적응용에대한 관심을가지고있다

[4]. non-Saccharomyces

효모의일부

S. cerevisiae

와의혼합발효를통해와인의품질을향상 시킨연구결과도보고되었다

[4].

발효능이낮은레몬형 모인

Hanseniaspora uvarum

이의무성세대인

Kloeckera

apiculata

포도과피표면에가장많이존재하는미생물이

,

와인의알코올발효초기에우점종으로작용하는것으로

Isolation and Characterization of Wild Yeasts for Improving Liquor Flavor and Quality

Seong Yeol Baek

1

, You Jung Lee

1,2

, Jae Hyun Kim

1

, and Soo-Hwan Yeo

1

*

1

Fermented Food Division, Department of Agro-food Resource, NAAS, RDA, Jeollabuk-do 565-851, Republic of Korea

2

Department of Food Science and Biotechnology, Chungbuk National University, Cheongju 362-763, Republic of Korea It has been known for some time to the wine industry that non-Saccharomyces yeasts play an important role in increasing volatile components through the secretion of extracellular enzymes. The objective of this study was to investigate what types of enzymes are produced by 1,007 non-Saccharomyces yeast strains isolated from Korean fermented foods. Among 1,007 yeast strains, the 566, 45 and 401 strains displayed β-glucosidase, glucanase and protease activity, respectively. In addition, the 563 and 610 strains possessed tolerances against cerulenin and TFL, and the 307 strain was tolerant to 15% ethanol. Yeasts pro- ducing harmful biogenic amines and hydrogen sulfide were excluded from further study, and eventually 12 yeast strains belong- ing to the genera Wickerhamomyces, Hanseniaspora, Pichia, Saccharomyces were identified, based on the 26S rRNA gene sequences. Among the 12 strains, the 9 and 5 strains possessed glucose and ethanol tolerance, respectively. Yeasts belonging to the genus Saccharomyces produced more than 8% alcohol, but non-Saccharomyces yeasts produced only 3% alcohol.

Keywords: Yeast, non-Saccharomyces, extracellular enzyme, fermentation, liquor

*Corresponding author

Tel: +82-63-238-3610, Fax: +82-63-238-3843 E-mail: [email protected]

© 2015, The Korean Society for Microbiology and Biotechnology

(2)

관찰되었다

[6].

이러한효모들은와인의휘발성향기성분

성에중요한역할을하는것으로알려져있다

[4].

국내연구

진에의해

non-Saccharomyces

Pichia anomala Y197-13

으로막걸리품질향상을위한연구가수행되었다

[11].

일본의대표술인사케의향기성분

isoamyl acetate

과일향과달콤한향을내는주요성분이며

,

이것은

alcohol acetyltransferase

esterase

가수분해에 의해

isoamyl alcohol

acetyl coenzyme A

합성물질로 알려져 있다

[28]. Isoamyl alcohol

leucine

생합성과정의전구물질로 α

-ketoisocaproate

로부터생성된다

[10]. Leucine

생합성 정에서 α

-isopropyl malate

생합성 효소

(

α

-IPM)

L-

leucine

양이 많을 피드백 억제에 의해 조절되어 α

-

isopropyl malate

에서 α

-kotoisovalerate

로의변환을촉진한

[2].

이러한경우

isoamyl alcohol

합성이감소된다

.

효모 중에서α

-IPM

피드백조절을상실되어

L-leucine

과생 산되는균주는에스테르와고급알코올류의생산이증가하

isoamyl alcohol

isoamyl acetate

또한증가한다

.

이러한 균주의 탐색법은

5,5,5-trifluor-DL-leucine (TFL)

L-

leucine

유사물질에미생물을노출시켜저항성균주를선발하

것으로보고되었다

[1].

최근에

L-leucine

피드백조절이 거된

LEU4

유전자

(

α

-IPM)

돌연변이균주는

isoamyl alcohol

고생산하는것으로나타난연구결과도보고되었다

[19].

효모가내는다른중요한향기성분은에스테르인

ethyl caproate

이다

[28].

물질의축적과합성은전구체

(ethanol, caproic acid), alcohol acyl transferase

esterase

효소의 존재에달려있다

[25].

지방산생합성은

cerulenin

의해 제되는지방산생합성효소에의해촉진되며

,

지방산고생성

균주의탐색은

cerulenin

저항성균주를탐색하는것으로

려져있다

[8].

연구의목적은발효식품에서분리된효모의특성연구 통해

,

우리술의품질향상을위한우수한효모종균의 양성을확보하고자하였다

.

따라서효모의세포외효소인β

- glucosidase, glucanase, protease, amino acid decarboxylase

조사하였으며

,

에탄올내성

,

황화수소생성능효모의 환경내성을탐색하였다

.

또한효모의경우

,

아미노산생합성 지방산생합성경로를통해고급알코올류

,

향기성에스 테르계열의물질을생산하는데생합성경로저해제에 내성을가지는균주를발굴함으로써

,

향기가뛰어난것으 예상되는효모생물자원

12

균주를확보하였다

.

재료 및 방법

효모 균주 및 사용 시약

실험에사용한효모는전국에서수집한발효액등의 효식품

126

점에서

1,007

주를분리하여사용하였다

.

비교

주로시판효모인

Fermivin (Sacchromyces cerevisiae, Gist Brocades, Denmark), Frootzen (Pichia kluyvery, Chr.

Hansen, Denmark)

사용하였다

.

배지 및 효소활성 분석

수집된발효식품

(10 g)

0.85% NaCl (90 ml)

용액에 탁하여

tYPD (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose, 0.0018% tartaric acid)

한천 배지

[16]

100

μ

l

도말하여

30

o

C

에서

48

시간배양하였다

.

배양된효모의집락모양

,

,

색깔형태적특징을관찰하여서로다른균주를

YPD (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose)

한천 배지를

사용하여순수분리하였다

.

순수분리된효모는

YPD

액체

배지에배양

, glycerol

20%

함유하도록첨가하여

80

o

C

에서보관하여실험에사용하였다

.

분리효모의β

-glucosidase (EC 3.2.1.21.), glucanase (EC 3.2.1.6.), protease (EC 3.4.), amino acid decarboxylase (EC

4.1.1.)

활성을확인하였다

.

한천평판법으로실험하였고

효소의적합한한천평판을만든분리효모를접종하여 소활성 유무를 확인하였다

.

β

-Glucosidase

활성은

esculin (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)

YPD

한천배지에 도가

0.5% (w/v)

되도록첨가하고

pH 5.0

으로조정 균한 다음

, 1% ferric ammonium citrate (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)

농도가

2% (v/v)

되도록첨가하여 지를제조하였다

.

배지에효모를접종하고

30

o

C

에서

24

배양집락주변에검은색환의생성유무에따라평가 하였다

[7]. Glucanase

β

-D-glucan (Sigma-Aldrich Co., St.

Louis, USA)

YPD

한천배지전체농도의

0.2% (w/v)

가하여제조효모를접종하고

30

o

C

에서

48

시간배양한

congo red (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)

0.1%

으로희석한용액으로염색집락주변에형성된투명 생성 여부로 활성을 확인하였다

[23]. Protease

YM (0.3% yeast extract, 0.3% malt extract, 0.5% peptone, 1%

glucose)

한천배지에

skim milk

농도가

1%

되도록 첨가하 제조효모를 접종하고

30

o

C

에서

48

시간배양 집락주변에형성된투명환으로활성을확인하였다

.

그리

amino acid decarboxylase

YPD

한천배지에아미노산

1% (histidine, tyrosine, phenylalanine, tryptophane, lysine, leucine) (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA), bromocresol purple (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)

0.006%

도록첨가하고

pH 5.3

으로조정한다음효모를접종집락

주변보라색환의생성여부에따라평가하였다

[18].

에탄올, 아황산 내성 및 황화수소 생성능 분석

에탄올내성평가는

YPD

한천배지에

5%, 10%, 15%

탄올을첨가하여제조한효모를접종하여집락의생성여

(3)

부에따라내성을평가하였다

[17].

아황산내성평가는

YPD

한천 배지에

tartaric acid (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)

전체농도의

1.8%

되도록첨가하고

1 M K

2

S

2

O

5

(Daejung Chemicals Co., Ltd, Korea)

첨가하여

SO

2

농도가

20 mg

으로조정한효모를접종하여집락의생성

여부에따라내성을평가하였다

[5].

황화수소생성능을알아 보기 위해

Biggy

한천 배지

(Becton Dickinson GmbH, Heidelberg, Germany)

효모를접종하여

30

o

C

에서

48

시간 배양다음

,

집락색깔의진하기에따라황화수소생성능 평가하였다

[5].

Cerulenin 및 5,5,5-trifluor-DL-leucine 내성

Cerulenin

5,5,5-trifluor-DL-leucine (TFL) (Sigma- Aldrich Co., St. Louis, USA)

대한저항성은

0.67% YNB (yeast nitrogen base), 2% glucose, 2% agar

조성의 한천 배지에

cerulenin (25

μ

M)

TFL (1 mM)

각각첨가하여 제조효모를접종하고

30

o

C

에서

48

시간배양다음 생성여부에따라평가하였다

[26].

효모의 동정

분리효모를동정하기위하여

26S rRNA

유전자의

D1/D2

부위 염기서열을 분석하였다

.

프라이머

[27]

NL1 (5'- GCATATCAATAAGCGGAGGAAAAG-3')

NL4 (5'- GGTCCGTGTTTCAAGACGG-3')

사용하여

26S rRNA D1/D2

부위단편을증폭

,

ZEOTECH

사에의뢰하여 기서열을 분석하였다

.

염기서열은

National Center for Biotechnology Information (NCBI, Bethesda, MD, USA)

BLAST

사용하여

26S rRNA

유전자단편의염기서열 상동성을비교하였으며

,

염기서열은

DNASTAR pro software (SeqMan Pro, Ver 8.1.5., Lasergene)

이용하여수행하였

.

효모의계통분석도

(phylogenetic tree)

작성은

GenBank

보고된다른효모균주의

26S rRNA

염기서열을비교

석하여

, MEGA version 4.0 [24]

neighbor-joining method [20]

작성하였다

.

당 및 에탄올 내성 측정

분리효모의포도당에대한내성측정은포도당농도를

20,

30, 40%

첨가한

YPD

액체배지

(yeast extract 1%, peptone 2%, glucose 1.5%, pH 6.5)

효모를 접종하고

30

o

C

에서

180 rpm

으로

24

시간동안진탕배양한

600 nm

에서 광도를측정하여균주의성장을비교하였다

.

이때대조구는

포도당

1%

첨가한

YPD

액체배지에서효모균주의성장

으로하였다

.

에탄올내성은에탄올이각각

0, 5, 10, 15%

농도로함유된

YPD

액체배지

10 ml

배양한효모의

배양액을

0.1%

농도로접종하고

25

o

C

에서

5

일간배양

,

600 nm

에서흡광도를측정하여균주의성장을조사하였다

.

에탄올 발효능 분석

효모의에탄올생성량은배양한효모를포도당

25%

함유된

YPD

액체배지

100 ml

0.1%

농도로접종하고

30

o

C

에서

48

시간동안정치 배양한

, 10,000 rpm

에서

10

분간원심분리하여상등액을회수하고생성된에탄올 량을측정하였다

.

에탄올함량은비중법을이용하여배양 등액

100 ml

증류한다음

70% (v/v)

메스실린더에회수

하고다시증류수를이용하여

100 ml

정용한다음주정계

이용하여측정하였다

[9].

결과 및 고찰

효모의 효소활성

효모의 β

-glucosidase, glucanase, protease

amino acid decarboxylase

효소활성을확인한결과는

Table 1

나타내었다

.

β

-Glucosidase

분리균주

1,007

중에서

566

균주가활성을보였고

, glucanase

45

균주만이활성을 였다

. Protease

활성은

401

균주에서나타났다

.

바이오제닉 아민

(biogenic amine, BAs)

아미노산의탈탄산작용

,

아미 노기전이작용등의화학적작용에의해생성되는질소화합 물이다

.

바이오제닉아민류는단백질을함유한식품이미생 물에의해분해되는과정에서생성되며

,

알러지유발물질인 히스타민

(histamine)

티라민

(tyramine)

대표적이다

[18].

Amino acid decarboxylase

활성을보유한효모는바이오제 닉아민류생성가능성이높으며

,

아미노산기질을바이오 제닉아민류로변화시킨 균주를 조사한결과

, histidine

69

균주

, tyrosine

306

균주

, phenylanine

171

균주

,

Table 1. Yeast isolates used in this study.

β

-Glucosidase Glucanase Protease AA decarboxylation

His Tyr Phe Trp Lys Leu

566 45 401 69 306 171 23 197 198

Tolerance Ethanol tolerance H

2

S production

Cerulenin TFL 5% 10% 15%

563 610 934 792 307 500

(4)

tryptophane

23

균주

, lysine

197

균주

, leucine

198

균주로나타났다

.

또한

cerulenin, TFL, SO

2

,

에탄올내성

황화수소생성능에대한결과는

Table 1

나타내었

. Cerulenin, TFL

내성균주는각각

563, 610

균주로나타 났고

, SO

2내성은

22

균주로상대적으로적은수의효모에 나타났다

.

에탄올내성의경우

,

에탄올농도가높을수록 내성을나타내는균주는현저히감소하였으며

,

에탄올농도

5%, 10%, 15%

대하여각각

934, 792, 307

균주로나타 났다

.

황화수소를생성할것으로추정되는효모는

500

균주 분석되었다

.

결과를바탕으로

biogenic amine decarboxylase

활성 미보유균주

,

황화수소저생성균주중심으로

1

선별하였 으며

,

이후효소활성능

, cerulenin, TFL, SO

2

,

에탄올내성 특성등을보유한

12

균주를선별하였다

(Table 2).

β

-Glucosidase

와인제조시비휘발성향기성분으로

요한역할을한다고알려져있으며

,

이는

non-Saccharomyces

모에서많이발견된다고보고되었다

[7, 23].

특히

, Hansenispora vinea

Candida

종이생산한

glucosidase

와인의다양한 향에영향을미친다고알려져있다

[23].

β

-Glucosidase

활성 시판효모인

S. cerevisiae, P. kluyvery

보다분리효모인

N43-8, N77-4, SM2-7, Y685, BY30-1, M1-9, SD1-2

7

균주가우수한것으로나타났다

.

Glucanase

활성은시판효모인

S. cerevisiae, P. kluyvery

에서나타나지않았으며

, N43-8, Y685 2

균주만활성을

타내었다

. Glucanase

활성을 보유한 균주로는

Candida stellata, C. hellenica, C. pulcherrima, Kloeckera apiculata

모들로보고된있다

[23]. Protease

경우

,

약한활성을 균주가

7

균주로나타났다

.

또한

, amino acid decarboxylase

활성은선발효모와시판효모모두음성으로나타난것으 보아바이오제닉아민류생성가능성이매우낮을것으로 예상되었다

.

Cerulenin, TFL, SO2, 알코올 내성 균주

효모가생성하는고급알코올류와에스테르계열의성분

들이주류의향을증진시킬있음을감안하여

, cerulenin

TFL

내성을보유한효모를탐색하였다

. Cerulenin

TFL

isoamyl alcohol

caproic acid

생산할있는 선별하는데 사용되어왔다

[8].

선별된

12

주의 효모

cerulenin

TFL

대하여내성을나타낸효모는각각

8, 7

균주로나타났다

(Table 3). N43-8, N56-10, N77-4, SM2-7, Y447, Y685

HP1-2

균주는

cerulenin

TFL

대한 성을동시에가지며

, CM4-5

균주는

cerulenin

내성만가지 것으로나타났다

. A9-1, BY30-1, M1-9, SD1-2

효모와 판효모인

S. cerevisiae

가지항생물질에대해민감한 것으로나타났다

. non-Saccharomyces

시판효모인

P. kluyvery

cerulenin

TFL

내성을나타내어

,

항생물질에 수성을보인

S. cerevisiae

대조적인결과를나타내었다

. Cerulenin

TFL

내성을나타낸

7

주의효모는고급알코

Table 2. Production of extracellular enzymes of selected wild type yeasts and commercial yeasts.

Strains

β

-Glucosidase Glucanase Protease AA decarboxylation

1

His Tyr Phe Trp Lys Leu

N43-8 +++ + - - - - - - -

N56-10 - - + - - - - - -

N77-4 +++ - + - - - - - -

SM2-7 +++ - + - - - - - -

Y447 - - - - - - - - -

Y685 +++ + - - - - - - -

A9-1 - - + - - - - - -

BY30-1 ++ - - - - - - - -

CM4-5 + - + - - - - - -

M1-9 ++ - + - - - - - -

SD1-2 ++ - + - - - - - -

HP1-2 + - - - - - - - -

Frootzen ++ - - - - - - - -

Fermivin + - + - - - - - -

Positive result clear or fluorescence zone of more than 1 mm margin from edge of colony: +, 1 mm; ++, 2 mm; +++, 3 mm; –, negative result.

1

Amino acid decarboxylase activity means biogenic amines production.

(5)

올류와에스테르계열의향기성분을생산할있을것으로 예상되며

,

이에대한추가적인연구가필요할것으로판단된

. SO

2대하여내성을나타낸효모는

2

균주로

A9-1

HP1-2

나타났다

.

시판효모인

S. cerevisiae

SO

2대한 내성이높은것으로나타났다

.

알코올내성에대해서는대부 분의효모가높은내성을보였으며

,

N56-10, Y447

주는알코올내성이상대적으로낮은것으로나타났다

.

황화 수소는와인이나알코올음료에좋지않는냄새로미생물

효에의해생성될있는데

[5],

연구에사용한시판효모

포함하여대부분의효모는황화수소생성능이낮았으며

, SM2-7, Y447, CM4-5, M1-9, SD1-2, HP1-2

균주는생성능 거의없는것으로보아와인이나전통주발효산업에 가능할것으로기대된다

.

효모 동정

선발된효모

12

균주의

26S rRNA

유전자의

D1/D2

부위 염기서열분석결과를

Fig. 1

나타내었다

.

효모

12

주는

C.

tropicalis, H. opuntiae, H. uvarum, P. kudriavzevii, S.

cerevisiae

Wickerhamomyces anomalus

각각동정되 었다

. SD1-2, M1-9, CM4-5, A9-2, BY30-1

균주는

S.

cerevisiae

동정되었다

. HP1-2

균주는

H. opuntiae, N56- 10

균주는

H. uvarum, N43-8, SM2-7, Y685

균주는

W.

anomalus, Y447

균주는

C. tropicalis, N77-4

균주는

P.

kudriavzevii

각각동정되었다

.

효모의 내당성 및 에탄올 내성

주류제조에이용되는효모는고농도의당에서충분히 육을하면서알코올발효를진행할있어야하므로선발 효모

12

균주를대상으로포도당이

20%, 30%, 40%

가된

YM

액체배지에서생육과내성을비교하였다

(Fig.

2). S. cerevisiae

효모중에서

BY30-1

균주를제외하고

,

대체 적으로포도당

40%

첨가된

YM

액체배지에서양호한 육을 나타내었다

. non-Saccharomyces

효모 중에서는

H.

opuntiae HP1-2, C. tropicalis Y447

균주를제외하고포도

40%

첨가된

YM

액체배지에서생육이양호한것으로 보아내당성이우수하며주류제조에사용가능성이충분한 것으로판단된다

.

일반적으로일정수준이상의에탄올농도에서는효모 육이저해되어이상알코올발효가일어나지않는것으

알려져있으며

[24],

주류알코올발효음료제조용

모는에탄올에우수한내성을보유하는것이바람직하다

.

12

균주를대상으로에탄올을

5%, 10%, 15%

농도로 가한

YM

액체배지에서효모생육과에탄올을첨가하지

YM

액체배지에서의생육을비교한결과

(Fig. 3),

배양

5

S. cerevisiae

효모중에서

BY30-1

제외하고는

10%

에탄올첨가한

YM

액체배지에서효모의생육은양호하였

으나

15%

에탄올농도에서는모두생육이낮게나타났다

.

non-Saccharomyces

효모중에서는균주마다다른특성이 타났다

. 5%

에탄올 농도의 경우

, H. uvarum N56-10, H.

Table 3. The cerulenin, TFL, SO

2

and ethanol tolerance and production of H

2

S of selected wild type yeasts and commercial yeasts.

Strains Cerulenin TFL SO

2

Ethanol con. H

2

S

production

1

5% 10% 15%

N43-8 + + - + + + +

N56-10 + + - + - - +

N77-4 + + - + + + +

SM2-7 + ++ - + + + -

Y447 + + - + - - -

Y685 + + - + + + +

A9-1 - - + + + + +

BY30-1 - - - + + - +

CM4-5 + - - + + + -

M1-9 - - - + + + -

SD1-2 - - - + + + -

HP1-2 + + + + + - -

Frootzen + + + + + - ++

Fermivin - - ++ + + + +

Tolerance symbols ; + growth, - no growth.

1

-, no color; +, light brown; ++, dark brown.

(6)

Fig. 1. Phylogenetic tree based on 26S rDNA sequences showing the relative genetic position of the selected 12 yeast strains isolated from Korean fermented food.

Fig. 2. Glucose tolerance of selected wild yeast strains and commercial yeasts. The selected wild yeast strains were grown shaking

on 100 ml of YPD broth medium containing 1, 20, 30, and 40% glucose in 250 ml flask at 30

o

C for 24 h. Glucose tolerance was determined

by absorbance of yeasts growth at 660 nm. The data were averages based on three trials.

(7)

opuntiae HP1-2

균주를제외하고는양호한생육을보였다

.

그러나

10%

에탄올첨가한

YM

액체배지에서효모의생육

P. kudriavzevii N77-4

제외한모든효모가저조하였으

, P. kudriavzevii N77-4

에탄올농도

15%

에서생육이 낮은것으로나타나에탄올내성이

non-Saccharomyces

중에서상대적으로높은것으로나타났다

.

효모의 에탄올 발효능

효모

12

균주를대상으로포도당을

25%

첨가한

YM

액체 배지에서

48

시간배양한균주의에탄올생성량을 정한결과

(Fig. 4), S. cerevisiae SD1-2

균주의에탄올생성 량이

9.5%

가장우수하였으며

, S. cerevisiae

균주들은 최소

7.3%

에서최고

9.5%

에탄올생성량을나타내었다

. non-Saccharomyces

균주 중에서는

W. anomalus N43-8, SM2-7

균주가

4.7%

으로높은에탄올생성량을보였으며

,

2.2%

에서 최고

4.7%

나타났다

. Kim

[11]

P.

anomala Y197-13

효모로막걸리제조연구에서알코올

량이

11.1%

나타나막걸리제조시좋은후보균주가

있다고보고하였다

.

또한

Pichia

효모와

non-Saccharomyces

효모들은와인등의아로마형성에중요한역할을한다 알려져

[3, 23]

연구에서선발한

7

주의

non-Saccharomyces

효모균주역시추가적인주류제조연구를진행하고 으며독특한향미를가진주류발효음료제조가능성이 것으로판단된다

.

요 약

non-Saccharomyces

효모는야생효모로서

,

다양한효소를 세포밖으로분비하여와인의향기성분증가에중요한 향을준다고알려져있다

.

연구에서는한국의발효식품에

Fig. 3. Ethanol tolerance of selected wild yeast strains and commercial yeasts. The selected wild yeast strains were grown static culture on 10 ml of YPD broth medium containing 0, 5, 10, and 15% ethanol in test tube at 25

o

C for 5 days. Ethanol tolerance was deter- mined by absorbance of yeasts growth at 660 nm. The data were averages based on three trials.

Fig. 4. Ethanol production by selected wild yeast strains and commercial yeasts. The selected wild yeast strains were grown static

culture on 100 ml of YPD broth containing 25% glucose in 500 ml flask at 30

o

C for 48 h. Ethanol production was determined by alco-

holometer. The data were averages based on three trials. *, significance between commercial yeasts (Fermivin and Frootzen) and selected

strains, p < 0.05.

(8)

분리된효모

1,007

주의세포외효소활성을조사하였다

.

결과

,

β

-glucosidase 566, glucanase 45, protease 401

나타났으며

, AA decarboxylase

활성균주는아미노산

His 69, Tyr 306, Phe 171, Trp 23, Lys 197, Leu 198

균주로나타났다

. Cerulenin

TFL

내성균주는각각

563, 610

주로

, 15%

에탄올내성균주는

307

주로나타났다

.

황화 수소생성균은

500

주로조사되었다

. AA decarboxylation

황화수소저생성균주유용효모

12

균주를선발하여

26S rDNA

염기서열을분석한결과

, C. tropicalis, H. opuntiae, H. uvarum, P. kudriavzevii, S. cerevisiae, W. anomalus

각각동정되었다

. 12

주의효모내성우수균주는

9

주이며

,

알코올내성우수균주는

5

균주로나타났다

.

알코 발효능은

Saccharomyces

효모는

8%

이상으로나타났으

, non-Saccharomyces

효모는

3%

내외로나타났다

.

Acknowledgments

This work was carried out with the support of “Cooperative Research Program for Agriculture Science & Technology Develop- ment (Project No. PJ00947701)” Rural Development Administra- tion, Republic of Korea.

References

1. Bussey H, Umbarger HE. 1970. Biosynthesis of branched- chain amino acids in yeast: a trifluoroleucine-resistant mutant with altered regulation of leucine uptake. J. Bacteriol. 103:

286-294.

2. Casalone E, Fia G, Barberio C, Cavalieri D, Turbanti L, Polsi- nelli M. 1997. Genetic and biochemical characterization of Saccharomyces cerevisiae mutants resistant to trifluoroleu- cine. Res. Microbiol. 148: 613-623.

3. Charoenchai C, Fleet GH, Henschke PA, Todd BEN. 1997.

Screening of non-Saccharomyces wine yeasts for the pres- ence of extracellular hydrolytic enzymes. Australian J. Grape Wine Res. 3: 2-8.

4. Ciani M, Beco L, Comitini F. 2006. Fermentation behavior and metabolic interactions of multistarter wine yeast fermenta- tions. Int. J. Food Microbiol. 108: 239-245.

5. Comitini F, Gobbi M, Domizio P, Romani D, Lencioni L, Man- nazzu I, et al. 2011. Selected non-Saccharomyces wine yeasts in controlled multistarter fermentations with Saccharo- myces cerevisiae. Food Microbiol. 28: 873-882.

6. Fleet GH. 1993. The microorganisms of winemaking-isolation, enumeration and identification. In: Fleet GH (ed) Wine micro- biology and biotechnology. Harwood Academic Publishers, Switzerland. pp. 1-25.

7. Hernández LF, Espinosa JC, Ferna´ndez-González M, Bri- ones A. 2003. β-glucosidase activity in a Saccharomyces cer- evisiae wine strain. Int. J. Food Microbiol. 80: 171-176.

8. Ichikawa E, Hosokawa N, Hata Y, Abe Y, Suginami K, Ima- yasu S. 1991. Breeding of sake yeast with improved ethyl caproate productivity. Agric. Biol. Chem. 55: 2153-2154.

9. Jung HK, Park CD, Park HH, Lee GD, Lee IS, Hong JH. 2006.

Manufacturing and characteristics of Korean traditional liquor, Hahyangju prepared by Saccharomyces cerevisiae HA3 iso- lated from traditional Nuruk. Korean J. Food Sci. Technol. 38:

659-667.

10. Kaosowski G, Czuprynski B. 2006. Kinetics of acetals and esters formation during alcoholic fermentation of various starchy raw materials with application of yeasts Saccharomy- ces cerevisiae. J. Food Eng. 72: 242-246.

11. Kim HR, Kim JH, Bai DH, Ahn BH. 2012. Feasibility of brew- ing Makgeolli using Pichia anomala Y197-13, a Non-Saccha- romyces cerevisiae. J. Microbiol. Biotechnol. 22: 1749-1757.

12. Kim MJ, Kim BH, Han JK, Lee SY, Kim KS. 2011. Analysis of quality properties and fermentative microbial profiles of Takju and Yakju brewed with or without steaming process. J. Fd Hyg. Safety 26: 64-69.

13. Kwon SJ, Ahn TY, Sohn JH. 2012. Analysis of microbial diver- sity in Makgeolli fermentation using PCR-DGGE. J. Life Sci.

22: 232-238.

14. Lee HS, Lee TS, Noh BS. 2007. Volatile flavor components in the mashes of Takju prepared using different yeasts. Korean J. Food Sci. Technol. 39: 593-599 .

15. Lee HS, Park CS, Choi JY. 2010. Quality characteristics of the mashes of Takju prepared using different yeasts. Korean J.

Food Sci. Technol. 42: 56-62.

16. Lee MN. 2010. Isolation and characteristics of urease produc- tion yeasts from Korean traditional Nuruk. MS thesis, Kyung- pook National University, Korea, pp. 5-6.

17. Lee YJ, Choi YR, Lee SY, Park JT, Shim JH, Park KH, et al.

2011. Screening wild yeast strains for alcohol fermentation from various fruits. Korean Soc. Mycol. 39: 33-39.

18. Nikolaoua E, Soufleros EH, Bouloumpasi E, Tzanetakis N.

2006. Selection of indigenous Saccharomyces cerevisiae strains according to their oenological characteristics and vinifi- cation results. Food Microbiol. 23: 205-211.

19. Oba T, Nomiyana S, Hirakawa H, Tashiro K, Kuhara S. 2005.

Asp578 in Leu4p is one of the key residues for leucine feed- back inhibition release in sake yeast. Biosci. Biotechnol. Bio- chem. 69: 1270-1273.

20. Saitou N, Nei M. 1987. The neighbor joining-methods: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Mol. Biol. Evol.

4: 406-425.

21. Seo MY, Lee JK, Ahn BH, Cha SK. 2005. The changes of microflora during the fermentation of Takju and Yakju. Korean J. Food Sci. Technol. 37: 61-66.

22. Shin KR, Kim BC, Yang JY, Kim YD. 1999. Characterization of Yakju prepared with yeasts from fruits. 1. Volatile components in Yakju during fermentation. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr.

28: 794-800.

23. Strauss MLA, Jolly NP, Lambrechts MG, Van Rensburg P.

(9)

2001. Screening for the production of extracellular hydrolytic enzymes by non-Saccharomyces wine yeasts. J. Appl. Micro- biol. 91: 182-190.

24. Tamura K, Dudley J, Nei M, Kumar S. 2007. MEGA4: Molecu- lar evolutionary genetics analysis (MEGA) software version 4.0. Mol. Biol. Evol. 24: 1596-1599.

25. Verstrepen KJ, van Laere SDM, Vanderhaegen BMP, Der- delinckx G, Dufour JP, Pretorius IS, et al. 2003. Expression levels of the yeast alcohol acetyltransferase genes ATF1, Lg- ATF1, and ATF2 control the formation of a broad range of vol-

atile esters. Appl. Environ. Microbiol. 69: 5228-5237.

26. Viana F, Gil JV, Genovés S, Vallés S, Manzanares P. 2008.

Rational selection of non-Saccharomyces wine yeasts for mixed starters based on ester formation and enological traits.

Food Microbiol. 25: 778-785.

27. Yi SH, Kwon SJ, Ahn C, Yoo JY. 1997. Isolation, identification and cultural conditions of yeasts from traditional Meju. Korean J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 25: 435-441.

28. Yoshikawa K. 1999. Sake: production and flavor. Food Rev.

Int. 15: 83-107.

수치

Table 1. Yeast isolates used in this study.
Table 3. The cerulenin, TFL, SO 2  and ethanol tolerance and production of H 2 S of selected wild type yeasts and commercial yeasts.
Fig. 2. Glucose tolerance of selected wild yeast strains and commercial yeasts. The selected wild yeast strains were grown shaking on 100 ml of YPD broth medium containing 1, 20, 30, and 40% glucose in 250 ml flask at 30 o C for 24 h
Fig. 4. Ethanol production by selected wild yeast strains and commercial yeasts. The selected wild yeast strains were grown static culture on 100 ml of YPD broth containing 25% glucose in 500 ml flask at 30 o C for 48 h

참조

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