KR102774491B1

KR102774491B1 - 내당성, 알코올내성 및 향기 생성능이 우수한 신규한 위커하모마이세스 아노말루스 kj-1 균주 및 이의 용도

Info

Publication number: KR102774491B1
Application number: KR1020210176242A
Authority: KR
Inventors: 권희민; 여수환; 김소영; 정우수
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2025-03-04
Anticipated expiration: 2041-12-10
Also published as: KR20230087738A

Abstract

본 발명은 내당성, 알코올내성 및 향기 생성능이 우수한 신규한 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주 (기탁번호 KACC 93373P) 및 이의 용도에 관한 것으로, 상기 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주 (기탁번호 KACC 93373P)를 이용하여 주류 제조시 향기 성분의 손실없이 향기 성분이 증진되어 관능 특성이 우수한 주류를 제조할 수 있고, 고농도의 당 조건 또는 알코올 조건에서 사멸되지 않고 생육이 가능하며, 상기 균주는 항산화 활성 및 항고혈압 활성을 가지고 있다.

Description

내당성, 알코올내성 및 향기 생성능이 우수한 신규한 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주 및 이의 용도{Novel Wickerhamomyces anomalus KJ-1 strain excellent in sugar tolerance, alcohol tolerance and fragrance production ability and uses thereof}

본 발명은 내당성, 알코올내성 및 향기 생성능이 우수한 신규한 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주 및 이의 용도에 관한 것이다.

술은 알코올을 1% 이상 함유하고 있는 음료를 말한다. 술은 자연적으로 발생되어 지역, 민족, 기후, 풍토 및 문화적 차이에 따라 여러 형태의 개성있는 형태로 발전되어 왔다. 곰팡이, 효모 등의 존재가 발견되기 이전에는 현대적인 발효 기술이 없었으므로, 누룩 등에 존재하는 자생 곰팡이와 효모에 의하여 발효주를 제조하였다. 그러나 자생 효모들을 이용하면 우수하고 일정한 발효능을 유지하기가 어려운 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 자생 효모들 중에서 우수한 특성을 가지는 효모를 분리, 선발하여 발효를 수행함으로써, 균일한 발효능을 유지하여 우수한 발효주를 생산하기 시작하였다.

또한, 술의 제조를 위해서는 당(전분)의 알코올 발효가 필수적이며, 이를 위해 주류별 특성에 맞는 효모를 이용한다. 맥주는 저온 발효와 재사용을 위한 응집력을, 위스키는 고온 발효와 알코올 생성력을, 주정과 보드카는 알코올 외의 성분들을 최소화하며 동시에 높은 알코올 생성력을 발효 특성으로 한다. 위스키, 브랜디, 럼, 진, 보드카, 데킬라와 소주는 모두 엄선된 효모에 의해 제조된 주류이며, 각각의 주류 특성에 맞는 최적 효모를 발굴하여 산업화하는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.

한편, 주류의 제조 시 원료 물질을 이용하여 알코올 발효과정을 거치게 되는데, 발효 과정 시 원료 물질의 종류, 발효 조건, 사용 균주 등에 따라 다양한 부산물들이 생성되게 된다. 이러한 부산물들의 종류에 따라서 발효물 및 이를 활용한 주류는 독특한 풍미를 가지게 되는데, 쓴맛은 알코올, 신맛은 젖산, 숙신산과 미량의 아세트산, 단맛은 포도당을 주성분으로 하는 당류와 여러 종류의 아미노산, 향기는 고급 알코올산 및 에스테르류, 빛깔은 플라빈, 데페리크롬, 멜라닌 등에 의해 나타나게 된다.

그 중에서, 주류의 품질을 좌우하는 중요한 요소는 향기이며, 주류의 향기에 영향을 주는 대부분의 성분들은 발효 균주에 의해 결정된다. 따라서 향미가 우수한 주류 제조를 위해 향이 우수한 발효 균주를 발굴하기 위한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 다양한 고품질의 주류 제조를 위해서는 다양한 발효 균주의 확보가 필요하고 더 많은 개량과 신균주의 개발이 필요하다.

또한, 주류의 종류 중에서, 증류주는 발효주보다 더 높은 도수의 알코올을 얻기 위해 증류시켜 만든 것으로, 위스키, 브랜디, 럼, 진, 보드카, 데킬라 및 증류 소주 등이 이에 속하며, 대개 40도 이상의 알코올분을 함유한다. 우리나라의 대표 증류주 중 하나인 증류 소주는 입국, 전분 함유 원료 및 물을 혼합, 발효 및 증류하여 제조하며, 증류 소주의 원료로는 전분이 많이 들어있는 쌀, 보리 및 옥수수 등의 곡류나 감자 및 고구마 등의 서류를 사용한다.

이러한 증류주의 제조는 대표적으로 감압증류법이 가장 많이 사용되고 있는데, 감압증류법은 일반적으로 증류기, 단일 농축기 및 단일 수집탱크로 구성되어 증류 과정을 진행하게 되며, 단일 수집탱크에서 초류, 본류, 후류의 형태로 각각 수집된다. 이러한 기존 장치는 초류를 제거하더라도 주질에 악영향을 미치는 향미성분들이 증류관, 연결관 내부 및 수집탱크 잔류하게 되고 이 잔류 향미성분이 본 제품에 혼입될 수밖에 없는 구조를 가져 단일농축기 및 단일 수집탱크를 가진 구조에서는 초류 및 후류의 분별 제어가 불가능하여 주질이 나쁜 증류산물을 가지게 된다.

또한 기존의 감암증류는 증류비를 높이기 위해 장시간 고온의 스팀이 가해져 지속적인 발효액의 온도 상승을 초래하여 가열취, 이미 및 이취 생성이 일어나고, 고비점 성분들이 다량 수집되어 최종적으로 주질이 나쁜 증류산물이 생산되며, 이를 상쇄하기 위해 부가적인 장기 숙성 과정이나 오크통 숙성 등의 인위적인 숙성과정을 필요하게 되므로 증류에서 생산까지 장시간의 시간이 소요될 가능성이 높다.

또한, 증류주에서 중요한 향기성분의 발현 특성을 살펴보면, 전분질을 원료로 하는 증류주는 알코올 발효 과정중에 생성되는 물질의 대부분이 에틸 알코올 또는 전분 원료에 있는 소량의 아미노산 및 지방산 등이 효모의 작용에 의해 형성된 향기 성분들로 이루어진다. 향기 성분에는 관능적으로 선호되는 향과 불쾌취를 느끼게 하는 냄새가 있으며, 선호되는 향기성분의 경우 저비점 성분이 많으나, 일부 경우 고비점 성분임에도 불구하고 벌꿀향과 유사한 향으로 관능적으로 선호되는 반면 초저비점 성분인 아세트알데히드의 경우 기호적으로 강한 자극취를 나타내며 불쾌감을 유발하며 숙취의 원인이 되는 성분도 있다. 또한, 증류주는 증류 과정을 거치는 동안 휘발성 향기 성분들의 다량 소실 및 감소가 되는 문제점이 있다.

따라서, 소비자의 기호도가 우수할 뿐만 아니라 향기가 좋은 주류의 제조를 위해 향기 성분의 생산성이 우수한 새로운 발효 균주의 발굴이 필요한 실정이다.

또한, 알코올 발효 시, 발효조 내에 고농도 알코올을 생산하는 것은 알코올 생산성 향상뿐만 아니라, 알코올을 회수하는 증류단계의 경제성 향상에도 중요하다. 고농도 알코올을 생산하기 위해서는, 생산된 알코올에 효모가 사멸되지 않아야 하며, 또한 첨가된 고농도 발효기질에 삼투압 현상에 의한 사멸이 나타나지 않아야 한다. 따라서, 고농도 알코올 생산을 위한 효모 균주의 특성으로 높은 내당성 및 알코올내성은 절대적인 특성이다.

알코올내성은 발효조의 배지 조성과 발효 조건의 변화를 통해 증가시킬 수 있으며, 실제 발효조에 불포화지방산, 단백질, 대두분말, 특정의 비타민 및 금속 이온을 첨가하여 알코올내성을 증대하고자 하는 연구가 지속적으로 이루어져 왔다.

그러나, 이러한 시도는 경제성 측면과 대량의 산업적 규모에서 적용의 어려움으로 인하여 한계를 나타내었으며, 결국 효모 자체의 균학적 특성으로 알코올내성 균주를 선발, 개발하는 것이 유리하다. 또한, 고농도 알코올을 생산하기 위해서는 고농도의 당이 필요하며, 이 경우 삼투압 증대에 따른 균주 사멸이 나타나며, 고농도의 당과 알코올이 같이 존재하는 경우 효모의 사멸은 더욱 빠르게 진행되므로, 실제적인 이용을 위해서는 우수한 내당성과 알코올내성을 동시에 가지는 균주가 필요하다. 즉, 고농도의 당과 알코올이 존재하는 조건에서 우수한 생존능을 가진 신규한 효모 균주 분리가 필요하다.

이러한 배경 하에, 본 발명자들은 주류의 향기 성분을 증가시키고, 내당성 및 알코올내성이 우수한 신균주를 발굴하기 위해 예의 연구하던 중, 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주가 내당성 및 알코올내성이 우수하고, 이를 이용하여 주류를 제조할 경우, 향기 성분의 손실없이 향기 성분이 증진되어 관능 특성이 우수한 주류를 제조할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 내당성, 알코올내성 및 향기 생성능이 우수한 신규한 위커하모마이세스 아노말루스 균주 및 이의 용도를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기탁번호 KACC 93373P로 수탁된 내당성, 알코올내성 및 향기 생성능이 우수한 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주를 제공한다.

또한, 본 발명은 포도당 10 내지 50 중량%를 포함하는 발효배지에서 기탁번호 KACC 93373P로 수탁된 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주를 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주류 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 주류를 제공한다.

본 발명의 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주는 내당성, 알코올내성 및 향기 생성능이 우수하여 관능 특성이 향상된 고품질의 주류 생산에 이용될 수 있으며, 고농도의 당 조건, 또는 고농도의 알코올 조건에서 사멸되지 않고 생육이 가능하다.

도 1은 효모 균주별 균체 증식율(%)에 따른 내당성을 나타내는 것이다.
도 2는 효모 균주별 균체 증식율(%)에 따른 알코올내성을 나타내는 것이다.
도 3은 효모 배양액의 주성분을 분석한 것을 나타내는 것이다.
도 4는 효모 배양액 그룹간의 거리를 나타내는 것이다.
도 5는 효모 균주별 ABTS 라디칼 소거능을 나타내는 것이다.
도 6은 효모 균주별 ACE 저해능을 나타내는 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 기탁번호 KACC 93373P로 수탁된 내당성, 알코올 내성 및 향기 생성능이 우수한 신규한 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주를 제공한다.

상기 균주는 전통 누룩에서 분리할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 균주는 배지 내 포도당 농도가 10 내지 50 중량%인 조건에서 생육할 수 있는 내당성이 우수하다. 상기 균주는 알코올 농도가 5 내지 15%(v/v)인 조건에서 생육할 수 있는 알코올내성이 우수하다.

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, YPD (2% glucose, 0.5% yeast extract, 1% bacto-peptone: Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 배지에 무수알코올을 0, 5, 10, 15, 20% (v/v)가 되도록 각각 첨가하고, 균주를 접종한 후 25℃에서 24시간 동안 배양한 후 660 nm에서의 흡광도를 측정하였다.

그 결과, 본 발명의 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주는 20%의 고농도 알코올에서도 활성을 유지하여 알코올 내성이 우수한 균주임을 확인하였고, 50%의 높은 글루코스 농도에서도 활성을 유지하고 있어 내당성도 우수한 균주임을 확인하였다.

본 발명의 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주는 종래 균주들에 비해 더 우수한 특성 및 관능미를 갖는 주류의 제조가 가능함을 알 수 있다.

본 발명의 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주는 우수한 항산화 활성을 가지고 있음을 확인하였다.

본 발명의 항산화 활성이란 사람의 호흡을 통해 체내로 들어온 산소는 인체에 필요한 에너지를 만드는 등 이로운 작용도 하지만, 이 과정에서 몸에 좋지 않은 여분의 산소인 활성산소(Free Radical)가 생성되는데, 활성산소는 체내의 정상 세포를 공격하여 노화나 각종 질병의 원인으로 작용한다. 이 활성산소를 제거하는 것이 세포의 산화(노화)를 막는 방법이며, 이러한 세포의 산화를 억제하는 것이 항산화 활성이다.

본 발명에서는 항산화 활성을 확인하기 위하여 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 ABTS 라디칼 소거능을 확인하였다.

상기 ABTS 라디칼 소거능 측정은 항산화능을 측정하는데 사용되는 보편적인 실험방법으로, ABTS 라디칼을 이용한 항산화능의 측정은 potassium persulfate와의 반응에 의해 생성된 ABTS 자유 라디칼이 추출물 내의 항산화 물질에 의해 제거되어 라디칼 특유의 색인 청록색이 탈색되는 것을 이용한 방법으로 산화적 스트레스에 대한 방어기작의 하나인 항산화 활성을 검정하기 위한 방법이다.

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 항산화 활성을 확인하기 위하여 ABTS 라디칼 소거능을 측정한 결과, 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 ABTS 라디칼 소거능이 우수한 것을 확인하였다(도 5).

본 발명의 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주는 항고혈압 활성을 갖는다.

상기 항고혈압 활성은 안지오텐신 전환효소(angiotensin converting enzyme, ACE) 저해활성을 나타낼 수 있다.

상기 안지오텐신 전환효소(ACE)를 저해하는 것은 혈압 강하 작용을 하게 되므로, 고혈압의 예방 및 치료가 가능할 것이다.

본 발명의 구체적인 일 실시예에서, 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 항고혈압 활성을 확인하기 위하여 ACE 저해 활성을 측정한 결과, 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 ACE 저해 활성이 우수한 것을 확인하였다(도 6).

상기 원료로는 주류 제조에 사용할 수 있는 원료라면 모두 사용할 수 있다.

본 발명의 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주를 이용하여 발효액을 제조하고 증류 및 여과를 거쳐 제조된 알코올(주류)에는 우수한 향미 성분이 증류 과정 중에 소실되지 않고 다량 함유하고 있는 특징이 있다.

또한, 본 발명은 본 발명의 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주를 이용하여 제조된 향기 성분이 증가된 주류를 제공할 수 있다.

상기 주류는 알코올향, 과일향 및 달콤한향을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주를 이용하여 제조할 수 있는 상기 주류로는, 소주, 증류식 소주, 위스키, 브랜디, 약주, 탁주, 발효주, 맥주, 고량주, 진, 보드카 및 와인으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주 (기탁번호 KACC 93373P)를 이용하여 주류 제조시 향기 성분의 손실없이 향기 성분이 증진되어 관능 특성이 우수한 주류를 제조할 수 있고, 고농도의 당 조건 또는 알코올 조건에서 사멸되지 않고 향기성분이 증진된 주류를 생산하는데 사용할 수 있어 매우 유용하다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 신규한 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 분리

본 발명에서 사용한 효모는 전통 누룩에서 분리하여 수집한 신규한 자원을 분리, 동정한 균주인 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주와 주류 제조시 일반적으로 사용하고 있는 시판 효모를 사용하였다(표 1).

No.	Species	Strain	KACC no.
1	Wicherhamomyces anomalus	KJ-1	93373P
2	Saccharomyces cerevisiae	Lalvin	-

실험예 1. 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 내당성

glucose가 총량의 0, 10, 20, 30, 40, 50%가 되도록 YPD broth에 혼합하여 내당성 배양배지를 제조하였다. 내당성 배양배지 (YPD broth + glucose) 180 μL에 균체 농도를 OD 660 nm = 1에 맞춘 효모를 각각 20 μL씩 접종하여 25℃, 24시간 동안 배양한 후, 분광광도계로 660 nm에서 배양액의 흡광도를 측정하였다.

균체 증가량은 24시간 배양한 후의 흡광도 값에 초기 흡광도와 배지 흡광도 값을 뺀 값으로 계산하였다. 또한, 농도별 균체 증식율(%)은 (계산된 균체 증가량*100)/0% 균체 증가량으로 계산하였다.

효모 균주별 내당성 조사 내용은 표 2와 도 1과 같다. 대조구인 Lalvin과 KJ-1 모두 glucose 30%까지 균체 증가량인 OD 660nm에서 1.0 이상의 값을 보였으며, 두 균주 모두 10%에서 가장 많이 증식한 것을 알 수 있었다(표 2).

Glucose 0% 처리의 균체 증가량을 기준으로 glucose 농도별 증식율을 계산해본 결과, KJ-1 균주는 glucose 10% 처리 시 무처리구 대비 생장률이 118%로 가장 우수하였고, 50% 처리시에도 생장률이 42%로 사멸되지 않고 낮은 속도로 생장하여 내당성이 높음을 확인하였다(도 1).

Sample	0%	10%	20%	30%	40%	50%.
KJ-1	0.97±0.043	1.57±0.023	1.35±0.003	1.00±0.007	0.65±0.014	0.30±0.022
Lalvin	1.07±0.007	1.61±0.006	1.57±0.023	1.31±0.028	0.84±0.064	0.41±0.035
YPD broth	0.05±0.001	0.10±0.002	0.13±0.033	0.12±0.011	0.12±0.003	0.13±0.007

실험예 2. 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 알코올내성

YPD broth를 제조하고, 고압멸균 (121℃, 15분)한 뒤 배지 온도가 40 내지 50℃일 때 무수 알코올 농도를 0, 5, 10, 15, 20% (v/v)가 되도록 각각 첨가하였다. 알코올 첨가 배양배지(YPD + 알코올) 180 μL에 균체 농도를 OD 660nm=1에 맞춘 효모를 각각 20 μL씩 접종하여 파라필름으로 밀봉하여 25℃, 24시간 동안 배양한 후, 분광광도계로 660 nm에서 배양액의 흡광도를 측정하였다. 균체 증가량은 24시간 배양 후의 흡광도 값에 초기 흡광도와 배지 흡광도 값을 뺀 값으로 계산하였다.

또한, 농도별 균체 증식율(%)은 (계산된 균체 증가량*100)/0% 균체 증가량으로 계산하였다.

효모 균주별 알코올내성 조사내용은 표 3과 도 2와 같다. 대조구인 Lalvin과 실험구인 KJ-1 모두 알코올 농도 5%까지 균체 증가량인 OD 660nm에서 1.0 이상의 값을 보였으며, 두 균주 모두 0%에서 가장 많이 증식한 것을 알 수 있었다(표 3). 0%의 균체 증가량을 기준으로 알코올 농도별 증식율을 계산해본 결과, KJ-1 균주는 알코올 5% 처리 시 무처리구 대비 생장률이 99%로 가장 우수하였고, 15% 처리 시에도 생장률이 14%로 사멸되지 않고 낮은 속도로 생장하여 알코올내성이 있음을 알 수 있었다(도 2).

Sample	0%	5%	10%	15%	20%
KJ-1	1.04±0.053	1.03±0.018	0.62±0.036	0.13±0.030	0.03±0.002
Lalvin	1.07±0.028	1.02±0.064	0.97±0.047	0.52±0.117	0.03±0.020
YPD broth	0.06±0.003	0.06±0.002	0.06±0.002	0.06±0.002	0.05±0.000

실험예 3. 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 향기 생성능

3-1. Sniffing test

효모를 각각의 YPD Agar 배지에 streaking 하여, 25℃에서 3일간 배양한 균주와 배양하지 않은 YPD Agar 배지(대조구)를 비교하여 sniffing test를 하였다. 한 시료 당 총 3회 진행하였다.

그 결과는 표 4와 같다. 관능적인 기호도는 KJ-1이 높았다.

Sample	1^st	2^nd	3^rd
KJ-1	알코올향	과일향	달콤한향
Lalvin	알코올향	톡쏘는향	누룩향
YPD agar	식혜향	밤향	퀘퀘한향

3-2. 전자코 분석

전자코 실험을 위해 바이알과 PTFE/실리콘으로 밀봉된 뚜껑을 고압멸균(121℃, 15min)한 뒤 YPD broth 배지 3 mL에 균체 농도를 OD 660nm=1 맞춘 효모를 각각 200 μL씩 접종하여 4일간 배양하여 시료를 준비하였다. 실험 조건은 표 5와 같다. 전자코 분석(Heracles NEO, Alpha MOS, Toulouse, France)은 2개의 극성 컬럼(MXT-5, MXT-1701)으로 측정하고 Kovat 지수를 계산하여 유기 화합물을 식별하기 위해 C6-C16 알칸을 스탠다드로 사용하였다. 데이터 통계 처리는 Alpha MOS software를 사용하여 주성분 분석(Principal component analysis)으로 나타내었다.

Parameter	Value
Sample quantity	3.2 mL in a 20 mL vial
Type	wine
Incubation time	20 min
Incubation temperature	30℃
Injection volume	1,000 μL
Trap temperature	30℃
Carrier gas	Hydrogen
Detector temperature	260℃

효모 배양액의 전자코 분석결과는 도 3과 같다. 제1주성분(PC1) 값의 기여율은 97.666%, 제2주성분(PC2) 값의 기여율은 2.334%이다. 따라서 제1주성분의 값만으로도 향기패턴 구분에 필요한 충분한 정보가 됨을 알 수 있다. 제1주성분 값이 -10000000에서 20000000사이에 분포되어 있으며, KJ-1과 Lalvin, YPD 모두 다른 분면에 위치하고 있어 시료간 휘발성분이 상이하며, 1주성분 양의 방향에 위치한 KJ-1의 경우 YPD와 Lalvin과는 독립된 향기 패턴으로 구분된다(설명력 86.057%). 2주성분 음의 방향에 위치한 YPD는 다른 시료와 향기 패턴이 구분되어 지나 이는 설명력이 2.234%로 높지 않다.

따라서 KJ-1과 나머지 시료와 휘발성분의 차이가 클 것이다. 효모 배양액 그룹간의 거리를 계산하였을 때도 그림 3의 결과와 유사하였다. KJ-1과 Lalvin, YPD의 그룹 거리가 가장 멀었고, Lalvin과 YPD의 그룹 거리가 가장 가까웠다(도 4). MTX-5 컬럼으로 측정한 KJ-1 배양액의 휘발성 화합물은 표 6에 나타낸 바와 같고, Lalvin 배양액의 휘발성 화합물은 표 7과 같다.

KJ-1 배양액의 휘발성 화합물은 전체적으로 달콤한 향(Sweet)을 포함하고 있었으며, RT 13.07~43.67로 초반에는 과일향(fruity)을 내는 것을 알 수 있었다(표 6). 이는 Sniffing test 결과와도 매우 유사하여 관능적인 특성을 객관적으로 뒷받침하는 자료가 된다(표 5). Lalvin 배양액의 경우 RT 14.29~34.24로 초반에는 강한 알코올 향을 가지며 중반으로 갈수록 과일향(Fruity), 후반으로 갈수록 꽃향(floral)을 띄는 특징이 있다.

Retention time	Formula	Name	Relevance index	Sensory descriptors
13.07	C₃H₉N	Trimethylamine	92.83	Amine;Ammoniacal;Fishy;Fruity;Oily;Pungent;Rancid;Sweaty
15.42	C₃H₆O	Propanal	94.27	acetaldehyde;Cocoa;Earthy;Etheral;Nutty;Plastic;Pungent;Solvent
23.06	C₄H₈O₂	Methyl propanoate	97.17	Apple;Etheral;Fresh;Fruity;Harsh;Rum;Strawberry;Sweet
26.81	C₄H₁₀O	n-butanol	90.61	Alcoholic;amyl alcohol;Banana;Cheese;Fermented;Fruity;Fusel;Harsh;Medicinal;Oil;Rancid;Strong;Sweet
34.36	C₅H₁₂O	S(-)2-methyl-1-butanol	91.59	Fresh;Fruity;Malty
43.67	C₆H₁₂O₂	Butyl acetate	98.61	Banana;Bitter;Etheral;Fruity;Green;Pear;Pineapple;Pleasant;Solvent;Strong;Sweaty;Sweet
50.22	C₇H₁₄O₂	isoamyl acetate	99.27	Apple;Banana;Ester;Fresh;Fruity;fruity (sweet);Pear;Pleasant;Solvent;Sweet
58.25	C₂H₆S₃	Dimethyl trisulfide	96.68	Alliaceous;Cabbage;Cauliflower;Fishy;Meaty;Onion;onion (cooked);Rotten food;Sulfurous
64.71	C₅H₆O₃	4-hydroxy-5-methyl-3(2H)-furanone	96.56	Balsamic;Candy;Caramelized;Cotton candy;Sweet
77.39	C₁₀H₁₄O	()-Carvone	92.54	basil;Bitter;Caraway;Fennel;Minty;Peppermint;Spearmint;Sweet

Retention time	Formula	Name	Relevance index	Sensory descriptors
14.29	CH₄O	Methanol	95.51	Alcoholic;Pungent;Strong
15.38	C₃H₄O	Propenal	96.04	Almond;Cherry;choking
16.43	C₅H₁₂	Pentane	92.92	Alkane;Gasoline
21.31	C₄H₁₀O	2-butanol	97.7	Pleasant;Strong;Sweet;Wine
22.42	C₂H₂C_l2	Ethene, 1,2-dichloro, (Z)-	98.43	Sweet
34.24	C₅H₁₂O	3-Methyl-1-butanol	95.06	Alcoholic;Balsamic;Bitter;Burnt;Cheese;Fermented;Fruity;Harsh;Malty;onion (ripe);Pungent;unpleasant;Whisky
38.95	C₅H₁₁C_l	1-Chloropentane	92.77	Green plant;Sweet
50.17	C₇H₁₄O₂	isoamyl acetate	99.11	Apple;Banana;Ester;Fresh;Fruity;fruity (sweet);Pear;Pleasant;Solvent;Sweet
58.59	C₁₀H₁₆	sabinene	98.92	Citrus;Fresh;Pepper;Pine;Spicy;Sweet;Turpentine;Woody
59.51	C₈H₁₆O	3-Octanone	98.18	Butter;Fresh;Fruity;Herbaceous;Lavender;Mild;Mushroom;Resinous;Sweet
60.43	C₁₀H₂₂	Decane	95.59	Alkane;Fruity;Fusel;Sweet
73.21	C₁₁H₂₀O	2-Methylisoborneol	99.1	Earthy;Musty
73.21	C₁₀H₂₀O₂	propionic acid heptyl ester	98.93	Apricot;Floral;Rose
83.63	C₁₂H₂₄O₂	Propyl nonanoate	94.83	Fermented;Melon
86.21	C₁₂H₂₂O₂	octyl crotonate	97.1	Chemical;Fruity;Harsh;Hay;Mushroom;Winey
95.85	C₁₅H₃₀O₂	Nonanoic acid, hexyl ester	93.84	Brandy;Floral;Fruity;Green;Vegetable

실험예 4. 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 항산화활성

ABTS radical 소거 활성은 ABTS Antioxidant Kit (Zen-Bio)를 사용하여 측정하였다. 10 μL 샘플과 스탠다드를 96 well plate에 분주한 후 음성대조군으로 각 well에 10 μL씩 assay buffer를 추가하였다. 20 μL/well myoglobin working solution을 분주하였다. 100 μL의 ABTS solution을 각각의 well에 첨가하고 실온 25℃에서 플레이트 쉐이커에 놓고 5분 동안 반응시켰다. 반응을 정지시키기 위해 50 μL의 stop solution을 각 well에 첨가하고 405 nm에서 흡광도를 측정하였다. 활성의 비교를 위해 양성대조군은 Trolox solution을 사용하였고, Trolox를 100%로 환산하여 결과값을 계산하였다.

ABTS radical을 이용한 항산화능의 측정은 potassium persulfate와의 반응에 의해 생성된 ABTS free radical이 추출물 내의 항산화 물질에 의해 제거되어 radical 특유의 색인 청록색이 탈색되는 것을 이용한 방법으로 산화적 스트레스에 대한 방어기작의 하나인 항산화 활성을 검정하기 위한 방법으로 사용된다. ABTS radical 소거활성은 ABTS Antioxidant Kit (Zen Bio)를 사용하여 측정하였고, 양성대조군인 Trolox를 100%로 환산한 결과, Lalvin이 100.6%, KJ-1이 128.8%로 시판 효모보다 128% 활성이 더 높은 것을 확인할 수 있다(도 5).

이를 통해, 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 항산화활성이 우수함을 나타낸다.

실험예 5. 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 항고혈압활성

ACE inhibition screening을 위하여 kit (Kamiya biomedical company, KT-534)를 사용하여 측정하였다. 효모를 YPD agar 배지에 전배양(25℃, 2∼3일)하고 YPD broth에 1 colony를 접종한 뒤 25℃, 24∼72시간 배양하여 OD 660nm=1로 농도를 맞춘 배양액을 5 mL YPD broth 배지에 2% 접종하여 7일간 배양하고 배양액을 원심분리하여 상층액을 실험에 사용하였다. 샘플 20 μL를 넣고 동량의 substrate buffer와 Enzyme working solution을 혼합하여 37℃에서 1시간 반응시킨 후 Indidcator wirking solution을 200 μL 첨가하여 상온에서 10분간 배양하였다. 대조구는 시료 대신 증류수를 사용하였고, 양성대조군으로 Captopril(1%)를 사용하여 450nm 흡광도를 측정하였다. ACE 저해 활성은 하기 식으로 계산하여 백분율(%)로 나타내었다.

ACE inhibition(%) =[(A _{blank 1}-A _sample)/(A _{blank 1}- A _blank2)] X 100

ACE 억제제는 angiotensin 전환 효소의 생성을 억제하여 혈관을 이완하고 혈압을 낮추는 효과가 있다. ACE 저해능을 확인하기 위해 Positive control로 표준물질 1% Captopril을 사용하여 분석을 진행한 결과, 시판 효모인 Lalvin이 51.2%, KJ-1이 61.6%로 시판 효모보다 120% 활성이 더 높은 것을 확인할 수 있다(도 6).

이를 통해, 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주의 항고혈압활성이 우수함을 나타낸다.

농업생명공학연구원

KACC93373P

20211012

Claims

항산화 활성을 갖는 기탁번호 KACC 93373P로 수탁된 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주.
제1항에 있어서,
상기 균주는 배지 내 포도당 농도가 10 내지 50 중량%인 조건에서 생육할 수 있는 내당성이 우수한 것을 특징으로 하는, 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주.
제1항에 있어서,
상기 균주는 알코올 농도가 5 내지 15%(v/v)인 조건에서 생육할 수 있는 알코올내성이 우수한 것을 특징으로 하는 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주.
삭제
제1항에 있어서,
상기 균주는 ABTS 라디칼 소거 활성을 나타내는 것을 특징으로 하는 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주.
제1항에 있어서,
상기 균주는 항고혈압 활성이 우수한 것을 특징으로 하는 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주.
제6항에 있어서,
상기 균주는 안지오텐신 전환효소(angiotensin converting enzyme, ACE) 저해활성을 나타내는 것을 특징으로 하는 위커하모마이세스 아노말루스 KJ-1 균주.
포도당 10 내지 50 중량%를 포함하는 발효배지에서 제1항의 균주를 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 주류 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 주류는 알코올향, 과일향 및 달콤한 향을 포함하는 것을 특징으로 하는, 주류 제조방법.
제8항의 제조방법으로 제조된 주류.
제10항에 있어서,
상기 주류는 향기 성분이 증가된 것을 특징으로 하는, 주류.
제10항에 있어서,
상기 주류는 소주, 증류식 소주, 위스키, 브랜디, 약주, 탁주, 발효주, 맥주, 고량주, 진, 보드카 및 와인으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 주류.