KR102474061B1 - 사카로마이세스 세레비지에 y297 균주의 배양방법 - Google Patents

사카로마이세스 세레비지에 y297 균주의 배양방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수크로스, 소이펩톤, 효모추출물, MgSO4·7H2O, KH2PO4, CaCl2 및 D-바이오틴을 포함하는 배지를 이용한 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주의 배양방법 및 상기 배양된 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주를 이용한 쌀맥주의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주의 배양방법을 이용하면, 쌀맥주 제조에 적합한 효모균주를 효과적으로 배양하여, 쌀맥주의 제조에 사용할 수 있으므로, 보다 우수한 품질의 쌀맥주 제조에 널리 활용될 수 있을 것이다.

Description

사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주의 배양방법 {Method for culturing Saccharomyces cerevisiae Y297 strain}
본 발명은 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주의 배양방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 수크로스, 소이펩톤, 효모추출물, MgSO4·7H2O, KH2PO4, CaCl2 및 D-바이오틴을 포함하는 배지를 이용한 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주의 배양방법 및 상기 배양된 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주를 이용한 쌀맥주의 제조방법에 관한 것이다.
맥주는 보리, 홉을 원료로 하여 발효시킨 발효주로서 대중적인 알코올 음료 중 하나이며, 나라와 지역의 사정이나 기호에 따라 쌀·옥수수·녹말·당류 등을 녹말질 보충원료로 사용하고 있으나, 알코올 성분이 적은 편이고, 이산화탄소와 홉의 쓴맛 성분을 함유하고 있어 소화를 촉진하고 이뇨작용을 돕는 효능이 있다.
근래 우리나라는 국산맥주보다 수입맥주 소비가 급증하고 있으며, 특히 젊은 층에서 다양하고 차별화된 고품질 맥주의 수요가 대폭으로 증가하고 있으며 또한, 다양하고 독특한 맥주 맛을 즐기는 추세에 따라 차별화된 수제 맥주의 개발과 수제맥주 시장이 확대되고 있다.
수제맥주 시장 확대와 소비 추세에 따라 정부에서는 국내의 쌀 소비촉진과 함께 수제맥주 산업의 활성화를 위하여 수제맥주에 대한 세금감면과 유통규제 완화정책을 지속적으로 추진하고 있으며, 국세청은 2018년 4월부터 맥주에 쌀을 20%이상 사용하는 수제맥주의 경우 세금을 감면해 수제 쌀맥주 시장 확대 및 활성화에 정책적인 뒷받침을 하고 있다. 그러나, 국내 수제맥주시장에서 판매되는 맥주는 맥아만를 이용한 일반 맥주제조방법을 고수하고 있어, 업체별 품질면에서 차별성이 없고 수입맥주에 비교해 다양성과 품질 경쟁력을 상실해가는 문제점이 대두되고 있다.
이러한 문제점을 해결하는 방안으로서, 쌀맥주제조에 적합한 벼품종을 개발하거나(한국공개특허 제10-2019-0053734호), 쌀의 가공방법을 개발하거나(한국등록특허 제10-1729733호), 벼맥아의 제조방법을 개발하거나(한국등록특허 제10-1976565호), 발효균주를 개발하거나(한국등록특허 제10-1825957호), 다양한 추가 성분을 개발하는(한국등록특허 제10-1020626호) 등의 다양한 연구가 수행되고 있다. 다만, 상기 발효균주의 경우에는 15℃의 저온 조건에서도 우수한 생장성을 나타내지만, 이를 효과적으로 배양하는 방법 등에 대한 연구는 아직까지 수행되고 있지 않아, 이를 이용하여 상업적으로 쌀맥주를 제조하지는 못하고 있는 실정이다.
이러한 배경하에서, 본 발명자들은 15℃의 저온 조건에서도 우수한 생장성을 나타낸다고 알려진 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)를 이용하여 쌀맥주를 제조하는 방법을 개발하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 상기 Y297 균주의 배양에 적합한 배지를 사용한 배양방법을 개발하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 주된 목적은 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주의 배양방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 배양된 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주를 이용한 쌀맥주의 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시양태는 수크로스, 소이펩톤, 효모추출물, MgSO4·7H2O, KH2PO4, CaCl2 및 D-바이오틴을 포함하는 배지에 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)를 접종하고 배양하는 단계를 포함하는, 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)의 배양방법을 제공한다.
본 발명의 용어 "사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)"란, 농촌진흥청에서 개발하여 2015년 11월 10일자로 기탁기관인 국립농업과학원에 기탁번호 KACC93244P로 기탁한 효모균주를 의미하는데(한국등록특허 제10-1825957호), 10 내지 20℃의 저온생장에 내성을 나타낸다고 알려져 있다.
상기 배지에 포함된 각 성분의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 10 내지 60 g/ℓ 수크로스, 1 내지 10 g/ℓ 소이펩톤, 10 내지 60 g/ℓ 효모추출물, 0.1 내지 5 g/ℓ MgSO4·7H2O, 1 내지 10 g/ℓ KH2PO4, 0.1 내지 2.0 g/ℓ CaCl2 및 1 내지 5 g/ℓ D-바이오틴을 포함할 수 있고; 다른 예로서, 20 내지 40 g/ℓ 수크로스, 3 내지 7 g/ℓ 소이펩톤, 20 내지 40 g/ℓ 효모추출물, 1 내지 3 g/ℓ MgSO4·7H2O, 2 내지 6 g/ℓ KH2PO4, 0.3 내지 1.0 g/ℓ CaCl2 및 1.5 내지 3 g/ℓ D-바이오틴을 포함할 수 있으며; 또 다른 예로서, 30 g/ℓ 수크로스, 5 g/ℓ 소이펩톤, 30 g/ℓ 효모추출물, 1.6 g/ℓ MgSO4·7H2O, 4 g/ℓ KH2PO4, 0.5 g/ℓ CaCl2 및 2 g/ℓ D-바이오틴을 포함할 수 있다.
습식 멸균시 침천과 갈변현상을 방지하기 위해서 상기에 제시된 당 성분과 질소원은 분리하여 멸균하고, 나머지 성분 역시 멸균한 다음, 이들을 혼합하여 배지를 제작할 수 있다. 이때, 상기 멸균을 수행하기 위한 조건은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 100 내지 150℃에서 5 내지 60분 동안 가압멸균장치(오토클레이브)를 사용하여 수행될 수 있고, 다른 예로서, 110 내지 140℃에서 10 내지 30분 동안 가압멸균장치(오토클레이브)를 사용하여 수행될 수 있으며, 또 다른 예로서, 121℃에서 15분 동안 가압멸균장치(오토클레이브)를 사용하여 수행될 수 있다.
상기 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주는 다음과 같이 배양할 수 있다: 상기 균주를 YPD 고체배지에 접종하고, 이로부터 수득한 콜로니를 YPD 배지에서 성장시킨 다음, 상기 배지에 접종하여 진탕배양 방법으로 배양할 수 있다. 이때, 배양온도는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 20 내지 40℃가 될 수 있고, 다른 예로서, 25 내지 35℃가 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 30℃가 될 수 있다. 또한, 진탕조건 역시 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 100 내지 300 rpm이 될 수 있고, 다른 예로서, 150 내지 250 rpm이 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 200 내지 220rpm이 될 수 있다. 끝으로, 배양시간 역시 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 10 내지 30시간이 될 수 있고, 다른 예로서, 20 내지 28시간이 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 24시간이 될 수 있다.
상기 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주를 배양하기 전에 전배양 단계를 추가로 수행할 수 있는데, 상기 전배양 단계는 YPD 고체배지에서 배양하여 콜로니를 수득하는 단계; 상기 수득한 콜로니를 YPD 액상배지에 접종하고 배양하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 사용되는 YPD 배지는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 1 내지 20 g/ℓ 효모추출물, 1 내지 10 g/ℓ 펩톤 및 1 내지 20 g/ℓ 덱스트로스를 포함하는 배지를 사용할 수 있고; 다른 예로서, 5 내지 15 g/ℓ 효모추출물, 3 내지 7 g/ℓ 펩톤 및 5 내지 15 g/ℓ 덱스트로스를 포함하는 배지를 사용할 수 있으며; 또 다른 예로서, 10 g/ℓ 효모추출물, 5 g/ℓ 펩톤 및 10 g/ℓ 덱스트로스를 포함하는 배지를 사용할 수 있다.
상기 전배양은 사용되는 배지가 상이하다는 점을 제외하고는, 앞서 설명한 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주의 배양조건과 동일한 조건으로 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태는 상기 방법으로 배양된 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)를 이용한 쌀맥주의 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명에서 제공하는 쌀맥주의 제조방법은 (a) 맥아의 당화액에 쌀가루 유래 성분을 첨가하고, 이를 가열하여 맥즙을 수득하는 단계; (b) 상기 수득한 맥즙에 상기 방법으로 배양된 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)를 첨가하고 알코올 발효를 수행하여, 발효액을 수득하는 단계; 및 (c) 상기 수득한 발효액을 숙성시켜서 쌀맥주를 제조하는 단계를 포함한다.
상기 (b) 단계의 알코올 발효는 10℃ 내지 30℃에서 3일 내지 10일간 수행될 수 있고; 상기 (c) 단계의 숙성은 10℃ 내지 30℃에서 1일 내지 10일간 수행될 수 있다.
본 발명의 용어 “쌀맥주”란, 쌀을 부재료로 사용하여 제조한 맥주를 의미한다.
상기 쌀맥주는 기존의 보리 맥주와 비교하여 맥아의 함량이 낮기 때문에 소화불량을 유발하는 글루텐 함량이 적다는 장점이 있으며, 맥주의 맛과 향미를 증진시키기 위해 쌀의 함유량, 사용된 맥주 재료의 종류, 맥주 재료의 발아 여부, 사용되는 효소의 종류 등을 당업자의 통상의 능력 범위 내에서 적절하게 선택하여 제조할 수 있다.
본 발명의 용어 “맥아”란, 보리에 적당한 온도의 물을 붓고 약 3일간 두어 발아시킨 발아물을 의미하는데, 발아 시 효소인 아밀라아제의 활성이 증가하므로 식혜, 물엿의 제조 및 맥주양조 등에 이용가능하다. 건조하지 않은 맥아를 초록맥아, 건조한 것을 건조맥아라고 한다.
본 발명에 있어서, 상기 쌀맥주의 제조시 사용되는 쌀가루 유래 성분은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 도정된 쌀을 제분하여 수득한 분말, 상기 분말을 가수 및 가열하여 수득한 쌀가루 호화액 등을 사용할 수 있고, 다른 예로서, 도정된 쌀을 제분하여 수득한 분말을 가수 및 가열하여 수득한 쌀가루 호화액이 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 상기 해들미 또는 알찬미를 제분하여 수득한 분말을 가수 및 가열하여 수득한 호화액이 될 수 있다.
본 발명의 용어 "해들미"란, 고시히카리 대체품종으로 이천시농업기술원과 농촌진흥청과 함께 개발하여 2019년에 첫 수확한 조생종의 쌀 품종을 의미하는데, 약 18%의 아밀로스 함량을 나타낸다고 알려져 있다.
본 발명의 용어 "알찬미"란, 중생종의 쌀 품종 중의 하나로서, 약 18.6%의 아밀로스 함량을 나타낸다고 알려져 있다.
상기 (a) 단계에 있어서, 맥즙에 포함된 쌀가루와 맥아의 혼합비율은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 5:5 내지 1:9(w/w)가 될 수 있고; 다른 예로서 4:6 내지 1:9(w/w)이 될 수 있으며; 또 다른 예로서 2:8(w/w)가 될 수 있다.
본 발명의 용어 "맥즙(wort)"이란, 맥아즙이라고도 하며 분쇄한 맥아에 더운 물을 부어 당화시킨 후 여과하여 액체에 녹지 않는 물질을 제거한 액으로, 맥주의 주원료이다. 맥즙에 홉(hop)을 섞어서 끓인 후 홉 찌꺼기를 제거한 액을 가(加)홉맥즙이라 하고, 이것을 10℃ 이하로 냉각시켜서 응고침전물을 제거한 것을 냉맥즙이라고 한다.
상기 맥즙을 수득하는 단계는 통상적으로 당화라고 알려진 과정에 의해 수행되는데, 상기 당화는 맥아를 물에 넣고 가열하여, 맥아에 포함된 효소가 쌀가루에 포함된 전분 및 단백질을 각각 당과 질소화합물로 전환시키는 과정을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 맥즙은 맥아 당화액에 쌀가루 호화액을 첨가하여 수득한 것을 사용할 수 있는데, 상기 쌀가루 호화액의 첨가에 의해 당화과정이 변화될 수 있어, 순수 맥아 당화액을 포함하는 종래의 맥즙과는 구별된다.
상기 맥즙을 수득할 때 수행되는 가열조건은 특별히 이에 제한되지 않으나, 3단계로 온도를 증가시키면서 수행할 수 있는데, 일 예로서, 40 내지 60 ℃에서 1 내지 20분, 60 내지 80 ℃에서 10 내지 60분 및 90 내지 110 ℃에서 30 내지 90분의 순서로 수행될 수 있고; 다른 예로서, 45 내지 55 ℃에서 5 내지 15분, 65 내지 75 ℃에서 20 내지 40분 및 95 내지 105 ℃에서 50 내지 80분의 순서로 수행될 수 있으며; 또 다른 예로서, 50 ℃ 10분, 70 ℃ 30분 및 100℃ 60분의 순서로 수행될 수 있다.
상기 (a) 단계를 수행하고, (b) 단계를 수행하기 전에, 상기 수득한 맥즙에 홉을 첨가하고 가열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 가열 단계는 맥주의 맛과 향미를 증진시킴과 함께 기능성을 추가하기 위하여 여러 기능성 성분, 예컨대, 인삼, 복분자, 구기자 등이 첨가될 수 있다. 맥즙을 농축하기 위하여 끓이기 위한 시간은 첨가 물질의 특성에 따라 적절하게 선택이 가능하다.
본 발명의 용어 “알코올 발효”란, 효모에 의해 맥즙 속의 당분을 분해하여 알코올과 이산화탄소를 생산하는 과정을 의미한다. 상기 발효의 부산물로써 다이아세틸, 유기산, 알코올, 에스테르, 황화합물, 알데하이드, 페놀류 등이 생성되며, 이들 부산물은 맥주의 맛과 향미에 영향을 미친다.
상기 알코올 발효 단계는 공기와 차단된 상태, 즉 혐기적 상태에서 수행되어야 한다. 다만, 효모를 적정 수로 증식시키기 위해 호기적 상태를 일시적으로 도입하는 것은 무방하다.
본 발명의 발효 단계는 맥주의 기호도를 고려하여 그 발효 시간과 발효 온도를 결정하는 것이 바람직한데, 당업자라면 그의 통상의 능력 범위 내에서 맥주 재료의 종류, 맥주 재료의 발아 여부, 미발아 곡물을 사용할 경우에 사용되는 효소의 종류, 최종 얻어지는 맥주의 기호도 등에 따라서 공지의 기술에 기초하여 또는 실험적으로 최적의 발효 조건을 결정할 수 있다.
상기 알코올 발효를 수행하기 위하여 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)를 첨가하기 전에, 상기 균주를 미리 증식시켜 활성화시키는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 상기 맥즙에 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)를 첨가하기 전에, 산소를 가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)의 첨가량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 맥즙의 부피대비 0.1 내지 0.25%(w/v)가 될 수 있고, 다른 예로서, 맥즙의 부피대비 0.15 내지 0.20%(w/v)가 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 맥즙의 부피대비 0.18%(w/v)가 될 수 있다.
본 발명의 용어 “숙성”이란, 발효액의 부유물을 침강하여 발효액을 맑게 하고 이산화탄소가 발효액 속에 용해되어 포화되도록 하는 과정이다. 구체적으로, 상기 숙성은 10℃ 내지 30℃에서 1일 내지 10일간 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 숙성과정은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 1 내지 20 ℃에서 1 내지 4개월 동안 정치시키는 방식으로 수행할 수 있고; 다른 예로서, 1 내지 17 ℃에서 1 내지 2개월 동안 정치시키는 방식으로 수행할 수 있으며; 또 다른 예로서, 1 내지 10 ℃에서 1.5개월 동안 정치시키는 방식으로 수행할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주의 배양방법을 이용하면, 쌀맥주 제조에 적합한 효모균주를 효과적으로 배양하여, 쌀맥주의 제조에 사용할 수 있으므로, 보다 우수한 품질의 쌀맥주 제조에 널리 활용될 수 있을 것이다.
도 1은 G3 성장배지의 각 성분을 대상으로 RSM을 수행한 결과를 나타내는 도표이다.
도 2는 G3 성장배지의 각 성분을 대상으로 RSM을 수행한 결과에 대한 ANOVA 분석결과를 나타내는 도표이다.
도 3은 G3 성장배지의 최적 조합을 이용하여 수득한 2차 다항식을 나타내는 도표이다.
도 4는 G3 성장배지의 최적 조합을 이용하여 수득한 2차 다항식으로부터 도출된 각 성분에 대한 3차원 그래프이다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P) 배양용 배지의 개발
실시예 1-1: 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주의 전배양
사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)(이하, "Y297 균주"라 약칭 함)를 입수하고, 이를 YPD 고체배지(1% 아가로스, 10 g/ℓ 효모추출물, 5 g/ℓ 펩톤 및 10 g/ℓ 덱스트로스)에 도말한 다음, 37 ℃에서 2일 동안 배양하여 다수의 콜로니를 수득하였다. 상기 수득한 각각의 콜로니를 5 ㎖의 YPD 액상배지(10 g/ℓ 효모추출물, 5 g/ℓ 펩톤 및 10 g/ℓ 덱스트로스)에 접종하고 37 ℃에서 1일 동안 진탕배양하여 1차 배양물을 수득하였다. 상기 수득한 각각의 1차 배양물을 30 ㎖의 YPD 액상배지에 접종하고 37 ℃에서 1일 동안 진탕배양하여 2차 배양물을 수득한 다음, 각 배양물에 포함된 Y297 균주 중에서 가장 높은 성장속도를 나타내는 균주를 선발하였다.
실시예 1-2: 배양용 배지의 1차 선발
상기 실시예 1-1에서 선발된 Y297 균주를 다양한 함량의 구성성분을 포함하는 각각의 G1 성장배지(글루코스, 소이펩톤, 효모추출물, D-바이오틴 및 미량성분)에 접종하여 배양하면서, 균체성장속도를 측정하여, 균체의 성장속도가 가장 우수한 배지를 선발하였다. 이때, 미량성분은 KH2PO4, K2HPO4, MgSO4.7H2O, CaCl2 등의 다양한 성분들의 조합을 사용하였다. 그 결과, Y297 균주의 최대 성장속도를 나타낼 수 있는 G3 성장배지를 선발하였다(표 1).
G3 성장배지의 조성
성분 농도(g/L)
글루코스
소이펩톤
효모추출물
MgSO4·7H2O
KH2PO4
CaCl2
D-바이오틴(mg/L)		 20
5
25
2
2
0.5
2
실시예 1-3: RSM(response surface method)를 이용한 2차 선발
상기 실시예 1-2에서 선발된 G3 성장배지의 각 성분을 대상으로 RSM 실험을 수행하여 각 성분의 최적 함량을 결정하였다.
상기 RSM은 2차 다항식으로 배지 성분간의 생산성에 관한 방정식을 산출하여, 각 성분들의 최종 농도를 알려주는 실험으로 보통 배지 최적화의 최종 단계에 많이 사용되는 방법으로서, 각 성분의 최적 농도는 2차 다항식의 값이 최대로 되는 지점을 3차원 반응표면도를 이용하여 분석할 수 있는데, 이때 2차 다항식 모델에 대한 유의성은 ANOVA 분석 시 주어지는 P값에 의해 결정되며, 일반적으로 P<0.05 일때 그 유의성이 인정된다.
구체적으로, 4개의 변수와 중심합성계획법에 의거하여 총 32가지 실험을 수행하였다(도 1).
도 1은 G3 성장배지의 각 성분을 대상으로 RSM을 수행한 결과를 나타내는 도표이다.
도 1에서 보듯이, 세포성장이 약 OD600=17~28로 좁은 범위에서 나타났으며 16번의 조합에서 가장 높은 세포성장을 확인하였다.
상기 도 1의 RSM 결과를 대상으로 통계학 프로그램인 Design expert를 이용하여 ANOVA 분석을 실시하였다(도 2).
도 2는 G3 성장배지의 각 성분을 대상으로 RSM을 수행한 결과에 대한 ANOVA 분석결과를 나타내는 도표이다.
도 2에서 보듯이, p-value가 0.0485값으로써 실험에 수행된 모델이 유의함을 확인하였다.
상기 도 1에서 수득한 16번 조합을 이용하여 이차원 반응 표면 분석을 위한 2차 다항식을 수득하였다(도 3).
도 3은 G3 성장배지의 최적 조합을 이용하여 수득한 2차 다항식을 나타내는 도표이다.
상기 수득한 이차원 반응 표면 분석을 위한 2차 다항식을 반응표면 분석법에 적용하여 3차원 그래프를 수득하고, 각 변수(각 성분의 농도)에 대한 분석을 수행하였다(도 4).
도 4는 G3 성장배지의 최적 조합을 이용하여 수득한 2차 다항식으로부터 도출된 각 성분에 대한 3차원 그래프이다.
최종적으로, 수행된 RSM의 결과를 바탕으로 효모 배양 공정의 경쟁력과 식품첨가용 배지의 안정적 공급을 위하여 기존 탄소원인 글루코스를 수크로스로 교환하는 단독실험을 수행하여 최종적으로 GM 성장배지의 조성을 결정하였다(표 2).
GM 성장배지의 조성
성분 농도(g/L)
수크로스
소이펩톤
효모추출물
MgSO4·7H2O
KH2PO4
CaCl2
D-바이오틴(mg/L)		 30
5
30
1.6
4
0.5
2
상기 결정된 GM 성장배지를 사용하여 Y297 균주를 배양한 결과, OD600 값이 30 내지 33을 나타냄을 확인하였다.
실시예 2: 배양된 Y297 균주를 이용한 쌀맥주의 제조
상기 실시예 1-3에서 결정된 GM 성장배지를 이용하여 Y297 균주를 배양하고, 배양된 Y297 균주를 이용하여 쌀맥주를 제조하였다.
실시예 2-1: 쌀가루의 수득
고아밀로스 함량을 나타내는 2개 품종의 쌀(해들미 또는 알찬미)을 이용하여 쌀맥주를 제조하고자 하였다.
상기 해들미의 미질 특성을 분석한 결과, 6.0의 알칼리붕괴도, 6.1%의 단백질 함량 및 18%의 아밀로스 함량을 포함하는 것으로 확인되었고, 상기 알찬매의 미질 특성을 분석한 결과, 6.4의 알칼리붕괴도, 5.6%의 단백질 함량 및 18.6%의 아밀로스 함량을 포함하는 것으로 확인되었다.
상기 해들미와 알찬미를 도정하여 백미를 수득하고, 상기 수득한 각각의 백미를 2회 분쇄하여 각각의 쌀가루를 수득하였다.
실시예 2-2: 쌀맥주의 제조
상기 실시예 2-1에서 수득한 각각의 쌀가루에 효소를 첨가하지 않고, 시간차를 두고 단계별로 온도를 올리는 방법을 이용하여 45℃ 부터 100℃까지 80분간 호화시켰다. 쌀의 호화 마지막 단계에서 10분을 남겨두고, 맥아를 별도로 당화시키며, 20분 후 쌀가루 호화액과 당화된 맥아를 혼합하여 혼합물을 수득하였다. 상기 수득한 혼합물을 65℃에서 60분 동안 당화시켜서 최종 당화는 78℃에서 종료하여 맥즙을 수득하였다.
상기 수득한 맥즙에 Y297 균주를 접종하고, 15 내지 18℃에서 6일간 알코올 발효를 하고, 목표 비중치에 도달하면 2℃ 정도 온도를 올려 1일 동안 정치하고, 이후에는 10℃ 이하로 냉각시킨 상태에서 7일 동안 후발효를 수행하였다. 후발효가 종료된 후, 0 내지 1℃에서 2주간 숙성시켜서 쌀맥주를 제조하고, 이의 가공적성(pH, Bitterness 및 알코올 함량)을 측정하였다(표 3).
쌀맥주의 가공적성 비교
쌀품종 pH Bitterness 알코올 함량(%)
해들미
알찬미		 4.22±0.01
4.25±0.01		 12.33±0.84
13.33±0.99		 3.15±0.05
3.87±0.15
상기 표 3에서 보듯이, 전체적으로 볼 때 해들미를 이용하여 제조된 쌀맥주 보다는 알찬미를 이용하여 제조된 쌀맥주가 비교우위의 품질을 나타냄을 확인하였다.
실시예 2-3: 쌀가루 함량에 따른 쌀맥주의 비교
상기 실시예 2-2의 결과로부터, 해들미 보다는 알찬미를 이용하여 제조된 쌀맥주가 비교우위의 품질을 나타냄을 확인하였으므로, 상기 알찬미의 쌀가루 함량에 따른 맥주의 품질을 분석하였다.
대략적으로, 알찬미 쌀가루의 함량을 0, 10, 20 또는 40%로 설정하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2-2의 방법을 수행하여 각각의 쌀맥주를 제조하고, 제조된 각 쌀맥주의 품질을 비교하였다(표 4). 이때, 대조군으로는 시판되는 맥주를 사용하였다.
쌀가루 함량에 따른 쌀맥주의 품질 비교
실험군 쌀가루 함량 알코올(%) 산도(%) PH Brix 아미노산(%)
대조군
실험군 1
실험군 2
실험군 3
실험군 4		 -
0%
10%
20%
40%		 4.5
4.6
4.2
4.25
4.43		 0.27
0.21
0.21
0.23
0.2		 4.45
4.53
4.27
4.42
4.28		 5.2
6.21
6.17
6.17
6.99		 0.01
0.07
0.02
0.03
0.03
상기 표 4에서 보듯이, 쌀가루가 추가되지 않을 경우에 비하여, 쌀가루가 추가된 경우에는 전체적으로 알코올 함량이 저하되었으나, 추가된 쌀가루의 함량에 비례하여 증가되는 경향을 나타냄을 확인하였다.
맥주의 기호도에 영향을 미칠 수 있는, 단맛 및 향기성분은 가용성 고형분의 함량(Brix)에 의해 결정되는데, 상기 가용성 고형분의 함량은 쌀가루 함량이 증가될 수록, 이에 비례하며 증가되는 경향을 나타냄을 확인하였다.
또한, 효모균의 안정성을 유지시키는 pH는 쌀가루의 첨가에 따라 변화되지만, 일정한 범위(pH 4.27 내지 4.53)내에서 유지됨을 확인하였다.
한편, 산도의 경우 쌀가루의 함량에 의해 변화되는데, 20%의 쌀가루를 첨가할 경우 상대적으로 가장 높은 수준을 나타내어, 제조된 쌀맥주에 산미를 추가할 수 있음을 확인하였다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 수크로스, 소이펩톤, 효모추출물, MgSO4·7H2O, KH2PO4, CaCl2 및 D-바이오틴을 포함하는 배지에 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)를 접종하고 배양하는 단계를 포함하는, 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)의 배양방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배지에 포함된 수크로스의 함량은 10 내지 60 g/ℓ 이고, 소이펩톤의 함량은 1 내지 10 g/ℓ 이며, 효모추출물의 함량은 10 내지 60 g/ℓ이고, MgSO4·7H2O의 함량은 0.1 내지 5 g/ℓ이며, KH2PO4의 함량은 1 내지 10 g/ℓ이고, CaCl2의 함량은 0.1 내지 2.0 g/ℓ이며, D-바이오틴의 함량은 1 내지 5 g/ℓ인 것인, 방법.
  3. (a) 맥아의 당화액에 쌀가루 유래 성분을 첨가하고, 이를 가열하여 맥즙을 수득하는 단계;
    (b) 상기 수득한 맥즙에 제1항 또는 제2항의 방법으로 배양된 사카로마이세스 세레비지에 Y297 균주(기탁번호 KACC93244P)를 첨가하고 알코올 발효를 수행하여, 발효액을 수득하는 단계; 및
    (c) 상기 수득한 발효액을 숙성시켜서 쌀맥주를 제조하는 단계를 포함하는, 쌀맥주의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 쌀가루 유래 성분은 도정된 쌀을 제분하여 수득한 분말 또는 상기 분말을 가수 및 가열하여 수득한 쌀가루 호화액인 것인, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 쌀은 해들미 또는 알찬미인 것인, 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 맥즙에 포함된 쌀가루와 맥아의 혼합비는 5:5 내지 1:9(w/w)인 것인, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 가열은 40 내지 60 ℃에서 1 내지 20분, 60 내지 80 ℃에서 10 내지 60분 및 90 내지 110 ℃에서 30 내지 90분의 순서로 수행되는 것인, 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 알코올 발효는 10℃ 내지 30℃에서 3일 내지 10일간 수행되는 것인, 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 숙성은 10℃ 내지 30℃에서 1일 내지 10일간 수행되는 것인, 방법.
  10. 제3항의 방법으로 제조된 쌀맥주.
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