수제맥주와 람빅맥주로부터 분리된 효모의 특성과 알코올 발효

Abstract

This study was aimed to investigate the alcoholic fermentation characteristics of yeasts from craft beer and lambic beer. Isolated yeasts were identified as Brettanomyces bruxellensis, Pichia manshurica, Pichia membranifaciens and Saccharomyces cerevisiae. As results of sugar and alcohol tolerance tests, S. cerevisiae showed the greatest growth at glucose concentration of 40%, and ethanol tolerance ranged from 8 to 12%. B. bruxellensis was found to have a sugar tolerance of from 30 to 40% and an alcohol tolerance of from 8 to 12%, of which the LA-3 strain had the best tolerance. After fermentation during 5 days, pH, acidity, sugar and alcohol contents of the fermentation broth were measured. As results of the physicochemical characteristics, alcohol fermentation using sugars was actively performed in S. cerevisiae with a solid content of 7.2 ∼ 8.5 °brix, pH of 4.45 ∼ 4.64, and alcohol content of 3.0 ∼ 4.8%. Among them, CB-10 showed the lowest sugar content as 7.2 °brix and the highest alcohol content as 4.8%, which means it consumed most sugar in the malt extract by alcohol fermentation. As shown by the sugar and alcohol tolerance results, B. bruxellensis showed less sugar consumption because its growth was slower than S. cerevisiae. In addition, it was confirmed that the alcohol concentration also showed a relatively low value, from 0.8 to 1.6%. Pichia spp. had no alcohol fermentation, so there was no change in pH, acidity and alcohol content except for decreasing small amounts of sugar for use of growth. Organic acids and volatile compounds were analyzed among alcoholic fermentation strains. Acetic acid, lactic acid and succinic acid were increased after fermentation. Among them, CB-7 showed a low acetic acid content and a high succinic acid content. In general, the volatile compounds showed higher area of S. cerevisiae, and among them, CB-8 showed the highest area value. Some of the yeasts isolated from craft beer and lambic beer were found to be the same species, but their characteristics were different.

수제맥주와 람빅맥주 효모의 알코올 발효 특성을 알아보기 위해 효모를 분리한 뒤 동정한 결과 분리한 균들은 B. bruxellensis, P. manshurica, P. membranifaciens, S. cerevisiae의 4가지로 동정되었다. 당 및 알코올 내성을 실험한 후, 제조한 당화액에 효모를 접종하여 발효하여 발효액의 당, pH, 산도, 알코올 함량을 조사한 뒤 알코올 발효 균주에 대해서 유기산과 휘발성 화합물 분석을 하였다. 당 및 알코올 내성 실험결과 S. cerevisiae 속이 glucose 40% 농도에서도 생육이 뛰어나 가장 당 내성이 뛰어났으며 에탄올 내성은 8 ∼ 12% 가짐을 확인할 수 있었다. Brettanomyces 속은 당 내성 30 ∼ 40%, 알코올 내성 8 ∼ 12%를 가짐을 확인할 수 있었으며, 그 중 LA-3 균주의 내성이 가장 뛰어나 생육정도가 더 높은 것을 확인할 수 있었다. Pichia 속이 다른 균주보다 전반적으로 생육속도가 느린 것을 확인할 수 있었으며, 당 및 알코올 농도 증가에 대해 민감한 결과를 나타내 가장 낮은 당, 알코올 내성을 가짐을 확인 할 수 있었다. 제조된 당화액에 효모를 접종하여 배양한 뒤 이화학적 특성을 확인해본 결과 S. cerevisiae 속이 고형분 함량이 7.2 ∼ 8.5 °brix, pH는 4.45 ∼ 4.64, 알코올 함량 3.0 ∼ 4.8%로 당을 이용한 알코올 발효가 활발하게 진행되었다. 그 중 CB-10이 당 함량 7.2 °brix, 알코올 함량 4.8%로 당을 가장 많이 소모하여 알코올 발효를 하여 알코올 농도가 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. B. bruxellensis 속은 당, 알코올 내성 결과에서 확인했듯이 생육이 S. cerevisiae 속보다 느리기 때문에 당 소모가 적었으며, 그에 따른 알코올 농도도 0.8 ∼ 1.6%로 상대적으로 낮은 수치를 나타나는 것을 확인할 수 있었다. Pichia 속은 알코올 발효가 일어나지 않아 생육에 적은 양의 당을 사용한 것을 제외하면 pH, 산도, 알코올 함량의 변화가 일어나지 않았다. 알코올 발효액의 유기산 분석 결과 acetic acid, lactic acid, succinic acid가 증가하였으며, 그 중 CB-7은 낮은 acetic acid 함량과 높은 succinic acid 함량을 나타내었다. 휘발성 화합물은 전반적으로 S. cerevisiae 속이 높은 면적의 향기성분을 나타내었으며, 그 중 CB-8이 전체적으로 높은 면적 값을 나타내는 것을 확인하였다. 그리고 Brettanomyces 속 발효액에서 Brettanomyces 효모가 생성하는 페놀화합물인 4-ethylguaiacol이 검출되었다. 시중 판매되는 수제맥주와 람빅맥주에서 분리한 효모들은 같은 종으로 판명된 것들도 있었지만, 각각의 특성이 다른 것을 확인하였다.