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산업용 효모 균주의 개량

전문가 제언: ○ Saccharomyces cerevisiae가 발효 중 생산하는 황화수소는 낮은 농도에서 바람직스럽지 않은 냄새를 내기 때문에 포도주 산업에서 중요한 문제다. Saccharomyces cerevisiae는 S. bayanus보다 더 많은 황화수소를 생산한다. 황 화합물은 발효 후반기에 영양분이 부족하여 효모가 자기분해 되거나 발효산물과 반응하여 생성된다. 함황 성분의 생산량과 생산속도는 함황 아미노산 및 함황 전구체 함량, 산화환원전위, 빛 노출정도, 저장기간, 온도 등에 비례한다.

○ 이 특허에서는 전통적인 돌연변이 방법을 사용하여 상업용 포도주 효모(PDM)를 개량하여 합성 및 포도주스발효에서 황화수소의 생산을 50- 99% 감소시키는 변이균주(45.2)를 창제하였다. MET10과 MET5 유전자가 변이된 균주는 포도주 생산 중에 발생되는 황화수소 관련 이취문제를 해결하고 제품의 관능적 품질을 증가시켜 소비자에게 어필할 수 있다.

○ 황화수소 생산의 주 효소는 아황산염 환원효소이며 시스테인과 메티오닌의 생합성의 전구물질을 환원시킨다. 두 아미노산의 전구물질인 O-아세틸세린(OAS)과 O-아세틸호모세린(OAH)이 발효주스에 없으면 황 화합물은 황화수소로 분비된다. OAS와 OAH의 생합성에는 보효소A가 필요하므로 보효소A의 성분인 판토텐산이 부족하면 황화수소가 생산된다. 또한 배지 중에 비오틴 농도가 증가하면 황화수소 생산은 감소된다.

○ 포도주 발효 중 황화수소 생산에 미치는 요인들은 포도밭에 뿌린 황 잔유물, 효모균주, 포도즙의 질소 결핍, 발효조건, 미량영양소, 발효 후의 처리 등이다. 따라서 휘발성 황 화합물의 생산을 방지하기 위해서는 발효 원료의 황 화합물 제거, 발효액에 충분한 질소와 아미노산의 공급, 황화수소 감산 또는 비생산 효모의 이용, 저온발효 및 교반, 황산구리 첨가와 같은 포도주 발효 중 황화수소 생산과 관련된 요인들을 해결하는 연구가 필요하다. 특히 이 중에서도 알코올 생산 효모 균주를 개량함으로써 근본적으로 황화수소의 생산을 감소시키는 방법은 모든 알코올 발효음료에 적용될 수 있기 때문에 중요하다.

저자: The Australian Wine Research Institute Ltd
자료유형: 특허정보