Saccharomyces diastaticus KCTC 1804와 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주를 활용한 연구에서, 전자는 dextrose 기반 배지에서 알코올 생성량이 후자보다 떨어지지만 전분 기반 배지에서는 더 효과적인 알코올 발효를 보였다. 이는 전통주 발효 공정에서 누룩 대체 효과와 제품의 관능적 특성 변화에 유용할 것으로 보인다. 이 균주들을 사용하여 전분분해 활성과 알코올 발효능을 동시에 가지는 효모 융합체를 개발하였으며, Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주의 단수체 유도를 통해 Saccharomyces cerevisiae KH-12 균주를 획득하였다.
<h2>융합체의 발효실험</h2> <p>선발융합체의 알코올 발효능은 dextrose 기질로 제조한 YPD24 배지, soluble starch 기질로 제조한 PS24 배지에서 각각 조사하였다. 알코올 발효능이 우수한 모균주인 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주는 YPD24 배지에서 60 시간 발효시 알코올 생성량은 \( 17 \mathrm { mg } / \mathrm { mL } \)이었지만, YPS24 배지에서는 알코올 생성이 거의 일어나지 않았다. 따라서, 전분을 기질로 사용한 배지 내에서 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주를 이용한 알코올 발효는 불가능하다는 사실을 확인하였다. 전분분해능이 우수한 모균주인 Saccharomyces diastaticus KCTC 1804 균주는 YPD24 배지에서 60시간 발효시 알코올 생성량은 \( 11 \mathrm { mg } / \mathrm { mL } \)이었고, YPS24 배지에서의 알코올 생성량은 \( 7 \mathrm { mg } / \mathrm { mL } \)이었다. 이 결과는 Saccharomyces diastaticus KCTC 1804 균주가 dextrose를 기질로 사용한 배지에서의 알코올 생성량은 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주에 비해 떨어지지만, 전분을 기질로 사용한 배지에서는 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주와는 반대로 알코올 발효가 가능하다는 사실을 확인할 수 있었다.</p> <p>효모융합체 FA 776의 경우 dextrose를 기질로 사용한 YPD 24 배지에서 60시간 발효하였을 때의 알코올 생성량은 \( 13 \mathrm { mg } / \mathrm { mL } \), soluble starch를 기질로 사용한 YPS24 배지에서의 알코올 생성량은 \( 13 \mathrm { mg } / \mathrm { mL } \)로, dextrose를 기질로 사용한 배지에서의 알코올 생성량이 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주와 유사하였고, 전분을 기질로 사용한 배지에서의 알코올 생성량은 Saccharomyces diastaticus KCTC 1804 균주와 비교하였을 때 1.86 배 향상된 알코올 발효능을 보유하는 것으로 확인되었다. 따라서 전분분해 활성을 가진 알코올발효 효모인 FA 776은 향후 전통주 발효 공정에서 누룩대체 효과 및 제품의 관능적인 특성 변화에 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 보인다.</p> <h1>요 약</h1> <p>Saccharomyces diastaticus KCTC 1804 균주와 Saccharo-myces cerevisiae KOY-1 균주를 이용하여 전분분해활성과 알코올 발효능을 동시에 가지는 효모융합체를 개발하였다. Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주의 단수체 유도를 통하여 Saccharomyces cerevisiae KH-12 균주를 획득하였다. EMS를 사용한 돌연변이 유발을 통하여 Saccharomyces cerevisiae KH-12 균주의 Met 영양요구성 변이주를 획득하였다. Lyticase 처리로 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 \( \left ( \mathrm { Met } ^ { - } \right ) \), Saccharomyces diastaticus KCTC 1804 \( \left ( \operatorname { Trp } ^ { - } \right ) \)균주의 원형질체 형성률은 각각 \( 90.5 \%, 97.7 \% \)로 관찰되었다. 원형질체 융합은 polyethylene glycol 4,000을 이용하여 실시하였고, 이때 원형질체 융합율은 \( 1.79 \times 10 ^ { -4 } \)으로 관찰되었다. 원형질체융합과정을 통해 총 1,000주의 융합체를 획득하였고, 획득한 융합체의 전분분해능과 알코올발효능을 비교하여 최종적으로 전분배지 YPS24에서 알코올생성능이 가장 우수한 효모융합체인 FA 776을 최종 선발하였다. 최종 선발된 효모융합체 FA 776은 10세대 계대배양 후의 revertent 복귀율이 \( 4.64 \% \)로 유전적 안정성을 확인하였으며, 효모융합체의 total DNA 함량을 비교한 결과, Saccharomyces cerevisiae 균주로부터 분리된 단수체 효모 KH-12 는 26.56 fg/cll, Saccharomyces diastaticus KCTC 1804 균주는 \( 25.40 \mathrm { fg } / \mathrm { cell } \)이었고, 이들을 사용해서 얻어진 융합체 FA 776의 DNA 함량은 \( 42.67 \mathrm { fg } / \mathrm { cell } \)이었다. 전분배지 YPS24 배지에서 60시간 발효하였을때 Saccharomyces cerevisiae KOY-1 균주는 알코올 생성하지 못하였지만 효모융합체 FA 776은 \( 13 \mathrm { mg } / \mathrm { mL } \)의 알코올을 생성하였다. 이는 전분이용성 효모인 Saccharomyces diastaticus KCTC 1804 균주에 비해 1.86배나 향상된 알코올 발효능을 나타냈다.</p>