전통방식으로 제작하는 전국 각지의 12점 누룩을 수집하여 수집된 누룩의 제조 시기, 기간, 원료 등을 조사한 후 해당 누룩과 본 연구에서 온도와 습도 조건을 달리하여 제조한 누룩의 \(\alpha\)-amylase 효소 활성 및 glucoamylase 활성을 관찰하였다. 그 결과 각 누룩의 효소 활성정도가 모두 달라 누룩의 배양온도와 습도의 차이로 효소 활성의 정도가 차이나며, 누룩을 제조하는 원료, 시기 및 방법 역시 누룩의 전분 분해력에 큰 영향을 미치는 것으로 관찰되었다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>누룩의 수집 및 제작</h2> <p>경기도 용인시(3점), 충청남도 예산군(2점), 경상북도 상주시(1점), 광주광역시(2점), 경상남도 창원시(2점), 부산광역시 (1점), 제주시(1점) 등 전통방식으로 제작하는 12점의 누룩을 수집하였다. 누룩은 기후, 원료 등에 따라서 다양한 미생물의 종류가 나타나므로 수집된 누룩의 제조 시기, 기간, 원료 등을 조사하였다. 진주 B 누룩은 수분이 \( 12 \% \) 이하로 2013년 4월에 제작되었으며, 용인 C와 상주 누룩은 이화주 제조용으로 제작되었다. 대부분의 누룩이 밀로 만들어졌으나, 용인 A와 B 누룩은 원료로 쌀을 사용하였으며, 당화력이 우수하여 이양주 등의 청주를 제조하는 누룩으로 판매 중이었다. 용인 C 누룩은 찹쌀과 녹두를 원료로 사용하였으며 백수환동주와 이화주를 제조할 때 사용하는 누룩이었다. 광주 A, B 누룩의 경우 제조방법은 동일하지만 누룩 제조 시기가 각각 초겨울(2014년 11월)과 여름(2015년 8월)으로 달랐다. 강원도에서 전통방식으로 제조된 누룩을 수집하기 위하여 강원도 춘천시 풍물시장, 정선군 오일장, 양양군 오색 약수장 등 전통시장과 전통주 생산업체를 대상으로 조사하였으나 직접 누룩을 제조하지 않고 다른 지역에서 구매하여 사용하고 있어서 기상청 자료에 근거한 최근 30년간 강릉 지역의 8월 기후를 바탕으로 온도와 습도를 조절하여 누룩을 직접 제조하였다.</p> <h2>누룩의 \( \alpha \)-amylase 효소 활성</h2> <p>전국에서 수집한 누룩과 본 연구에서 온도와 습도 조건을 달리하여 직접 제조한 누룩의 \( \alpha \)-amylase 효소 활성을 측정 하였다. 경기도 용인시에서 수집한 누룩 C와 강원 B, 강원 D, 강원 F 누룩에서는 \( \alpha \)-amylase 효소 활성이 거의 나타나지 않았으며, 예산 A 누룩이 \( 4,233.9 \pm 662.0 \mathrm{units} / \mathrm{mg} \) protein으로 가장 낮은 활성을 나타냈다. 상대습도 \( 40 \%, 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 15일간 배양한 강원 C 누룩이 가장 높은 \( \alpha \)-amylase 효 소 활성( \( 24,747.1 \pm 777.7 \) units \( / \mathrm{mg} \) protein)을 나타냈으며, 그 다음으로 용인A 누룩이 21,382.4 \( \pm 1583.0 \) units \( / \mathrm{mg} \) protein으로 우수한 활성을 나타냈다. 광주광역시에서 수집된 A, B 누룩의 경우, 동일한 재료와 방법으로 제조되었으나 2015년 8 월에 제작한 광주 B 누룩의 \( \alpha \)-amylase 효소 활성이 \( 6,799.4 \pm 593.0 \) units/mg protein으로 2014년 11월에 제조 된 광주 A 누룩(9,531 \( \pm 237.0 \) units/mg protein)보다 상대적으로 낮게 나타났다. 경상남도 진주에서 수집된 누룩의 효소 활성으로부터 동일지역에서 제조된 누룩도 제조시기에 따라 효소 활성의 차이가 크다는 것을 알 수 있었다. 또한 경기도 용인시에서 수집한 누룩의 효소 활성을 근거로 비슷한 지역과 시기에 제작된 누룩도 사용 원료에 따라 효소 활성이 유의적으로 상이한 것으로 나타났다.</p> <p>Kim 등의 보고에 따르면 누룩 반죽시 첨가되는 수분의 양에 의해서 전분 분해 효소 활성은 달라지며, \( 25 \% \)의 수 분을 첨가한 누룩이 가장 우수한 효소 활성을 나타냈다. 또한, Lee 등은 누룩의 배양온도를 다르게 설정하였을 때, mannitol, glycerol, galactose, malate, lactate 등의 함량이 달라지며 \( 36^{\circ} \mathrm{C} \)에서 전분분해와 단백질분해 활성이 가장 우수한 누룩이 만들어진다는 것을 보고하였다. 누룩을 제조하는 환경과 조건에 따라서 미생물의 분포와 대사체 등이 변화한다는 연구결과가 보고된 바 있으므로, 누룩의 배양온도와 습도의 차이가 효소 활성의 차이를 나타내는 원인으로 추정된다. 따라서 사용하는 원료와 시기에 따라 누룩에 분포하는 미생물군의 차이에 대한 보다 체계적인 연구가 수반되어야할 것으로 사료된다.</p> <h2>누룩의 glucoamylase 효소 활성</h2> <p>누룩을 제조할 때 주로 사용하는 원료가 생밀기울이므로 누룩의 당화력은 매우 중요하다. 누룩의 당화력은 주로 glucoamylase 활성을 지표로 나타내므로 전국에서 수집한 누룩과 본 연구에서 직접 제조한 누룩의 glucoamylase 효소 활성을 측정하였다. 제조시기가 8월인 광주 B 누룩과 배양온도 \( 25^{\circ} \mathrm{C} \), 상대습도 \( 40 \% \)에서 제조된 강원 B 누룩에서는 glucoamylase 활성이 나타나지 않았으며, 광주 A 누룩은 \( 7.9 \pm 0.9 \mathrm{SP} \), 상주 누룩은 \( 39.1 \pm 1.9 \mathrm{SP} \)로 다른 누룩들과 비교하여 유의적으로 낮은 glucoamylase 효소 활성을 나타냈다. 충청남도 예산의 두 지역에서 수집된 누룩은 전반적으로 전분의 액화력보다는 당화력이 상대적으로 우수한 것으로 나타났으며, 광주광역시에 수집된 누룩의 경우는 당화력보다는 액화력이 상대적으로 우수하였다. 강원 E 누룩은 \( 641.6 \pm 35.7 \mathrm{SP} \)로 가장 우수한 glucoamylase 효소 활성을 나타냈으며, 진주 B \( (615.1 \pm 13.1 \mathrm{SP}) \), 강원 C \( (586.5 \pm 4.7\mathrm{SP} \) 예산 A \( (586.5 \pm 19.7 \mathrm{SP}) \) 누룩의 순으로 나타났다. 강원B 누룩의 경우, \( \alpha \)-amylase와 glucoamylase 효소 활성이 모두 나타나지 않은 반면, 강원 C 누룩은 배양 온도만 차이 났음에도, 우수한 \( \alpha \)-amylase와 glucoamylase 효소 활성을 나타냈다. 따라서, 누룩을 배양하는 온도가 미생물군의 분포에 매우 큰 영향을 미친 것으로 추정된다. 또한, 기존의 연구보고에 따르면, 원료의 종류, 수분 첨가율, 배양 온도에 의해서 누룩의 전분 분해 효소활성이 변화하는 것을 확인하였으나, 두 가지 이상의 조건을 동시에 조절하여 누룩의 효소 활성을 조사한 연구는 여전히 미흡한 것으로 판단된다. 이상의 결과를 바탕으로 같은 지역에서도 누룩을 제조하는 원료, 시기 및 방법이 누룩의 전분 분해력에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 판단하였다.</p> <h2>곰팡이 균주 분리 및 동정</h2> <p>전분 분해력이 우수한 곰팡이 균주를 선발하기 위하여 전분 분해력이 우수한 강원 C 누룩으로 부터 98점의 곰팡이 균주를 분리하고 동정하였다. 동정결과 98점의 곰팡이 중에서 A. oryzae 균주는 26점, R. oryzae 균주는 18점으로 나타났으며, 이외에도 Mucor circinelloides, Syncephalastrum monosporum, Syncephalastrum racemosum, Aspergillus flavus, Aspergillus tereus 등의 균주가 동정되었다. Rhizopus속 곰팡이는 누룩으로부터 비교적 분리가 쉽고, 균주의 생육 속도 및 효소 생성도가 높으며, Aspegillus는 증자한 쌀에서 성장이 용이하며 강력한 전분 당화효소를 생산하는 것으로 알려져 있다[6]. 따라서 전분 대사와 관련된 효소의 활성이 보고된 A. oryzae와 R. oryzae 균주 44점을 선발하였다.</p>