The major active components of Astragalus membranaceus (AM) are isoflavones, which exist in the form of various glycosides. Nuruk is a traditional fermentation starter in Korea, and is suitable for the biotransformation of isoflavone glycosides because it contains various microorganisms and enzymes. This study was performed to determine changes in the isoflavones and antioxidant properties of AM fermented (AF) with nuruk over 24 hours. AF was sampled after 0, 2, 4, 6, 12, 18, and 24 h of fermentation, and calycosin 7-glucoside, ononin, calycosin, and formononetin content, and the antioxidant properties of AF were analyzed. The total phenolic content increased with fermentation time, and the ABTS radical scavenging activity increased until 6 h of fermentation and then decreased. During fermentation, the isoflavone glycosides decreased significantly as fermentation time increased. The contents of calycosin and formononetin, which are aglycons of calycosin-7-glucoside and ononin, increased from 100.54 μg/g to 276.84 μg/g and from 56.29 μg/g to 123.04 μg/g, respectively, at 18 h of fermentation. Significant correlations were observed between fermentation time, isoflavone content, and antioxidant properties. The results of this study showed that fermentation with nuruk is suitable for the biotransformation of isoflavones in AM.

누룩이 변하면 양조법은 대부분 변화한다. 누룩은 천연종의 미생물을 증식하기 때문에 제조법에 따라 미생물의 전체상뿐 아니라 그들 사이의 당화·발효력 그리고 산생성능의 조성이 변한다. 그래서 누룩의 긍정적인 변화는 다양한 양조법의 구현으로 나타나지만, 반대의 경우에는 제 한받기도 한다. 이런 관점에서 조선시대 누룩의 변화를 통해 양조법의 변화를 살펴보았다. 누룩은 늦어도 13세기에는 크게 만들어 바람이 잘 통하는 곳에 매달 거나 마루 위에서 띄웠는데(개방형 병국), 이는 이전의 온돌방에서 밀폐하여 띄운 누룩(밀폐형 누룩)에 비해 (내산성)당화력과 발효력이 증 가하여 사계절 술빚기가 가능해지고 다양한 주품이 만들어져서 화려한 가양주 문화를 꽃피우는 토대가 되었다. 17세기 이후 자본주의 맹아(가 내수공업)가 싹트면서 누룩은 점차 생산성을 위해 온돌방의 시렁에서 만들기 시작한다. 특히 금주령을 거치며 주도적인 제법으로 자리잡게 되고, 제한적인 온·습도 조절이 가능해지면서, 이전 보다 누룩 품질의 균일화와 질적 향상을 이룰 수도 있었지만 실제 누룩이 어떠했는지는 알 수 없다. 대신 효율적인 생산을 위해 누룩의 종류는 축소되고, 지역· 시기·제조자 등에 따라 질적 격차가 커져, 급수율을 높인 시장용(주막 등) 양조를 위해서는 누룩 사용량이 증가하고, 양조법은 갈수록 단순화 되었다. 누룩 제조는 사회·경제적 요인에 많은 영향을 받는다. 17세기 상품· 화폐경제의 확대과정(금주법 시대 포함)과 20세기 초 일제의 누룩과 양조법의 변화가 이를 반증한다. 그런 면에서 오늘날 전통주의 추락은 사회·경제적 요인에 의한 누룩의 후퇴가 근본적인 원인이다. 그러므로 누룩의 기초연구와 다양성 회복 그리고 질적 향상을 위한 제도적 장치 마련이 전통주 부활의 출발점이 되어야 한다.

메주와 누룩은 한국 전통 발효 식품에 사용되는 스타터로, Aspergillus속 곰팡이나 aflatoxin에 노출되기 쉽다. 본 연구에서는 우리나라에서 시판되는 57개의 메주 시료와 18개의 누룩 시료로부터 Aspergillus 속 곰팡이를 분리하고 동정하였다. 분리주의 aflatoxin 생성 가능성을 평가하기 위하여 multiplex PCR을 통해 aflatoxin 생합성 유전자 (aflO, aflP, aflR)를 확인하고, 이들 분리주에 의해 생성되는 aflatoxin 함량을 HPLC로 조사하였다. 뿐만 아니라 시판 메주와 누룩 시료 중 aflatoxin 함량을 분석하였다. 그 결과, 메주 시료로부터 130개, 누룩 시료로부터 47개 균주가 분리되어 총 177개의 분리주를 확인 및 동정하였다. 각 각 메주와 누룩으로부터 분리된 19.2% (25/130), 10.6% (5/ 47)의 분리주가 3 종류의 aflatoxin 생합성 유전자를 모두 보유하였으며, 그 중 메주로부터 분리된 5개의 분리주가 실제 로 aflatoxin을 생성하였다. 시판 메주와 누룩 시료 중 aflatoxin 함량을 분석한 결과, 88% (51/58)의 메주 시료의 aflatoxin 오염 수준은 모두 검출한계 미만으로 나타났고, 누룩 또한 시료의 39% (7/18)가 검출한계 미만으로 확인되었다. 메주와 누룩에서 분리된 분리주 중 aflatoxin 생합성 유전자를 모두 보유하거나 배지 상에서 aflatoxin 생성을 보여준 aflatoxigenic 균주는 존재하였으나 유통되고 있는 시료에서 aflatoxin 오염 빈도는 낮은 수준임을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 산업 현장에서 병행복발효 술덧 양조에 사용되는 입국과 개량누룩을 전분 당화용 발효제로 사용하고, 대한민국 강원도 삼척 지역에서 수집한 누룩에서 분리·동정한 W. anomalus SC-1을 사용하여 양조를 실시한 결과, 산업용 알코올 발효 효모 S. cerevisiae 대비 동등한 알코올 생성능을 보였고 유기산은 두 효모 모두 입국을 사용한 경우 citric acid, 개량누룩을 사용한 경우 lactic acid가 가장 많이 생성되었다. W. anomalus를 적용한 와인 및 중국 백주 제조를 위한 술덧의 품질 개선을 위한 다양한 연구 결과가 보고되고 있으므로 우리나라 고유의 전통주류 양조 기전의 규명과 주질 다양성 확보 및 이를 통한 차별화된 품질의 전통주 제조를 위하여 전통누룩 중 주요 알코올 발효 미생물로 분리되는 S. cerevisiae 외 야생효모의 알코올 발효 특성과 S. cerevisiae와의 상호작용에 대한 심화 연구의 필요성에 대한 단서를 제공할 수 있었다.

Aspergillus luchuensis 34-1 was inoculated into wheat pellets with different conditions of raw materials to produce nuruk. The degree of substrate reactivity improvement of steam treated raw materials compared with that of non-heat treated was analyzed. The water content of the pellet was adjusted to 25% and 35%, and steam treatment for 10 minutes improved the substrate reactivity at 2.1-fold and 3.1-fold, and sterilization was also possible. The characteristics of improvement pellet nuruk were investigated according to the degree of crushing and water content of raw materials according to the temperatures and humidities (23°C, 30°C and RH 60%, RH 80%). The pH of the pellet nuruk was higher depending on the temperature, humidity and moisture content of the koji were lower, and the pH of the flour-pellet nuruk was lower than that of 2 mm milling wheat-pellet nuruk according to milling degree. It can be seen that the milling degree affects the growth of mold. The acidity and amino acid were generally higher as fermentation time increased. Also, the higher the incubation temperature, humidity and moisture content, the higher the value. Glucoamylase activity was significantly the highest in moisture content 35% D2b nuruk, cultured at 30 °C and 80% RH for 38 hours. This is higher than the previous reports on glucoamylase of rice-koji or commercial nuruk using fungi isolated from traditional nuruk. From these study, it is expected that making of improvement pellet nuruk would save the fermentation time considerably compared with traditional nuruks.

This study was conducted to investigate the effects of different active gluten and rice Nuruk(Asp. oryzae, Asp. kawachii rice Nuruk) levels on the quality properties of steamed rice breads. Enzyme(amylase and acidic protease) activity of Asp. oryzae rice Nuruk is higher than Asp. kawachii rice Nuruk. Among the loaf volume of active gluten that were tested (10, 13, 15 and 17%) an active gluten loaf volume of 15% produced the best steamed rice bread. As a result of the loaf volume test steamed rice bread with rice Nuruk was decreased than steamed wheat bread. Regarding color, all treatments produced significant differences. The L value was decreased in steamed rice bread more than in steamed wheat bread, and a and b values were increased, respectively. Hardness, gumminess and chewiness of SRB-2, 3, 4 were lower than SWB-1 but springiness were higher. According to the sensory evaluation of steamed rice bread, color, flavor, and uniformity of pores were the highest in the steamed wheat bread, and the chewiness and texture were good in the steamed rice bread containing added active gluten and rice Nuruk. In this study, addition of rice Nuruk in steamed rice bread did not increase loaf volume, but had an advantage for overall desirability.

Fermentation characteristics of kwahaju (a typical Korean traditional alcoholic beverage) base were investigated during fermentation with different contents of nuruk (Korean-style bran koji) extract. The nuruk extract which was prepared by incubating the mixture of nuruk powder and water at 25℃ overnight and by filtering it was used to be 0.6%, 2.7%, 5% and 10% (v/v). Total and reducing sugar contents as well as acidity of the kwahaju base with 0.6% nuruk extract were higher than those with 2.7%, 5% and 10% at the fermentation end. Final pH values of all the base samples were ranged from 3.3 to 4.1. Alcohol concentrations of the base samples with 2.7%, 5% and 10% nuruk extract were higher than those with 0.6%. Microbial growth rate was great and inner temperature was high in the sample with high content of nuruk extract, but fermentation period was short. Total sugar consumption and alcohol production increased as the content of nuruk extract increased, but total acid production decreased. The base sample with 10% nuruk extract showed the most excellent fermentation efficiency. Fusel oil content of the base sample with 2.7% nuruk extract was the highest (457.3 ppm), and those wity 5% and 10% nuruk extract were 438.9 ppm and 442.6 ppm, respectively. The sample with 0.6% nuruk extract had the lowest content (409.5 ppm). Sensory evaluation of both the kwahaju base and kwahaju mix with 25% and 40% alcohol by adding soju (Korean distilled liquor) showed that the base with 2.7% nuruk extract had the highest score, and that the kwahaju mix with 25% alcohol had higher score than that with 40%. The sensory results on overall desirability were consistent to those on color and alcohol concentration, and it turned out that the two factors were important to make kwahaju.

Physicochemical and sensory characteristics of Korean traditional alcoholic beverages, such as Kwahaju, Sokokju, Baikhaju, Samhaeju and Hosanchun were investigated during fermentation with the difference of input step and treatment of rice and Nuruk (Korean-style bran koji). pH values in all treatments were similar to be ranged 3.1~3.2, but acidity of the treatment brewed without seed mash was 1.5~2 times higher than that of the treatment brewed with seed mash. The concentration of alcohol in all treatments increased as the concentration of the Nuruk increased. The alcohol concentrations of Samhaeju and Hosanchun ranging from 6.5% to 7.7% were higher than those of Kwahaju, Sokokju and Baikhaju ranging from 7.9% to 10.6%. Residual reducing sugar contents of Kwahaju, Sokokju and Baikhaju ranging from 4.6 g/L to 9.7 g/L were lower than those of Samhaeju and Hosanchun ranging from 14.2 g/L to 15.5 g/L. The consumed total sugar contents of Kwahaju, Sokokju and Baikhaju ranging from 125.4 g/L to 159.2 g/L were higher than those of Samhaeju and Hosanchun ranging from 111.2 g/L to 123.8 g/L, and the treatments brewed with seed mash showed more sugar consumption than the treatments brewed without seed mash. Sensory quality in the treatments brewed with seed mash was better than those of without seed mash. Concentration of Nuruk and preparation of seed mash from it were critical factors compared to input step and treatment of rice in Korean traditional alcoholic beverage brewing.

본 연구는 재래누룩에서 분리 동정한Aspergillus oryzae 83-10(AO)을 활용하여 원료조건에 따른 pellet형 누룩의 특성과 양조특성을 검토하였다. 실험 결과, 원료의 조건은 10분간 증자하여 살균․호화된 원료(S)가 pellet 누룩의 제조에 있어서 안정적이고, 높은 효소력의 생성에 더욱 적합한 것으로 나타났으며, 발효경과 32시간 때에 효소활성이 높고, 포자생성에 의한 포자 날림 등이 없어 작업성이 가장 우수하였다. 제조된 pellet 누룩 S-AO(32시간 배양)과 시판되고 있는 재래누룩 SH의 효소활성(dry base, unit/g)을 비교한 결과, glucoamylase 활성 S-AO(325.92) > SH(297.44), α-amylase 활성 S-AO(421.26) > SH(75.12) 및 acidic carboxypeptidase 활성 S-AO(3,803.8) > SH(278.6)으로 pellet 누룩이 재래누룩과 비교해 유의적으로 높은 수치를 나타내었으며, 누룩의 일반분석 결과에서는 SH 누룩이 pH, 총산, 아미노산도 모두 유의적으로 높은 수치를 나타내었다. 약주 양조특성 분석 결과 발효가 끝난 시점에 SH 술덧의 가용성고형물과 총산함량이 S-AO 술덧과 비교하여 유의하게 높게 나타났으며, S-AO 술덧은 아미노산 함량과 알코올 함량이 유의적으로 높게 나타났다. 알코올 함량 분석결과 S-AO 17.96%, SH 12.66%으로 큰 차이를 나타내어 발효 안정성과 수율에 있어서 S-AO 술덧이 높은 평가를 받았다. 발효경과 중 술덧의 효소활성은 누룩의 사용량을 쌀 사용량(g)×30 unit/g(glucoamylase)으로 효소활성 수치에 따라 달리 하였지만 그에 못 미치는 결과를 보였다. 술덧제조 직후 S-AO 26.69 unit/mL, SH 17.58 unit/mL으로 S-AO 시료는 비교적 근접한 수치를 나타내었지만 SH 시료는 상당량 부족한 모습을 보여 이러한 결과는 누룩의 품질 균일성에 의한 것으로 판단되어진다. 이러한 결과로 살균된 통밀을 pellet형 누룩으로 가공하여 국균을 배양하면 기존 재래식 누룩이나 입국에 비하여 품질을 떨어뜨리지 않으며, 제조효율도 상당히 높일 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

고문헌에 기술된 향온곡의 제조공정을 변형시켜 가수량을 달리하여 제조한 누룩의 발효기간에 따른 품질 특성을 분석하였다. 본 연구에서 제조한 가수량 20%, 26% 및 30% 누룩은 가수량에 상관없이 발효기간이 경과함에 따라 곰팡이 균사가 내부까지 침투하여 생육하였고, 중량 및 크기 또한 가수량에 따른 차이는 없었으나, 발효기간 동안 전체적으로 소폭 감소하였다. 누룩의 품온 변화는 가수량 26% 누룩에서 가장 높은 39.7℃의 품온을 나타내었고, pH는 가수량이 높은 누룩일수록 더 낮게 나타났다. α-Amylase 활성은 가수량 30% 누룩이 20% 누룩보다 약 1.5배 더 높았고, glucoamylase 활성은 가수량 20% 누룩이 발효 20일째 4,424.6 units/g으로, 26% 및 30% 누룩과 비교하여 유의적으로 높았다. Acidic protease 활성은 가수량 30% 누룩이 발효 20일에 1,800 units/g로 가수량 20%, 26% 누룩보다 높았다. 유리당은 가수량 30% 누룩이 20% 누룩보다 glucose, galactose 및 fructose 함량이 2.4, 1.97 및 1.5배 높았고, 유기산은 가수량 30% 누룩의 lactic acid가 약 2.2 mM로 가장 높았다. 유리 아미노산은 26% 및 30% 누룩에서 glutamate, glutamine, glycine, proline, serine threonine, 및 valine 등의 함량이 가수량 20% 누룩보다 높았다. 가수량 20% 누룩은 발효기간이 경과함에 따라 향기패턴이 왼쪽 상단에서 중앙으로 이동하였고, 26%와 30% 누룩은 오른쪽 상단에서 하단으로 이동하였다. 본 연구 결과를 종합적으로 분석해보면, 가수량 26% 이상으로 제조한 누룩의 품질이 우수한 것으로 생각되고, 향후 전통누룩의 상업화 과정에 기초자료로 활용될 것으로 사료된다.

Soju is a Korean traditional distilled alcoholic beverage produced from mashes various crops and Nuruk which is cultured with wild microorganisms. This study was conducted to investigate rice-Soju brewing characteristics of yeasts isolated from Korean traditional Nuruk. The general components of rice (Hanarumbyeo) raw materials were 14.7 g of water, 6.8 g of crude protein, 0.9 g of crude lipid, 0.4 g of crude ash, and 76.5 g of carbohydrate in 100 g. Saccharifying and proteolytic activities in Hanarumbyeo ipguk (solid-state culture of Aspergillus luchuensis) were also determined. The alcohol content of the fermented wash from isolates was 15.37-16.58% (v/v), which is 16.7-36.0% higher than that of industrial yeasts (12.33-13.19%). Reducing sugar contents were 2.04-3.92 and 7.92-8.78 g/100 mL in the isolates and industrial yeasts, respectively. The isolated yeasts showed 25.2-52.7% higher yield of distillates (41% alcohol) compared to industrial yeasts. Forty-one components were detected in the rice distillated Soju (25% alcohol) and principal component analysis revealed differences between the isolated and industrial yeasts with respect to the contents of i-BuOH, isobutanal diethyl acetal, ethyl caprate, and tetradecanoic acid.

본 연구에서는 기능성이 밝혀져 있는 여주 분말을 첨가 하여 쌀누룩을 제조하고 이 누룩을 이용하여 막걸리를 제조 하였다. 여주 분말-쌀누룩(BMP-RN)은 BMP를 0, 0.5, 1.0 및 2.0%로 쌀에 첨가하여 제조하였고, 막걸리 발효가 진행 되는 동안 발효 특성, 미생물 특성 및 항산화 특성을 확인하 였다. 막걸리 발효 중 pH는 담금 직후(발효 0일째) 각각 4.52(0% BMP-RN), 4.93(0.5%), 4.80(1.0%) 및 4.88(2.0%)에 서 발효 7일째 4.15, 4.30, 4.57 및 4.77로 감소하였고, 이에 상응하여 총산은 0.60~0.78%에서 1.18-1.42%로 증가하였 다. 가용성 고형분은 발효 초기(0일째) 2.2~4.4 oBrix에서 발효 종기(7일째)8.6~9.3 oBrix로 증가하였고 알코올 함량 은 발효 종기 13.0%로 증가하였다. 한편, 수용성 phenolics 함량은 발효 0일째 각각 0.92~1.41 mg/mL에서 발효 종기(7 일째) 1.85~2.48 mg/mL로 증가하였고 이에 상응하여 DPPH 와 ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP 환원력은 각각 발효 0일째 46.95~70.04%, 55.33~74.13% 및 0.629~1.243에서 발 효 7일째 54.98~83.4%, 70.34~92.39% 및 0.964~1.455로 증 가하였다. 여주 분말 첨가 막걸리가 여주 분말 무첨가 막걸 리(일반 막걸리)보다 수용성 phenolics 및 항산화 활성이 높았다. 이 결과로 여주-쌀누룩을 이용하여 기능성 막걸리 제조가 가능할 수 있을 것으로 판단되었다.

The microbial composition in Nuruk, a Korean cereal fermentation starter, is a critical factor for the quality and organoleptic properties of traditional alcoholic beverages. This study was aimed at monitoring the compositional change and enzyme activity of culturable lactic acid bacteria (LAB) in two types of Nuruk fermented at different temperatures. All culturable LAB were isolated at various time points (0, 3, 6, 10, 20, and 30 days) and identified by 16S rRNA sequencing. In traditional Nuruk type A (TN-A), which was fermented at 36℃, the population of total culturable LAB during the fermentation period was between 104 and 105 log CFU/mL. On the other hand, the LAB population in traditional Nuruk type B (TN-B) fermented at 45℃ (primary fermentation for 10 days) and 35℃ (secondary fermentation for 20 days) was 102 log CFU/mL; however, these bacteria could not be detected after 6 days. Major LAB strains were identified in both Nuruk types: (1) from the MRS-culture of TN-A, Pediococcus pentosaceus at 3-30 days; (2) from MRS-culture of TN-B, P. pentosaceus at 3 days and Enterococcus hirae at 6 days. The protease activities of the dominant LAB isolated from the TN-A and TN-B cultures were within the ranges of 0.64~1.03 mg/mL and 0.74~0.81 mg/mL (tyrosine content), respectively, whereas the α-amylase activities were 0.75~0.98 mg/mL and 0.78~0.79 mg/mL (amylose content), respectively.