9. Starter
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9. Starter 미생물. 1. Starter 정의 def : 발효유제품에 사용하는 미생물 배양액 - 유제품의 특성 품질 결정 - 세균 , 곰팡이 , 효모 -> 주로 유산균 - 단독 or 혼합사용 - 종류 : -> seed culture : mother starter 를 제조하기 위한 종균배양액 -> mother starter : bulk starter 를 제조하기 위한 배양액 -> bulk starter : 제품제조를 목적으로 직접 사용하는 starter.

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9. Starter 미생물

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Presentation Transcript


9 starter

9. Starter 미생물

  • 1. Starter 정의

  • def : 발효유제품에 사용하는 미생물 배양액

  • - 유제품의 특성 품질 결정

  • - 세균, 곰팡이, 효모 -> 주로 유산균

  • - 단독 or 혼합사용

  • - 종류 : -> seed culture : mother starter를 제조하기 위한 종균배양액

  • -> mother starter : bulk starter를 제조하기 위한 배양액

  • -> bulk starter : 제품제조를 목적으로 직접 사용하는 starter


9 starter

  • 2. Starter 사용목적과 기능

  • 1) 목적 : 우유성분의 미생물에 의한 변화 -> 맛, 조직, 풍미생성, 영양성

  • 단백질

  • 탄수화물 품질개선 및 제품개발

  • 지방

  • 2) starter에 의한 유성분의 대사와 기능

  • (1) Lactate fermentation

  • 유당 유산 pH 저하 잡균증식 억제

  • 산응고 curd 형성

  • 산미생성 풍미생성

  • (2) 풍미생성

  • - 미생물에 의한 citrate(구연산)발효

  • Citrate diacetyl

  • acetoin

  • 2,3-butyleneglycol

  • 미량의 휘발성산, 알코올, aldehyde

  • - Leuconostoc, Lactococcus, Lactobacillus

  • - Leuc. cremoris

  • -> glucose -> pyruvate -> diacetyl

  • -> Mn+2에 의해 생육촉진 -> 우유중 Mn 함량 계절별 변화 -> 계절에 따른 품질변화

starter

풍미생성에 중요

9. Starter 미생물


9 starter

  • (3) 단백질분해

  • - 치즈숙성에서 중요

  • casein peptide 풍미생성

  • amino acid

  • - 산생성력이 강하면 -> 단백분해력 강함

  • - Enterococcus faeculis var. liquefaciens

  • “ faecium

  • (4) 지방분해

  • - 곰팡이치즈 제조에 이용

  • - 단백질분해를 겸한 숙성목적

  • - Penicillium roqueforti (fungi)

  • - Candida lipolytica (yeast) -> 지방분해용 starter

  • - 유산균 중 Lac. lactis, L. casei가 지방분해능 가짐 -> 체다치즈 숙성에 이용

  • - 유산발효, 단백질분해와 겸하여 사용 -> 혼합 starter

  • (5) Propionate fermt

  • - 스위스치즈

  • glu lactate propionate, acetate 치즈풍미

  • CO2, H2O cheese eye

  • - 유산균 starter 와 혼합사용 or 숙성실 중의 산재 낙하세균 이용

starter

강한 단백분해력

프로피온산

발효균

유산균

9. Starter 미생물


9 starter

  • (6) 알콜발효

  • - kefir (알콜발효유)

  • 유당 alcohol

  • - 유산균과 혼합사용

  • -> 유산균 : 배지의 pH 낮춤 -> 잡균오염방지 -> 효모발육시작

  • (7) 항균물질 생산

  • - 대부분의 유산균 -> 생육 중 생육저해물질 생성 (bacteriocin)

  • - Lac. lactis -> nisin

  • - Lac. cremoris -> diplococcin

  • - L. acidophilus -> acidophilin

  • - L. bulgaricus -> bulgarican

  • (8) 공생 & 길항

  • - 혼합 starter 의 경우 -> 각 균의 특징을 이용 -> 균의 생육 촉진, 제품품질 향상에 이용

  • ex 1) 산 생성 느린 starter -> 다른 균종과의 혼합배양으로 균활력 촉진

  • Lac. lactis vs Lac. cremoris

  • ex 2) 버터 제조시

  • Lac. lactis유산발효 pH 저하or folic acid생성

  • Leuconostoc citrovorum풍미생성

효모 starter

잡균증식억제를 위해 치즈 starter에 이용

Growth factor

9. Starter 미생물


9 starter

  • ex 3) Swiss cheese

  • 유산균 유산 생성

  • +

  • 프로피온산균

  • 프로피온산 생성 풍미, 품질 향상

  • ex 4) 산화발효성 효모

  • 유산균 유산 생성

  • 제품숙성 촉진

  • + pH 저하

  • 발육촉진 유산균 생존, 발육 지속

  • 산화발효성 효모

  • CO2 + H2O 유산 감소

  • - Swiss 치즈의 경우 Geotricum candidum 이나 Candida krusei를 유산균과 혼합하여 사용

유산균 손상 감소

유산 축적 억제

9. Starter 미생물


9 starter

9. Starter 미생물

  • 3. Starter의 종류와 사용균주

  • 1) Starter 종류

  • - 제품별 -> 치즈 starter, 버터 starter, 발효유 starter

  • - 성상별 -> 액상, 분말(저온건조, 동결건조), 동결

  • - 사용방법 -> 단독, 혼합

  • 2) 스타터용 미생물과 사용제품 (표6-1, 6-2 참조)

  • 4. Starter 조제와 보존

  • 1) starter 조제의 필수조건

  • (1) 배지선택

  • - 목적제품의 원료와 같은 것 혹은 유사품 이용

  • - 치즈, 요구르트 : 전유, 탈지유, 환원탈지유 <- 신선한 양질의 우유에서 만든 것

  • - 탈지유, 환원탈지유 가장 많이 사용

  • - 유고형분 높으면 -> 커드형성 양호, 산생성 균수 증대

  • (2) 배지의 전처리

  • - 살균 -> 유산균 발육 억제물질 파괴, 잡균사멸

  • - mother starter -> autoclave (121℃, 20 분)

  • - bulk starter -> 90℃ - 60 분, 100℃ - 30~60 분

  • - 고압멸균 -> 가열취, 갈색화 유발


9 starter

(3) 균주선정

- 사용목적 고려

- 주요고려 사항 : 최적온도, 내열성, 점질화 여부, 산생성력

(4) 접종량

- 결정요인 -> 배지 총량, 균의 종류와 활성, 배양시간, 온도

- 유산균 starter : 탈지유의 0.5 ~ 1%

- starter 활성 낮은 경우

- 배양온도 낮은 경우 접종량 늘임

- 신속한 조제 필요시

- 접종량 높으면 -> bulk starter의 경우 diacetyl

acetoin

유산 -> 변함없음

- 곰팡이 starter -> 배양온도, 습도에 따라 변화

(5) 배양시간, 온도

- 미생물 활성, 산생성력, 풍미 생성, 커드형성에 영향

- 치즈, 버터 : 20 ~ 30℃

- 요구르트 : 35 ~ 38℃

- 배양시간 결정요인 : 배양온도, 접종량

- 일반기업체 : 1% 접종 시 25℃, 14 ~ 16시간 배양 (유산균의 경우)

생산 증가

9. Starter 미생물


9 starter

(6) 배양 후 냉각 보존

- 신속 냉각이 중요

- 냉각속도 : starter 양에 좌우

- 유산균 : 적정산도 0.7%에서 배양 중지 적당

- 곰팡이 starter : 배양 후 30℃에서 건조 분말화하여 무균용기에서 보관

2) Starter 조제

(1) 유산균 액상 starter

A. seed culture (stock culture) 제조

탈지분유 10 – 20% 환원용액(시험관)

100℃-30분, 3일간 간헐멸균 균주배양 5℃ 냉장보관

- CaCO3, 0.5 ~ 1% 첨가 -> 균생존율 향상(5개월)

- Glycerin 20% 첨가 -> -15℃, 6개월 보존

- 보존균주 : 3개월이내 계대 -> 활성화 후 재 보존

9. Starter 미생물


9 starter

B. Mother starter 제조

- 배지 : 탈지유, 환원탈지유

- 멸균 : autoclave or 100℃, 30 분 3일간 간헐멸균

- 보존균주 활성화 -> 매 3일마다 계대 배양

- 제조과정 : seed culture 1% 접종 -> 12 ~ 24시간 배양

-> 응고 -> 2-3회 반복(활성화) -> 5℃ 보관

- 혼합스타터 : 균주별로 스타터 제조

-> 버터의 경우 처음부터 혼합사용

- 분말스타터 사용 시

-> 멸균유로 희석 혹은 직접 탈지유에 첨가하여 배양

-> 3회 이상 계대배양하여 활성화시킨 후 사용

C. Bulk starter

- 배지제조 : 90℃, 30~60 분 살균 -> 25℃ 냉각

- mother starter 접종량 : 1% (커드 균일하게 분쇄하여 사용)

- 배양 : 20 ~ 25℃

35 ~ 40℃(고온성 균주)

D. Main culture

12 ~ 16 시간 배양 후 냉장 보관

9. Starter 미생물


9 starter

9. Starter 미생물

(2) 유산균 분말 starter

- 생균 수 함량이 중요

A. 분무건조

- MSG(mono sodium glutamate),

ascorbic acid 사용

- 21℃, 6개월간 활성 유지

B. 동결건조(lyophilization, freeze drying)

- 높은 생잔균수

- 재생 시 lag phase 길어짐

-> mother starter 용으로 사용

- 생잔율 향상방안

-> YE, 단백질 가수분해물 첨가

-> 시작균수 증가(1010이상)

-> 생장곡선고려 적정시간에서 회수

-> 배지 pH 5-6 유지

-> 수분함량 : 3% 이하 유지


9 starter

9. Starter 미생물

(3) 유산균 동결 starter

- -20℃ ~ -40℃ 로 일반동결 -> 수개월 보존

- -80℃ deep freezer 보관

- 액체질소 이용(-196℃)

- 접종 후 배양 없이 동결

- 5% sucrose, cream, 0.9% NaCl, 1% gelatin, glycerol 첨가 –> 생존율 향상

- 사용 : 접종 후 curd 형성 확인되면 계대

(4) 곰팡이 스타터

A. 특성

- Penicillium roquefortii

- 푸른 곰팡이 치즈제조

- extracellular protease, lipase 분비 -> 치즈 숙성

- FFA 산화 -> methyl ketone 생성 -> 치즈 풍미

B. 조제

- 밀가루 빵, 보리가루 빵 (8-10mm, 수분함량 40%) autoclave

곰팡이 살포 (멸균수 희석액 사용)

21 ~ 25℃, 8 ~ 12 시간 배양 -> 포자 형성

30℃, 10일 배양 -> 포자착생

동결건조, 실온진공건조 -> 분쇄 -> 냉장보관


9 starter

9. Starter 미생물

5. Starter 품질

1) 품질요건

- curd 외관 -> hard & smooth, 탄력성, 균일조직

- 풍미, 산미취

- curd 분쇄 시 -> 균일외관, 점성, 덩어리 형성 않음

- 적정 우유응고시간

- 활성유지

2) 품질판정

(1) 관능검사 : 외관, 조직, 색, 유청분리, 미각검사(산미, 풍미)

(2) 화학적 검사

- 적정산도 : 0.8 ~ 1% 적당

- 휘발산 정량

- diacetyl, acetoin 측정 -> starter 용기 상부의 휘발성분 gas chromatography 로 분석

(3) 세균학적 시험 : 총균수, 생균수 측정, 선택배지 이용 특정균종 검사

(4) starter 활성시험

- 산생성검사 -> 산도 측정

- 색소환원검사 -> Resazurin 환원시험 (산도변화에 따라: 청색 -> 보라 -> 적색 -> 회색)

(5) 항생물질 검사

- TTC 환원법 (무색 -> 적색)

(6) Phage 검출

- 전자현미경

- 한천배지의 용균반 형성(plaque)


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