<h1>결과 및 고찰</h1><h2>초산 발효를 위한 사용 균주의 선별</h2><p>초산 발효를 행하기 이전에 적절한 알코올을 획득하기 위해 양파를 이용하여 알코올 발효를 수행하였고, 그 결과는 김 등이 이미 보고를 하였다. 알코올 발효를 바탕으로 하여 생성된 알코올을 이용하여 초산 발효를 수행하기 위해 초산균을 선별하였다.</p><p>초산균을 선별하기 위해, 시판중인 감 식초, 사과 식초 그리고 완숙기에 들어선 김치액을 각각 초산균 분리용 액체 배지에 넣어 \( 30^{\circ} \mathrm{C}, 200 \mathrm{rpm}\), 72시간 동안 전배양과 본배양을 거친 배양액을 초산균 분리용 한천 배지에 3 분 도말하여 clear zone을 형성하면서 나타난 단일 colony 17개를 1차로 분리하고 각각 APJ-1 \(\sim\) APJ-17로 명명하였다. 1차로 분리한 단일 colony들을 다시 액체 배지에 넣어 \( 30^{\circ} \mathrm{C}, 200 \mathrm{rpm} \)에서 72시간 동안 진탕 배양하였다. 이 배양액을 초산균 분리용 한천 배지에 paper disc법을 이용하여 clear zone을 형성하는 크기를 비교하여 초산발효능이 뛰어난 균주 5개를 선별하였다. 이렇게 선별된 균주를 다시 초산균 분리용 액체 배지에 접종하여 \( 30^{\circ} \mathrm{C}, 200 \mathrm{rpm}\), 10일 동안 배양하면서 생성된 산도를 \( 0.1 \mathrm{N} \mathrm{NaOH} \)를 이용하여 중화 적정하였다. 그 결과 APJ-3에서 가장 높은 산도를 나타내었다. 5개의 균주를 양파즙 배지 100\( \mathrm{ml} \)에 \( 110^{\circ} \mathrm{C}\), 10분간 멸균하여 \( 5 \% \)의 알코올을 넣고 \( 10 \% \)의 배양액을 접종하여 \( 30^{\circ} \mathrm{C}, 200 \mathrm{rpm}\), 10일 동안 배양하면서 균 생육도와 산도를 측정하였다. 그 결과 APJ-3에서 가장 높은 생육도를 보였고, 가장 높은 산도를 나타내어 APJ-3을 실험 균주로 선택하여 다음 실험에 사용하였다.</p><h2>식초 생성 최적 조건 검토</h2><h3>Ethanol에 의한 영향</h3><p>사용 균주의 초산 생성 최적 ethanol 함량을 조사하기 위하여 멸균된 양파즙 배지 \( 10 \mathrm{ml} \)을 test tube에 넣고, 전술한 방법으로 종초를 만들어 \( 10 \% \) 농도로 접종하여 ethanol를 각각 2, 4, 6, 8 \(\% \)씩 첨가하여 9일 동안 \( 200 \mathrm{rpm} \)에서 진탕 배양하여, 전술한 분석 방법에 따라 \( \mathrm{pH} \), 초산의 변화를 측정하였다. 그 결과\( \mathrm{pH} \)는 \( 4 \% \) ethanol 첨가일 때 가장 낮았으며, 산도는 3-5일에서 \( 2 \% \)에서 높게 나타났지만, 시간이 경과함에 따라 \( 4 \% \)가 높게 유지되는 것을 알 수 있었다. 그리고 초기 알코올 농도가 \( 8 \% \) 일 때는 초산 발효 속도가 지연되는 경향을 보이는 데, 이는 초기 알코올 농도가 너무 높으면 초산생성이 저해됨을 알 수 있다. 이는 김 등의 매실 식초 제조, 김 등의 보리 식초 제조, 양 등의 클로버 꽃 식초 제조시 알코올 농도가 각각 \( 4 \sim 6 \%, 6 \% \) 및 \( 4.5 \% \)라고 한 것과 같은 결과를 보였다.</p><h3>온도에 의한 영향</h3><p>사용 균주의 초산 생산 최적 온도를 조사하기 위하여 멸균된 양파즙 배지 \( 10 \mathrm{ml} \)을 test tube에 넣고, 전술한 방법으로 종초를 만들어 \( 10 \% \) 농도로 접종하여 \( 25,30,37^{\circ} \mathrm{C} \)에서 각각 9일 동안 \( 200 \mathrm{rpm} \)으로 진탕 배양하여 전술한 분석 방법에 따라 \( \mathrm{pH} \), 초산의 변화를 측정하였다. 그 결과 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)의 온도에서 가장 높은 산도를 보였으며, \( 37^{\circ} \mathrm{C} \)에서는 \( 25^{\circ} \mathrm{C} \)보다 낮은 초산 생성능을 보였다. 따라서 발효 최적 온도는\( 30^{\circ} \mathrm{C} \)임을 알 수 있었다. Muraoka 등과 Hekmat와 Vortmeyer는 초산 발효시 배양액의 온도가 낮으면 균주 성장이 억제되고, 높으면 균주의 성장을 활발하나 초산 생성능이 떨어짐과 동시에 오염 현상이 있음을 보고한 바 있다.</p><h3>교반에 의한 영향</h3><p>공시균의 초산 생성에 필요한 산소 요구성을 파악하기 위하여 종초를 양파즙 배지의 \( 10 \% \) 농도로 접종하여 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)의 온도에서 \( 150,200,250 \mathrm{rpm} \)으로 각각 달리하여 9일 동안 배양하였다. 그 결과 \( 150 \mathrm{rpm} \)에서 \( \mathrm{pH} \)가 높았으며, 산도는 낮은 결과를 보였다. 반면 \( 200 \mathrm{rpm} \)에서 낮은 \( \mathrm{pH} \)를 보이고, 산도는 높은 결과를 보였으며, \( 250 \mathrm{rpm} \)에서는 \( 200 \mathrm{rpm} \)과 \( \mathrm{pH} \)와 산도에서 큰 차이를 보이지 않았다. 결과적으로 200\( \mathrm{rpm} \)에서의 배양이 경제적으로 봤을 때 초산 발효 때 최적 \( \mathrm{rpm} \)임을 알 수 있었다.</p><p>통기량에 대한 효과를 알아보기 위하여 배양 용기를 각각 달리하여 초산 생성의 변화를 관찰하였다. 즉, \( \Phi 20 \mathrm{~mm} \) test tube와 \( 50 \mathrm{ml} \) 삼각 flask에 각각 \( 10 \mathrm{ml} \)의 전처리된 양파즙을 넣고 \( 10 \% \)의 종초를 접종하여 \( 30^{\circ} \mathrm{C}, 200 \mathrm{rpm} \)에서 9일 동안 배양하였다. \( 50 \mathrm{ml} \) 삼각 flask를 사용한 결과 선행실험에서 3도를 넘기기 힘들었던 양파식초의 산도가 4 도 이상으로 높아진 결과를 보였다. 그러므로 초산의 생성량을 증가시키기 위해서는 산소의 적절한 공급이 필수적인 것으로 판단된다.</p><h2>2단계 발효를 통한 식초의 최적 생성 조건 검토</h2><p>연속된 2단계 발효를 통해서 식초를 생성하기 위한 알코올 발효는 믹서기로 파쇄한 양파를 \( 100^{\circ} \mathrm{C}\), 30분간 열처리하여 양파의 고유한 냄새를 없애고 sucrose로 초기 당도가 \( 16^{\circ} \mathrm{brix} \)가 되도록 보당하여 초산 발효를 위한 알코올 발효에 가장 효과적인 기질을 만들었다. 양파즙에 접종하는 주모의 양은 경제적으로 많은 알코올의 생성능을 보인 \( 5 \% \)를 접종하여 알코올 발효가 가장 잘 일어나는 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)의 배양 온도에서 4일간 정치 배양하였다. \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 배양하였을 때 초산 발효에 적절한 알코올 함량인 \( 5 \% \)대에 도달하여 일정하게 유지되었다.</p><p>알코올 발효가 끝난 양파주를 \( 8,000 \mathrm{rpm}\), 10분간 원심분리하여 상등액만을 취하여 \( 40 \mu \mathrm{m} \) filter에 통과시켜 찌꺼기를 완전히 제거하여 초산발효의 기질로 이용하였다. 처리된 양파주를 공기와의 접촉이 용이한 \( 500 \mathrm{ml} \) 삼각 flask에 \( 100 \mathrm{ml} \)을 넣고 준비되어진 종초를 양파주 부피 대비 \( 10 \% \)를 접종하여, 초산 발효시 필요한 초기 알코올 농도 5\(\%\)와, 초기 산도 \( 2 \% \)로 맞출 수 있었다. 이것을 \( 30^{\circ} \mathrm{C}, 200 \mathrm{rpm} \)에서 진탕 배양하면서 초산의 농도와 알코올 함량의 변화를 살펴본 결과, 최종 산도는 \( 5.2 \% \), 잔류 알코올 함량은 \( 1 \% \) 미만으로 우리 나라의 산업자원부 기술표준원에서 정한 과실 식초의 조건을 만족하는 양파 식초를 제조하는 것이 가능하였다.</p><table border><caption>Table 1. Production of onionic vinegar by each conditions</caption><tbody><tr><td>Cultural condition</td><td>Total acidity (\(\%\))</td></tr><tr><td colspan="2">Alcohol concentration</td></tr><tr><td>2\(\%\)</td><td>1.68</td></tr><tr><td>4\(\%\)</td><td>2.28</td></tr><tr><td>6\(\%\)</td><td>2.02</td></tr><tr><td>8\(\%\)</td><td>1.24</td></tr><tr><td colspan="2">Temperature</td></tr><tr><td>25\({}^{\circ}\mathrm{C}\)</td><td>2.04</td></tr><tr><td>30\({}^{\circ}\mathrm{C}\)</td><td>2.21</td></tr><tr><td>37\({}^{\circ}\mathrm{C}\)</td><td>1.65</td></tr><tr><td colspan="2">Agitation</td></tr><tr><td>150\(\mathrm{rpm}\)</td><td>1.61</td></tr><tr><td>200\(\mathrm{rpm}\)</td><td>2.16</td></tr><tr><td>250\(\mathrm{rpm}\)</td><td>2.14</td></tr><tr><td colspan="2">Air-contact surface area</td></tr><tr><td>\( \Phi \) \( 20 \mathrm{~mm} \) test tube</td><td>2.16</td></tr><tr><td>\( 50 \mathrm{ml}\) \(\triangle \) flask</td><td>3.96</td></tr></tbody></table>
5개의 균주의 균 생육도와 산도를 측정하기 위한 배양 과정은 어떻게 돼?
5개의 균주를 양파즙 배지 100\( \mathrm{ml} \)에 \( 110^{\circ} \mathrm{C}\), 10분간 멸균하여 \( 5 \% \)의 알코올을 넣고 \( 10 \% \)의 배양액을 접종하여 \( 30^{\circ} \mathrm{C}, 200 \mathrm{rpm}\), 10일 동안 배양