[식품미생물학B]포도당을 이용하여 식품제조와 관련있는 유효물질들을 미생물이 어떻게 발효 생산하는지 설명

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[식품미생물학B]포도당을 이용하여 식품제조와 관련있는 유효물질들을 미생물이 어떻게 발효 생산하는지 설명에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 발효와 미생물 대사
1. 숙성
2. 발효
1) 메커니즘
2) 반응
3) 종류
4) 부패와 발효의 차이
5) 이용
3. 포도당을 이용한 미생물 대사와 에너지

Ⅲ. 포도당을 이용하여 식품제조와 관련 있는 유효물질들을 미생물이 어떻게 발효 생산하는지 설명
1. 유기산발효 [organic acid fermentation]
1) 젖산
2) 구연산
3) 푸마르산
4) 사과산
5) 글루콘산
6) 기타의 유기산
2. 아미노산발효 [amino acid fermentation]
1) Glutamate 계열의 아미노산
2) Aspartate 계열의 아미노산
3) Aromatic 계열의 아미노산
4) 기타의 아미노산
3. 알코올 발효(Process of alcoholic fermentation)

Ⅳ. 결 론

[참고 자료]

본문내용

DAP- : DAP 합성 불가능 변이주--Lys 합성 불가로 조절해제, ASA 분해방지.
(aspartic-β-semialdehyde로부터의 L-Lys 합성 중간 산물.
-세균, 고등식물, 일부의 조균류, 유글레나제외 조류)
* AAA(α-amino adipate): 고등균류, 일부의 조균류, 유글레나조류.
다)Met- : homoserine으로부터 Met 합성 불가 -Met 조절해제, Homoserine 분해방지.
라)Ile- : Thr로부터 Ile 합성 불가 -Thr 분해방지.
2) 전구체 첨가법: L-homoserine으로부터 생산 -Thr에 의한 조절 무관.
Bacillus subtilis의 Ile- 변이주: Thr의 분해 억제.
(3) Ile 발효 : -CH(CH3)-CH2-CH3 --대사의 bypass 및 전구체 첨가법.
. 대사의 bypass: Serratia marcescens.
* Thr: L-Thr deaminase 조절, D-Thr deaminase 조절 불가 -기질 D-Thr 사용 발효
. 전구체 첨가법: Corynebacterium amagasaki.
-기질로서 α-amino butyrate(CH3-CH2-CH(NH2)-COOH)사용-반응산물 Thr과 동일
(4) 효소법에 의한 Asp의 생산
Asp.: 미생물 경우 생산량 미량--E. coli aspartase고정하여 fumarate를 amination.
3) Aromatic 계열의 아미노산
구조유사, 생합성 경로 공통, 조절기구 매우 복잡-- 발효법 생산 곤란-- 효소적 생산
(1) Trp의 생산 : Lys 다음으로 곡류에 결핍되기 쉬운 필수 아미노산
. 효소적 합성 : Providencia rettgeri(이전 Proteus rettgeri)의 tryptophanase
. 발효법: C. glutamicum의 Phe-, Tyr-, 5-FTr (5-fluorotryptophane 내성 변이주)
. Tyr의 효소적 생산.
(2) Phe 발효: C. glutamicum
4. DOPA(3,4-dihydroxy phenylalanine) : Parkinson씨 병 치료(P's syndrome, disease)
4) 기타의 아미노산
(1) Histidine(His 하나뿐): hemoglobin에 많이 함유
- 빈혈치료제, Arg와 함께 소아의 필수 아미노산.
- C. glutamicum의 analog 내성 변이주 (2-TAr, 1,2,4-TAr 이용하여 생산)
(2-TA: 2-thiazole alanine, 1,2,4-TA: 1,2,4-triazole alanine)
(2) Pyruvate 계열 : 산업적으로 중요한 것 없음.
(3) Serine 계열 : 생산 거의 무.
3. 알코올 발효(Process of alcoholic fermentation)
포도당이 효모에 의해 분해되는 과정에서 알코올을 생성하는 과정을 말한다.
일반적으로 당분의 90%는 알코올 생성에 이용되며 나머지 10%는 고급알코올, 아세트알데히드, 유기산등 부산물 생성에 이용된다.
효모가 분해할 수 있는 당분은 포도당(glucose), 과당(fructose), 만노오스(mannose), 갈락토오스(galactose), 설탕(sucrose), 맥아당(maltose) 등 단당류나 이당류들이며 당이 분해되는 과정에서 효모에 의해 알코올 뿐 아니라 이산화탄소, 글리세린, 아세트알데히드, 초산, 피루브산등 다양한 대사산물이 생기게 된다.
포도나 포도주스에 미생물에 의한 포도당 발효가 일어나면, Must는 혼탁해지고 발열되면서 거품이 일고 끓는다. 이렇게 발효해서 단맛을 잃고 술이 된다.
이런 물질들이 맛을 결정하는 중요한 성분이 되는데 글리세린은 부드러운 맛을, 아세트알데히드는 산화치를 이산화탄소는 상큼한 맛을 포도주에 부여한다.
라부아지에(Lavoisier)는 W루삭(Gay-Lussac)은 이를 화학식으로 표현하였으며, 파스퇴르는 게이 루삭의 식에서 당분의 90 %만 알코올이 되고 나머지는 각종 부산물이 된다고 하였으며, 발효는 이스트가 혐기적인 상태에서 일어나는 것이라고 하였다.
Ⅳ. 결 론
발효는 미생물이 유기물을 분해하여 알코올이나 유기산과 같은 사람에게 유용한 물질을 만드는 현상을 말한다.
무산소호흡 또는 혐기성호흡이라고도 한다.
생물이 활동에 필요한 에너지를 산소 이외의 물질을 산화제로 하여 얻는 호흡으로서 산화제로 된 물질은 환원된다.
호흡기질의 탈수소반응의 수소수용체가 산소 이외의 것인 점이 산소호흡과 다르다. 무기호흡으로 생기는 에너지 효율은 산소호흡에 비해 낮다.
이것은 기질의 분해산물이 화학적으로 높은 위치에너지를 가지고 있기 때문이다. 예를 들면, 1분자의 포도당이 산소호흡으로 이산화탄소와 물로 완전 산화되면 38분자의 ATP가 생성되나, 같은 1분자의 포도당이 알코올발효로 에탄올과 이산화탄소로 분해되는 과정에서는 2분자의 ATP만 생성된다.(백과사전)
원시 바다에서는 산소가 없었으므로 산소 없이 유기물을 분해하여 살아가는 박테리아 들이 번성하였다. 이들은 간단한 1개의 세포로 이루어진 생명체 이므로 많은 에너지를 만들어낼 필요가 없었다.
그러므로 간단하며 단순한 무기호흡의 에너지 전환과정을 이용하여 무수히 번식하였다. 그들이 대양을 가득 채워가면서 지구의 대기 환경을 산소가 풍부한 지금의 환경으로 바꾸어 놓았다. 우리가 지금도 사용하고 있는 술 빚는 작용이 효모라는 작은 생명체의 생명활동의 결과로 얻어지는 것이라는 것을 안다면 우리는 우리를 둘러싼 모든 생명체들과 서로 도와 가면서 공생하는 태로도 살아가야 할 것이다.
식초를 만드는 아세트산균을 산소를 필요로 하는 세균으로 좀 더 나중에 더 쉽게 에너지를 만드는 방법을 획득한 박테리아라 볼 수 있다.
이러한 원리로 식품제조와 관련 있는 유효물질들을 미생물이 발효를 통해 생성하는 것이다.
[참고 자료]
이진희, 식품미생물학, 한국방송통신대학교, 2007
유주현, 발효공학, 효일, 2008
홍태희, 현대 발효식품학, 지구문화사, 2004
김동신, 식품발효 미생물학, 유한문화사, 1988
John E. Smith, 오계헌 역, 생명공학, 월드사이언스, 2010

키워드

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