| 초록 |
연구개요 메주 발효에는 다양한 곰팡이가 관여하는 것으로 알려져 있으나 현재까지의 연구는 Aspergillus 속 곰팡이에 관한 연구가 주이고, 다른 곰팡이 특히 Penicillium 속 곰팡이의 메주 발효과정 중 역할에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구의 최종 목표는 메타오믹스 기술을 이용하여 메주 발효 시 Penicillium 속 곰팡이의 역할을 규명하는 것이다. 콩 발효에 중요한 주요 효소 및 주요 풍미성분인 GGP (γ-glutamylpeptide) 생산을 분석하여 Penicillium 속 곰팡이의 메주발효에의 역할을 연구하였다. 또한, 전 유전체 분석 및 곰팡이 독소 생산능을 분석하여 식물성 치즈 풍미 조미소재 생산을 위한 종균으로서의 가능성을 검토하였다. 연구 목표대비 연구결과 1)메주유래 Penicillium 속 곰팡이의 계통발생학적 및 생태학적 분석 · 전국에서 수집된 전통메주로부터 8종 222균주의 Penicillium 속 균주를 분리 동정하고 β-tubulin서열을 이용 계통발생학적 분석을 하여 생태환경에 따른 메주 유래 균주와 치즈 유래 균주 간 변이를 밝혀냈다. · 또한, mating type 유전자, 치즈 유래 균주의 특이서열인 Wallaby, CheesyTer, microsatellite 서열 등의 차이도 확인하였다. 2) Penicillium 속 곰팡이의 메주 발효 특성 및 풍미와 독소 metabolite 연구 · 메주 유래 Penicillium 속 곰팡이는 단백질 분해능이 Aspergillus 속 곰팡이보다 낮았지만 kokumi를 부여하는 GGP 생산효소 GGT 활성이 높음을 확인하였다. · 풍미 대사체 GGP 분석을 위한 LC/MS법을 개발하여 최초로 한국 장류의 GGP 분석을 통하여 전통 장류와 산업적으로 제조된 장 사이의 GGP 함량의 차이를 확인할 수 있었다. 또한 콩 발효 중 GGP 생산을 분석한 결과 P. roqueforti가 가장 강한 kokumi 대사체로 알려진 γ-Glu-Val-Gly을 가장 많이 생산함을 확인하였다. · 메주 유래 Penicillium 속 균주의 penicillin, roquefortine C, mycophenolic acid, patulin 등의 독소 생산능을 분석결과, 콩 발효 중 일부 독소 유전자가 발현되고 독소 또한 검출되었으나 낮은 수준으로 콩 발효용 종균으로 사용 시 안전할 것으로 판단되었다. 3) 메주 Penicillium 속 곰팡이의 whole genome 서열 분석 · 메주 유래 P. roqueforti, P. paneum, P. polonicum, P. rubens 등 총 4종의 전유전체분석을 완료하였다. · 종균으로서 가능성이 높은 P. roqueforti의 단백질 분해효소 유전자 및 독소 생합성 유전자를 분석하였다. · 치즈유래 P. roqueforti와 유전체 비교를 통해 메주 유래 P. roqueforti에만 존재하는 60kb 서열을 새롭게 찾아냈고, 서열 분석을 통하여 지질대사 관련 유전자의 존재를 확인하였다. 4) Penicillium 속 곰팡이의 메주발효 주요 유전자의 발효 과정 중 발현분석을 통한 발효특성 규명 · Penicillium 속 곰팡이에서 GGP 생합성 유전자로 ggt1 및 ggt3 두 유전자가 분석되었으나 RT-PCR을 통한 발현 분석 결과 ggt1이 주요 GGT 생합성 유전자로 밝혀졌다. · RNA seq.을 통한 풍미생산 경로 유전자 발현 분석 결과 P. roqueforti의 발현량이 가장 높은 것을 확인하였다. · P. roqueforti의 콩 발효 시 aminopeptidase 또한 메주의 풍미에 중요함을 알 수 있었다. 연구개발결과의 중요성 · 메주에서의 Penicillium 속 곰팡이의 계통발생학적/유전적 분석은 식물성 생태환경에서의 Penicillium 속 곰팡이의 분포 및 적응과정에 대한 이해에 중요하다. · 전통장류의 GGP 및 풍미 대사체 분석 결과는 전통장류의 고유한 맛에 대한 과학적 해석에 중요하다. · 메주 유래 4 종의 Penicillium 속 균주의 whole genome 분석은 종균으로서의 가치를 인정받은 Penicillium 균주에 대해 그 특성을 이해하고, 자체 database를 구축하여 종균에 대한 정보를 제공함으로써 활용도를 더욱 높일 수 있을 것이다. · 산업적 장류 생산을 위한 종균개발에 토대가 될 것이며 전통장류가 갖는 한계점을 극복하여 세계화가 용이한 차세대 콩 발효식품 및 조미소재 개발에도 활용될 수 있을 것이다. (출처 : 요약문 2p) |
