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레포트 | 반건식 커피의 미생물 규명에 관한 연구(2010)
날짜
2018-05-24 11:43:31
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355

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 반건식 커피의 미생물 규명에 관한 연구(2010)

 

원제 : Molecular ecology and polyphasic characterization of the microbiota associated with semi-dry processed coffee (Coffea arabica L.)

 

저자 : Danielle Marques Vilela, Gilberto Vinícius de M. Pereira, Cristina Ferreira Silva, Luís Roberto Batista, Rosane Freitas Schwan

 

요약 :

  본 연구에서는 커피의 반건식 처리 중 존재하는 미생물을 다상적 방법(polyphasic method)으로 분리, 규명하고 PCR-DGGE 법을 써서 미생물의 다양성을 평가하고자 한다. 아라비카 커피 샘플은 브라질 미나스 제라이스 주에서 처리 단계별로 채취하였다. 분리한 박테리아와 균류는 형태학적으로 특성을 정리하고 증폭 rDNA 제한 분석(ARDRA) 기법으로 분류하였는데, 여기서는 종 구분을 위해 rDNA 16-23S, ITS1-5.8S 부위에서 유전자 배열 분석을 진행하였다. 박테리아 수는 3.7-7 log CFU / g 였으며 이스트 수는 3.4-6.9 log CFU / g 이었고, 사상균 개체는 2-3.7 log CFU / g 로 나타났다. 커피 처리 과정에서 나타나는 주요 박테리아는 Bacillus subtilis, Escherichia coli, Enterobacter agglomerans, Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae 였으며 주요 이스트는 Pichia anomala, Torulaspora delbrueckii, Rhodotorula mucilaginosa 였다. 배양 불가능한 박테리아 균을 제외한, PCR-DGGE 로 탐지한 이스트와 박테리아는 모두 배양 분리법으로 분리해 내었다. Aspergillus 는 분리해 낸 사상균 중에서 주된 종류였다. 다상적 방법(polyphasic method) 을 쓸 경우 반건식 처리된 커피에 자연 존재하는 미생물을 보다 잘 규명할 수 있는 것으로 드러났다.  

 

주요 내용 :

 - 커피의 미생물 :

  Batista , 2009 : 커피의 미생물을 열매와 씨앗에 존재하는 것으로서 품종, 처리법, 습도, 온도, 토양 내 개체수 등의 지역 환경에 따라 다름

 미생물은 커피 수확 전후에 자연 존재하며 음료 품질에 영향을 미칠 수 있을 것으로 보임

 

- 분석 결과 :

  분리한 총 종 수는 728종으로 이스트 382, 박테리아 286, 사상균 60종임. 박테리아는 214개가 그람 양성, 72개가 그람 음성임

  발효 첫 24시간 동안 개체군 수로는 박테리아(7 log CFU/g) - 이스트(3.7-6.9 log CFU/g) - 사상균(2-3.7 log CFU/g)의 순 / 사상균 수는 점차 줄어들어 처리 막바지에는 1 log CFU/g 이 됨

  미생물의 개체수는 처리법에 따라 달라짐. / 건식 처리할 경우 처리 막바지의 사상균 수가 더 많아짐 (Silva , 2008) / 반건식 처리가 사상균 번식에는 좋지 않다고 추론  

 

- 박테리아 : (ARDRA)

  Enterobacter agglomerans, Escherichia coli, Bacillus cereus, Bacillus megaterium, Bacillus macerans, Lactobacillus plantarum 가 주요 박테리아로서, 토양, , 식물에 자연 발견되는 종이며 소형 포유류, 곤충에게서 나타남

  일부 bacillus 종은 셀룰로스, 펙틴 분해 효소를 생성하여 발효 중 과육과 점액질 분해를 야기함 / 또한 수분과 수분 활성도가 줄어들 때 포자를 형성하여 박테리아가 처리 과정 중 생존할 수 있도록 함.

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- 이스트 :

  모든 처리 단계에서 존재하는 이스트는 Pichia anomala 뿐이며 이 이스트는 수세식과 건식 처리 모두에 존재하는 것으로 보고되어 있으며, 펙틴 분해 효소 (Silva , 2008), polygalacturonase 효소(Masoud and Jespersen, 2006) 를 생성하는 것으로 알려져 있음

  Hanseniaspora uvarum 은 수세식 처리 작업시 존재하는 것으로 알려져 있으며 polygalacturonase 효소(Masoud and Jespersen, 2006) 를 생성하는 것으로 알려져 있음

  Kloeckera 종은 저알콜성 식물 발효시 자연 존재하는 것

  Candida 종은 발효 96시간 이후 양이 증가하며 수분 활성도가 0.6-0.7 정도로 낮은 환경에서도 활동 가능 (Barnett , 2000)

  관찰 결과, 이스트는 처리 방법과는 무관하게 커피 발효에 관여하는 것으로 보임

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- 사상균

  분리해 낸 사상균 수는 60 / 개체수는 박테리아와 이스트 수 보다는 항상 낮음 / 발효 후 120시간째에는 탐지되지 않음.

  수확 전에 사상균이 균사를 뻗고 콜로니를 만들기 때문에 세척만으로는 제거할 수 없으며, 물을 재사용할 경우에는 더 늘어날 수 있음.

  Cladosporium cladosporioides 는 품질에 영향을 미칠 수 있음 / Fusarium, Penicillium 등은 건강 문제를 일으킬 수 있음

 

- PCR-DGGE 법을 사용시의 미생물

  박테리아 15개 종이 탐지. Enterobacter cowanii, L. plantarum, Pantoea agglomerans, Bacillus macerans 및 배양 불가 박테리아가 탐지됨 : 해당 종은 배양이 안 되거나 배양으로 탐지될 정도로 개체수를 늘리기가 어려운 종들임.

  PCR-DGGE 법에서는 이스트 또한 탐지(9)할 수 있음. S. cerevisiae, H. uvarum 는 해당 방식으로만 탐지됨.

  사상균 특성이 나타나는 밴드는 탐지 불가능

 

참조 :

 Batista, L.R., Chalfoun, S.M., Silva, C.F., Cirillo, M., Varga, E.A., Prado, G., Schwan, R.F., 2009. Ocratoxin A in coffee beans (Coffea arabica L.) processed by dry and wet methods. Food Control 20, 784-790

 Masoud, W., Jespersen, L., 2006. Pectin degrading enzymes in yeasts involved in fermentation of Coffea arabica in East Africa. Int. J. Food Microbiol. 110, 291e296

 Silva, C.F., Batista, L.R., Abreu, L.M., Dias, E.S., Schwan, R.F., 2008. Sucession of bacterial and fungal communities during natural coffee (Coffea arabica) fermentation. Food Microbiol. 25, 951-957

 

인용 (MLA) :

 Vilela, Danielle Marques, et al. "Molecular ecology and polyphasic characterization of the microbiota associated with semi-dry processed coffee (Coffea arabica L.)." Food microbiology 27.8 (2010): 1128-1135.


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