식품미생물학 효모

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1. 효모의 특징

효모는 진핵세포로 된 고등미생물로서 출아에 의하여 증식하는 진균류를 총칭하는 것이나 곰팡이나 버섯과는 구별된다. 효모는 발효를 지칭하며 알콜발효에서 나오는 거품(foam 또는 부풀리다)에 대한 네덜란드어 gist에 유래한다. 효모는 Saccharomyces속과 같이 균사체를 형성하지 않는 것, 발효능이 있으나 균사체를 형성하는 Saccharomyces속, Trchosporon 속, 발효능이 없는 Lipomyces 속 등으로 구분된다. 야생효모는 자연계에서 분리된 그대로의 효모이며, 배양효모는 우수한 성질을 가진 효모를 분리하여 용도에 따라 순수분리 계대 배양한 효모이다.
2. 효모의 형태와 구조

효모의 형태와 구조는 종류, 배양조건, 세포의 나이, 영양상태, 공기의 유무 등 물리화학적인 조건 및 증식방법에 따라 다르다. 대표적인 형태로는 난형, 타원형, 구형, 레몬형(방추형), 소시지형(막대형), 삼각형, 위균사형 등이 있다. 효모세포의 크기는 배양효모가 5~6x 7~8μ, 야생효모가 3x 3.5~4.5μ 정도이다. 세포구조로는 세포벽, 세포막, 원형질, 핵, 액포, 지방립, 미토콘드리아 등이 있다.
3. 효모의 번식

효모의 번식은 영양번식과 포자형성으로 이루어진다. 영양번식에는 출아법과 분열법이 있다. 출아법은 세포 표면에 작은 돌기(식물의 싹, bud 또는 아세포)가 생겨 점차 커지고 핵이 둘로 나누어져 새로운 세포를 형성하는 방식이다. 분열법은 세포의 원형질이 양분하면서 중앙에 격벽이 생기고 이로부터 2개의 세포로 분열하는 방식이다. 포자형성에는 무성포자와 유성포자가 있다. 무성포자에는 단위생식, 위결합, 사출포자, 분절포자 등이 있고, 유성포자에는 동태접합과 이태접합이 있다.
4. 효모의 생리작용

효모는 호기성 및 통성혐기성균으로, 호기적인 조건에서는 호흡작용을 하여 당분을 자신의 증식에 이용하고, 혐기적인 조건에서는 발효작용을 일으켜 당분을 에너지로 이용하기 위해 분해한다. 이러한 발효작용을 이용하여 효모는 알코올 발효에 이용된다. 효모의 발효능력은 Neuberg의 제1, 제2, 제3 발효형식과 뉴베르그 법칙에 따라 설명된다.
5. 효모의 분류

효모는 영양증식법, 유성생식의 특징, 포자의 형태 등의 형태적 성상과 질산염과 탄소원의 동화성, 당류의 발효능 등의 생리적 성상에 의해 분류된다. 주요 분류로는 용도에 따른 분류(맥주효모, 청주효모, 빵효모 등), 생리적 특징에 따른 분류(상면효모, 하면효모, 산막효모 등), 포자 형성에 따른 분류(자낭균 효모, 깜부기병균목 효모, Sporobolomycetaceae 효모 등)가 있다.
6. 효모의 균체 성분과 영양물질

효모의 균체 성분으로는 단백질(5~10%), 탄수화물(에너지 저장물질, 세포벽 구성성분), 지질(2~3%, Rhodotorula 속이나 Endomyces 속은 20% 이상), 회분(삼투압과 세포막 투과성 관여) 등이 있다. 효모의 영양물질로는 탄소(발효성 당), 질소(황산암모늄, 인산암모늄, 유기태질소), 발육인자(비타민, 아미노산, peptide, purine, pyrimidine 등)가 필요하다.
7. 중요한 효모

주요 효모로는 Schizosaccharomyces속(분열효모), Saccharomyces속(맥주효모, 청주효모, 빵효모 등), Hansenula속(산막효모), Kluyveromyces속(유당 발효 효모), Pichia속(산막효모) 등이 있다. 각 속의 대표적인 종과 특징이 설명되어 있다.

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1. 효모의 특징

효모는 진핵생물로 곰팡이와 유사한 특징을 가지고 있습니다. 효모는 단세포 생물로 크기가 작고 구형 또는 타원형의 모양을 가지고 있습니다. 효모는 무성생식과 유성생식을 통해 번식하며, 다양한 생리작용을 수행합니다. 효모는 발효, 빵 제조, 술 제조 등 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 효모의 특징을 이해하는 것은 이러한 산업 분야에서 효모를 효과적으로 활용하는 데 도움이 될 것입니다.
2. 효모의 형태와 구조

효모의 형태는 주로 구형 또는 타원형이며, 크기는 3-10μm 정도입니다. 효모 세포벽은 주로 글루칸과 키틴으로 구성되어 있으며, 세포막은 인지질로 이루어져 있습니다. 효모 세포 내부에는 핵, 미토콘드리아, 소포체, 골지체 등의 세포 소기관이 존재합니다. 이러한 효모의 형태와 구조적 특징은 효모의 생리작용과 번식 과정에 중요한 역할을 합니다. 효모의 형태와 구조에 대한 이해는 효모의 특성을 파악하고 활용하는 데 도움이 될 것입니다.
3. 효모의 번식

효모는 무성생식과 유성생식을 통해 번식합니다. 무성생식에는 출아와 분열이 있으며, 출아는 모세포에서 새로운 세포가 생성되는 과정입니다. 분열은 모세포가 두 개의 딸세포로 나뉘는 과정입니다. 유성생식에는 접합과 포자형성이 있으며, 접합은 두 개의 접합자가 융합하여 접합자를 형성하는 과정이고, 포자형성은 불리한 환경에서 효모가 포자를 형성하는 과정입니다. 효모의 다양한 번식 방식은 환경 변화에 대한 적응력을 높이고 생존을 가능하게 합니다. 효모의 번식 특성에 대한 이해는 효모의 산업적 활용에 도움이 될 것입니다.
4. 효모의 생리작용

효모는 다양한 생리작용을 수행합니다. 대표적인 생리작용으로는 발효, 호흡, 질소 동화, 지질 합성 등이 있습니다. 발효 과정에서 효모는 당을 분해하여 에너지를 생산하고 알코올과 이산화탄소를 생성합니다. 호흡 과정에서 효모는 산소를 이용하여 에너지를 생산합니다. 질소 동화 과정에서 효모는 무기 질소 화합물을 유기 질소 화합물로 전환합니다. 지질 합성 과정에서 효모는 지방산과 스테롤을 합성합니다. 이러한 다양한 생리작용을 통해 효모는 산업적으로 중요한 역할을 수행합니다. 효모의 생리작용에 대한 이해는 효모의 활용도를 높이는 데 도움이 될 것입니다.
5. 효모의 분류

효모는 진핵생물로 분류되며, 주요 분류 기준은 세포 형태, 생리적 특성, 유전적 특성 등입니다. 대표적인 효모 속으로는 Saccharomyces, Candida, Pichia, Rhodotorula 등이 있습니다. Saccharomyces 속은 가장 잘 알려진 효모 속으로, 맥주와 와인 제조에 널리 사용됩니다. Candida 속은 병원성 효모로 알려져 있으며, Pichia 속은 산업적으로 중요한 효모 속입니다. Rhodotorula 속은 붉은색 색소를 생산하는 효모 속입니다. 효모의 분류는 효모의 특성을 이해하고 활용하는 데 중요한 정보를 제공합니다.
6. 효모의 균체 성분과 영양물질

효모 균체는 주로 탄수화물, 단백질, 지질, 비타민, 무기질 등으로 구성되어 있습니다. 탄수화물은 주로 글루칸과 키틴으로 이루어진 세포벽 성분이며, 단백질은 효소, 구조 단백질 등으로 구성됩니다. 지질은 세포막과 세포 내 소기관 구성 성분이며, 비타민과 무기질은 효모의 생리작용에 필요한 영양물질입니다. 이러한 균체 성분과 영양물질은 효모의 생장과 대사 활동에 중요한 역할을 합니다. 효모의 균체 성분과 영양물질에 대한 이해는 효모의 산업적 활용을 위한 배양 조건 설정과 제품 개발에 도움이 될 것입니다.
7. 중요한 효모

효모는 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 대표적인 중요 효모로는 Saccharomyces cerevisiae, Candida albicans, Pichia pastoris 등이 있습니다. S. cerevisiae는 맥주, 와인, 빵 제조에 널리 사용되며, C. albicans는 병원성 효모로 알려져 있습니다. P. pastoris는 단백질 생산에 활용되는 효모입니다. 이 외에도 Rhodotorula 속 효모는 색소 생산에, Yarrowia lipolytica는 지질 생산에 활용되고 있습니다. 이처럼 다양한 효모가 산업적으로 중요한 역할을 하고 있으며, 효모에 대한 이해와 활용은 관련 산업 발전에 기여할 것입니다.

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