아세트산 세균
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1. 개요
아세트산 세균은 막대 모양의 절대 호기성 세균으로, 에탄올이 생성되는 환경에서 발견되며, 식초를 생산하는 데 사용된다. 이들은 꽃꿀, 손상된 과일, 사이다, 여과되지 않은 맥주 등에서 발견되며, 초파리 또는 식초 벌레가 전파 매개체 역할을 한다. 아세트산 세균은 알코올성 음료에서 에탄올을 아세트산으로 산화시키는 과정을 통해 식초를 생성하며, 생명공학 및 식품 산업에서 다양한 화합물 생산에 활용된다. 일부 아세트산 세균은 시트르산 회로 효소를 사용하여 에탄올을 이산화 탄소와 물로 산화시키기도 하며, 특히 코마가테이박터 자일리누스는 셀룰로스를 합성하는 능력을 가지고 있다.
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| 아세트산 세균 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 학명 | Acetic acid bacteria |
| 분류 | 세균 |
| 특징 | |
| 설명 | 아세트산 세균은 아세트산을 생산하는 세균의 한 그룹이다. |
| 생화학적 특징 | 에탄올과 같은 알코올을 아세트산으로 산화시키는 능력을 가지고 있다. 이 과정은 산소 존재 하에서 일어나며, 탈수소효소인 알코올 산화효소와 알데히드 산화효소에 의해 촉매된다. |
| 이용 분야 | 식초 생산 콤부차 생산 나타데코코 생산 기타 발효 식품 생산 |
| 기타 정보 | 아세트산 세균은 식품 산업에서 유용하게 사용되지만, 와인과 맥주를 부패시키는 원인이 되기도 한다. 일부 아세트산 세균은 셀룰로스를 생산할 수 있으며, 이는 식품 포장재, 의료용 재료 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. |
| 분류 (주요 속) | |
| 주요 속 | 아세토박터 (Acetobacter) 글루코노아세토박터 (Gluconacetobacter) 글루코노박터 (Gluconobacter) 코마가타에바 (Komagataeibacter) 오르레아니아 (Orleanisia) 사케미케스 (Saccharibacter) |
2. 형질
모든 아세트산 세균은 막대 모양(간균)이며, 절대호기성이다.[6] 공기 중으로 전파되며 자연계에 널리 존재한다. 이들은 당의 발효 산물로 에탄올이 생성되는 환경에서 활발하게 존재한다. 꽃의 꿀과 손상된 과일에서 분리될 수 있다. 다른 좋은 공급원은 신선한 사과 사이다와 여과 및 멸균되지 않은 비살균 맥주이다. 이러한 액체에서 아세트산 세균은 호기성 특성과 활발한 운동성으로 인해 표면 막으로 성장한다. 초파리 또는 식초벌레는 아세트산 세균 전파의 흔한 매개체로 간주된다.[2]
아세트산 세균은 공기 중에 떠다니며, 자연에서 쉽게 볼 수 있다. 당의 발효로 인해 에탄올이 생성되는 환경에서 흔히 존재한다. 꽃꿀과 상처 입은 과일로부터 분리될 수 있다. 아세트산 세균의 또 다른 공급원은 신선한 사과주와 여과 살균되지 않은 맥주이다. 이들 액체에서 아세트산 세균은 호기성 및 활동적인 운동성으로 인해 표면에 필름을 형성하며 자란다. 초파리 또는 식초 벌레(''Turbatrix aceti'')는 아세트산 세균의 번식에서 일반적인 매개체로 간주된다.[7]
포도주에서 아세토박터의 생장은 효과적인 위생, 보관 중인 포도주에서 공기를 완전히 제거하고, 보존제로 포도주에 적당한 양의 이산화 황을 사용함으로써 억제할 수 있다.[8][3]
식초는 아세트산 세균이 포도주와 같은 알코올성 음료에서 대사할 때 생성된다. 아세트산 세균은 식초를 부산물로 생성하는 "산화 발효(oxidative fermentation)"라고 부르는 과정을 통해 특정 산화 반응을 수행한다.[9] 아세토박터(''Acetobacter'')와 같은 일부 속은 시트르산 회로의 효소들을 사용하여 에탄올을 이산화 탄소(CO2)와 물(H2O)로 산화시킬 수 있지만, 글루코노박터(''Gluconobacter'')와 같은 다른 속은 시트르산 회로 효소가 없기 때문에 에탄올을 산화시키지 못한다.
3. 생태
4. 억제
5. 물질대사
5. 1. 아세트산 발효
아세트산 세균은 아세트산 발효라고 불리는 과정을 수행하는 데 사용하는 세균으로 현미, 사과 등으로부터 식초를 만드는 데 이용된다. 아세트산 발효는 산소(O2)를 이용해 에탄올을 아세트산으로 산화시키는 과정으로 산화 발효라고도 하며, 산화적 인산화를 통해 ATP를 합성한다. 아세트산 발효는 최종 산물이 이산화 탄소(CO2)가 아닌 아세트산이기 때문에 산소(O2)를 이용하지만 발효에 포함시키기도 한다.[4]
5. 2. 산업적 응용
생명공학 산업에서 아세트산 세균의 산화 메커니즘은 L-아스코르브산, 다이하이드록시아세톤, 글루콘산, 셀룰로스와 같은 여러 화합물들을 생산하는 데 사용된다.[9] 식품 산업 외에도 일부 아세트산 세균은 화합물의 산업적 생산을 위한 생체 촉매로 사용된다. 아세트산 세균은 화학 합성의 대안으로 친환경 발효 공정 개발을 위한 중요한 생체 촉매로 사용된다.[9]
5. 3. 시트르산 회로
아세토박터(''Acetobacter'')와 같은 일부 속은 시트르산 회로의 효소들을 사용하여 에탄올을 이산화 탄소(CO2)와 물(H2O)로 산화시킬 수 있다.[9] 글루코노박터(''Gluconobacter'')와 같은 다른 속은 시트르산 회로 효소의 풀세트를 가지고 있지 않기 때문에 에탄올을 산화시키지 않는다.[9]
5. 4. 생장 조건
이들 세균은 산을 생성하기 때문에, 일반적으로 산에 내성이 있으며 pH 5.0 이하에서도 잘 자라지만, 최적 생장 pH는 5.4~6.3이다.[10]
5. 5. 셀룰로스 합성
아세토박터의 한 종인 코마가테이박터 자일리누스(''Komagataeibacter xylinus'')는 일반적으로 식물만이 수행하는 셀룰로스를 합성할 수 있다.[10]
참조
[1]
논문
Biotechnological applications of acetic acid bacteria
2008
[2]
서적
Vinegars of the World
https://web.archive.[...]
2016-05-28
[3]
웹사이트
Sulfur Dioxide: Science behind this anti-microbial, anti-oxidant
http://www.practical[...]
2009-02
[4]
문서
Acetic Acid Bacteria: Physiology and Carbon Sources Oxidation
2013
[5]
논문
Formation of cellulose by certain species of ''Acetobacter''
1951-05
[6]
논문
Biotechnological applications of acetic acid bacteria
2008
[7]
서적
Vinegars of the World
https://web.archive.[...]
2008-12-16
[8]
웹인용
Sulfur Dioxide: Science behind this anti-microbial, anti-oxidant
http://www.practical[...]
2009-02
[9]
문서
Acetic Acid Bacteria: Physiology and Carbon Sources Oxidation
2013
[10]
논문
Formation of cellulose by certain species of ''Acetobacter''
https://archive.org/[...]
1951-05
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