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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 효모 종류 및 효소첨가에 따른 복분자 주 발효 과정 중 이화학적 특성 분석을 통해 복분자주의 적정발효 기간 및 효모를 제시하여 복분자주 품질향상에 도움이 되고자 한다.
제안 방법
- HPLC는 Sycam(S-series, Geimany)사의 pump, 20 μL의 loop를 가진 autoinjector 및 UV 또는 RI detector를 사용하였다. 유리 당 및 알코올은 Supelguard Ag2(50X4.6 mm)를 부착한 Supelcogel Ag2(7.8X300 mm, USA) column과 이 동상으로는 deionized water# 이용, 65"C에서 0.5 mL/min의 유속으로 분리 시킨 후 RI detector를 사용하여 분석하였다. 유기산은 Aminex HPX-87H(300 X 7.
- 전북대학교 식품공학과 가공실험실에서 분리보관중인 약주 효모(Yak-7)와 복분자로부터 분리한 복분자 야생효모(Bok-3) 그 리고 분양균주로 Saccharomyces cerevisiae KCCM 12224(Sc24)를 사용하였으며, l^Brix로 되게 조정된 복분자 착즙액 slant 배지에서 활성화시켜 본 실험에 이용하였다. 복분자 착즙액에 가당하여 l^Brix당도로 조절한 배양액에 활성화된 효모를 접 종하고 30。(2에서 2일간 배양하여 주모를 제조하였고, 복분자 발효 시 주모의 첨가량은 5%로 하였다.
- 각 발효액을 원심분리 (4℃, 10,000Xg, 30 min)한 후 상징액 은 유기산 및 유리당 분석을 위하여 HLB Sep-pak cartridge (Waters Co., USA)를 통과시키거나 알코올분석을 위해서 증류 를 행하였다. 각 성분은 HPLC를 이용하여 분석하였고 모든 시 료는 분석 전에 0.
- 5 kg에 가당하여 24OBrix농 도로 조절한 후 아황산량이 100 ppm되도록 ySQs를 첨가하였 다. 또한, 발효초기 pH를 내려 잡균의 오염을 방지하기 위하여 매실즙을 10%(v/v)농도로 첨가하였다. 효소 처리구는 pectinase (Pectinex 100 L, 5000 FDU/mL at 55°C, Novozyme Co.
-
발효조건
발효기간 중 성분변화와 각 효모의 발효특성을 확인하기 위 하여 모든 처 리구는 복분자 열매 2.5 kg에 가당하여 24OBrix농 도로 조절한 후 아황산량이 100 ppm되도록 ySQs를 첨가하였 다. 또한, 발효초기 pH를 내려 잡균의 오염을 방지하기 위하여 매실즙을 10%(v/v)농도로 첨가하였다.
- , Denmark)를 500 ppm되게 첨가하였다. 이 후 주모를 5%(v/v)되 게 접종하고 상온에서 발효하였으며, 호기성 유해균의 번식을 막기 위해 매일 2회 소독한 기구로 교반하였다. 주발효 시 술 덧의 품온을 20-25℃가 되도록 유지시키면서 10일간 발효시켰 으며, 2일단위로 sampling 하여 분석시료로 사용하였다.
- 이 후 주모를 5%(v/v)되 게 접종하고 상온에서 발효하였으며, 호기성 유해균의 번식을 막기 위해 매일 2회 소독한 기구로 교반하였다. 주발효 시 술 덧의 품온을 20-25℃가 되도록 유지시키면서 10일간 발효시켰 으며, 2일단위로 sampling 하여 분석시료로 사용하였다.
- 또한, 발효초기 pH를 내려 잡균의 오염을 방지하기 위하여 매실즙을 10%(v/v)농도로 첨가하였다. 효소 처리구는 pectinase (Pectinex 100 L, 5000 FDU/mL at 55°C, Novozyme Co., Denmark)를 500 ppm되게 첨가하였다. 이 후 주모를 5%(v/v)되 게 접종하고 상온에서 발효하였으며, 호기성 유해균의 번식을 막기 위해 매일 2회 소독한 기구로 교반하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용한 복분자는 아산농업협동조합(전북 고창군) 에서동결된 상태로 제공받아 -20°C 냉동고에 저장하면서 실온에서 자연 해동시킨 후 일정량을 취하여 복분자 발효주 제조용으로 사용하였다.
- 전북대학교 식품공학과 가공실험실에서 분리보관중인 약주 효모(Yak-7)와 복분자로부터 분리한 복분자 야생효모(Bok-3) 그 리고 분양균주로 Saccharomyces cerevisiae KCCM 12224(Sc24)를 사용하였으며, l^Brix로 되게 조정된 복분자 착즙액 slant 배지에서 활성화시켜 본 실험에 이용하였다. 복분자 착즙액에 가당하여 l^Brix당도로 조절한 배양액에 활성화된 효모를 접 종하고 30。(2에서 2일간 배양하여 주모를 제조하였고, 복분자 발효 시 주모의 첨가량은 5%로 하였다.
성능/효과
- 68%) 경향을 나타내었다. 각 효모별 로는 Sc-24 균주와 Bok-3 균주가 서로 유사한 생성능을 가지 고 있었던 반면 Yak-7 균주가 비교적 낮은 결과를 보여주었다. Sc-24균주와 Yak-7 균주를 혼합하여 발효하였을 경우 발효 2일 째 에탄올 농도가 7.
- 그러나 본 실험과 같이 매우 낮은 농도 (500 ppm)로 사용한다면 알코올 생성량을 증가시킬 수 있으며 과육어j 존재하거나 수용액 중에 colloid상태로 분포되어 있는 pectine질을 분해시킴으로써 착주 및 여과가 용이할 것으로 생 각되나 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 발효 10일 이후부터는 알코올 함량의 감소가 두드러지므로 주발효 의 적정발효 일수는 4-10일이 적절하였다. Hwang 등(11)은 수 박을 이용한 발효주 제조에서 발효 7일 이후 에탄올 함량이 감 소한다고 보고하여 본 실험과 유사한 경향을 보였다.
- 2와 같다. 모든 균주에서 sucrose는 발효초기에 급격하게 감소하여 발효 2일경과 후에는 검출되지 않았으며, glucose역시 발효 4일부터는 검출되지 않았다. 이에 반하여 fiuctose는 발효 2일까지는 오히려 증가하다가 2일 경과 후부터 감소하여 발효 4일째 대부분 이용되었으나 발효 18일까지 검출 가능한 농도(0.
- 71 g/100mL) 로 존재하고 있는 것으로 나타났다. 발효 2일째 fructose의 증가는 sucrose의 분해에 기인하는 것으로 판단되며, finctose의 증가량이 sucrose의 감소량에 비하여 낮은 것으로 미루어 sucrose, glucose, fructose 순의 이용률을 가지는 것으로 주즉된다. 그러나 fhictose는 sucrose 및 glucose와 달리 발효 4일 이후에도 여전히 미발효 상태로 남아 있어 복분자 발효를 위해서는 fructose 발효능이 높은 균주 선발도 충분히 고려할 필요가 있다고 생각된다.
- 3과 같다. 발효주의 유기 산성분은 oxalic, citric, malic, shikimic, formic acid 등으로 발 효에 의해 citric acid와 malic acid가 다른 성분에 비하여 큰 폭 으로 감소되었다. 또한, 발효 전기간에 걸쳐 모든 처리구에서 tartaric, succinic, lactic, acetic acid는 검줄되지 않았다.
- 4와 같다. 복분자주 발효 중 적정산도는 발효액 중의 citric acid의 함량변화와 거의 유사한 경향을 보였으며, 발효 2일째 적정산도의 감소는 동일한 시기 citric acid의 감소와 비례적이었으나 malic acid의 증가는 적정산도에 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 따라서 복분자주 발효액 중의 적정 산도는 주요 유기산인 citric acid에 의해 주로 영향을 받는 것으로 판단된다.
- 1과 같다. 복분자주의 발효기간 중 효모의 종류 및 발효 기간에 따른 에탄올 생성량은 모든 처리구에서 발효 4일까지 당소모와 비례적으로 급격하게 증가하다가(9.52-11.5%) 이후 발효 10일까지는 완만하였으며(10.18-11.46%), 10일경과 후 에는 다소 감소하는(8.27-8.68%) 경향을 나타내었다. 각 효모별 로는 Sc-24 균주와 Bok-3 균주가 서로 유사한 생성능을 가지 고 있었던 반면 Yak-7 균주가 비교적 낮은 결과를 보여주었다.
- 과실주 발효 시 안토시아닌 색소류는 유기산, 페놀화합물 및 당 등이 안정성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(14-17). 본 실험에서도 발효과정 중 복분자주 색도의 변화는 발효과정 중에 유기산의 소모(Fig. 3)로 인한 산도의 감소(Fig. 4)와 술덧의 pH의 상승, 색소 안정화에 기여하였던 발효성 당들이 알코올발효에 소모됨으로서 발생하였던 것으로 판단된다. 그러나 Sc-24, Yak-7 및 Bok-3 + pectinase 처리구는 다른 처리구에 비하여 적정 산도가 낮았음(Fig.
- 4)에도 불구하고 색도가 높게 나타나 당 및 유기산 이외의 다른 물질이 색소안정화에 기여한 것으로 추정되며 추가적인 연구가 필요하리라 생각된다. 색도의 측면에서 고려해볼 때 Sc-24, Yak-7 및 처리가 양호하였으며 발효 10일까지는 비교적 색도가 안정하므로 발효기간을 10일 전후로 행하는 것이 복분자주의 품질에 좋을 것으로 판단된다.
- 이화학적 성분의 변화를 고려할 때도 알코올은 4-10일, 유기산은 6-10일, 적정산도는 8-14일, 색도는 10일 전후를 보여 복분자주 제조를 위한 주발효는 8-10일이 적당할 것으로 판단되며, 복분자주 제조에 적합한 Sc-24 및 Bok-3균주에 pectinase 첨가시 복분자주의 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.
- 한편, Bok-3균주에 pectinase를 첨가하여 발효하였을 경우 발 효 4일 이후부터는 무첨가구 보다 0.1-1.5% 높은 알코올 함량 을 나타내 더욱 효과적이었다. 이는 발효 2일째 무첨가구와 비 교하여 알코올 생성량은 유사하지만 잔당이 비교적 높은 것으 로 미루어 pectinase의 작용에 의한 발효성 당의 증가에 기인하는 것으로 생각된다.
후속연구
- 4)와 술덧의 pH의 상승, 색소 안정화에 기여하였던 발효성 당들이 알코올발효에 소모됨으로서 발생하였던 것으로 판단된다. 그러나 Sc-24, Yak-7 및 Bok-3 + pectinase 처리구는 다른 처리구에 비하여 적정 산도가 낮았음(Fig. 4)에도 불구하고 색도가 높게 나타나 당 및 유기산 이외의 다른 물질이 색소안정화에 기여한 것으로 추정되며 추가적인 연구가 필요하리라 생각된다. 색도의 측면에서 고려해볼 때 Sc-24, Yak-7 및 처리가 양호하였으며 발효 10일까지는 비교적 색도가 안정하므로 발효기간을 10일 전후로 행하는 것이 복분자주의 품질에 좋을 것으로 판단된다.
- 1%)의 첨 가는 과육 및 과피를 분해시켜 착즙 및 색의용출을 용이하게 하나 씨를 분해시켜 씨에 포함되어있는 tannin성분을 용출시키는 단점이 있다(10). 그러나 본 실험과 같이 매우 낮은 농도 (500 ppm)로 사용한다면 알코올 생성량을 증가시킬 수 있으며 과육어j 존재하거나 수용액 중에 colloid상태로 분포되어 있는 pectine질을 분해시킴으로써 착주 및 여과가 용이할 것으로 생 각되나 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 발효 10일 이후부터는 알코올 함량의 감소가 두드러지므로 주발효 의 적정발효 일수는 4-10일이 적절하였다.
- Citric acid와 malic acid는 맛에 주요한 성분으로 전자는 wine 향의 신선함을 증가시키고(10) 후자는 wine의 신맛을 부드럽게 하여 주지만 많은 양으로 존재할 경우는 풋내를 증가시키기도 한다. 따라서 유기산의 측면에서는 malic acid가 어느 정도 남아 있는 6-10일 사이가 적당한 발효기간으로 생각되며 furmaric acid 를 첨가하여 malolactic fermentation을 억제시키는 것도 하나의 대안이 될 수 있을 것이다.
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