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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 민속주 안동소주의 발효 최적화와 품질 향상을 위해 자가 제조 누룩의 최적 제조조건을 확립하고자, 누룩 제조시의 두께와 띄움 시간에 따른 누룩의 띄움 특성과 알코올 발효 특성을 평가하였다. 이러한 연구는 무형문화재로 지정된 안동소주의 전통적 제조법을 과학적, 체계적으로 확립하는 기초 결과로 활용될 것이다.
제안 방법
- 정용하여 주정계로 측정하고, 온도 보정하여 알코올 양을 정량하였으며[19], 또한 Shim 등이 보고한 Nakashini 변법[18]에 따라 발효 중 생성되는 CO2 gas를 정량하여 에탄올 농도로 환산하였다. CO2 gas 정량은, 발효 배지 150 ml를 넣은 플라스크에, 2 ml의 진한 황산을 포함하는 U자형 발효관(fermentation bung)을 부착하여 배양하면서 CO2 gas 발생에 따른 중량감소를 측정하였다. 발효율은 실제 얻어진 알코올 양을 이론적으로 얻을 수 있는 최대 알코올 양으로 나누어 %로 나타내었다.
- 각각 700 g, 1200 g, 1700 g, 2200 g으로 제조된 2.2~5.5 cm의 다양한 두께의 누룩을 3주간 띄우면서 띄움 시간에 따른 누룩 특성을 평가하였다. 먼저 누룩 성형 직후의 수 분함량은, 700 g 누룩의 경우 34~36%, 그 외의 경우에는 31~32%를 나타내었다(Fig.
- 국실에서 제조된 누룩을 1주 간격으로 회수하여 띄움 시간에 따른 누룩 특성을 측정하였다. 먼저 수분함량은, 누룩을 85℃에서 항량 건조하여 측정하였으며, 무게감소는 제조 초기 무게에서 띄움 시간 경과에 따라 무게차를 즉정하여 평가하였다.
- 8 mm 크기로 분쇄하였으며, 분쇄한 밀 중량의 30% 정도의 물을 가하여 손으로 잘 섞은 후, 이를 23 cm의 전통 원형틀에 넣어 발로 고르게 밟아 성형하였고, 전체 제조 공정은 안동소주 기술전수자가 직접 수행하였다. 누룩은 각각 700 g, 1200 g, 1700 g, 2200 g으로 제조하였으며, 이때 그 크기는 동일한 지름 23 cm에 두께는 각각 2.2 cm, 3.0 cm, 4.0 cm 및 5.5 cm이었다. 제조된 누룩은 온도 25~30℃, 상대습도는 50~60%의 국실에서 3주간 자연적으로 띄웠으며, 제조 직후 및 1주일 간격으로 회수하여 누룩 띄움 특성분석 및 알코올 발효실험에 사용하였다.
- 다양한 두께로 제조된 누룩은 분쇄기로 0.4 cm 이하의 크기로 파쇄 후, 포도당 발효배지 [(NH4)2SO4 0.5%, KH2PO4 0.1%, MgSO4 0.05%, CaCl2 0.05%, yeast extract 0.1%, dextrose 20%] 및 전분 발효배지 [(NH4)2SO4 0.5%, KH2PO4 0.1%, MgSO4 0.05%, CaCl2 0.05%, yeast extract 0.1%, polypeptone 0.1%, potato starch 16%] 150 ml에 30 g씩 첨가한 후, 30℃에서 발효시켰다. 에탄올 발효의 측정은 발효액 100 ml를 회수하여 증류하여 알코올을 회수하고, 이를 100 mlS.
- 다양한 무게와 두께로 제조된 누룩을 이용하여 알코올 발효를 실시하였다. 먼저 20% 포도당 배지를 이용하여 효모의 활성도를 검토한 결과, 성형 직후의 누룩은 43시간 발효 시 85~95%의 발효율을 보여 정상적인 발효가 진행되었으며, 1주차 및 2주차 누룩은 30 시간 발효시 85~95%의 발효율을 나타내었다(Fig.
- 따른 누룩 특성을 측정하였다. 먼저 수분함량은, 누룩을 85℃에서 항량 건조하여 측정하였으며, 무게감소는 제조 초기 무게에서 띄움 시간 경과에 따라 무게차를 즉정하여 평가하였다. 한편 각각의 누룩 30 g을 회수하여 60 ml의 증류수를 가한 후, 분쇄기 (Stomacher 400, Seward Limited, England)로 5분간 분쇄하여 균일화 한 후, 상징액을 원심분리(4000 rpm, HA-1000-3, Hanil Science, Korea)하여 회수하고, 이를 이용하여 pH, brix, 전분 당화활성, 환원당 함량 및 생균수를 측정하였다.
- 5 phosphate buffer (100 mM), 40 조건에서 30분간 반응시킨 후, DNS법 [20]으로 포도당을 정량하였으며, 1 unit는 상기조건에서 1분간 1 μmole의 포도당을 생성할 수 있는 효소의 양으로 정의하였다. 발효액은 potato dextrose agar (Difco Co., USA)에 도말하여 3일간 배양하여 생균수를 측정하였으며, 한편 potato dextrose broth (Difco Co., USA)를 이용한 최확수법 (MPN법)으로 평판 도말법의 생균수 측정 결과를 확인하였다. 누룩 띄움 중환원당은 DNS 법 [20]으로 측정하였으며, pH는 pH meter (Mettler Toledo, InLab 413, England)를, Brix 즉정은 refractometer (Atago N-1E, Japan)을 이용하여 측정하였다.
- 5 cm이었다. 제조된 누룩은 온도 25~30℃, 상대습도는 50~60%의 국실에서 3주간 자연적으로 띄웠으며, 제조 직후 및 1주일 간격으로 회수하여 누룩 띄움 특성분석 및 알코올 발효실험에 사용하였다. 한편 누룩 제조시의 효모 첨가 영향을 검토하기 위해, 국내 시판 O사의 건조효모를 별도의 효모 활성화 과정 없이 분쇄 밀 중량의 0.
- 먼저 수분함량은, 누룩을 85℃에서 항량 건조하여 측정하였으며, 무게감소는 제조 초기 무게에서 띄움 시간 경과에 따라 무게차를 즉정하여 평가하였다. 한편 각각의 누룩 30 g을 회수하여 60 ml의 증류수를 가한 후, 분쇄기 (Stomacher 400, Seward Limited, England)로 5분간 분쇄하여 균일화 한 후, 상징액을 원심분리(4000 rpm, HA-1000-3, Hanil Science, Korea)하여 회수하고, 이를 이용하여 pH, brix, 전분 당화활성, 환원당 함량 및 생균수를 측정하였다. 전분 당화활성은 0.
- 제조된 누룩은 온도 25~30℃, 상대습도는 50~60%의 국실에서 3주간 자연적으로 띄웠으며, 제조 직후 및 1주일 간격으로 회수하여 누룩 띄움 특성분석 및 알코올 발효실험에 사용하였다. 한편 누룩 제조시의 효모 첨가 영향을 검토하기 위해, 국내 시판 O사의 건조효모를 별도의 효모 활성화 과정 없이 분쇄 밀 중량의 0.3% 되도록 첨가하고 밀 중량의 30%의 물을 가하여 골고루 혼합하여 효모첨가 누룩을 제조하여 누룩 발효특성을 비교하였다.
대상 데이터
- 누룩 제조에 사용한 밀은 경북 안동시장에서 구입하여 사용하였으며, 음용수로 수세하고 1시간 불린 후, 곡류 파쇄기(삼진 식품기계, SJ-301, Korea)를 이용하여 0.8-1.8 mm 크기로 분쇄하였으며, 분쇄한 밀 중량의 30% 정도의 물을 가하여 손으로 잘 섞은 후, 이를 23 cm의 전통 원형틀에 넣어 발로 고르게 밟아 성형하였고, 전체 제조 공정은 안동소주 기술전수자가 직접 수행하였다. 누룩은 각각 700 g, 1200 g, 1700 g, 2200 g으로 제조하였으며, 이때 그 크기는 동일한 지름 23 cm에 두께는 각각 2.
이론/모형
- , USA)를 이용한 최확수법 (MPN법)으로 평판 도말법의 생균수 측정 결과를 확인하였다. 누룩 띄움 중환원당은 DNS 법 [20]으로 측정하였으며, pH는 pH meter (Mettler Toledo, InLab 413, England)를, Brix 즉정은 refractometer (Atago N-1E, Japan)을 이용하여 측정하였다.
- 에탄올 발효의 측정은 발효액 100 ml를 회수하여 증류하여 알코올을 회수하고, 이를 100 mlS. 정용하여 주정계로 측정하고, 온도 보정하여 알코올 양을 정량하였으며[19], 또한 Shim 등이 보고한 Nakashini 변법[18]에 따라 발효 중 생성되는 CO2 gas를 정량하여 에탄올 농도로 환산하였다. CO2 gas 정량은, 발효 배지 150 ml를 넣은 플라스크에, 2 ml의 진한 황산을 포함하는 U자형 발효관(fermentation bung)을 부착하여 배양하면서 CO2 gas 발생에 따른 중량감소를 측정하였다.
성능/효과
- 6). 그러나 2주차 누룩의 경우에는 정상적인 발효가 진행되었으며, 특히 1700 및 2200 g 누룩에서는 100시간 발효시 90%의 발효가 진행되어 우수한 전분 당화활성 및 알코올 발효능을 가진 누룩임을 확인하였다. 3주차 누룩 역시 정상적인 발효가 나타났으며, 가장 높은 발효율은 2200 g 누룩에서 나타났다.
- 이러한 결과는 누룩 효모의 활성이 3주 띄움 기간 중 안정하게 유지됨을 나타내며, 누룩 성형시 별도의 활성화되지 못한 건조효모 첨가는 발효에 도움이 되지 않는 것으로 판단된다. 또한 공업적 규모의 알코올 발효에서는 밑술을 이용하여 빠른 발효와 잡균의 오염을 방지하므로, 활성화된 효모의 첨가도 경제성이 떨어지므로 누룩 제조시 효모첨가는 불필요하다고 판단되었다.
- 한편 3주차 누룩은 44시간 발효시 83~92%를 보여 성형 직후의 누룩과 유사한 발효능을 나타내었다. 또한 누룩 제조시 효모를 첨가한 경우, 포도당 배지에서 알코올 발효를 가속화하거나 증대시키지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 누룩 효모의 활성이 3주 띄움 기간 중 안정하게 유지됨을 나타내며, 누룩 성형시 별도의 활성화되지 못한 건조효모 첨가는 발효에 도움이 되지 않는 것으로 판단된다.
- 3b). 또한 조제된 누룩 파쇄액의 미생물의 생육은, 초기 UP CFU/ml에서 1주 후에는 1010 CFU/ml로 증가되었으며, 2주 후에는 700, 1200 g 누룩에서는 1011 CFU/ml로 증가된 반면, 1700 및 2200 g 누룩에서는 107~9 CFU/ml로 감소되었다. 3주 경과시에는 모든 누룩 제조구에서 106~7 CFU/ml로 감소되었다.
- 1a). 띄움 1주 동안 발효열 및 표면 건조에 의해 급격히 수분 함량이 감소하였으며, 700 g 누룩의 경우 9.7~9.8%로 감소하였다. 반면 1200, 1700, 2200 g의 경우에는 각각 11.
- 9%의 수분함량을 나타내어 상대적으로 건조가 느리게 나타남을 알 수 있었다. 띄움 2주 및 3주차로 진행되면서 서서히 건조되어 2200 g의 경우를 제외하고 수분함량은 모두 9.0~10.0%를 유지하였으며, 2200 g의 경우에는 1주차 13.9%에서 13.2%로 미세한 감소가 나타났다. 이는 누룩 제조시 전통적 방법으로 발로 차곡차곡 밟아 만든 일정 두께 이상의 누룩의 경우, 내부 수분건조가 미미하게 나타나기 때문으로 생각되며, 가장 많은 건조를 보인 것은 700 g 누룩이었다.
- 이는 누룩 제조시 전통적 방법으로 발로 차곡차곡 밟아 만든 일정 두께 이상의 누룩의 경우, 내부 수분건조가 미미하게 나타나기 때문으로 생각되며, 가장 많은 건조를 보인 것은 700 g 누룩이었다. 띄움 중 누룩의 무게감소를 측정한 결과, 가장 큰 무게 감소는 2200 g에서 나타나 초기 무게중량 대비 38% 감소를 나타내었으며, 가장 적은 무게 감소를 보인 것은 700 g 및 1200 g 누룩이었다 (Fig. 1b). 이러한 결과는 누룩의 무게 감소는 수분증발 뿐만 아니라 누룩 발효 중의 변화로 인해 나타남을 제시하며, 2200 띄움 시간별 누룩의 무게 감소와 수분함량 감소에 따른 변화로 인해 나타남을 제시하며 2200g 누룩에서 가장 많은 발효가 진행되었음을 의미한다.
- 실시하였다. 먼저 20% 포도당 배지를 이용하여 효모의 활성도를 검토한 결과, 성형 직후의 누룩은 43시간 발효 시 85~95%의 발효율을 보여 정상적인 발효가 진행되었으며, 1주차 및 2주차 누룩은 30 시간 발효시 85~95%의 발효율을 나타내었다(Fig. 5). 한편 3주차 누룩은 44시간 발효시 83~92%를 보여 성형 직후의 누룩과 유사한 발효능을 나타내었다.
- 이러한 결과로 전분 당화 활성은 2주에 가장 강력하며, 누룩 미생물의 생육은 1~2주에 가장 우수함을 알 수 있었다. 미생물 생육에 있어 특이한 점은, 누룩의 두께에 따른 띄움시간별 미생물의 우점종의 변화가 나타난다는 것인데, 얇은 두께의 700, 1200 g의 누룩은 시간이 경과하면서 세균이 지속적으로 유지되는 반면, 두께가 두꺼운 1700 및 2200 g 누룩의 경우에는 3주 경과시 세균보다는 곰팡이가 주요 누룩미생물로 나타났다(Fig. 4). 따라서, 전통주 발효시 누룩 곰팡이의 중요성과 관능적 기여[5, 19]를 고려할 때, 4.
- 3주차 누룩 역시 정상적인 발효가 나타났으며, 가장 높은 발효율은 2200 g 누룩에서 나타났다. 본 연구 결과는, 안동소주 누룩의 전통적 제조시 초기 수분함량 30~35%로 4.0-5.5 cm 두께로 성형하여 2~3주간 누룩 띄움이 필요함을 제시한다. 보다 체계적인 누룩 연구를 위해 안동소주 누룩 곰팡이 및 발효 효모에 대한 분리, 동정 및 특성 파악 연구가 진행 중이며, 누룩제조의 균일화를 통한 품질향상에 대한 후속 연구도 필요하다고 판단된다.
- 이러한 결과는 누룩의 무게 감소는 수분증발 뿐만 아니라 누룩 발효 중의 변화로 인해 나타남을 제시하며, 2200 띄움 시간별 누룩의 무게 감소와 수분함량 감소에 따른 변화로 인해 나타남을 제시하며 2200g 누룩에서 가장 많은 발효가 진행되었음을 의미한다. 실제 띄움 시간별 누룩의 무게 감소와 수분함량 감소에 따른 변화를 분석한 결과, 급격한 무게감소를 보인 1주 동안 700g 누룩에서의 무게감소는 대부분이 수분증발에 의한 것이며 1200, 1700, 2200 g누룩의 경우에는 수분감소에 의한 무게감소는 전체 무게감소의 61~77%이었다(Fig. 2). 이러한 결과는 700g 누룩의 경우, 누룩 띄움 기간 중 거의 누룩발효가 진행되지 않았음을 의미하며, 3주 동안 누룩을 띄운 경우 1200, 1700, 2200 g 누룩에서는 수분 감소에 의한 무게 감소가 전체 무게감소의 48~61%로 감소하여 누룩발효가 활발히 진행되었음을 알 수 있었다.
- 2). 이러한 결과는 700g 누룩의 경우, 누룩 띄움 기간 중 거의 누룩발효가 진행되지 않았음을 의미하며, 3주 동안 누룩을 띄운 경우 1200, 1700, 2200 g 누룩에서는 수분 감소에 의한 무게 감소가 전체 무게감소의 48~61%로 감소하여 누룩발효가 활발히 진행되었음을 알 수 있었다. 한편 제조된 누룩 파쇄액의 pH는 5.
- 또한 누룩 제조시 효모를 첨가한 경우, 포도당 배지에서 알코올 발효를 가속화하거나 증대시키지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 누룩 효모의 활성이 3주 띄움 기간 중 안정하게 유지됨을 나타내며, 누룩 성형시 별도의 활성화되지 못한 건조효모 첨가는 발효에 도움이 되지 않는 것으로 판단된다. 또한 공업적 규모의 알코올 발효에서는 밑술을 이용하여 빠른 발효와 잡균의 오염을 방지하므로, 활성화된 효모의 첨가도 경제성이 떨어지므로 누룩 제조시 효모첨가는 불필요하다고 판단되었다.
- 1b). 이러한 결과는 누룩의 무게 감소는 수분증발 뿐만 아니라 누룩 발효 중의 변화로 인해 나타남을 제시하며, 2200 띄움 시간별 누룩의 무게 감소와 수분함량 감소에 따른 변화로 인해 나타남을 제시하며 2200g 누룩에서 가장 많은 발효가 진행되었음을 의미한다. 실제 띄움 시간별 누룩의 무게 감소와 수분함량 감소에 따른 변화를 분석한 결과, 급격한 무게감소를 보인 1주 동안 700g 누룩에서의 무게감소는 대부분이 수분증발에 의한 것이며 1200, 1700, 2200 g누룩의 경우에는 수분감소에 의한 무게감소는 전체 무게감소의 61~77%이었다(Fig.
- 3주 경과시에는 모든 누룩 제조구에서 106~7 CFU/ml로 감소되었다. 이러한 결과로 전분 당화 활성은 2주에 가장 강력하며, 누룩 미생물의 생육은 1~2주에 가장 우수함을 알 수 있었다. 미생물 생육에 있어 특이한 점은, 누룩의 두께에 따른 띄움시간별 미생물의 우점종의 변화가 나타난다는 것인데, 얇은 두께의 700, 1200 g의 누룩은 시간이 경과하면서 세균이 지속적으로 유지되는 반면, 두께가 두꺼운 1700 및 2200 g 누룩의 경우에는 3주 경과시 세균보다는 곰팡이가 주요 누룩미생물로 나타났다(Fig.
- 나타내었다. 이러한 약한 발효능은 누룩의 원료인 밀이 가진 전분당화능력에서 기인한다고 판단되었으며, 특히 효모를 첨가하여 성형한 경우 발효는 매우 느리게 진행되며, 최종 발효율도 20%로 매우 낮게 나타났다(Fig. 6). 그러나 2주차 누룩의 경우에는 정상적인 발효가 진행되었으며, 특히 1700 및 2200 g 누룩에서는 100시간 발효시 90%의 발효가 진행되어 우수한 전분 당화활성 및 알코올 발효능을 가진 누룩임을 확인하였다.
- 3에 나타내었다. 전분 당화활성은, 성형 직후 누룩 제조무게 및 두께에 무관하게 모두 0.1-0.2 U로 미약하게 나타났으나, 1주 후에는 1.1-1.4 U로, 2주 후에는 7.5~9.4 U로 증대되었으며, 3주후에는 5.6-7.0 U로 다소 감소되는 추세를 나타내었다(Fig. 3a). 반면 환원당의 경우에는 누룩 성형 직후 1.
- 한편 전분 배지를 이용한 누룩의 활성검토 결과, 성형 직후의 누룩은 150시간 동안 거의 발효가 진행되지 못하였으며, 1주차 누룩 역시 150시간 동안 발효시 25~34%의 발효율을 나타내었다. 이러한 약한 발효능은 누룩의 원료인 밀이 가진 전분당화능력에서 기인한다고 판단되었으며, 특히 효모를 첨가하여 성형한 경우 발효는 매우 느리게 진행되며, 최종 발효율도 20%로 매우 낮게 나타났다(Fig.
후속연구
- 5 cm 두께로 성형하여 2~3주간 누룩 띄움이 필요함을 제시한다. 보다 체계적인 누룩 연구를 위해 안동소주 누룩 곰팡이 및 발효 효모에 대한 분리, 동정 및 특성 파악 연구가 진행 중이며, 누룩제조의 균일화를 통한 품질향상에 대한 후속 연구도 필요하다고 판단된다.
- 특성과 알코올 발효 특성을 평가하였다. 이러한 연구는 무형문화재로 지정된 안동소주의 전통적 제조법을 과학적, 체계적으로 확립하는 기초 결과로 활용될 것이다.
- 그러나 점차 전통주 생산에서도 경제성 및 편의성의 문제로 누룩의 자가 제조는 점차 감소하는 주세이며, 누룩전문제조 회사에서 생산하는 누룩을 사용하는 경향이 있으며, 이에 따라 누룩의 다양성 감소는 물론 전통주의 관능적인 맛과 향도 획일화되고 있다. 한편 국내 43종의 전통주 중에서 일반인들의 설문 조사 결과 가장 높은 79.8%의 높은 전통주 인식율을 나타낸 안동소주[14}의 경우, 안동소주 자가 제조 누룩을 사용하여 발효하고 있으나, 누룩 제조의 과학적 분석 및 누룩의 유용균주 개발에 대한 연구는 이루어진 바 없으며, 전통적으로 전수된 누룩 제조법으로 인해 안동소주 기능보유자의 경험과 감각에 의해 누룩 띄움시간과 제조시의 두께, 국실의 온도 등이 유동적으로 변화되므로 항상 균일품질의 제품생산에 한계를 가지고 있다.
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