보리를 침맥한 후 5일 동안 발아하는 제맥과정 중에 arabinoxylan 함량의 변화를 측정하였다. 제맥과정 중 초기에 불용성인 보리의 arabinoxylan은 발아과정 중에 가용화됨에 따라 수용성 arabinoxylan의 함량이 약간 증가하는 추세를 보여주었다. 발아중인 보리의 수용성 arabinoxylan 부분은 $21^{\circ}C$ 추출온도에 비해 $45^{\circ}C$의 추출온도에서 보다 높은 함량 으로 나타났다. 발아시간에 따라 적절히 변형된 맥아(96시간 발아)와 덜 변형된 맥아(60시간 발아)를 선발하여 변형정도 에 따른 두 가지 맥아에 대하여 당화온도별로($45{\sim}75^{\circ}C$) 당 화 후 맥즙의 arabinoxylan 함량을 분석하였다. 당화온도를 $45^{\circ}C$에서 $75^{\circ}C$를 증가시킴에 따라 맥즙에 용출되어져 나오는 arabinoxylan의 함량은 약간 감소하는 경향을 보였다. 본 실험의 당화조건에서 적절히 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙과 덜 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙 간의 arabinoxylan 함량에서 큰 차이를 나타내지 않았다.
보리를 침맥한 후 5일 동안 발아하는 제맥과정 중에 arabinoxylan 함량의 변화를 측정하였다. 제맥과정 중 초기에 불용성인 보리의 arabinoxylan은 발아과정 중에 가용화됨에 따라 수용성 arabinoxylan의 함량이 약간 증가하는 추세를 보여주었다. 발아중인 보리의 수용성 arabinoxylan 부분은 $21^{\circ}C$ 추출온도에 비해 $45^{\circ}C$의 추출온도에서 보다 높은 함량 으로 나타났다. 발아시간에 따라 적절히 변형된 맥아(96시간 발아)와 덜 변형된 맥아(60시간 발아)를 선발하여 변형정도 에 따른 두 가지 맥아에 대하여 당화온도별로($45{\sim}75^{\circ}C$) 당 화 후 맥즙의 arabinoxylan 함량을 분석하였다. 당화온도를 $45^{\circ}C$에서 $75^{\circ}C$를 증가시킴에 따라 맥즙에 용출되어져 나오는 arabinoxylan의 함량은 약간 감소하는 경향을 보였다. 본 실험의 당화조건에서 적절히 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙과 덜 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙 간의 arabinoxylan 함량에서 큰 차이를 나타내지 않았다.
Barleys at different malting stages from steeping to 5 day germination were investigated for soluble, insoluble, and total arabinoxylans at three different extraction temperatures of 21, 45 and $65^{\circ}C$. Slight differences in total arabinoxylan levels in barleys were observed during ...
Barleys at different malting stages from steeping to 5 day germination were investigated for soluble, insoluble, and total arabinoxylans at three different extraction temperatures of 21, 45 and $65^{\circ}C$. Slight differences in total arabinoxylan levels in barleys were observed during malting stages. During germination, initially insoluble arabinoxylan could be more soluble, thus the solubilized arabinoxylan tended to increase until 4 day germination. The proportion of soluble arabinoxylan in germinating barleys was increased from ambient temp ($21^{\circ}C$) to 45 or $65^{\circ}C$. Two barley malt samples were selected at two different stages of germination, well-modified malt germinated for 96 hr and poorly-modified malt for 60 hr, and mashed isothermally at 45, 55, 65, or $75^{\circ}C$ for 2 hr. Increasing temperature over 45 to $75^{\circ}C$ slightly decreased the amount of arabinoxylan solubilized in wort. Arabinoxylan content of wort from well-modified malt was not significantly different from poorly- modified malt at all mashing temperatures.
Barleys at different malting stages from steeping to 5 day germination were investigated for soluble, insoluble, and total arabinoxylans at three different extraction temperatures of 21, 45 and $65^{\circ}C$. Slight differences in total arabinoxylan levels in barleys were observed during malting stages. During germination, initially insoluble arabinoxylan could be more soluble, thus the solubilized arabinoxylan tended to increase until 4 day germination. The proportion of soluble arabinoxylan in germinating barleys was increased from ambient temp ($21^{\circ}C$) to 45 or $65^{\circ}C$. Two barley malt samples were selected at two different stages of germination, well-modified malt germinated for 96 hr and poorly-modified malt for 60 hr, and mashed isothermally at 45, 55, 65, or $75^{\circ}C$ for 2 hr. Increasing temperature over 45 to $75^{\circ}C$ slightly decreased the amount of arabinoxylan solubilized in wort. Arabinoxylan content of wort from well-modified malt was not significantly different from poorly- modified malt at all mashing temperatures.
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문제 정의
본 연구에서는 보리의 제맥과정 중에 맥아 arabinoxylan 의 수용성, 불용성 및 총 arabinoxylan 함량을 분석하고 발아 기간에 따른 맥아의 변형정도가 당화온도별 맥즙 arabinoxylan의 함량에 미치는 영향을 조사하고자 하였다.
제안 방법
맥아는 Buhler Miag Disc mill(Brunswick, Germany)을 사용하여 fine 분쇄(2 mm)하였다(13). 당화는 Canongate CM-3당화조를 사용하여 45, 55, 65 또는 75oC에서 각각 2시간 동안 당화를 실행하였다(14). 즉, 분쇄된 맥아 50 g을 당화 비커에 넣고 증류수 200 mL를 첨가하여 각각의 당화온도에서 1시간 동안 당화시킨 후 100 mL의 증류수를 당화 비커에 추가로 넣고 1시간 동안 당화를 계속하였다.
당화를 위한 맥아시료로 발아 60시간과 96시간 경과된 두 가지 맥아를 선택하여 65oC에서 16시간 건조하였으며 건조 후 실온에서 냉각한 후 제근하여 정선된 맥아를 얻었다. 맥아는 Buhler Miag Disc mill(Brunswick, Germany)을 사용하여 fine 분쇄(2 mm)하였다(13).
즉, 분쇄된 맥아 50 g을 당화 비커에 넣고 증류수 200 mL를 첨가하여 각각의 당화온도에서 1시간 동안 당화시킨 후 100 mL의 증류수를 당화 비커에 추가로 넣고 1시간 동안 당화를 계속하였다. 당화를 종결시키고 15분간 냉각한 다음 비커 내용물의 무게가 450 g이 되도록 증류수를 추가하였으며, 이를 fluted filter paper로 여과하여 맥즙(wort)을 얻었다.
발아중인 보리의 수용성 arabinoxylan 부분은 21oC 추출온도에 비해 45oC의 추출온도에서 보다 높은 함량으로 나타났다. 발아시간에 따라 적절히 변형된 맥아(96시간 발아)와 덜 변형된 맥아(60시간 발아)를 선발하여 변형정도에 따른 두 가지 맥아에 대하여 당화온도별로(45～75oC) 당화 후 맥즙의 arabinoxylan 함량을 분석하였다. 당화온도를 45oC에서 75oC를 증가시킴에 따라 맥즙에 용출되어져 나오는 arabinoxylan의 함량은 약간 감소하는 경향을 보였다.
C에서 5일간 발아시켰다. 발아일수별로 발아중인 보리의 일부를 동결건조시킨 후 coffee grinder로 분쇄하여 60 mesh 체로 통과시킨 다음 arabinoxylan 분석을 위한 시료로 사용하였다.
보리를 침맥한 다음 5일 동안 발아시키는 제맥과정 중에 arabinoxylan 함량의 변화를 조사하였다. 21oC 추출온도에서 추출하였을 때 제맥과정 중의 보리의 총, 불용성 및 수용성 arabinoxylan 함량을 측정한 결과는 Fig.
보리를 침맥한 후 5일 동안 발아하는 제맥과정 중에 arabinoxylan 함량의 변화를 측정하였다. 제맥과정 중 초기에 불용성인 보리의 arabinoxylan은 발아과정 중에 가용화됨에 따라 수용성 arabinoxylan의 함량이 약간 증가하는 추세를 보여주었다.
보리와 맥아시료의 arabinoxylan 함량은 총 단당류를 측정함으로써 결정하였다. 단당류의 조성은 산 가수분해 후 각각의 단당류를 alditol acetate로 전환시킨 다음 gas chromatography에 의해 분석하였다(15).
88로 계산하였다(3). 보리와 맥아의 수용성 arabinoxylan 추출을 위해 시료를 튜브에 넣고 증류수를 1:30의 비율로 첨가한 후 진탕항온기에서 2시간 추출하였다. 추출 후 튜브를 3,000 rpm에서 5분간 원심분리한 후 상징액을 버려 수용성 arabinoxylan을 제거하였으며, 남은 침전물에 대해 arabinoxylan 함량을 측정하여 불용성 arabinoxylan 함량으로 구하였다.
추출 후 튜브를 3,000 rpm에서 5분간 원심분리한 후 상징액을 버려 수용성 arabinoxylan을 제거하였으며, 남은 침전물에 대해 arabinoxylan 함량을 측정하여 불용성 arabinoxylan 함량으로 구하였다. 수용성 arabinoxylan 함량은 총 arabinoxylan 함량에서 불용성 arabinoxylan 함량을 뺀 수치로 계산하였다. 한편 맥즙의 총 arabinoxylan 함량은 phloroglucinol 방법(16)에 의해 측정하였다.
제맥과정 중 보리의 불용성 arabinoxylan 함량은 수용성 arabinoxylan을 추출하여 제거한 후 분석하였으며 수용성 arabinoxylan 함량은 총 arabinoxylan 함량에서 불용성 arabinoxylan 함량을 뺀 수치로 계산하였다. 보리 원맥시료를 21oC에서 추출하였을 때 수용성 arabinoxylan의 함량은 1.
보리와 맥아의 수용성 arabinoxylan 추출을 위해 시료를 튜브에 넣고 증류수를 1:30의 비율로 첨가한 후 진탕항온기에서 2시간 추출하였다. 추출 후 튜브를 3,000 rpm에서 5분간 원심분리한 후 상징액을 버려 수용성 arabinoxylan을 제거하였으며, 남은 침전물에 대해 arabinoxylan 함량을 측정하여 불용성 arabinoxylan 함량으로 구하였다. 수용성 arabinoxylan 함량은 총 arabinoxylan 함량에서 불용성 arabinoxylan 함량을 뺀 수치로 계산하였다.
이론/모형
수용성 arabinoxylan 함량은 총 arabinoxylan 함량에서 불용성 arabinoxylan 함량을 뺀 수치로 계산하였다. 한편 맥즙의 총 arabinoxylan 함량은 phloroglucinol 방법(16)에 의해 측정하였다.
성능/효과
2, 3과 같다. 45oC에서 추출하였을 때 보리의 불용성 arabinoxylan 함량은 침맥 후 발아 1～3일까지 감소한 후 그 이후로 약간 증가하였지만 수용성 함량이 발아 4일까지 현저히 증가하여 21oC 추출온도에 비해 arabinoxylan 추출 용해성이 현저하게 증가함을 나타내 주었다. 한편 65oC 추출 온도에서 추출하였을 때 45oC에 비해 원맥, 침맥 후, 발아 1일까지는 수용성 arabinoxylan 함량이 높았으나 발아 2일 후부터는 수용성 함량이 다소 낮은 것으로 분석되었다.
발아시간에 따라 적절히 변형된 맥아(96시간 발아)와 덜 변형된 맥아(60시간 발아)를 선발하여 변형정도에 따른 두 가지 맥아에 대하여 당화온도별로(45～75oC) 당화 후 맥즙의 arabinoxylan 함량을 분석하였다. 당화온도를 45oC에서 75oC를 증가시킴에 따라 맥즙에 용출되어져 나오는 arabinoxylan의 함량은 약간 감소하는 경향을 보였다. 본 실험의 당화조건에서 적절히 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙과 덜 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙 간의 arabinoxylan 함량에서 큰 차이를 나타내지 않았다.
당화온도가 증가함에 따라 맥즙의 arabinoxylan 함량이 낮은 것은 높은 당화온도에서 solubilase complex의 일부가 그 활성을 잃기 때문으로 판단되었다. 또한 덜 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙의 arabinoxylan 함량은 각각 518, 516, 534 mg/L로 적절히 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙과 크게 차이를 보이지 않았다. 이와 대조적으로 맥즙의 β-glucan 함량의 경우에는 적절히 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙이 덜 변형된 맥아에 비해 β-glucan 함량이 현격히 낮은 것으로 보고된(21) 바 있으며 이는 적절히 변형된 맥아에서는 제맥과 당화과정 중에 endo-β-glucanase에 의한 β-glucan의 분해가 충분히 이루어졌기 때문으로(22) 본 실험의 arabinoxylan 함량과는 차이를 보여주었다.
제맥과정 중 초기에 불용성인 보리의 arabinoxylan은 발아과정 중에 가용화됨에 따라 수용성 arabinoxylan의 함량이 약간 증가하는 추세를 보여주었다. 발아중인 보리의 수용성 arabinoxylan 부분은 21oC 추출온도에 비해 45oC의 추출온도에서 보다 높은 함량으로 나타났다. 발아시간에 따라 적절히 변형된 맥아(96시간 발아)와 덜 변형된 맥아(60시간 발아)를 선발하여 변형정도에 따른 두 가지 맥아에 대하여 당화온도별로(45～75oC) 당화 후 맥즙의 arabinoxylan 함량을 분석하였다.
당화온도를 45oC에서 75oC를 증가시킴에 따라 맥즙에 용출되어져 나오는 arabinoxylan의 함량은 약간 감소하는 경향을 보였다. 본 실험의 당화조건에서 적절히 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙과 덜 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙 간의 arabinoxylan 함량에서 큰 차이를 나타내지 않았다.
적절히 변형된 맥아와 덜 변형된 맥아를 45oC에서 당화시켜 제조한 맥즙에서 arabinoxylan 함량이 각각 728, 663 mg/L로 적절히 변형된 맥아에서 그 함량이 높았으며, 이는 적절히 변형된 맥아에서 활성화된 solubilase complex에 의해 가용화된 arabinoxylan의 함량이 높았기 때문으로 판단되었다. 당화온도가 55, 65, 75oC로 증가함에 따라 적절히 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙의 arabinoxylan 함량은 각각 561, 557, 522 mg/L였다.
5%로 총 arabinoxylan의 28%가 수용성 부분이었으며 나머지 대부분은 불용성인 형태로 존재하였다. 침맥 후와 발아 1일까지 수용성 arabinoxylan의 함량은 약간 감소하였으나 발아가 2～5일까지 진행되면서 불용성 arabinoxylan의 함량은 감소하는 반면 수용성 arabinoxylan의 함량은 약간 증가하는 추세를 보여주었다. 발아과정 중에 수용성 arabinoxylan의 함량이 증가하는 것은 solubilase의 활성 때문(17,18)으로 추측되었다.
45oC에서 추출하였을 때 보리의 불용성 arabinoxylan 함량은 침맥 후 발아 1～3일까지 감소한 후 그 이후로 약간 증가하였지만 수용성 함량이 발아 4일까지 현저히 증가하여 21oC 추출온도에 비해 arabinoxylan 추출 용해성이 현저하게 증가함을 나타내 주었다. 한편 65oC 추출 온도에서 추출하였을 때 45oC에 비해 원맥, 침맥 후, 발아 1일까지는 수용성 arabinoxylan 함량이 높았으나 발아 2일 후부터는 수용성 함량이 다소 낮은 것으로 분석되었다. 이와 같이 발아후기에 65oC에서 용출되어지는 수용성 arabinoxylan의 함량이 다소 떨어진 이유는 추출 시 전분의 호화개시와 함께 당화에 의한 α-glucan의 방출이 arabinoxylan의 추출에 다소 장애요인으로 작용하였기 때문으로 생각되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
맥아에 존재하는 arabinoxylan은 어떤 문제점을 야기시키는가?
보리 arabinoxylan의 일부는 세포벽으로부터 가용화 되어지지만 arabinoxylan을 분해하는 효소들이 종종 발아과정 후기에 늦게 생성됨에 따라(6,7) arabinoxylan이 전 양조 과정을 통해 분해되지 않고 여전히 높은 함량으로 남아 최종 맥주제품에 남게 될 수 있다. 맥아에 존재하는 arabinoxylan은 β-glucan과 함께 맥주 양조 시 맥즙수율을 떨어뜨리고 높은 점도로 인해 맥즙과 최종 맥주의 여과를 어렵게 하며 맥주에서 haze 형성 등의 문제점을 야기하는 것으로 알려져 있다(8,9). 제맥과정 중에서 맥아 세포벽의 변형정도는 당화 시에 맥즙수율에 영향을 미치며 맥즙과 최종적으로 맥주의 β-glucan 및 arabinoxylan의 함량과 관련이 있는 것으로 알려져 있다(10).
보리의 세포벽은 어떻게 구성되어 있는가?
보리의 배유 세포벽에는 β-glucan(～70%)과 arabinoxylan(～20%), 그리고 호분층 세포벽에는 arabinoxylan(～65%)과 β-glucan(～25%)의 이들 두 가지 다당류가 주성분으로 구성되어 있으며 나머지 세포벽 물질은 미량의 cellulose, glucomannan, 단백질, acetyl group, phenolic constituents 등으로 구성되어 있다(1). 보리는 약 4～8%의 총 arabinoxylan 함량을 함유하고 있으며 그 함량은 유전 및 환경적인 영향을 받는 것으로 알려져 있다(2,3).
맥아시료의 당화 온도에 따라 arabinoxylan 함량은 어떻게 변화하였는가?
적절히 변형된 맥아와 덜 변형된 맥아를 45oC에서 당화시켜 제조한 맥즙에서 arabinoxylan 함량이 각각 728, 663 mg/L로 적절히 변형된 맥아에서 그 함량이 높았으며, 이는 적절히 변형된 맥아에서 활성화된 solubilase complex에 의해 가용화된 arabinoxylan의 함량이 높았기 때문으로 판단되었다. 당화온도가 55, 65, 75oC로 증가함에 따라 적절히 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙의 arabinoxylan 함량은 각각 561, 557, 522 mg/L였다. 당화온도가 증가함에 따라 맥즙의 arabinoxylan 함량이 낮은 것은 높은 당화온도에서 solubilase complex의 일부가 그 활성을 잃기 때문으로 판단되었다. 또한 덜 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙의 arabinoxylan 함량은 각각 518, 516, 534 mg/L로 적절히 변형된 맥아로부터 얻은 맥즙과 크게 차이를 보이지 않았다.
참고문헌 (22)
Fincher GB. 1975. Morphology and chemical composition of barley endosperm cell walls. J Inst Brew 81: 116-122
Lethonen M, Aikasalo R. 1987. Pentosans in barley varieties. Cereal Chem 64: 133-134
Henry RJ. 1986. Genetic and environmental variation in the pentosan and ${\beta}$ -glucan contents of barley and their relation to malting quality. J Cereal Sci 4: 269-277
Voragen AGJ, Schols HA, Marius J, Rombouts FM, Angelino SAGF. 1987. Non-starch polysaccharides from barley: structural features and breakdown during malting. J Inst Brew 93: 202-208
Edney MJ, LaBerge DE, Langrell DE. 1998. Relationships among the $\beta$ -glucan contents of barley, malt, malt congress extract, and beer. J Am Soc Brew Chem 56: 164-168
American Society of Brewing Chemists. 1992. Methods of Analysis. 8th ed. Malt-4. The ASBC, St. Paul, MN
European Brewery Convention. 1998. Analytica-EBC. 5th ed. Fachverlag Hans Carl, Nurnberg, Germany
Blakeney AB, Harris PJ, Henry RJ, Stone BA. 1983. A simple and rapid preparation of alditol acetates for monosaccharide analysis. Carbohyd Res 113: 291-299
Aman P, Graham H. 1987. Analysis of total and insoluble mixed-linked ( $1{\to}3$ ),( $1{\to}4$ )- $\beta$ -D-glucans in barley and oats. J Agric Food Chem 35: 704-709
Lee YT. 2008. Effects of malt modification on ${\beta}$ -glucan solubility and beer viscosity. Korean J Food Sci Technol 40: 360-363
Wang J, Zhang G, Chen J, Wu F. 2004. The changes of ${\beta}$ -glucan content and ${\beta}$ -glucanase activity in barley before and after malting and their relationships to malt qualities. Food Chem 86: 223-228
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