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문제 정의
- 양조주의 유효성분정량에 관한 연구로는 백포도주의 페놀류 함량(12), 침출기간에 따른 작약과 당귀의 지표성분 분석(13), 도토리 약주의 탄닌 성분(14), 알로에 발효주의 barbaloin 함량 등이 보고(15)되어 있지만 연구가 매우 미흡한 실정이며 올방개를 이용한 술 제조에 관한 연구는 전혀 보고된 바 없다. 본 실험은 부존자원의 고효율 에너지 자원화가 필요한 시점에서 멥쌀과 올방개를 첨가하여 전통술의 특성을 살리면서 올방개의 약리작용으로 건강지향성 술로 개발함과 동시에 올방개의 이용성을 증대시켜 현대인의 기호도에 맞는 저알콜 고급 농도주를 개발코자 올방개의 첨가량을 달리하여 약주를 제조, 그 특성을 조사하였다.
제안 방법
- 그리고 미리 제조한 주모를 담금 원료 전체량의 5%정도 가하고 올방개를 원료 쌀량에 대하여 10～50% 되게 증자한 후 잘 혼합하여 25°C에서 48시간 발효하였다.
- 발효가 완료된 술덧을 100 mL를 취하여 정량용 여과지(Toyo No.5)로 여과한 후 50 mL를 취하여 rotary evaporator 상에서 45°C로 감압농축하고 증류수를 가하여 50 mL로 정용한 후 sep-pak을 통과시켜 HPLC(Hewlett Packard 1100 series, USA)로 분석하였다(18).
- 발효가 완료된 술덧을 일정량 취하여 정량용 여과지(Toyo No.5)로 여과한 후 여과술덧 10 mL를 200 mL 공전 삼각 flask에 취하고 여기에 10% TCA용액 60 mL를 가하여 약 1분간 진탕한 후 300 rpm에서 상등액을 일정량 취하여 rotary evaporator 상에서 40°C정도의 온도로 감압농축하고 TCA를 날려 보낸 다음 건고된 시료에 0.02 N-HCl 10 mL 가하여 용해한 후 아미노산 자동분석기(Amino acid auto analyzer, Hitachi Model 835)를 이용하여 분석하였다(18).
- 발효 후 여과된 술덧에서 휘발성 향기성분을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 올방개 함량별 술 담금 된 제품을 흡착법(SPME: Solid Phase Micro Extraction)을 이용하여 비극성 fiber인 PDMS(polydimethyl syloxane)로 head space 부분의 향기성분을 20분간 흡착하게 한 뒤 GC로 분석하였다. 약주 술덧의 향기성분으로 모두 10종이 검출 되었다.
- 와 Rhizopus sp.의 누룩과 효모(Saccharomyces cerevisiae)로 접종한 후, 올방개의 함량을 0, 10, 20, 30, 40, 50%로 담금하여 얻은 술덧의 성분과 향기성분 그리고 관능검사로 비교한 결과는 다음과 같다. 술덧의 주정도는 발효 3～5일 사이에 가장 많은 알코올 발효가 일어나 15.
- 일반미를 평량하고 수세한 후 지하수에 4시간 침지하여 1시간가량 물 빼기를 한 후 광목에 싸서 스팀 증자기에 넣고 증기가 나온 후부터 약 30분간 증자하여 실온으로 냉각시킨 후 1단 담금을 실시하였다. 즉 10 L정도의 유리병에 고두밥과 원료 쌀의 4%의 개량누룩, 가수량은 150%의 물을 첨가하였다.
- 일반미를 평량하고 수세한 후 지하수에 4시간 침지하여 1시간가량 물 빼기를 한 후 광목에 싸서 스팀 증자기에 넣고 증기가 나온 후부터 약 30분간 증자하여 실온으로 냉각시킨 후 1단 담금을 실시하였다. 즉 10 L정도의 유리병에 고두밥과 원료 쌀의 4%의 개량누룩, 가수량은 150%의 물을 첨가하였다. 그리고 미리 제조한 주모를 담금 원료 전체량의 5%정도 가하고 올방개를 원료 쌀량에 대하여 10～50% 되게 증자한 후 잘 혼합하여 25°C에서 48시간 발효하였다.
- 발효가 완료된 술덧을 100 mL 취하여 증류기를 이용하여 약 80 mL를 받은 다음 증류수를 가하여 100 mL로 보정하였다. 증류된 술덧액을 gas chromatography(Hewlett Packard 5890 series Ⅱ, USA)를 이용하여 분석하였다(18). 휘발성성분들은 capillary column(Stabilwax 30 m×0.
대상 데이터
- Injection port와 detection port의 온도는 모두 200°C로 설정하였으며 이송기체는 헬륨을 사용하였다.
- 균주와 밀을 조분쇄한 배지에 3:1의 비율로 섞어 가락 성형을 한 후 30～35°C에서 72시간 발효하여 건조한 개량누룩(한국효소제품)을, 주모 제조용 효모는 건조효모(Saccharomyces cerevisiae, Saf Instant yeast Co., France)를 구입하여 실험에 사용하였다.
- 5)로 여과한 후 50 mL를 취하여 rotary evaporator 상에서 45°C로 감압농축하고 증류수를 가하여 50 mL로 정용한 후 sep-pak을 통과시켜 HPLC(Hewlett Packard 1100 series, USA)로 분석하였다(18). 분석조건 중 column은 Ion pak KC-811을 사용하였고, flow rate와 mobile phase는 각각 0.8 mL/min와 0.1% H3PO4을 사용하였으며 detector는 RI였다.
- 양조용 원료 쌀은 시판 일반미(2000년산 김포미 RPC구입)를 구입하여 사용하였고, 올방개(Eleocharis kuroguwai Ohwi)는 2006년 3월 하순에 채취한 근경을 이물질을 제거한 후 세척하여 비닐 밀봉한 다음 0 °C±1의 냉장고에 보관하면서 공시재료로 이용하였다.
이론/모형
- 올방개주 제조에 사용된 일반미와 올방개 원료의 수분은 105°C 열풍건조법으로, 조단백질은 Macro(염입식) Kjeldahl 방법으로 분석(16)하였으며, 조지방은 Soxhlet 추출법으로 분석하고 탄수화물은 Somogy변법으로, 회분은 550°C 회화법으로 각각 정량하였다.
- 증류액이 약 70 mL가 되면 증류를 중지하고 물을 가하여 100 mL로 정용한 다음 잘 흔들어 실온에서 주정계를 사용하여 그 표시도를 읽어 Gay-Lussac표로서 15°C로 보정하여 알코올 함량을 측정하였다(17).
성능/효과
- 각 술덧별 주요 아미노산은 알라닌, 프롤린, 히스티딘, 페닐알라닌, 라이신, 글루타믹산 등이었으며 총 17종이 검출되었고 올방개 20% 첨가한 술덧에서 총 아미노산이 341.1±30.7 mg%로 가장 많은 양이 검출되었다.
- 2×108 cells/mL가 검출되었다. 각 술덧별 향기성분은 흡착법(SPME)으로 분석한 결과 10종이 검출되었으며, 주요 향기성분은 에틸아세테이트, 이소아밀알코올, 이소뷰틸알코올로 올방개 20% 술덧에서 향기성분이 높게 검출되었다.
- 각 실험구별 아미노산량은 올방개가 전혀 첨가되지 않은 술덧이 233.9±18.7 mg%, 10%인 술덧이 238.4±21.5 mg%, 20%인 실험구는 341.1±30.7 mg%, 40%와 50%인 실험구는 각각 171.2±17.9 mg%, 202.5±20.3 mg%로 나타나 총 아미노산 함량은 필수아미노산 함량과 마찬가지로 올방개 20% 실험구가 가장 많았으며 올방개 40% 실험구가 가장 적었다.
- 글루코오스가 가장 높은 술덧은 올방개 0% 함유일 때, 수크로오스는 올방개 20% 술덧이, 말토오스는 올방개 40% 함량일 때 가장 높은 분석결과를 얻었으며 총 유리당 분석결과 0%>40%>50%>30%>20%>10% 순이며 범위는 0.11±0.02～0.11±0.02%로 나타났다.
- 1C에 제시되었다. 담금 3일 후 측정한 각 술덧의 아미노산도는 올방개 0, 10, 20% 실험 구가 0.15를 나타내었으며 30, 40, 50% 실험구가 0.10을 나타내어 올방개 함량이 증가 시 아미노산도는 다소 감소하는 경향을 보였다. 또한 발효시간이 경과될수록 아미노산도는 증가하였으며 발효 4～6일 사이에 가장 많은 증가를 보였고 담금 7일에는 올방개를 첨가하지 않은 대조구가 1.
- 0%로 가장 높았다. 담금 4일 후부터 5일 후까지 알코올 발효작용이 가장 활발하게 일어나서 5일후의 알코올 함량은 10.5～11.8%로 나타났으며 역시 올방개 10% 함유 실험구가 11.8%로 가장 높게 나타났다. 발효말기인 담금 7일에 각 술덧의 알코올 농도는 대조구와 올방개 10% 실험구가 16.
- 1B) 변화를 측정한 결과는 다음과 같다. 담금 직후 술덧의 pH는 3.98～4.68의 범위였고 담금 3일후에 pH가 급격히 증가하여 4.35～4.70로 나타났으며, 올방개 함량이 10%인 실험구가 pH 4.35로 가장 낮았고 그 다음이 올방개 함량 20% 실험구로 pH 4.42 올방개 함량 50% 실험구가 pH 4.70으로 가장 높았다. 담금 직후부터 발효 종료 기간까지 pH가 꾸준히 증가하여 4.
- 10을 나타내어 올방개 함량이 증가 시 아미노산도는 다소 감소하는 경향을 보였다. 또한 발효시간이 경과될수록 아미노산도는 증가하였으며 발효 4～6일 사이에 가장 많은 증가를 보였고 담금 7일에는 올방개를 첨가하지 않은 대조구가 1.1, 10%실험구가 1.2, 20% 실험구가 1.2로 올방개 함량 10%, 20%실험구가 가장 높았고 30% 실험구는 1.0, 40%, 50% 실험구는 0.9를 나타내었다. Jeung과 Jeung(21)은 저온에서보다 고온에서 아미노산도가 높았다고 하여 술덧 중 아미노산의 변화는 발효온도와 관계가 깊다고 하였다.
- 또한 올방개의 지방과 단백질 함유량은 각각 0.06±0.00%, 1.74±0.10%를 함유하고 있어 쌀의 지방 함유량 1.24±0.10%, 단백질함유량 8.02±0.32%보다 낮았다.
- 올방개를 함유한 약주 술덧을 HPLC로 아미노산을 분석한 결과는 Table 6과 같이 모두 17종이 검출되었다. 모든 실험구에서 글루타믹산, 알라닌, 페닐알라닌, 프롤린의 함량이 높았다. 필수아미노산인 메티오닌, 트로오닌, 발린, 이소 루이신, 루이신, 페닐알라닌, 라이신, 히스티딘, 아르기닌 등 9종의 우수 아미노산이 다량 검출되었으며 특히 올방개 함량 20%인 술덧에서 가장 높은 함량의 아미노산이 검출되어 향기분석 결과와 같은 20% 함량의 올방개 술덧이 영양학적으로 우수하였다.
- 8%로 가장 높게 나타났다. 발효말기인 담금 7일에 각 술덧의 알코올 농도는 대조구와 올방개 10% 실험구가 16.4%로 가장 높은 알코올을 생산하였고 올방개 20, 30, 40, 50% 첨가구는 각각 16.2, 16.0, 15.6, 15.3%로 알코올 함량의 변화를 보였다. 일반 탁주 발효의 경우 담금 4～7일 후에 알코올 생성량이 급격히 증가 또는 최고치에 도달한다는 보고(22)와 같이 발효기간 동안의 알코올 생산에서 담금 3～5일 사이에 가장 많은 알코올 발효가 일어났으며 발효온도에서도 이 기간의 품온이 높았던 것과도 같은 경향을 보였다.
- 의 누룩과 효모(Saccharomyces cerevisiae)로 접종한 후, 올방개의 함량을 0, 10, 20, 30, 40, 50%로 담금하여 얻은 술덧의 성분과 향기성분 그리고 관능검사로 비교한 결과는 다음과 같다. 술덧의 주정도는 발효 3～5일 사이에 가장 많은 알코올 발효가 일어나 15.3～16.4%로 나타냈으며 올방개가 10% 함유한 실험구가 16.4%로 가장 높았으며, 올방개의 함량이 증가할수록 주정도가 낮아져 50% 올방개 약주의 주정도는 15.3%였다. 아미노산도는 0.
- 3%였다. 아미노산도는 0.90～1.20%이었으며, 올방개 10%와 20% 첨가구에서 아미노산도가 1.20%로 가장 높았으며, 환원당은 올방개 10%일 때 8.2로 가장 낮았고, 이는 올방개의 함량이 증가할수록 점점 높아졌다. 올방개를 첨가한 술덧의 유기산은 구연산, 호박산, 사과산, 초산이 검출되었으며 초산 함량이 160.
- 7일간 발효 후 술덧에 함유되어 있는 유기산을 분석한 결과는 Table 3과 같다. 약주 술덧의 유기산을 HPLC로 분석한 결과는 구연산, 호박산, 사과산, 초산이 검출되었다. 이중 초산 함량이 가장 높았으며, 특히 올방개를 첨가하지 않은 대조구에서 가장 높게 검출되었다.
- 올방개 함량별 술 담금 된 제품을 흡착법(SPME: Solid Phase Micro Extraction)을 이용하여 비극성 fiber인 PDMS(polydimethyl syloxane)로 head space 부분의 향기성분을 20분간 흡착하게 한 뒤 GC로 분석하였다. 약주 술덧의 향기성분으로 모두 10종이 검출 되었다. 올방개 함량에 따른 술덧의 향기성분 중 아세트알데히드의 함량은 2.
- 에틸아세테이트는 본 실험의 모든 실험구에서 가장 많은 양이 검출되어 좋은 향기의 약주라 판단되며 이소부틸아세테이트는 2.31±0.18～3.34±0.23 ppm 범위였으며, 올방개 10% 함유일 때 가장 높은 수치를 나타냈다.
- 올방개 함량에 따른 술덧의 향기성분 중 아세트알데히드의 함량은 2.44±0.21～6.90±0.48 ppm의 범위로 올방개 50%에서 가장 높았으며, 에틸아세테이트는 322.4±22.6～370.9±33.4 ppm이 검출되었다.
- 올방개를 첨가한 술덧의 유기산은 구연산, 호박산, 사과산, 초산이 검출되었으며 초산 함량이 160.3±8.0～253.3±20.3 mg/100 mL로 가장 많이 검출되었다.
- 52%였다. 이상의 실험에서 발효기간 중 담금 3일에 환원당의 함량이 높았던 것은 누룩 미생물에 의해 분비된 아밀레이스에 의해 전분이 많이 분해된 결과로 환원당 함량이 높았으며, 담금 3～4일 후부터는 알코올 생산량이 급격히 많아지면서 상대적으로 환원당이 효모에 의해 알코올발효에 이용되면서 환원당의 함량이 낮아진 것으로 생각된다. 이상의 결과는 Kim(22)의 탁주 제조 중 당류의 소장(消長)에 관한 연구에서 총당과 환원당은 담금 3일 후부터 급격히 감소하는 반면 알코올의 생성량은 현저하게 증가한다는 보고와 일치하였다.
- 약주 술덧의 유기산을 HPLC로 분석한 결과는 구연산, 호박산, 사과산, 초산이 검출되었다. 이중 초산 함량이 가장 높았으며, 특히 올방개를 첨가하지 않은 대조구에서 가장 높게 검출되었다. Kim(22)의 탁주 양조 중 소장에 관한 연구 결과에 의하면 곡자의 유기산은 푸마르산, 초산, 호박산, 사과산, 옥살산이었으며, 술덧의 중요한 유기산으로서는 젖산, 호박산, 초산이라고 보고한 내용과 본 실험은 유사한 유기산 조성을 함유하였다.
- 86으로 나타났다. 적정산도의 변화에서는 담금 2일후 산도가 급격히 증가하는 추세를 보였으며, 담금 5일후까지 꾸준한 증가를 보이다가 발효 종료 시점에서는 3.3～3.8의 산도를 보였다. 한편 적정산도는 발효 전 기간을 통하여 계속 증가하였으나 발효 6일째부터 서서히 감소하였다.
- Kim(22)의 탁주 양조 중 소장에 관한 연구 결과에 의하면 곡자의 유기산은 푸마르산, 초산, 호박산, 사과산, 옥살산이었으며, 술덧의 중요한 유기산으로서는 젖산, 호박산, 초산이라고 보고한 내용과 본 실험은 유사한 유기산 조성을 함유하였다. 전체적 분석결과를 고찰해 보면 올방개의 함량이 20%인 실험구에서 유기산 함량이 다양하며 가장 높게 나타났다.
- 총유기산은 20% 술덧이 330.9±28.6 mg/100 mL로 가장 높게 확인되었으며 50% 술덧이 17.14±9.3 mg/100 mL로 가장 낮게 분석되었다.
- 모든 실험구에서 글루타믹산, 알라닌, 페닐알라닌, 프롤린의 함량이 높았다. 필수아미노산인 메티오닌, 트로오닌, 발린, 이소 루이신, 루이신, 페닐알라닌, 라이신, 히스티딘, 아르기닌 등 9종의 우수 아미노산이 다량 검출되었으며 특히 올방개 함량 20%인 술덧에서 가장 높은 함량의 아미노산이 검출되어 향기분석 결과와 같은 20% 함량의 올방개 술덧이 영양학적으로 우수하였다. 조미성분으로 중요한 글리신과 알라닌은 전체적으로 볼 때 알라닌이 글리신보다 더 많은 함량을 차지하고 있어 이는 Jhun(25)이 보고한 율무탁주와 같은 분석 결과를 나타냈으며, 또한 Lee(19)의 보고에 의하면 약주의 주 아미노산은 아르기닌, 알라닌, 글루타믹산, 세린, 글리신인데 반하여 올방개 약주의 주 아미노산은 알라닌, 플로린, 히스티딘, 페닐알라닌, 라이신, 글루타믹산으로 다소 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 2A와 같다. 환원당은 담금 3일후에 3.73～4.48%로 전발효기간 중 가장 높았으며 그중에서 올방개 함량 20% 실험구가 4.48%로 높았고 올방개 함량 30% 실험구가 3.73%로 가장 낮았다. 담금 4일후부터 점점 감소하여 담금 7일에서는 올방개 함량 0, 10, 20, 30, 40, 50% 실험구에서 각각 0.
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