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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 100% 오디 와인의 제조를 위한 효모 선발, 보당 함량 등 최적 발효 조건을 선정하였으며, 발효 중 이화학적 특성 및 anthocyanin 함량의 변화를 조사하였다.
제안 방법
- 여과액은 35oC에서 감압농축한 후 ethylether: hexane(1 : 6,v/v)용액으로 지질성분을 2회 제거하였다. 지질이 제거된 추출물의 색소 함량은 HPLC로 분석하였으며, 표준물질로는 cyanidin-3-glucoside와 cyanidin-3-rutinoside(Genay France Co., France)를 시"용하였다. Anthocyanin 색소의 함량을 측정하기 위한 HPLC 분석조건은 Table 4와 같다.
- 즉 수분은 105oC 상압가열건조법, 조회분은 550oC 직접 회화법, 조단백질은 kjeldahl 법, 조지방은 soxhlet 추출법으로 분석하였고, 탄수화물은 100에서 수분, 조회분, 조단백질, 조지방함량을 뺀 값으로 정하였다. 가용성 고형분 함량(%)은 오디를 착즙하여 얻은 착즙액을 굴절당도계(Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다(20). pH는 pH meter(model 520A, Orion, Waltham, MA USA)를 이용하여 측정하고, 적정산도는 0.
- 즉 마쇄한 오디와 오디 와인 10g에 75% 에탄올 150mL를 넣고 1시간 동안 환류냉각 추출 (85oC) 한 후 여과, 감압농축하였다. 농축물에 증류수를 가해 전량을 100mL로 보정 하고, 0.45 μm membrane fil- ter(Millipore Co., Bedford, MA, USA)로 여과시킨 다음 Sep-pak C18 cartridge (Waters Oasis, Milfort, MA, USA)로 색소를 제거하고 high performance liquid chromatography(HPLC)로 분석하였다 (Table 1).
- 오디 마쇄액에 K2S2O5 200 ppm을 처리하고, 설탕으로 24 °Brix 로 보당하였다. 보당 처리 후 500 mL 삼각 플라스크에 200 mg 나누어 담고, Sc-24 효모 배양액을 3%(v/v)씩 접종하고 15, 20 및 26oC의 항온기에서 10일간 발효하였다.
- 24, 26, 28, 30 oBrix가 되도록 보당하였다. 보당 후 500mL 삼각 플라스크에 200 mL씩 나누어 담고, Sc-24 효모 배양액을 3%(v/v)씩 접종하여, 26oC에서 8일간 발효하면서 발효특성을 조사하였다.
- 22로 다소 낮게 나타났다. 에탄올 생성량, 적정산도 및 적색도 등을 고려하여 향후 시험은 24Brix에서 실시하였다.
- 오디 마쇄액에 K2S2O5 200ppm을 처리하고, 설탕을 첨가하여 각각 24, 26, 28, 30 oBrix가 되도록 보당하였다. 보당 후 500mL 삼각 플라스크에 200 mL씩 나누어 담고, Sc-24 효모 배양액을 3%(v/v)씩 접종하여, 26oC에서 8일간 발효하면서 발효특성을 조사하였다.
- 오디 발효주를 제조하기 위한 알코올 생성력과 색상이 우수한 효모를 선발하기 위해 24 Brix로 보당한 오디 마쇄액에 4종의 효모를 접종하여 26oC에서 8일간 배양하면서 발효 특성을 조사하였다 (Table 7).
- oBrix로 보당하였다. 전라북도 생물산업진흥원(전주, 전북)에서 분양 받은 Saccharomyces cerevisiae KCCM 12224(Sc-24), Whisky yeast(Wy), Biocon(Bc) 효모와 Wg-15 효모(가정에서 만든 머루주에서 분리한 효모)를 nutrient broth(Oxoid, Hampshire England)에 접종하여 26oC에서 24시간 동안 증식시킨 효모 배양액을 3%(v/v)씩 접종하여 26oC에서 8일간 배양하면서 발효 특성을 조사하였다.
- 후 분석하였다. 즉 발효주 100mL에 증류수 30mL를 넣고 heating mantle에서 가열하여 메스실린더에 증류액 80 mL을 취하고, 증류수를 넣어 전량을 100mL로 정용한 후 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였으며, 그 분석 조건은 Table 3과 같다.
대상 데이터
- 60으로서 다른 균주보다 높은 값을 나타내어 더 붉은 색을 나타내었다. 실험 결과 4 균주 모두 정상적인 발효에는 아무런 문제가 없는 것으로 판단되었으나, 본 실험에서는 에탄올 생성량이 가장 높고 적색도가 우수한 Sc-24 균주를 선발하여 오디 발효주 제조 시험에 사용하였다.
- 전북 진안군에서 2005년에 생산된 청일 품종의 오디(Mulberry, Morus alba를 -20oC 냉동고에 저장하면서, 동결된 오디를 실온에서 자연 해동시키고 blender(Waring, Torrington, CT, USA)를 이용하여 마쇄한 후 오디 발효주 제조 시험에 사용하였다.
데이터처리
- 실험 데이터는 SAS(statistical analysis system) 통계 package (23)를 이용하여 평균 및 표준편차를 구하였으며, ANOVA 분석 Duncans multiple range test로 유의성을 검증하였다. 모든 분석 항목은 3회 반복 시험하여 평균과 표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- 오디 와인의 anthocyanin 색소 성분은 Kim 둥(3)의 방법에 따라 분석하였다. 즉 시료 10 g을 1% HCl을 함유한 메탄올에 넣고 4oC에서 24시간 동안 추출한 후, Buchner fnnel로 흡인여과 하였다.
- 오디 와인의 에탄올 및 메탄올 함량은 증류법으로 시료를 전처리(22)한 후 분석하였다. 즉 발효주 100mL에 증류수 30mL를 넣고 heating mantle에서 가열하여 메스실린더에 증류액 80 mL을 취하고, 증류수를 넣어 전량을 100mL로 정용한 후 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였으며, 그 분석 조건은 Table 3과 같다.
- 오디와 오디 와인의 일반성분은 AOAC 방법(19)에 준하여 분석하였다. 즉 수분은 105oC 상압가열건조법, 조회분은 550oC 직접 회화법, 조단백질은 kjeldahl 법, 조지방은 soxhlet 추출법으로 분석하였고, 탄수화물은 100에서 수분, 조회분, 조단백질, 조지방함량을 뺀 값으로 정하였다.
- 유기산은 유리당과 같이 처리하여 Jeong 등의 방법(20)과 같은 조건으로 분석하였다(Table 2).
- 유리당은 Jeong 등의 방법(20)에 따라 분석하였다. 즉 마쇄한 오디와 오디 와인 10g에 75% 에탄올 150mL를 넣고 1시간 동안 환류냉각 추출 (85oC) 한 후 여과, 감압농축하였다.
- 즉 수분은 105oC 상압가열건조법, 조회분은 550oC 직접 회화법, 조단백질은 kjeldahl 법, 조지방은 soxhlet 추출법으로 분석하였고, 탄수화물은 100에서 수분, 조회분, 조단백질, 조지방함량을 뺀 값으로 정하였다. 가용성 고형분 함량(%)은 오디를 착즙하여 얻은 착즙액을 굴절당도계(Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다(20).
성능/효과
- 59% 로 약간 증가하였는데 이는 sucrose의 가수분해에 의해 전환된 것으로 판단되며, 발효 4일 이후 급격히 감소하였다. Glucose 함량은 발효 초기 6.53%에서 발효 4일째 0.22%로 급격한 감소를 나타냈으며, 발효 8일부터는 검출되지 않았다. 이상의 실험결과를 통해, 오디 와인 발효에 있어 효모의 발효에 이ucose가 fructose 보다 먼저 이용된 것으로 판단된다.
- 와인 제조시 citric acid와 malic acid는 맛에 중요한 성분으로 citric acid는 와인의 향에 신선함을 증가시키고, malic acid는 와 인의 신맛을 부드럽게 해 주지만 많은 양이 존재 할 경우 풋내 를 증가시키기도 한다(32). 그러나 본 실험 결과, 발효 종료 후 citric acid와 malic acid가 각각 0.41%와 0.21%로 와인의 향과 맛 에 있어 신선하고 부드러운 풍미를 나타내었다.
- 11%로 나타났다(Table 5). 대륙 뽕과 국상 20호 품종(15은 각각 수분 83.13과 83.44%, 조단백 1.99와 1.98% 이었으며, 청일뽕의 성분(18은 수분 85.7%, 단백질 2.1%, 지방 0.2%, 탄수화물 11.2%, 회분 0.8%로 조사되어 본 실험과 비슷한 값을 보였다. 또한 재래종과 개량종 오디(24)는 각각 수분 84.
- 이상의 결과를 통해, 15oC 발효의 경우 발효 초기에 효모의 생 육이 저해를 받아 에탄올이 느리게 생성되었으며, 20oC와 26oC 의 경우 에탄올 생성이 급격하게 이루어져 발효 4일에 거의 종 료된 것으로 판단되었다. 따라서 에탄올 생성량과 적색도가 우수한 26oC가 오디 와인을 발효하기에 적합한 온도로 판단되었으며, 에탄올 생성량과 잔류당 함량이 거의 변하지 않는 8일 동안 발 효하는 것이 적합한 것으로 판단되었다.
- 발효 기간 중 C-3-Re C-3-G보다 적게 감소하였으며, C-3-G의 발효 안정성이 C-3-R보다 떨어지는 것으로 판단되었다. 발효 기간 동안 총 anthocyanin 함량은 발효 2일째 급격한 감소를 보였으며 이후 점차 감소하는 경향을 나타 냈으며, 이는 주로 C-3-G의 감소에 의한 영향인 것으로 판단된다. 총 anthocyanin 색소의 함량이 감소한 결과는 26oC에서 발효 시 발효 기간 중 적색도가 크게 감소한 것으로 나타난 결과(Table 9)와 일관된 경향을 나타냈다.
- 53mg%를 나타냈다. 발효 기간 중 C-3-Re C-3-G보다 적게 감소하였으며, C-3-G의 발효 안정성이 C-3-R보다 떨어지는 것으로 판단되었다. 발효 기간 동안 총 anthocyanin 함량은 발효 2일째 급격한 감소를 보였으며 이후 점차 감소하는 경향을 나타 냈으며, 이는 주로 C-3-G의 감소에 의한 영향인 것으로 판단된다.
- 발효 기간 중 malic acid가 감소하는 경향 은 와인 제조 시 일반적인 현상이며, malolactic fermentation 과정을 거치면서 감소된 것으로 판단된다(31). 발효 기간 중 malic acid의 함량 감소는 적정산도의 감소(Fig. 1)에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. Lactic acid는 발효 초기 0.
- 일반적으로 발효 온도가 높으면 무살균 처리한 오디즙 중의 유 산균 등이 생육이 촉진되어 이상 발효가 일어나고 지나치게 발효 온도가 낮으면 효모의 생육이 저해를 받아 에탄올 생성 수율 이 낮아진다(29). 본 실험결과는 분리한 S. cerevisiae 9균주를 이용하여 24 oBrix, 25oC에서 10일간 발효한 오디 와인의 알코올 함량이 8.0-11.0%라고 보고한 결과(18)와 비슷하거나 약간 높았다.
- 72%를 나타내어 pH 결과와 비슷한 경향을 보였다. 에탄올 생성량은 24, 26, 28, 30 o Brix로 설탕 첨가 농도가 증가할수록 각각 11.7, 12.8, 13.7, 14.4%로 증가하였다. 발효성 당의 에탄올로 전환율은 48.
- 오디 와인의 유기산 성분은 citric acid와 malic acid의 함량이 각각 0.31-0.41%와 0.21-0.41%로 가장 높아 이들이 오디 와인의 주요 유기산으로 나타났으며, 이외에도 tartaric, succinic, lactic, acetic acid가 검출되었다.
- 2%로서 가용성 고형분의 농도에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 오디발효주의 명도(L)는 24 oBrix 1.00, 26 oBrix 1.22, 28 oBrix 1.41, 30oBrix 1.22로 28 oBrix까지는 설탕 첨가량이 증가할수록 점차 명도가 증가하는 경향을 나타내었으나 30 oBrix에서는 다소 감소하였다. 황색도(b)는 명도와 같은 경향을 나타냈으나, 적색도(a)는 24 oBrix 2.
- 오디의 유리당 함량은 10.19%이었으며, glucose(5.78%)와 fruc- tose(4.41%)가 주성분이었고, sucrose는 검출되지 않았다. Koh(2) 는 오디의 주요 당 성분은 fructose 2.
- 오디의 일반성분 분석 결과 수분 83.75%, 조단백 1.95%, 조지방 0.22%, 회분 0.97%, 탄수화물 13.11%로 나타났다(Table 5). 대륙 뽕과 국상 20호 품종(15은 각각 수분 83.
- 유기산 함량은 0.55%이었으며, citric acid(0.32%), malic acid (0.13%), succinic acid(0.09%)가 주요 산으로 검출되었다. Lee 등 (15)은 품종에 따라 citric acid 0.
- 적색도와 황색도는 모두 발효기간에 따라 감 소하였으나 15oC와 20oC의 경우보다 감소율이 적게 나타났다. 이상의 결과를 통해, 15oC 발효의 경우 발효 초기에 효모의 생 육이 저해를 받아 에탄올이 느리게 생성되었으며, 20oC와 26oC 의 경우 에탄올 생성이 급격하게 이루어져 발효 4일에 거의 종 료된 것으로 판단되었다. 따라서 에탄올 생성량과 적색도가 우수한 26oC가 오디 와인을 발효하기에 적합한 온도로 판단되었으며, 에탄올 생성량과 잔류당 함량이 거의 변하지 않는 8일 동안 발 효하는 것이 적합한 것으로 판단되었다.
- 22%로 급격한 감소를 나타냈으며, 발효 8일부터는 검출되지 않았다. 이상의 실험결과를 통해, 오디 와인 발효에 있어 효모의 발효에 이ucose가 fructose 보다 먼저 이용된 것으로 판단된다. 이러한 결과는 곶감주(30)와 복분자주(31) 발효 과정 중 이화학적 특성 변화에 관한 연구에서 효모의 당 이용성이 sucrose, fucose, fructose 순인 것으로 보고 한 것과 비슷한 결과를 나타내었다.
- 40 범위로서 당의 농도에 관계없이 별다른 차이가 없었다. 적정산도는 24, 26, 28, 30 oBrix에서 각각 0.64, 0.71, 0.69, 0.72%를 나타내어 pH 결과와 비슷한 경향을 보였다. 에탄올 생성량은 24, 26, 28, 30 o Brix로 설탕 첨가 농도가 증가할수록 각각 11.
- 주요 유리당으로 fructose, fucose, sucrose가 검출되었으며, 발 효 초기에는 sucrose의 함량이 9.44%로 가장 높게 나타났다. 이는 오디 와인 제조시 설탕 첨가에 기인한 것이며, 발효 기간 동안 산에 의한 가수분해로 fuctose와 이ucose로 전환되어 발효 2 일째 0.
- 발효 기간 동안 총 anthocyanin 함량은 발효 2일째 급격한 감소를 보였으며 이후 점차 감소하는 경향을 나타 냈으며, 이는 주로 C-3-G의 감소에 의한 영향인 것으로 판단된다. 총 anthocyanin 색소의 함량이 감소한 결과는 26oC에서 발효 시 발효 기간 중 적색도가 크게 감소한 것으로 나타난 결과(Table 9)와 일관된 경향을 나타냈다.
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