민간에서 경험적으로 외부와 구분되는 용기 속에서 감식 초발효에 관여하는 미생물의 접종이나 당의 첨가, 온도조절 없이 자연적으로 발효하여 만들어지는 감식초 제조기간 중 품질에 영향을 미치는 pH 및 미생물 수, 색상, 유기산, 유리당을 분석하여 발효기간 중 변화를 조사하였다. 알코올 발효기간 중 20일까지는 감 내의 pH와 산도가 미량 변화를 나타내었으나, 그 이후 유의적인 차이를 보여주었다. 발효기간별 유기산 발효액의 색상 변화 중 백색도(L)와 적색도(a)는 숙성기간이 증가함에 따라 높아졌으며, 갈변정도의 지표인 황색도(b)는 숙성기간이 길어지면서 감소하는 경향을 보였다. 유기산 발효 6개월을 기준으로 전체적인 색차(${\Delta}E$) 변화를 보면, 숙성기간이 길어짐에 따라 전체적인 색차의 변화가 높았다. 따라서 유기산 발효가 진행됨에 따라 식초액은 점차적으로 밝은 적색으로 변하였다. 알코올발효가 주로 일어나는 초기 10일까지 감의 유리당은 증가하였나, 이후 알코올발효가 활발히 진행되어 기질인 유리당의 함량은 급격한 감소를 나타내었다. 초기 40일 이후 유기산 발효기간 중 원형을 유지한 감과 침출액의 유리당 함량은 지속적으로 감소하여, 발효 3년 후에는 미량 존재하였다. 알코올 발효기간 중 유기산은 미량 존재하였다. 그러나 알코올발효가 끝나고 감식초를 첨가하는 40일 이후부터 초산과 젖산은 급격히 증가하였으며, 구연산은 미량 증가하였다. 이후 유기산 발효기간 중 원형을 유지한 감과 침출액의 구연산과 젖산 함량은 모두 최고치를 나타낸 뒤 점차 감소하면서 초산은 점차적으로 증가하여 3년 이후는 큰 변화가 없었다.
민간에서 경험적으로 외부와 구분되는 용기 속에서 감식 초발효에 관여하는 미생물의 접종이나 당의 첨가, 온도조절 없이 자연적으로 발효하여 만들어지는 감식초 제조기간 중 품질에 영향을 미치는 pH 및 미생물 수, 색상, 유기산, 유리당을 분석하여 발효기간 중 변화를 조사하였다. 알코올 발효기간 중 20일까지는 감 내의 pH와 산도가 미량 변화를 나타내었으나, 그 이후 유의적인 차이를 보여주었다. 발효기간별 유기산 발효액의 색상 변화 중 백색도(L)와 적색도(a)는 숙성기간이 증가함에 따라 높아졌으며, 갈변정도의 지표인 황색도(b)는 숙성기간이 길어지면서 감소하는 경향을 보였다. 유기산 발효 6개월을 기준으로 전체적인 색차(${\Delta}E$) 변화를 보면, 숙성기간이 길어짐에 따라 전체적인 색차의 변화가 높았다. 따라서 유기산 발효가 진행됨에 따라 식초액은 점차적으로 밝은 적색으로 변하였다. 알코올발효가 주로 일어나는 초기 10일까지 감의 유리당은 증가하였나, 이후 알코올발효가 활발히 진행되어 기질인 유리당의 함량은 급격한 감소를 나타내었다. 초기 40일 이후 유기산 발효기간 중 원형을 유지한 감과 침출액의 유리당 함량은 지속적으로 감소하여, 발효 3년 후에는 미량 존재하였다. 알코올 발효기간 중 유기산은 미량 존재하였다. 그러나 알코올발효가 끝나고 감식초를 첨가하는 40일 이후부터 초산과 젖산은 급격히 증가하였으며, 구연산은 미량 증가하였다. 이후 유기산 발효기간 중 원형을 유지한 감과 침출액의 구연산과 젖산 함량은 모두 최고치를 나타낸 뒤 점차 감소하면서 초산은 점차적으로 증가하여 3년 이후는 큰 변화가 없었다.
Physicochemical changes in persimmon were examined during natural organic acid fermentation. Major organic acids in raw persimmon juices were lactic acid (980 mg%) and acetic acid (245 mg%). The content of acetic acid was continuously increased during the whole period of fermentation up to 3 years. ...
Physicochemical changes in persimmon were examined during natural organic acid fermentation. Major organic acids in raw persimmon juices were lactic acid (980 mg%) and acetic acid (245 mg%). The content of acetic acid was continuously increased during the whole period of fermentation up to 3 years. Glucose was the dominant free sugar, but the content was decreased after 20 days of fermentation. Most of the glucose was converted to ethanol until 40 days after initiation of acid fermentation. L- and a values of Hunter's color in fermented persimmon juice, which was naturally exuded from persimmon fruit as fermentation continued, increased gradually, while b value decreased. Acetic acid (1584 mg%) was the most abundant organic acid followed by lactic acid (712 mg%) and citric acid (48 mg%) in a persimmon fruit juice after completion of 3 year fermentation. A minute amount of residual free sugars, mainly glucose, even after 3 years of fermentation may cause changes in quality characteristics while storage for edible use.
Physicochemical changes in persimmon were examined during natural organic acid fermentation. Major organic acids in raw persimmon juices were lactic acid (980 mg%) and acetic acid (245 mg%). The content of acetic acid was continuously increased during the whole period of fermentation up to 3 years. Glucose was the dominant free sugar, but the content was decreased after 20 days of fermentation. Most of the glucose was converted to ethanol until 40 days after initiation of acid fermentation. L- and a values of Hunter's color in fermented persimmon juice, which was naturally exuded from persimmon fruit as fermentation continued, increased gradually, while b value decreased. Acetic acid (1584 mg%) was the most abundant organic acid followed by lactic acid (712 mg%) and citric acid (48 mg%) in a persimmon fruit juice after completion of 3 year fermentation. A minute amount of residual free sugars, mainly glucose, even after 3 years of fermentation may cause changes in quality characteristics while storage for edible use.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 민간에서 자연적으로 발효되어 만들어지는 자연발효 감식초의 품질관리를 위해 자연발효 전체제조과정에서 원료감(raw persimmon), 발효과정 중 원형을 유지한 감(persimmon fruit), 유리되어 침출되는 액(persimmon fruit juice)의 pH 및 미생물 수, 유기산, 유리당함량변화를 조사하여, 품질관리를 위한 기초자료를 얻고자 한다. 장기간의 발효, 숙성기간에 따른 어려움을 고려하여 모액 첨가 전 초기 40일간의 알코올 발효 단계와 이후 유기산 발효단계로 구분하여 성분지표를 분석하였다.
가설 설정
1)ND: no detected.
제안 방법
초기 40일간의 알코올 발효기간 동안 성분지표 분석을 위해 꼭지를 제거한 단감의 표면에 붙어 있는 먼지나 균사체를 제거하는 세척과정을 거친 후, 그늘에서 하루정도 건조하여 표면의 수분을 제거한다. 건조된 단감을 항아리나 스테인리스 재질의 탱크에 넣고, 폴리에틸렌(PE) 재질의 포장재를 사용하여 밀봉한 후, 햇빛이 잘 드는 곳에서 40일간 알코올 발효를 수행하였다. 이후 계속적인 유기산 발효는 40일간 알코올발효가 일어난 감에 이미 발효가 끝난 감식초를 10% (w/v) 넣고 3년까지 지속한다.
민간에서 경험적으로 외부와 구분되는 용기 속에서 감식초발효에 관여하는 미생물의 접종이나 당의 첨가, 온도조절 없이 자연적으로 발효하여 만들어지는 감식초 제조기간 중 품질에 영향을 미치는 pH 및 미생물 수, 색상, 유기산, 유리당을 분석하여 발효기간 중 변화를 조사하였다. 알코올 발효 기간 중 20일까지는 감 내의 pH와 산도가 미량 변화를 나타내었으나, 그 이후 유의적인 차이를 보여주었다.
수소이온 농도는 pH meter(730P, Istek, Seoul, Korea)를 사용하여 측정하였으며, 산도는 균질화 된 시료 10mL를 취하여 증류수를 가하여 10배로 희석하고 phenolphthalein을 지시약으로 하여 0.1 N NaOH용액으로 중화 적정하여 분석하였다(10).
원료감 및 에탄올 발효기간 중 원형을 유지한 감은 세척 후 멸균된 칼날(Dorco, Seoul, Korea)을 사용하여 껍질과 씨를 제거한 후, 균질화(Laboratory blender, Waring, Torrington, USA) 하여 사용하였고, 유기산 발효기간 별 원형을 유지한 감은 증류수로 표면의 식초액을 제거 후, 균질화(Laboratory blender, Waring) 하여 사용하였다. 또한 에탄올 발효기간 중 생성되는 액과 유기산 발효기간 중 발생하는 침출액은 감압여과(Whatman #40, GE Healthcare, London, UK)하여 시료로 사용하였다.
유기산발효 기간별(6개월, 1, 2, 3년) 발생하는 침출액 10 mL를 여과지(Whatman #40)로 여과한 뒤, 색도계(CT-310, Minolta, Tokyo, Japan)로 Hunter's color value의 L값(lightness), a값(redness), b값(yellowness)을 측정하였다.
유리당 및 유기산 분석을 위해 원료감과 발효, 숙성 중 원형을 유지한 감 모두 전 처리된 각각의 시료를 5,000×g에서 10분간 원심분리(Spura 22k, Hanil science industrial, Incheon, Korea)하여 상층액을 취하여 사용하였고, 침출액은 여과하여 전 처리된 시료를 사용하였다.
균질화 된 용액 1 mL를 멸균한 증류수로 단계적으로 희석하여 각 희석액 1 mL를 배지에 분주하였다. 일반세균은 32℃에서 48시간, 효모와 곰팡이는 24℃에서 4일간 배양하여 측정하였다. 필름형태로 만들어진 일반 세균용(38-9017-5933-2, Petrifilm, 3M Microbiology Products, St.
따라서 본 연구에서는 민간에서 자연적으로 발효되어 만들어지는 자연발효 감식초의 품질관리를 위해 자연발효 전체제조과정에서 원료감(raw persimmon), 발효과정 중 원형을 유지한 감(persimmon fruit), 유리되어 침출되는 액(persimmon fruit juice)의 pH 및 미생물 수, 유기산, 유리당함량변화를 조사하여, 품질관리를 위한 기초자료를 얻고자 한다. 장기간의 발효, 숙성기간에 따른 어려움을 고려하여 모액 첨가 전 초기 40일간의 알코올 발효 단계와 이후 유기산 발효단계로 구분하여 성분지표를 분석하였다.
전 처리된 시료를 무균상태에서 멸균증류수를 첨가하여 10배(w/v)로 희석한 뒤 균질화(Laboratory blender, Waring)하였다. 균질화 된 용액 1 mL를 멸균한 증류수로 단계적으로 희석하여 각 희석액 1 mL를 배지에 분주하였다.
일반세균은 32℃에서 48시간, 효모와 곰팡이는 24℃에서 4일간 배양하여 측정하였다. 필름형태로 만들어진 일반 세균용(38-9017-5933-2, Petrifilm, 3M Microbiology Products, St. Paul, USA)과 효모와 곰팡이용(38-9019-0959-8, Petrifilm, 3M Microbiology Products) 배지로 각각 세 번씩 반복하여 측정하였다.
대상 데이터
완숙단감(Diospyros kaki L.)과 이후 지속적인 유기산 발효(6개월, 1, 2, 3년)에 의해 생성된 침출(상층)액과 침출액에 잠겨있는 원형을 유지한 감은 경남 김해시 스위트 감식초 농원에서, 서로 다른 시점에서 발효가 시작되어, 숙성중인 시료를 사용하였다. 모든 시료는 동일한 방법으로 발효되어 만들어진다.
). 표준품(Sigma, St. Louis, USA)은 유리당의 경우 과당(fructose), 포도당(glucose), 설탕(sucrose), 맥아당(maltose)을 사용하였으며, 유기산은 구연산(citric acid), 젖산(lactic acid), 초산(acetic acid)을 사용하였다.
성능/효과
6개월 발효액을 기준으로 할 때, 발효기간이 길어짐에 전체적인 색차(ΔE)의 차이가 크게 나타나, 1년 후에는 뚜렷하게 구별할 수 있었다.
유기산 발효기간 중 원형을 유지한 감과 침출액의 유리당 함량 변화는 Table 3과 같다. 6개월 발효에서 감 내부의 과당, 포도당, 엿당 함량은 각각 0.58, 1.00, 0.12%(w/w)이었으며, 설탕은 존재하지 않았다. 발효 3년 후 포도당 함량은 0.
12%(w/w)이었으며, 과당은 미량 존재하였고, 설탕과 엿당은 존재하지 않았다. 6개월 발효에서 감식초 액의 과당, 포도당, 설탕 및 엿당 함량은 각각 0.35, 2.17, 0.12 및 0.45%(w/w)이었으며, 2년 발효에서 과당, 포도당 함량은 각각 0.01과 1.5%로 감소하였으며 설탕과 엿당은 검출되지 않았다. 이후 3년 발효를 거치면서 최종 유리당(glucose) 함량은 0.
52%(w/w)이었으며, 10일 발효까지 엿당을 제외한 유리당은 증가하는 경향을 나타냈으며, 이는 감 내에 존재하는 효소의 작용이나 미생물의 효소작용에 의해 다당류가 단당류인 포도당, 과당 등으로의 분해에 의해 증가되는 것으로 판단된다. 그 이후 감의 유리당 함량은 급격히 감소하여, 최종 알코올발효 완료 후에는 과당, 포도당, 엿당의 함량은 각각 0.88, 0.59, 0.12%(w/w)이었고, 설탕은 존재하지 않았다. Jeong 등(9)은 발효기간이 경과함에 따라 유리당의 함량은 점차 감소하는 경향을 나타내었으며, 특히 포도당의 함량이 급격히 감소한다고 보고하여, 본 결과와 유사한 경향을 보였다.
따라서 발효가 진행됨에 따라 산도는 증가하여, 3년 발효된 감식초 액은 2.66±0.04였다.
발효기간이 길수록 일반세균의 수는 점차 증가하여, 40일 후에는 1.0×105 CFU/g이 측정되었다(Fig. 2).
따라서 유기산 발효가 진행됨에 따라 식초액은 점차적으로 밝은 적색으로 변하였다. 알코올발효가 주로 일어나는 초기 10일까지 감의 유리당은 증가하였나, 이후 알코올발효가 활발히 진행되어 기질인 유리당의 함량은 급격한 감소를 나타내었다. 초기 40일 이후 유기산 발효기간 중 원형을 유지한 감과 침출액의 유리당 함량은 지속적으로 감소하여, 발효 3년 후에는 미량 존재하였다.
3과 같다. 원료 감의 과당, 포도당, 설탕 및 엿당 함량은 3.05, 3.45, 0.22, 및 1.52%(w/w)이었으며, 10일 발효까지 엿당을 제외한 유리당은 증가하는 경향을 나타냈으며, 이는 감 내에 존재하는 효소의 작용이나 미생물의 효소작용에 의해 다당류가 단당류인 포도당, 과당 등으로의 분해에 의해 증가되는 것으로 판단된다. 그 이후 감의 유리당 함량은 급격히 감소하여, 최종 알코올발효 완료 후에는 과당, 포도당, 엿당의 함량은 각각 0.
4와 같다. 원료 감의 구연산, 젖산, 초산 함량은 각각 12.03, 56.65, 0.12 mg%였으며, 알코올 발효가 끝나는 40일경 각각 13.99, 68.65, 1.45 mg%로 나타나 지속적으로 증가하였다. 유기산의 함량이 젖산, 구연산, 초산 순으로 나타난 것은 원료감인 유기산 함량(2)의 영향을 받은 것으로 생각된다.
원료감의 pH와 산도는 각각 5.36±0.03, 0.76±0.15이었으며, 발효 25일까지 pH와 산도의 변화는 유의적인 차이가 없었으며, 발효 30일부터 pH는 급격히 낮아져, 40일째에는 5.16±0.03으로 나타났다.
그 이후 유기산 발효기간 중 원형을 유지한 감과 침출액의 유기산 변화는 Table 4와 같다. 원형을 유지한 감의 구연산, 젖산, 초산 함량은 6개월 발효에서 각각 80, 1,270, 1,442 mg%로 나타났으며, 유기산 발효가 진행됨에 따라 꾸준히 감소하여 발효 3년에서 각각 26, 774, 943 mg%의 유기산을 함유하고 있다. 특히 감식초 접종 후 알코올 발효에 의해 생성된 에탄올을 기질로 하여 유기산 발효가 활발히 이루어지며, 유기산 발효가 진행됨에 따라 감 내의 유기산을 포함한 액은 외부로 침출되어 침출액을 형성하게 되는 것을 알 수 있었다.
유기산 발효 6개월을 기준으로 전체적인 색차(ΔE) 변화를 보면, 숙성기간이 길어짐에 따라 전체적인 색차의 변화가 높았다.
04였다. 자연발효기간 중 온도변화 차이를 고려하더라도 발효 2～3년 사이에 pH 및 산도의 변화가 가장 큰 것으로 보아, 이 기간 중 유기산 발효가 가장 활발한 것으로 판단된다. Kim 등(2)은 자연 및 복발효로 제조한 감식초의 최종 산도가 각각 5.
침출액은 발효가 진행됨에 따라 젖산 및 구연산은 감소하고 초산은 증가하여, 발효 3년 후에는 각각 48, 712, 1,584 mg%의 유기산을 함유하고 있었다. 특히 2～3년 사이에 식초의 맛을 결정하는 주요 요인인 초산의 함량이 급속히 증가하는 것을 볼 수 있었고, 선행 연구인 Jeong 등(10)의 최종감식초의 유기산 함량 비율과 유사한 경향을 보였고, Kim 등(15)의 자연발효법으로 제조한 감식초 내의 유기산은 초산을 제외한 전체 유기산 중 젖산이 가장 높았다는 보고와 같은 경향을 나타내었다.
원형을 유지한 감의 구연산, 젖산, 초산 함량은 6개월 발효에서 각각 80, 1,270, 1,442 mg%로 나타났으며, 유기산 발효가 진행됨에 따라 꾸준히 감소하여 발효 3년에서 각각 26, 774, 943 mg%의 유기산을 함유하고 있다. 특히 감식초 접종 후 알코올 발효에 의해 생성된 에탄올을 기질로 하여 유기산 발효가 활발히 이루어지며, 유기산 발효가 진행됨에 따라 감 내의 유기산을 포함한 액은 외부로 침출되어 침출액을 형성하게 되는 것을 알 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
감식초는 민간요법에서 어떤 효능이 있는가?
감식초는 일반 농가에서 제조하여 이용되어 온 전통발효식품으로 숙취제거, 피로 회복 및 정장작용 등의 민간요법에 애용되어 왔다. 현재 시판되고 있는 재래식 감식초는 11월 중순에 수확한 감을 자연적인 병행복발효에 의해 3～5년간 숙성 후 이용한다.
자연발효로 감식초를 얻는 과정은 무엇인가?
자연발효로 감식초를 얻는 과정은 경험적으로 전래되는 방법에 의해 외부의 자연환경조건에서 감을 세척한 뒤 원형을 유지한 상태로 30～40일간 알코올 발효를 거친 후 유기산 발효로 이행하여 일정한 산도에 도달할 때까지 지속하는 것으로 나눌 수 있다. 그 결과 장시간의 발효기간과 품질의 균일성을 유지하기 어려운 문제들이 상존하고 있다.
감식초를 제조하는 것에 있어서 품질의 안정성을 유지하는 데 어려움이 많은 이유는 무엇인가?
8이하)에 의한 저장성만으로 유통되므로 유통과정 중에 계속 발효가 진행되며, 침전물의 생성, 변색 및 맛과 향의 변화 등 제품의 품질을 저하시키는 문제점들이 발생되고 있다(7,8). 무엇보다도 과학적인 지표가 없이 전래되는 경험에 의존하여 발효가 이루어지므로 품질의 안정성을 유지하는 데 어려움이 많은 실정이다.
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