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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 사과식초의 품질 향상을 위하여 교반 초산 발효법과 전통적인 식초제조법인 정치배양 항아리 숙성법으로 사과식초를 제조하여 발효 및 품질 특성을 비교 조사하였다.
가설 설정
- 2)B: Apple vinegar produced by static culture.
- 3)B: Apple vinegar produced by static culture.
제안 방법
- 교반 및 정치배양 사과식초의 관능적 품질을 평가하기 위하여 관능검사에 관심과 경험이 있는 식품가공학과 대학원생 10명을 검사 요원으로 선발하여 관능검사를 실시하였다. 평가내용은 특성강도와 기호도로 나누어 색, 향, 맛 및 전반적인 기호도를 7점 채점법(매우 바람직하지 않다 1점 ↔ 매우 바람직하다 7점)으로 평가하였으며 대조구로 시판 사과식초를 사용하였다.
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발효방식에 따른 사과식초의 품질특성 비교
교반배양법과 정치배양법으로 각각 제조한 사과식초의 이화학적 특성을 비교하였다(Table 1). 당도는 각각 5.
- 국내산 사과를 원료로 일체의 첨가물을 사용하지 않고 교반 및 정치배양법으로 각각의 사과식초를 제조하여 품질을 비교하였다. 사과식초의 pH는 초산발효기간이 지남에 따라 낮아졌으며, 총산은 증가하였다.
- 사과 알코올발효액을 부직포 여과한 후 종초를 10%(v/v) 접종하고, 전통적인 정치배양법은 재래식 옹기항아리(지름 100 cm×높이 80 cm)에 넣고 30℃에서 60일간 정치하면서 간헐적으로 교반하여 초산발효를 시켰으며, 교반배양법은 진탕배양기(HB-201SL, Hanbaek Co.)에서 30℃, 250 rpm으로 7일간 초산발효 하여 원심분리 후 상등액을 분석 시료로 사용하였다.
- 사과 알코올발효액을 부직포로 여과한 후 증류하여 alcohol hydrometer로 측정한 값을 Gay Lussac Table로 환산하여 알코올 함량을 산출하였으며(18) 당도는 굴절당도계(PR-101, Atage Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다.
- 사과 초산발효액을 Sep-pak C18 cartridge로 처리한 후 0.45 μm membrane filter로 여과하여 high performance liquid chromatography(HPLC, Waters 2487, Waters Co., Milford, USA)로 유기산과 유리당 함량을 분석하였다(23).
- 선별·수세한 사과를 마쇄한 후 주모를 5%(v/v) 접종하여 항온배양기(HB-1021, Hanbaek Co.)에서 30℃, 96시간 동안 알코올발효 시키면서(22) 1일 간격으로 알코올 함량 및 당도 변화를 조사하였다.
- 유기산 분석조건은 AtlantisTM dC18 column(3.9×150 mm, Waters Co.)을 사용하였으며, mobile phase 20 mM NaH2PO4(pH 2.7), flow rate 1.0 mL/min, injection volume 20 μL로 하여 UV detector로 210 nm에서 분석하였다.
- 유리 당은 carbohydrate analysis column(3.9×300 mm, Waters Co.)를 사용하였으며, mobile phase 75% acetonitrile (J.T.baker Co., Phillipsburg, USA), flow rate 1.0 mL/min, injection volume 20 μL로 하여 RI detector(M410 RI, Waters Co.)로 분석하였다.
- 평가내용은 특성강도와 기호도로 나누어 색, 향, 맛 및 전반적인 기호도를 7점 채점법(매우 바람직하지 않다 1점 ↔ 매우 바람직하다 7점)으로 평가하였으며 대조구로 시판 사과식초를 사용하였다.
대상 데이터
- Saccharomyces cerevisiae 9호 균주는 YPD배지(yeast extract 1%, peptone 2%, glucose 2%)에 접종하여 계대배양하였으며, 사과를 마쇄한 후 여과한 액을 121℃, 15분간 살균하여 한 백금이 접종한 다음 항온배양기(HB-1021, Hanbaek Co., Bucheon, Korea)에서 25℃에서 48시간 배양하여 주모로 사용하였다. 종초는 사과 알코올발효액(알코올 함량 5%)에 Acetobacter pasteurianus KFC 900을 한 백금이 접종하여 진탕배양기(HB-201SL, Hanbaek Co.
- 본 연구에 사용된 사과는 2008년 경북 의성에서 생산된 부사 품종을 농가에서 제공받아, 실온에 보관하면서 사용하였다.
데이터처리
- 관능검사 결과는 SAS(Statistical analysis system) 통계 프로그램을 이용하여 분산분석과 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test로 유의성을검정하였다.
성능/효과
- Malic, acetic, citric 및 succinic acid 4종은 교반배양(A) 및 정치배양 사과식초(B) 모두에서 검출되었으나 oxalic acid는 정치배양 사과식초(B)에서만 검출되어 발효방식에 따라 유기산 조성에 차이가 있는 것으로 나타났다. Acetic acid는 교반배양 사과식초(A)에서 5,786.4 mg%, 정치배양 사과식초(B) 4,720.1 mg%로 사과식초의 주된 유기산으로 나타났으며, 교반배양 사과식초(A)가 정치배양 사과식초(B)에 비해 약 1,000 mg% 더 높게 나타났다. 사과에 풍부한 malic acid 함량은 정치발효 사과식초(B)에서 687.
- 8배 높게 나타났다. Citric acid 함량도 정치배양 사과식초(B)에서 75.5 mg%로 교반배양 사과식초(A) 47.9 mg%에 비해 약 1.6배 높았으며, succinic acid 함량은 4.3배 높게 나타났다. Jeong 등(9)은 2단계 발효에 의한 사과식초와 시판 사과식초의 품질을 비교한 결과 시판 사과식초의 malic acid 함량은 13.
- 유리당 함량을 분석한 결과 Table 3과 같이 fructose와 glucose는 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B) 두구간 모두 검출되었으나 sucrose, maltose는 검출되지 않 았다. Fructose 함량은 사과식초 간에 큰 차이가 없었으며, glucose 함량은 정치배양 사과식초(B)가 988.7 mg%로 교반 배양 사과식초(A) 871.0 mg%에 비해 조금 높게 나타났으나 큰 차이는 없었다. Seo 등(24)은 2단계 발효법으로 과실식초를 제조하여 품질특성을 조사한 결과, 사과식초의 유리당으로 fructose와 glucose가 검출되었다고 보고한 것과 비슷한 경향을 나타내었다.
- 교반배양법과 정치배양법으로 각각 제조한 사과식초의 유기산을 분석한 결과 Table 2와 같다. Malic, acetic, citric 및 succinic acid 4종은 교반배양(A) 및 정치배양 사과식초(B) 모두에서 검출되었으나 oxalic acid는 정치배양 사과식초(B)에서만 검출되어 발효방식에 따라 유기산 조성에 차이가 있는 것으로 나타났다. Acetic acid는 교반배양 사과식초(A)에서 5,786.
- 사과식초의 pH는 초산발효기간이 지남에 따라 낮아졌으며, 총산은 증가하였다. 교반배양 사과식초(A)는 발효 8일째에 6.08%, 정치배양 사과식초(B)는 발효 60일째에 5.20%로 나타나 교반배양법(A)으로 제조한 사과식초가 총산은 높게 나타났으며, pH와 당도는 식초 간에 큰 차이는 없었다. L값은 정치배양 사과식초(B)가 교반배양 사과식초(A)에 비해 더 낮게 나타났으나 a값, b값은 높게 나타났다.
- 시판 사과식초에는 사과향이 별도로 첨가되므로 사과향의 강도가 가장 강한 것으로 판단되며, 서술 의견에서 시판 사과식초에 비하여 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B)는 부드럽고 다양한 향이 느껴진다는 의견이 있어 기호도 평점에 영향을 미친 것으로 판단된다. 맛의 강도는 시판 사과식초가 가장 높은 것으로 나타났으나 맛의 기호도는 정치배양 사과식초(B)가 가장 높게 나타났다. 전반적 기호도에서도 정치배양 사과식초(B)가 가장 높은 평점을 받아 향과 맛이 적절히 어우러져 가장 우수한 향미를 지닌 것으로 평가되었다.
- 본 실험에서는 사과의 초기 당도가 13.8ºBrix로 높아 알코올 함량이 5.8%로 높게 나타났다.
- 본 연구의 실험결과는 3회 반복하여 실험군당 평균과 표준편차로 나타내었다. 관능검사 결과는 SAS(Statistical analysis system) 통계 프로그램을 이용하여 분산분석과 p<0.
- 국내산 사과를 원료로 일체의 첨가물을 사용하지 않고 교반 및 정치배양법으로 각각의 사과식초를 제조하여 품질을 비교하였다. 사과식초의 pH는 초산발효기간이 지남에 따라 낮아졌으며, 총산은 증가하였다. 교반배양 사과식초(A)는 발효 8일째에 6.
- 유리당은 교반배양 사과식초(A), 정치배양 사과식초(B) 모두에서 fructose, glucose가 검출되었다. 사과식초의 관능검사 결과, 맛과 전반적 기호도에서 정치배양 사과식초(B)가 가장 높은 평점을 얻었다. 이상의 결과 전통적인 정치배양법으로 고품질의 사과식초 제조가 가능할 것으로 기대된다.
- 1 mg%로 사과식초의 주된 유기산으로 나타났으며, 교반배양 사과식초(A)가 정치배양 사과식초(B)에 비해 약 1,000 mg% 더 높게 나타났다. 사과에 풍부한 malic acid 함량은 정치발효 사과식초(B)에서 687.7 mg%로 교반배양 사과식초(A) 382.7 mg%에 비해 약 1.8배 높게 나타났다. Citric acid 함량도 정치배양 사과식초(B)에서 75.
- 2ºBrix로 큰 차이가 없었다. 색도를 조사한 결과 교반배양 사과식초(A)의 L값은 86.5로 정치배양 사과식초(B) 76.1에 비해 더 높게 나타났으며, a값과 b값은 정치배양 사과식초(B)가 교반배양 사과식초(A)보다 조금 높게 나타났다. Seo 등(24)은 2단계 발효법으로 과실식초를 제조하여 품질특성을 조사한 결과, 사과식초의 색도는 L값 72.
- 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B)의 관능 특성을 시판 사과식초와 함께 비교 평가한 결과는 Table 4와 같다. 색의 강도는 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B)간 유의적인 차이가 없었으나 시판 사과식초에 비해 높은 것으로 나타났고, 색의 기호도에서 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B)의 평점이 시판 사과식초에 비해 높아 주정 발효 식초인 시판 사과식초에 비해 육안으로 더 강한 색을 나타내는 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B)를 더 선호하는 것으로 나타났다. 신향의 강도는 시료 간 유의적인 차이가 없었으나 사과향의 강도는 시판 사과식초가 가장 강하게 느껴지는 것으로 나타났으며, 향의 기호도에서는 시료 간 유의적 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 색의 강도는 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B)간 유의적인 차이가 없었으나 시판 사과식초에 비해 높은 것으로 나타났고, 색의 기호도에서 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B)의 평점이 시판 사과식초에 비해 높아 주정 발효 식초인 시판 사과식초에 비해 육안으로 더 강한 색을 나타내는 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B)를 더 선호하는 것으로 나타났다. 신향의 강도는 시료 간 유의적인 차이가 없었으나 사과향의 강도는 시판 사과식초가 가장 강하게 느껴지는 것으로 나타났으며, 향의 기호도에서는 시료 간 유의적 차이가 없는 것으로 나타났다. 시판 사과식초에는 사과향이 별도로 첨가되므로 사과향의 강도가 가장 강한 것으로 판단되며, 서술 의견에서 시판 사과식초에 비하여 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B)는 부드럽고 다양한 향이 느껴진다는 의견이 있어 기호도 평점에 영향을 미친 것으로 판단된다.
- L값은 정치배양 사과식초(B)가 교반배양 사과식초(A)에 비해 더 낮게 나타났으나 a값, b값은 높게 나타났다. 유기산 함량은 교반배양 사과식초(A)에서는 acetic acid만 높았으나 정치배양 사과식초(B)에서는 malic acid, citric acid 및 succinic acid도 높게 나타났다. 유리당은 교반배양 사과식초(A), 정치배양 사과식초(B) 모두에서 fructose, glucose가 검출되었다.
- 유리당 함량을 분석한 결과 Table 3과 같이 fructose와 glucose는 교반배양 사과식초(A)와 정치배양 사과식초(B) 두구간 모두 검출되었으나 sucrose, maltose는 검출되지 않 았다. Fructose 함량은 사과식초 간에 큰 차이가 없었으며, glucose 함량은 정치배양 사과식초(B)가 988.
- 유리당은 교반배양 사과식초(A), 정치배양 사과식초(B) 모두에서 fructose, glucose가 검출되었다.
- 맛의 강도는 시판 사과식초가 가장 높은 것으로 나타났으나 맛의 기호도는 정치배양 사과식초(B)가 가장 높게 나타났다. 전반적 기호도에서도 정치배양 사과식초(B)가 가장 높은 평점을 받아 향과 맛이 적절히 어우러져 가장 우수한 향미를 지닌 것으로 평가되었다.
- 2와 같다. 종초 접종 직후 pH는 3.7, 총산은 1.0%였으며 교반배양법으로 제조한 사과식초(A)의 pH는 발효 2일째까지는 큰 변화가 없다가 발효 4일째 pH 3.3으로 감소하였으며 발효기간이 지남에 따라 조금씩 낮아져 발효 8일째 pH 3.2로 나타났다. 총산은 발효 2일째까지 큰 변화가 없다가 발효 3일째부터 급격하게 증가하여 발효 8일째 총산 6.
후속연구
- 사과식초의 관능검사 결과, 맛과 전반적 기호도에서 정치배양 사과식초(B)가 가장 높은 평점을 얻었다. 이상의 결과 전통적인 정치배양법으로 고품질의 사과식초 제조가 가능할 것으로 기대된다.
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