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문제 정의
- 탁주술덧의 발효에 관여하는 미생물의 종류에 따라서 발효 결과 생산되는 향미성분들의 종류도 다양할 것으로 추측된다(18). 따라서 본 실험에서는 발효에 관여하는 효모의 종류를 달리하여 그 영향이 탁주술덧의 품질특성에 어느 정도 기여하는지를 살펴보고자 하였다. 한국의 전통주인 탁주 양조에 널리 사용된 한국 토착 효모균인 S.
제안 방법
- 멥쌀 2 kg씩을 5시간 물에 침지한 후 물을 빼고 121℃에서 40분간 가압살균한 후 30℃로 방냉하였다. 18 L들이의 유리병에 물 6L와 누룩 820 g을 혼합하여 미리 만들어 둔 수국에 상기 방법으로 증자하여 냉각한 쌀과 각각의 주모 1 L를 혼합하여 25℃의 항온기에서 12일간 발효시켰다.
- pH는 pH meter(sp-5A, Suntex, Taipei, Taiwan)로 측정하였고, 총산은 1% phenolphthalein을 지 시약으로 하여 0.1 N NaOH 용액으로 적정하고 적정 소비량에 0.009를 곱하여 시료 중의 산을 lactic acid로 계산하였다.
- , Dublin, CA, USA)로 여과하였다. 그 여액을 Sep-pak C18 cartridge(WAT 020515, Waters Co., Milford, MA, USA)를 통과시켜 단백질, 색소, 지방, 유리당 등의 물질을 제거시킨 후 Table 1과 같은 조건에서 HPLC 로 유기산을 분석하고, 유기산의 검량곡선으로부터 정량하였다.
- 발효 과정 중의 술덧을 2일 간격으로 채취하여 균질기(MII-f, Tokushu Kira Kogyo, Ltd., Tokyo, Japan)로 균질화하여 분석에 사용하였으며 주모를 넣은 때를 담금일로 하여 분석하였다.
- 술덧을 냉동 원심 분리기를 이용하여 4o C에서 8,000×g로 20분 간 원심분리하여 취한 상등액에서 10 mL를 취하여 0.2 µm Acrodisc syringe filter(CR PTFE, Pall Life Sciences, NY, USA)로 여과하여 단백질, 지방, 색소, 유기산 등의 물질을 제거시킨 후 Table 2와 같은 조건에서 HPLC로 유리당을 분석하고, 유리당의 검량 곡선으로부터 정량하였다.
- 술덧을 냉동 원심 분리기를 이용하여 4℃에서 8,000×g로 20분 간 원심 분리하여 취한 상등액에 cyclohexyl alcohol 0.1 mL을 내 부표준물질로 가하여 methylene chloride 5 mL로 2회 연속 추출 한 후 추출액을 0.2 µm syringe filter(PTFE syringe filter, Whatman plc., kent, UK)로 여과하여 그 여액 1.0 µL를 gas chromatograph(GC 17A, Shimadzu, Kyoto, Japan)로 분석한 후 internal standard 법으로 정량하였다.
- 주모 제조 시 각각의 시험구에 첨가되는 멥쌀의 중량이 200 g 이므로 전체 시험구에 필요한 멥쌀 전체 중량 1 kg을 한 번에 121℃에서 40분의 조건으로 가압살균한 후 다시 각각의 분량만큼 나누어 사용하였다. 이때 각각의 증자된 멥쌀 외에 물 1L와 누룩 80 g, 각 효모 배양액 100 mL를 가하여 잘 혼합한 다음 25℃에서 2일간 발효시켜 주모를 제조하였다.
- 탁주의 품질을 좌우하는 여러 요인 중 효모의 영향을 살펴보기 위해 S. coreanus, S. ellipsoideus, S. carlsbergensis, S. cerevisiae, S. rouxii 각각의 효모를 달리 사용하여 주모를 담금하여 술 덧을 제조하였고 발효 과정 중효모의 특성이 탁주술덧의 품질 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 에탄올 함량은 발효 12일에 S.
- 한국의 전통주인 탁주 양조에 널리 사용된 한국 토착 효모균인 S. coreanus와 포도주 제조에 사용되는 S. ellipsoideus, 맥주 발효에 중요한 S. carlsbergensis, Baker's yeast로서의 S. cerevisiae, 그리고 전통 장류 발효에 이용되는 S. rouxii를 각각 사용하여 주모를 담금하여 술덧을 제조하였고 발효 과정 중 효모의 특성이 탁주 술덧의 품질 특성에 미치는 영향을 살펴보았다.
대상 데이터
- 주모 제조용효모 종류를 달리하여 담금한 탁주술덧의 발효 과정 중 미량 알코올 성분은 Table 3과 같다. Ethanol을 제외한 미량알코올 성분으로 n-propyl alcohol, isobutyl alcohol, 1,3-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, isoamyl alcohol, n-hexyl alcohol, heptyl alcohol, phenylethyl alcohol 등 8종의 알코올이 시험구에 따라 검출되었다. 미량알코올의 총량은 S.
- Saccharomyces coreanus(KCCM 11215), Saccharomyces ellipsoi- deus(KCCM 11290), Saccharomyces carlsbergensis(KCCM 12235), Saccaromyces cerevisiae(Baker’s yeast, KCCM 11201), Saccharomyces rouxii(KCCM 12066)는 한국 미생물 보존센터(KCCM)에서 분양받아 사용하였다.
이론/모형
- 술덧을 증류한 후 주정계로 측정하고 Gay-Lussac 표에 의해 15℃로 보정하여 %(v/v)로 표시하였다.
- 총당은 술덧을 2.5% HCl로 가수분해한 후, 환원당은 술덧 자체를 각각 Somogyi변법(19)에 의해 정량하고 포도당 농도로 환산하였다.
성능/효과
- 당화 amylase에 의한 전분질의 분해로 생성된 glucose은 담금일에는 함량이 높아 탁주의 주구성당으로 나타났으나, 발효중 효모나 젖산균의 영양원 및 발효기질로 이용되어 발효가 진행됨에 따라 감소한 것으로 추측된다. Galactose는 시험구에 따라 차이는 있으나 각 시험탁주 술덧에서 담금 일부터 발효기간 12일 동안 약간씩 증가하는 변화를 보였다. 탁주술덧의 glucose, fructose, maltose, sucrose 등의 당류는 백미나 누룩 등의 원료와 당화 amylase의 작용으로 생성된 것으로 본다.
- 249 mg/mL의 범위였다. S. cerevisiae구가 발효 과정 동안 모든 시험구 중에서 미량알코올의 총량이 가장 높은 편이나, 함량 차이는 근소하였다. Isoamyl alcohol은 담금 직후에는 검출되지 않았으나 발효 6일(Fig.
- 4%로 급격히 증가되었다. S. coreanus, S. ellipsoideus, S. rouxii구는 발효 4일에 4.4-11.6%로 급격히 증가하였고, 이후 모든 시험구가 완만하게 증가하였다. 본 실험 결과로 보아 S.
- Lactic acid+Succinic acid는 각 시험탁주 술덧에서 담금 일부터 계속 증가하여 발효 12일에 최대치를 보였다. 담금 후 젖산균의 발효 작용으로 젖산 함량이 증가되는 것으로 추측되며 모든 탁주술덧 에서 lactic acid+succinic acid는 유기산 중 가장 많은 함량을 차지하여 탁주의 주유기산으로 나타났다. 시험구에 따라 다소의 차이가 있으나 lactic acid+succinic acid 다음으로 함량이 높은 acetic acid는 0.
- Han 등(12)은 누룩 종류를 달리 한 탁주술덧의 알코올 성분 중 isoamyl alcohol이 미량 알코올 중 함량이 가장 높은 성분으로 보고하였고 본 실험의 결과와도대체로 일치하였다. 미량알코올 중 isoamyl alcohol은 nd-0.264 mg/mL의 함량을 보였고, heptyl alcohol은 그 함량이 nd-0.180 mg/mL 로서 isoamyl alcohol 다음으로 높았으며, isobutyl alcohol은 발효 6일차에 0.025-0.103 mg/mL 범위로 S. rouxii 구를 제외한 모든 시험 구 술덧에서 검출되었다. 퓨젤유는 그 함량이 높으면 향미가 나빠지고 두통, 숙취의 원인이 되나미량 존재 시 주류의 맛과 향을 향상시키는 역할을 한다 (20).
- 4%로 시험구 중 가장 높았다. 미량알코올의 총량은 nd-0.831 mg/mL 범위로서, 시험구 중에는 S. cerevisiae구가 0.729-0.831 mg/mL 범위로 가장 높았고, 미량 알코올 성분 중 isoamyl alcohol 함량은 발효 12일에 함량0.123-0.264 mg/mL로 최대치를 보였다. pH는 담금일에 3.
- 70으로 크게 저하되었다. 발효 과정 중 시험구간의 pH 차이는 크게 없었지만 총산 함량에서는 S. rouxii구가 발효 12일에 1.15%로 가장 높게 나타났다. 유기산 총량에서도 S.
- ellipsoideus구 가에탄올 함량 결과에서 보여주었던 경향과 일치한다. 발효 초기에 S. ellipsoideus 구는 에탄올 함량이 낮았지만 발효 12일차에 12.4%로 에탄올 함량이 S. cerevisiae의 13.4%에 이어 시험구 중 가장 높게 나타났다. 총당 함량은 S.
- 본 실험 결과 효모 종류를 달리하여 제조한 탁주술덧의 품질특성이 서로 분명하게 차이를 보임을 알 수 있었다. 따라서 탁주 발효 시 효모의 단독 사용보다 각각의 효모를 병용하여 발효에 이용한다면 각각의 효모 특색이 상승작용하여 저장성 향상 및 풍미증진이라는 탁주의 전반적인 품질 개선 효과를 기대할 수 있을 것이다.
- 탁주 중의 당분은 에탄올 생성과 감미도에 관여하는 성분으로 중요시된다. 본 실험 결과로 보면 S. rouxii구나 S. coreanus구가 감미가 다소 강한 탁주로 추측된다.
- 6%로 급격히 증가하였고, 이후 모든 시험구가 완만하게 증가하였다. 본 실험 결과로 보아 S. cerevisiae와 S. ellipsoideus구가 발효 12일에 각각 13.4, 12.4%로 에탄올 함량이 높아 보존성에서 유리한 것으로 추측된다.
- coreanus구에 서 높았으나 정량되지 않은 미지의 당이 가산되지 않아 총당의 결과와는 차이를 보인 것으로 추측된다. 본 실험 탁주의 유리당주성분으로 나타난 glucose와 fructose의 함량은 각각 glucose 0.06- 5.24%, fructose 0.01-0.09% 범위였고 glucose는 각 시험탁주 술덧에서 담금일에 가장 많은 함량을 보이고 발효가 진행됨에 따라 감소했다. 당화 amylase에 의한 전분질의 분해로 생성된 glucose은 담금일에는 함량이 높아 탁주의 주구성당으로 나타났으나, 발효중 효모나 젖산균의 영양원 및 발효기질로 이용되어 발효가 진행됨에 따라 감소한 것으로 추측된다.
- 50%로 나타났다. 시험 구별로는 담금 후 발효 2일까지 S. coreanus, S. rouxii구의 탁주술덧에서 총당 함량이 높은 편이었고, 이후 발효기간에 따라 시험구간에 일정한 경향을 나타내지 않았으나 발효 12일에 S. coreanus구와 S. rouxii구의 탁주술덧에 서 총당 함량이 높았다.
- 담금 후 젖산균의 발효 작용으로 젖산 함량이 증가되는 것으로 추측되며 모든 탁주술덧 에서 lactic acid+succinic acid는 유기산 중 가장 많은 함량을 차지하여 탁주의 주유기산으로 나타났다. 시험구에 따라 다소의 차이가 있으나 lactic acid+succinic acid 다음으로 함량이 높은 acetic acid는 0.04-0.65%의 범위로 시험 구 중에는 S. cerevisiae구 와 S. rouxii구, S. coreanus구가 높은 편이었으며 발효기간 중 대체로 증가하는 경향을 보였다. 본 실험의 결과는 lactic acid 및 succinic acid가 탁주 발효 과정 중 주요 유기산으로 보고한 Song (24)의 찹쌀 및 보리쌀탁주나 Lee 등(7) 의 원료처리를 달리하여 담금한 탁주술덧의 유기산 결과와 대체로 부합되었다.
- rouxii 각각의 효모를 달리 사용하여 주모를 담금하여 술 덧을 제조하였고 발효 과정 중효모의 특성이 탁주술덧의 품질 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 에탄올 함량은 발효 12일에 S. cerevisiae구와 S. ellipsoideus구에서 각각 13.4, 12.4%로 시험구 중 가장 높았다. 미량알코올의 총량은 nd-0.
- 탁주의 유기산으로 lactic acid, succinic acid, acetic acid는 발효 전 과정을 통하여 모든 시험구탁주 술덧에서 확인되었고, malonic acid, citric acid, propionic acid는 시험구에 따라 발효기간 중 검출되었다. 유기산 총량은 S. coreanus구 0.21- 1.79%, S. ellipsoideus구 0.14-1.08%, S. carlsbergensis구 0.39- 1.54%, S. cerevisiae구 0.37-1.46%, S. rouxii구 0.10-1.98%로 시험 구 중 S. rouxii구가 가장 높았고 S. coreanus구, S. carlsbergensis 구, S. cerevisiae구, S. ellipsoideus구 순으로 높았다. Lactic acid+Succinic acid는 각 시험탁주 술덧에서 담금 일부터 계속 증가하여 발효 12일에 최대치를 보였다.
- 30%로 가장 높았다. 유리당 총량에서는 S. ellipsoideus구가 담금일에 5.29%로 시험구중 유리당 함량이 가장 높았던 반면 발효 12일차에는 0.35%로 시험구 중 함량이 가장 낮았는데, 이는 S. ellipsoideus구의 에탄올 함량의 경향과 일치하는 결과였으며, glucose, fructose가 탁주 유리당의 주성분으로 나타났다.
- 탁주의 유리당으로 glucose, fructose는 발효 전 과정을 통하여 모든 시험탁주에서 확인되었고 galactose, sucrose, maltose는 시험구에 따라 발효기간 중 검출되었다. 유리당 총량은 S. coreanus구 0.94-3.97%, S. ellipsoideus구 0.35-5.29%, S. carlsbergensis구 0.41-3.45%, S. cerevisiae구 0.41-1.23%, S. rouxii 구 0.60-1.09%였다. S.
- 98%로 가장 높았으며 lactic acid, succinic acid, acetic acid가 탁주 유기산의 주성분으로 나타났다. 총당 함량은 S. coreanus구가 담금일과 발효 12일에 각각 20.16, 5.50%로 가장 높았고 환원당 함량은 발효 12일에 S. rouxii 구와 S. coreanus구가 각각 4.52, 4.30%로 가장 높았다. 유리당 총량에서는 S.
- 총산은 휘발성 향기 성분과 함께 탁주의 맛, 냄새와 직접 관련되며 보존성에 영향을 준다(22). 총산은 담금 직후 S. ellipsoideus 구술덧이 0.27%로 높았고, 발효 4일 후는 S. rouxii구, S. coreanus구, S. carlsbergensis구, S. ellipsoideus구, S. cerevisiae구 술덧의 순으로 높았다. 발효 12일에 S.
- 탁주 담금 시 주모 에서 유래된 에탄올에 의해 담금 직후에 에탄올 함량이 0.0-0.8% 였고 S. carlsbergensis, S. cerevisiae(Baker’s yeast)구는 발효 2일 에 에탄올 함량이 9.0-9.4%로 급격히 증가되었다.
- cerevisiae구의 탁주술덧 순으로 환원당 함량이 높았다. 탁주 담금 후 원료 중의 탄수화물이 당화 amylase의 효소 작용으로 분해되어 발효 초기에 함량이 가장 높았던 총당은 감소하고 환원당이 증가되었으나 효모나 젖산균의 발효기질로 이용되므로 발효 후기에 총당과 환원당의 감소가 현저하였다. 본 실험의 결과는 Han 등(12)의 누룩 종류를 달리 한 탁주와 Lee 등(25)의 전분질 원료를 달리 한 탁주의 환원 당 변화와 대체로 일치되었다.
- 발효 과정 중 탁주술덧의 유기산을 HPLC로 분석한 결과는 Table 4와 같다. 탁주의 유기산으로 lactic acid, succinic acid, acetic acid는 발효 전 과정을 통하여 모든 시험구탁주 술덧에서 확인되었고, malonic acid, citric acid, propionic acid는 시험구에 따라 발효기간 중 검출되었다. 유기산 총량은 S.
- 발효 과정 중 탁주술덧의 유리당을 HPLC로 분석한 결과는 Table 5와 같다. 탁주의 유리당으로 glucose, fructose는 발효 전 과정을 통하여 모든 시험탁주에서 확인되었고 galactose, sucrose, maltose는 시험구에 따라 발효기간 중 검출되었다. 유리당 총량은 S.
- 탁주의 품질을 좌우하고 탁주의 보존성이나 향미에 영향을 주는 가장 중요한 성분인 에탄올 함량은 S. cerevisiae구가 가장 높았고, 알코올 등과 결합하여 ester와 같은 향미 형성 등에 이용되어 탁주의 맛, 냄새와 직접 관련되는 성분인 총산과 유기산 총함량은 S. rouxii구에서 높게 나타났다. 탁주 중의 당분은 에탄올 생성과 감미도에 관여하는 성분으로 중요시 되는데, 시험구 중 S.
- 6와 같다. 환원당 함량은 담금일에 8.48-11.26%였으나 발효 2일에 S. rouxii구, S. ellipsoideus구, S. coreanus구는 11.70-14.89%로 담금일보다 증가되었고 S. carlsbergensis구와 S. cerevisiae구는 7.53-8.26%로 담금 일 보다 감소하였다. 이러한 결과는 S.
후속연구
- 따라서 탁주 발효 시 효모의 단독 사용보다 각각의 효모를 병용하여 발효에 이용한다면 각각의 효모 특색이 상승작용하여 저장성 향상 및 풍미증진이라는 탁주의 전반적인 품질 개선 효과를 기대할 수 있을 것이다. 각각의 효모를 조합하여 탁주술덧을 발효시키고 이에 대한 품질 특성을 분석하는 연구에 대한 진행이 앞으로 필요할 것으로 사료된다.
- 본 실험 결과 효모 종류를 달리하여 제조한 탁주술덧의 품질특성이 서로 분명하게 차이를 보임을 알 수 있었다. 따라서 탁주 발효 시 효모의 단독 사용보다 각각의 효모를 병용하여 발효에 이용한다면 각각의 효모 특색이 상승작용하여 저장성 향상 및 풍미증진이라는 탁주의 전반적인 품질 개선 효과를 기대할 수 있을 것이다. 각각의 효모를 조합하여 탁주술덧을 발효시키고 이에 대한 품질 특성을 분석하는 연구에 대한 진행이 앞으로 필요할 것으로 사료된다.
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