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문제 정의
- 국내 육성 가공품종 중 다수성 벼를 원료로 한 양조적성 확인을 위해 인디카계통인 안다와 다산 1호 자포니카계통인 드래찬과 보람찬을 사용하여 원료쌀 품종에 따른 양조 적성 확인을 연구하였다. 또 국균과 효모의 증식을 촉진하는 것으로 알려진 K의 함량은 드래찬과 보람찬에서 높게 나타났다.
- 본 연구는 국내 육성된 다수성 벼의 미질 특성과 양조 및 발효적성을 구명코자 수행하였다.
제안 방법
- 1000립 중은 이물, 싸라기, 분상질립 등의 비정상립을 제외한 정립을 수작업으로 선별하여 중량을 3회 반복하여 측정하였다. 시료의 수분 함량은 근적외선 분광분석기(Infratec 1241, Foss Tecator, Hoganas, Sweden)에 내장된 수분함량 예측프로그램을 이용하여 측정하였고, 건조된 시료의 백미 단백질함량은 켈달분해(Kjeldaha)법에 따라 분석하였다(11).
- 2단 담금으로 1단 발효된 곳에 쌀 품종별로 15.4 kg을 세척하여 24±2℃에서 2시간 동안 물에 침지 시킨 다음, 물을 빼고 찜통에 30분간 증자하여 25-30℃로 방냉한 고두밥을 넣고 정제효소 9g과 물 20 L를 첨가 후 품온을 20±3℃로 유지시키며 5일 동안 발효 시켰다.
- 먼저 1단 담금으로 멥쌀 2 kg을 2시간 물에 침지한 후 1시간 동안 물을 뺀다. 다음으로 믹서기를 이용 쌀을 분쇄한 후 1단 멥쌀을 기준으로 160%의 물, 조효소(누룩) 6%, S. cerevisiae 1%를 첨가하여 20℃에서 2일간 1차 발효시킨 후 2단 담금으로 1단 멥쌀의 200%의 멥쌀, 정제효소 0.15%을 넣고 2단 담금 멥쌀 기준으로 180%의 물을 넣고 20℃에서 8일간 2차 발효시켰다. 발효가 완료되면 100 mesh의 체에 걸러 술지게미를 제거하여 최종적으로 알코올 함량 6%로 제성하였다.
- 막걸리 제조법은 일반 입국 탁주 제조법(14)과 무증자 제조법(15)을 일부 변형시켜 다음과 같이 진행했다. 먼저 입국 막걸리 제조법으로 탁주 술덧(주모)의 담금 원료 사용 비율은 입국 1 kg, 효모 3 g, 물 1.
- 막걸리의 관능검사는 Lee 등(16)의 방법을 일부 변형시켜 경기도농업기술원의 훈련된 관능 평가원들로 하여금 탁주에서 느낄 수 있는 향과 맛 특성을 묘사하게 하고, 이들 중에서 공통적으로 묘사된 특성을 선정하였다. 선정된 향과 맛 특성에 대하여 1-9의 강도로 표시하게 한 후 그 평균값을 구하여 다각형 그림으로 나타내었고 향과 맛을 고려한 전체적인 기호도는 가장 싫다 1, 가장 좋다 9의 점수로 표시하여 그 결과를 SAS 프로그램(Statistical Analysis System, SAS 9.
- 막걸리의 화학적 성질에서 에탄올 함량은 원심분리한 각각의 발효액을 수증기 증류한 다음 주정계로 측정하였다. 총산은 시료 10 mL를 0.
- 먼저 입국 막걸리 제조법으로 탁주 술덧(주모)의 담금 원료 사용 비율은 입국 1 kg, 효모 3 g, 물 1.3 L를 발효용기에 넣어 잘 혼합한 후 품온을 20±3℃로 유지시키며 3일 동안 발효시켰다.
- 무증자 막걸리의 제조법은 전통주 담금법을 일부 변형시켜 다음과 같이 실시하였다. 먼저 1단 담금으로 멥쌀 2 kg을 2시간 물에 침지한 후 1시간 동안 물을 뺀다.
- 시료의 수분 함량은 근적외선 분광분석기(Infratec 1241, Foss Tecator, Hoganas, Sweden)에 내장된 수분함량 예측프로그램을 이용하여 측정하였고, 건조된 시료의 백미 단백질함량은 켈달분해(Kjeldaha)법에 따라 분석하였다(11). 쌀의 아밀로스 함량은 곡물 성분분석기(Infratec 1241, Foss Tecator, Hoganas, Sweden)를 사용하여 RI205045 백미모드에서 300 g의 시료를 사용하여 측정하였다. 알칼리 붕괴도는 균일한 시료 6립을 15 mL 시험관에 넣고 1.
- 쌀의 아밀로스 함량은 곡물 성분분석기(Infratec 1241, Foss Tecator, Hoganas, Sweden)를 사용하여 RI205045 백미모드에서 300 g의 시료를 사용하여 측정하였다. 알칼리 붕괴도는 균일한 시료 6립을 15 mL 시험관에 넣고 1.4% KOH용액 10 mL을 넣은 후 30℃ 항온기에서 24시간 정치한 후 붕괴도(퍼짐도, 투명도)를 조사하여 1(부풀지 않고 그대로 있음)-7(형태를 알 수 없게 퍼져서 투명화 됨)등급으로 나누어 판단하였다(12).
- 5 사이에 오도록 정확히 조정 후 총 50 mL로 정용하였다. 이렇게 전처리한 시료를 dinitrosalicylic acid 방법에 따라 UV/VIS spectrophotometer (Agilent 8453, Hewlett-Packard, CA, USA)을 이용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하고 표준물질 glucose (Sigma, St. Louis, MO, USA)를 농도별로 제조 후 정량하여 시료 g당 전분가를 산출하였다(13).
- 이 건조물에 묽은 염산용액 약 10 mL를 가해 3시간 동안 방치시킨 후 3차 증류수를 이용하여 50 mL 메스플라스크에 정용하고 무회분여과지로 여과하여 시험용액으로 사용하였다. 제조한 시험용액을 유도결합플라즈마 원자발광분광법(inductively coupled plasma atomic emission spectrometry)에 따라 플라즈마에 주입하여 각각의 스펙트럼선 강도를 측정하고 시험용액 중 원소의 농도가 정량범위를 벗어나면 시료를 희석하여 측정하였다. 각 원소의 측정 파장은 Ca 393.
대상 데이터
- 막걸리 제조에 사용한 다수확 쌀 품종은 인디카계통인 안다와 다산 1호, 자포니카 계통인 드래찬과 보람찬을 사용하였으며 대조구로 추청벼를 2011년 본 기관 시험포장에서 재배하여 사용하였다. 입국(Dongsan, Yongin, Korea)은 증자한 쌀에 백국균 (Aspergillus kawachii)을 번식시켜 제조한 것을 구입하여 사용하였고 조효소(누룩)는 (주)한국효소 제품(역가 1,500 sp)을 정제효소는 데코자임 제품(glucoamylase 92%, α-amylase 8% 역가 30,000 sp)을 사용하였다.
- 입국(Dongsan, Yongin, Korea)은 증자한 쌀에 백국균 (Aspergillus kawachii)을 번식시켜 제조한 것을 구입하여 사용하였고 조효소(누룩)는 (주)한국효소 제품(역가 1,500 sp)을 정제효소는 데코자임 제품(glucoamylase 92%, α-amylase 8% 역가 30,000 sp)을 사용하였다.
- 입국(Dongsan, Yongin, Korea)은 증자한 쌀에 백국균 (Aspergillus kawachii)을 번식시켜 제조한 것을 구입하여 사용하였고 조효소(누룩)는 (주)한국효소 제품(역가 1,500 sp)을 정제효소는 데코자임 제품(glucoamylase 92%, α-amylase 8% 역가 30,000 sp)을 사용하였다. 효모는 시판 중인 Saccharomyces cerevisiae (Laparisienne, Netherlands)을 사용하였으며 일반 분석용 시약은 특급을 사용하였다.
데이터처리
- 선정된 향과 맛 특성에 대하여 1-9의 강도로 표시하게 한 후 그 평균값을 구하여 다각형 그림으로 나타내었고 향과 맛을 고려한 전체적인 기호도는 가장 싫다 1, 가장 좋다 9의 점수로 표시하여 그 결과를 SAS 프로그램(Statistical Analysis System, SAS 9.1, SAS Institute, Cary, NC, USA)를 이용하여 5% 유의수준에서 Duncan’s mtltiple range test로 분석하였다.
이론/모형
- 1 N NaOH 용액으로 중화적정한 후 소비량을 succinic acid로 환산하여 표시하였다(14). 당도(brix)는 당도계(RX-5000a, ATAGO Co. Ltd., Tokyo, Japan)로 측정하였고 잔당은 dinitrosalicylic acid method에 따라 550 nm에서 흡광도를 측정하여 포도당으로 환산하여 정량하였다(16).
- 1000립 중은 이물, 싸라기, 분상질립 등의 비정상립을 제외한 정립을 수작업으로 선별하여 중량을 3회 반복하여 측정하였다. 시료의 수분 함량은 근적외선 분광분석기(Infratec 1241, Foss Tecator, Hoganas, Sweden)에 내장된 수분함량 예측프로그램을 이용하여 측정하였고, 건조된 시료의 백미 단백질함량은 켈달분해(Kjeldaha)법에 따라 분석하였다(11). 쌀의 아밀로스 함량은 곡물 성분분석기(Infratec 1241, Foss Tecator, Hoganas, Sweden)를 사용하여 RI205045 백미모드에서 300 g의 시료를 사용하여 측정하였다.
성능/효과
- 5종의 입국 막걸리의 기호도 점수 중 시각적 점수는 품종에 따른 차이가 거의 없었으며 향기, 맛, 종합적 기호도의 경우에서 다산 1호가 7.5±0.23, 6.7±0.19, 7.8±0.13으로 다른 품종의 막걸리와 유의적인 차이를 나타냈다.
- 각 품종별 1000립의 무게 측정 결과 안다, 드래찬, 보람찬 품종만이 24.13±0.21, 23.23±0.18, 23.53±0.24 g으로 중립으로 분류되었으며 그 외 추청, 다산 1호는 모두 소립으로 분류되었다.
- 28%보다 높게 생성되었다. 관능결과에서는 향기, 목넘김, 종합적 기호도의 경우에서 안다와 다산 1호가 다른 품종의 막걸리와 유의적인 차이를 나타내며 기호도가 좋았다. 입국과 무증자 막걸리 제조에서 다산 1호가 가장 우수한 관능 값을 보였으나 입국 제조시 알코올 생산량이 낮은 문제를 해결한다면 다수확 품종 중 다산 1호가 막걸리 생산에 적합한 품종으로 사료된다.
- 4% 사이의 알코올이 생성 되었다. 다산 1호만 14.3%의 알코올이 생성 되었으며 또한 관능결과에서는 다산 1호가 다른 품종의 막걸리와 유의적인 차이를 나타내며 종합적인 기호도가 좋았다. 무증자법 막걸리의 경우 인디카계통인 안다와 다산 1호가 발효 완료시에 알코올이 17.
- 9%로 비슷하였다. 또한 다산 1호는 입국법에서와 같이 품종들 중에서 가장 낮은 알코올이 생성되었으나 입국법과 무증자법의 제조 방법 차이로 인해 전체적인 알코올은 입국법보다 높게 생성되었다. 자포니카계통인 드래찬과 보람찬은 발효 완료시에 각각 18.
- 모든 시료의 아미노산도 함량은 발효 초기에 매우 빠르게 증가하였으며 5일 후 부터 서서히 증가하였다. 발효 최종일에 아미노산도는 0.
- 27% 이였으며 발효시간이 지날수록 산도는 서서히 증가하였다. 발효 최종 일날 인디카계통인 안다와 다산 1호는 총산이 0.33, 0.31%로 자포니카계통인 드래찬과 보람찬의 0.28%보다 높게 생성되었다. 이것은 앞에서 설명한 Dong 등(22) 의 보고와 유사하였다.
- 무증자법 막걸리에 대한 관능적 기호도 분석결과는 Table 5와 같다. 시험품종별 무증자법 막걸리의 기호도 점수중 시각적 점수는 품종에 따른 차이가 거의 없었으며 향기, 목넘김, 종합적 기호도의 경우에서 안다와 다산 1호가 다른 품종의 막걸리와 유의적인 차이를 나타냈다. 나머지 다수확 자포니카계통인 드래찬과 보람찬은 고품질벼인 추청과 관능에서 유사한 결과를 나타내었다.
- 시험품종의 전분가 분석결과 자포니카 계통인 드래찬과 보람찬이 78.6±0.2, 77.2±0.4% 이상의 값을 나타냈으나 인디카계통인 안다와 다산 1호는 86.2±0.3, 82.0±0.5%를 나타냈다.
- 쌀의 일반성분 분석 결과는 단백질 함량은 안다벼가 7.5±0.2%로 다른 쌀에 비해 높았으며 아밀로스 함량은 자포니카계통 드래찬과 보람찬 쌀이 18.9±0.7%, 18.9±1.4%으로 낮은 함량을 보였다.
- 관능결과에서는 향기, 목넘김, 종합적 기호도의 경우에서 안다와 다산 1호가 다른 품종의 막걸리와 유의적인 차이를 나타내며 기호도가 좋았다. 입국과 무증자 막걸리 제조에서 다산 1호가 가장 우수한 관능 값을 보였으나 입국 제조시 알코올 생산량이 낮은 문제를 해결한다면 다수확 품종 중 다산 1호가 막걸리 생산에 적합한 품종으로 사료된다.
- 원료를 달리하여 제조한 품종별 입국 막걸리의 알코올, 총산, 아미노산도, 환원당은 Fig 1과 같다. 적정한 알코올 농도는 유해 미생물의 오염 방지와 효모의 발효능력도 증진시킬 수 있는데 (19) 다산 1호를 제외한 모든 품종에서 발효 완료시 16.6-17.4%정도의 알코올이 생성 되었으며 다산 1호는 14.3%의 최저 알코올이 생성 되었고 추청은 17.4%로 가장 높았다. 다산 1호의 알코올 생성이 낮았던 것은 다른 품종에 비해 높은 호화온도와 강화점도로 인해 충분한 열이 쌀 내부로 전달되지 못하여 원활한 증자가 안 된 것으로 추측된다.
- 조사 결과 드래찬과 보람찬 쌀이 18.9±1.4, 19.2±0.3%으로 아밀로스 함량이 낮게 나타났다.
- 쌀 무기질 함량을 분석한 결과는 Table 1에 나타내었다. 품종별 무기질 함량을 보면 다수성 자포니카계통인 보람찬과 드래찬의 P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn이 다수성 인디카계통인 다산 1호, 안다보다 높았으나 Na와 Cu는 비슷하였다. 또한 국균과 효모의 증식을 촉진하는 것으로 알려진(9) K의 함량은 드래찬과 보람찬에서 높게 나타났다.
- 아미노태 질소는 탁주 맛에 영향을 주고(21) 술덧 pH 변화에 완충역할을 한다(24). 품종별 아미노산도 함량은 1일 후에 서서히 증가하였으나 인디카계통과 자포니카계통간 아미노산도는 큰 차이를 보이지 않았다.
- 호화 중 전분의 열과 전달력에 대한 저항의 척도인 강화점도 (breakdown)는 최종점도와 마찬가지로 안다와 다산1호 120.92 cp 이상으로 높게 나타났으며 냉각 후의 최종 점도와 최고점도의 차이로 노화의 특성을 나타내는 취반점도(setback) 값은 인디카계통인 안다와 다산 1호가 −48.3±1.5 cp 이하의 값을 나타냈으나 자포니카계통은 −31.6±1.9 cp 이상의 값을 보였다.
- 호화개시온도는 가열시 전분입자가 호화(gelatinization)되는데 필요한 온도로 드래찬, 보람찬 쌀이 73.2±0.1, 73.1±0.1로써 추청(74.05)과 비슷하여 호화가 용이할 것으로 사료되며 다산 1호가 78.1±0.1로 호화 온도가 높게 측정되었다.
- 호화특성으로는 전분의 열과 전달력에 대한 저항의 척도인 강화점도(breakdown)는 안다와 다산 1호가 120.92±2.5 cp 이상으로 높게 나타났다.
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