선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 맥주는 입안에서 느끼는 맛과 조직감에 따라 다양하게 느끼게 되므로 일정한 품질을 유지하기 위해서는 일반 성분 분석은 물론 향기분석과 입안에서의 느낌을 분석하는 것이 요망된다. 따라서 일반 성분 및 품질 지표가 되는 요소를 바탕으로 맥주제품간의 차별성이나 유사성을 분석하고자 하였다. 일반적으로 시료가 갖는 향기 성분을 알아보기 위하여 gas chromatography (GC) 분석 외에 전자코는 전처리가 필요 없이 시료 고유의 휘발성분을 포집하기 때문에 전처리 과정에서 발생할 수 있는 손실 가능한 휘발성분까지 검출할 수 있는 전자코 분석을 도입할 필요가 있다고 판단된다.
- 관능검사에서는 패널 선정이 중요한데 이는 사람마다 가지고 있는 역치가 다르고 패널의 숙련도에 따라 느끼는 맛이 다르기 때문에 수많은 시료를 분석하는 경우 재현성이 있는 객관적 데이터를 얻기 어렵다. 따라서 정량화된 값을 얻기 위한 새로운 시도로 전자혀 분석으로 시료의 맛을 평가해 보았다. 전자혀는 시료의 맛을 나타내는 성분과 센서간의 감응도를 측정하여 수치화하는 작업을 거치게 된다.
- Haddi 등(19)은 전자혀를 이용하여 Lager, Stout, Indian pale ale 형태의 맥주를 동정, 분류하는 데에 전자혀를 활용하였으며 Lager, Stout 는 모두 정확하게 구분하였으나 Indian pale ale 형태의 경우 4개중 3개만 구분한 바 있다. 본 연구에서는 이처럼 다른 형태의 맥주를 구분하기 보다는 pale ale 중 서로간의 차별성을 판별할 수 있는가 하는 것과 국내에서 새로이 제조한 맥주가 이들 수입산 과는 어느 정도의 차별성 있는지를 보고자 한 것이다.
- 본 연구에서는 일반적인 맥주의 품질 분석 항목에 해당하는 알코올, bitterness unit (B.U.), 자당도, 색도, 총산, 폴리페놀 함량의 차이를 살펴보고 객관적인 지표로서 전자코와 전자혀를 이용한 향기성분 및 맛의 패턴을 통하여 새로이 개발된 pale ale맥주의 이화학적 특성을 국내에 널리 시판되고 있는 외국산 맥주와 비교 평가하고자 한다.
제안 방법
- Pale ale류에 속하는 수입산 시판 맥주 3종과 신제품 맥주를 대상으로 일반적 품질특성과 향기패턴 및 맛의 성향을 비교하였다. 그 결과 신제품은 4.
- 한편, y축 방향(DF2)으로 NC, VB, CP가 또 다시 차이를 보이고 있어 이들 3개 제품간에도 향기패턴이 다소 차이가 있음을 알 수 있다. 결론적으로 NB는 시판 수입산 맥주와는 향기패턴이 구분되어 차별화되는 향기특성을 보여주었으며 이러한 향기특성을 구분짓는 향기성분이 어떤 것인지 알아보기 위하여 GC 분석을 해 보았다.
- , 색도는 국세청 주류 분석규정을 토대로 분석하였으며(11), 폴리페놀 함량은 ASBC법을 참조하였다(12). 맥주의 sweetness는 자당도(A type, Daekwang, Inc., Seoul, Korea)로 측정하였다. pH는 각 시료를 20ºC에서 pH meter (sp-701, Suntex, Taipei, Taiwan)로 측정하였다.
- 맥주의 맛에 대한 평가는 전자혀(Astree, Alpha MOS, Toulouse, France)를 이용하였으며, 여과(Whatman No. 6, Kent, UK)한 시료 25 mL을 유리용기에 담아 자동시료측정기에 놓았다. 모든 시료는 5회 반복하여 실시하였으며 단일 샘플의 분석 후 센서 헹굼 과정을 거쳤다.
- 6, Kent, UK)한 시료 25 mL을 유리용기에 담아 자동시료측정기에 놓았다. 모든 시료는 5회 반복하여 실시하였으며 단일 샘플의 분석 후 센서 헹굼 과정을 거쳤다. 통계 처리에는 Alpha MOS에서 제공된 소프트웨어를 사용하였다.
- Syringe purge는 3초를 유지한 후 thermostatted tray holder에 놓은 후 250 µL을 취하여 시료로 사용하였다. 시료는 자동시료채취기가 연결된 전자코(SMart Nose 300, SMart Nose, Marin-Epagnier, Switzerland)로 분석하였다. 분석에 사용된 전자코는 질량분석기(Quadrupole Mass Spectrometer, Balzers Instruments, Marin-Epagnier, Switzerland)가 연결되어 있으며 휘발성 물질들은 70 eV에서 이온화시켜 180초 동안 생성된 이온 물질을 사중극자 질량 필터링을 거친 후 특정 질량 범위(11-199 amu)에 속하는 물질을 정수단위로 측정하여 channel수로 사용하였다.
- 분석에 사용된 전자코는 질량분석기(Quadrupole Mass Spectrometer, Balzers Instruments, Marin-Epagnier, Switzerland)가 연결되어 있으며 휘발성 물질들은 70 eV에서 이온화시켜 180초 동안 생성된 이온 물질을 사중극자 질량 필터링을 거친 후 특정 질량 범위(11-199 amu)에 속하는 물질을 정수단위로 측정하여 channel수로 사용하였다. 실험분석 초기에 공기 시료를 대조구로 사용하였으며 각각의 시료는 3회 반복을 실시하였다. 각기 다른 channel의 감응도는 matrix형태로 기록되었으며 이온화되어 얻어진 분자들의 질량별 검출량과 그 분포 정도를 통계처리 하여 판별함수분석(discriminant function analysis; DFA)을 실시하였다.
- 제주개발공사에서 제조한 맥주 신제품(NB)을 대상으로 pale 형태의 시판 수입 맥주 New castle brown ale (NC) (Heineken, England, United Kingdom), Victoria bitter (VB) (Carlton & United Beverages, Abbotsford, Australia), Coopers pale ale (CP) (The Cooper Family, Adelaide, Australia)와 비교하였다.
대상 데이터
- 맥주는 제주개발공사 pilot pant (Hannamli, Jeju, Korea)에서 생산하였으며 제주 암반수를 사용하였고 호프는 Cascade를, 보리는 제주산 백호보리를 사용하여 제조하였다.
- 시료는 자동시료채취기가 연결된 전자코(SMart Nose 300, SMart Nose, Marin-Epagnier, Switzerland)로 분석하였다. 분석에 사용된 전자코는 질량분석기(Quadrupole Mass Spectrometer, Balzers Instruments, Marin-Epagnier, Switzerland)가 연결되어 있으며 휘발성 물질들은 70 eV에서 이온화시켜 180초 동안 생성된 이온 물질을 사중극자 질량 필터링을 거친 후 특정 질량 범위(11-199 amu)에 속하는 물질을 정수단위로 측정하여 channel수로 사용하였다. 실험분석 초기에 공기 시료를 대조구로 사용하였으며 각각의 시료는 3회 반복을 실시하였다.
- 통계 처리에는 Alpha MOS에서 제공된 소프트웨어를 사용하였다. 쓴맛의 표준물질, quinine는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) 것을 사용하였으며 0.6-3 mg/L의 범위에서 표준곡선을 작성하였다.
- 25 µm film, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)컬럼을 사용하였다. 이동상은 헬륨을 사용하였으며, 유속은 28 mL/min이었다. GC oven은 초기 단계에서 2분까지는 40ºC로 유지시킨 후, 10ºC/min의 속도로 160ºC까지 증가시킨 다음 6분간 유지하였다.
데이터처리
- 실험분석 초기에 공기 시료를 대조구로 사용하였으며 각각의 시료는 3회 반복을 실시하였다. 각기 다른 channel의 감응도는 matrix형태로 기록되었으며 이온화되어 얻어진 분자들의 질량별 검출량과 그 분포 정도를 통계처리 하여 판별함수분석(discriminant function analysis; DFA)을 실시하였다. 이 때 사용된 소프트웨어는 SMart Nose statistical analysis software를 사용하였다.
- 각기 다른 channel의 감응도는 matrix형태로 기록되었으며 이온화되어 얻어진 분자들의 질량별 검출량과 그 분포 정도를 통계처리 하여 판별함수분석(discriminant function analysis; DFA)을 실시하였다. 이 때 사용된 소프트웨어는 SMart Nose statistical analysis software를 사용하였다.
- 일반성분 분석의 통계처리는 PASW Statistics 18 (IBM Co., Ver. 18.0.0, Armonk, NY, USA)을 이용하여 일원분산분석(one-way ANOVA)하였고, 95% 신뢰수준에서 다중비교법 중 최소유의차(least significant difference, LSD)를 이용하여 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- , Gongju, Korea)를 이용하여 210 rpm에서 50분 동안 탄산가스를 제거한 후 분석에 사용하였다. 알코올 함량과 B.U., 색도는 국세청 주류 분석규정을 토대로 분석하였으며(11), 폴리페놀 함량은 ASBC법을 참조하였다(12). 맥주의 sweetness는 자당도(A type, Daekwang, Inc.
- 향기성분의 분리 동정을 위하여 Gas Chromatography/Flame Ionization Detector (GC/FID) (GC-2010, Shimazu, Kyoto, Japan)를 이용하였으며, 고정상으로는 DB-WAX (30 m×0.25 mm ID, 0.25 µm film, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)컬럼을 사용하였다.
성능/효과
- 맥주 가운데 NC의 색상이 가장 진한 것으로 나타났으며 CP의 색상이 가장 옅은 것으로 나타났다. pH는 맥주 신제품과 NC, CP와 유의적으로 차이가 없었으며 총산은 5.21로 제주 맥주가 시판 맥주 3종에 비하여 높은 것으로 나타났다. 맥주에서의 폴리페놀 함량은 호프와 맥아에서 비롯되는데 이것은 맥주의 안정성과 향미에 매우 중요한 역할을 하지만 유통기간 중에 맥주 속에 있는 단백질과 결합하여 혼탁의 원인이 되어 상품성을 저하시키기도 한다.
- 국세청 주류분석규정에 따라 일반성분을 분석한 결과, 알콜 함량은 4종의 맥주 모두 유의적인 차이가 없었으며 약 4.1-4.6% 내외의 분포를 보였다(Table 1). 시판되는 맥주의 B.
- 72로 F값의 차이가 2배 정도 나타나는 것으로 보아 시료간의 차별성이 x축과 y축이 2:1의 비율로 영향을 받아 구분되었다. 그 결과 비교 대상인 시판 pale ale 형태의 수입산 맥주 3가지는 DF1의 왼쪽 범주에 속하여 신제품 NB와는 향기패턴 면에서 뚜렷한 차이를 보이고 있다. 한편, y축 방향(DF2)으로 NC, VB, CP가 또 다시 차이를 보이고 있어 이들 3개 제품간에도 향기패턴이 다소 차이가 있음을 알 수 있다.
- 그 결과 신제품은 4.35%의 알콜 함량을 나타냈으며 B.U.는 3.5, 색도는 34.43(EBC), sweetness는 2.28ºP, pH는 3.96, 총산은 5.21, 폴리페놀은 181.22 mg/L의 함량을 보였다.
- 53으로 큰 차이를 보이는 것으로 여겨진다. 맥주 가운데 NC의 색상이 가장 진한 것으로 나타났으며 CP의 색상이 가장 옅은 것으로 나타났다. pH는 맥주 신제품과 NC, CP와 유의적으로 차이가 없었으며 총산은 5.
- 맥주의 주요한 쓴맛을 나타내는 성분 중에 하나인 quinine의 정량곡선을 이용하여 분석한 결과(Fig. 3), 맥주의 quinine 함량은 0.0015-0.0018 g/L 사이로 나타났으며 NC가 쓴맛이 가장 적은 것으로 나타났고 NB의 쓴맛 정도가 높은 것을 보여주었다. 한편, B.
- 본 연구에서 신제품은 시판맥주와 다른 향기패턴을 보였으며 다른 향기특성을 나타내는데 영향을 준 물질은 ethyl acetate, isobutanol인 것으로 나타났다. 전자혀 분석결과 시판 맥주에 비하여 신맛과 쓴맛이 부족하였으며 맥주에서 쓴 맛을 나타내는 대표적 물질인 quinine을 정량하였을 때 맥주 신제품의 quinine 함량이 가장 높은 것으로 나타났다.
- 분석 결과 Fig. 2에서 나타난 바와 같이, NB는 신맛을 나타내는 SRS 센서의 감응도 4,6으로 다른 맥주에 비하여 낮은 것으로 나타나 신맛이 부족한 것을 보여주었으며 일반 성분분석에서도 pH 값이 3.96으로 높게 나타난바 있어 이를 대변하고 있다고 볼 수 있다. 쓴맛의 경우 NB의 감응도는 5.
- 판별함수 분석은 시료간의 차이를 갖는 수십 개의 ion fragment가 갖고 있는 특성의 의미를 함축하여 그래프의 x축에 DF1을 y축에는 DF2에 의한 2차원 그래프로 표현하여 시료간의 차이를 구별하게 되며 시료간의 변화를 구분짓는 판정의 성공률을 r2값으로 나타내고 판정의 영향력을 F value로 나타낸다. 분석 결과 가로축에 해당하는 DF1의 F 값이 743.98이고 세로축에 해당하는 DF2의 F값이 326.72로 F값의 차이가 2배 정도 나타나는 것으로 보아 시료간의 차별성이 x축과 y축이 2:1의 비율로 영향을 받아 구분되었다. 그 결과 비교 대상인 시판 pale ale 형태의 수입산 맥주 3가지는 DF1의 왼쪽 범주에 속하여 신제품 NB와는 향기패턴 면에서 뚜렷한 차이를 보이고 있다.
- 맥주의 대표적 향기성분으로 알려진 dimethyl sulfide, ethyl formate, ethyl acetate, isobutyl acetate, isoamyl acetate, ethyl hexanoate, ethyl octanoate, n-propanol, n-butanol, isobutanol, isoamyl alcohol, methyl alcohol, 2,3-butanedione, acetaldehyde 물질 14종을 선정하여 그 함량을 조사한 결과를 Table 2에 나타내었다(14). 분석결과 NB는 향기성분 ethyl acetate이 1.52 mM, isoamyl acetate 0.24 mM, isoamyl alcohol 4.54 mM, ethyl hexanoate 1.90 mM으로 시판 맥주에 비하여 상기 물질의 함량이 낮은 것으로 나타났으며 isobutanol의 함량은 1.61 mM로 상대적으로 높았다. Ethyl acetate와 isobutanol에 해당하는 고급알코올과 에스터류는 맥주 향의 주요 성분으로 알코올 발효의 부산물로 생성되는 물질이며(15) 에스터 화합물은 맥주의 향에서 발효과정에서 효모에 의하여 생성되는 맥주 향에 있어 중요한 물질이라고 알려져 있다(16).
- Ethyl acetate와 isobutanol에 해당하는 고급알코올과 에스터류는 맥주 향의 주요 성분으로 알코올 발효의 부산물로 생성되는 물질이며(15) 에스터 화합물은 맥주의 향에서 발효과정에서 효모에 의하여 생성되는 맥주 향에 있어 중요한 물질이라고 알려져 있다(16). 이 두 성분을 제외하고는 dimethyl sulfide, isobutyl acetate, isoamyl alcohol, isoamyl acetate, ethyl octanoate에 해당하는 5개의 peak가 유사한 경향을 보여주었으며 향기 성분 ethyl formate, n-propanol, 2,3-butanedione, acetaldehyde, n-butanol, methyl alcohol는 검출되지 않았다. 전자코 결과와 종합하여 볼 때 판별함수 분석에서 DF1의 차이에 의하여 시판맥주와 향기패턴이 구분되는 것은 ethyl acetate과 isobutanol의 함량의 차이가 주로 영향을 미친 것으로 보여진다.
- 이 두 성분을 제외하고는 dimethyl sulfide, isobutyl acetate, isoamyl alcohol, isoamyl acetate, ethyl octanoate에 해당하는 5개의 peak가 유사한 경향을 보여주었으며 향기 성분 ethyl formate, n-propanol, 2,3-butanedione, acetaldehyde, n-butanol, methyl alcohol는 검출되지 않았다. 전자코 결과와 종합하여 볼 때 판별함수 분석에서 DF1의 차이에 의하여 시판맥주와 향기패턴이 구분되는 것은 ethyl acetate과 isobutanol의 함량의 차이가 주로 영향을 미친 것으로 보여진다.
- 22 mg/L의 함량을 보였다. 전자코에 의한 향기패턴의 경우 시판 맥주와는 구분되어 다른 향기특성을 갖는 것으로 나타났으며, GC를 이용한 총 14종의 휘발성분 중 ethyl acetate, isobutanol, isoamyl acetate, isoamyl alcohol, ethyl hexanoate 함량의 차이를 보였고 그 외 물질들은 시판 맥주와 유사한 것으로 나타났다. 전자혀 분석에서는 시판 맥주에 비하여 NB의 신맛이 부족한 것으로 나타났으며 맥주의 주요한 쓴맛을 나타내는 성분 중 하나인 quinine을 정량 한 결과 시판 맥주에서의 농도는 1.
- 본 연구에서 신제품은 시판맥주와 다른 향기패턴을 보였으며 다른 향기특성을 나타내는데 영향을 준 물질은 ethyl acetate, isobutanol인 것으로 나타났다. 전자혀 분석결과 시판 맥주에 비하여 신맛과 쓴맛이 부족하였으며 맥주에서 쓴 맛을 나타내는 대표적 물질인 quinine을 정량하였을 때 맥주 신제품의 quinine 함량이 가장 높은 것으로 나타났다.
- 전자코에 의한 향기패턴의 경우 시판 맥주와는 구분되어 다른 향기특성을 갖는 것으로 나타났으며, GC를 이용한 총 14종의 휘발성분 중 ethyl acetate, isobutanol, isoamyl acetate, isoamyl alcohol, ethyl hexanoate 함량의 차이를 보였고 그 외 물질들은 시판 맥주와 유사한 것으로 나타났다. 전자혀 분석에서는 시판 맥주에 비하여 NB의 신맛이 부족한 것으로 나타났으며 맥주의 주요한 쓴맛을 나타내는 성분 중 하나인 quinine을 정량 한 결과 시판 맥주에서의 농도는 1.5-1.8 mg/L 사이로 나타났다.
- 측정에서 NC < VB < CP < NB의 경향을 보인 것과 quinine의 함량은 VB < NC < CP < NB로 상호 유사한 경향을 보였다. 포도주 숙성 정도를 측정하는데 활용했던 전자혀의 센서 시스템을 시용하여 여러 맥주 중에서 Lager 형태, Ale 형태 그리고 wheat beer 형태를 분별하는데 사용하였고 관능검사에서 표현하는 쓴맛, 단맛, 신맛, 과일맛, 카라멜맛, 탄내 등 관능적 특성과의 관계를 표현할 수 있었다. 또한 전자혀는 real extract, 알코올, 폴리페놀의 함량 쓴맛 정도까지도 예측할 수 있는 시스템임을 증명한 바 있다(20).
후속연구
- 최근 소비자의 기호에 맞춰 여러 브랜드의 맥주가 소비자로부터 좋은 반응을 얻고 있으며 다양하고 우수한 품질의 맥주가 수입되고 있는 실정이다. 또한 정책적으로 국내 맥주 제조 시설 진입 규제가 대폭 완화되어 맥주 산업의 동향이 변화할 것으로 예상되는 바, 소비자 요구가 다양화되고 있는 현 시점에서 실질적 구매자들이 선호하는 맥주의 향기성분과 맛에 대한 연구 필요성이 대두되고 있다. 제품 개발 시 제안되는 좋은 맥주란 소비자의 기호에 맞는 맥주이나 소비자의 기호성은 천차만별이기 때문에 한 마디로 규정하기란 어렵지만 다양한 맥주들이 갖고 있는 맛과 향에 대한 품질 특성을 바탕으로 목적하는 신제품을 제조할 수 있는 일이다.
- 3에서 보는 바와 같이 전자혀의 감응도와 직선적인 관계를 보여주고 있으며 Polshin 등(20)에 의해 쓴맛 정도를 예측할 수 있음을 여기서도 확인할 수 있었다. 쓴맛을 대표하는 여러 성분에 대한 분석과 전자혀의 측정값 간의 상관관계를 비교하여 어떠한 차이가 있는지는 향후 연구가 더 필요할 것으로 보인다.
- 본 연구에 사용된 NB는 여과 공정을 따로 거치지 않은 것으로 다른 시판제품에 비하여 높게 나타난 것으로 여겨진다. 향후 필요에 따라 여과 공정을 거칠 시 펩티이드와 폴리페놀이 침전되어 폴리페놀 함량은 조절할 수 있을 것으로 예상된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.