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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 전통 양조식초의 발효법과 이미 · 이취 등의 문제점을 해결하기 위해, 자체 개발한 밀누룩으로 현미 막걸리를 제조하여 이들의 품질특성을 비교 검토하였으며, 향후, 이를 활용한 농가형 양조식초 제조의 품질지표 기초자료로 활용하고자 한다.
- 본 연구는 발효조건을 달리한 현미 막걸리의 술덧성분 변화를 조사하였다. 서로 다른 발효제와 발효온도에 따른 알코올의 차이는 30°C 발효가 20°C보다 알코올 도수가 평균 2% 정도 높은 것으로 나타났다.
가설 설정
- b) L: Lightness; a: Redness; b: Yellowness.
제안 방법
- , Tokyo, Japan)에서 30℃, 24시간 배양한 후, 사용하였다. 누룩제조는 분쇄밀과 밀기울을 혼합하고, 각각의 사상균[Asp. kawachii (AK), Rhi. japonicus (RJ)]을 밀기울 액체배지에 배양한 후, 액체종국 3%을 밀누룩에 접종하여 제조하였으며, 대조구로 사상균을 접종하지 않은 것을 Control (TN)로 사용하였다. 누룩제조는 30℃에서 습도 90%조건으로 30일간 발효시켜 건조(50°C, 24 h) 및 법제된 것을 사용하였다.
- 발효 술덧 내의 알코올 함량 분석은 발효 술덧을 부직포로 조여과한 여액을 증류하여 주정계로 눈금을 읽고 Gay-Lussac table로 보정하여 나타내었으며[14], 당도는 술덧의 여액을 디지털 당도계(PR-32α, ATAGO Co., Japan)를 이용하여 측정하였다.
- 알코올 발효(9일)를 종료한 뒤, 발효 온도에 따른 술덧 내 생성된 유기산을 분석하였다(Table 2). 20°C에서 발효한 현미 막걸리의 유기산은 9종이 검출되었으며, 그 중 citric acid 함량이 200 mg% 이상으로 가장 많이 검출되었다.
- 유기산은 발효 술덧을 HLB Sep-pak C18 cartridge (Waters Co., USA)에 통과시켜 HPLC (Sycam, S-series, Germany)를 이용하여 분석하였다. 분석 column은 Aminex HPX-87H (300 mm×7.
- 초산 발효액의 유리아미노산 정량은 시료 1 ml를 0.02 N HCl 용액에 20배 희석하고 0.2 µM membrane filter (Millipore Co. Ireland)로 여과한 후, amino acid analysis system (Hitachi L-8900, Japan)을 이용하여 분석하였다[15].
- 현미 막걸리제조는 현미 1 kg를 세미 및 침미를 하고 증자 후, 냉각시켜 각각의 발효제인 누룩(TN, AK, RJ)을 10% (w/w) 첨가하고, 160%(v/w)로 가수한 다음, 주모를 5% (v/w) 접종하여 발효 온도 별(20℃, 30℃)로 9일간 발효시켜 막걸리를 빚었다.
대상 데이터
- 발효 술덧의 일반성분 및 유기산 분석에 사용한 시약은 Sigma Co.(USA) 및 시중에 시판되는 Sigma-aldrich 특급품을 사용하였다. 정치발효에 사용한 항아리는 (주)갈산토기(4 L)로부터 구입하였다.
- 본 연구에 사용한 주모는 현미(100 g)에 누룩(10%)을 첨가하여 55℃에서 6시간 당화시킨 후, 여과한 여액을 10 °Brix로 보정한 다음, 121°C에서 15분간 고압살균하고 Sac. cerevisiae GRJ 접종하여 항온 배양기(EYELA SLI-700, Rikakikai Co., Ltd., Tokyo, Japan)에서 30℃, 24시간 배양한 후, 사용하였다. 누룩제조는 분쇄밀과 밀기울을 혼합하고, 각각의 사상균[Asp.
- 대조구는 증류수(L = 96.31, a = 0.01, b = −0.04)를 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 현미는 경기도 이천지역에서 재배된 일반계 현미(2010産)를 사용하였으며, 누룩 제조에 사용한 밀과 밀기울은 전북 익산 지역에서 생산(2010産)된 것을 사용하였다. 발효 술덧의 일반성분 및 유기산 분석에 사용한 시약은 Sigma Co.
- 정치발효에 사용한 항아리는 (주)갈산토기(4 L)로부터 구입하였다. 알코올 발효에 사용한 효모는 농촌진흥청 발효식품과에서 보관중인 Saccharomyces cerevisiae GRJ를 YPD배지(yeast extract 1%, peptone 2%, glucose 2%, agar 2%, pH 6.0)에 계대배양하여 4℃에서 냉장 보관하면서 사용하였다.
- (USA) 및 시중에 시판되는 Sigma-aldrich 특급품을 사용하였다. 정치발효에 사용한 항아리는 (주)갈산토기(4 L)로부터 구입하였다. 알코올 발효에 사용한 효모는 농촌진흥청 발효식품과에서 보관중인 Saccharomyces cerevisiae GRJ를 YPD배지(yeast extract 1%, peptone 2%, glucose 2%, agar 2%, pH 6.
성능/효과
- 20°C에서 발효한 현미 막걸리의 유기산은 9종이 검출되었으며, 그 중 citric acid 함량이 200 mg% 이상으로 가장 많이 검출되었다.
- 30°C 발효 술덧에서 TN, AK, RJ는 각각 31, 29, 25종의 유리아미노산이 검출되었으며, 주요 아미노산(aspartic, serine, glutamic, alanine, valine, leucine, tyrosine, phenylalanine, lysine, arginine, proline) 11종은 400에서 800 µg/ml 이상 검출되었다.
- 30°C 발효 술덧의 발효 초기 L 값은 TN 92.65, AK 93.20, 92.66에서 발효종료 후, 모두 감소하였으며, 20°C 발효 술덧 보다 감소폭이 더 큰 것으로 나타났다.
- Citric, malic, succinic, acetic 및 pyroglutamic acid 함량은 20°C보다 30°C 발효 술덧에서 더 많이 검출되었으며, lactic acid는 오히려 20°C 술덧에서 더 많이 검출된 것으로 보아 온도에 따라 유기산 함량의 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 당도는 20°C에서 발효 2일째 가장 높았으며(8.3° Brix), 그 이후 일정하게 유지되었고(Fig 2A), 30°C의 경우, 발효 1일째 14°Brix를 나타낸 후 조금씩 감소(Fig. 2B)하는 것으로 보아 발효제에 따른 당화력은 저온보다 중온에서 높은 것으로 보아, 알코올 함량에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
- 당화력 차이는 발효 초기부터 20°C보다 30°C 발효액의 당도가 높게 나타난 것으로 보아 알코올 도수에도 영향을 미치며, pH는 발효 4일까지는 서서히 감소하였고 그 이후, 변화의 폭은 크지 않았다.
- 또한 30°C에서 발효한 술덧도 9종의 다양한 유기산이 검출되었으며, 그 중 citric acid는 300 mg% 이상으로 20°C 발효술덧보다 1.5배 이상 높게 검출되었다.
- 또한 필수아미노산 함량은 각각 TN 396, AK 501, RJ 150 µg/ml으로 나타나 발효제 종류에 따라 차이가 큰 것으로 확인되었다.
- 또한, 발효 온도에 따라서 가장 많이 검출된 아미노산이 다르게 나타났는데 20°C의 경우, TN, AK, RJ 모두 proline이 각각 291, 246, 172 µg/ml 검출되었으며, 30°C의 경우 TN은 alanine이 821µg/ml, AK는 arginine이 630 µg/ml, RJ는 glutamic acid가 267 µg/ml으로 나타났다.
- 색도 중 L 값과 a 값은 발효초기의 모든 술덧에 비해 발효 종료시점에 조금 낮아지며, b 값은 발효가 진행됨에 따라 꾸준히 상승하였다. 발효 술덧의 유기산은 총 9종이 검출되었으며,그 중 citric acid 함량이 가장 높게 나타났다. Lactic acid는 오히려 20°C 발효술덧에서 더 많이 검출된 것으로 보아 발효온도에 따라 생성된 유기산이 차이가 있었다.
- 발효액의 적정산도는 발효가 끝날 때까지 지속적으로 증가하였는데(Fig. 4), 20°C에서 AK 발효제로 빚은 발효 술덧의 적정산도는 가장 높았고(0.57%, Fig. 4A), 30°C 발효액은 0.65-0.66% 범위로 나타나 발효 술덧의 산패 가능성은 없는 것으로 확인되었다(Fig. 4B).
- 발효온도에 따른 알코올 생성능은 20°C보다 30°C에서 평균 2% 정도 높게 나타났다.
- 발효제 별로 살펴보면, TN 1,136, AK 1,210, RJ 555 µg/ml 순으로, AK 발효제를 사용한 술덧의 총 유리아미노산이 가장 많이 생성된 것으로 나타났다.
- 서로 다른 발효제와 발효온도에 따른 알코올의 차이는 30°C 발효가 20°C보다 알코올 도수가 평균 2% 정도 높은 것으로 나타났다.
- 신맛을 내는 aspartic acid는 30°C의 TN에서 400 µg/ml, 20°C에서는 29 µg/ml이 검출된 것으로 보아 20°C보다 30°C 발효 술덧에서 약 14배 더 많이 검출되었고, 감칠맛을 내는 glutamic acid도 30°C TN에서 767 µg/ml, 20°C AK에서 111 µg/ml이 검출되었다.
- 유리아미노산 함량은 발효제 종류 및 발효온도에 따라 크게 차이가 있었고, 유리아미노산은 20°C보다 30°C 발효 술덧에 많이 있었다.
- 이상의 결과로 보아, 사용하는 누룩 종류와 발효온도에 따라, 현미 막걸리의 품질이 결정되는 것으로 보아 기능성과 영양학적으로 우수한 발효제를 선정하여 막걸리를 빚는 것이 주질 향상에 도움이 될 것으로 여겨진다.
- 이상의 결과를 살펴보면, 30°C에서 제조한 현미 막걸리가 더욱 우수한 품질을 가지며, 누룩 종류 및 발효온도에 따라서 현미 막걸리의 주질이 결정된다.
- 적정산도는 발효가 끝날 때까지 지속적으로 증가하였으며, 20°C AK의 적정산도가 가장 높게(0.57%) 나타났고, 30°C발효 술덧에서는 0.66%로 산패 가능성은 없었다.
- 총 아미노산 함량은 TN 8,605, AK 6,083, RJ 2,381 µg/ml으로 나타나 20°C 발효 술덧보다 더 많은 유리아미노산이 생성된 것으로 나타났다.
- 필수아미노산 함량은 30°C발효 술덧에서 각각 TN 3,814, AK 2,702, RJ 1,074 µg/ml이 검출된 것으로 보아 동일한 온도에서 발효를 하더라도 사용하는 발효제에 따라 아미노산 함량 차이가 있었는데, 20°C 발효 술덧 보다 적게는 5배, 많게는 10배 정도 차이가 있는 것으로 나타났다.
후속연구
- 이상의 결과를 살펴보면, 30°C에서 제조한 현미 막걸리가 더욱 우수한 품질을 가지며, 누룩 종류 및 발효온도에 따라서 현미 막걸리의 주질이 결정된다. 향후, 농가형 흑초 제조에 적합한 현미 막걸리의 술덧 제조가 가장 중요하다고 여겨진다.
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