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문제 정의
- 또한 전국에서 다양한 복분자주가 생산되고 있으나 이의 기초적인 이화학적 특성에 대한 조사와 연구가 부족하여 향후 지역별 특산주로의 개발을 위한 자료가 시급한 현실이다. 따라서 본 연구에서는 국내 복분자 산지 9개소에서 재배된 복분자와 국내에서 시판되는 24종의 복분자주를 수거하여 이들 시료의 이화학적 분석을 통해 복분자관련 가공 및 제품개발 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 이에 15 mL의 포화 탄산나트륨을 첨가한 후 증류수로 100 mL 부피를 맞춘 후 2시간 후에 765 nm에서 흡광도를 측정하여 gallic acid를 이용, phenolic content mg GAE/L로 환산하였다. Zoecklein 등(19)의 방법에 따라 포도주와 같은 과실즙의 색상 정도를 알아보는 데 많이 사용되는 hue와 intensity 측정을 위해 복분자즙을 여과하여 각각 420, 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. Hue는 420 nm/520 nm 의 비율로, intensity는 420 nm+520 nm의 합으로 하였다.
- 국내 주요 산지 9개소(전북 고창, 순창, 정읍, 전남 함평, 강원도 횡성, 충남 당진, 충남 논산, 경남 거창, 전남 곡성)에서 생산된 복분자와 전국에서 시판되는 24종의 복분자주를 수거하여 이화학적 특성을 분석하였다. 전반적으로 각 지역별 복분자와 시판 복분자주의 이화학적 특성에서 차이가 크게 나타났다.
- 1 N NaOH 로 적정하여 citric acid로 나타내었다. 당도는 상온에서 hand refractometer (Atago Pocket Pal-1, Tokyo, Japan)을 이용하여 측정하였다. 환원당은 dinitrosalicylic acid method에 따라 UV/VIS spectrophotometer (diod-array) HP 8453 (Hewlett Packard, Palo alto, CA, USA)을 이용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하고 표준 물질 glucose (Sigma Co.
- 전북 고창군의 경우 국내 최대 복분자 산지로 다른 세 곳의 농협에서 구입하여 시료로 사용하였다. 동결된 복분자를 실온에서 자연 해동시키고 파쇄기(Waring, Torrington, CT, USA)를 이용하여 마쇄한 후 거즈로 여과하여 착즙액을 분석에 사용하였다. 사용된 복분자 시료의 재배지역과 판매처는 Table 1과 같다.
- Hue는 420 nm/520 nm 의 비율로, intensity는 420 nm+520 nm의 합으로 하였다. 색도는 색차계(Hunter Lab Color Quest II, Richmond, VA, USA)를 이용해 3번씩 측정하여 Hunter scale에 의해 L(명도), a(적색도), b(황색도)값으로 나타내었다. 모든 측정은 3회 반복하여 실시 후 평균값으로 표시하였다.
대상 데이터
- 6mL/min, column oven 온도 35oC, injection volume 10µL, UV210 nm에서 분석하였다(20). 기기는 HPLC (Jasco UV-975, UV/VIS detector, Tokyo, Japan)를 사용하였다.
- 사용된 복분자 시료의 재배지역과 판매처는 Table 1과 같다. 본 연구에 사용된 복분자주는 2008년 6월 전국의 대형 할인매장, 주류도매상, 우편판매책자 등을 통해 국내에 시판되는 복분자주 중 지역별 특성과 매출 수준을 고려하여 24종을 선발하여 사용하였다. 모든 제품의 주종은 과실주로 일부 시판되는 기존의 복분자를 첨가한 탁주는 포함하지 않았다.
- 실험에 사용한 재료는 우리나라의 복분자 주요 산지 9개소(전북 고창, 순창, 정읍시, 전남 함평, 강원도 횡성, 충남 당진, 충남 논산, 경남 거창, 전남 곡성)에서 재배된 총 11종의 복분자 딸기를 2008년 6월 하순에 각 지역농협을 통하여 동결된 상태로 구매하여 −20oC의 냉동고에 보관하면서 사용하였다.
- C의 냉동고에 보관하면서 사용하였다. 전북 고창군의 경우 국내 최대 복분자 산지로 다른 세 곳의 농협에서 구입하여 시료로 사용하였다. 동결된 복분자를 실온에서 자연 해동시키고 파쇄기(Waring, Torrington, CT, USA)를 이용하여 마쇄한 후 거즈로 여과하여 착즙액을 분석에 사용하였다.
데이터처리
- 색도는 색차계(Hunter Lab Color Quest II, Richmond, VA, USA)를 이용해 3번씩 측정하여 Hunter scale에 의해 L(명도), a(적색도), b(황색도)값으로 나타내었다. 모든 측정은 3회 반복하여 실시 후 평균값으로 표시하였다.
- 복분자 및 복분자주의 이화학적 특성 분석 결과는 SAS (Statistical Analysis Systems) for Windows 7.2를 이용하여 분산분석 (ANOVA), 상관분석(correlation analysis)과 다중범위 검정을 실시하였다(Fisher’s Least Significant Difference (LSD) test 또는 Duncan’s multiple range test).
이론/모형
- Louis, MO, USA)를 농도별로 제조하여 정량하였다(17). 총 페놀성 화합물 함량은 Folin-Ciocalte법을 이용하여 측정하였다(18). 10배 희석한 시료 1 mL에 증류수 60 mL을 가하고, Folin-Ciocalteu’s reagent (Sigma Co.
- pH는 pH meter (Orion Model EA 940, Boston, MA, USA)로 측정하였다. 총산도는 AOAC방법(16)에 의해 3회 반복 측정하였다. 활성탄을 이용하여 색소를 제거시킨 복분자즙을 0.
- 당도는 상온에서 hand refractometer (Atago Pocket Pal-1, Tokyo, Japan)을 이용하여 측정하였다. 환원당은 dinitrosalicylic acid method에 따라 UV/VIS spectrophotometer (diod-array) HP 8453 (Hewlett Packard, Palo alto, CA, USA)을 이용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하고 표준 물질 glucose (Sigma Co., St. Louis, MO, USA)를 농도별로 제조하여 정량하였다(17). 총 페놀성 화합물 함량은 Folin-Ciocalte법을 이용하여 측정하였다(18).
성능/효과
- Intensity는 색상 진하기 정도를 나타내는데 곡성(woori)의 시료가 다른 시료들과 비교해 볼 때 현저히 낮은 수치(17.41)를 나타내었고, 가장 높은 값을 나타낸 시료는 정읍(naja) 복분자(81.79)였다. 논산(neulso)의 시료도 34.
- 09)이 가장 낮은 값을 나타내었지만 시료간의 차이는 명도(L), 적색도(a) 의 차이보다 크지 않았다. 과실주에서 색상과 진하기 정도를 나타내는 지표로 hue와 intensity value가 널리 사용되고 있으며(21), 본 연구에 사용된 시료의 경우 DW(0.99)가 가장 높은 값을 나타냈고, 가장 낮은 값은 SU(0.48)로 색상은 일반 과실주와 비교하여 적당한 수준으로 여겨진다. 색상의 진하기를 나타내는 Intensity의 경우 SE(16.
- 09). 그 외의 분석항목에서는 L값, b값, Hue, Intensity와 같이 색상관련 항목과 총 페놀성 화합물 함량, 유기산 함량에서 시료간의 차이가 큰 것으로 나타났다. 특히 acetic acid 의 경우 시료 간의 차이가 가장 많이 나타났다(CV=0.
- 과실주의 총 페놀 함량은 과실 품종, 양조 기술, 발효 온도, 착즙의 정도 등에 큰 영향을 받는데, 과실 껍질과 함께 발효시킨 과실주(예: 적포도주)는 발효 과정 중 에탄올의 생성으로 포도 껍질의 페놀성분이 포도주로 용출되어 결과적으로 백포도주보다 높은 총 페놀 함량을 가지게 된다(15). 본 연구에서 나타난 복분자주의 총 페놀 함량은 966-1,744mg GAE/ L으로 시료간의 높은 차이를 나타냈다. BH가 가장 높은 값을(1744.
- 0 이상의 값을 가진다고 보고되어 있다(21). 본 연구에서 대개 시료가 0.39-0.66 수준을 나타내 일반적인 붉은색을 보였고, 곡성(woori)과 논산(neulso)가 0.70과 0.87로 붉은색에서 벗어난 것으로 나타났다.
- 05). 본 연구에서는 복분자의 주요 유기산으로 알려진 citric acid 뿐 아니라 succinic acid도 높은 수준으로 나타났다. 고창 성송(sung), 곡성(woori), 함평(nabigol) 시료의 경우 malic acid 함량이 각각 1.
- 분석된 네 개의 유기산 함량에서 시료간의 유의적 차이가 나타났다(p<0.05).
- 48)로 색상은 일반 과실주와 비교하여 적당한 수준으로 여겨진다. 색상의 진하기를 나타내는 Intensity의 경우 SE(16.55)가 가장 높은 값을 나타내었고, DW(3.98)가 가장 낮은 값을 나타났다. 과실주의 총 페놀 함량은 과실 품종, 양조 기술, 발효 온도, 착즙의 정도 등에 큰 영향을 받는데, 과실 껍질과 함께 발효시킨 과실주(예: 적포도주)는 발효 과정 중 에탄올의 생성으로 포도 껍질의 페놀성분이 포도주로 용출되어 결과적으로 백포도주보다 높은 총 페놀 함량을 가지게 된다(15).
- 연구에 수거된 복분자 시료의 경우 곡성(woori) 시료의 경우 산림과학원에서 보급한 토종 복분자(Rubus coreanus Miq.)로 확인되었고 그 외의 시료의 경우 정확한 품종을 확인할 수는 없었으나, 대개 1960년대 도입된 후 고창 지역을 중심으로 널리 재배되고 있는 북미산 품종(Rubus occidentalis L.)으로 여겨진다. 특히 품종간의 차이는 당도나 산도에 비해 과실의 착색 정도를 나타내는 색도 및 총페놀성 화합물 함량에서 큰 차이를 나타냈다.
- 24개의 시판 복분자주 시료의 물리이화학적 분석 결과 각 데이터의 분포 정도는 Table 8과 같다. 일반성분 분석 결과는 시료 간의 데이터 분포 정도가 크지 않았으나, 색도(L값, a값, b값), Hue, Intensity와 같이 색상관련 항목과 phenolic 성분 함량(phenolic), 유기산 함량에서 시료간의 차이가 큰 것으로 나타났다. Table 9의 분석된 시료의 이화학적 특성을 살펴보면, 시판 24종의 복분자주의 pH는 3.
- 일반적인 예상과 일치하게 당도(Brix)와 환원당(RS)간에 유의적인 높은 양의 상관관계가 확인되었고(r=0.90), 특히 L값(명도)이 다른 색 관련 분석치 뿐 아니라 총페놀 함량(r= −0.90), 유기산중 citric acid (−0.78)과 succinic acid (r= −0.89)와도 높은 음의 상관관계를 보였다(p<0.05).
- 11개의 국내 주요 복분자 재배지에서 수집한 복분자의 주요 물리 이화학적 특성의 데이터의 분포 정도는 Table 3과 같다. 전반적으로 각 분석 항목별로 11개 시료간의 데이터 분포 정도의 차이가 크게 나타났다. pH의 경우 시료간의 차이가 가장 적은 분석항목으로 나타났고(CV=0.
- 37g/100 mL)가 가장 낮은 수치를 보였다. 전체적으로 pH의 수치는 각 시료 간의 큰 차이가 없었으나 총산도, Brix, 환원당의 항목에서 정읍 (naja) 시료가 다른 지역의 복분자에 비해 높은 수준을 보였다.
- 05). 총 페놀 함량은 intensity value (r=0.92), citric acid (r=0.83)와 succinic acid (r=0.80)와도 높은 양의 상관관계를 나타내어 색상이 진할수록 총페놀성 화합물 함량 뿐 아니라 유기산 함량도 높은 것으로 나타났다.
- 총산도 항목에서 시료간의 유의적 차이가 나타났는데 가장 높은 수준을 보인 시료는 SR (7.06±0.13)이며, 가장 작은 총산도를 나타낸 시료는 NB (3.61±0.07) 로 두 배 정도 차이를 나타냈다.
- 전반적으로 각 지역별 복분자와 시판 복분자주의 이화학적 특성에서 차이가 크게 나타났다. 특히 당도와 총산도, L값, b값, Hue, Intensity와 같이 색상관련 항목과 총 페놀성 화합물 함량(phenolic), 유기산 함량에서 시료간의 차이가 컸다. 일반적으로 음료 및 주류로의 제품화에서 주요 항목인 총 산도, Brix, 환원당에서 정읍(naja) 시료가 다른 지역의 복분자에 비해 높게 나타났다.
- )으로 여겨진다. 특히 품종간의 차이는 당도나 산도에 비해 과실의 착색 정도를 나타내는 색도 및 총페놀성 화합물 함량에서 큰 차이를 나타냈다.
후속연구
- 발효 전에는 알코올 함량 증가를 위해 당분을 첨가하고 발효 후에는 당, 산, 주정 등을 첨가하는 제성과정을 통해 원재료에서 오는 차이가 많이 줄어든다. 따라서 복분자주의 경우 발효원주와 최종 제품 간 차이가 제성과정이 없는 포도주에 비해 크고 품질관리를 위해 향후 발효원주 관리가 필요할 것으로 여겨진다.
- 일반적으로 음료 및 주류로의 제품화에서 주요 항목인 총 산도, Brix, 환원당에서 정읍(naja) 시료가 다른 지역의 복분자에 비해 높게 나타났다. 반면 곡성(woori)과 논산(neulso) 시료의 경우 색상 진하기 정도인 Intensity, 총 페놀성 화합물 함량, 유기산 수준에서 다른 시료에 비해 현저히 낮은 수준을 보여 착색이 부족한 것으로 나타나 향후 품종 개량이나 재배 환경 최적화가 필요할 것으로 여겨진다. 현재 복분자 품종에 대한 정확한 조사 및 관리가 명확하지 않아 품종이나 지역 간의 비교가 정확히 이루어지지 못 하고 있다.
- 향후 복분자관련 산업의 활성화를 위해 가장 중요한 원료인 복분자의 품종, 재배지역 및 재배 방법 등에 따른 다양한 이화학적 및 생물학적 특성분석과 데이터베이스화 작업이 필요하리라 사료된다. 복분자주의 경우도 이화학적 특성에서 지역 간의 차이보다 각각 시료간의 차이가 크게 나타나 향후 관능특성 및 소비자 기호도 조사를 통한 좀 더 상세한 연계 조사가 필요하리라 여겨진다.
- 따라서 발효과정 중의 모니터링을 통해 생성 여부를 관찰하는 것이 고품질의 과실주의 생산에 필요한 것으로 여겨진다. 본 연구에서는 NJ, HY 시료에서는 검출 되지 않았으나 그 외의 시료에서는 acetic acid가 검출되어 향후 제품 발효 과정에서의 철저한 관리가 필요한 것으로 여겨진다.
- 현재 복분자 품종에 대한 정확한 조사 및 관리가 명확하지 않아 품종이나 지역 간의 비교가 정확히 이루어지지 못 하고 있다. 향후 복분자관련 산업의 활성화를 위해 가장 중요한 원료인 복분자의 품종, 재배지역 및 재배 방법 등에 따른 다양한 이화학적 및 생물학적 특성분석과 데이터베이스화 작업이 필요하리라 사료된다. 복분자주의 경우도 이화학적 특성에서 지역 간의 차이보다 각각 시료간의 차이가 크게 나타나 향후 관능특성 및 소비자 기호도 조사를 통한 좀 더 상세한 연계 조사가 필요하리라 여겨진다.
- 본 연구에서의 색도 분석결과는 Cha 등(13)과 Kim과 Shin(14)이 보고한 품종 및 숙성정도에 따른 복분자의 분석결과와 차이를 나타내었다. 향후 복분자에 대한 체계적인 물리 화학적 특성 파악을 위해 연도별 및 지역별 모니터링이 필요한 것으로 여겨진다.
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