The quality characteristics and antioxidant activities of makgeolli added with different amounts of pomegranate powder (0%, 5%, 10%, 15%, 20%) were investigated. Although pH was reduced with increasing concentrations of pomegranate powder, all pH values rapidly decreased for 2 days, and then gently ...
The quality characteristics and antioxidant activities of makgeolli added with different amounts of pomegranate powder (0%, 5%, 10%, 15%, 20%) were investigated. Although pH was reduced with increasing concentrations of pomegranate powder, all pH values rapidly decreased for 2 days, and then gently increased afterwards. Total acidity increased until 3 days of fermentation and then slowly increased. Sugar and reducing sugar contents reached maximum levels after 1 day of fermentation and gradually decreased until 7 days. Alcohol content remarkably increased until 2 days and gradually increased until 7 days. The addition of over 10% pomegranate powder increased yeast count until 3 days of fermentation, followed by a decrease. In the sensory evaluation, color, flavor, sweetness, and overall acceptance decreased with increasing concentrations of pomegranate powder, and sourness and bitterness slightly increased. Early antioxidant activity improved according to the concentration of pomegranate powder, but addition of 15% and 20% pomegranate powders reduced antioxidant activity from 3 days of fermentation. In conclusion, addition of 10% pomegranate powder would be the most suitable to manufacture pomegranate makgeolli.
The quality characteristics and antioxidant activities of makgeolli added with different amounts of pomegranate powder (0%, 5%, 10%, 15%, 20%) were investigated. Although pH was reduced with increasing concentrations of pomegranate powder, all pH values rapidly decreased for 2 days, and then gently increased afterwards. Total acidity increased until 3 days of fermentation and then slowly increased. Sugar and reducing sugar contents reached maximum levels after 1 day of fermentation and gradually decreased until 7 days. Alcohol content remarkably increased until 2 days and gradually increased until 7 days. The addition of over 10% pomegranate powder increased yeast count until 3 days of fermentation, followed by a decrease. In the sensory evaluation, color, flavor, sweetness, and overall acceptance decreased with increasing concentrations of pomegranate powder, and sourness and bitterness slightly increased. Early antioxidant activity improved according to the concentration of pomegranate powder, but addition of 15% and 20% pomegranate powders reduced antioxidant activity from 3 days of fermentation. In conclusion, addition of 10% pomegranate powder would be the most suitable to manufacture pomegranate makgeolli.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 과즙 및 착즙 시 부산물로 버려지고 있지만 생리활성이 높은 석류의 껍질과 씨를 모두 첨가한 막걸리를 제조하여, 기능성을 높인 새로운 막걸리의 개발 가능성을 검토하고자 하였으며, 석류 첨가량과 발효기간에 따른 품질 특성 및 항산화 활성의 변화에 대해 조사하였다.
본 연구에서는 식품성 에스트로겐 성분 및 항산화와 항암 등의 기능성이 입증되어 최근 소비량이 급증하고 있는 석류의 껍질과 씨를 첨가한 막걸리를 제조하였으며, 첨가량과 발효기간에 따른 품질 및 항산화 활성의 변화에 대해 조사하였다. 그 결과, 막걸리의 품질을 평가하는 항목인 pH, 산도, 당도와 환원당 함량, 색도, 알코올 함량, 효모 수에서 발효 초기에 보였던 유의적인 차이들이 발효가 진행됨에 따라 대조 구를 포함한 모든 실험구에서 크게 나타나지 않았다.
제안 방법
24시간 간격으로 술덧을 채취하여 pH는 pH meter(CG842, Schott Mainz, Germany)를 사용하여 측정하였으며, 총산도는 시료 10 mL를 취해 페놀프탈레인 지시약 2∼3방울 가해 0.1N NaOH용액으로 중화 적정하여 젖산함량(%)으로 환산하였다.
Jin SY(2011)의 보고에 의하면 석류에는 총 폴리페놀, 플라보노이드, 식물성 에스트로겐의 양이 풍부하게 함유되어 있으며, 특히, 과즙보다 껍질과 씨 부분에서 기능성 성분의 함량과 항산화 활성이 더 높고, 성분의 양이 높아질수록 항산화성 또한 높아진다고 보고하였다(Jin SY 2011). 따라서 본 실험에서는 석류의 과즙뿐만 아니라, 전과를 분말화한 석류가루를 첨가한 막걸리를 제조하였다. 석류막걸리의 항산화 활성을 ORAC 분석법으로 측정한 결과는 Fig.
본 연구를 통해 제조된 막걸리의 효모수를 측정하였다(KFDA 2011). 무균적으로 채취한 시료를 멸균한 생리식염수로 순차적으로 10배 희석하고 균질화된 용액 1 mL와 PDA(Potato Dextrose Agar) 15 mL를 잘 혼합한 후, 25℃에서 120시간 동안 배양한 후 효모수를 측정하였다.
생쌀의 무게를 기준으로 누룩 2%를 첨가하였으며, 효모는 물 1 L 기준으로 건조 효모 1%를 혼합한 후 4 L용량의 발효용기에 투입하고, 물 1 L를 가수하여 제조하였다. 발효온도는 28℃로 7일간 배양하였으며, 석류분말은 탁주 제조에 사용된 쌀의 무게를 기준으로 첨가비율을 0, 5, 10, 15, 20%로 구분하여 각각 첨가하였다.
석류막걸리의 제조는 쌀 500 g을 2시간 동안 물에 침지한 후 물기를 제거하여 고두밥(1시간 증자)을 제조한 뒤 실온에서 방냉하였다. 생쌀의 무게를 기준으로 누룩 2%를 첨가하였으며, 효모는 물 1 L 기준으로 건조 효모 1%를 혼합한 후 4 L용량의 발효용기에 투입하고, 물 1 L를 가수하여 제조하였다. 발효온도는 28℃로 7일간 배양하였으며, 석류분말은 탁주 제조에 사용된 쌀의 무게를 기준으로 첨가비율을 0, 5, 10, 15, 20%로 구분하여 각각 첨가하였다.
석류 첨가량에 따른 막걸리의 관능변화를 알아보기 위해, 경남대학교 식품생명학과 대학원생 20명(평균연령 25세, 남성 10명, 여성 10명)을 대상으로 5가지 실험구에 대해 색(Color), 향(Flavor), 단맛(Sweetness), 신맛(Sourness), 쓴맛(Bitterness), 전체적인 기호도(Overall acceptance)를 9점 측도법으로 평가하였으며, 대단히 좋다 9, 대단히 싫다 1로 점수를 표시하였다. 모든 항목별 실험은 3회 반복하였으며, 결과의 유의성 검증은 SPSS program(version SPSS 18.
첨가비율을 달리한 석류막걸리를 제조하고, 기호도를 조사하기 위해 관능평가를 실시하였다(Table 1). 석류 첨가량에 따라 색, 향, 단맛, 전체적인 기호도는 유의적으로 낮아졌으며, 반대로 신맛과 쓴맛은 높아지는 경향을 보였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 석류는 이란에서 수입된 Omid Nikan Co.(Tehran, Iran)의 이란산 석류를 사용하였으며, 석류를 절단하고 40℃에서 열풍건조 후 분쇄기(IKA M20, IKA Co. LTD. Germany)를 사용하여 10분 이상 분쇄하였다. 분쇄한다음 100 mesh의 체로 친 다음 실험에 사용하였다.
50 μL의 시료를 plate에 넣은 뒤, 그 후 바로 peroxyl radical을 생성하는 50 μL의 20 mM 2,2'- azobis(2-methylpropionamidine) dihydro-chloride(AAPH)를 넣어 혼합해 주었다. AAPH와 대조군으로 사용된 수용성 vitamin E 유도체인 6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carbonyl acid(trolox)는 매 실험에서 새로 만들어 사용하였다. 형광분석기는 측정 전 reaction mixture가 담긴 96-well plate를 10초 동안 shaking한 후, 5초 동안 안정화 하도록 설정하였다.
백미는 삼안미곡종합처리장에서 생산된 ‘금싸라기 쌀’을 구입하여 사용하였으며, 당화를 위한 누룩은 진주곡자(2013년 6월 제조, 300 SP, 진주, 한국)를 사용하였다.
백미는 삼안미곡종합처리장에서 생산된 ‘금싸라기 쌀’을 구입하여 사용하였으며, 당화를 위한 누룩은 진주곡자(2013년 6월 제조, 300 SP, 진주, 한국)를 사용하였다. 탁주 발효에 이용된 효모는 (주)전원 식품에서 판매하는 건조효모를 구입하여 사용하였다.
데이터처리
1) Values are mean±S.D. and different superscripts in the same column (a,b) are significantly different by Ducan’s multiple range test (p<0.05).
모든 항목별 실험은 3회 반복하였으며, 결과의 유의성 검증은 SPSS program(version SPSS 18.0)을 이용하여 분산분석을 실시하였고, 각 시료간의 유의성 검증은 던컨의 다중 범위 시험법(Duncan's multiple range test)을 사용하여 5%(p<0.05) 수준에서 검증하였다.
이론/모형
국세청의 주류분석법(NTSTSI 1999)에 따라 500 mL 삼각플라스크에 시료 100 mL와 증류수 30 mL를 넣고 증류시킨 뒤, 증류액이 70 mL가 되면 물을 가하여 100 mL까지 채운 뒤, 15℃에서 주정계를 넣고 알코올을 정량하였다. 항산화 활성은 대표적으로 사용되는 ORAC(Oxygen radical absorbance capacity) 분석법을 이용하였다(Talcott & Lee 2002).
당도는 당도계(지원하이텍, GMK-703F)로 측정하였으며, 환원당 함량은 시료를 DNS(dinitrosalicylic acid)에 의한 비색 법으로 UV-Vis spectrophotometer(Shimadzu, UV-1601)를 이용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준정량곡선을 이용하여 환원당 함량을 계산하였다.
본 연구를 통해 제조된 막걸리의 효모수를 측정하였다(KFDA 2011). 무균적으로 채취한 시료를 멸균한 생리식염수로 순차적으로 10배 희석하고 균질화된 용액 1 mL와 PDA(Potato Dextrose Agar) 15 mL를 잘 혼합한 후, 25℃에서 120시간 동안 배양한 후 효모수를 측정하였다.
항산화 활성은 대표적으로 사용되는 ORAC(Oxygen radical absorbance capacity) 분석법을 이용하였다(Talcott & Lee 2002).
성능/효과
본 연구에서는 식품성 에스트로겐 성분 및 항산화와 항암 등의 기능성이 입증되어 최근 소비량이 급증하고 있는 석류의 껍질과 씨를 첨가한 막걸리를 제조하였으며, 첨가량과 발효기간에 따른 품질 및 항산화 활성의 변화에 대해 조사하였다. 그 결과, 막걸리의 품질을 평가하는 항목인 pH, 산도, 당도와 환원당 함량, 색도, 알코올 함량, 효모 수에서 발효 초기에 보였던 유의적인 차이들이 발효가 진행됨에 따라 대조 구를 포함한 모든 실험구에서 크게 나타나지 않았다. 따라서 석류분말을 20%까지 첨가하더라도 막걸리 제조에는 전혀 문제가 없다는 사실을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다.
담금 직후에는 석류의 첨가에 의해 항산화 활성이 비례적으로 증가하였는데, 이러한 결과는 석류의 껍질과 씨에 함유된 항산화 성분에 의한 것으로 보인다. 그러나 발효가 진행됨에 따라 항산화 활성의 차이는 석류첨가량에 따라 다른 경향을 보였는데, 석류 5%와 10% 첨가구는 대조구인 무첨가구에 비해 전 발효기간 동안 유의적으로 높은 항산화 활성을 보인 반면, 15%와 20% 첨가구의 경우 담금 직후와 발효 1일째를 제외하고, 발효 2일째부터 대조구보다 낮은 항산화 활성을 보였다. 이러한 결과는 항산화 활성을 측정하는 또 다른 방법인 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 분석법으로도 측정해 보았으나 같은 결과를 보였다(결과 미재시).
그러나 항산화 활성 및 관능평가의 결과는 석류첨가에 따른 유의적인 차이가 뚜렷하였는데, 담금 직후에는 석류의 첨가량에 따라 항산화 활성이 비례적으로 증가하였으나, 발효가 진행됨에 따라 항산화 활성의 차이는 석류첨가량에 따라 다른 경향을 보였다.
또, 석류첨가량에 따른 알코올 생산의 유의적 차이는 나타나지 않았다. 그러므로 막걸리 발효에 석류분말을 20%까지 첨가하여도 알코올 발효에는 거의 영향을 미치지 않는다는 사실을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다.
또한, 관능평가를 통한 기호도 조사에서는 석류를 첨가할수록 색, 향, 단맛, 전체적인 기호도는 유의적으로 낮아졌으며, 반대로 신맛과 쓴맛은 약간 증가하는 결과를 보였다. 그러므로 모든 시험구에서 막걸리 발효가 정상적으로 진행되었더라도 항산화활성 및 관능적인 특성을 고려한다면 석류분말을 10%까지 첨가하는 것이 석류막걸리 제조에 가장 적합할 것으로 판단된다.
담금 직후의 pH값은 무첨가구 5.57, 석류 5% 첨가구 5.09, 10% 첨가구 4.99, 15% 첨가구 4.93, 20% 첨가구 4.93으로 석류분말의 첨가량의 증가에 따라 유의적으로 낮아졌으나, 발효 3일째에는 모든 실험구의 pH값이 4.13∼4.31까지 낮아져 담금 직후에 나타났던 pH값의 차이는 거의 없어졌다.
따라서본 실험에서 석류 첨가량에 따라 전체적인 기호도가 유의적으로 낮아진 결과는 떫은맛과 쓴맛이 강해 거의 식용으로 사용되지 않는 껍질과 씨 부분이 첨가되었기 때문으로 판단된다. 따라서 석류껍질과 씨에는 항암과 항산화 활성, 그리고 에스트로겐 대응 물질 등의 기능성 성분들이 풍부하게 함유되어 기능적으로는 우수하더라도 관능적인 기호도를 떨어뜨리는 주요한 요인이 되므로, 석류분말을 첨가하여 막걸리를 제조할 경우에는 이러한 맛을 마스킹(masking)하거나 또는 전체적인 기호도를 높일 수 있는 추가적인 식품소재의 첨가가 필요하다는 사실을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다.
그 결과, 막걸리의 품질을 평가하는 항목인 pH, 산도, 당도와 환원당 함량, 색도, 알코올 함량, 효모 수에서 발효 초기에 보였던 유의적인 차이들이 발효가 진행됨에 따라 대조 구를 포함한 모든 실험구에서 크게 나타나지 않았다. 따라서 석류분말을 20%까지 첨가하더라도 막걸리 제조에는 전혀 문제가 없다는 사실을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다. 그러나 항산화 활성 및 관능평가의 결과는 석류첨가에 따른 유의적인 차이가 뚜렷하였는데, 담금 직후에는 석류의 첨가량에 따라 항산화 활성이 비례적으로 증가하였으나, 발효가 진행됨에 따라 항산화 활성의 차이는 석류첨가량에 따라 다른 경향을 보였다.
또한 모든 실험구에서 발효 1일째 가장 높은 당도를 보이다가 발효 2일째 급격히 떨어졌으며, 발효가 끝날 때까지 완만하게 감소하는 경향을 보였다. 따라서 석류의 첨가에 따라 당도는 증가하더라도 발효에 따른 당도의 변화에는 차이가 없다는 것을 확인할 수 있었다. 환원당 또한 당도와 비슷한 양상을 보였다.
이러한 경향은 전 발효 기간 동안 유지되었다. 또한 모든 실험구에서 발효 1일째 가장 높은 당도를 보이다가 발효 2일째 급격히 떨어졌으며, 발효가 끝날 때까지 완만하게 감소하는 경향을 보였다. 따라서 석류의 첨가에 따라 당도는 증가하더라도 발효에 따른 당도의 변화에는 차이가 없다는 것을 확인할 수 있었다.
2). 또한 발효 1일째에는 석류분말 첨가 농도에 따라 산도가 높아졌으나, 발효가 진행됨에 따라 실험구 간의 차이는 첨차 줄어들어 발효 3일 이후에는 첨가농도에 따른 산도의 유의적인 차이는 보이지 않았다. 이러한 결과는 Hong et al(1970)과 Lee et al(2013) 등의 결과와 매우 유사하였다(Hong et al 1970, Lee et al 2013).
6). 또한 석류 첨가량에 따라 효모 수에서도 차이를 보였는데, 담금 직후부터 발효 4일째까지 석류 첨가량에 비례하여 효모 수가 유의적으로 많은 경향을 보였다. 이러한 결과는 Fig.
석류 5%와 10% 첨가구는 대조구인 무첨가구에 비해 전 발효 기간 동안 유의적으로 높은 항산화 활성을 보인 반면, 15%와 20% 첨가구의 경우, 담금 직후와 발효 1일째를 제외하고 발효 2일째부터 대조구보다 낮은 항산화 활성을 보였다. 또한, 관능평가를 통한 기호도 조사에서는 석류를 첨가할수록 색, 향, 단맛, 전체적인 기호도는 유의적으로 낮아졌으며, 반대로 신맛과 쓴맛은 약간 증가하는 결과를 보였다. 그러므로 모든 시험구에서 막걸리 발효가 정상적으로 진행되었더라도 항산화활성 및 관능적인 특성을 고려한다면 석류분말을 10%까지 첨가하는 것이 석류막걸리 제조에 가장 적합할 것으로 판단된다.
5와 같다. 모든 실험구에서 발효 2일까지 급격한 알코올 증가를 보이다가 그 후부터 완만한 증가를 보였으며, 발효 7일째 가장 높은 알코올 함량을 나타냈다. 발효에 따른 알코올 생산의 변화는 담금 직후부터 급격하게 증가하였던 당도와 환원당의 함량이 발효 2일째 이후부터 매우 낮은 농도로 유지된 것과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.
4). 발효 1일째 당화효소의 작용으로 인해 담금 직후보다 환원당 함량이 급격히 증가하였으나, 알코올 생성이 증가하는 2일째부터 현저히 감소하였고, 발효 4일째부터는 모든 실험구에서 낮게 유지되었다. 이러한 결과는 Jeon & Lee(2011), Park et al(2004), So et al(1999) 등이 보고한 결과들과 매우 유사하였다(Jeon & Lee 2011, Park et al 2004, So et al 1999).
막걸리에는 다양한 항산화 화합물을 다종 함유하고 있다는 사실은 이미 다른 연구를 통해서 잘 알려져 있다(Wang SJ 2011, Jin SY 2007). 비록 10% 이상의 석류 첨가군에서 항산화 활성이 감소한 것에 대해 명확한 원인은 아직 알 수 없지만, 10%까지의 석류 첨가는 막걸리의 항산화 활성을 비례적으로 높인다는 사실은 이번 연구를 통해 확인할 수 있었다.
그러나 항산화 활성 및 관능평가의 결과는 석류첨가에 따른 유의적인 차이가 뚜렷하였는데, 담금 직후에는 석류의 첨가량에 따라 항산화 활성이 비례적으로 증가하였으나, 발효가 진행됨에 따라 항산화 활성의 차이는 석류첨가량에 따라 다른 경향을 보였다. 석류 5%와 10% 첨가구는 대조구인 무첨가구에 비해 전 발효 기간 동안 유의적으로 높은 항산화 활성을 보인 반면, 15%와 20% 첨가구의 경우, 담금 직후와 발효 1일째를 제외하고 발효 2일째부터 대조구보다 낮은 항산화 활성을 보였다. 또한, 관능평가를 통한 기호도 조사에서는 석류를 첨가할수록 색, 향, 단맛, 전체적인 기호도는 유의적으로 낮아졌으며, 반대로 신맛과 쓴맛은 약간 증가하는 결과를 보였다.
첨가비율을 달리한 석류막걸리를 제조하고, 기호도를 조사하기 위해 관능평가를 실시하였다(Table 1). 석류 첨가량에 따라 색, 향, 단맛, 전체적인 기호도는 유의적으로 낮아졌으며, 반대로 신맛과 쓴맛은 높아지는 경향을 보였다. Kim & Eun(2012)의 연구에 따르면 석류즙의 경우 3%와 7%의 석류즙을 첨가한 경우가 대조구에 비해 전체적인 기호도가 더 높아지는 경과를 보고한 봐 있다(Kim & Eun 2012).
6에 나타내었다. 석류의 첨가량에 따라 효모 수는 달라졌는데, 대조구와 5% 석류 첨가구의 경우 발효 5일째까지 완만하게 증가하다가 6일째부터 감소하는 경향을 보였으며, 10% 이상의 석류 첨가구들은 발효 3일째까지 증가하고, 4일째부터 감소하는 경향을 보였다(Fig. 6). 또한 석류 첨가량에 따라 효모 수에서도 차이를 보였는데, 담금 직후부터 발효 4일째까지 석류 첨가량에 비례하여 효모 수가 유의적으로 많은 경향을 보였다.
그러나 발효가 진행됨에 따라 항산화 활성의 차이는 석류첨가량에 따라 다른 경향을 보였는데, 석류 5%와 10% 첨가구는 대조구인 무첨가구에 비해 전 발효기간 동안 유의적으로 높은 항산화 활성을 보인 반면, 15%와 20% 첨가구의 경우 담금 직후와 발효 1일째를 제외하고, 발효 2일째부터 대조구보다 낮은 항산화 활성을 보였다. 이러한 결과는 항산화 활성을 측정하는 또 다른 방법인 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 분석법으로도 측정해 보았으나 같은 결과를 보였다(결과 미재시). 막걸리에는 다양한 항산화 화합물을 다종 함유하고 있다는 사실은 이미 다른 연구를 통해서 잘 알려져 있다(Wang SJ 2011, Jin SY 2007).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
막걸리란?
막걸리는 우리나라에서 가장 오래된 역사를 가진 술이며, 막거른 술이라는 데서 비롯된 것으로, 맑지 않고 탁하기 때문에 탁주라고 부르기도 한다(Song & Park 2003). 막걸리에는 일반 술과는 달리 단백질과 당질, 비타민, 그리고 생리활성물질 등이 들어 있어 영양적, 기능적 가치가 높은 술이다(Kim et al 2007, Song & Park 2003).
석류의 문제점은?
특히, 석류의 항산화 기능에 대한 관심이 높아지고 있는데, 항산화 물질은 식품의 산패 억제뿐 아니라, 인체 내에서 성인병 예방, 노화 억제, 항암 등 생리활성 기능이 입증되면서 식품 그 자체보다도 생리기능에 더 많은 관심이 쏠리고 있다(Jin SY 2011, Lim et al 1996). 그러나 석류는 일반적으로 생과를 그대로 섭취하거나, 착즙 하여 주스나 과즙농축액, 차, 잼 등으로 가공하는데 착즙 시 껍질이나 씨는 사용하지 않기 때문에 석류의 가식비율은 20~30%로 폐기율이 매우 높은 것이 문제이다(Jin SY 2011). 또, 국내의 석류에 대한 가공식품연구도 주로 떫고 쓴맛을 내는 껍질과 씨를 제외하고, 과즙만을 착즙하여 이용하고 있는 추세이다(Yae et al 2007, Kim & Eun 2012).
생리활성 기능성이 강화된 막걸리 개발을 목표로 이루어진 선행 연구 사례는?
이러한 영향으로 막걸리에 대한 새로운 신제품과 기능성에 대한 연구가 활발하게 진행되어 왔으며, 특히 성인병, 노화, 항암 등에 도움이 되는 기능성 원료를 첨가하여 생리활성 기능성이 강화된 막걸리들이 속속 개발되어 시판되고 있다(Lee et al 2005, Lee et al 2010, You et al 2010). 이러한 목적으로 이루어진 선행 연구로는 크랜베리 막걸리(Lee et al 2013), 블루베리 막걸리(Jeon & Lee 2011), 오디 막걸리(Kim et al 2013), 마늘 막걸리(Ko et al 2011) 등이 진행되었다.
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