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문제 정의
- 본 연구는 용수의 첨가량을 달리한 블루베리 와인을 제조하여 발효 장애의 현상을 파악하고, 효모 영양물질의 첨가를 통해 발효 장애를 해결하고자 하였다. 블루베리 제조 시 가수량이 증가할수록 발효속도가 감소하고 잔당이 남는 발효 장애가 관찰되었다.
- 특히 용수를 첨가하여 제조하는 포도주 이외의 과실주 같은 경우에는 효모의 증식에 필수적인 영양분이 희석되므로 효모 영양분의 추가적인 공급이 중요하다. 본 연구에서는 용수의 사용 비율을 달리한 블루베리 와인을 제조하여 발효 장애의 현상을 파악하고, 질소원이나 바나나의 첨가를 통해 블루베리 와인의 발효 장애를 해결하고자 한다.
제안 방법
- 블루베리에 동량의 용수를 가한 후 위와 같은 조건으로 와인을 제조하였으며, 발효 장애의 해결을 위해 여러 효모 영양물질을 추가하였다. Yeast extract (BD, Sparks, NV, USA), diammonium phosphate (Shinyo Pure Chemicals Co., Osaka, Japan), yeast energizer (LD Carlson, Kent, OH, USA)를 각각 1,000 ppm 씩 첨가하였고 바나나와 건포도는 10% (w/v) 첨가하였다. 바나나는 껍질을 제거하고 생과 그대로 blender로 분쇄하여 첨가하였다.
- , Seoul, Korea)를 이용하여 비중을 측정하였으며, Gay-Lussac 표를 이용하여 15℃로 보정하여 알코올 함량을 % (v/v) 농도로 나타내었다(19). 또한 알코올을 측정하는 과정에서 증류되지 않고 남아있는 약 30 mL의 와인에 3차 증류수를 첨가하고 100 mL로 보정하여 알코올이 제거된 true o Bx를 측정하였다(20).
- 바나나 첨가량에 따른 블루베리 와인의 발효속도의 변화를 관찰하기 위해 바나나의 첨가량을 달리하여 발효속도를 측정하였다(Fig. 3). 발효속도의 변화를 보다 명확하게 관찰하기 위해 가수량을 2배로 하여 발효 장애를 유도하였으며, 바나나 첨가량은 2.
- 발효 과정 중 당도의 측정은 술덧을 체로 거른 뒤 디지털 굴절계(PR-32, Atago, Tokyo, Japan)를 사용하여 o Bx를 측정하였고, pH는 pH meter (ISTEK, pH/ISE Meter pH-250L, Seoul, Korea) 기를 이용하였으며, 총산도는 0.1 N NaOH로 적정하여 이 때의 소비된 NaOH 함량을 tartaric acid (%)로 환산하여 계산하였다 (18). 알코올 함량은 와인을 체로 걸러 시료 100 mL를 취하고 증류 방법을 통해 측정하였다.
- 3). 발효속도의 변화를 보다 명확하게 관찰하기 위해 가수량을 2배로 하여 발효 장애를 유도하였으며, 바나나 첨가량은 2.5%와 5%로 조정하였다. 담금 후 3주째의 당도는 대조구의 경우 11.
- 2o Bx의 값을 나타낸다고 하는 등 보통 발효가 종료된 과실주의 최종 당도는 7-9o Bx의 값을 보인다. 본 연구에서는 증류 전 알코올에 의해 오차가 있는 상태로 측정한 최종 당도가 8o Bx이상(증류 후 3o Bx 이상) 또는 발효기간이 3주 이상인 경우(3주 이후 1o Bx 이상 당도의 변화가 있는 경우) 발효 장애로 규정하였다. 이 기준을 적용하였을 때 블루베리 원액으로 제조한 와인을 제외한 가수를 한 모든 실험구에서 발효 장애가 관찰되었으며, 가수량이 증가할수록 발효속도가 느리고 잔당의 함량이 높았다.
- 분쇄한 블루베리를 발효용기에 넣고 블루베리 중량 대비 0배, 1배, 2배, 3배의 용수와 혼합한 뒤 설탕을 첨가 하여 24.5±0.5o Bx로 조정하였으며, 산화방지를 위해 메타중아황산칼륨(K2S2O5) 100 ppm을 첨가하였다.
- 블루베리 와인의 발효 장애를 해결하기 위해 포도 와인에서 발효 촉진을 위해 주로 사용하는 효모영양제인 yeast extract (A), DAP (B), yeast energizer (C)를 첨가하여 발효를 진행하였고, 건포도(D), 바나나(E)를 첨가한 실험구와 발효속도를 비교하였다 (Fig. 2). 건포도를 첨가한 실험구를 제외한 모든 실험구들이 첨가물을 넣지 않은 대조구에 비해 담금 초기부터 빠른 당의 소모를 보였다.
- 블루베리에 동량의 용수를 가한 후 위와 같은 조건으로 와인을 제조하였으며, 발효 장애의 해결을 위해 여러 효모 영양물질을 추가하였다. Yeast extract (BD, Sparks, NV, USA), diammonium phosphate (Shinyo Pure Chemicals Co.
- 와인의 총산도를 낮추는 방법은 여러 가지가 있지만 과실주에서는 주로 용수를 가하여 산도를 조정한다. 블루베리의 생과 중량을 기준으로 1배(A), 2배(B), 3배(C)의 용수를 첨가하여 와인을 제조하였으며, 대조구로 가수를 하지 않고 블루 베리 원액만을 사용한 와인을 제조하였다. 가수량에 따른 블루베리 와인의 발효속도는 o Bx의 변화로 나타내었으며, Fig.
- 1 N NaOH로 적정하여 이 때의 소비된 NaOH 함량을 tartaric acid (%)로 환산하여 계산하였다 (18). 알코올 함량은 와인을 체로 걸러 시료 100 mL를 취하고 증류 방법을 통해 측정하였다. 증류액은 70 mL 이상 취한 뒤 3차 증류수를 첨가하여 100 mL로 용량을 보정하고, 주정계(Scale: 0-10; 10-20, Deakwang Inc.
- 알코올 함량은 와인을 체로 걸러 시료 100 mL를 취하고 증류 방법을 통해 측정하였다. 증류액은 70 mL 이상 취한 뒤 3차 증류수를 첨가하여 100 mL로 용량을 보정하고, 주정계(Scale: 0-10; 10-20, Deakwang Inc., Seoul, Korea)를 이용하여 비중을 측정하였으며, Gay-Lussac 표를 이용하여 15℃로 보정하여 알코올 함량을 % (v/v) 농도로 나타내었다(19). 또한 알코올을 측정하는 과정에서 증류되지 않고 남아있는 약 30 mL의 와인에 3차 증류수를 첨가하고 100 mL로 보정하여 알코올이 제거된 true o Bx를 측정하였다(20).
대상 데이터
- 5o Bx로 조정하였으며, 산화방지를 위해 메타중아황산칼륨(K2S2O5) 100 ppm을 첨가하였다. 와인용 효모인 Saccharomyces bayanus EC-1118 (Lalvin, Montreal, Canada) 균주를 실험에 사용하였고, YM broth (배지 1L당 yeast extract 3.0 g, malt extract 3.0 g, peptone 10.0 g, dextrose 10.0 g 함유)에서 48시간 동안 정치 배양한 뒤 블루베리 머스트(must)에 1% (v/v)접종하였다. 접종 시 효모의 초기 균수는 2×106 cells/mL였으며, 30℃의 배양기에서 정치된 상태로 발효를 진행하였다.
- 충청북도 음성 ‘블루베리원’ 농장에서 2012년 6월 수확하여−20℃로 동결된 블루베리를 실온에서 해동한 후, blender로 분쇄 하여 사용하였다.
데이터처리
- 통계처리는 SPSS (version 14.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 을 이용하여 평균 및 표준편차를 구하였으며, 각 실험의 평균 차에 대한 통계적 유의성 검증은 Duncan의 다중검증법(DMRT, Duncan’s multiple range test)을 사용하여 95% 유의수준에서 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다(21).
성능/효과
- 5o Bx로 측정된다. 가수를 하지 않은 블루베리 원액으로 제조한 와인은 2일째부터 급격하게 당도가 감소하여 2주 후 당도의 변화가 거의 없는 반면, 가수를 하여 제조한 실험구들은 가수량이 증가할수록 발효속도가 느려지는 모습을 보였다. 또한 담금 후 40일째 측정한 최종 당도는 블루베리 원액으로 제조한 와인의 경우 가용성 고형분의 수치가 7.
- 2). 건포도를 첨가한 실험구를 제외한 모든 실험구들이 첨가물을 넣지 않은 대조구에 비해 담금 초기부터 빠른 당의 소모를 보였다. 담금 후 3주째 당도를 측정하였을 때, 대조구는 11.
- 발효가 종료된 블루베리 와인의 pH, 최종 알코올 그리고 알코올을 증류하여 당도에 영향을 줄 수 있는 오차를 제거한 가용성 고형분의 함량(true o Bx)을 Table 1에 나타내었다. 담금 후 3개월이 경과한 후 측정한 최종 알코올 농도는 yeast extract 첨가구(A) 는 14.1%, 바나나 첨가구(E)는 13.3%로 12.8%의 알코올 함량을 보인 대조구보다 높았지만, 그 외의 실험구(B, C, D)들은 대조구보다 낮은 알코올 함량을 보였는데, 특히 건포도 첨가구(D)의 경우 11.4%의 가장 낮은 알코올 함량을 보였다. True o Bx는 최종 알코올 농도와는 반대로 대조구보다 알코올 함량이 높았던 yeast extract 첨가구(A)와 바나나 첨가구(E)는 각각 3.
- 건포도를 첨가한 실험구를 제외한 모든 실험구들이 첨가물을 넣지 않은 대조구에 비해 담금 초기부터 빠른 당의 소모를 보였다. 담금 후 3주째 당도를 측정하였을 때, 대조구는 11.7o Bx로 높은 잔당을 포함하였고, yeast extract (A)를 첨가한 실험구는 9.2o Bx, DAP (B)를 첨가한 실험구는 10.0o Bx, yeast energizer (C) 를 첨가한 실험구는 9.5o Bx의 값을 보였다. 또한 건포도(D)를 첨가한 실험구는 12.
- 5o Bx의 값을 보였다. 또한 건포도(D)를 첨가한 실험구는 12.0o Bx로 당분의 함량이 가장 높은 반면, 바나나 (E)를 첨가한 실험구는 8.3o Bx로 가장 낮은 값을 보였으며, 이는 바나나가 가장 효과적으로 블루베리 와인의 발효속도를 증가시켰음을 보여준다. 바나나를 첨가한 실험구의 초기 발효속도는 질소원을 첨가한 실험구들보다 느렸지만, 12일째부터는 질소원을 첨가한 실험구들의 발효속도가 감소한 반면 바나나를 첨가한 실험구는 지속적인 당의 소모를 보여 발효 16일째 9o Bx 미만의 값을 보였다.
- 가수를 하지 않은 블루베리 원액으로 제조한 와인은 2일째부터 급격하게 당도가 감소하여 2주 후 당도의 변화가 거의 없는 반면, 가수를 하여 제조한 실험구들은 가수량이 증가할수록 발효속도가 느려지는 모습을 보였다. 또한 담금 후 40일째 측정한 최종 당도는 블루베리 원액으로 제조한 와인의 경우 가용성 고형분의 수치가 7.7o Bx인 반면, A는 9.7o Bx, B는 10.6o Bx, C는 13.2o Bx로 가수량이 증가할수록 최종 잔당의 함량이 높았으며, 이는 발효가 종료되지 않았음을 의미한다. Kim 등(23)은 오디 와인의 경우 발효초기 24o Bx에서 발효 종료 후 8.
- 3o Bx로 가장 효과적으로 발효속도를 증진시켰다. 또한 바나나를 2.5% 첨가한 블루베리 와인보다 5% 첨가한 블루베리 와인에서 보다 빠른 발효속도와 낮은 잔당의 함량을 보였으며, 이는 블루베리 와인의 발효 장애 해결이 바나나 첨가량에 따라 달라짐을 의미한다. 블루베리 와인 제조 시 발생하는 발효 장애의 원인은 효모가 필요로 하는 영양 분의 부족 때문인 것으로 추정되며, 블루베리 와인의 발효 장애를 해결하기 위한 효모 영양물질로 바나나의 첨가가 가장 효과 적인 것으로 확인되었다.
- 4o Bx로 측정되었다. 바나나 첨가구의 경우 첨가량에 관계없이 3주 이후 당의 함량이 거의 변하지 않아(1o Bx 이내), 발효종료가 관찰되었지만, 바나나의 첨가량이 증가할수록 잔당의 함량은 감소하였다. 담금 후 40일째 최종 당도는 대조구의 경우 10.
- 3o Bx로 가장 낮은 값을 보였으며, 이는 바나나가 가장 효과적으로 블루베리 와인의 발효속도를 증가시켰음을 보여준다. 바나나를 첨가한 실험구의 초기 발효속도는 질소원을 첨가한 실험구들보다 느렸지만, 12일째부터는 질소원을 첨가한 실험구들의 발효속도가 감소한 반면 바나나를 첨가한 실험구는 지속적인 당의 소모를 보여 발효 16일째 9o Bx 미만의 값을 보였다.
- 블루베리 와인의 제조 시 대부분 가수를 하고 초기당도를 21-24o Bx로 보당하여 발효를 진행하므로 발효 장애가 발생할 수 있다. 발효 종료가 10일 이내인 다른 과실주에 비해 블루베리 와인의 경우 가수량이 증가할수록 발효속도가 느리고 잔당이 남는 발효 장애가 있는 것이 확인되었다.
- 본 연구에 사용된 블루베리 생과는 11.4oBx의 당도와 2.94의 pH 그리고 1.33%의 총산도를 보였다(date not shown). 보통 레드와인의 적정산도는 0.
- 5% 첨가한 블루베리 와인보다 5% 첨가한 블루베리 와인에서 보다 빠른 발효속도와 낮은 잔당의 함량을 보였으며, 이는 블루베리 와인의 발효 장애 해결이 바나나 첨가량에 따라 달라짐을 의미한다. 블루베리 와인 제조 시 발생하는 발효 장애의 원인은 효모가 필요로 하는 영양 분의 부족 때문인 것으로 추정되며, 블루베리 와인의 발효 장애를 해결하기 위한 효모 영양물질로 바나나의 첨가가 가장 효과 적인 것으로 확인되었다.
- 본 연구는 용수의 첨가량을 달리한 블루베리 와인을 제조하여 발효 장애의 현상을 파악하고, 효모 영양물질의 첨가를 통해 발효 장애를 해결하고자 하였다. 블루베리 제조 시 가수량이 증가할수록 발효속도가 감소하고 잔당이 남는 발효 장애가 관찰되었다. 효모 영양물질의 종류에 따른 발효 장애 해결 효과를 알아보기 위해, 담금 후 3주째 당도를 측정하였을 때, 대조구가 11.
- 본 연구에서는 증류 전 알코올에 의해 오차가 있는 상태로 측정한 최종 당도가 8o Bx이상(증류 후 3o Bx 이상) 또는 발효기간이 3주 이상인 경우(3주 이후 1o Bx 이상 당도의 변화가 있는 경우) 발효 장애로 규정하였다. 이 기준을 적용하였을 때 블루베리 원액으로 제조한 와인을 제외한 가수를 한 모든 실험구에서 발효 장애가 관찰되었으며, 가수량이 증가할수록 발효속도가 느리고 잔당의 함량이 높았다. 이는 블루베리가 효모의 증식을 억제하는 물질을 포함한다기보다는, 효모가 필요로 하는 영양분이 희석되기 때문으로 추정된다.
- 발효 3주까지만 보면 바나나 첨가구만이 발효 장애를 해결할 수 있었지만, 담금 후 3개월 후에는 yeast extract를 첨가한 실험구에서도 발효가 종료된 모습을 보였다. 최종 알코올과 잔당, 초기 3주간의 발효속도를 고려할 때, 바나나가 블루베리 와인의 발효 장애를 해결할 수 있는 가장 좋은 재료로 판단되었다.
- 블루베리 제조 시 가수량이 증가할수록 발효속도가 감소하고 잔당이 남는 발효 장애가 관찰되었다. 효모 영양물질의 종류에 따른 발효 장애 해결 효과를 알아보기 위해, 담금 후 3주째 당도를 측정하였을 때, 대조구가 11.7o Bx로 잔당의 함량이 가장 높았고, yeast extract를 첨가한 실험구는 9.2o Bx, DAP를 첨가한 실험구는 10.0o Bx, yeast energizer를 첨가한 실험구는 9.5o Bx, 건포도를 첨가한 실험구는 12.0o Bx의 값을 보인 반면, 바나나를 첨가한 실험구는 8.3o Bx로 가장 효과적으로 발효속도를 증진시켰다. 또한 바나나를 2.
후속연구
- 블루베리 와인의 경우 물로 희석할 경우 발효 장애가 관찰되는 원인은 블루베리 자체가 포함하고 있는 효모의 생육을 억제하는 물질이 존재하기 보다는, 효모의 생육에 필요한 당 이외의 영양물질이 희석되기 때문으로 추정되며 바나나의 첨가는 이를 해결할 수 있는 좋은 원료로 사료 된다. 블루베리 와인 발효 시에 바나나의 첨가는 발효 장애를 해결할 수 있는 좋은 원료이지만, 바나나 첨가가 최종 와인의 품질에 미치는 영향이나 바나나의 어떠한 성분이 어떠한 기작으로 효모의 생육과 발효속도에 영향을 미쳤는지에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다고 사료된다.
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