본 연구에서는 사과 농축액을 이용하여 일체의 영양원을 첨가하지 않고 알코올 및 초산 발효과정으로 고산도 식초의 제조 조건을 조사하였다. 초기 알코올 함량(6, 7, 8 및 9%)을 달리하여 고산도 초산 발효액의 품질특성을 비교 분석하였다. 그 결과 알코올 함량 6% 및 7%에서 적정산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였으며, 초기 알코올 함량이 낮을수록 유도기가 단축되어 수율이 높은 경향이었다. 상기 고산도 사과식초의 품질특성은 pH 2.91~3.20이고 적정산도 12.0%이며 유기산은 acetic, malic, citric 및 oxalic acid가 검출되었다. 이상의 결과 사과 농축액을 이용하여 알코올 발효 후 2단계 발효과정으로 고산도 사과식초 제조가 가능하였으나 산업적으로 활용하기 위해서는 유가식 첨가에 의한 발효기간 단축에 관한 연구가 요구되었다.
본 연구에서는 사과 농축액을 이용하여 일체의 영양원을 첨가하지 않고 알코올 및 초산 발효과정으로 고산도 식초의 제조 조건을 조사하였다. 초기 알코올 함량(6, 7, 8 및 9%)을 달리하여 고산도 초산 발효액의 품질특성을 비교 분석하였다. 그 결과 알코올 함량 6% 및 7%에서 적정산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였으며, 초기 알코올 함량이 낮을수록 유도기가 단축되어 수율이 높은 경향이었다. 상기 고산도 사과식초의 품질특성은 pH 2.91~3.20이고 적정산도 12.0%이며 유기산은 acetic, malic, citric 및 oxalic acid가 검출되었다. 이상의 결과 사과 농축액을 이용하여 알코올 발효 후 2단계 발효과정으로 고산도 사과식초 제조가 가능하였으나 산업적으로 활용하기 위해서는 유가식 첨가에 의한 발효기간 단축에 관한 연구가 요구되었다.
This study investigated the manufacturing conditions of apple vinegar with high acetic acid content following fermentation according to alcohol concentration without any nutrients. We compared and analyzed the quality characteristics of high acetic acid fermentation by varying the initial alcohol co...
This study investigated the manufacturing conditions of apple vinegar with high acetic acid content following fermentation according to alcohol concentration without any nutrients. We compared and analyzed the quality characteristics of high acetic acid fermentation by varying the initial alcohol content (6%, 7%, 8%, and 9%). In the results, it was possible to manufacture high acetic acid vinegar with 12% titratable acidity and an alcohol content of 6% and 7%. Lower initial alcohol content was associated with higher yield due to a shorter lag phase. For quality characteristics of the high acetic acid apple vinegar, pH was 2.91~3.20, titratable acidity was 12.0%, and organic acid consisted of acetic acid, malic acid, critic acid and oxalic acids. Based on the results, high acetic acid apple vinegar was produced using a two stage fermentation process after alcohol fermentation but the further research is needed to reduce the time of fermentation in fed-batch culture for industrial use.
This study investigated the manufacturing conditions of apple vinegar with high acetic acid content following fermentation according to alcohol concentration without any nutrients. We compared and analyzed the quality characteristics of high acetic acid fermentation by varying the initial alcohol content (6%, 7%, 8%, and 9%). In the results, it was possible to manufacture high acetic acid vinegar with 12% titratable acidity and an alcohol content of 6% and 7%. Lower initial alcohol content was associated with higher yield due to a shorter lag phase. For quality characteristics of the high acetic acid apple vinegar, pH was 2.91~3.20, titratable acidity was 12.0%, and organic acid consisted of acetic acid, malic acid, critic acid and oxalic acids. Based on the results, high acetic acid apple vinegar was produced using a two stage fermentation process after alcohol fermentation but the further research is needed to reduce the time of fermentation in fed-batch culture for industrial use.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
이에 본 연구는 저급 사과를 활용하고 수입에 의존되는 고산도 식초 기술을 대체하고자 기존의 발효 조건에서 일체의 영양원을 첨가하지 않고 2단계 발효에 의한 고산도 사과식초 제조 조건을 조사하였다.
제안 방법
)에서 30℃, 6일 동안 정치배양 시켜 제조하였으며 알코올 농도를 각각 6, 7, 8 및 9%로 희석한 후 1단계 초산 발효에 사용하였다. 1단계 초산 발효는 Jar-fermentor(KF-5L, Kobiotech Co., Seoul, Korea)에서 종초 10%(v/v) 접종하여 30℃, 500 rpm, 공기 투입량 0.5 vvm 초산 발효를 실시하였다. 2단계 발효는 1단계 발효액의 적정산도가 6시간 동안 산도의 변화가 없는 시점부터 고농도의 알코올 발효액을 1단계 초산 발효액에 최종 산도 12%까지 유가식으로 첨가하였으며 이때 첨가량은 1단계 발효액 대비 알코올 함량이 0.
1단계 초산 발효에 사용된 알코올 발효액은 20°Brix로 희석한 사과 농축액에 주모를 5%(v/v) 접종하여 항온배양기(HB-103-2H, Hanbaek Scientific Co.)에서 30℃, 6일 동안 정치배양 시켜 제조하였으며 알코올 농도를 각각 6, 7, 8 및 9%로 희석한 후 1단계 초산 발효에 사용하였다.
5 vvm 초산 발효를 실시하였다. 2단계 발효는 1단계 발효액의 적정산도가 6시간 동안 산도의 변화가 없는 시점부터 고농도의 알코올 발효액을 1단계 초산 발효액에 최종 산도 12%까지 유가식으로 첨가하였으며 이때 첨가량은 1단계 발효액 대비 알코올 함량이 0.2% 유지되도록 일정한 속도로 주입하였다. 2단계 초산 발효에 사용된 유가액은 사과 농축액을 28°Brix로 희석하여 30℃에서 5일간 발효시킨 후 주정을 사용하여 알코올 함량 20%가 되도록 보정하여 첨가액으로 사용하였다.
사과 함량이 높은 고산도 식초를 제조하기 위하여 사과 농축액을 20, 28°Brix로 각각 희석하여 효모 S. cerevisiae Fermivin을 5%(v/v) 접종한 후 알코올 발효한 결과는 Fig. 2 및 Table 1과 같다.
상기 결과에 준하여 1단계 초산 발효는 초기 당도 20 °Brix를 알코올 발효를 실시하여 각 알코올 함량을 6, 7, 8 및 9%로 희석하여 사용하였으며, 2단계 초산 발효에 사용된 유가액은 사과 농축액을 28°Brix로 알코올 발효한 후 주정으로 20%의 알코올 발효액을 제조하였다.
적정산도 및 초산 발효수율: 고산도 초산 발효 시 초기 알코올 농도가 초산 발효에 미치는 영향을 알아보기 위하여 알코올 함량 6, 7, 8 및 9%의 사과 알코올 발효액(초기산도는 1%로 조정)을 1단계 초산 발효를 진행하였으며, 2단계 초산 발효에서는 1단계 초산 발효액 발효조에 사과 고알코올 발효액(Alc. 20%)을 유가식으로 첨가하여 초산 발효를 실시한 결과는 Fig. 3과 같다. 초산 발효 시 알코올 6% 첨가한 구가 빠른 시간 내에 초산 발효가 진행되어 적정산도가 발효 3일차 7.
주모는 사과농축액을 10°Brix로 희석하여 121℃에서 15분간 살균시킨 다음 각각의 효모 0.02%(w/v)를 접종하여 항온배양기(HB-103-2H, Hanbaek Scientific Co., Bucheon, Korea)에서 30℃, 24시간 동안 정치배양 시켜 원료량의 5%(v/v)를 사용하였고, 초산 발효에 사용된 종초는 사과 알코올 발효액을 알코올 함량 5%로 희석한 후 A. pomorum KJY 819를 접종하여 30℃에서 250 rpm으로 교반한 다음 5일간 배양시켜 원료량의 10%(v/v)를 사용하였다.
대상 데이터
당도는 digital refractometer(PR-101, Atago Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. 알코올 함량은 시료 100 mL를 증류한 다음 주정계를 이용하여 측정한 값을 Gay Lussac Table로 환산하여 산출하였다.
본 연구에 사용된 사과 농축액(72°Brix)은 대구경북능금농협에서 제공받아 냉장 보관하여 실험에 사용하였다.
본 연구에 사용된 사과 농축액(72°Brix)은 대구경북능금농협에서 제공받아 냉장 보관하여 실험에 사용하였다. 선행연구(20)에서 발효성이 우수한 알코올 발효 효모 Sacchar-omyces cerevisiae Fermivin(DSM Food Specialties, Seclin, France)은 와인킷 코리아(Wine Kit Korea Co., Ltd., Seoul, Korea)에서 구입하였다. 초산균은 Acetobacter pomorum KJY 8(KCTC 10173BP)을 고체배지에서 30℃, 48시간 계대배양한 후 4℃에서 냉장보관 하면서 사용하였다(21).
, Seoul, Korea)에서 구입하였다. 초산균은 Acetobacter pomorum KJY 8(KCTC 10173BP)을 고체배지에서 30℃, 48시간 계대배양한 후 4℃에서 냉장보관 하면서 사용하였다(21).
데이터처리
Means with different superscripts (a-d) in the same column are significantly different (P<0.05) by Duncan's multiple range test.
모든 실험은 3회 이상 반복 측정하였으며 그 결과는 SAS(statistical analysis system) 통계 프로그램을 이용하여 분산분석(ANOVA)과 P<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test로 유의성을 검정하였다.
이론/모형
갈색도 및 색도는 UV-visible spectrophotometer(UV- 1601, Shimazu Co., Kyoto, Japan)를 이용하였다. 갈색도는 420 nm에서 흡광도를 측정하였고, 색도는 Hunter scale에 의한 명도(L), 적색도(a) 및 황색도(b)로 나타냈으며, 이때 대조구는 증류수(L=100.
성능/효과
2로 감소하는 추세로 나타났다. 적색도(a)는 초기 알코올 농도에 따른 차이는 없으나 발효가 진행될수록 감소하는 경향으로 나타났으며 단계가 진행될수록 감소폭이 크게 나타났다. 황색도(b) 및 갈색도 또한 발효가 진행됨에 따라 증가하는 경향으로 나타났다.
0 mg%로 증가하였다. Oxalic acid의 함량은 모든 구간에서 발효 단계가 증가할수록 높아지는 경향을 보였고 malic acid와 citric acid는 1단계 발효에서 약간의 감소를 보였으나 2단계에서 증가하였으며, 이는 초산 발효과정에서 약간의 유기산이 감소하였으며 고농도의 알코올 발효액을 유가식으로 첨가하는 2단계 초산 발효과정에서는 증가하는 경향으로 나타났다. 또한 초기 알코올 함량이 높아짐에 따라 유기산 함량이 높게 나타났다.
8%로 가장 높은 초산을 생성하였고 그 외 농도에서는 산도가 5% 이하로 나타나 최적 알코올 농도는 5%로 보고하였으며, Hong 등(24)과 Ko 등(25)의 초기 알코올 농도가 6%일 때 가장 높은 수율을 얻었다는 보고와 일치하였다. 본 연구에서 고산도 식초를 제조하기 위하여 초기 알코올 농도 설정 시 6, 7%가 산도 12%의 식초를 제조할 수 있었으나 발효기간에 따른 제조 적성을 확인 시 알코올 농도 6%를 사용하여 제조할 경우 생산 단가 절감 차원에서 유리할 것으로 판단된다.
0%로 가장 빠른 속도로 증가하였다. 알코올 9%를 첨가 시 발효 3일차 4.0, 발효 7일차 8.1%로 초산 발효가 1단계 초산 발효부터 정상적으로 진행되지 않았으며 이는 높은 알코올 함량으로 인해 초기 발효 유도가 저해되어 초산 발효가 정상적으로 진행되지 않은 것으로 판단된다. Kang 등(16)은 기질인 알코올의 농도가 적정농도의 이하 또는 이상의 농도에서는 정상적인 발효가 유도되지 않고, 특히 고농도의 기질에서는 알코올에 대한내성의 약화로 인하여 초산균의 증식 및 발효가 유도되지 않는 것으로 보고하였으며 본 실험 결과와 유사하였다.
5와 같다. 초기 알코올 발효액에 알코올 농도가 높을수록 pH는 증가하였고(pH 3.7~4.1) 종초 투입 시 모든 구간에서 조금씩 감소하였으며, 1단계 초산 발효에서 가장 큰 pH 변화를 보였고 2차 초산 발효 동안 1단계 초산 발효보다 감소율이 적게 나타났다. pH의 경우 산도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈으며 Jang 등(26)은 사과 초산 발효에서 종초 접종 직후 pH는 3.
Kang 등(16)은 기질인 알코올의 농도가 적정농도의 이하 또는 이상의 농도에서는 정상적인 발효가 유도되지 않고, 특히 고농도의 기질에서는 알코올에 대한내성의 약화로 인하여 초산균의 증식 및 발효가 유도되지 않는 것으로 보고하였으며 본 실험 결과와 유사하였다. 초산 발효 수율은 알코올 농도 6, 7% 구간에서 70.3%로 높게 나타났으며, 특히 6% 구간에서는 7% 구간에서 보다 빠르게 초산이 생성되었으며 알코올 농도 8% 이상부터는 55% 이하의 낮은 초산 발효 수율을 보였다(Table 2). Kang 등(23)은 유자식초를 제조하기 위하여 초기 알코올 농도를 3, 5, 7 및 9%로 설정하여 30℃, 150 rpm으로 초산 발효를 실시한 결과 알코올 농도 5%에서 발효 10일째 산도 6.
3과 같다. 초산 발효 시 알코올 6% 첨가한 구가 빠른 시간 내에 초산 발효가 진행되어 적정산도가 발효 3일차 7.4%, 발효 5일차에 12.0%로 가장 빠른 속도로 증가하였다. 알코올 9%를 첨가 시 발효 3일차 4.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
사과는 어떤 기능성을 가지는 건강식품으로 인식되는가?
사과는 쌍떡잎식물 장미목 장미과 Malus 속에 속하는 낙엽교목의 식물인 사과나무의 열매로서, 비타민과 무기질이 풍부한 알칼리성 식품으로 기호도가 높아 한국인이 가장 많이 섭취하는 과일 중 하나이다(1,2). 또한 섬유소, 비타민C, 미네랄, 페놀성 물질 등의 함량이 높아 암과 심장병 예방, 체중과 콜레스테롤 감소, 신경과 뇌세포 보호 등과 같은 기능성을 가지는 건강식품으로 인식되고 있다(3).
사과는 분류학적으로 어디에 속하는가?
사과는 쌍떡잎식물 장미목 장미과 Malus 속에 속하는 낙엽교목의 식물인 사과나무의 열매로서, 비타민과 무기질이 풍부한 알칼리성 식품으로 기호도가 높아 한국인이 가장 많이 섭취하는 과일 중 하나이다(1,2). 또한 섬유소, 비타민C, 미네랄, 페놀성 물질 등의 함량이 높아 암과 심장병 예방, 체중과 콜레스테롤 감소, 신경과 뇌세포 보호 등과 같은 기능성을 가지는 건강식품으로 인식되고 있다(3).
식초는 어떤 식품인가?
식초는 식품의 맛을 돋워주는 산미료로서, 발효과정에서 생성된 독특한 방향과 신맛을 가지는 대표적인 발효식품이다(6). 초산을 주성분으로 소량의 휘발성 또는 비휘발성 유기산, 당류, 아미노산 및 ester 등을 함유하고 있으며 특히 식초의 다양한 유기산들은 생체 조직 내에서 쉽게 분해되어 다른 열량원보다 빠르게 칼로리를 발생하는 스태미나 식품으로 알려져 있으며(7), 식욕 및 소화흡수 증진, 콜레스테롤 저하, 동맥경화 및 고혈압의 예방, 면역기능 향상, 피로방지 및 회복 등의 다양한 생리활성이 보고되고 있다(8-11).
참고문헌 (31)
Lee SJ, Jang HL, Shin SR, Yoon KY. 2012. Quality characteristics of apple juice according to the sterilization methods. Korean J Food Preserv 19: 178-184.
Fruit Production 2012. http://kosis.kr/statHtml/statHtml.do? modetab&orgId101&tblIdDT_1ET0292&vw_cdMT_ ZTITLE&list_idF1H&scrId&seqNo&lang_modeko&o bj_var_id&itm_id&conn_pathMT_ZTITLE&path%25 2FstatisticsList%252FstatisticsList_01List.jsp# (accessed Feb 2014).
Cho HY, Cho EK, Kim BC, Shin HH. 2011. Development of semi-solid apple baby food using high pressure processing and quality evaluation. Korean J Food & Nutr 24: 777-785.
Jeong YJ, Lee MH. 2000. A view and prospect of vinegar industry. Food Ind Nutr 5: 7-12.
Yoon HN, Moon SY, Song SH. 1998. Volatile compounds and sensory odor properties of commercial vinegars. Korean J Food Sci Technol 30: 299-305.
Koizumi Y, Uehara Y, Yanagida F. 1987. The general composition, inorganic cautions free amino acids and organic acid of special vinegars. Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi 34: 592-596.
Vogel RA, Corretti MC, Plotnick GD. 2000. The postprandial effect of components of the mediterranean diet on endothelial function. J Am Coll Cardiol 36: 1455-1460.
Casale M, S？iz AMJ, Gonz？lez SJM, Pizarro C, Forina M. 2006. Study of the aging and oxidation processes of vinegar samples from different origins during storage by near-infrared spectroscopy. Analy Chim Acta 557: 360-366.
Kim KJ, Bae YS, Lee SC, Lee WJ, Lee IK, Yoon YK, Lyu JS, Park HK, Ha WH. 1997. Influence of vinegar-drink with persimmon on oxygen transport function and recover capacity in exercise. Korean J Physical Education 36: 102-113.
Kwon SH, Jeong EJ, Lee GD, Jeong YJ. 2000. Preparation method of fruit vinegars by two stage fermentation and beverage including vinegar. Food Ind Nutr 5: 18-24.
KFDA. 2012. Korea Food Standard Code. Korea Food and Drug Administration, Cheongwon, Korea. p 5-21.
Jeong YJ. 2009. Current trends and future prospects in the Korean vinegar industry. Food Sci Ind 2: 52-59.
Lee YC, Lee JH. 2000. A manufacturing process of highstrength vinegar. Food Ind Nutr 5: 13-17.
Kang BH, Sin EJ, Lee SH, Lee DS, Hur SS, Sin KS, Kim SH, Son SM, Lee JM. 2011. Optimization of the acetic acid fermentation condition of apple juice. Korean J Food Preserv 18: 980-985.
Park KS, Chang DS, Cho HR, Park UY. 1994. Investigation of the cultural characteristics of high concentration ethanol resistant Acetobacter sp. J Korean Soc Food Sci Nutr 23:666-670.
Lee YC, Lee GY, Kim HC, Park KB, Yoo YJ, Ahn PU, Choi CU, Son SH. 1992. Production of high acetic acid vinegar using two stage fermentation. Kor J Microbiol Biotechnol 20: 663-667.
Lee YC, Park MS, Kim HC, Park KB, Yoo YJ, Ahn IK, Son SH. 1993. Production of high acetic acid vinegar by single stage fed-batch culture. Kor J Microbiol Biotechnol 21: 511-512.
Park HS. 2010. Characteristics of peach wine with different commercial yeast strains. J East Asian Soc Dietary Life 20:531-535.
Woo SM, Jo YJ, Lee SW, Kwon JH, Yeo SH, Jeong YJ. 2012. Quality comparison of static culture and commercial brown rice vinegars. Korean J Food Preserv 19: 301-307.
Shin JS, Jeong YJ. 2003. Changes in the components of acetic acid fermentation of brown rice using raw starch digesting enzyme. J Korean Soc Food Sci Nutr 32: 381-387.
Kang SK, Jang MJ, Kim YD. 2006. Isolation and culture condition of Acetobacter sp. for the production of citron (Citrus junos) vinegar. Korean J Food Preserv 13: 357-362.
Hong SM, Kang MJ, Lee JH, Jeong JH, Kwon SH, Seo KI. 2012. Production of vinegar using Rubus coreanus and its antioxidant activities. Korean J Food Preserv 19: 594-603.
Ko EJ, Hur SS, Choi YH. 1998. The establishment of optimum cultural conditions for manufacturing garlic vinegar. J Korean Soc Food Sci Nutr 27: 102-108.
Jang SY, Sin KA, Jeong YJ. 2010. Quality characteristics of apple vinegar by agitated and static cultures. J Korean Soc Food Sci Nutr 39: 308-312.
Jo DJ, Park EJ, Kim GR, Yeo SH, Jeong YJ, Kwon JH. 2012. Quality comparison of commercial cider vinegars by their acidity levels. Korean J Food Sci Technol 44: 699-703.
Seo JH, Lee GD, Jeong YJ. 2001. Optimization of the vinegar fermentation using concentrated apple juice. J Korean Soc Food Sci Nutr 30: 460-465.
Kim KO, Kim SM, Kim SM, Kim DY, Jo DJ, Yeo SH, Jeong YJ, Kwon JH. 2013. Physicochemical properties of commercial fruit vinegars with different fermentation methods. J Korean Soc Food Sci Nutr 42: 736-742.
Lee JB, Choi JU. 1997. Effect of CA storage conditions on the internal breakdown of Fuji apple fruits under CA storage. Korean J Food Preserv 4: 227-235.
Jeong YJ, Seo JH, Lee GD, Park NY, Choi TH. 1999. The Quality comparison of apple vinegar by two stages fermentation with commercial apple vinegar. J Korean Soc Food Sci Nutr 28: 353-358.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.