선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 식초의 품질은 원료, 제조방법 등에 따라 크게 달라지며, 가장 중요한 초산 함량과 맛에 영향을 주는 유리아미노산 조성, 휘발성분, 미량성분 등은 품질에 미치는 영향이 다양하다(9). 본 연구에서는 영양원의 첨가없이 초산 함량 12% 이상의 고산도 배식 초를 제조하는 과정에서 발효단계 및 초기 알코올 농도에 따른 품질 특성을 비교하고자 하였다.
제안 방법
- 5 vvm 조건으로 1차 초산발효를 실시하였다(3단계; 1차 초산 발효액). 1차 초산 발효액의 적정산도가 6시간 동안 변화없는 시점부터 고농도의 알코올 발효액을 유가식으로 첨가하여 2차 초산발효를 실시하였다. 이 때 고농도 알코올의 feeding은 1차 발효액 대비 시간당 알코올 함량 0.
- ABTS+ radical 소거활성 측정을 위해 7 mM ABTS (Sigma Chemical)와 2.45 mM potassium persulfate를 혼합 및 암소 방치하여 ABTS+ radical을 충분히 형성시킨 후 734 nm에서 흡광도 값을 0.70±0.02로 조정하였다.
- 고농도 알코올 발효액은 35°Bx의 배 농축액을 30℃에서 5일간 정치배양하고 주정으로 최종 알코올 농도를 20%로 보정 하였다.
- 당 및 아미노산 함량은 식초의 맛과 향에 영향을 준다. 고산도 배식초 제조에서 발효 단계와 초기 알코올 농도에 따른 환원당 함량을 확인하였다(Fig. 1). 시료의 환원당 함량은 초산발효 단계에 따라 꾸준한 증가를 보이다가 마지막 단계인 2차 초산발효후 급격히 증가하였고(p<0.
- 고산도 배식초 제조에서 초기 알코올 농도에 따른 발효수율(data not shown)과 이화학적 특성을 분석한 결과 초기 알코올농도 6%조건에서 비교적 높은 발효수율과 이화학적 특성을 나타내어, 이 조건에서 발효단계에 따른 휘발성분의 변화를 분석하였다(Table 2). 알코올발효액의 경우 acetic ester류 3종, acid류 2종, alcohol류 5종, aldehyde류 1종, ethyl ester류 3종 등으로 구성되어 전체 함량은 1,468 mg/L로 확인되었다.
- 배 농축액을 24oBx로 희석하고 주모를 5% (v/v) 농도로 접종하여 30℃ 항온배양기에서 8일 동안 정치 배양한 후 알코올 농도 약 11%의 발효액을 제조하였다. 알코올 발효액을 6, 7, 8 및 9% 농도로 희석하고(1단계; 알코올 발효액) 종초를 10% (v/v) 농도로 접종하여(2단계; 초기 초산 발효액) Jar-fermentor (KF-5L, Kobiotech.
- 배 농축액의 유가식 배양을 통해 영양원 없이 산도 12% 이상의 고산도 식초를 제조하면서 발효단계(Stage 1-4) 및 초기 알코올농도(6-9%)에 따른 품질특성 변화를 확인하였다. 환원당, 유리아미노산, 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량 및 라디칼 소거 능은 1차 초산발효한 일반산도 식초에 비해 2차 초산발효한 고산도 식초에서 증가하였고, 이는 유가식으로 첨가된 feeding 알코올의 영향으로 사료되었다.
- 상등액을 농축하고 lithium citrate loading buffer (pH 2.2) 10 mL로 용해한 후 0.45 μm membrane filter로 여과하여 amino acid analyzer (L-8800, Hitachi Co., Tokyo, Japan)로 분석하였다(10).
- 시료의 항산화 활성 분석을 위해 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거능을 측정하였고, 이 때 DPPH 라디칼 소거능에는 시료의 2배 희석액을, ABTS+ 라디칼 소거능에는 10배 희석액을 사용하였다 (Fig. 3). 시료의 항산화 활성은 1차 초산 발효액에 비해 2차 초산 발효액에서 다소 증가하여 발효단계에 따른 유의적인 차이를 나타내었으나, 2차 초산 발효액의 활성을 1단계 알코올과 비교하면 그 변화가 크지 않거나 오히려 감소하는 경향을 나타내었다 (p<0.
- 시료의 항산화 활성은 α,α'-diphenyl-β-pycrylhydrazyl (DPPH) (14) 및 2,2'-azino-bis-3-ethylbenozothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) radical 소거활성(15)으로 측정하였다.
- 2%가 첨가되도록 일정한 속도로 최종 산도가 12%가 될 때까지 주입하였다(4단계; 2차 초산 발효액). 식초 제조에서 영양원은 사용되지 않았고, 발효단계 및 초기 알코올 농도에 따른 시료를 원심분리 후 품질 분석에 사용하였다.
- Bx로 희석하고 주모를 5% (v/v) 농도로 접종하여 30℃ 항온배양기에서 8일 동안 정치 배양한 후 알코올 농도 약 11%의 발효액을 제조하였다. 알코올 발효액을 6, 7, 8 및 9% 농도로 희석하고(1단계; 알코올 발효액) 종초를 10% (v/v) 농도로 접종하여(2단계; 초기 초산 발효액) Jar-fermentor (KF-5L, Kobiotech. Co. Ltd., Seoul, Korea)에서 30℃, 500 rpm, 0.5 vvm 조건으로 1차 초산발효를 실시하였다(3단계; 1차 초산 발효액). 1차 초산 발효액의 적정산도가 6시간 동안 변화없는 시점부터 고농도의 알코올 발효액을 유가식으로 첨가하여 2차 초산발효를 실시하였다.
- 초기 알코올 농도에 따른 2차 초산 발효액의 휘발성분 변화를 분석하였다(Table 2). 2차 초산 발효액의 경우 acetic ester류 2-3종, acid류 2-3종, alcohol류 2-4종, aldehyde류 1-2종, ethyl ester 류 0-2종 등으로 구성되어, 전체 함량은 2,367-2,527 mg/L로 확인되었다.
대상 데이터
- 배 농축액은 충북원예농협에서 구입하였고, 효모는 Saccharomyces cerevisiae Fermivin (DSM Food Specialties, Seclin, France)을, 초산균은 Acetobacter pomorum KJY 8 (KCTC 10173BP)을 사용하였다. 배 농축액을 10°Bx로 희석 및 멸균하고 효모를 접종하여 30℃에서 24시간 동안 알코올 발효한 후 주모로 사용하였다.
- 시료의 휘발성분 포집을 위해 50/30 μm divinylbenzene/carboxen/polydimethyl-siloxane (DVB/CAR/PDMS)으로 코팅된 SPME fiber(Supelco, Bellefonte, PA, USA)를 사용하였고, internal standard로 7% 초산에 용해한 4-pentyl-2-methanol (Fluka, Madrid, Spain)을 사용하였다.
- 휘발성분 분석을 위하여 MSD (mass selective detector)가 부착된 GC를 사용하였고, fused silica capillary column (DB WAX; 60 m×0.25 mm×0.25 μm) 및 헬륨 가스(1 mL/min)를 이용하였다.
데이터처리
- a-eValues with different small letters within the row are significantly different at p<0.05 based on Duncan’s multiple range test.
- a-jValues with different small letters within the histogram are significantly different at p<0.05 based on Duncan’s multiple range test.
- 결과는 3회 반복하여 평균과 표준편차로 나타내었고, Statistical Analysis System (SAS, v8.1, SAS Inst. Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 분산분석(ANOVA) 및 Duncan’s multiple range test로 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 시료의 총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteu 방법(11)에 의해 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 gallic acid 용액으로 작성하였고, 시료의 총 페놀 함량은 100 mL 중의 mg gallic acid equivalents (GAE)로 나타내었다.
- 표준곡선은 gallic acid 용액으로 작성하였고, 시료의 총 페놀 함량은 100 mL 중의 mg gallic acid equivalents (GAE)로 나타내었다. 총 플라보노이드 함량은 Zhishen 등(12)과 Zou 등(13)의 방법에 따라 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선 작성에는 catechin을 사용하였고, 시료의 총 플라보노이드 함량은 mg catechin equivalents (CE)/100 mL로 나타내었다.
성능/효과
- 2차 초산발효를 마친 고산도 식초는 1차 초산발효의 일반산도 식초에 비해 ethyl acetate 및 ethyl alcohol의 함량은 감소하였으나 acetic acid 함량이 증가하여, acid류의 비율이 약 88%를 차지하였다. 1차 및 2차 초산 발효액은 휘발성분의 차이는 없었으나, 2차 초산 발효액의 경우 자극취인 acetic acid 성분의 증가로 관능적인 향미에 영향을 줄 것으로 사료되었다. 한편, 과일의 숙성 과정에서 pyruvic acid로부터 생성되기도 하는 acetoin (sweet, buttery, creamy odor)은 알코올 발효액과 1차 초산 발효액에서는 검출되지 않았으나, 2차 초산발효를 마친 고산도 식초에서 소량 검출되었고, Kahn 등(26)은 알코올 발효와 초산발효를 거친 cider vinegar에서는 비교적 많은 양의 acetoin이 생성된다고 보고하였다.
- 2차 초산 발효액의 경우 acetic ester류 3종, acid 류 3종, alcohol류 4종, aldehyde류 1종 등으로 구성되어 전체 함량은 2,367 mg/L로 1차 초산 발효액과 유사한 수준이었다. 2차 초산발효를 마친 고산도 식초는 1차 초산발효의 일반산도 식초에 비해 ethyl acetate 및 ethyl alcohol의 함량은 감소하였으나 acetic acid 함량이 증가하여, acid류의 비율이 약 88%를 차지하였다. 1차 및 2차 초산 발효액은 휘발성분의 차이는 없었으나, 2차 초산 발효액의 경우 자극취인 acetic acid 성분의 증가로 관능적인 향미에 영향을 줄 것으로 사료되었다.
- 환원당, 유리아미노산, 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량 및 라디칼 소거 능은 1차 초산발효한 일반산도 식초에 비해 2차 초산발효한 고산도 식초에서 증가하였고, 이는 유가식으로 첨가된 feeding 알코올의 영향으로 사료되었다. SPME/GC-MS 분석을 통한 20여종의 휘발성분은 식초의 산도에 따라 함량의 차이를 나타내었고, 초기 알코올농도의 증가에 따라 자극적인 향의 acid류 함량이 다소 증가하였다. 이상의 결과, 초기알코올 농도 6-7% 조건에서 유가식배양으로 제조된 고산도 배식초는 일반산도 식초에 비해 우수한 품질을 나타내었고, 이에 관능특성 및 대규모 생산에 대한 연구가 필요한 것으로 사료되었다.
- 14 mg/100 mL)은 일정한 상관성을 보이지 않았다. 배식초 제조를 위한 초산발효 과정에서 필수아미노산 중 isoleucine이, 비필수아미 노산 중 aspartic acid, arginine 및 glutamic acid가 높은 함량으로 검출되어 식초의 주요 성분으로 확인되었다. 이상의 결과, 배 농축액을 이용한 고산도 식초 제조의 경우 초기 알코올농도 6 및 7% 조건에서 식초의 유리당 및 유리아미노산의 함량이 높게 측정되었고, 2차 초산발효 과정에서 주입되는 고농도 알코올 발효액의 영향으로 인해 일반산도 식초보다 고산도 식초에서 높은 함량을 나타내었다.
- 시료의 항산화 활성은 1차 초산 발효액에 비해 2차 초산 발효액에서 다소 증가하여 발효단계에 따른 유의적인 차이를 나타내었으나, 2차 초산 발효액의 활성을 1단계 알코올과 비교하면 그 변화가 크지 않거나 오히려 감소하는 경향을 나타내었다 (p<0.05).
- 시료의 환원당 함량은 초산발효 단계에 따라 꾸준한 증가를 보이다가 마지막 단계인 2차 초산발효후 급격히 증가하였고(p<0.05), 이는 2차 초산발효 과정에서 유가식으로 첨가되는 알코올 발효액의 당도에 의한 영향으로 사료되었다.
- 고산도 배식초 제조에서 초기 알코올 농도에 따른 발효수율(data not shown)과 이화학적 특성을 분석한 결과 초기 알코올농도 6%조건에서 비교적 높은 발효수율과 이화학적 특성을 나타내어, 이 조건에서 발효단계에 따른 휘발성분의 변화를 분석하였다(Table 2). 알코올발효액의 경우 acetic ester류 3종, acid류 2종, alcohol류 5종, aldehyde류 1종, ethyl ester류 3종 등으로 구성되어 전체 함량은 1,468 mg/L로 확인되었다. 주요 휘발성분으로 ethyl alcohol (alcoholic odor)을 포함한 alcohol류가 약 86% 비율로 확인되었고, 그 외 과일 향을 특징으로 하는 ethyl octanoate (fruity, wine, pear odor), isopentyl alcohol (sweet, fruity, pineapple odor), phenethyl alcohol (sweet, floral odor) 등이 확인되었다.
- 배식초 제조를 위한 초산발효 과정에서 필수아미노산 중 isoleucine이, 비필수아미 노산 중 aspartic acid, arginine 및 glutamic acid가 높은 함량으로 검출되어 식초의 주요 성분으로 확인되었다. 이상의 결과, 배 농축액을 이용한 고산도 식초 제조의 경우 초기 알코올농도 6 및 7% 조건에서 식초의 유리당 및 유리아미노산의 함량이 높게 측정되었고, 2차 초산발효 과정에서 주입되는 고농도 알코올 발효액의 영향으로 인해 일반산도 식초보다 고산도 식초에서 높은 함량을 나타내었다.
- 이상의 결과를 바탕으로 고산도 식초의 발효단계에 따른 휘발성분의 차이를 확인한 결과, 1차 초산 발효액은 acetic ester류 및 acid류가 42% 및 36%를, 2차 초산발효액의 경우 acid류가 88%를 차지하여, 초산발효 단계에 따른 함량의 차이를 나타내었다. 초기 알코올 농도에 따른 2차 초산 발효액의 휘발성분은 초기 알코올 농도의 증가에 따라 acetic ester류와 alcohol류가 다소 감소한 반면 acid류가 증가하여, 이에 대한 추가적인 관능품질 관련 연구가 필요한 것으로 사료되었다.
- 1차 초산 발효액의 경우 acetic ester류 3종, acid류 3종, alcohol류 3종, aldehyde류 2종, ethyl ester류 1종 등으로 구성되어 전체 함량은 2,105 mg/L로 확인되었다. 주요 휘발성분으로 acetic acid (sharp, pungent, sour odor)를 포함한 acid류와, ethyl acetate (ethereal, fruity, sweet odor)를 포함한 acetic ester류가 각각 42% 및 36% 비율로 확인되었고, 그 외 ethyl alcohol 등이 확인되어 전체 휘발성분의 함량은 알코올발효액에 비해 증가하였다. Acetic acid는 초산균에 의해 생성되는 산화물로 자극취를 나타내는 휘발성 성분이고(22), ethyl acetate는 알코올과 초산의 에스테르화 반응에 의해 쉽게 생성되는 물질로(25) 초산과 함께 식초의 주요 성분으로 알려져 있다.
- 알코올발효액의 경우 acetic ester류 3종, acid류 2종, alcohol류 5종, aldehyde류 1종, ethyl ester류 3종 등으로 구성되어 전체 함량은 1,468 mg/L로 확인되었다. 주요 휘발성분으로 ethyl alcohol (alcoholic odor)을 포함한 alcohol류가 약 86% 비율로 확인되었고, 그 외 과일 향을 특징으로 하는 ethyl octanoate (fruity, wine, pear odor), isopentyl alcohol (sweet, fruity, pineapple odor), phenethyl alcohol (sweet, floral odor) 등이 확인되었다. 1차 초산 발효액의 경우 acetic ester류 3종, acid류 3종, alcohol류 3종, aldehyde류 2종, ethyl ester류 1종 등으로 구성되어 전체 함량은 2,105 mg/L로 확인되었다.
- 05). 한편 이러한 경향은 초기 알코올 농도가 증가함에 따라 뚜렷하게 나타나, 초기 알코올 농도는 6 및 7%로 조절하는 것이 고산도 식초의 항산화 활성 증진에 유리한 것으로 확인되었다(Fig. 3). Su와 Chien(22)은 산화중합반응에 의해 phenolic dimer와 oligomer가 형성되고 이들은 반응성이 강한 수산기를 보유하고 있으므로, 초산발효의 산화 과정에서 생성된 이러한 물질들이 가용성 상태라면 식초의 항산화 활성을 증진시킨다고 설명 하였다.
- 한편, 2차 초산 발효액의 총 페놀 함량은 초기 알코올농도 7% 조건에서, 총 플라보노이드 함량은 6% 조건에서 유의적으로 높은 함량을 나타내어(p<0.05), 초기 알코올농도 6 및 7%조건에서 발효 시 이들의 함량이 증가하는 것으로 확인되었다 (Fig. 2).
- 배 농축액의 유가식 배양을 통해 영양원 없이 산도 12% 이상의 고산도 식초를 제조하면서 발효단계(Stage 1-4) 및 초기 알코올농도(6-9%)에 따른 품질특성 변화를 확인하였다. 환원당, 유리아미노산, 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량 및 라디칼 소거 능은 1차 초산발효한 일반산도 식초에 비해 2차 초산발효한 고산도 식초에서 증가하였고, 이는 유가식으로 첨가된 feeding 알코올의 영향으로 사료되었다. SPME/GC-MS 분석을 통한 20여종의 휘발성분은 식초의 산도에 따라 함량의 차이를 나타내었고, 초기 알코올농도의 증가에 따라 자극적인 향의 acid류 함량이 다소 증가하였다.
후속연구
- 이는 2차 초산발효 과정에서 주입되는 알코올 발효액의 영향으로 추측되었으며, 이와 같은 유가식 발효를 통한 고산도 식초 제조가 식초의 품질 개선에 도움이 된 것으로 생각된다. Lee 등(21)은 페놀산 중 caffeic acid 및 chlorogenic acid의 함량은 pH의 변화에 민감하게 반응하지 않아 초산발효 과정 중 유의적인 변화를 보이지 않는 것으로 보고하여, 배 식초의 경우 페놀 화합물의 구성에 대한 추후 연구가 필요한 것으로 판단된다.
- SPME/GC-MS 분석을 통한 20여종의 휘발성분은 식초의 산도에 따라 함량의 차이를 나타내었고, 초기 알코올농도의 증가에 따라 자극적인 향의 acid류 함량이 다소 증가하였다. 이상의 결과, 초기알코올 농도 6-7% 조건에서 유가식배양으로 제조된 고산도 배식초는 일반산도 식초에 비해 우수한 품질을 나타내었고, 이에 관능특성 및 대규모 생산에 대한 연구가 필요한 것으로 사료되었다.
- 이상의 결과를 바탕으로 고산도 식초의 발효단계에 따른 휘발성분의 차이를 확인한 결과, 1차 초산 발효액은 acetic ester류 및 acid류가 42% 및 36%를, 2차 초산발효액의 경우 acid류가 88%를 차지하여, 초산발효 단계에 따른 함량의 차이를 나타내었다. 초기 알코올 농도에 따른 2차 초산 발효액의 휘발성분은 초기 알코올 농도의 증가에 따라 acetic ester류와 alcohol류가 다소 감소한 반면 acid류가 증가하여, 이에 대한 추가적인 관능품질 관련 연구가 필요한 것으로 사료되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.