본 연구에서는 수입에 의존하고 있는 고산도 식초 생산 기술을 대체하고자 포도과즙을 이용하여 적정산도 10% 이상의 식초 제조조건 및 품질특성을 조사하였다. 초기 알코올 함량에 따른 고산도 초산발효에서는 초기 알코올 함량 6%에서 적정산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였으며 초기 알코올 함량이 높을수록 유도기가 길어져 초산수율이 감소하였다. pH는 구간에 따른 큰 차이가 없었고, 당도는 1단계 초산발효(1st AAF)까지 초기 알코올 함량에 비례하여 높게 나타났으나 2단계 초산발효(2nd AAF)기간 동안에는 초기 알코올 6% 첨가구에서 증가율이 가장 높았다. 고산도 포도식초의 주요 유기산은 tartaric, malic 및 citric acid가 검출되었으며, 유가식 첨가량 및 초산 발효수율 차이로 인하여 초기 알코올 함량이 낮을수록 높게 검출되었다. 미량 알코올 중 ethyl alcohol을 제외한 성분은 극소량으로 검출되어 초기 알코올 함량에 따른 큰 차이가 없었고, ethyl alcohol은 364~581 ppm으로 나타났다. 이상의 결과, 포도 알코올 발효액(초기 알코올 함량 6%)를 이용하여 일체의 영양원을 첨가하지 않고 총산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였다. 그러나 산업적으로 활용하기 위해서는 초산수율 향상 및 유가식 첨가에 의한 발효기간 단축에 관한 보완 연구가 요구되었다.
본 연구에서는 수입에 의존하고 있는 고산도 식초 생산 기술을 대체하고자 포도과즙을 이용하여 적정산도 10% 이상의 식초 제조조건 및 품질특성을 조사하였다. 초기 알코올 함량에 따른 고산도 초산발효에서는 초기 알코올 함량 6%에서 적정산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였으며 초기 알코올 함량이 높을수록 유도기가 길어져 초산수율이 감소하였다. pH는 구간에 따른 큰 차이가 없었고, 당도는 1단계 초산발효(1st AAF)까지 초기 알코올 함량에 비례하여 높게 나타났으나 2단계 초산발효(2nd AAF)기간 동안에는 초기 알코올 6% 첨가구에서 증가율이 가장 높았다. 고산도 포도식초의 주요 유기산은 tartaric, malic 및 citric acid가 검출되었으며, 유가식 첨가량 및 초산 발효수율 차이로 인하여 초기 알코올 함량이 낮을수록 높게 검출되었다. 미량 알코올 중 ethyl alcohol을 제외한 성분은 극소량으로 검출되어 초기 알코올 함량에 따른 큰 차이가 없었고, ethyl alcohol은 364~581 ppm으로 나타났다. 이상의 결과, 포도 알코올 발효액(초기 알코올 함량 6%)를 이용하여 일체의 영양원을 첨가하지 않고 총산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였다. 그러나 산업적으로 활용하기 위해서는 초산수율 향상 및 유가식 첨가에 의한 발효기간 단축에 관한 보완 연구가 요구되었다.
This study was conducted to develop a high-acidity vinegar production (over TA 10%) technology using grape juice to reduce the importation of high-acidity vinegar. The manufacturing condition's effect on the quality of high-acidity vinegar using pure grape juice without the addition of other nutrien...
This study was conducted to develop a high-acidity vinegar production (over TA 10%) technology using grape juice to reduce the importation of high-acidity vinegar. The manufacturing condition's effect on the quality of high-acidity vinegar using pure grape juice without the addition of other nutrients for fermentation was investigated. Twelve percent acidity in vinegar was obtained from grape wine with 6% alcohol content. The acetic-acid yield from grape wine decreased when the wine's initial alcohol content was high, which extended the induction time. The pH value was similar in all the treatment groups. The sugar content of the 1st-stage fermentation (1st AAF) was proportional to the initial alcohol content whereas in the 2nd-stage fermentation (2nd AAF), the sugar content was highest in the 6%-alcohol treatment. The major organic acids of the high-acidity grape vinegar included tartaric acid, malic acid, and citric acid. The acid content of the high-acidity initial alcohol group was higher than that of the low-acidity initial alcohol group due to the alcohol content added by the fed-batch and acetic-acid yield difference. The ethyl alcohol content was 364~6,091 ppm (the main alcohol while the others had only traces in all the groups). In conclusion, it was possible to manufacture 12% high-acidity vinegar without the addition of an external nutrient source to grape wine containing 6% initial alcohol content. Finally, a complementary study will be required to shorten the fermentation period through the fed-batch-style addition of alcohol for the purpose of industrialization.
This study was conducted to develop a high-acidity vinegar production (over TA 10%) technology using grape juice to reduce the importation of high-acidity vinegar. The manufacturing condition's effect on the quality of high-acidity vinegar using pure grape juice without the addition of other nutrients for fermentation was investigated. Twelve percent acidity in vinegar was obtained from grape wine with 6% alcohol content. The acetic-acid yield from grape wine decreased when the wine's initial alcohol content was high, which extended the induction time. The pH value was similar in all the treatment groups. The sugar content of the 1st-stage fermentation (1st AAF) was proportional to the initial alcohol content whereas in the 2nd-stage fermentation (2nd AAF), the sugar content was highest in the 6%-alcohol treatment. The major organic acids of the high-acidity grape vinegar included tartaric acid, malic acid, and citric acid. The acid content of the high-acidity initial alcohol group was higher than that of the low-acidity initial alcohol group due to the alcohol content added by the fed-batch and acetic-acid yield difference. The ethyl alcohol content was 364~6,091 ppm (the main alcohol while the others had only traces in all the groups). In conclusion, it was possible to manufacture 12% high-acidity vinegar without the addition of an external nutrient source to grape wine containing 6% initial alcohol content. Finally, a complementary study will be required to shorten the fermentation period through the fed-batch-style addition of alcohol for the purpose of industrialization.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 포도를 활용하고 수입에 의존하고 있는 고산도 식초 생산기술을 대체하고자 일체의 영양원을 사용하지 않고 순수 포도과즙으로 2단계 발효에 의한 고산도 식초 제조 조건을 조사하고자 하였다.
본 연구에서는 수입에 의존하고 있는 고산도 식초 생산 기술을 대체하고자 포도과즙을 이용하여 적정산도 10% 이상의 식초 제조조건 및 품질특성을 조사하였다. 초기 알코올 함량에 따른 고산도 초산발효에서는 초기 알코올 함량 6%에서 적정산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였으며 초기 알코올 함량이 높을수록 유도기가 길어져 초산수율이 감소하였다.
가설 설정
1)ND: not detected.
4)ND, not detected; NS, not significantly different.
4)TR, trace; NS, not significantly different.
제안 방법
1 단계 초산발효에 사용된 알코올 발효액은 20°Brix로 희석한 포도 농축액에 주모를 5%(v/v)접종하여 항온배양기(HB-103-2H, Hanbaek Scientific Co., Bucheon, Korea)에서 30℃, 5일 동안 정치배양 시켰으며, 고산도 포도식초 제조를 위한 유가식 첨가용 알코올 발효액은 30°Brix로 희석한 포도 농축액에 주모를 5%(v/v)접종하여 상기와 같은 방법으로 정치배양 시켜 발효 종료 후 10,000 rpm으로 5분 동안 원심분리 시킨 상등액에 주정을 사용하여 알코올 함량 20%가 되도록 보정하여 사용하였다
전보(19)와 같은 방법으로 2단계 발효에 의한 고산도 포도식초를 제조하였다. 1단계 초산발효는 포도 알코올 발효액의 알코올 농도를 각각 6, 7, 8 및 9%로 희석한 후 종초를 10%(v/v) 접종하여 Jar-fermentor(KF-5 L, Kobiotech Co., Seoul, Korea)에서 30℃, 500 rpm, 공기 투입량 0.5 L/min로 실시하였다. 2단계 초산발효는 1단계 초산발효액의 적정산 도가 6시간 동안 변화가 없는 시점부터 고농도 알코올 발효액을 유가식으로 첨가하면서 적정산도가 12%에 도달하는 시점까지 진행되었으며 이때 첨가량은 1단계 발효액 대비 계산 수치적으로 알코올 함량 0.
5 L/min로 실시하였다. 2단계 초산발효는 1단계 초산발효액의 적정산 도가 6시간 동안 변화가 없는 시점부터 고농도 알코올 발효액을 유가식으로 첨가하면서 적정산도가 12%에 도달하는 시점까지 진행되었으며 이때 첨가량은 1단계 발효액 대비 계산 수치적으로 알코올 함량 0.2%가 첨가되도록 일정한 속도로 주입하였다. 발효단계에 따른 품질특성은 알코올발효액(W), 초기 초산발효액(IAAF), 1단계 초산발효액(1st AAF), 2단계 초산발효액(2nd AAF)으로 구분하여 분석하였다.
미량 알코올은 초산 발효액을 membrane filter(pore size 0.45 μm, Advantec MFS, Japan)로 여과한 후, 여과액을 gas chromatography(Hewlett packard 5980, Palo Alto, CA, USA)를 이용하여 분석하였다.
2%가 첨가되도록 일정한 속도로 주입하였다. 발효단계에 따른 품질특성은 알코올발효액(W), 초기 초산발효액(IAAF), 1단계 초산발효액(1st AAF), 2단계 초산발효액(2nd AAF)으로 구분하여 분석하였다.
상기 결과에 준하여 1단계 초산발효는 초기당도 20°Brix 포도 농축액으로 알코올 발효를 실시하여 각 알코올 함량을 6, 7, 8 및 9%로 희석하여 사용하였으며 2단계 초산발효에 사용된 유가액은 30°Brix 포도 농축액으로 알코올 발효한 후 주정으로 알코올 함량 20%로 보정한 후 사용하였다.
적정산도는 시료 l mL에 1% phenolphthalein 지시약을 2～3방울 떨어뜨린 다음 0.1 N NaOH로 중화 적정하여 포도 농축액 및 당도에 따른 알코올 발효액은 tartaric acid로 환산하였고, 고산도 초산발효과정 중 발효단계별 알코올 및 초산발효액은 acetic acid(%)로 환산하였다. pH는 pH meter(Metrohm 691, Metrohm UK Ltd.
포도 함량이 높은 고산도 식초를 제조하기 위하여 포도 농축액을 20 및 30°Brix로 각각 희석하여 주모를 5%(v/v) 접종한 후 알코올 발효시킨 발효액 및 포도농축액(20°Brix) 의 품질특성을 분석한 결과는 Table 1과 같다.
대상 데이터
당도는 digital refractometer(PR-101, Atago Co., LTD., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. 알코올 함량은 시료 100 mL을 증류한 다음 주정계를 이용하여 측정한 값을 Gay Lussac table로 환산하여 산출하였다.
본 연구에 사용된 포도 농축액(72°Brix)은 (주)롯데쇼핑 식품사업본부에서 제공받아 냉장 보관하여 실험에 사용하였다.
본 연구에 사용된 포도 농축액(72°Brix)은 (주)롯데쇼핑 식품사업본부에서 제공받아 냉장 보관하여 실험에 사용하였다. 선행연구(18)에서 발효성이 우수한 알코올발효 효모 Saccharomyces 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 계대 배양한 후 4℃에서 냉장보관하면서 사용하였다.
전보(19)와 같은 방법으로 2단계 발효에 의한 고산도 포도식초를 제조하였다. 1단계 초산발효는 포도 알코올 발효액의 알코올 농도를 각각 6, 7, 8 및 9%로 희석한 후 종초를 10%(v/v) 접종하여 Jar-fermentor(KF-5 L, Kobiotech Co.
데이터처리
2)Means with different superscripts (a-c) in the same row are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test.
3)Means with different superscripts (a-c) in the same column are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test.
3)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 반복하여 측정한 평균과 표준편차로 나타내었으며 각 실험결과에 대한 통계분석은 SPSS(18.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계 프로그램을 이용하였다 (p<0.05).
수준에서 일원배치 분산분석법을 시행하고 Duncan’s multiple range test로 각 실험군의 평균치 간의 유의적 차이를 검증하였다.
이론/모형
, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. 알코올 함량은 시료 100 mL을 증류한 다음 주정계를 이용하여 측정한 값을 Gay Lussac table로 환산하여 산출하였다.
성능/효과
1 및 Table 2와 같다. 1단계 초산발효기간 동안 적정산도는 꾸준히 증가하여 1단계 초산발효(1st AAF)에서 초기 알코올 6% 첨가구는 6.0%, 초기 알코올 7, 8% 첨가구는 각각 6.4% 및 7.4%, 초기 알코올 9% 첨가구는 5.4%로 나타났다. 초산변환수율은 각각 63.
Ethyl alcohol을 제외한 검출 성분들은 극소량으로 초기 알코올 함량에 따른 큰 차이가 없었고, ethyl alcohol은 364∼581 ppm으로 나타났다.
2nd AFF에서는 초기 알코올 6, 7 및 8% 첨가구 모두 10,000 mg% 이상 검출되었다. Oxalic acid는 모든 구간에서 발효 단계가 진행될수록 높아지는 경향을 보였고 초기 알코올 함량에 따른 큰 차이는 없었다. 2단계 발효에 의한 과실식초 품질특성을 조사한 Kwon 등(27)은 포도식초의 주요 유기산 성분으로 acetic acid, tartaric acid, citric acid 및 lactic acid를 보고하였으며 본 연구에서 불검출된 lactic acid가 검출되어 다소 차이를 보였다.
초기 알코올 함량에 따른 고산도 초산발효에서는 초기 알코올 함량 6%에서 적정산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였으며 초기 알코올 함량이 높을수록 유도기가 길어져 초산수율이 감소하였다. pH는 구간에 따른 큰 차이가 없었고, 당도는 1단계 초산발효(1st AAF)까지 초기 알코올 함량에 비례하여 높게 나타났으나 2단계 초산발효(2nd AAF)기간 동안에는 초기 알코올 6% 첨가구에서 증가율이 가장 높았다. 고산도 포도식초의 주요 유기산은 tartaric, malic 및 citric acid가 검출되었으며, 유가식 첨가량 및 초산 발효수율 차이로 인하여 초기 알코올 함량이 낮을수록 높게 검출되었다.
pH는 구간에 따른 큰 차이가 없었고, 당도는 1단계 초산발효(1st AAF)까지 초기 알코올 함량에 비례하여 높게 나타났으나 2단계 초산발효(2nd AAF)기간 동안에는 초기 알코올 6% 첨가구에서 증가율이 가장 높았다. 고산도 포도식초의 주요 유기산은 tartaric, malic 및 citric acid가 검출되었으며, 유가식 첨가량 및 초산 발효수율 차이로 인하여 초기 알코올 함량이 낮을수록 높게 검출되었다. 미량 알코올 중 ethyl alcohol을 제외한 성분은 극소량으로 검출되어 초기 알코올 함량에 따른 큰 차이가 없었고, ethyl alcohol은 364∼581 ppm으로 나타났다.
초기 알코올 9% 첨가구는 IAAF부터 정상발효가 진행되지 못했기 때문에 2단계 초산발효도 비정상적으로 진행될 것으로 판단되어 실험구간에서 제외시켰다. 고산도 포도식초의 초산수율은 초기 알코올 6% 첨가구가 70.3%로 가장 높았고 초기 알코올 7 및 8% 첨가구는 약 67%로 나타났으며, 전보(19)의 고산도 사과식초 제조에서 초기 알코올 6% 첨가구가 초산 수율 70.3%로 가장 높게 나타났다는 결과와 일치하였다. 따라서 본 연구의 고산도 포도식초에서는 초기 알코올 함량 6%로 설정하는 것이 적당할 것으로 판단된다.
3%로 가장 높게 나타났다는 결과와 일치하였다. 따라서 본 연구의 고산도 포도식초에서는 초기 알코올 함량 6%로 설정하는 것이 적당할 것으로 판단된다.
당도는 발효기간중 1st AAF까지는 큰 변화가 없었으나 그 후 급격히 증가하였다. 또한 알코올발효(W)에서 1st AAF까지 초기 알코올 함량이 높을수록 높게 나타났으며 2nd AAF기간 동안에는 초기 알코올 6% 첨가구에서 가장 증가율이 높았다. 이는 초기 알코올 함량이 낮을수록 유가식 배양을 통해 첨가된 알코올 발효액의 첨가량이 많기 때문에 당 증가율에 영향을 준 것으로 생각되며, 전보(19)의 고산도 사과식초 제조과정중 2단계 초산발효에서 당도가 급격히 증가하였다는 결과와도 일치하였다.
미량 알코올 중 ethyl alcohol을 제외한 성분은 극소량으로 검출되어 초기 알코올 함량에 따른 큰 차이가 없었고, ethyl alcohol은 364∼581 ppm으로 나타났다.
알코올발효액의 당도는 초기당도 20°Brix 구간은 6.4°Brix, 30°Brix 구간은 12.6°Brix로 낮아졌고 알코올 함량은 당도와 반비례하여 20°Brix 구간이 10.8%, 30°Brix 구간이 16.6%로 나타났다.
6이 적당하다고 보고되어 적정산도는 일치하였으나 pH는 본 연구와 다소 차이가 있었다. 유리당은 fructose 8,582 mg%, glucose 7,749 mg%, sucrose 및 maltose는 불검출로 나타났다(data not shown). 알코올발효액의 당도는 초기당도 20°Brix 구간은 6.
미량 알코올 중 ethyl alcohol을 제외한 성분은 극소량으로 검출되어 초기 알코올 함량에 따른 큰 차이가 없었고, ethyl alcohol은 364∼581 ppm으로 나타났다. 이상의 결과, 포도 알코올 발효액(초기 알코올 함량 6%)를 이용하여 일체의 영양원을 첨가하지 않고 총산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였다. 그러나 산업적으로 활용하기 위해서는 초산수율 향상 및 유가식 첨가에 의한 발효기간 단축에 관한 보완연구가 요구되었다.
6%로 나타났다. 적정산도는 각각 0.9 및 1.1%였고, pH는 각각 3.5 및 4.1로 나타났다. 이는 Moon 등(21)의 활성건조 효모를 이용한 포도주의 발효 특성에서 Saccharomyces uvarum Lalvin W15균주로 발효한 포도주의 적정산도가 0.
본 연구에서는 수입에 의존하고 있는 고산도 식초 생산 기술을 대체하고자 포도과즙을 이용하여 적정산도 10% 이상의 식초 제조조건 및 품질특성을 조사하였다. 초기 알코올 함량에 따른 고산도 초산발효에서는 초기 알코올 함량 6%에서 적정산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였으며 초기 알코올 함량이 높을수록 유도기가 길어져 초산수율이 감소하였다. pH는 구간에 따른 큰 차이가 없었고, 당도는 1단계 초산발효(1st AAF)까지 초기 알코올 함량에 비례하여 높게 나타났으나 2단계 초산발효(2nd AAF)기간 동안에는 초기 알코올 6% 첨가구에서 증가율이 가장 높았다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
포도는 어떤 성분을 함유하고 있는가?
이들 포도 품종들은 용도에 따라서 생식용, 건포도용, 포도주 및 기타 가공품용으로 크게 구분되며, 국내 전체 생산량의 70% 이상이 생식으로 소비되고 그 외 와인, 음료, 쨈, 식초 등 가공 식품의 원료로 이용되고 있다(2). 포도는 알칼리성 과일로 미네랄, 전화당, 주석산, 구연산, 칼륨, 철분, 비타민 A, B 1, B 2, D 등과 다양한 phytochemical을 풍부하게 함유하고 있어서 피로회복, 피부미용, 소화개선, 식욕증진과 같은 생리 활성 증진효과를 나타내며(4,5), 심혈관질환이나 항암활성이 우수하고 면역 조절 활성을 가진다고 많이 보고되고 있다(6-8). 이러한 효능을 나타내는 생리활성물질 중 대표적인 물질로 resveratrol이 있으며, 이외에도 phenolic acid, catechin, flavonoid, proanthocyanidin 등이 다양하게 존재한다(9).
식초는 산도에 따라 어떻게 분류하는가?
0%, 기타 6%로 나타났으나 건강에 대한 소비자 인식이 높아지면서 매년 과일 및 곡물 천연 발효식초에 대한 소비가 증가하고 있는 추세이다(12). 식초 산도의 분류에 따라 4∼5%의 저산도, 6∼7%의 일반산도, 12∼14%의 2배 산도 및 18∼19% 3배 식초로 나눌 수 있으며 고산도 식초(적정산도 10% 이상)의 경우 이미·이취 개선 및 식초를 대량으로 사용하는 공장이나 요식업소에서 운송비와 저장 공간 절감 등의 이점을 가지고 있어 많이 소비되고 있다(13). 현재 국내에서 시판되고 있는 고산도 과일식초는 알코올 발효를 거치지 않고 주정과 영양원을 이용하여 초산 발효만 시킨 후 약 30%의 과즙을 첨가하여 생산되고 있으며 대부분 국외에서 설비 및 초산균주를 수입하여 제조하고 있어 대체 기술의 개발이 요구된다(13).
포도과즙을 이용하여 적정산도 10% 이상의 식초 제조조건 및 품질특성을 조사한 결과, 초기 알코올 함량이 몇 %일 때 적정산도 12%가 가능하였는가?
본 연구에서는 수입에 의존하고 있는 고산도 식초 생산 기술을 대체하고자 포도과즙을 이용하여 적정산도 10% 이상의 식초 제조조건 및 품질특성을 조사하였다. 초기 알코올 함량에 따른 고산도 초산발효에서는 초기 알코올 함량 6%에서 적정산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였으며 초기 알코올 함량이 높을수록 유도기가 길어져 초산수율이 감소하였다. pH는 구간에 따른 큰 차이가 없었고, 당도는 1단계 초산발효(1st AAF)까지 초기 알코올 함량에 비례하여 높게 나타났으나 2단계 초산발효(2nd AAF)기간 동안에는 초기 알코올 6% 첨가구에서 증가율이 가장 높았다.
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