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문제 정의
- 본 연구에서 사용한 홍삼 전분은 홍삼 농축액 제조 공정에서 발생하는 부산물중 하나로 현재까지는 특별한 활용도가 없었다. 하지만 홍삼 농축액 제조 과정에서 발생되는 홍삼 유래의 물질로 홍삼의 유효 성분인 진세노사이드 및 각종 유리당, 탄수화물 등이 풍부한 안전한 소재로서의 가능성을 알아보고자 하였다. 홍삼전분을 이용한 새로운 홍삼막걸리의 차별화를 위하여 제품의 진세노사이드 함량, 유기산, 유리당, 효모수 등을 분석하였다.
제안 방법
- 홍삼막걸리는 전통적인 발효방법에 홍삼 전분 2%, 5%, 7%를 첨가하여 제조한 후 제품의 색과 맛을 측정하여 관능적인 요소가 가장 좋은 농도의 홍삼막걸리를 제조하여 실험에 사용하였다. 23~25℃에서 2일간 배양하여 밑술을 제조하고 1단 담금은 밑술에 2% 홍삼전분, 입국, 건조효모, 누룩을 넣고 잘 혼합하여 증류수를 넣고 3~4일간 발효하였다. 2단 담금은 1단 담금 발효액에 호화미 300 g과 누룩 40 g을 잘 혼합한 후에 증류수 1,200 mL를 첨가하여 3~4일간 발효하여 제조하였다.
- 23~25℃에서 2일간 배양하여 밑술을 제조하고 1단 담금은 밑술에 2% 홍삼전분, 입국, 건조효모, 누룩을 넣고 잘 혼합하여 증류수를 넣고 3~4일간 발효하였다. 2단 담금은 1단 담금 발효액에 호화미 300 g과 누룩 40 g을 잘 혼합한 후에 증류수 1,200 mL를 첨가하여 3~4일간 발효하여 제조하였다. 제조한 술을 주정계(AL-21α, ATAGO, Tokyo, Japan)로 알코올 도수를 측정하여 12~13°이면 여과하여 아스파탐과 증류수를 첨가하여 알코올 도수가 6°로 조정한 후 3일 동안 23~25℃에서 숙성하여 최종적으로 알코올 도수가 6°인 홍삼막걸리를 제조하여 시료 실험을 위한 시료를 준비하였다.
- 막걸리 제조 후, 저장온도(4℃ 및 25℃) 및 저장기간에 따라 생성된 유기산의 농도 변화는 Table 2에서 보는 바와 같다. 4℃에서 저장시, 일반적인 유통기간(10일)보다 긴 20일 동안 유기산의 변화를 관찰하였다.
- Ginsenoside 함량은 HPLC(2690, Agilent, Technologies, USA)을 이용하여 측정하였으며, μ-Bondapak C18(3.9 mm×150 mm, 5 μm) column을 사용하여 70% acetonitrile을 이동상으로 사용 하였다.
- 5 mL/min의 조건으로 분석하였다. 각 유기산 및 유리당 표준물질을 제조하여 표준 곡선을 작성하여 유기산 및 유리당을 정량하였다. 에탄올 함량은 0.
- 관능평가는 전통적인 발효방법에 홍삼전분 0%, 2%, 5%, 7%를 첨가하여 제조한 후 막걸리의 관능성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 제품의 색(color), 풍미(flavor), 맛 (taste), 종합적 기호도(overall acceptability)를 조사하였다. 최저 1점, 최고 7점으로 7단계 기호도 척도법으로 실시하여 관능적인 요소가 가장 좋은 농도의 홍삼막걸리를 제조하여 실험에 사용하였다.
- 따라서 본 연구에서는 홍삼전분을 이용한 새로운 홍삼막걸리를 제조하여 진세노사이드 함량, 유기산, 유리당, 효모수, PH 및 총산 등을 분석하였다.
- 에탄올 함량은 0.45 μm membrane filter를 사용하여 여과한 시료를 DB-ALC2 column(30 m×0.53 mm, 2 μm film thickness: Agilent, Folsom, USA) 이 장착된 GC(6890N, Hewlett Packard, Palo Alto, USA)를 이용하여 oven 70℃, injector 200℃ 그리고 detector 250℃에서 정량 분석하였다.
- 유기산, 유리당 및 에탄올 분석을 위해 균일하게 혼합된 시료를 12,000 rpm에서 10분간 원심분리한 후, 상등액을 취하여 0.2 μm membrane filter로 여과하여 Sep-pak C18 cartridge에 통과시켜 불순물을 제거한 후 분석을 위한 시료로 사용하였다.
- 9 mm×150 mm, 5 μm) column을 사용하여 70% acetonitrile을 이동상으로 사용 하였다. 이동상의 유속과 컬럼 온도는 각각 0.6 mL/min, 43℃로 하고, UV 검출기의 검출 파장은 203 nm로 하여 분석하였다.
- 11)에서 높은 기호도를 보였고, 9% 홍삼전분 첨가 막걸리가 낮은 기호도를 나타내었는데, 이는 홍삼의 쓴맛이 강하게 작용하여 기호도에 부정적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 이상의 결과 맛과 향미, 전체적인 기호도에서 높은 값을 나타낸 홍삼전분 2% 첨가 막걸리의 진세노사이드 분석 및 유기산, 유리당, 총산, PH 분석 등의 실험에 사용하였다(Table 1).
- 1과 같이 진행되었다(16). 홍삼막걸리는 전통적인 발효방법에 홍삼 전분 2%, 5%, 7%를 첨가하여 제조한 후 제품의 색과 맛을 측정하여 관능적인 요소가 가장 좋은 농도의 홍삼막걸리를 제조하여 실험에 사용하였다. 23~25℃에서 2일간 배양하여 밑술을 제조하고 1단 담금은 밑술에 2% 홍삼전분, 입국, 건조효모, 누룩을 넣고 잘 혼합하여 증류수를 넣고 3~4일간 발효하였다.
- 하지만 홍삼 농축액 제조 과정에서 발생되는 홍삼 유래의 물질로 홍삼의 유효 성분인 진세노사이드 및 각종 유리당, 탄수화물 등이 풍부한 안전한 소재로서의 가능성을 알아보고자 하였다. 홍삼전분을 이용한 새로운 홍삼막걸리의 차별화를 위하여 제품의 진세노사이드 함량, 유기산, 유리당, 효모수 등을 분석하였다. 효모 생균수의 변화 조사결과 4℃에서 저장하였을 때는 저장 20일까지 효모 균수에 큰 변화가 없었지만 25℃ 저장에서는 저장 20일에 초기 효모균수의 약 75%가 감소되었다.
대상 데이터
- 최저 1점, 최고 7점으로 7단계 기호도 척도법으로 실시하여 관능적인 요소가 가장 좋은 농도의 홍삼막걸리를 제조하여 실험에 사용하였다. 관능검사원은 다양한 기호도를 평가하기 위하여 특별히 선발된 금산 관내 거주자 30인을 대상으로 실시하였다.
- 본 연구에 사용된 홍삼 전분은 충청남도 금산군 소재의 성신비에스티(주)에서 제공받아 사용하였으며 –20℃에서 냉동보관하면서 홍삼막걸리 제조에 사용하였다.
- 제조한 술을 주정계(AL-21α, ATAGO, Tokyo, Japan)로 알코올 도수를 측정하여 12~13°이면 여과하여 아스파탐과 증류수를 첨가하여 알코올 도수가 6°로 조정한 후 3일 동안 23~25℃에서 숙성하여 최종적으로 알코올 도수가 6°인 홍삼막걸리를 제조하여 시료 실험을 위한 시료를 준비하였다.
- 관능평가는 전통적인 발효방법에 홍삼전분 0%, 2%, 5%, 7%를 첨가하여 제조한 후 막걸리의 관능성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 제품의 색(color), 풍미(flavor), 맛 (taste), 종합적 기호도(overall acceptability)를 조사하였다. 최저 1점, 최고 7점으로 7단계 기호도 척도법으로 실시하여 관능적인 요소가 가장 좋은 농도의 홍삼막걸리를 제조하여 실험에 사용하였다. 관능검사원은 다양한 기호도를 평가하기 위하여 특별히 선발된 금산 관내 거주자 30인을 대상으로 실시하였다.
- 4 mg/g, 그리고 53%함유하고 있어(15) 다양한 분야에 기능성 소재로의 응용 가능성이 높은 물질이다. 홍삼 전분을 이용하여 Fig. 1과 같은 과정을 통해 최종 알코올 함량을 6%의 막걸리를 제조 하였고 관능 평가 및 실험에 사용 하였다. 홍삼전분을 2% 첨가한 막걸리의 맛 (6.
데이터처리
- 균일하게 혼합된 시료 1 mL를 무균적으로 취하여 멸균 PBS 용액(pH7.4)에 계단 희석하고, 각 희석액 100 μL를 1% L-tartaric acid(Sigma-Aldrich, USA)가 함유된 potato dextrose agar(pH 3.5±0.1) 평판배지에 접종하여 25℃에서 2일 동안 배양한 후 생성된 콜로니를 계수하였으며 결과는 평균값±표준편차로 나타내었다.
- 본 실험에서 얻어진 통계분석 결과는 SPSS(Statistical Package for Social Science)를 이용해서 통계 분석하였다. 실험군당 평균±표준오차로 표시하였고, 그룹간 평균차에 대한 통계적 유의성을 검정하기 위해 일원배치 분산분석(one-way analysis of variance)을 실시 한 후 p<0.
- 실험군당 평균±표준오차로 표시하였고, 그룹간 평균차에 대한 통계적 유의성을 검정하기 위해 일원배치 분산분석(one-way analysis of variance)을 실시 한 후 p<0.05 수준에서 Tukey's test를 이용한 사후 검정(Post-Hoc test)을 실시하였다.
- 적정에 소비된 NaOH 소비량에 0.009을 곱하여 시료 중의 산을 lactic acid의 양으로 환산(18)하였으며 실험은 세 번 반복, 결과는 평균값±표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- 유기산 분석은 Sim 등(17)의 방법에 따라 전 처리한 시료를 HPLC(Agilent 2690, Technologies, Santa Clara, CA, USA)를 사용하여 분석하였고 컬럼은 ODS column(Prevail Organic Acid, 4.6 mm×150 mm, Alltech Grace Co., Deerfield, IL, USA), 이동상은 0.25 mM phosphate buffer를 사용하였으며 유속은 0.3 mL/min로 UV detector를 이용하여 210 nm에서 분석 하였다.
- 유리당 분석은 Hur 등(18)의 방법에 따라 전 처리한 시료를 HPLC(Agilent 2690, Technologies, USA), detector는 RID를 사용하여 분석하였고 컬럼은 Supelcogel Ca(7.8 mm×300 mm, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA), 이동상은 3차 증류수를 사용하였으며 유속은 0.5 mL/min의 조건으로 분석하였다.
성능/효과
- 막걸리 제조 후, 저장온도(4℃ 및 25℃) 및 저장기간에 따라 생성된 유리당의 농도 변화는 Table 3에서 보는 바와 같다. 4℃에서 저장시, 일반적인 유통기간보다(10일) 긴 20일 동안 유리당의 변화를 관찰하였으며 유리당은 12일 경에 sucrose, glucose와 mannose의 양은 1/2으로 감소하였다. 또한 20일 경에는 1/3.
- 이것은 저장 중 당분이 알콜과 탄산가스로 분해되었기 때문에 함량이 감소한 보여진다. 4℃에서 저장시, 일반적인 유통기간보다(10일) 긴 20일 동안 유리당의 변화를 보였으며 유리당은 12일 경에 sucrose, glucose와 mannose의 양은 1/2으로 감소하였다. 총산 및 pH 분석결과 각 저장온도에서 저장기간에 따른 pH의 변화는, 4℃에서 저장한 경우, 저장 4일경 pH 4.
- 따라서 제품의 제조시에 발효 기간과 온도를 확립해야 한다. 그러나 저장기간 중 총산의 증가는 저장성을 높여주는 요인으로 작용하므로 본 연구에서 개발한 막걸리의 경우에는 부패할 가능성은 매우 낮은 것으로 분석되었다.
- 홍삼전분을 이용한 막걸리의 경우는 제품내 효모 및 유산균등에 의하여 저장 중에도 미세하게 발효가 진행되어 발효 산물인 각종 유기산 및 기타 산 물질을 생산하고 그리고 홍삼전분에 포함되어 있는 유기산등에 의하여 총산 함량이 증가한 것으로 사료된다. 따라서 홍삼 전분을 이용한 막걸리의 제조시에 총산이 증가할 가능성이 높고 제품의 산미가 강한 것으로 나타났다. 따라서 제품의 제조시에 발효 기간과 온도를 확립해야 한다.
- 효모 생균수의 변화 조사결과 4℃에서 저장하였을 때는 저장 20일까지 효모 균수에 큰 변화가 없었지만 25℃ 저장에서는 저장 20일에 초기 효모균수의 약 75%가 감소되었다. 유기산분석 결과 막걸리에서는 lactic acid가 4.16 mg/mL의 농도로 가장 많았으며, 그 다음으로는 citric acid 0.88 mg/mL, malic acid 0.39 mg/mL의 순서로 많았다. 저장 초기에는 malic acid의 함량이 4℃ 및 25℃에서 0.
- 20일 경에 lactic acid와 isobutyric acid는감소하였으며 다른 종류의 유기산은 증가를 보였다. 유리당 분석결과 glucose가 4.4 mg/mL, sucrose 2.8 mg/mL 그리고 mannose 1.4 mg/mL 으로 막걸리의 주 구성당으로 분석되었으며 저장기간이 지속되면서 sucrose, glucose, mannose 의 함량은 감소를 보여 알콜 발효의 주요 기질로 사용되었음을 보여주었다. 저장 4~8일 이후부터는 당이 급격히 감소하였으며 8일 이후부터는 큰 차이를 보이지 않았다.
- 39 mg/mL의 순서로 많았다. 저장 초기에는 malic acid의 함량이 4℃ 및 25℃에서 0.39 mg/mL 와 0.58 mg/mL 이었으나 저장일이 20일 경과하였을 때에는 0.46 mg/mL 그리고 0.17 mg/mL으로 측정되었고 대부분의 유기산은 저장기간에 관계없이 변화가 크게 나타나지 않았으나 butyric acid는 증가를 보였다. 20일 경에 lactic acid와 isobutyric acid는감소하였으며 다른 종류의 유기산은 증가를 보였다.
- 4℃에서 저장시, 일반적인 유통기간보다(10일) 긴 20일 동안 유리당의 변화를 보였으며 유리당은 12일 경에 sucrose, glucose와 mannose의 양은 1/2으로 감소하였다. 총산 및 pH 분석결과 각 저장온도에서 저장기간에 따른 pH의 변화는, 4℃에서 저장한 경우, 저장 4일경 pH 4.3에서 8일경 pH 3.8로 떨어지면서 저장기간 동안 서서히 감소되었다. 25℃에서 저장한 경우, pH 4.
- 1과 같은 과정을 통해 최종 알코올 함량을 6%의 막걸리를 제조 하였고 관능 평가 및 실험에 사용 하였다. 홍삼전분을 2% 첨가한 막걸리의 맛 (6.21), 향(5.75), 전체적인 평가(6.11)에서 높은 기호도를 보였고, 9% 홍삼전분 첨가 막걸리가 낮은 기호도를 나타내었는데, 이는 홍삼의 쓴맛이 강하게 작용하여 기호도에 부정적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 이상의 결과 맛과 향미, 전체적인 기호도에서 높은 값을 나타낸 홍삼전분 2% 첨가 막걸리의 진세노사이드 분석 및 유기산, 유리당, 총산, PH 분석 등의 실험에 사용하였다(Table 1).
- 홍삼전분을 이용한 막걸리에서는 lactic acid(4.16 mg/mL), citric acid(0.88 mg/mL), malic acid(0.39 mg/mL)등의 유기산이 풍부한 것으로 확인 되었다(Table 2). Lactic acid의 경우 막걸리 발효에서 malo-lactic fermentation의 경로에서 알콜 발효후 Lactobacillus sp.
- 홍삼전분을 이용한 새로운 홍삼막걸리의 차별화를 위하여 제품의 진세노사이드 함량, 유기산, 유리당, 효모수 등을 분석하였다. 효모 생균수의 변화 조사결과 4℃에서 저장하였을 때는 저장 20일까지 효모 균수에 큰 변화가 없었지만 25℃ 저장에서는 저장 20일에 초기 효모균수의 약 75%가 감소되었다. 유기산분석 결과 막걸리에서는 lactic acid가 4.
후속연구
- 본 연구에서 사용한 홍삼 전분은 홍삼 농축액 제조 공정에서 발생하는 부산물중 하나로 현재까지는 특별한 활용도가 없었다. 하지만 홍삼 농축액 제조 과정에서 발생되는 홍삼 유래의 물질로 홍삼의 유효 성분인 진세노사이드 및 각종 유리당, 탄수화물 등이 풍부한 안전한 소재로서의 가능성을 알아보고자 하였다.
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