[논문]주류 제조를 위한 효소 당화에 쌀의 전처리가 미치는 영향

안진옥; 정장호; 이승주

doi:10.4014/mbl.1709.09001

주류 제조를 위한 효소 당화에 쌀의 전처리가 미치는 영향
Effect of Rice Pre-treatment on Enzymatic Saccharification in the Brewing Process 원문보기

Microbiology and biotechnology letters = 한국미생물·생명공학회지, v.45 no.4, 2017년, pp.277 - 283

안진옥 (세종대학교조리외식경영학과) , 정장호 (세종대학교조리외식경영학과) , 이승주 (세종대학교조리외식경영학과)

초록
AI-Helper

전통 양조법을 활용하여 인공감미료를 첨가하지 않고 단맛이 보완된 전통주를 개발하기 위하여 고문헌에 기록된 주류 제조 시 쌀의 전처리 8가지 방법 즉, 죽, 범벅, 설기떡, 구멍떡, 물송편, 인절미, 개떡, 고두밥과 누룩에 존재하는 당화효소인 ${\alpha}$-, ${\beta}$-glucoamylase에 의한 당의 생성을 확인하였다. ${\alpha}$-amylase에 의해 생성된 maltose의 경우 반응 초기에는 개떡 > 설기떡 > 범벅 > 물송편 > 죽 > 인절미 > 구멍떡 > 고두밥의 순이었으나 48시간 후에는 인절미 > 범벅 = 고두밥 > 구멍떡 > 개떡 = 물송편 > 설기떡 > 죽의 순서로 생성양의 차이를 보였다. ${\beta}$-amylase 처리구의 maltose 생성은 ${\alpha}$-amylase 처리구와 유사한 결과를 보였으며, glucoamylase는 고두밥에서 약 10 mg/ml의 glucose가 생성되어 maltose의 생성과는 달리 8가지 전처리 방법 중 최대의 glucose 생성을 보였다. ${\alpha}$-amylase, ${\beta}$-amylase, glucoamylase 병행 처리한 경우는 ${\alpha}$-와 ${\beta}$-amylase에 의해 가수분해 되어 생긴 말단에 glucoamylase가 작용하여 glucose의 생성이 증가되었다. 술덧의 당 함량 변화를 보면 쌀의 전처리 방법에 따라 최종 잔당 함량에 차이를 보여 감미료를 첨가하지 않고 멥쌀로도 단맛이 보완된 술을 제조할 수 있는 배합비와 제조공정이 가능하게 되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

To produce sweet liquor without artificial sweeteners, 8 traditional rice pre-treatment methods (juk, beombeok, seolgitteok, gumeongtteok, mulsongpyeon, injeolmi, gaetteok, and godubap) were analyzed in this study. The formation of sugars with the help of ${\alpha}$-amylase, ${\beta}$-amylase, and glucoamylase using nuruk as a substrate has been previously confirmed. During the early stages of the pre-treatment processes, the amount of maltose produced (in descending order of its concentration) by ${\alpha}$-amylase was observed to be as follows: gaetteok > seolgitteok > beombeok > mulsongpyeon > juk > injeolmi > gumeongtteok > godubap. However, changes in maltose concentrations with respect to the pre-treatment processes after 48 hours were observed to be as follows: injeolmi > beombeok = godubap > gumeongtteok > gaetteok = mulsongpyeon > seolgitteok > juk. Maltose produced using either ${\alpha}$-amylase or ${\beta}$-amylase showed similar results. Glucoamylase produced 10 mg/ml of glucose during the godubap process, which was the highest amount of glucose among all the methods. Moreover, when ${\alpha}$-amylase, ${\beta}$-amylase, and glucoamylase were used concurrently, glucoamylase increased glucose production in the later stages. Therefore, the possibility of producing sweet liquor without employing artificial sweeteners was confirmed, even if the amount of sugar in the liquor varied with the pre-treatment process.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구에서는 고문헌에서 양조의 주원료로 사용되는 쌀을 죽, 범벅, 구멍떡, 설기, 고두밥, 물송편, 개떡, 인절미와 같은 8가지의 방법[8]으로 전처리한 후 이의 전분질 원료의 당화에 미치는 영향을 비교하였다. 보다 질 높은 우리술 개발 및 순곡주 품질의 다양화를 위한 과학적인 기초 자료를 얻고 나아가 맛의 선호도를 향상시켜 우리술의 대중화와 세계 경쟁력 확보의 토대를 만들고자 한다.

제안 방법

각 전처리구는 첨가하는 물에 의한 당화 속도의 변수를 제거하기 위하여 쌀 800 g에 전처리 시료 제조를 위해 사용한 물을 포함하여 총 중량 4,300 g이 되도록 한 후 누룩의 효소 활성을 기준으로 효소 무처리, α-amylase 25,200 U, β-amylase 3,840 U, glucoamylase 410 U을 단독 처리 및 α-amylase, β-amylase, glucoamylase 병행 처리한 시료를 제조한 후 55℃에서 반응[6]시키면서 1, 2, 3, 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48시간에 시료를 채취하였다.
따라서 본 연구에서는 고문헌에서 양조의 주원료로 사용되는 쌀을 죽, 범벅, 구멍떡, 설기, 고두밥, 물송편, 개떡, 인절미와 같은 8가지의 방법[8]으로 전처리한 후 이의 전분질 원료의 당화에 미치는 영향을 비교하였다. 보다 질 높은 우리술 개발 및 순곡주 품질의 다양화를 위한 과학적인 기초 자료를 얻고 나아가 맛의 선호도를 향상시켜 우리술의 대중화와 세계 경쟁력 확보의 토대를 만들고자 한다.
또한 전분 중의 α-1,4 결합을 절단하면서 α-1,6 결합도 가수분해하기 때문에 전분을 거의 100% glucose로 전환할 수 있기 때문에 효소 처리구에 대한 glucose 함량을 측정하였다.
먼저 죽, 범벅, 설기, 구멍떡, 물송편, 인절미, 개떡, 고두밥 등 8가지의 방법으로 전처리 한 쌀 1.4 kg에 누룩 140 g, 건조효모 7 g, 물 2.1 L를 첨가하여 25℃에서 발효하면서 24시간 간격으로 시료를 채취하였다.
술덧은 병행복발효에서 누룩에 존재하는 효소의 전처리 시료별 당화정도를 파악하기 위하여 하 등[10]의 방법을 일부 변형하여 단양주법으로 제조하였다.
쌀은 고문헌에 수록된 방법들을 수집하여 죽, 범벅, 설기떡, 구멍떡, 물송편, 인절미, 개떡, 고두밥 등 8가지의 방법으로 처리하였다.
전통 양조법을 활용하여 인공감미료를 첨가하지 않고 단맛이 보완된 전통주를 개발하기 위하여 고문헌에 기록된 주류 제조 시 쌀의 전처리 8가지 방법 즉, 죽, 범벅, 설기떡, 구멍떡, 물송편, 인절미, 개떡, 고두밥과 누룩에 존재하는 당화 효소인 α-, β- glucoamylase에 의한 당의 생성을 확인하였다.

대상 데이터

술덧의 효모는 활성건조효모(Saccharomyces cerevisiae, France)를 사용하였고, 당화를 위한 효소인 α-amylase(Aspergillus oryzae, Cat No. 10065), β-amylase (barley, Cat No. A7130), glucoamylase (Aspergillus niger, Cat No. 10113)와 당 정량을 위한 표준물질인 maltose (Cat. No. 63423), glucose (Cat. No. 49163)는 Sigma-Aldrich에서 구입하였으며, 그 밖의 시약은 분석용 특급을 사용하였다.
원료 쌀은 2016년 생산된 경기미(고시히까리, 화성 정남농협)를 시중에서 구입하여 사용하였으며, 누룩은 국내산 금강밀로 제조한 시판 전통누룩(J 곡자, 경남 진주)을 사용하였다. 술덧의 효모는 활성건조효모(Saccharomyces cerevisiae, France)를 사용하였고, 당화를 위한 효소인 α-amylase(Aspergillus oryzae, Cat No.

이론/모형

전통누룩의 효소활성은 megazyme kit (Megazyme Inc., Ireland)를 이용하여 효소학적 방법으로 측정하였다. 누룩 추출물에 기질을 첨가하여 반응시킨 후 흡광도를 측정하여 누룩 g당 enzyme unit으로 표시하였다[9].

성능/효과

β-amylase 처리구의 maltose 생성은 α-amylase 처리구와 유사한 결과를 보였으며, glucoamylase는 고두밥에서 약 10 mg/ml의 glucose가 생성되어 maltose의 생성과는 달리 8가지 전처리 방법 중 최대의 glucose 생성을 보였다.
J 곡자에서 제조하여 판매하는 전통누룩의 효소 활성을 분석한 결과 누룩 g당 α-amylase 활성은 31.53 ± 1.41 U이었으며, β-amylase 활성은 4.8 ± 0.42 U, glucoamylase 활성은 0.51 ± 0.16 U이었다.
그 결과 α-amylase, β-amylase와는 달리 초기에 급격한 glucose 생성은 보이지 않았으며, 죽의 경우는 48시간 동안 약 5 mg/ml의 glucose가 생성되었으며, 범벅은 8 mg/ml, 설기떡은 4.6 mg/ml, 구멍떡은 3 mg/ml, 물송편은 3.3 mg/ml, 개떡은 2.7 mg/ml의 glucose가 생성되었다.
쌀의 전처리 방법을 달리하여 제조한 술덧을 발효하면서 1일 간격으로 술덧의 당 함량을 측정한 결과, Fig. 1에서 보는 바와 같이 발효가 진행됨에 따라 maltose와 glucose 함량이 줄어드는 것으로 보아 병행복발효의 과정인 당화와 발효가 정상적임을 알 수 있다.
이에 효소 처리한 시료의 maltose 함량을 측정한 결과, 초기 1시간 동안 70.9 ± 0.03−102.16 ± 0.38 mg/ml의 maltose가 모든 α-amylase 처리구에서 반응 초기에 급격하게 생성됨을 알 수 있었다(Table 2).
전체적으로 효소에 의한 당의 생성 결과를 보면 쌀의 전처리가 당화속도 즉, glucose의 생성에 미치는 영향이 있음을 알 수 있었다. 당화속도의 차이는 효모를 직접 첨가하여 약 5−7일 정도의 짧은 발효기간을 가지는 현대적 양조에 있어서는 발효속도의 차이로 이어질 것이다.

후속연구

05 mg/ml이였다. 쌀의 전처리 방법에 따라 술덧의 최종 잔당 함량에 차이를 보이고 있어, 이 결과를 활용하여 인공감미료를 첨가하지 않고 찹쌀이 아닌 맵쌀로도 단맛이 보완된 술을 제조할 수 있는 배합비와 제조공정이 가능할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 논문에서 당화 효소에 의한 시간에 따른 재료별 당의 생성양의 차이는 어떠한가?	전통 양조법을 활용하여 인공감미료를 첨가하지 않고 단맛이 보완된 전통주를 개발하기 위하여 고문헌에 기록된 주류 제조 시 쌀의 전처리 8가지 방법 즉, 죽, 범벅, 설기떡, 구멍떡, 물송편, 인절미, 개떡, 고두밥과 누룩에 존재하는 당화 효소인 α-, β- glucoamylase에 의한 당의 생성을 확인하였다. α-amylase에 의해 생성된 maltose의 경우 반응 초기에는 개떡 > 설기떡 > 범벅 > 물송편 > 죽 > 인절미 > 구멍떡 > 고두밥의 순이었으나 48시간 후에는 인절미 > 범벅 = 고두밥 > 구멍떡 > 개떡 = 물송편 > 설기떡 > 죽의 순서로 생성양의 차이를 보였다. β-amylase 처리구의 maltose 생성은 α-amylase 처리구와 유사한 결과를 보였으며, glucoamylase는 고두밥에서 약 10 mg/ml의 glucose가 생성되어 maltose의 생성과는 달리 8가지 전처리 방법 중 최대의 glucose 생성을 보였다.
	탁주란 무엇인가?	우리나라의 전통주류로는 탁주, 약주, 소주, 재제주 등 여러 종류의 술이 있으나, 이 중 탁주는 감미(甘味), 산미(酸味), 고미(苦味), 신미(辛味), 삽미(澁味)의 오미가 고루 조화된 특유의 지미(旨味)와 청량미를 지닌 우리 고유의 발효주이다[1]. 특히 탁주는 담금 시 발효제로 투입된 곰팡이와 그 대사 산물까지도 술 속에 포함되어 함께 음용되므로 발효제는 술의 맛과 향에 중대한 영향을 미치게 되는데 누룩이 아닌 종균을 사용한 발효제는 그 미생물 조성이 비교적 순수하므로 술 제조의 안전성은 있으나 다양한 균주 조성에 의해 양조된 전통주의 풍부한 맛을 능가하기는 어렵다.
	우리나라 전통주류로는 어떤 것들이 있는가?	우리나라의 전통주류로는 탁주, 약주, 소주, 재제주 등 여러 종류의 술이 있으나, 이 중 탁주는 감미(甘味), 산미(酸味), 고미(苦味), 신미(辛味), 삽미(澁味)의 오미가 고루 조화된 특유의 지미(旨味)와 청량미를 지닌 우리 고유의 발효주이다[1]. 특히 탁주는 담금 시 발효제로 투입된 곰팡이와 그 대사 산물까지도 술 속에 포함되어 함께 음용되므로 발효제는 술의 맛과 향에 중대한 영향을 미치게 되는데 누룩이 아닌 종균을 사용한 발효제는 그 미생물 조성이 비교적 순수하므로 술 제조의 안전성은 있으나 다양한 균주 조성에 의해 양조된 전통주의 풍부한 맛을 능가하기는 어렵다.

참고문헌 (11)

Han E-H, Lee T-S, Noh B-S, Lee D-S. 1997. Quality characteristics in mash of Takju prepared by using different nuruk during fermentation. Korean J. Food Sci. Technol. 29: 555-562.
Lee JH, Kim GW, Shim JY. 2014. Characteristics of Makgeolli Suldut by pre-treatment of rice and Koji. Food Engineering Progress 18: 50-59.

상세보기
Lee OS, Jeong YJ, Ha YD, Kim K, Shin JS, Kwon H. 2001. Monitoring of alcohol fermentation condition with brown rice using raw starch-digesting enzyme. Korean J. Postharvest Sci. Technol. 8: 412-418.
Hong S-B, Lee M, Kim D-H, Varga J, Frisvad JC, Perrone G, et al. 2013. Aspergillus Luchuensis, an industrially important black Aspergillus in East Asia. PLoS One 8: e63769.

상세보기
So MH. 1991. Improvement in the quality of Takju by the combined use of Aspergillus kawachii and Aspergillus oryzae. Korean J. Food Nutr. 4: 115-124.
So M-H. 1995. Aptitudes for Takju brewing of wheat flournuluks made with different mold species. Korean J. Food Nutr. 8: 6-12.
Kim YJ, Han YS. 2006. The use of Korean traditional liquors and plan for encouraging it. J. Korean Soc. Food Cult. 21: 31-41.
Cho JC, Cho SH, Kim YJ, Joung KH. 2011. Quality characteristics of mitsool using juk, Gumong-dduk, Baksulgi, Godu-bab. The Korea Academia-Industrial Cooperation Society 2011 Spring Symposium Proceeding 2: 1064-1067.
Lee JE, Lee AR, Kim HR, Lee E, Kim W, Shin WC, et al. 2017. Restoration of traditional Korean Nuruk and analysis of the brewing characteristics. J. Microbiol. Biotechnol. 27: 896-908.

원문보기 상세보기
Ha SJ, Yang SK, In YW, Kim YJ, Oh SW. 2012. Changes in microbial and physicochemical properties of single-brewed makgeolli by high hydrostatic pressure treatment during fermentation. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 41: 1176-1181.

원문보기 상세보기
Park CW, Jang SY, Park EJ, Yeo SH, Jeong Y-J. 2012. Quality characteristics of rice makgeolli prepared by mashing types. Korean J. Food Sci. Technol. 44: 207-215.

원문보기 상세보기

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증