참외 농축액 첨가에 따른 무증자 쌀막걸리의 품질특성

본 실험에 사용된 백미는 2013년 생산된 햅쌀을 사용하 였으며 생전분분해효소 glucoamylase(4,000 sp/g, Heegu Co., Ltd Simizyme, China)는 (주)KMF에서 제공받아 사용 하였다. 참외 농축액의 경우 성주에서 참외 저급과를 농축 한 50 °Brix 농축액을 사용 하였다. 누룩은 시중 마트에서 구입하여 사용하였으며 참외 무증자 쌀막걸리 발효에 이용 된 시판효모는 Fermivin(Saccharomyces cerevisiae, DSM Food Specialties, Seclin, France)을 사용하였다(15).

참외 무증자 쌀막걸리의 제조방법은 Park 등(16)의 연구 에 준하여 담금하였다. 즉, 밑술은 분쇄한 쌀에 효모 0.02%(w/w) 및 glucoamylase 5%(w/w)을 혼합하여 항온배 양기(HB-102L, Hanbaek Scientific Co., Bucheon, Korea)에 서 28℃에서 30시간 동안 담금 하였다. 본 담금은 분쇄한 쌀과 물 300%(v/w), glucoamylase 5%(w/w) 및 누룩 6.5%(w/w)을 혼합 하고 밑술을 10% 첨가하여 25℃에서 72시간 동안 발효하였다. 참외 농축액은 0, 3, 6 및 9%(v/w) 를 각각 본 담금 알코올 발효 전 첨가하여 참외 농축액 첨가에 따른 무증자 쌀막걸리의 품질특성을 비교하였다.

pH는 pH meter(Metrohm 691, Metrohm, Herisau, Switzerland)로 측정하였으며 총산도는 시료 1 mL에 지시약 을 2～3방울 떨어뜨린 다음 0.1 N NaOH를 중화 적정하여 acetic acid(%, w/v)로 환산하였다. 당도는 digital refractometer (PR-101, ATAGO Co., Tokyo, Japan)을 사용하여 측정하 였다.

색도는 UV-visible spectrophotometer(UV-1601, Shimazu Co., Kyoto, Japan)로 780 nm에서 명도(L), 적색도(a), 황색 도(b)값을 측정한 후 Hunter’s color value로 나타내었다. 이때 대조구는 증류수를 사용하였으며 갈색도 및 탁도는 각각 420 및 660 nm에서 측정하였다.

환원당은 dinitrosalicylic acid(DNS)법으로 측정하였다 (17). 시료 1 mL를 100 mL volumetric flask에 넣고 증류수로 정용하였다. 정용한 용액 중 1 mL를 test tube에 넣고 DNS reagent 1 mL와 혼합한 후 끓는 물에서 10분간 가열하였다. 이후 상온에서 충분히 냉각하여 증류수 3 mL를 넣어 희석 하였다. 희석된 시료 1 mL를 취하여 UV-Visible spectrophotometer(UV-1601, Shimazu Co.)를 이용하여 546 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 glucose를 표준물질로 사용하여 상기방법으로 작성한 표준곡선으로부터 환산하 였다. 알코올 함량은 시료 100 mL 증류 후 주정계를 이용하 여 측정한 후 Gay-Luccac Table을 이용하여 15℃로 보정하 였다.

알코올 성분 분석은 참외 무증자 쌀막걸리 발효액을 0.45 ㎛ membrane filter로 여과하여 국세청 주류분석규정에 따 라 gas chromatography(5890, Hewlett packard Co., Palo Alto, CA, USA)를 이용하여 분석하였다(16). 이 때 사용한 column은 HP-INNOWAX(19091N-233, 30 m×0.25 mm×0.5, Agilent Technologies Co., Ltd., Santa Clara, CA, USA)를 이용하였으며, carrier gas는 N₂(flow rate 1 mL/min)를 사용 하였다. GC oven 온도 program은 40℃에서 2분간 유지 후 분당 2℃ 승온하여 130℃에서 1분간 유지하였으며 detector 는 FID, injector temperature 250℃, detector temperature 26 0℃로 설정하였다.

참외 농축액 첨가량에 따른 무증자 쌀막걸리는 알코올 발효 후 6%로 제성하여 24시간 냉장 보관하여 제공 하였으 며 관능검사는 계명대학교 식품가공학과 학생 10명을 관능 검사 요원으로 선정하여 참외 무증자 쌀막걸리의 관능적 요소를 잘 인지하도록 반복 훈련시킨 후 검사방법과 평가 특성을 설명하였다. 기호도의 평가 항목은 맛(taste), 향 (flavor), 색(color) 및 종합적 기호도(overall acceptability)로 서 5점 채점법을 이용하여 매우 좋다 : 5점, 보통이다 : 3점, 매우 나쁘다 : 1점으로 나타내었다.

본 실험의 결과는 3회 반복으로 수행된 평균과 표준편차 로 나타내었으며 각 실험결과에 대한 통계분석은 SPSS (18.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계 프로그램을 이용 하였다(p<0.05). 수준에서 일원배치 분산분석법을 시행하 고 Duncan's multiple range test로 각 실험군의 평균치 간의 유의적 차이를 검증하였다.

참외 농축액 첨가량에 따른 참외 무증자 쌀막걸리의 당 도, pH 및 산도는 Fig. 1 및 2와 같다. 알코올 발효 전 당도는 참외 농축액 첨가량이 많을수록 증가하여 농축액 0, 3, 6 및 9%(v/w)에서 약 0.20～0.30 °Brix 정도씩 참외 농축액 첨가량에 비례하여 당도는 증가하여 유의적인 차이를 보였 다(p<0.05). 또한 발효가 진행됨에 따라 당도는 모든 구간 에서 증가하였으며 발효 4일에서 농축액 무첨가 쌀막걸리 의 경우 9.20 °Brix로 참외 농축액 9%(v/w) 첨가한 막걸리 9.80 °Brix로 유의적인 차이를 나타냈다(p<0.05). 전통주에 서 당은 미생물의 발효 기질로 이용되며 알코올의 생성 및 감미에 관여하는 중요한 성분으로(18) 참외 농축액의 첨가에 따라 알코올 생성 및 감미상승에 영향이 있을 것이 라 여겨진다. 총산도는 참외 농축액 첨가량에 따라 발효 전 농축액 무첨가 0.12%에서 참외 농축액 9%(v/w)첨가 0.16%로 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). 발효가 진행됨 에 따라 발효 1일에서 약 0.65～0.71%로 모든 구간에서 총산도가 조금 증가하여 유의적인 차이가 나타났으며 (p<0.05), 이후 발효 4일까지 큰 차이는 없는 것으로 나타났 다. Yang 등(19)은 무증자 쌀막걸리 제조에서 발효 후 충산 도의 경우 0.60%수준으로 보고하여 본 참외 무증자 쌀막걸 리와 유사한 수준이었다. pH의 경우 발효 전 참외 농축액에 따라 농축액 무첨가 4.36에서 농축액 9%(v/w) 4.52로 유의 적으로(p<0.05), 나타났으며 발효가 진행되면서 초기 pH에 비하여 1일째 3.76～3.85로 감소하여 유의적인 차이를 나타 냈다(p<0.05). 발효 4일째 농축액 0, 3, 6 및 9%(v/w)에서 3.80～3.84로 발효기간에 따른 큰 차이는 없었다. 본 연구의 참외 막걸리 pH는 주세법상의 pH 범위 3.80～4.70안에 포 함되었으며(20) Kim 등(21)은 발효과정 중 젖산과 효모균 이 증식하면서 생성한 여러 유기산으로 총산도가 증가 하고 pH가 감소한다하여 본 결과와 유사하였다. 이와 같은 총산 및 pH의 변화와 발효과정 중 관찰된 현상에서 산패 및 이상발효 형상은 나타나지 않았다.

Fig. 1. Change in sugar contents of the or iental melon Makgeolli using uncooked r ice by oriental melon concentrate. Values are mean±SD (n=3).

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Fig. 2. Change in pH and total acidity of the or iental melon Makgeolli using uncooked r ice by oriental melon concentrate. Values are mean±SD (n=3).

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농축액 첨가량에 따른 참외 무증자 쌀막걸리의 색도, 탁 도 및 갈색도는 Table 1 및 2과 같다. L값은 발효 전 농축액 0, 3, 6 및 9%(v/w)에서 89.75～86.88로 나타나 비슷하였으 나 참외 농축액 첨가량이 많을수록 L값은 조금 낮게 나타났 다. 발효가 진행됨에 따라 L값은 모든 구간에서 감소하는 경향으로 발효 4일째 농축액 0, 3, 6 및 9%(v/w)에서 61.64～ 56.34로 발효 초기에 비하여 모든 구간에서 감소하였다. a값은 발효 전 농축액 0, 3, 6 및 9%(v/w)에서 –2.37～-2.63 로 큰 차이가 없었으며 발효 4일까지 농축액 0, 3, 6 및 9%(v/w) –0.82～-1.18로 나타나 발효가 진행될수록 모든 구간에서 조금씩 증가하였다. b값은 발효 전 농축액 0, 3, 6 및 9%(v/w)에서 0.06～0.07로 농축액 첨가량에 따른 차이 가 없었으나 이후 발효 4일에서 b값은 참외 농축액 첨가량 이 높은 구간에서 약간 높게 나타나 9%(v/w) 첨가에서 15.58로 무첨가 13.98에 비하여 약 1.60정도 높았다. Lee 등(22)은 크랜배리를 첨가한 쌀막걸리 제조 중 색도의 경우 크랜배리의 농도가 증가함에 따라 L값의 낮아지는 경향을 보이며 a값 및 b값이 점차 증가한다고 보고하여 본 연구의 참외 쌀막걸리와 유사하였다. 탁도는 발효 전 농축액 0, 3, 6 및 9%(v/w)는 0.06～0.07로 비슷한 값을 보였으며 발효 1일에서 0.18～0.13로 증가하여 발효 4일째까지 조금씩 증 가하는 경향을 보였다. 갈색도는 발효 전 농축액 0, 3, 6 및 9%(v/w)에서 0.31～0.40로 참외 농축액 첨가량이 많을수 록 미세하게 높은 경향을 보이며 발효가 진행됨에 따라 4일째 0.67～0.75로 모든 구간에서 약간 증가하는 경향을 보였다. Woo 등(23)은 쌀막걸리 제조 중 색도의 경우 탁도 는 약 0.08 갈색도는 약 0.83 라고 보고하여 본 연구의 참외 쌀막걸리와 유사하였다. 상기와 같은 색도 및 탁도 등의 차이는 발효기간 및 원료함량 등에 따른 다양한 결과가 예상되며 숙성기간 등을 고려하여 일부 간접적 비교자료로 생각된다.

참외 농축액 함량에 따른 참외 무증자 쌀막걸리 환원당 및 알코올 함량은 Fig. 3과 같다. 환원당 함량조사 결과 담금 초기에 참외 농축에 첨가량에 따라 무첨가 1,449.98 mg%, 3%(v/w) 1,684.54 mg%, 6%(v/w) 1,969.45 mg% 및 9%(v/w) 2,228.91 mg%의 순으로 농축액 첨가량이 증가할 수록 조금씩 증가하여 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). 알코올 발효가 진행될수록 환원당 함량은 발효 1일째 큰 폭으로 감소하여 발효 4일에서 278.42～324.13 mg%로 나 타났으며 발효 초기에 비하여 농축액 첨가량에 따른 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 환원당의 경우 감칠맛 및 산미 등과 조화되어 막걸리의 독특한 풍미를 제공하는데 참외 농축액의 환원당은 알코올 발효 기질로 작용하여 발효 후 환원당의 함량이 감소한 것이라 여겨진다(17,24). 또한 Song 등(25)은 무증자 막걸리의 경우 쌀 자체의 단단한 구 조로 인하여 효소와 관계없이 발효가 진행됨에 따라 환원당 이 완만히 생성된 후 급격히 감소한다고 보고하여 본 결과 와 상이하였다. 그러나 Park 등(26)은 무증자 쌀막걸리 제조 에서 알코올 발효에서 분쇄된 쌀을 이용할 경우 발효 12시 간 이후 환원당이 급격히 감소한다고 보고하여 본 결과와 유사하였다. 이와 같은 발효 속도의 차이는 원료의 입자크 기에 따라 당화효소의 가수분해 작용의 용이성에 따른 것이 라 여겨진다. 알코올 함량은 발효 1일째 참외 농축액 9%(v/w) 첨가에서 4.10%로 가장 높게 나타나 무첨가에 비 하여 약 0.60% 가량 높게 나타나 유의적인 차이를 나타냈다 (p<0.05). 이후 발효가 진행됨에 따라 알코올 함량이 지속 적으로 증가하여 발효 4일에는 농축액 무첨가 10.80%, 3%(v/w) 11.00%, 6%(v/w) 11.20% 및 9%(v/w) 11.50% 순으 로 각각 나타나 참외 농축액 첨가량이 높은 무증자 쌀막걸 리에서 알코올 함량이 높게 나타나 유의적인 차이가 나타났 다(p<0.05). 알코올 함량의 경우 환원당 결과와 같이 참외 무증자 쌀막걸리 제조과정 중 참외 농축액이 알코올 발효기 질로 작용하여 농축액 함량이 증가할수록 알코올 함량이 높은 것으로 판단된다. 상기와 같은 병행복발효 방식의 막 걸리 제조과정에서 효소작용에 의해서 생성되는 당분과 이를 이용한 효모작용으로 생성되는 알코올함량의 변화는 담금의 용량 및 시간 등의 발효조건에 따른 차이가 있으나 본 연구에서는 참외 농축액 첨가량이 높을수록 알코올 함량 이 높아 참외 농축액의 경우 발효기질로 적합한 것으로 나타났다.

Fig. 3. Change in reducing sugar and alcohol contents of the oriental melon Makgeolli using uncooked r ice by oriental melon concentrate. Values are mean±SD (n=3).

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참외 농축액 함량에 따른 알코올 성분을 분석 한 결과 Table 3와 같다. 주요 알코올 성분으로 acetaldehyde, methanol, ethanol, isobutanol 및 isoamylalcohol 등이 분석되 었다. Acetaldehyde는 참외 농축액 무첨가에서 155.20 ppm 으로 가장 높게 나타났으며 참외 농축액 3, 6 및 9%(v/w) 첨가에서는 각각 약 136.36 ppm, 124.07 ppm 및 122.91 ppm으로 참외 농축액 첨가량이 증가함에 따라 약간 감소하 였다. Ethanol은 참외 농축액 첨가량이 많을수록 9.60∼ 11.14%로 높은 함량을 보였으며 isobutanol 및 isoamylacohol 의 경우 참외 농축액 첨가량에 따른 큰 차이는 없는 것을 나타났다. Isobutanol 및 isoamylalcohol 등의 fusel oli은 원료 중의 아미노산 함량 및 효모의 종류에 따라 그 함량이 달라 지며 미량 존재할 경우에는 주류의 맛과 향을 높이는 역할 을 함으로써 품질에 중요한 요인이 된다(27). Song 등(25)은 쌀막걸리 제조에서 fusel oil의 함량이 약 300 ppm으로 보고 하였는데 본 참외 무증자 쌀막걸리와 비슷하게 나타났다. Methanol함량은 6%(v/w) 참외 농축액 첨가한 참외 쌀막걸 리에서 199.08 ppm으로 가장 높게 나타났으며 참외 농축액 을 첨가하지 않은 무증자 쌀막걸리에서 161.45 ppm으로 가장 낮게 나타났다. Methanol의 경우 pectin이 유리되는 과정 중 생성되는데 본 연구에서 알코올 발효과정 중 참외 의 pectin이 누룩 및 glucoamylase 등에 의하여 가수분해 되면서 생성되어 참외 농축액 무첨가에 비하여 첨가구간에 서 methanol함량이 높게 나타난 것이라 여겨진다. 일반적으 로 methanol의 경우 시신경 및 정상발효 산물을 손상시키는 인체에 유해한 독성을 지니는 물질로 국내 주세법상 500 ppm이하로 규정되는데 본 연구의 참외 무증자 쌀막걸리의 경우 모두 적합한 것으로 나타났다(28,29)

참외 농축액 함량에 따른 참외 무증자 쌀막걸리를 알코 올 함량이 6%가 되게 제성하여 관능적 특성 조사한 결과 Table 4와 같다. 관능감사 결과 색 및 향은 참외 농축액 6%(v/w)첨가 무증자 쌀막걸리가 3.60으로 가장 높았고 9%(v/w), 3%(v/w) 및 무첨가 순으로 높게 나타났다. 맛 및 전반적 기호도 또한 참외 농축액 6%(v/w) 첨가 쌀막걸리가 각각 2.80, 3.60으로 가장 높았으며 농축액 무첨가 쌀막걸리 가 2.00, 2.60으로 가장 낮게 나타났다. Kim 등(30)은 석류 농축액의 첨가 막걸리 제조에서 농축액의 첨가량이 5%가 가장 높은 기호도를 나타내었다고 보고하여 본 무증자 참외 쌀막걸리의 참외 농축액 첨가량과 유사하였다. 이상의 결 과 참외 무증자 쌀막걸리 제조에서 참외 농축액 첨가량은 6%(v/w)가 적절한 것으로 판단된다. 그러나 감미료 및 산미 료 등과 같은 첨가물을 사용하지 않은 무증자 참외 막걸리 의 경우 전반적으로 기호도가 매우 낮고 현대인의 입맛에 맞지 않아서 시판 막걸리와 같은 감미료 등의 보완실험을 통하여 기호도 향상에 관한 연구가 요망되었다.