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ISSN : 1225-4339(Print)
ISSN : 2287-4992(Online)
The Korean Journal of Food And Nutrition Vol.28 No.4 pp.602-611
DOI : https://doi.org/10.9799/ksfan.2015.28.4.602

Quality Characteristics and Antioxidant Activity of Aronia (Aronia melanocarpa) makgeolli prepared with the Additive Methods

A Reum Lee, Eun Young Oh, Yeon Jeong Jeong, Jae-Gwan Noh, Hyang-Sik Yoon, Ki Yeol Lee, Yee Gi Kim, Hyun-Ju Eom†
Chungcheongbukdo Agricultural Research and Extension Services, Cheongju 363-883, Korea
Corresponding author: Hyun-Ju Eom, Chungcheongbukdo Agricultural Research and Extension Services, Cheongju 363-883,Korea. Tel: +82-43-220-5693, Fax: +82-43-220-5679, hyunjueom@korea.kr
July 6, 2015 July 30, 2015 August 11, 2015

Abstract

Aronia melanocarpa (Rosaceae family), black chokeberry, has significantly higher anthocyanin, phenolic compounds, and antioxidant activity than other berries. The aim of this study is to characterize the content of aronia makgeolli prepared with the additive method such as fresh-type and crushed-type and to investigate the effect of aronia on the quality of makgeolli at 25°C for 8 days. The changes in pH, total acidity, ethanol content, color, antioxidant activity, total polyphenol content, and sensory testing were determined. The pH values were 3.9~4.2 in fresh aronia makgeolli (the fresh group), and 3.6~3.9 in crushed aronia makgeolli (the crushed group). The total acidity of all samples gradually increased during the fermentation period. The ethanol content was 10~15% after the second stage of fermentation, and was reduced followed by an increase in the addition rate of aronia, showing the lowest values in 50% crushed aronia makgeolli. As the aronia content increased, both the antioxidant activity and the total polyphenol content significantly increased. In the fresh group, low values were seen in early fermentation, which significantly increased according to the progress of fermentation, while the crushed group showed high values for 6 days. In the sensory evaluation, the color, flavor, bitterness, and overall acceptance of the makgeolli with 30% fresh aronia showed higher values than the control and other samples. In conclusion, the present study suggests that fresh aronia without undergoing the breaking process is a more suitable additive method than the crushed type for antioxidant activity and palatability of aronia makgeolli.


첨가 방법을 달리하여 제조한 아로니아 막걸리의 이화학적 특성 및 항산화 활성

이 아름, 오 은영, 정 연정, 노 재관, 윤 향식, 이 기열, 김 이기, 엄 현주†
충청북도농업기술원

초록


    서 론

    아로니아(Aronia melanocarpa)는 블랙 초크베리(black chokeberry) 라고도 알려져 있으며(Wu 등 2008), 그 원산지는 북부 아메리카지역이지만, 현재 유럽에서도 인기를 끌고 있으며, 국내에서도 관심이 높아지며, 재배가 이루어지고 있다(Wu 등 2008; Hwang & Lee 2013). 색과 향이 좋아 잼, 와인, 주스, 차로 사용하는 등 다양한 식자재로서의 이용 가치가 높고 (Oszmianski & Wojdylo 2005), 아로니아에 포함되어 있는 다량의 안토시아닌은 짙은 자줏빛을 띠며 항산화물질, 천 연색소로의 사용이 가능하고, 그밖에 페놀산류, 플라보노이 드류와 같은 생리활성물질은 항산화 효과, 항염증 효과(Ohgami 등 2005), 항당뇨 효과(Jankowski 등 1999), 면역조절기능 (Gasiorowski 등 2000) 등 다양한 기능을 가지는 것으로 알려 져 있다.

    막걸리는 한국의 전통주로 일명 탁주라고도 불리며, 쌀, 보리, 밀가루 또는 다양한 곡물과 누룩을 원료로 하고(Cho 등 2012), 이 누룩에 포함된 미생물 중 곰팡이의 효소에 의하여 전분이 당화되는 동시에 분해된 당을 효모가 이용하여 알코 올로 전환하는 병행복발효주에 해당한다(Rhee 등 2003). 일 반적인 막걸리는 유백색의 흐리고 탁한 빛깔을 가지며, 단맛, 신맛, 쓴맛, 떫은맛이 잘 어우러져 감칠맛과 청량감을 느낄 수 있고(Park CK 2006; Lee 등 2010; Lee SW 2010), 생효모, 비타민 B군 및 lysine과 leucine 등의 필수 아미노산을 비롯한 기능적 단백질 glutamic acid, proline, glutathion 등을 함유하여, 다른 주류보다 영양학적으로 우수하다(Song & Park 2003). 또 한 최근 전통 발효식품에 대한 관심이 높아지면서 막걸리의 신제품과 기능성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며(Shin 등 2008; Lee 등 2011), 주세법의 개정으로 막걸리에 과채류 의 첨가가 허용되면서 포도(Kim 등 2010), 배(Lee 등 2009), 석류즙(Kim & Eun 2012), 파프리카(Kim 등 2013) 등 다양한 과채류 첨가된 막걸리가 연구되고 있다.

    아로니아는 많은 생리활성 물질을 함유하고 있으나, 과실 특유의 신맛과 떫은맛 때문에 생과로 이용하기보다는 가공용 으로 개발할 필요성이 대두되고 있다. 국내에서는 양갱(Hwang & Lee 2013)과 식빵(Yoon 등 2014), 설기떡(Park EJ 2014), 청 포묵(Hwang & Nhuan 2014) 등에 첨가하여 품질특성을 분석 한 연구와 최근 아로니아 막걸리를 제조 시 입국과 개량누룩 을 사용하여 제조한 뒤, 안토시아닌의 안정성을 유지할 수 있 는 방법에 관한 연구(Lee 등 2014)가 진행되었지만, 보다 다 양한 가공품 및 발효식품에 관한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구는 아로니아의 첨가시기, 첨가량 및 첨가 방법에 따라 막 걸리를 제조하였을 때 항산화 활성과 색의 불안정 등이 나타 남을 발견하여 이런 다양한 현상들을 고려한 아로니아를 첨 가한 막걸리 발효 시 최적의 첨가 방법을 제시하고자 한다.

    재료 및 방법

    1실험 재료

    본 실험에서 제조한 막걸리의 재료로는 아로니아, 쌀, 효 모, 누룩, 물을 사용하였다. 효모와 누룩은 한국효모주식회사 의 Bio 누룩(Hwasung, Korea)을 사용하였고, 아로니아는 2014 년산 충북 청주시 오창읍 아로니아 재배농가에서 재배된 것 을 생과 형태와 믹서(Hi-P Poland Sp.z.o.o., Wroclaw, Poland) 로 분쇄한 형태를 사용하였다.

    2막걸리 제조

    본 연구진의 아로니아 첨가 방법을 달리한 막걸리 예비실 험 중 1단 담금부터 아로니아를 첨가하면 아로니아의 항산화 활성 및 높은 산도 때문에 발효가 잘 일어나지 않아 알코올 함량이 잘 증가하지 않았다(data not shown). 따라서 본 실험 시에는 2단 담금을 실시하였다. 먼저 1단 담금은 생쌀을 수세 하여 2시간 수침 후 체에 담아 1시간 동안 물을 뺀 다음 고두 밥(1시간 증자)을 제조한 뒤 30분 정도 냉각시켰다. 생쌀 무 게를 기준으로 누룩은 2%, 효모는 0.8%를 각각 정량 후 따뜻 한 물을 100 mL 첨가하여 30분 정도 방치해서 활성화시켰다. 알코올로 깨끗이 소독한 10 L 술병에 충분히 식힌 고두밥을 넣은 후 전 처리한 효모와 누룩을 넣고, 물은 쌀 양의 150%를 넣고 잘 저어주었다. 끓어오름을 방지하기 위하여 비닐로 밀 봉한 발효용기의 윗부분을 소량 열어 두고 25°C에서 48시간 발효시켰다. 48시간 발효 후, 2단 담금을 실시하는데 2단 담 금은 1단 담금과 같은 방법으로 생쌀을 전 처리한 후, 물과 누룩을 첨가하여 1단 담금한 밑술에 첨가하였다. 이때 2단 담 금 시 효모를 첨가하지 않고 쌀과 누룩, 물의 양은 1단 담금 양의 두 배로 하였다. 2차 담금의 쌀 무게를 기준으로 아로니 아 생과와 마쇄한 것을 각각 10, 30, 50% 로 혼합하여 25°C에 서 6일 더 발효하였고, 아로니아를 첨가하지 않은 것을 대조 구로 하고, 그 배합비율은 Table 1에 나타내었다. 아로니아 첨 가 방법을 달리한 막걸리의 발효과정 중 이화학적, 생리활성 실험은 8,000 rpm에서 10분 원심분리한 후 여과하여 시료로 사용하였고, 관능평가의 경우는 발효가 끝난 여과하지 않은 막걸리를 사용하였다.

    3pH 및 총산

    pH와 총산 측정을 위하여 막걸리는 감압여과(advantec No. 2, Tokyo, Japan)하여 추출한 시료를 사용하였다. pH는 pH meter(Sartorius AG, Gottingen, Germany)를 이용하여 측정하 였고, 총산은 추출 시료 10 mL에 1% phenolphthalein 2~3방울 넣고, 0.1 N NaOH로 미홍색(pH 8.2~8.3)이 될 때까지 적정하 였다. 적정에 소비된 NaOH 소비량은 citric acid에 상당하는 유기산 계수를 이용하여 총산으로 환산하여 나타내었다.

    4알코올 농도

    아로니아 막걸리의 알코올 농도는 국세청주류분석법(Kim 등 2013)의 증류법에 의해 측정하였다. 500 mL 플라스크에 여과한 아로니아 막걸리 100 mL와 증류수 100 mL를 넣고 증 류시켜 80 mL의 증류액을 얻었다. 그 뒤에 증류수를 가하여 최종 용량이 100 mL가 되도록 조절한 후 15°C가 되면 주정계 를 넣어 알코올을 정량하였다.

    5색도

    색도측정은 색도색차계(CM-3500d, Minolta, Japan)를 사용 하였고, 시료 5 mL를 취하여 측정한 것의 3회 평균값으로 나 타내어 L값(lightness, 명도), a값(redness, 적색도), b값(yellowness, 황색도)을 비교하였다. 표준백판의 값은 L=96.89, a= –0.07, b=–0.18이었다.

    6환원당

    아로니아 막걸리의 환원당 측정은 Dinitrosalicylic acid (DNS) 법(Luchsinger & Cornesky 1962)을 응용하여 사용하였다. 50 배 희석한 시료 200 μL와 DNS 용액 400 μL를 2 mL tube에 혼합하고, 이 시료를 원심분리(10,000 rpm, 1분)한 뒤, 5분간 끓는 물에 중탕한 후 증류수 1 mL를 첨가하였다. 다시 혼합 후 원심 분리하여 상등액을 분광광도계(Carry UV-Vis spectrophotometer, Agilent Technologies, Santa Clara CA, USA)를 이 용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 당 정량은 glucose를 표준물질로 하여 상기의 방법으로 작성한 표준곡 선으로부터 환산하였다.

    7총 폴리페놀

    총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu's 방법(Amerine & Ough 1980)에 따라 시료 0.1 mL, 증류수 8.4 mL, 2 N Folin-Ciocalteu reagent(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 0.5 mL, 20% Na2CO3 1 mL를 혼합하여 1시간 반응시킨 후, 725 nm에서 분 광광도계를 통해 흡광도 값을 측정하였다. 페놀화합물 함량 은 표준물질인 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 상 기의 방법으로 작성한 표준곡선으로 양을 환산하였고, 추출 물 중의 mg gallic acid equivalent(GAE, dry basis)로 나타내었다.

    8DPPH 라디칼 소거활성능

    DPPH 라디칼 소거활성은 항산화도 측정방법인 전자 공여 능으로 측정하였으며, Blois(1958) 방법에 따랐다. 추출물 0.2 mL에 0.4 mM DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 용액 0.8 mL를 가한 후 10초간 진탕하고, 실온에서 10분 방치 후 분광 광도계를 사용하여 525 nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자 공여 효과는 시료 첨가구와 시료를 첨가하지 않은 경우의 흡 광도를 백분율로 나타내었다.

    9관능평가

    관능검사는 충북농업기술원 식품개발팀의 연구원 및 직원 을 대상으로 아로니아 첨가 막걸리의 색(color), 외관(appearance), 향(flavor), 조직감(texture), 맛(taste), 신맛(sourness), 전반적인 기호도(overall acceptability)를 1점에서 9점까지(1점; 대단히 싫다, 9점; 대단히 좋다) 9점 기호도 척도법으로 실시하였다.

    10통계처리

    모든 실험은 3회 이상 반복하였고, Statistical Analysis System (v8.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 통계프로그램을 이 용하여 통계분석하였으며, 결과의 유의성을 검정하기 위하여 분산분석(ANOVA)을 행한 후 시료 간 차의 유무를 Duncan's multiple range test로 비교 분석하였다(P<0.05).

    결과 및 고찰

    1pH 및 총산

    막걸리 발효에서 pH와 총산은 발효진행 상황을 짐작할 수 있는 중요한 지표 중 하나로 이용된다(Song & Park 2003). 아 로니아 생과와 마쇄한 것을 10%, 30%, 50%로 달리 첨가하여 제조한 아로니아 막걸리의 발효날짜 별 pH와 총산은 Fig. 1 에 나타냈다. 발효 초기의 pH를 보면 대조구는 4.13, 생과 형 태로 첨가한 실험군(생과 첨가군)은 3.9~4.2, 마쇄하여 첨가 한 실험군(마쇄후첨가군)은 3.6~3.9로 아로니아를 마쇄하여 첨가한 실험군은 대조구나 생과의 형태로 첨가한 것보다 낮 은 값을 나타냈다. 이후 발효가 진행됨에 따라 생과 첨가군은 pH가 감소하다가 4일 이후에 약간 증가하는 경향을 보였고, 마 쇄후첨가군은 처음 pH를 유지하다가 4일 이후에 증가하였다.

    총산은 대체적으로 증가하는 추세를 보였다. 아로니아 마 쇄후첨가군은 제조 직후의 값이 대조구나 아로니아를 생과 의 형태로 첨가한 것보다 역시 높은 값을 나타내었다. 발효 과정 중에는 생과를 첨가한 것과 마쇄 10% 첨가한 실험군들 을 대조구와 비슷한 경향을 보이며, 발효 2일 동안 급격히 총 산도가 증가하고, 그 이후에는 일정하게 유지된 반면, 마쇄 30, 50% 첨가한 실험구들은 초기의 산도를 유지하다가 발효 후기에 약간 감소하였다.

    아로니아를 첨가한 시료에서 초기에 낮은 pH와 높은 총산 도를 보이는데, 이는 아로니아 내에 존재하는 사과산(malic acid)과 구연산(citric acid)의 영향으로 첨가량에 비례하여 pH 가 감소한 것으로 보이며(Yoon 등 2014), 또한 마쇄과정 후 세포벽이 파괴되어 아로니아에 존재하는 유기산이 더 많이 용출되기 때문에 생과로 첨가한 것보다 마쇄하여 첨가한 시 료가 더 낮은 pH를 보였다. 일반적인 막걸리 발효에서는 초 기에 대조군처럼 4~5 정도의 pH를 가지다가 발효가 진행됨 에 따라 미생물의 작용으로 생성되는 각종 유기산에 의해 pH 가 감소하고, 총산도가 증가하는데(Joung 등 2004; Lee 등 2007), 생과첨가군은 이러한 양상을 보였고, 마쇄후첨가군은 초기 낮은 pH의 영향으로 pH 감소량이 적었다.

    2알코올

    아로니아 생과와 마쇄한 것을 다양한 농도로 첨가한 막걸 리의 발효과정 중 에탄올 함량의 변화는 Fig. 2와 같다. 1단 담금 후의 에탄올 함량은 모든 실험구가 11.4%였고, 2단 담 금과 섞은 뒤 2일 후부터의 함량을 보면 발효 초기부터 모든 실험구에서 증가하여 발효 6일째에 대조구는 15%이고, 10, 30%로 아로니아를 첨가한 경우에는 13~15%, 50%를 첨가한 경우에는 9~10% 함량의 에탄올 농도를 나타내었다. 아로니 아를 많이 첨가할수록 더 낮은 알코올 함량을 보였다. 기존의 연구에서 석류, 포도 등과 같은 과일을 첨가한 다양한 막걸리 에서 발효 6~10일째는 평균 14%의 에탄올 함량을 보였는데 (Kim 등 2010; Kim & Eun 2012), 10%와 30%의 아로니아를 첨가한 경우, 이와 유사하게 나타났다. 또한 입국과 누룩을 첨가하여 제조한 아로니아 막걸리에도 발효 7일째 14% 에탄 올이 측정되어 본 논문과 유사한 경향성을 나타냈다(Lee 등 2014). 다만, 50%로 아로니아를 첨가한 경우는 생과와 마쇄한 것 둘 다 최종 에탄올 농도가 적게 나타났다. 배 막걸리논문 에서는 중기 이후 고당화로 효모의 알코올 생성능이 억제되 었다고 보고되었는데(Lee 등 2009), 본 연구의 경우 아로니아 의 첨가 비율이 높아질수록 pH가 낮아지고, 산도가 높아졌던 결과로 보아, 많은 양의 아로니아를 첨가하여 효모의 생육이 억제되어 알코올 생성능이 떨어진 결과로 예상된다.

    3환원당

    발효주 내의 당 함량은 효모의 에탄올 생산농도를 결정짓 고, 주류의 향기성분과 단맛, 신맛, 감칠맛 등에 영향을 주는 것으로 알려져 있다(Lee & Lee 2000; Jin 등 2007). 발효기간 에 따른 환원당의 변화는 Table 2에 나타내었다. 아로니아 막 걸리의 환원당 함량은 발효를 진행할수록 감소하였는데, 대 부분의 실험구에서 발효 0일째 2~3% 수준으로 최대값을 나 타냈고, 그 이후 급격히 감소하여 발효 6일차에는 거의 다 소 모된 것으로 보인다. 1단 담금에서 미리 충분히 증식된 효모 가 존재함으로써 2단 담금 초반부터 당을 에탄올 발효의 기 질로 이용할 수 있기 때문에, 이 시기에 당이 소비되고, 활발 히 에탄올이 생성되었다. 다른 연구에서도 당 함량이 발효 후 기까지 감소하였는데(Park & Lee 2000), 그 이유는 발효 동안 원료 중 쌀에 포함된 전분이 당화 amylase 작용에 의해서 큰 전분분자가 작은 당으로 분해가 일어나고, 이 당은 에탄올 발 효의 기질과 미생물을 위한 영양분으로 이용되기 때문이다 (NTSTSI 2005).

    4색도

    아로니아를 첨가하여 제조한 막걸리의 색을 측정한 결과 는 Table 3과 같다. 명도를 나타내는 L값을 보면 대조구와 아 로니아 생과를 넣은 시료는 제조 직후 60 정도로 나타났고, 발효가 진행 후에도 비슷하게 유지되었다. 아로니아를 마쇄 하여 10, 30, 50% 첨가한 실험구의 제조 직후 L값은 각 각 48.16, 34.92, 28.82로 함량의 증가에 따라 더 낮은 값을 가졌 으며, 발효가 진행되면서 그 값이 증가하였다. 발효 동안 적 색을 나타내는 a값은 대조구와 아로니아를 마쇄하여 첨가한 시료는 값이 감소하였고, 아로니아를 생과의 형태로 첨가한 시료는 값이 증가하였다. 마지막으로 황색도에 대한 b값은 모든 시료에서 값이 증가하는 경향성을 보였다.

    이러한 결과는 아로니아에 들어있는 안토시아닌 때문으 로, 이것은 식물의 꽃, 과실, 잎, 뿌리 등에 폭 넓게 함유되어 있는 적색, 자색, 청색을 나타내는 수용성 플라보노이드 색소 로서 주로 배당체로 존재하며, 천연 식용색소 또는 보존제 등 으로 이용되어 식품의 가치를 높일 수 있는데, 아로니아는 특 유의 짙은 자줏빛 색소를 함유하고 있다(Kim 등 1996; Son 등 2001; Strigl 등 1995). 따라서 생과 사용 시 과실 안의 안토 시아닌이 천천히 용출되므로 발효과정 동안 a값이 천천히 증 가하며, 적색이 진해졌고 발효 최종 6일차에는 약간 자주색 을 띠는 밝은색을 가지고 있었고, 반면에 마쇄하여 첨가한 경 우 처음부터 a값이 큰 것으로 보아 발효 초반부터 적색이 진 하고, 발효가 진행되면서 점점 어둡고 진한 자주색을 띄며 탁 해지는 경향을 보였다. 아로니아 막걸리의 색소 안정성에 관 한 연구를 보면, 아로니아를 마쇄하여 첨가하였을 때 발효 초 기보다 말기에 a값이 크게 낮아졌는데, 이것은 본 실험의 결 과와 유사하였다. 또한 이때 cyanidin-3-O-galactoside와 같은 안토시아닌의 함량이 감소한다고 보고하였는데, 이는 막걸리 의 pH 뿐만 아니라, 안토시아닌 배당체 분해 효소 활성, 온도 광 등의 영향을 받아, 안토시아닌 분해가 촉진되었을 것이라 고 하였다(Yoon 등 1997; Lee 등 2014).

    5총 폴리페놀

    폴리페놀 화합물은 flavonoids, anthocyanins, tannins, catechins 등을 총칭하며, 과일 및 엽채류와 같은 식물계에 다량 함유되 어 있다(Urquiaga & Leighton 2000). 폴리페놀(polyphenols)에 존재하는 다수의 히드록실기(–OH)는 여러 화합물과 쉽게 결합하는 특성을 가지고 있어, 항산화 효과 및 항암, 항염 효 과가 뛰어나, 인체 건강에 대한 유용효과가 널리 인정되고 있 다(Cha 등 1999; Lu & Foo 2000).

    아로니아 막걸리의 발효 중 총 폴리페놀 함량측정 결과는 Fig. 3에 나타냈다. 발효 초기를 살펴보면 아로니아의 첨가량 이 증가할수록 총 폴리페놀 함량이 증가하였으며, 생과첨가 군보다 마쇄후첨가군에서 훨씬 많은 폴리페놀이 측정되었다. 또한 대부분의 시료에서 발효가 진행될수록 총 폴리페놀의 함량이 증가하였고, 반면 아로니아를 마쇄하여 30%와 50% 첨가한 시료는 발효가 진행될수록 총 폴리페놀의 함량이 발 효 첫날보다 오히려 감소하였다. 하지만, 대부분의 시료에서 발효기간 동안 폴리페놀 함량이 증가하는 것은 누룩으로부 터 유래된 미생물의 효소작용에 의해 발효가 진행됨에 따라 유리된 수용성 형태의 증가에 의한 것으로 판단되었다(Cho 등 2012). 아울러 마쇄 30%와 50% 첨가한 시료의 총 폴리페 놀 함량의 감소 원인은 다량의 총 폴리페놀성분(대표적으로 탄닌 등)의 급격한 감소와 다른 유리된 유용성분의 증가로 발효가 진행되면서 약간 상승하는 것으로 추측되나, 정밀한 데이터분석을 위해서는 탄닌 정량분석 등이 필요할 것으로 생각된다.

    아로니아에는 다른 베리류보다 더 많은 폴리페놀이 포함 되어 있고(Mikulic-Petkovsek 등 2012), 전체 페놀화합물 중 25%가 안토시아닌(anthocyanin)이며, 대부분이 3-O-galactoside, 3-O-glucoside, 3-O-arabinoside와 같은 배당체 형태로 구성되 어 있고(Jan & Aneta 2005), 그밖에 다양한 페놀산(phenolic acid), 케르세틴(quercetin) 유도체들로 구성된다고 알려져 있다 (Oszmianski & Wojdylo 2005). 비록, 아로니아 첨가 방법별 모 든 실험구에서 대조구보다 총 폴리페놀의 함량이 높았지만, 파쇄한 경우는 10% 첨가구를 제외하고는 첫날보다 발효가 진행될수록 함량이 감소하는 것을 알 수 있었다. 따라서 총 폴리페놀의 감소를 막기 위해서는 마쇄 후 첨가하는 것보다 생과의 형태로 첨가하는 것이 효과적이라 판단된다.

    6DPPH 라디칼 소거활성능

    DPPH 라디컬 소거능은 특정물질이 생체의 생리작용 혹은 산화 작용에 의하여 발생하는 hydroxyl radical 혹은 superoxide radical 등을 제거하는 항산화 능력을 평가할 때 사용되는 지 표로(Lee 등 2011), 시료 내 항산화 활성을 지닌 페놀성 물질 에 의해 free radical 물질인 DPPH가 소거되며, 페놀성 물질의 함량이 높을수록 소거활성이 증가한다(Rice-Evans 등 1997; Kim 등 2012a).

    아로니아 막걸리의 발효 기간 중 항산화 활성의 변화는 Fig. 4에 나타냈다. 아로니아를 생과의 형태로 첨가한 시료 (1.68~1.97%)에 비해 마쇄하여 첨가한 시료(49.73~91.53%)가 발효 초기의 항산화 활성이 월등히 높게 측정되었다. 그러나 생과로 처리한 경우 또한 발효가 진행될수록 항산화 활성이 급격히 증가하였다. 아로니아의 첨가량이 증가할수록 비례하 여 막걸리의 항산화 활성이 증가하여 아로니아를 30%만 첨 가하여도 발효 6일차에는 항산화능이 94.45%로 나타나 생과 로 50% 이상 첨가하거나(94.04%), 마쇄하여 첨가한 것(87.43~ 93.72%)과 같이 90% 이상의 뛰어난 항산화 활성을 보였다. 따라서 아로니아의 경우, 굳이 마쇄의 과정을 거치지 않아도 막걸리 발효가 끝나는 발효 6일째에는 모든 실험구에서 80% 이상의 항산화 활성이 나타났다. 이는 막걸리에 아로니아를 첨가하는 공정에서 수고스러운 마쇄과정이 굳이 필요치 않 음을 알 수 있었다. 다른 연구와 비교해 보면 흑미를 전체 쌀 의 20, 40, 60% 첨가하여 막걸리를 제조하였을 때, 5.64~ 57.50%로 나타났으며, 흑미 첨가량이 증가할수록 DPPH 라디 칼 소거능이 증가하였다(Kim 등 2012b). 또한 자색고구마를 첨가한 막걸리 연구에서 10% 첨가 시 발효 종기에 69.41%의 항산화 활성을 보였다(Cho 등 2012). 본 연구에서 이들보다 높은 항산화 활성을 보였고, 발효 6일차 대조군의 항산화 활 성 26.69%과 비교하여 모든 아로니아를 첨가한 시료에서 매 우 높은 항산화 활성을 나타낸 것으로 보아, 이것은 아로니아 에 안토시아닌과 폴리페놀류에 기인한 것으로 추정되었다.

    7관능평가

    아로니아를 생과 또는 마쇄한 형태로 첨가하여 막걸리를 제 조하고, 색, 향, 단맛, 신맛, 쓴맛, 전체적인 기호도에 대한 만족 도를 평가하였다(Table 4). 아로니아 막걸리의 전체적인 기호도 는 시료 간 유의적으로 큰 차이를 보이지 않았다. 반면, 색에 대한 만족도는 아로니아를 생과형태로 10% 첨가한 시료(5.2점)보다 30, 50%를 첨가한 시료(7.2, 6.8점)에서 더 높았고, 마쇄후첨 가군보다 생과첨가군이 만족도가 더 높았다. 색차계 검사에 서는 크지 않았으나, 눈으로 보았을 때 생과형태로 아로니아 를 첨가했을 때는 발효가 진행되면서 천천히 색소성분이 용 출되었으나, 마쇄형태로 첨가할 경우에는 발효가 진행되면서 탁해지는 경향을 보여, 색의 기호도가 낮게 평가된 것 같다. 향에 대한 만족도 역시 대조구보다 아로니아 첨가량이 증가 했을 때 더 높았다. 반면에 쓴맛에 대한 만족도는 아로니아의 첨가량이 많아질수록 감소하였으며, 마쇄하여 첨가한 시료보 다 생과의 형태로 첨가한 시료의 만족도가 더 높았고, 생과를 30% 첨가한 실험군에서 5.4점으로 가장 높았다. 이는 앞서 설명한 아로니아에 포함된 다양한 안토시아닌, 페놀산, 퀘세 틴 유도체와 같은 물질들이 우리의 입안에서 떫은 맛을 내는 탄닌(tannin)으로 작용하기 때문에(Oszmianski & Wojdylo 2005) 아로니아의 첨가비율이 높을수록 떫은맛에 대한 기호도가 낮게 평가된 것으로 판단된다. 따라서 관능평가 결과를 종합 해 보았을 때, 색, 쓴맛, 전체적 기호도에서 항목에서 높은 점 수를 받은 생과 30% 첨가한 시료가 가장 적당한 것으로 나타 났다.

    요 약

    본 연구는 막걸리 제조 시 아로니아의 첨가 방법을 달리하 여 제조한 후, 발효하면서 항산화 활성 및 이화학적 품질특성 을 분석하였다. 아로니아는 생과와 마쇄한 형태로 첨가하였 고, 쌀 함량의 10%, 30% 그리고 50%로 하였다. 막걸리의 pH 는 발효 초기에 생과를 첨가한 시료가 3.9~4.2로, 마쇄하여 첨 가한 시료(3.6~3.9)보다 높았고, 발효가 진행되면서 생과로 첨가한 경우는 pH가 낮아지다가 다시 증가하는 경향성을 보 였다. 총산의 경우는 초기 발효에는 생과보다 마쇄한 시료에 서 더 높게 나타났고, 발효가 진행될수록 총산의 함량이 증가 하였다. 환원당 함량은 발효가 진행되며 대부분의 시료에서 감소하였다. 에탄올 함량은 1단 담금 시 11.4%로 나타났고, 2단 담금 6일 후에는 10~15%였으며, 특히, 아로니아를 50% 첨가한 실험구는 1단 담금 시 보다 낮은 에탄올 함량을 보였 으며, 마쇄하여 첨가할수록 더 낮은 알코올함량을 보였다. 색 도 중 a값(적색도)을 비교했을 때 생과 사용 시 천천히 a값이 높아져 마지막 날에는 생과 처리구 간 유의적으로 차이가 났 지만, 마쇄한 경우는 처음부터 마지막 발효까지 높은 a값을 가져 생과를 처리한 경우보다 높게 나타났다. 총 폴리페놀함 량 측정과 DPPH radical 소거능 측정 결과는 아로니아 첨가량 이 증가할수록 함께 증가하였는데, 생과첨가군의 경우 초기 에는 낮은 값을 가지다가 발효가 진행하며 급속히 증가하였 고, 마쇄첨가군에서는 초기에서부터 높은 값을 가졌다. 또한 아로니아를 30% 첨가하여도 50%를 첨가한 것과 같이 뛰어 난 항산화 활성을 나타내었다. 관능검사는 생과 30%를 첨가 한 시료가 색, 쓴맛, 전체적 기호도에서 높아 관능적 만족도 가 우수한 것으로 나타났다. 이상의 결과로 아로니아를 첨가 한 기능성 막걸리의 특성을 보았을 때 아로니아를 마쇄한 형 태보다 생과 형태로 30%를 첨가하는 것이 관능적 특성과 항 산화 활성을 고려하였을 때 가장 적합한 것으로 나타났다.

    Figure

    KSFAN-28-602_F1.gif
    Changes of pH(A) and total acidity(B) during fermentation of makeolli with aronia.

    ◆, Control (without aronia); ●, Makeolli with 10% fresh aronia; ○, makeolli with 10% crushed aronia; ▼, Makeolli with 30% fresh aronia; △, Makeolli with 30% crushed aronia; ■, Makeolli with 50% fresh aronia; □, Makeolli with 50% crushed aronia

    KSFAN-28-602_F2.gif
    Changes of alcohol contents during fermentation of makeolli with aronia.

    ◆, Control (without aronia); ●, Makeolli with 10% fresh aronia; ○, Makeolli with 10% crushed aronia; ▼, Makeolli with 30% fresh aronia; △, Makeolli with 30% crushed aronia; ■, Makeolli with 50% fresh aronia; □, Makeolli with 50% crushed aronia

    KSFAN-28-602_F3.gif
    Changes of total polyphenol during fermentation of makeolli with aronia.

    Control, makeolli without aronia; 10% fresh, makeolli with 10% fresh aronia; 30% fresh, makeolli with 30% fresh aronia; 50% fresh, makeolli with 50% fresh aronia; 10% crushed, makeolli with 10% crushed aronia; 30% crushed, makeolli with 30% crushed aronia; 50% crushed, makeolli with 50% crushed aronia; 0, 2, 4, 6 day, fermentation time.

    KSFAN-28-602_F4.gif
    Changes of DPPH radical scavenging activity during fermentation of makeolli with aronia.

    Control, makeolli without aronia; 10% fresh, makeolli with 10% fresh aronia; 30% fresh, makeolli with 30% fresh aronia; 50% fresh, makeolli with 50% fresh aronia; 10% crushed, makeolli with 10% crushed aronia; 30% Crushed, makeolli with 30% crushed aronia; 50% crushed, makeolli with 50% crushed aronia; 0, 2, 4, 6 day, fermentation period.

    Table

    The mixing ratio of ingredients for preparation of mkgeolli

    Reducing sugar contents of the makeolli with Aonia melanocarpa (Unit: %)

    All values represent mean±S.D.
    1)Means with different letters(a~d) within a column are significantly different(P<0.05).

    Colorimetric characteristics of the makeolli with aronia

    All values represent mean±S.D.
    1)Means with different letters(a~g) within a column are significantly different(P<0.05).

    Sensory evaluation of the makeolli with aronia

    All values represent mean±S.D.
    1)Means with different letters(a~c) within a column are significantly different(P<0.05).

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