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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.51 No.2 pp.141-153
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2017.51.2.141

Physicochemical Properties and Volatile Flavor Compounds of Kiwifruit Wine According to Production Year

Kye Man Cho1, Seong Hoon Jeong2, Hee Yul Lee1, Chung Eun Hwang1, Min Ju Ahn1, Ji Hyun Shin3, Joo Young Lee3, Hyeon Kook Jo3, Weon Taek Seo1*
1Dept. of Food Science, Gyeongnam National University of Science and Technology, Jinju, 52725, Korea
2Namhae Garlic Research Institute, Namhae, 52430, Korea
3Farming Corporation OrumJooga Winery, Sacheon, 52546, Korea
Corresponding author : Weon Taek Seo +82-55-751-3272+82-55-751-3279wtseo@gntech.ac.kr
March 23, 2015 February 28, 2017 February 28, 2017

Abstract

The physicochemical properties of dry wine produced from domestic kiwifruit according to production year from 2008 to 2012 were studied. pHs of wine were from 4.02(F wine, production year 2009, sterilized) to 4.11(D wine, production year 2012, non-sterilized) and their acidities were lowest in D wine(0.79%) and highest in F wine(1.18%). All the wines have the same soluble solids of 8 °brix and 12% of alcohol, respectively. The reducing sugar was lowest in A wine(production year 2008, non-sterilized) and highest in D wine. The lactic acid was detected as a main organic acid and the free sugar was detected only fructose. As main flavor components, ethyl acetate and 1-pentanol were detected and their sum of 80~90% and a small amount of phenylethyl alcohol which providing rose-like aroma was also detected. The contents of soluble phenolics were highest in D wine(1.07 g/L) and lowest in C wine(0.80 g/L), corresponding to the antioxidant activity was highest found in D wine according to their soluble phenolic contents.


생산 연도별 참다래 와인의 이화학적 특성 및 휘발성 향기성분

조 계만1, 정 성훈2, 이 희율1, 황 정은1, 안 민주1, 신 지현3, 이 주영3, 조 현국3, 서 원택1*
1경남과학기술대학교 식품과학부
2남해마늘연구소
3영농조합법인 오름주가

초록

본 연구에서는 국내산 참다래를 이용하여 생산되고 있는 참다래 와인의 이화학적 특성, 향기성분 및 항산화 활성을 조사하였다. pH는 4.02(F 와인, 2009년 살균)에서 4.11(D 와인, 2012년 비살균) 수준이었고 산도는 D 와인이 0.79%로 가장 낮았고 F 와인이 1.18%로 가장 높게 나타났다. 가용성고형물은 8obrix로 6종의 와인 모두 동일하였으며, 환원당은 4.08g/L로 A 와인(2008년 비살균)이 가장 낮았고 D 와인이 11.05g/L로 가장 높았다. 알코올 함량은 약 12% 수준이었다. 주요 유기산은 lactic acid였으며, 유리당은 fructose만 검출되었다. 주요 향기성분은 ethyl acetate와 1-pentanol로 향기성분 중 약 80~90%가 검출되었 고 장미향인 phenylethyl alcohol이 검출되었다. 수용성 phenolics 함량은 D 와인이 1.07g/L로 가장 높았고 C 와인(2011년 비살균)이 0.8g/L로 가장 낮았으며, 이에 상응하여 항산화 활성은 D 와인이 가장 높았고 C 와인 가장 낮았다.


    서론

    참다래는 다래나무과(Acinidiaceae) 다래나무속 (Actinidia)에 속하는 아열대성 낙엽과수이며, 전 세 계적으로 64종이 알려져 있는데 우리나라에는 다래 (A. arguta), 쥐다래(A. kolomikita), 개다래(A. polygama) 및 섬다래(A. rufa) 등 4종이 분포하고 있다(Oh et al., 2011). 국내에서 재배되고 있는 것 은 ‘Hayward’ 품종으로서 1977년 뉴질랜드에서 종 자를 도입하여 남해안 일대와 제주지역에서 재배되 고 있다(Park et al., 2008; Kang et al., 2011). 참다래 과실에는 단백질 분해효소인 actinidin이 함 유되어 있어 소화촉진 작용이 있고 식이섬유, 비타 민 C 함량이 높고 칼슘, 마그네슘 등의 무기질 풍부 하여 영양학적으로 아주 우수할 뿐만 아니라 항산화 성분인 클로로필, 카로티노이드, 폴리페놀, 플라보 노이드와 같은 생리활성물질이 함유된 과실이다 (Kang et al., 2011; Oh et al., 2011). 또한 참다 래에는 구연산, 사과산 등의 유기산이 존재하여 특 유의 풍미를 가진다고 보고되고 있다(Oh et al., 2011).

    국내 와인 시장은 2000년부터 20, 30대의 젊은 소비층의 관심이 높아지면서 급속하게 증가하고 있 다. 최근에는 알코올 함량이 낮은 주류를 선호하게 되면서 편의점 등 어디에서나 손쉽게 구입할 수 있 는 대중적인 술이 되어 와인 소비량은 더욱 증가하 고 있는 추세이다(Woo et al., 2007). 특히 2008년 이후 국내 주류 시장은 큰 변화를 겪고 있으며, 그 중에서 2012년 와인의 소비는 2000년보다 2.5배 증 가한 3.8×107L를 소비하였다(Cho & Joo, 2014). 참다래를 이용한 술 제조에 관한 연구로는 참다래 리큐르 제조를 위한 침출조건 설정(Choi et al., 2006), 참다래 발효주와 참다래 리큐르 맛술의 관능 적 특성 연구(Woo et al., 2006), 참다래 발효주의 제조 및 품질특성(Jang et al., 2007), 알코올 발효 균주에 따른 참다래 와인의 품질 특성(Woo et al., 2007), 효모에 따른 참다래 ‘Hayward’ 와인의 품질 변화(Towantakavanit et al., 2010) 및 참다래 와 인의 최적 malolactic fermentation 조건과 품질 특성(Kang et al., 2011)에 관한 보고가 있다.

    식품에서 향기성분은 제품의 품질과 기호도를 결 정하는 중요한 요소라 알려져 있어 식품의 다양한 향기성분을 파악하려는 연구가 활발히 진행되어 왔 다. 식품의 품질에 중요한 향기성분의 분석을 위해 gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS) 를 기반으로 하여 다양한 기기 분석 기술이 개발되 었고 최근까지 식품과 음료에서 6,900개 이상의 휘 발성분(volatiles)이 동정되었다(Lee et al., 2014). 와인, 약주, 위스키, 브랜디 등의 술에서 향은 품질 을 결정하는 가장 중요한 요인이라 할 수 있다(Lee & Noble, 2003). 와인의 경우 alcohols, esters, organic acids, aldehydes, ketones, monoterpenes 및 sulfide를 포함하는 800종 이상이 분석되어 보고 되어 있다(Schreier, 1979; Ebeler, 2001; Lee, 2014). 한편 향기 이외에도 탄닌, 유기산 및 당 등 의 성분 역시 와인의 품질과 기호도에 아주 중요한 요인이다(Kim et al., 2010).

    본 연구에서는 국내산 참다래를 이용하여 생산되 고 있는 참다래 와인의 품질 표준화와 고급 와인 개발을 위한 기초자료 활용하고자 참다래 와인의 생산 연도에 따른 이화학적 특성과 향기성분을 조 사하였다.

    재료 및 방법

    1.재료 및 시약

    국내에서 생산되고 있는 참다래 와인(저장온도: 10∼15℃)은 경상남도 사천시 소재의 영농조합 오름 주가로부터 공급받아 사용하였으며, 생산 연도별 수 집한 참다래 와인은 Table 1과 같다. 10개의 표준 유기산 화합물인 oxalic acid, tartaric acid, malic acid, ascorbic acid, acetic acid, citric acid, succinic acid, fumaric acid 및 glutaric acid와 3 개의 표준 유리당 화합물인 fructose, glucose 및 sucrose Sigma-Aldrich Chemical Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다. High performance liquid chromatography(HPLC)-grade H2O, methanol, acetonitrile 및 glacial acetic acid는 Fisher Scientific(Fairlawn, NJ, USA)에서 구입하였고 Folin-Cicalteu’s phenol reagent, 2,2-diphenyl- 1-picrylhydrazyl(DPPH), 2,2-Azino-bis(3- ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt(ABTS) 및 기타 분석 시약 역시 Sigma-Aldrich Chemical Co.에서 구입하였다.

    2.가용성고형물(Brix)과 환원당

    가용성고형물은 굴절당도계(N-1α, Atago CO., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 환원당은 Miller(1959)의 dinitrosalicylic acid(DNS)법을 사 용하여 분석하였다. 즉, 참다래 와인을 당 농도가 1.0g/L 이하가 되게 희석한 후 여기에 DNS 시약 을 1mL 첨가하여 100℃의 끓는 물에서 10분 동안 발색시킨 후 냉각하여 분광광도계(Spectronic 2D, Thermo Co., Califonia, CL, USA)를 사용하여 570nm에서 흡광도를 측정하여 검량선과 비교하였 다. 검량선 작성을 위한 표준물질로는 포도당을 사 용하였다.

    3.pH와 알코올

    pH는 pH meter(MP 220 pH meter, London, UK)를 사용하여 측정하였다. 알코올 측정은 증류법 으로 발효 중에 있는 시료 100mL에 물 100mL를 가하여 희석시킨 후 증류시켜 80mL를 회수한 후 증 류수 20mL를 넣어 100mL로 표선을 맞춘 다음 알 코올계(MT-380, Atago Co., Tokyo, Japan)로 측 정하였다.

    4.유기산과 유리당

    유기산과 유리당의 분석은 Joo et al.(2011)의 방 법에 준하여 HPLC(Agilent 1200 series, Agilent Co., Forest Hill, Vic, USA)를 이용하여 분석하였 다. 유리당 분석은 와인을 sep-pak NH2 칼럼 (Waters Co., Milford, MA, USA)과 0.45μmmembrane filter(Dismic®-25CS, Toyoroshikaisha, Ltd., Tokyo, Japan)를 순차적으로 통과시켜 전 처 리하였다. 유리당 분석 칼럼(Polyamine II, 4.6× 150mm, 5μm, YMC Co., Kyoto, Japan)에 전 처 리한 시료 20μL를 주입하고 55℃에서 이동상 용매 (acetonitrile:water=75:25(v/v))를 1.0mL/분 속도 로 이동시키면서 reflective index(RI, Agilent 1200 series, Agilent Co.) 검출기 상에서 유리당을 검출하였다.

    유기산 분석은 와인과 deionized water(DW) 을 1:1로 희석한 시료를 0.45μm-membrane filter (Toyoroshikaisha, Ltd.)를 통과시켜 입자를 제거하 였다. 유기산 분석 칼럼(TSKgel ODS-100V, 4.6× 250mm, 5μm, Tosoh Corp., Tokyo, Japan)에 전 처리한 시료 20μL을 주입하고 30℃에서 이동상 용매 (0.1% phosphoric acid)를 1.0mL/min 속도로 이동 시키면서 UV 검출기(Agilent 1200 series, Agilent Co.)의 210nm에서 측정하였다.

    5.수용성 phenolics 및 갈변도

    수용성 phenolics 함량은 Folin-Denis법(Folin & Denis, 1912)로 측정하였다. 와인액을 0.45μmmembrane filter(Toyoroshikaisha, Ltd.)를 통과시 켜 입자를 제거한 후 50배 희석하고 0.5mL을 시험 관에 분주하고 25% Na2CO3 용액 0.5mL를 첨가하 여 3분간 정치시켰다. 다시 2N Folin-Ciocalteu phenol 시약 0.25mL 첨가하여 혼합한 다음 상온에 서 1시간 동안 정치시켜 발색시켰다. 발색된 청색을 분광광도계(Spectronic 2D)를 이용하여 750nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 phenolics 함량은 gallic acid를 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 함 량을 구하였다. 갈변도는 여과액을 시료로 하여 420nm에서의 흡광도로 표시하였다.

    6.향기성분

    와인의 향기성분 분석을 위한 추출 및 포집 방 법은 solid phase-micro extraction(SPME)을 이용 한 headspace(Autosampler, HS-7697A, Agilent technologies, Santa Clara, CA, USA) 분석 방법 을 사용하였다(Jo et al., 2013). 5mL를 정확히 취 해 20mL headspace vial에 넣은 후 알루미늄 캡으 로 밀봉한 다음 100μm polydimethylsiloxane (PDMS) fiber에 100rpm, 100℃에서 8분 동안 흡착 하였다. 향기성분 분석은 Jo et al.(2013)의 방법을 변형하여 분리 및 동정하였다. 즉, GC-MS(Gas Chromatograph-Mass spectrometer, GC-7890A, MSD-5975C, Agilent technologies, Santa Clara)를 이용하였으며, column은 HP-5MS (30m×0.25mm, 0.25μm film thickness)를 사용하였다. Oven의 온 도 프로그램은 40℃에서 3분간 머물게 한 후 180℃ 까지 1분당 5℃로 승온 후 3분간 머물게 하고 다시 280℃까지 승온시켰다. 시료는 분할 주입법(10:1)을 사용하여 0.2분간 주입하였으며 운반기체로 헬륨을 사용하였으며, 유속은 1mL/분으로 설정하였다. Injector 및 quadrapole의 온도는 각각 110℃로 설 정하였고 질량 분석은 전자충격 이온화(69.9eV) 방 식을 이용하여 scene mode(범위 50∼550)로 실시 하였다. 얻어진 chromatogram으로부터 각각의 peak에 대한 질량 spectrum을 확인하였고 이를 GC-MS NIST library와 비교하여 각각의 성분을 확인하였다.

    7.DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성

    Blois(1954)의 방법을 약간 변형하여 전자 소거능 을 측정하였다. 1.5×10-4 M DPPH 용액 0.8mL와 여과한 와인을 적당히 희석한 후(500, 250μL/mL) 0.2mL를 가하고 10초 vortex하고 실온에서 30분 방치한 후 분광광도계를 이용하여 525nm에서 흡광 도를 측정하였다. 음성 대조구 실험은 시료 대신에 증류수를 0.2mL를 취하여 실험하였다. 전자 소거 능은 실험구와 음성 대조구의 흡광도를 구하여 백분 율(%)로 표시하였다.

    2.45mM potassium persulfate(K2S2O8)과 7mM ABTs 용액을 1:1로 섞고 실온의 어두운 곳에서 12 ∼16시간 보관하여 ABTS 라디칼을 생성시킨 후 732nm에서 흡광도가 0.7±0.02가 되도록 에탄올 로 희석하여 사용하였다. 에탄올로 희석된 ABTS 용액(Abs 0.7±0.02) 0.9mL와 여과한 와인을 적 당히 희석한 시료(500, 250μL/mL) 0.1mL를 섞고 정확히 3분 후 분광광도계를 이용하여 732nm에서 흡광도를 측정하였다. 음성 대조구 실험은 시료 대 신에 증류수를 0.1mL를 취하여 실험하였다. ABTS 라디칼 소거활성은 실험구와 음성 대조구의 흡광도 를 구하여 백분율(%)로 표시하였다(Re et al., 1999).

    8.통계처리

    실험 결과는 SPSS 12.0 package를 사용하여 분 산 분석을 수행하였고 평균±표준편차로 나타내었 다. 각 시료 분석 결과에 대한 유의성 검정은 분산 분석 후 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test를 실시하였다.

    결과 및 고찰

    1.와인의 이화학적 특성

    생산 연도별 참다래 와인의 이화학적 특성은 Table 2와 같았다. pH는 4.02(F 와인, 2009년 살 균)에서 4.11(A 와인, 2008년 비살균)로 비슷한 수 준 이었으며, 산도는 D 와인(2012 비살균)이 0.76% 로 가장 낮았고 F 와인이 1.18%로 가장 높게 나타 났다. 가용성고형물은 8obrix로 나타났으며, 환원당 은 D 와인이 11.05g/L로 생산 연도별 6종의 와인 중에서 가장 높은 환원당 함량을 나타내었고, B~F 와인은 4.23g/L에서 4.83g/L로 비슷한 수준 있었 다. 알코올 함량은 약 12% 수준으로 일반 와인의 알코올 함량 수준이었다.

    와인의 pH는 발효, 저장, 맛 및 풍미에 영향을 미치며, 바람직한 와인의 pH는 3.2에서 3.3 사이인 것으로 알려져 있다(Lee et al., 2004; Kim et al., 2010). 일반적으로 와인의 pH가 3.6 이상이면 저장 중 잡균 오염이 일어날 수 있으며, 3.2 이하이면 신 맛이 강해 품질이 감소한다고 보고되었다(Park et al., 2002). 한편 Woo et al.(2007)은 5종의 서로 다른 효모 균주로 참다래 와인을 제조 시 발효 후 숙성 5일째 pH는 3.5∼3.6 수준으로 발효 전보다는 상승하였다고 하였으나, Towantakavanint et al. (2010)은 3종의 효모 균주로 참다래 와인 발효 중 발효 종기 pH가 3.45로 약간 감소하였다고 보고하 였다.

    산도는 와인의 맛을 결정하는 중요한 지표이자 품 질관리에서도 중요한 인자로 산도가 0.6% 이내인 경 우에는 발효 과실주의 pH가 높아져 바람직하지 않은 향기성분이 생성되거나 잡균 오염이 쉬워지며 갈변 현상이 일어나고 발효 후 과실주 맛이 밋밋하다고 보고되었다. 반면 산도가 너무 높으면 포도주의 맛 이 시고 자극적인 맛이 있어 이 경우에는 감산을 시 킬 필요가 있다(Lee et al., 2014). 5종의 서로 다른 효모 균주로 참다래 와인 발효 중 발효가 진행됨에 따라 산도는 증가하여 발효 8일째 1.15%∼1.33%에 서 그 후 숙성기간에 유지가 된 것으로 보고하였으 며(Woo et al., 2007), 3종의 효모 균주로 참다래 와인 발효 중 발효 종기 산도는 0.68%∼0.72%로 증 가하였다고 보고하였다(Towantakavanint et al., 2010).

    Towantakavanint et al.(2010)은 3종의 효모 균 주로 참다래 와인 발효 중 발효 초기 가용성고형분 은 22obrix에서 발효가 진행됨에 따라 감소하여 발 효 16일째 6.0obrix∼7.3obrix로 감소하였으며, Woo et al.(2007) 역시 5종의 효모 균주로 발효 시 발 효 초기 22obrix에서 발효 8일째 8obrix로 감소한 후 일정하게 유지되었다고 보고하였다. 한편, 본 연구에서 사용한 생산 연도별 참다래 와인의 경우 8∼10obrix 수준으로 기존 연구와 유사한 가형성고 형분 함량을 보였다. 한편 환원당 함량은 D 와인 (2012년 비살균 드라이 와인)이 11.05g/L로 다른 드 라이 와인이 약 4.0g/L 수준인 것에 비해 높은 함량 을 보였다. 일반적인 와인의 알코올 함량은 9∼14% 전후로 알코올 함량이 12% 이하가 되면 와인이 쉽 게 부패하는 경향이 있다(Cho et al., 2006). 생산 연도별 6종의 참다래 와인의 알코올 함량은 12% 전 후 수준이었다.

    생산 연도별 참다래 와인의 이화학적 특성이 차이 나는 것은 참다래의 재배 년도, 품질상태, 및 발효 과정 등의 차이에 의해 기인한 것으로 판단되었고 참다래 와인의 품질관리를 위해 pH와 산도를 낮출 수 있는 공정 개발이 필요할 것으로 판단되었다.

    2.와인의 유기산 및 유리당

    생산 연도별 참다래 와인의 유기산 및 유리당 함 량은 Table 3과 같았다. 8종의 참다래 와인에서 oxalic acid를 비롯하여 6종의 유기산을 확인할 수 있었고 주요 유기산은 lactic acid로 4.06g/L(E 와 인, 2011년 살균)∼5.54g/L(D 와인, 2012년 비살균 드라이 와인) 수준 이었다. 이외에도 tartaric acid, malic acid 및 citric acid는 참다래 와인에서 비교 적 높은 함량을 보였으나, oxalic acid는 비교적 낮 은 함량을 나타내었다(Table 3).

    과실주 제조 시 citric acid와 lactic acid는 맛에 중요한 성분으로 citric acid는 과실주의 향에 신선 함을 증가시키고 lactic acid는 과실주의 신맛을 부 드럽게 만들어 주며, malic acid는 강한 신맛을 내는 유기산으로 알려져 있어 Kang et al.(2011) 은 고품질 참다래 와인 제조를 위해 malolactic fermentation 조건을 설정하여 감산 효과에 대한 연구를 보고하였다. 한편 Oh et al.(2011)은 참다래 품종별 완숙과의 유기산을 분석한 결과 lactic acid 와 malic acid가 주요 유기산으로 확인하였으며 citric acid가 소량 함유됨을 보고하였으나, 참다래 와인에서는 oxalic acid와 tartaric acid가 검출되었 고 citric acid 역시 완숙과보다는 높은 함량을 보였 다. 이는 효모의 발효 과정에서 tricarboxylic acid cycle(TCA) 회로의 대사 중간체 축적에 기인한 것 으로 추정되어졌다. 또한 연구자들은 과실주 발효 중 다양한 유기산이 발효 후에 증가하였다고 보고하 였다(Cho et al., 2006; Joo et al., 2011; Cho & Joo, 2014).

    6종의 참다래 와인에서 유리당의 경우 fructose만이 검출되었고 0.03g/L에서 0.08g/L 수준이었다(Table 3).

    Oh et al.(2011)은 참다래 품종별 완숙과의 유리 당을 분석한 결과 fructose와 glucose가 주요 유리 당으로 확인하였으며 sucrose가 소량 함유되어 있음 을 보고하였으나, 참다래 와인에서는 fructose만이 소량이 검출되었다. 일반적으로 알코올 발효 과정 중 효모의 당 이용성은 sucrose, glucose, fructose 순인 것으로 보고하여(Cho et al., 2006; Choi et al., 2006; Joo et al., 2011) 참다래 와인에서 소량 의 fructose가 남은 것은 효모의 당 이용성에 기인 한 것으로 판단되었다.

    3.와인의 향기성분

    생산 연도별 참다래 와인의 향기성분을 분석한 결과 Table 4와 같았다. 6종의 참다래 와인에서 47 종의 향기성분이 검출되었고 비살균 와인인 A 와인 (2008년)은 21종, B 와인(2009년)은 17종, C 와인 (2011년)은 18종 및 D 와인(2012년)은 14종이 검 출되었고 살균 와인인 E 와인(2008년)과 F 와인 (2009년)은 각각 18종이 검출되었다. 참다래 와인에 서 공통적으로 검출된 향기성분은 2-fluoropropene, ethyl acetate, 1-pentanol, ethyl butyrate, isoamyl acetate, butyrolactone, ethyl caproate 및 phenylethyl alcohol이 있었으며, 이 중에 ethyl acetate와 1-pnetanol의 향기성분이 약 80%∼90%를 차지하여 참다래 와인의 주요 향기성분으로 확인되었 다. 비살균 와인의 ethyl acetate 함량은 38.88% (B 와인, 2009년)∼50.67%(D 와인, 2012년) 및 1-pentanol은 36.61%∼49.78% 수준이었고 살균 와 인(E 와인과 F 와인, 2008년과 2009년)의 ethyl acetate은 각각 28.57%와 43.39%, 1-pentanol은 각각 57.33%와 47.96%로 비살균 와인보다 상대적 으로 ethyl acetate 함량은 적고 1-pentanol 함량 은 높았다(Table 4).

    생산 연도별 참다래 와인의 경우 주요 향기성분인 ethyl acetate를 비롯하여 ethyl ester류 화합물이 다수 동정되었다. Ethyl acetate는 발효 과정 중 유리 지방산과 ethanol의 ester화로 인해 생성되는 데(Schreier, 1979; Ebeler, 2001; Lee, 2014), 특 히 발효주에서는 적은 분자량의 ester류인 ethyl butyrate, isoamyl acetate 및 ethyl caproate가 주요하게 과일향에 기여하는데 6종의 참다래 와인에 서 모두 확인되었다. 한편, ethyl acetate는 달콤한 냄새를 유발하나, 주류에서 과도할 경우 식초, 페인 트류의 향을 줄 수도 있어 품질 저하의 원인이 되 기도 하며(Lee & Noble, 2003; Lee, 2014), 또 다 른 주요 향기성분인 1-pentanol은 알코올류로서 불쾌한 냄새를 유발할 수 있어 역시 주류에 과도하 게 존재 시 품질 저하의 원인이 될 수 있다. 이외에 phenylethyl alcohol은 효모 발효에서 중요한 대사 산물로서, phenylethyl alcohol은 전형적인 장미와 유사한 향을 가지고 있다(Ledauphin et al., 2003; Sun et al., 2011). E 와인을 제외하고 검출된 1-hexanol은 풀냄새나 코코넛 향으로 Woo et al. (2007)의 5종의 효모 균주를 이용하여 참다래 와인 제조 시 검출된 향기성분에서는 3.6∼9.6%로 나타 났으나, 본 실험의 참다래 와인에서는 0.99∼1.61% 가 검출되어 전반적으로 낮거나 검출되지 않았다. 향후 참다래 와인의 품질을 향상시키기 위해 주요 향기성분인 ethyl acetate와 1-pentanol의 함량을 저감시키는 방안이 모색되어야 할 것으로 판단되 었다.

    4.와인의 수용성 phenolics 및 갈변도

    생산 연도별 참다래 와인의 수용성 phenolics 함 량과 갈변도를 분석한 결과 Fig. 1과 같았다.

    참다래 와인의 수용성 phenolics 함량은 각각 0.82, 0.9, 0.8, 1.07, 1.03 및 0.99g/L로 D 와인이 가장 높은 함량을 나타냈으나, 동일년도(2008년과 2009년)에 생산되어 숙성된 와인 중 비살균 와인(A 와인과 B 와인)보다는 살균 와인(E 와인과 F 와인) 이 약간 높은 phenolics 함량을 나타내었다(Fig. 1). 한편, 생산 연도별 6종의 참다래 와인(A∼F)의 갈변 도는 각각 0.496, 0.464, 0.433, 0.403, 0.476 및 0.429로 커다란 차이는 나타내지 않았다(Fig. 1).

    일반적으로 phenolics가 감소한다는 것은 phenolics 의 산화 분해와 이에 따른 갈변도가 증가를 의미하 며(Cho et al., 2006), 6종의 참다래 와인의 경우에 도 phenolics 함량이 낮을수록 갈변도 높은 경향을 나타내었다. 비살균 와인의 경우 생산 연도가 빠를 수록 갈변도는 심한 경향을 나타내었고 동일년도에 생산된 참다래 와인의 경우 살균 와인(E 와인과 F 와 인)과 비살균 와인(A 와인과 B 와인)의 갈변도에는 커다란 차이가 없었다. 이는 숙성 기간이 길어질수록 효소적 갈변도가 증가한 것으로 추정되며, 살균과 비 살균 갈변도의 차이가 없는 것은 열처리에 의한 살균 와인의 갈변도 증가로 추정된다. 한편 식물계에 널리 분포되어 있는 phenolics 물질은 다양한 구조와 분자 량을 가지며, 이것들의 phenolic hydroxyl이 단백질 처럼 거대분자와 결합하여 항균, 항암, 항당뇨, 항 비만, 혈압강화, 간보호, 항산화 활성 등 여러 가지 생리기능을 갖는 것으로 알려져 있다(Park et al., 2008; Cho & Joo, 2014).

    5.와인의 라디칼 소거활성

    지구상에 존재하는 모든 생물체들은 생명 유지를 위해 산소를 이용한 에너지 합성 과정 중 free radical을 생성한다(Freeman & Grapo, 1982). Free radical들은 DNA 변성, 세포 노화 등을 초해 해 종래에는 심혈관계 질환 및 암과 같은 큰 질병의 원인이 된다. 그러므로 산화적 스트레스의 직접적인 원인인 free radical을 저해함과 동시에 여러 식품 에서 항산화의 효능을 찾는 연구가 많이 확보된 상 태이다(Yoo et al., 2004). 따라서 생산 연도별 참 다래 와인의 항산화 활성은 DPPH 라디칼 소거활성 과 ABTS 라디칼 소거활성 2가지 방법으로 평가한 결과는 Fig. 2와 같았다.

    전체적으로 살균 와인이 비살균 와인보다는 항산 화 활성이 높았으나, 그 중 숙성 기간이 가장 짧은 D 와인(2012년 비살균)이 500μL/mL 처리 시 DPPH 라디칼 소거활성은 62.21% 및 ABTS 라디칼 소거활성은 85.44%로 가장 높았으며, 다음으로 E 와인(2008년 살균) > F 와인(2009년 살균) > B 와 인(2009년 비살균) > A 와인(2008년 비살균) > C(2011년 비살균) 순으로 높은 활성을 나타내었다 (Fig. 2). 특히, 동일년도(2008년과 2009년)에 생산 되어 숙성된 와인 중 살균 와인(E 와인과 F 와인)이 비살균 와인(A 와인과 B 와인)보다 항산화 활성이 높은 것은 열처리에 의한 식물체의 세포막과 세포벽 이 붕괴되어 ester 결합으로서 이루어진 결합형 polyphenol성 화합물이 유리형의 전환되었을 뿐만 아니라(Cho & Joo, 2014) 열처리에 따른 효소적 갈 변의 방지에 따른 숙성 기간 중 비살균 처리보다 상 대적으로 phenolics 함량이 적게 감소되었기 때문인 것으로 판단되었다.

    Blois(1954)의 보고에 따르면 수소전자 공여능은 인체 내에서 지질, 단백질, DNA와 결합하여 각종 질병 및 노화를 일으키는 산화적 자유 라디칼의 반응을 정지시키는 것으로 알려져 있다. 또한 일반 적으로 폴리페놀 함량과 항산화 활성 간에 상관관 계가 있는 것으로 널리 알려져 있어 본 실험에서도 이러한 경향과 동일한 결과를 보였다. ABTS 라디 칼 소거활성이 DPPH 라디칼 소거활성보다 더 높 게 나타나는 이유는 ABTS 방법은 DPPH 방법과 비교하여 수소공여항산화제(hydrogen-donating antioxidant)로서의 능력과 연쇄절단형 항산화제 (chain-breaking antioxidant)로서의 능력 모두를 측정할 수 있고 수용성 및 지용성물 모두에 적용이 가능하여 ABTS 라디칼 소거활성이 더 높게 나타난 것으로 보고되어 있다(Re et al., 1999). 한편 이전 의 연구에 따르면, 와인 발효 중 phenolics 함량이 감소함에 따라 항산화 활성이 감소하여 와인의 항 산화능은 phenolics 함량과 밀접한 관련이 있는 것 으로 추정하였다(Towantakavanint et al., 2010; Cho & Joo, 2014). 특히 Towantakavanint et al. (2010)은 3종의 효모 균주로 참다래 와인 발효 중 total phenolics 함량이 감소함에 따라 라디칼 소거 활성이 감소한다고 보고하였다. Dawes & Keene (1999)은 참다래 주스에 함유된 폴리페놀 화합물은 hydroxybenzoic acid, hydrocinamic acids, flavan-3- ols 및 flavonol glycosides로 참다래의 주요 항산화 활성을 나타내는 물질은 주로 폴리페놀 성분인 것으 로 추정하여 향후 참다래 와인 및 발효 과정에 따른 폴리페놀 함량에 대한 연구가 진행되어야 할 것으로 판단되었다. 한편 생산 연도별 참다래 와인의 수용성 phenolics 함량과 항산화 활성의 차이는 참다래의 재배 년도, 품질 상태, 발효 과정 및 저장 방법(온도 등) 등의 차이에 의해 기인한 것으로 판단되었다.

    본 연구는 국내산 참다래를 이용하여 제조되고 있 는 참다래 와인의 이화학적 특성, 향기성분 및 항산 화 활성을 측정하여 품질 평가를 통해 앞으로 고품 질 참다래 와인의 제조를 위한 기초자료로 활용하고 자 실시하였다. 생산 연도별 6종의 참다래 와인 모 두 pH와 산도가 높아 향후 품질관리를 철저히 수행 해야 할 것으로 판단되었고 주요 향기성분 역시 ethyl acetate와 1-pentanol로 검출되어 향후 이들 에 대한 저감화 방법도 모색되어야 할 것으로 사료 된다. 한편 와인의 일정한 품질관리와 항산화 활성 측면에서도 살균 공정은 필수적으로 수행되어야 할 것으로 판단되었다.

    감사의 글

    본 연구는 농림축산식품부 고부가가치식품기술개 발사업(과제번호: 113028031)의 지원에 의해 이루어 진 것입니다.

    Figure

    JALS-51-141_F1.gif

    Comparison of soluble phenolic contents and browning degree of kiwifruit wines according to production year. All values are presented as the mean±SD of triplicate determination. Means with different lowercase letters(a, b, and c) indicate significant(p<0.05) differences production year of kiwifruit wines by Tukey’s multiple range test.

    JALS-51-141_F2.gif

    Comparison of DPPH (A) and ABTS (B) radical scavenging activities of kiwifruit wines according to production year. All values are presented as the mean±SD of triplicate determination. Means with different lowercase letters(a, b, c, and d) indicate significant(p<0.05) differences production year of kiwifruit wines by Tukey’s multiple range test.

    Table

    Kiwifruit wines collected in this study

    Comparison of physiochemical properties of kiwifruit wines according to production year

    1)All values are presented as the mean±SD of triplicate determination. Means with different lowercase letters(a, b, c, and d) indicate significant(p<0.05) differences production year of kiwifruit wines by Tukey’s multiple range test.

    Comparison of organic acid and free sugar contents of kiwifruit wines according to production year

    1)All values are presented as the mean±SD of triplicate determination. Means with different lowercase letters(a, b, c, and d) indicate significant(p<0.05) differences production year of kiwifruit wines by Tukey’s multiple range test.
    2)nd: not detected.

    Comparison of volatile flavor compounds of kiwifruit wines according to production year

    1)All values are presented as the mean±SD of triplicate determination. Means with different lowercase letters(a, b, c, and d) indicate significant(p<0.05) differences production year of kiwifruit wines by Tukey’s multiple range test.

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