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Apr 30, 2023

안토시아닌의 생산 및 특성 규명

과학 보고서 13권,

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 5863(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

맥주는 세계에서 세 번째로 인기 있는 발효 음료입니다. 일반적으로 맥아 보리로 만들어집니다. 열대 국가는 양조를 위해 온대 국가로부터 보리를 수입해야 하는데 이는 비용이 많이 드는 과정입니다. 따라서 영양가가 높은 품질의 맥주에 대한 수요 증가를 충족시키기 위해서는 맥주 생산을 위한 대체 가능한 기질을 조사하는 것이 중요합니다. 현재 연구에서는 과일 폐기물에서 분리된 효모인 Saccharomyces cerevisiae CMS12의 도움으로 안토시아닌이 풍부한 검은 밀로부터 발효 음료를 만드는 것이 포함됩니다. 그런 다음 특성화(UV, HPLC, NMR, FTIR 및 ICPMS)를 수행하고 흰색(호박색) 밀맥주를 사용한 비교 연구도 수행했습니다. 또한 공정 매개변수 최적화에는 초기 당 농도, 접종원 크기 및 pH가 포함되었습니다. 검은 밀 맥아즙은 568 mg GAE/L 총 페놀 함량, 4.67 mg/L 안토시아닌 농도, 6.8%(v/v) 알코올 함량 및 pH 4.04를 함유했습니다. 관능분석 결과, 흑밀맥주가 백밀맥주보다 더 선호도가 높은 것으로 나타났습니다. 개발된 발효음료는 상용화 가능성이 매우 크다.

전 세계적으로 발효 식품 및 음료에 대한 다양한 옵션이 있으며, "발효" 과정은 모든 기질의 영양가와 소화율을 잠재적으로 향상시키기 위한 기본 과학적 방법입니다1. 미생물이 생산한 향미는 발효식품의 감각적 수용성을 향상시킵니다2. 맥주는 물과 차에 이어 세 번째로 인기 있는 음료로, 전 세계적으로 연간 약 2,000억 리터의 소비량이 발생합니다. 양조 과정에 사용되는 재료와 방법에 따라 맥주의 종류는 70가지가 넘습니다3. 맥주의 알코올 함량은 0.5%에서 15%까지입니다4. 맥주는 저밀도 지질과 호모시스테인의 농도를 낮춰 심장마비 위험을 낮추고 신장 건강을 촉진합니다5. 맥주에는 비타민 B, 단백질, 미네랄, 식이섬유, 페놀릭(항산화제), 에탄올 및 프리바이오틱 화합물이 풍부한 곡물과 홉의 모든 영양소가 포함되어 있습니다6. 생산되는 맥주의 모양은 발효 중에 사용되는 효모 균주에 의해 영향을 받습니다. 효모는 거품 안정성, 헤드 유지, 헤이즈 형성 및 맥주 색상에 영향을 미칩니다7. 더욱이, 효모는 성장을 위해 맥아즙의 영양분을 활용하고 부산물을 방출하기 때문에 맥아즙 구성의 변화는 맥주의 맛에 직접적인 영향을 미칩니다8. 맥주의 탁한 현상은 단백질, 다당류, 폴리페놀7의 존재로 인해 발생합니다. 효모의 세포벽에서 추출된 만노단백질은 안개 형성을 최소화하고 거품을 안정화하는 데 도움이 됩니다. 프로테아제 효소는 불리한 조건에서 효모에 의해 분비되어 맥주 거품의 형성과 안정화에 관여하는 단백질을 분해합니다. 또한, β-글루칸을 가수분해하는 β-글루카나아제는 자가분해된 효모에 의해 방출될 수 있으며, 이로 인해 거품의 점도가 감소하고 액체 배수가 발생합니다9. 그러나 모든 미생물은 고유하고 다양한 물질 및 조건과의 상호 작용으로 인해 다양한 건강 문제를 야기하므로 변이가 발생할 수 있으므로 양조를 위해 새로운 효모를 실험하기 전에 적절한 평가를 수행해야 합니다10. Saccharomyces cerevisiae는 양조 산업에서 흔히 사용되는 효모입니다11. 에탄올과 이산화탄소가 결합되면 유기산, 케톤, 에스테르와 같은 수많은 화학 물질이 생성되며, 이는 맥주의 감각적 특성에 중요한 영향을 미칩니다12. 오늘날 양조업자들은 맥주 생산에 더 유익한 대체 재료를 찾고 있습니다. 쌀, 사프란, 밀, 보리, 호밀, 옥수수, 수수, 감자 가수분해물 및 저농도 당밀이 맥주 생산을 위한 기질로 조사되었습니다13,14. 항산화 함량이 높은 식품은 건강상의 이점과 관련이 있으며, 안토시아닌이 풍부한 밀(검은 밀)은 항비만, 혈당 저하 및 프리바이오틱 특성으로도 알려져 있습니다. 따라서 이러한 유형의 원료로 맥주를 생산하면 소비자에게 추가적인 이점을 제공할 수 있습니다15,16. 밀 맥아로 생산된 맥주의 인기는 지난 몇 년 동안 다양했지만 최근에는 새로운 양조 방식(수제 맥주 및 가정 양조)의 도입과 다양한 지역에서 보리를 이용할 수 없게 됨에 따라 밀 맥주에 대한 수요가 증가했습니다17. 그러나 밀에는 설탕 생산을 담당하는 활성 효소가 없습니다. 따라서 이러한 효소를 활성화하고 발효를 위한 적절한 수준의 당분을 확보하기 위해 밀 맥아화가 수행됩니다. 맥아는 양조 과정의 주요 단계입니다. 맥아의 목적은 곡물에서 11가지 가수분해 효소의 생성을 촉진하는 것입니다3. 수많은 밀 품종 중 흑밀은 보라색 밀과 청밀을 교배하여 만든 잡종 작물로 맥주 생산의 잠재적인 기질이 될 수 있습니다. 이 밀은 안토시아닌 함량, 단백질, 식이섬유 및 기타 영양소 등이 매우 풍부합니다.18. 현재 연구에서는 새로 분리된 균주인 Saccharomyces cerevisiae CMS12로부터 안토시아닌이 풍부한 맥주를 생산하기 위한 기질로 생명공학적으로 개발된 검은 밀을 사용했습니다. 이 작품은 맥주 제조에 홉을 사용하지 않았기 때문에 항산화 성분과 색상은 흑밀 자체에서 나온다. 검은 밀 맥아로 양조한 맥주와 흰 밀 맥아로 양조한 맥주를 비교했습니다. 또한, UV, HPLC, NMR, FTIR, ICPMS 및 색상값을 이용하여 맥주의 특성을 분석하였다. 기존 문헌에 대한 우리가 아는 한, 흑밀을 이용한 안토시아닌이 풍부한 맥주 생산에 관한 이전 연구는 보고된 바가 없습니다. 이 연구에서는 맥주 생산을 위한 기질로서 흑밀의 물리화학적 특성과 감각 프로필을 평가합니다.