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발효의발효의 향향

㈜ 최 낙언

인간이인간이 즐기는즐기는 향은향은 주로주로 인간이인간이 만든것만든것

1. 선별 : 채소, 과일 …

2. 가공 : Fermentation, Cooking

3. 창조 : 조합항료3. 창조 : 조합항료

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1. 1. 식물은식물은 포도당을포도당을 만들고만들고 나머지나머지 모든모든 것도것도 만든다만든다

포도는포도는 당도가당도가 높다높다

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향은향은 아주아주 작은작은 양의양의 22차차 대사산물대사산물

화학물질 : 3000만종, 95%가 탄소화합물이다.

인간 : 300종 원료로 10만종 합성

식물 : 대부분 탄소화합물 합성. 식물이 가장 위대한 화학자(화학공장)

A: A: IsoprenodIsoprenod, , TerpenoidTerpenoid : basic note: basic note

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이소프레노이드이소프레노이드 스쿠알렌스쿠알렌 콜레스테롤콜레스테롤 ……

• 콜레스테롤 = 동물

• 유당 = 포유류

모노터펜모노터펜 : : 식물의식물의 주향기주향기 성분성분

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B: Aliphatic B: Aliphatic 지방족지방족 : : 풋내풋내green notegreen note ~ Basic note~ Basic note

C: Phenolic, Aromatic

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D D 비의도적비의도적 : : 향은향은 스트레스의스트레스의 산물이기도산물이기도

발효에서발효에서 스트레스스트레스

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대사대사 과정의과정의 비의도적비의도적 분해물분해물 : : 산화산화, , 분해분해 ……

콜레스테롤

라이코펜

카로티노이드

호르몬, 담즙산 …

2. 2. 인간의인간의 맛의맛의 기술기술 FermentationFermentation & Cooking& Cooking

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그렇게그렇게 로스팅로스팅 향이향이 매력적인매력적인 이유이유

발효발효 FermentationFermentation

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Starch Starch GlucoseGlucose

생명에생명에 가장가장 중요한중요한 분자는분자는 포도당포도당, , 배터리는배터리는 ATPATP

전분 Starch

포도당 Glucose

과일

Cellulose

설탕당

Pyruvate

Respiration 유산소 호흡, 34ATP

Krebs cycle

발효 Fermentation 무산소 호흡, 2ATP

젖산

C2 (Acetyl-CoA)

과당

설탕

Krebs cycle

Acetaldehyde

Ethanol

초산

C6

C5

C4

O2 2H2O

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H+ H+ 이온이온 농도가농도가 ATP ATP 합성의합성의 대부분을대부분을 담당한다담당한다

발효는발효는 산소가산소가 없이없이 일어난다일어난다

대장균에 적용되는 것은

코기리에게도 적용된다

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미생물미생물 다양성다양성= = 제품제품 다양성다양성

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균에균에 따라따라 생성물질이생성물질이 달라진다달라진다

Homolactic fermentation (Lactobacillus, Streptococcus, Bacillus),

Alcohol fermentation (yeasts like Saccharomyces sp.),(y y p ),

Heterolactic fermentation (Leuconostoc and Lactobacillus),

Mixed acids fermentation (E. coli).

Butanediol fermentation (Enterobacter aerogenes),

Anaerobic butyric-butyric fermentation (Clostridium sp.),

Propionic acid fermentation (Propionibacterium sp.).

종균의종균의 선택이선택이 품질의품질의 시작시작

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YeastYeast 종류만큼종류만큼 풍미가풍미가 다양해진다다양해진다

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미생물은미생물은 빨리빨리 자란다자란다 : : 최대최대 2020분에분에 22배배

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성장곡선은성장곡선은 로그스케일이다로그스케일이다

자연자연 발효는발효는 시간에시간에 따라따라 균이균이 달라진다달라진다

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균은균은 조건에조건에 따라따라 달라진다달라진다

Yeast Yeast 비해비해 대사대사 산물은산물은 매우매우 작은작은 분자이다분자이다

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효모와효모와 알코올의알코올의 분자분자 크기는크기는 1010조배조배

1nm 10nm 100nm 1㎛ 10㎛ 100㎛ 1mm 1cm

1mm 1cm 10cm 1m 10m 100m 1Km 10Km

1m 10m 100m 1km 10km 100km 950km 12,756

사람 큰 산 도시 한반도 지구

태양 1,392,684km 달 3,467km

Enzymes

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미생물속의미생물속의 효소의효소의 작용에작용에 의한의한 반응반응

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YeastYeast의의 주영양분주영양분 포도당포도당

원료에원료에 따라따라 공법이공법이 달라진다달라진다

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미생물에게미생물에게 필요한필요한 먹이는먹이는 생각보다생각보다 단순하다단순하다

영양은영양은 감소하고감소하고 대사대사 산물을산물을 증가한다증가한다

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술발효술발효 산물의산물의 대부분은대부분은 알코올이다알코올이다

유기산유기산 중에서중에서 초산이초산이 많이많이 만들어진다만들어진다

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알코올알코올 이외의이외의 성분이성분이 술의술의 품격을품격을 높인다높인다

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불포화불포화 지방은지방은 이취이취, , 과도한과도한 단백질은단백질은 Fusel oilFusel oil

탄수화물에서탄수화물에서 나오는나오는 향이향이 정갈하다정갈하다

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발효는발효는 원하지원하지 않은않은 물질도물질도 만든다만든다

코르크취코르크취 : : 사람은사람은 이취에이취에 가장가장 민감하다민감하다

성분물질감지한계 농도

(ppm)

부틸산 0.004~3

2-메틸부틸산 0.005

페놀 0.0022~4

4-메틸페놀 0.0022~0.035

인돌 0.0006

3-메틸인돌 0.0005

메테인사이올 0.0005

디메틸설파이드 0.002~0.03

디메틸디설파이드 0.003~0.014

2,4,6-트라이클로로아니솔 0.000001

2-methylisobomeol 0.0000025

지오스민geosmin 0.000005

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이취이취 물질물질

성분물질감지한계 농도

(ppm)

부틸산 0.004~3

2-메틸부틸산 0.005

페놀 0.0022~4

4-메틸페놀 0.0022~0.035

인돌 0.0006

3-메틸인돌 0.0005

메테인사이올 0.0005

디메틸설파이드 0.002~0.03

디메틸디설파이드 0.003~0.014

2,4,6-트라이클로로아니솔 0.000001

2-methylisobomeol 0.0000025

지오스민geosmin 0.000005

FlavorFlavor 분석분석

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Whisky Flavor Whisky Flavor anlysisanlysis ExampleExampleNo. Compound Compound

1 Propanol 23 Heptanoic acid ethyl ester

2 Ethyl acetate 24 Nonanal

3 Isobutanol 25 ß-Phenyl ethyl alcohol

4 3-Methyl butanal 26 Octanoic acid

5 2-Methyl butanal 27 Octanoic acid ethyl ester

6 1-Butanol 28 Decanal6 1 Butanol 28 Decanal

7 1,1-Diethoxy methane 29 ß-Phenyl ethyl acetate

8 Propionic acid ethyl ester 30 Nonanoic acid ethyl ester

9 n-Propyl acetate 31 Decanoic acid

10 3-Methyl-1-butanol 32 Ethyl trans-4 decenoate

11 2-Methyl-1-butanol 33 Decanoic acid ethyl ester

12 Isobutyric acid ethyl ester 34 Octanoic acid 3-methyl- butyl ester

13 Isobutyl acetate 35 1-Ethyl propyl octanoate

14 Butyric acid ethyl ester 36 Capric acid isobutyl ester

15 Butyric acid 2&3-methyl-ethyl ester 37 Dodecanoic acid

16 Isobutyraldehyde diethyl acetate 38 Decanoic acid ethyl ester

• 양보다 중요한 것은 역치

16 Isobutyraldehyde diethyl acetate 38 Decanoic acid ethyl ester

17 Isoamyl acetate 39 Pentadecanoic acid 3-methyl-butyl ester

18 2-Methyl-1-butyl acetate 40 Pentadecanoic acid 2-methyl-butyl ester

19 Butyraldehyde diethyl acetal 41 Tetradecanoic acid ethyl ester

20 Acetaldehyde ethyl amyl acetal 42 Ethyl-9-hexadecenoate

21 Hexanoic acid ethyl ester 43 Hexadecanoic acid ethyl ester

22 Hexyl acetate

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이름 대표성분

감자 Methional (2,3-Dimethyl pyrazine)겨자 Allyl isothiocyanate계피 Cinnamic aldehyde고수 Linalool

노루발풀 Methyl Salicylate

향기향기 물질의물질의 비밀은비밀은 대부분대부분 밝혀졌다밝혀졌다

들깨 l-Perillaldehyde라임 Terpinolene (Terpinolene, γ-Terpinene)레몬 Citral (Citral, γ-Terpinene)

메이플 Methyl cyclopentenolone바나나 Isoamyl acetate바닐라 Vanillin (Guaiacol, Linoleic acid)버섯 1-Octen-3-ol

스페어민트 l-Carvone (Limonene, Menthone)아니스 Anethole야자 γ Nonalactone야자 γ-Nonalactone오이 trans-2-cis-6-Nonadienal

유카립터스 Eucalyptol인삼 2-Methoxy-3-isopropyl pyrazine자몽 Nootkatone (Myrcene, Nootkatone)정향 Eugenol

파인애플 Allyl Hexanoate페퍼민트 l-methol (Eucalyptol, Menthone)

피스타치오 Benzladehyde

알코올은알코올은 향이향이 무척무척 약하다약하다

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알코올은알코올은 가장가장 강력한강력한 침투성침투성 용매이다용매이다

친유(쓴맛) 친수(단맛)친유(쓴맛) 친수(단맛)

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향의향의 Release Release 패턴에패턴에 막대한막대한 영향을영향을 준다준다

향은향은 다양한다양한 영향을영향을 받는다받는다

물리적 안정성

– 휘발 성분의 증발

– 액상 향에서 불용 성분의 결정화

– 유화물의 상분리

안정성 영향요소

– 열 : 휘발성 물질의 손실 또는 생성

– 산화 (터펜, 지방)

효소반응 (향기물질의 생성 또는 분해)– 지용성분의 용해도

– 식품 성분과 흡수, 흡착

화학적 안정성

– 식품 성분과의 반응

– 식품 성분의 분해, 산화 등 반응

– 효소반응 (향기물질의 생성 또는 분해)

– low pH (acid catalysed reactions)

– 지용성 물질의 향기 포집

– 단백질의 향기 포집

안정성에 영향을 주는 화학반응

관능적 안정성

– 표준 견본과의 차이

(보관조건에 주의)

– 소비자가 기대하는 것과의 차이

안정성에 영향을 주는 화학반응

• Aldol 반응 : 알데히드, 케톤

• 에스테르 안정성, 금속 영향

• 광화학 : Photochemical 반응

• 온도 영향, 산, 알카리 반응

• 포장, 용기와 반응, 베이스 영향

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시간이 지나면 품질이 나빠지는 것이 일반적

향기 물질의 손실

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향기물질의향기물질의 산화산화

숙성중숙성중 향기물질의향기물질의 변화변화

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자체의자체의 향과향과 가열가열(Toasting)(Toasting)에에 의한의한 향향

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오크오크 통은통은 또다른또다른 향료의향료의 원천원천

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와인의와인의 향은향은 복합적인복합적인 향향

맛맛 물질과물질과 향기향기 물질물질

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Flavor release patternFlavor release pattern

고분자고분자 쓴맛이쓴맛이 기호도를기호도를 떨어뜨린다떨어뜨린다

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숙성중숙성중 풍미의풍미의 변화변화

• 에탄올과 알데히드의 자극취 감소

• 아세탈, 헤미아세탈 생성

• 에스테르와 와 에스테르 전위

• 산화 : Citrus, 불포화 터펜, 분말류

• 시프트 염기 : 향수류

AcetalAcetal , hemi , hemi acetalacetal : : 축합반응축합반응

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분자가분자가 커진다는커진다는 의미의미 : : 부드러움부드러움 ~ ~ 무미로무미로 변화변화

초음파초음파 진동진동 : : 분자의분자의 배열에배열에 따라따라 쓴맛이쓴맛이 달라진다달라진다

일본 나다 지역(고베시) 후시미(교토시) 등으로부터 술통 운반선에서 흔들려 후지산을 횡으로

보는 항로를 거쳐 에도에 도착하는 술이 일등품이었다. 배에 흔들려 운반된 술은 맛있다고 한

다. 유럽에서는 선장용 술통을 배 맨 앞에 동여매고 항해를 했다. 즉 가장 맛있는 술을 마시는

것은 선장의 특권이었다.

친유(쓴맛) 친수(단맛)

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맛은맛은 종합과학이다종합과학이다

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기호성기호성 : : 음악이음악이 생존에생존에 필수품은필수품은 아니지만아니지만