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양조주 | 발효화학과 포도주의 성분조성(8)

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작성자 관리자 작성일18-07-11 14:31 조회31회 댓글0건

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포도주의 성분조성

 여기에서는 주로 법적, 생화학적, 관능적인 중요성을 다루고자 한다.

 포도주는 유기성분과 무기성분들의 복잡한 혼합물이다.

 

     에타놀

 에탄놀의 생화학적인 관점에 대해서는 다른 장에서 다루고자 한다. 포도주의 관능적인 품질면에서의 중요성에 대해서는 아직까지 충분한 연구가 없었다. 농도가 낮은 에타놀은 냄새가 약하지만 냄새성분들에 대해서는 훌륭한 용매제이다. 약간 감미가 있어 신맛을 부드럽게 해준다. 알콜을 제거시킨 포도주는 알콜을 함유한 같은 포도주에 비해 신맛이 강하다.  Berg에 의하면 냄새인지농도는 0.004 -0.0052g/100ml이다.

Hinreiner는 설탕은 알콜의 인지도를 크게 하고  또한 최소 감지차이농도와 효과는 설탕과 알콜의 농도가 높을수록 커진다. 아래의 데이터가 대표적이다.

Ethanol % 

Sucrose 0% 

Sucrose 5% 

Sucrose 10% 

Sucrose 15% 

 0

10

15 

0.005

2.0

3.0 

0.15

3.0

4.0 

0.35

4.0

4.2 

0.45

4.0

4.2 

 

 이것은 설탕과 물과 알콜용액에 대한 것이다. Hinreiner는 포도주에서는 설탕의 첨가로 인한 인지도의 차이는

발견하지 못하였다.

 에타놀에 대한 법적인 한계는 국가별로 차이가 큰데 보통 세금구조와 관련되어 있다. 몇몇 국가에서는

고알콜 포도주는 고세율일 뿐만 아니라 정부의 감시가 매우 엄격하다.

 

     메타놀

 메타놀은 예를 들면 휴젤알콜이 글라이신으로부터 생성되듯이 알콜발효에 의해 생성되지 않고 주로 천연적으로 생성된 펙틴의 가수분해로 생성된다는 것이 일반적으로 인식되어 왔다. 과즙이나 찌꺼기에 펙틴분해효소가

첨가되었을 때 고농도의 메타놀이 생성되었다고 보고되었다. 껍질과 함께 발효시킨 과즙에서 많이 생성되고

로제와인이나 백포도주보다 적포도주에서 많이 함유되었다. 기타 괴실주에서는 특히 함량이 높았다.

Flanzy는 물에 불린 포도로 제조한 포도주가 그렇지 않은 포도로 제조한 포도주보다 메타놀함량이 높은 것을 발견하였다. Flanzy는 백포도 과즙의 발효기간중에는 메타놀함량이 변화지 않는 것을 발견하였다. 발효기간중 적포도과즙에서는 메타놀 함량이 증가하였다. 적포도 과즙에서 메타놀 함량이 높은 것은 과일의 고형분에

methyl esterase함량이 높기 때문이다.

 포도주에서의 메타놀 함량은 흔적에서부터 0.635g/liter으로 평균 0.1g/liter정도이다. Ribereau는 0.036에서

0.350g/liter사이라고 하였고 Feduchy는 220종류의 스페인산 포도주에서는 0.039에서 0.624g/liter 사이라고

보고하였다. Flanzy는 V.vinifera대 프랑스-미국 교배종에서의 메타놀 농도에 대해 논쟁하였다.

메타놀의 관능적인 중요성에 대해서는 연구된 적이 없다.

 

     고급 알콜류 

 알콜음료의 발효기간중 고급알콜의 형성에 대해서는 Castor 등에 의해 연구되었다. 휴젱유에 존재하는 복합물들과 이와 관련된 천연 아미노산들은 

 1-propanol, 2-methyl-1-propanol,  2-methyl-1-butanol,  3-methyl-1-butanol,  2-phenylethanol 들이다. 

급이 다른 유기화합물을 포함한 수많은 다른 알콜들도 휴젤유에서 발견된다. 고급알콜류 탄소의 골격구조는

한개 이상의 탄소원자를 갖는 아미노산에서 유래되거나 pyruvate로  해당경로를  거치는 육탄당에서 유래된다. Guymon이 주목한 바와 같이 포도주에서 휴젤유의 관능적인 중요성은 잘 인식되어 있지 않다. 테리블 

와인의 휴젤유 함량은 0.14 -0.42g/liter이고 디저트 와인의 휴젤유 함량은 0.16 -0.90 g/liter인데 함량이 높은 것은 휴젤유가 많은 강화 스피릿을 첨가하기 때문이다.

 고급알콜류는 매우 낮은 농도에서도 관능적인 품질면에서는 중요한 역활을 한다.

포루투갈의 감미포도주 업계는 어느 정도 휴젤유의 농도가 높은 것을 당연시하고 냄새를 즐기기도 한다.

미국에서는 휴젤유 함량이 높은 디저트 와인은 좋지 않다고 생각한다. Filipello는 캘리포니아 디저트와인에서는 휴젤유 함량과 관능적 품질은 반비례관계인 것을 발견하였다.

 Guymon은 적포도주가 백포도주보다 휴젤유 함량이 약간 높다고 하였다. Schmidt는 포도 품종에 따라 차이가 있고 가압탱크발효로 제조된 와인은 휴젤유 함량이 적고 보당한 과즙으로 제조한 포도주는 함량이 많다고 하였다. Guymon 등은 호기적인 발효조건에서는 휴젤유 함량이 높은 포도주가 생산될 수 있다고 하였다.

적포도주에서와 같이 껍질이 함유되거나 포도주에 통기를 하는 경우 고급알콜의 함량이 크게 증가하였다.

발효력이 낮은 효모들(Hansrnula anomala, Debaryomyces hansenii)도 고급알콜 생성량이 많았다.

Crowell은 발효기간중 격렬하게 통기시키면  고급알콜의 생성이 크게 증가하고(7배 까지) 3-oxobutane-

2-ol과 2,3 butadione이 생성된다고 설명하였다. 또한 천연의 현탁물질들도 고급알콜의 생성을 크게 증가시키는데 특히 isobutyl과 isoamyl alcohol이 크게 증가하였다. 현탁된 고형분들에 의한 1-propanol과 2-methyl-

1-butanol의 생성은 변화가 없었다. 효모의 고급알콜유 생성능에 차이가 있는 것도 발견되었다. 

Yeast 

1-propanol 

2-methyl-1-propanol(isobutanol) 

2-methyl-1-butanol (Act.-amyl) 

3-Methyl-1-

butanol 

Burgundy

Jerez

Montrachet 

18.2

20.2

 2.6 

12.4

 8.4

 2.7 

12.0

 4.5

16.5 

57.4

66.9

78.2 

Amerine은 고급알콜은 자체의 냄새로 중요할 뿐만 아니라 다른 향기물질들에 대한 용해력과 휘발성에서도

중요하다고 설명하였다.

 

     Polyols 와 이와 관련된 화합물

 Pasteur는 알콜발효의 부산물로 글리세롤에 대해 보고하였다. 알콜에 대한 글리세롤의 비율은 밝혀진 바 없다. Castino는 포도품종이 포도주의  2,3-butandiol 생성에 미치는 영향을 연구하였고 Svejcar는 글리세롤 함량에 대한 효모의 종류와 온도의 효과에 대해 정량하였다. 여기에는 여러가지 이유들이 있다.

Gentilini에 의하면 글리세롤 생성은 낮은 온도, 높은 주석산 함량, 이산화황의 첨가 등에 의해 증가하였다. 당분의 증가로 인한 에타놀 증가에 비해 글리세롤 수율증가는 적었다. 비타민과 기타 생장요소들은

글리세롤 함량을 변화시키지 않았다. 대부분의 글리세롤은 발효초기 단계에서 생성된다. 효모들간에는

글리세롤 수율이 차이가 많았다. 곰팡이 특히 Botrytis cinerea에  오염된 포도는 글리세롤을 함유하므로 그러한 과일로 제조된 포도주는 글리세롤과 mucic acid 함량이 높았다.  

 Amerine은 수많은 글리세롤치들을 요약하였다. 양조학자들은 글리세롤이 단맛과 기름성분으로 인해 관능적으로 매우 중요하다고 생각하여 왔다. Berg는 물에서의 글리세롤 인지도는 0.38 -0.44% 로 설정하였다.    

Hinreiner는 pH를 3.4로 산성화시키면 인지도는 1.5g/100ml로 상승하고 10% 알콜용액에서는 1.0g/100ml라고

보고하였다. Hinreiner는 0.3g/100ml의 글리세롤을 함유하는 백포도주에서의 인지도(0.9g/100ml)와 0.8g/100ml의 글리세롤을 함유하는 적포도주의 인지도(1.3g/100ml)가 서로 다른 것을 발견하였다. 이러한 결과들은 글리세롤이 포도주의 품질에 중요하다는 것을 시사하지는 않는 것으로 특히 감미포도주의 경우는 더욱 그렇다.

 Ribereau는 arginine과 ammonia는 2,3-butandiol의 생성을 촉진시키고 cysteine과 아미노산 보충은

succinic acid의 생성을 촉진시켰다. 높은 함량의 아미노산과 암모니아는 또한 초산의 생성을 증가시켰다.

이 연구결과를 실제의 조건에 적용시키는 것은 매우 흥미있는 일이다. 왜냐 하면 캘리포니아 과즙은 질소함량은 높지만 초산생성은 적기 때문이다. 글리세롤이나 2,3-butandiol에 대한 정성분석은 연구업무 외에는 별 흥미가 없다. 보당이 사용되는 유럽에서 Rebelein은 K값(글리세롤 비율 x 2,3-butandiol/alcohol)이 7x10-6이라하라면 보당이나 알콜첨가, 덜익은 포도의 사용 등을 알수 있음을 시사하였다.Hennig는 원산지가 알려진 포도주에 이것이 사용되는지는 발견하지 못하였다. 그는 Rebelein이 사용한 분석법은 정확한 것이라고 보고하였다.

 알콜발효 기간중 생성되는 2,3-butandiol, 3-oxobutan-ol(acetoin)과 2,,3-butandione의 기원(origin)에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않았다. 몇몇 생화학자들은 효모의 어떤 종은 glycol만 생성하고 다른 효모들은

ketol맍 생성한다고 믿고 있다. 또 다른 학자들은 발효가 왕성하면 두가지 모두 생성된다고 하였다. Lafon은

생성되는 ketol의 양은 호흡의 강도와는 별개라는 전제하에 그것은 diol의 산화에 의해 생성되지 않는다고

생각하였다. Amerine은 결과가 일정하지 않은 것은 실험기법의 차이 때문이라고 하였는데 배지의 연령,

산화-환원력의 차이 등이다. 그는 여러 종류의 포도주에 존재하는 양에 대한 데이터를 요약하였다. 

2,3-butandiol은 0.1-1.6g/liter로 평균은 0.4에서 0.9 사이였다. 존재하는 양은 품질과는 관계가 없는 것처럼 보인다.(실제로 무취하고 약간 쓴맛, 단맛이 있지만 10-20배량의 glycerol에 가려진다.) .발효된 당이 많은 포도주에는 함량이 많다. 이것은 2,3-butandiol과 알콜의 상관관계는 포도주가 가당했는지 여부를 알 수 있는 기본이 된다는 것을 암시해준다. Armagnac brandy는 Cognac에 비해 8배나 함량이 많다. Peynaud는 이러한 사실이 서로 다른 브랜디를 구별하는데 유용하다고 제안하였다.

 3-Oxobutane-2-ol은 냄새는 있지만 함유량은 적다 ; 2-84mg/liter, 독일 포도주는 3-32mg/liter라고

Dittrich는 보고하였다. 알콜발효시 발효중간 단계에서 25-100mg/liter 까지 증가하다가 대부분이 없어진다고 Guymon이 보고하였다. 이러한 현상은 중간단계에서 발효를 멈추는 강화 포도주에 함량이 많다는 것을 설명해 준다. 부상배지로 제조되는 쉐리주에는 매우 함량이 높다는 보고가 잇다. 이 경우 확실한 원천은 아세트알데히드를 거쳐 생성된 에타놀이다. 2,3-Butadione은 이러한 쉐리주에는 정상적인 함량수준으로 존재한다.

(이것은 먼젓번 보고와 상반되나 그 당시 사용된 방법은 ketol과 dione를 구별하지 않았다). 아세트 알데히드가 첨가되거나 Acetobacter에 감염된 포도로 발효된 포도주에는 ketol함량이 많다고 보고되었다.

 2,3-Butadione은 버터 냄새가 있고 많은 경우 관능적으로 중요하다. Dittrich는 정상적인 포도주에

평균 0.2mg/lietr 존재한다고 보고하였다. 0.89mg/liter 이상인 경우 신(sour) 밀크 냄새가 느껴진다. 코냑

브랜디가 찌꺼기로 제조한 브랜디보다 함량이 많다는 것은 이상한 일이다. 대표적인 분석치는 다음과 같다.

 

               <표>2,3-Butadiol,  3-Oxobutan-2-ol and 2,3-Butadione in wines

     Diol  mg/liter 

     Ketol     mg/liter 

     Dione     mg/liter 

 492

 513

 535

 612

 628

 653 

 2.0

 9.6

 7.6

 7.8

 4.6

 3.0 

0.4

0.7

0.4

0.5

0.1

0.6 

 720

 750

 763

 783

 828 

10.7

 5.4

14.8

 3.6

 5.2 

0.3

0.1

0.3

0.3

0.1 

1260

1298

1485 

15.2

30.3

84.0 

1.6

1.6

1.8 

 

 Inositol,(CHOH)6(또는 myo-inositol)은 포도주에서 발견되는 또 다른 알콜이다.

Mannitol, CH2OH(CHOH)4CH2OH은 과당의 환원으로 박테리아 오염의 산물이다.

Sorbitol은 과일 특히 사과가 첨가됐는지를 알 수 있는 지표이다.   

 

   

         

         

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