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양조주 | 발효화학과 포도주의 성분조성(9)

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작성자 관리자 작성일18-07-11 14:34 조회27회 댓글0건

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발효화학과 포도주의 성분조성

 

     아세트알데히드

 아세트알데히드는 알콜발효의 정상적인 부산물이다. Kielhofer는 알데히드 함유는 발효전 이산화황을 첨가했을 때 매우 많아지고 특히 발효중에 이산화화이 첨가되었을 때 많았다. 그들은 또한 불완전하게 발효된 포도주에 활력이 강한 효모의 존재하에 통기했을 때 아세트알데히드가 많이 생성되는 것을 확인하였다.

Kielhofer에 따르면 백포도주에서 아세트알데히드의 비효소적인 생성은 매우 적은데 특히 철분이 없을 때는

더욱 적다. 그들은 일광하에서의 비효소적 알데히드 생성은 어두운 곳보다 많았다. 그들은 알데히드의 대부분은 효소과정에 의해 생성되는 것이라고 결론하였다.

 새로 제조한 포도주에서는 75mg/liter이하로 검출되는데 이 양은 관능적으로는 의미가 없을 정도로 적다. 특히 대부분의 포도주들은 이산화황을 첨가하여 발효시키므로  발효중 대부분의 알데히드를 결합(고정)한다.

그렇지만 알데히드는 향이 강해 Berg는 물에서의 인지도(threshold)가 1.3-1.5mg/liter라고 보고하였다.

Hinreiner는 테이블 와인에서의 인지도는 100 -125mg/liter라고 보고하였다.

 숙성중에는 에타놀의 산화나 막효모의 활동으로 포도주에서의 함량이 크게 증가한다. 스페인산 쉐리주는

500mg/liter까지도 함유하는데 평균은 200 이상이다. Amerine은 산막효모인 Saccharomyces fermentati가

약한 압력과 간헐적인 교반이 동반된 호기조건에서 생장할 경우 1000mg/liter까지 축적되었다고 보고하였다. 새로 병입한 포도주에서 냄새가 사라지는 것은 이산화황 함량이 낮은 포도주에서는 아세트알데히드가 일시적으로만 축적되기 때문이다.

 알데히드 향미가 쉐리에서 중요하나 쉐리의 품질이 아세트알데히드에 의한 것만은 아니다. 다른 알데히드들도 생성되고 또한 중요한 것들이다.

 

     아세탈(Acetal)

 아세트알데히드는 에타놀과 반응하여 아세탈을 형성하는데 아세탈은 강한 알데히드와 유사한 향을 지닌다. 포도주에서는 거의 발견되지 않는 5mg/liter 이하인데 이것은 불안정한 평형상수 때문이다. 반응은 낮은 pH에

의해 촉매된다. 소련 연구자들은 아세트알데히드에 대한 아세탈의 비율은 산막쉐리에서 품질에 대한 중요한 척도라고 믿고 있다.  아세트알데히드와 에타놀과의 반응에서 생성될 수 있는 모든 아세탈; , 2-methyl-

butanol, 3-methylbutanol, 그리고 2-phenylethanol은 상면배양 산막쉐리에서 →→Galetto에 의해 발견되었다.

2,3-butandiol과 글리세롤을 지니는 아세트알데히드의 환형 아세탈들도 쉐리주에서 발견되었다.

 

     Hydroxymethylfurfural

 과당을 산성용액에서 가열하면 탈수되어 다음과 같이 hydroxymethylfurfural을 생성한다.

                               H            H

                          HOC -------COH                                          HC --------CH

                              |           |                                              ||          1|

                   HOH2C-CH     HOC -CH2OH    →                HOH2C -C             CCHO + 3H2O

                                \       /                                                    \       /

                                      O                                                               O

 포도주에서 HMF의 존재는 제조공정중 가열을 했는지에 대한 좋은 지표이다.

스페인에서는 황갈색의 특징을 주기 위해 감미포도주를 가열은하는 것은 금지되었으므로 HMF의 함유에 대해서는 낮은 수준의 법적 허용치가 설정되어 있다. 그것은 카라멜과 유사한 냄새를 지닌다. Amerine은 그가 시험한 154종의 캘리포니아 디저트 와인중 2/3에서 HMF가 함유되어 있었는데 이러한 사실은 제조공정중 가열이 일반화되었다는 것을 시사하는 것이다. 캘리포니아의 감미 쉐리주, Tokay나 Madeira등은 HMF의 농도가

300mg/liter에 이를 것으로 예상된다. 건포도를 일부 사용하는 Malaga도 HMF를 함유하고 있다.  

 

     에스테르와 락톤

 포도주의 에스테르는 효모세포나 박테리아 세포내의 효소적 생성, 숙성이 안된 포도주에서 에스테라제의 촉매작용 , 효소력이 없어진 포도주에서의 느린 수소이온촉매 에스테르화와 전이 에스테르화로부터 생성된다.

이러한 공정들과 에타놀과 초산이 비교적 높은 농도에서는 에칠아세테이트의 함량이 많은 것은 당연하다.

 포도주에서는 중성과 산성의 에스테르가 동시에 발견된다. Amerine이 요약한 여러 종류의 포도주에 함유된 에스테르양은 200-400mg/liter 사이이다.(에칠에스테르 기준). 감미포도주와 쉐리주는 이보다 높았다. 휘발성 중성에스테르는 에칠에스테르로 79 -200mg/liter(쉐리주는 344) 이었다.

 Peynaud는 포도주의 숙성년수에 의해 에스테르가  이론적인 평형농도에 도달하는 것을 보여 주었다.

에스테르의 생성과 평형의 기작은 Peynaud가 제시한 다음의 데이터와 같이 매우 숙성이 오래된 포도주에서도 알기가 힘들다. 

Year 

 Age 

Ratio  maximum 

Ratio  minimum 

Ratio  average 

1893-1914

1926-1930

1931-1932 

22-43

 6-10

 4 -5 

0.73

0.57

0.59 

0.79

0.71

0.73 

0.75

0.66

0.64 

     1933

     1034

    1935 

  3

  2

 0.75 

0.49

0.50

0.28 

0.67

0.65

0.38 

0.62

0.56

0.34 

 

 Hydroxycinnamic酸과 주석산(ρ-coumaroyltartaric, caffeoyltartaric 그리고 feruloyltartaric acid)의 에스테르들도 포도나무잎과 포도주에서 발견되었다.

 Peynaud는 초산의 %보다는 에칠아세트의 절대량을 법적 한계치로 제시하였다. 왜냐 하면

(1)포도주에 순수한 초산을 참가하면 부패한 향미가 없어진다.

(2)상한 포도주에 진공을 적용시키면 냄새가 개선되는데 이 경우는 에칠아세테이트만 제거된다.

(3)포도주에 순수 에칠아세테이트를 첨가하면 상한 특징을 나타낸다.

(4)깨끗한 포도주를 초산과 함께 밀폐된 튜브내에서 가열하면 상한 특징을 나타낸다.

 심하게 상함 특징이 있지만  휘발산도가 낮은  새로운 포도주나 높은 휘발산도지만 상한 특징이 거의 없는

포도주들이 종종 목격된다. Peynaud는 휘발산도의 허용치 대신에 최대 220mg/liter의 휘발성 중성 에스테

함량을 제시하였다(as ethyl acetate). 그렇지만 대부분의 경우 에칠아세트와 초산은 양적에서 비례하므로

한쪽이 높으면 다른 쪽도 높다. 또한 시간이 경과하면 에스테르화 평형은  상호관계를 예측할 수 있는게 해준다. 어려운 휘발성 중성 에스테르 정량분석은 Peynaud의 제안을 받아들이기 곤란하게 하기도 한다.

 Muller에 의하면 포도주의 락톤은 기본적으로 γ-락톤으로 4-OH탄산기의 분자내 환형 에스테르이다. 가장 간단한 락톤은 γ-butyrolactone으로 매우 부드러운 냄새를 지니고 있다. 그러나 이와 유사한 4-hydroxy-

butanoate는 과일냄새를 지닌다. 4번째 탄소를 치환시키면 포도주의 γ-락톤 관능적인 인지도가 낮아진다.   

 

     휘발산도(Volatile Acidity)

 화학자들은 증기와 함께 휘발하는 연쇄길이가 짧은 酸들의 그룹을 휘발산이라 구별하였다.  양조학자들은

이 그룹에서 lactic, succinic, carbonic과 유황을 제외시키고 나머지(formic, propionic, butyric을 흔적량

함유한 초산)가 흔적량 이상 존재하면 부패한 것의 지표로 하고 있다.

 알콜발효 기간중 생성되는 초산의 양은 보통 0.03g/100ml 이하이다. 발효전이나, 발효중, 발효후의 박테리아

활동에 의한 알콜의 산화나 박테리아가 구연산, 설탕, 주석산, 글리세롤 등에 번식하여 다량이 생설될 수도 있다. 식초냄새가 나는 부패한 포도주는 법적 기준에 적용을 받을 수도 있다.

 중화에 의한 고회발산도의 환원은 결합상태의 휘발산들도 감소시키므로 실제적이지 못하다. 산막효모는  왕성한 발효중에 휘발산이 많은 포도주를 과즙에 첨가하는 것과 같이 휘발산도를 감소시킨다. 그렇지만 법적한계를 벗어난 식품을 법적인 한계내로 변경시키는 것은 법적인 측면에서 고려되어야 한다. 더구나 휘발산이 많은 포도주를 발효가 잘 진행되는 과즙에 첨가하는 것은 전체를 오염시킬 수도 있는 모험을 감수하여야 한다.

 정상적인 포도주에는 formic acid는 거의 함유되어 있지 않다. -건포도 포도주에는 다른 포도주보다는 많다.

pH가 높은지 formic acid가 포도주에서 쥐냄새와 연관이 있는지는 확실하지 않다. Butyric acid는 정상적인 포도주에는 극미량 존재하나(10-20mg/liter) 포도주 식초나 (290mg/liter) Ceratonia silque가 첨가된 

(80 -250mg/liter)에는 보다 많은 양이 존재한다. 그렇지만 우리나라 포도주에서는 매우 드믄 일이다.

Propionic acid는 변질되지 않은 포도주에서는 발견되지 않는다.

 시판포도주의 휘발산도의 양은 원료나 발효조건에 따라 매우 차이가 크다. 경험이 말해주듯 세심한 양조자는

휘발산도 0.0340mg/100ml 이하의(as acetic acid) 포도주를 생산할 수 있고 숙성기간중 0.100을 초과하지 않는다. 장기숙성 디저트와인에서 휘발산도와 에스테르의 상관관계에 대해 자세한 연구는 이루어진 적이 없다.

그러나 Madeira와 다른 숙성 디저트와인에서는 숙성중 바람직한 휘발성분이 생성될 경우  높은 휘발산도에 대해 거부감이 적은  것처럼 보인다. Jaulmes에 따르면 프랑스의 한도치는  도매용 포도주 0.15g/100ml(as

acetic acid), 소매용 포도주 0.187 이었다.    

   

         

         

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