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양조주 | 발효화학과 포도주의 성분조성(10)

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작성자 관리자 작성일18-07-11 14:36 조회25회 댓글0건

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발효화학과 포도주의 성분조성

 

     결합형 산류(Fixed acids)

 포도나 포도주의 산류중 증기에 의해 휘발되지 않는 산류를 결합형 산류라 부른다. 주석산과 능금산 그리고 중성화된 음이온들이 결합형 산류의 주류를 이루고 있다. Krebs 싸이클 산류와 기타 몇종류의 산류가 소량 포도에서 발견할 수 있다. Suuccinic, latic, pyruvic 등 몇 종류의 산류들은 가장 중요한 산류들로서 발효중 생성된다. 산류는 포도주에서 신맛때문에 중요하고 오염 미생물, 색소, 수소이온촉매 효과로도 중요하다. 주석산과 능금산은 비교적 높은 농도와 해리상수로 인해 포도주의 pH를 3과 4 사이에서 완충작용을 한다.

 酸味는 수소이온농도와 비해리 酸에 의한다. 왜냐하면 pH와 酸味사이에는 직접적인 상관관계가 없기 때문이다. Berg가 행한 여러 가지 酸類들에 대한 인지농도는 다음과 같다. 

 

Acid 

pKa1 

pKa3 

Threshold

 g/100ml 

Difference

 Threshold

  g/100ml 

Citric

Lactic

Malic

Succinic 

3.09

3.81

3.46

4.18 

4.39

 -

5.05

5.23 

0.0023 -0.0025

0.0038 -0.0040

0.0026 -0.0030

0.0034 -0.0035 

0.07

 -

0.05

 - 

SULFUROUS

Tartaric

Bitartarate 

1.77

3.01

 - 

7.00

4.05

 - 

0.0011

0.0024 -0.0027

0.0075 -0.0090 

 -

0.05

0.10 

 

  * At 0.25% for δ-tartaric, at 0.30% for potassium acid tartarate, at 0.21% for malic, and at 0.23% for

    L-malic

  * Potassium acid tartarate

 

 Muniz는 포도주의 산미는 주로 酸鹽에 의한다고 하였는데 대부분의 酸類는 부분적으로 중화되어 있기 때문이다. 용해성 염은 산미를 감소시키는 것처럼 보인다. Amerine은 같은 滴定酸度에서 시큼한 맛의 감소순서는

malic, tartaric, citric, lactic 順이라고 보고하였다. 같은 pH에서는 감소순서가 malic, lactic, citric, tartaric 順이었다. 이 보고에서 주목할 점은 페널들이 감지할 수 있는 pH(0.05 pH unit)와 적정산도(0.02 -0.05%)에서의

상대적인 냄새차이였다. 그들은 pH와 적정산도 모두 시큼한 맛에 대한 관능적 반응을 측정하는데 중요하다고 결론 지었다.

 Hinreiner는 설탕 10%까지는 산의 인지농도에 영향을 미치지 않는 것을 발견하였다. 그렇지만 에타놀은 산의 인지농도를 증가시켰고 설탕이 존재할 경우 효과는 더욱 커졌다. 탄닌도 설탕이 없어도 酸에 대한 최소감지차이를 증가시켰다. 살탕은 탄닌이 없으면 이러한 효과가 없다. 그렇지만 설탕은 酸의 최소감지차이농도에 대한 탄닌의 효과를 최소화시켰다. Hinreiner는 백포도주에서 차이 인지농도가 0.15g/100ml이라고 보고하였다.

1%의 설탕은 차이감지농도를 변화시키지 않았다. Ough는 포도주에서 酸類에 대한 차이인지농도를 연구하였다.

 포도에서 Potassium acid tartarate는 과포화용액으로 존재한다. 알콜에는 용해도가 낮기 때문에 발효나 발효후에는 침전이 일어난다. Cambitzi는 오래 숙성된 포도주에서 광학적으로  불활성인  racemic tartarate가

축적되는 것을 발견하였다. 포도에는 dextrotartaric acid만 존재하는데 이것은 autoracemization 되는 것을

의미한다. Racemic tartaric acid의 칼슘염은 dextro염에 비해 1/8 정도 용해된다. Calcium tartarate는

pH가 높으면 용해도가 감소한다. DeSoto는 캘리포니아 디저트 와인의 pH를 3.70 이하로 유지할 것을 권장하였다.

 Genevois는 주석산(tartaric acid)은 철이온의 촉매작용에 의해 dihydroxymaleic acid를 생성하고 다시

산화-환원과 탈탄산작용에 의해 최종적으로 glyoxal이 생성된다. Baraud는 dihydroxymaleic acid는 발견하지 못하였다. Rodopulo는 주석산의 철촉매 변화에 대해 연구하였다. 그는 glyoxalic과 oxalic acid가 산화산물이라고 보고하였다. 병입저장중에는 diketosuccinic acid와 dihydroxymaleic acid가 생성될 것이라 생각하였다. Dihydroxymaleic acid는 주석산의 산화를 가속시켰다. 정확한 기작은 명확하지 않은데 몇몇 양조학자들은 dihydroxymaleic acid의 존재와 중요성에 대해 의문시하였다.

 주석산은 dihydroxyfumalic과 diketosuccinic acid를 거쳐 oxalic으로 변하는 것으로 보인다. Dupuy에 따르면 dihydroxyfumalic과 diketosuccinic acid는 거의 축적되지 않는다. Oxalic acid의 또 다른 근원(sourcer)은 L-ascorbic acid이다. Ascorbic acid는 dehyhydroascorbic acid로 산화되었다가 다시 산화되어

oxalic과 L-threonic acid로 분해된다. 산화는 낮은 pH에서 빨리 진행된다.

Polyphenoloxidase는 ascorbic acid의 산화적 분해를 직접적으로 촉진시킨다.

 Maleic acid는 알콜발효중 10-30%까지 감소한다. Peynaud는 이것은 두개의 수소원자가 쪼개져 생성된

oxaloacetic acid가 탈탄산되어 아세트알데히드가 되고 이것은 수소수용체가 되어 에타놀로 환원된다.

Malic acid에 대한 말로-라틱발효의 영향에 대해서는 다음에 다루기로 한다.

 포도의 구연산은 여러 종류의 박테리아로부터 침해를 당해 초산을 생성시킨다. (적포도는 백포도에 비해 덜하다.). 구연산은 철과 복합체를 형성하므로 종종 iron casse방지제에 첨가되기도 한다. 여러 나라에서 구연산 첨가한도량이 정해져 있다.(보통 0.05g/100ml). Sauternes는 이보다 함유량이 훨씬 많다. 그러므로

0.08g/100ml을 초과하는 포도주에 0.05g 이상 첨가되었는지 아닌지는 말할 수 없다. Amerine은 여러 종류의

포도주 평균함유량은 0.01에서 0.03이라고 보고하였다.

 구연산은 숙성중 서서히 탈탄산된다. Citramalic(또는 α-methylmalic) acid도 그 중 한가지 생성물이다.

Carles는 과즙에서는 citramalic을 발견하지 못하였다. 따라서 포도주에 존재하는 것은 구연산의 탈탄산때문인 것으로 믿었다. 그렇지만 Ditotaki는 citramalic acid는 오직 알콜발효의 생성물이라고 믿었다.

 Succinic acid는 알콜발효의 생성물이다. 일반적인 법칙으로는 테이블 와인에서 부피로 환산하여 알콜의

약 1%  존재하지만 생성된 succinic acid의 무게는 알콜무게의 0.68 -2.25 % 정도이다. 발효말기보다는

발효초기에 많이 생성되며 발효된 성탕 g당 생성량은 과즙이나 효모에 따라 차이가 있다.

숙성이 알된 포도주에서는 비교적 높은 농도의 ethyl acid succinate도 발견된다. Succinic acid는 박테리아

침해에 매우 강하다. 짜고 쓰고 신맛을 특징으로 하고 있다.

 젖산은 냄새가 약하고 약산성이다. 젖산은 알콜발효의 정상적인 부산물로서 0.04 -0.75g/liter 생성된다. 말로-라틱발효와 오염미생물과의 관계에 대해서는 다음에 설명한다. 쉐리주의 숙성중에 ethyl ester와 함께 서서히 증가한다. 젖산은  말로-라틱발효와 moreso에서 왕성한 박테리아 활동에 의해 증가한다.

적포도주에서 백포도주에 비해 더많이 생성된다.   

 나머지 결합산류들은 크게 중요하지 않다. Glyoxalic acid는 포도주와 포도에서 발견할 수 있다. 병충해를 당한 포도는 0.13%의 glucuronic acid와 1.0%의 ghluconic acid가 생성된다. 반면 정상적인 포도에서는  단지 0.03%의 glucuronic acid가 생성된다. Peynaud가 연구한 바에 의하면 Botrytis균메 오염된 포도는 gluconic

acid가 0.29 -2.46g/liter로 평균은 1.02 gliter였다.  

 Wurdig는 평균 68mg/liter의 2- , 3 -methyl -2,3-dihydroxybutyric acid 와 2 -hydroxyglutaric acid(and

its lactone)를 보고하였다. 또한 Mohler는 포도주에서 2-methyl-2,3-dihydroxybutyric acid(20 -525mg/liter,

평균 92)을 발견하였다.

 Carbonic acid는 포도주나 탄산포도주에서  특별하게 작용한다. 냄새도 없고 맛도 거의 없지만 감촉이 있어 포도주에서 거품이 유출될 때 향을 강하게 해준다. 탄산가스가 남아 있는 포도주는 많을수록 좋아진다. 그것은 포도주 표면의 산소를 축출시켜 산화작용을 억제시킨다.

 새로운 포도주는 탄산가스로 포화되지만 점차 탄산가스는 소실된다. 포도주에서 탄산가스의 상태에 대해서는 Lonvaud가 조사하였다. 그것은 같은 조성의 물-알콜 용액과는 다르다. 포도주는 탄산가스를 물-알콜

수용액에 비해 오랜 기간 保持한다. 포도주가 압력하에 저장된 기간은 탄산가스가 유출되는 속도에 영향을 미친다.

 Anderson에 의하면 맥주에서는 탄산가스는 용해되어 carbonic acid 와 평형을 이루고 읿부는 염기성염이나

carboamino 화합물을 형성하고  일부는 콜로이드와 결합한다. 탄산가스가 맥주로부터 쉽게 이탈되는 사실로부터 그는 이것이 화학적 힘에 의한것이 아니고  대신 탄산가스와 단백질과의 관계는 전자상태의 인력,(

electro static attraction)  즉 carbonic acid의 음극(negative pole)이 양으로 하전된 맥주 단백질에 흡수되는

현상이라고 믿었다. 이것은 전기분해 실험에 의해 뒷받침되었다. Amerine이 요약한 데이터에 의하면 새로운 포도주에는 탄산가스가 과포화상태로 존재하고 있다. 낮은 탄산압에 대한 Ettienne의 데이터는 <표>에서 볼 수 있다. 압력과 탄산가스, 온도와의 관계는 다음에 기술한다.

             

              <표> Relationship of pressure at 15.56℃  to amount of carbon dioxide in wine

Pounds pressure per sq.in 

 Volume of CO2 

CO2 dissolved  g/100ml 

0

1

2

3

4

0.95

1.00

1.08

1.15

1.23

1.30

0.1886

0.1964

0.2121

0.2259

0.2416

0.2560 

6

7

8

9

10 

1.35

1.40

1,45

1.52

1.65 

0.2652

0.2750

0.2848

0.2986

0.3241 

  

 Miller은 포도주에서 탄산가스 주입전 탈기는 탄산가스의  주입(침투을) 쉽게 하고 마개가 개봉되었을 때 가스의 유출을 지연시킨다고 하였다.   

 존재하는 탄산가스의 형태는 러시아 업자들에게 자극을 주었는데 이에 대해서는 Amerine이 요약하였다.

물리적인 흡착 또는 에스테르화 반응이 제시되었다. 정상적인 포도주에는 Diethyl-pyrocarbonate 는 존재하지 않았다.

   

 

         

         

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