Antioxidant Activity and Main Volatile Flavor Components of Mulberry Wine Fermented with Saccharomyces cerevisiae B-8

토종발효미생물을 이용한 오디 발효주의 항산화 활성 및 향기성분 분석

This study was carried out to develop mulberry wines fermented with traditional microorganisms (Saccharomyces cerevisiae B-8). S. cerevisiae B-8 is a traditional fermentation microorganism isolated from domestically grown Rubus occidentalis. Each S. cerevisiae B-8 and Fermivin was inoculated into mulberry up to $1{\times}10^9$ CFU/kg, followed by incubation at $25^{\circ}C$ for 10 days. Mulberry fermented with S. cerevisiae B-8 (MBB) had a high alcohol content (16.47%), and the fermentation rate of MBB was faster than that of mulberry fermented with Fermivin (MBF). The total polyphenol and flavonoid contents of MBB were higher than those of MBF. DPPH radical scavenging activity of MBB was as high as that of MBF. ABTS radical scavenging activity of MBF was higher than those of MBB and mulberry juice (MBJ). In addition, reducing power of MBB was much higher than other samples. Flavor constituents of the two fermented wines were analyzed by gas chromatography and mass spectrometry. Twenty-three compounds from the sample were separated and identified as fifteen esters, six alcohols, an aldehyde, and an acetate. Particularly, tetradecanoic acid, ethyl ester of orris and violet flavor were ten times more abundant in MBB than in MBF. Several ester components were two times more abundant in MBB than in MBF. In conclusion, current findings indicate that MBB might have better antioxidant activities with flavor, which contributes to improved wine production with high quality and function.

본 연구에서는 토종발효미생물 S. cerevisiae B-8을 이용한 오디 발효주(MBB)와 시판건조효모 Fermivin을 이용한 오디 발효주(MBF)의 발효 품질 특성을 비교하였고, 항산화능을 확인하기 위하여 두 종의 제조된 발효주와 오디생과 착즙액의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 및 DPPH radical 소거 활성, ABTS radical 소거 활성, 환원력을 측정하였다. 또한 토종발효미생물 S. cerevisiae B-8로 발효한 발효주의 향기성분을 Fermivin 발효주의 향기성분과 비교하여 풍미나 식향에 대한 영향을 분석하였다. S. cerevisiae B-8은 국내 복분자로부터 분리된 토종발효미생물이며, 이와 Fermivin을 각각 오디에 $1{\times}10^9$ CFU/kg으로 접종하여 $25^{\circ}C$에서 10일 동안 발효를 진행하였다. 그 결과 MBF의 최종 품질은 알코올 15.44%, 당도 $11.2^{\circ}Bx$, 산도 0.75%로 발효 속도는 MBB보다 약 2배 정도 빠르며 최종 알코올 생성량이 약 1% 정도 높아 우수한 알코올 생성능을 보였다. 총 폴리페놀 함량은 MBF가 $1.90{\pm}0.02$ GAE mg/mL, MBB는 $1.97{\pm}0.01$ GAE mg/mL로 Fermivin보다 토종발효미생물인 S. cerevisiae B-8로 발효한 MBB가 가장 높은 함량을 보였고, MBB의 총 플라보노이드 함량($0.57{\pm}0.01$ RU mg/mL)은 MBF와 비슷한 함량을 보였으며, MBJ보다는 감소하는 경향을 보였다. 항산화 활성 검증을 위한 DPPH radical 소거 활성의 $IC_{50}$ 값을 비교한 결과 오디 착즙액보다 두 종의 발효주의 활성이 증가하였고, MBB($73.62{\pm}0.37{\mu}L/mL$)와 MBF($70.86{\pm}0.79{\mu}L/mL$) 간에 유의적인 차이는 없었다. ABTS radical 소거 활성 결과 $IC_{50}$ 값은 MBB($19.16{\pm}0.25{\mu}L/mL$), MBF($19.90{\pm}0.19{\mu}L/mL$), 착즙액 순으로 높은 활성을 보였고, 환원력도 MBB가 MBF보다 농도 의존적으로 높은 활성을 보여 항산화 활성 실험 결과 MBB가 MBF보다 우수한 활성을 보였다. 두 종의 오디 발효주에서 분석된 23개의 휘발성분(Table 4) 중 술의 향기성분에 크게 관여하는 과일향이나 와인향의 풍미를 지닌 ester류 15종과 과일향의 acetate류 1종, aldehyde류 1종과 술의 주성분인 ethyl alcohol을 제외한 alcohol 6종이 분석되었다. Ethyl caprylate와 달콤하면서 견과류 향을 나타내는 decanoic acid, ethyl ester가 MBF보다 2배 이상 높은 함량을 보였으며, 부드럽고 orris, violet과 같은 oil 특성을 나타내는 tetradecanoic acid, ethyl ester는 MBF보다 MBB가 약 10배 많은 함량을 보였다. 그 외 술의 향미에 크게 관여하는 ester류 화합물이 MBB보다 MBF에서 대체적으로 더 높은 함량을 보였다. 결과적으로 토종발효미생물 S. cerevisiae B-8을 이용한 발효주는 시판되는 Fermivin을 이용한 발효주보다 우수한 항산화 활성을 보였으며, 향기성분 분석 결과 상대적으로 풍부한 ester 화합물을 지녀 향미나 식향에도 도움을 줄 것으로 판단되어 토종발효미생물 S. cerevisiae B-8의 산업적 활용가치가 높을 것으로 판단된다.