Ⅰ. 작물연구 79

과제구분 기본연구 수행시기 전반기

연구과제 및 세부과제 연구분야 수행기간 연구실 책임자

경기지역 특산물 이용 전통주 개발 가공이용 ’15농업기술원

작물연구과강희윤

홍국쌀 이용 수출용 막걸리 개발 가공이용 ’15농업기술원

작물연구과강희윤

색인용어 막걸리, 홍국, 모나콜린 K, 모나스쿠스, 수출

ABSTRACT

This study was carried out to find optimal condition for production of sterilized Hongguk(Monascus sp.) rice makgeolli for exportation. There were results that pre-treatment of Hongguk is milling powder, adding Hongguk period is after 6th day, adding Hongguk quantity is 10% of carbohydrate material. When Hongguk added 20% over, it was inhibited for alcohol producing. After sterilizing at 80℃ for 15min, it was stabilized red color and taste of Hongguk makgeolli. Also steamed rice was better than raw rice for alcohol fermentation. Finally, Hongguk makgeolli has 0.2ppm of Monacolin K with 10% Hongguk rice.

Key words : Makgeolli, Hongguk, Monacolin K, Monasucs sp., Exportation

1. 연구목표

홍국은 곡류에 붉은색을 띄는 사상균을 고체발효시킨 것으로 콜레스테롤 합성을 억제

하는 화합물을 포함하고 있다. 홍국균인 Monascus속 미생물을 쌀에 접종시켜서 홍국쌀을

생산하게 되는데 국내에서는 건강기능식품 중 효소식품, 기능성 쌀로 판매되고 있으며,

홍국적색소와 홍국황색소는 식품첨가물로도 지정되어 있다. 홍국에서 분리되는 모나콜린

K는 고지혈증 치료 의약품 또는 콜레스테롤 조절 기능성식품으로 중국과 일본 등에서

시판되고 있다. 홍국에 포함된 모나콜린 K는 총 콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤의 유의적

감소와 HDL-콜레스테롤의 유의적 증가가 밝혀짐에 따라 기능성 막걸리에 적용코자 홍국

쌀을 이용한 막걸리 연구를 수행하였다. 2000년대 중반에 우리나라에 막걸리붐이 일어

나고, 중국과 일본으로의 막걸리 수출량이 지속적으로 증가하였으나 2011년 일본 지진 및

2015년도 시험연구보고서80

원전사고 이후 막걸리 수출량이 급격히 감소하는 등 막걸리 산업이 타격을 입었다. 이에

막걸리의 수출과 관련하여 기능적인 면을 부각시키고, 색깔있는 술에 관심을 갖는 외국인

들의 기호에 맞춰 홍국쌀을 이용한 유색 기능성 수출용 막걸리를 개발하고자 본 시험을

수행하였다.

2. 재료 및 방법

가. 원료, 균주 및 시약

경기미와 홍국쌀을 이용하여 발효주를 생산하고, 발효제는 개량누룩(한국발효), 데코자임

(glucoamylase 92%, α-amylase 8% 역가 30,000 sp)을 사용하였다. 효모는 시판 중인

Saccharomyces cerevisiae(Laparisienne, Netherlands) 제품을 사용하였다. 또한 알코올

성분분석 및 모나콜린 K 분석을 위한 시약은 특급시약을 사용하였다.

나. 제조방법

담금 방법은 일반적인 원료의 2%에 해당하는 개량누룩을 이용하여 1단 담금을 하였고,

가수량은 150%, 효모는 건조효모로 원료량의 0.5%로 2일간 발효하였다. 발효 2일차에

원료인 백미를 사용하여 2단 담금을 하였고, 홍국은 전처리방법에 따라 증자, 볶음, 분쇄

하여 첨가하였다. 홍국 첨가는 덧술 담금 후 2일차 간격으로 첨가시기를 정하였고, 첨가

량은 전체 원료량 대비 5～30%수준으로 시험하였다. 최종 가수량은 원료대비 150～

180%로 맞추고, 개량누룩은 원료대비 2%, 효모는 0.5%로 술덧을 제조하였다. 알코올 도

수가 15% 이상이 되면 원주제조를 정지시키고, 100 mesh로 제성하여 알코올 도수를

6%로 맞추어 최종제품을 생산하였다. 살균은 최종제품을 병입하여 막걸리 85℃에서 15

분간 처리하였다.

다. 막걸리 품질 및 기능성 성분 분석

알코올은 시료를 원심분리하여 상층액 100㎖에 증류수 100㎖을 첨가하여 자동증류장치를

통해 알코올 90㎖을 회수하고 증류수로 총 부피 100㎖을 적정한 후 디지털알코올 측정

장치를 통해 15℃에서의 알코올 함량을 표시하였다. 총산은 원심분리한 시료 상층액 10㎖를

0.1 N NaOH 용액으로 중화적정한 후 소비된 용액의 부피를 호박산으로 환산하여 표시

하였다. 당도(brix)는 당도계(ATAGO, RX-5000α)로 측정하였고 잔당은 dinitrosalicylic

acid method에 따라 550 nm에서 흡광도를 측정하여 포도당으로 환산하여 정량하였다.

모나콜린K는 시료를 여과지로 여과한 후 원심분리하여 얻은 상층액을 0.2㎛ syringe

filter로 여과한 후 HPLC로 분석하였다. 막걸리의 관능검사는 경기도농업기술원의 훈련

된 관능 평가원들로 하여금 10점 척도로 평가한 후 그 평균값을 구하여 나타내었고, 기

호도는 가장 싫다 0, 가장 좋다 9의 점수로 표시하였다.

Ⅰ. 작물연구 81

3. 결과 및 고찰

가. 홍국쌀 전처리

홍국쌀 전처리 방법에 따른 발효특성의 차이를 알아보기 위해 홍국쌀을 증자, 볶음,

분쇄 처리하여 덧술에 첨가하였다. 첨가한 홍국쌀은 쌀 전체 중량의 5%를 기준으로 덧술

담금시기인 2일차에 첨가하였다. 알코올 생산량은 홍국쌀 전처리 방법에 의한 차이는

없었으나, 발효 초기당도는 분쇄 > 볶음 > 증자 순으로 차이가 있었다. 발효일수에 따른

산도의 변화는 전처리 방법에 의한 차이는 없었다. 하지만, 홍국쌀을 분쇄하여 첨가한

처리군에서 발효주의 색도가 진하게 나타났고, 홍국을 분쇄 첨가할 경우 적색을 나타내는

a값은 증자(0.05) 보다 10배(0.63), 황색을 나타내는 b값은 증자(3.37)와 볶음(3.46) 보다

1.5배(5.14) 높게 나타났었다. 따라서 홍국쌀은 분쇄하여 첨가하는 것이 홍국 발효주의

특징을 높일 수 있는 것을 알 수 있었다.

그림 1. 홍국쌀 전처리 방법에 따른 발효상태

나. 홍국 첨가시기홍국의 첨가시기가 홍국발효주의 미치는 영향을 알아보고자 2일 간격으로 분쇄한 홍국

쌀을 덧술에 첨가하여 발효상태를 조사한 결과는 그림 2와 같다. 덧술 담금과 함께 홍국

쌀을 분쇄하여 첨가하였으며, 첨가량은 원료의 5% 수준으로 하였다. 홍국쌀의 첨가시기가

늦을수록 알코올 생산량은 높게 나타났으며, 당도는 낮게 나타났다. 이는 홍국쌀의 첨가가

2015년도 시험연구보고서82

알코올 발효속도를 늦춰 술덧의 당도가 높아진 것으로 사료된다. 산도에 있어서는 약간의

차이가 있지만 전체적인 경향치는 유사함을 알 수 있었다. 따라서 홍국쌀의 첨가시기는

발효 후기인 6일차에 덧술로 첨가하는 것이 알코올 생산에 영향을 덜 미치는 것으로 사료

된다. 또한, 홍국쌀 발효주의 색은 발효 후기에 넣을수록 색도가 진하게 나타났으나, 알

코올 발효가 끝나가는 발효 8일차에 첨가할 경우 붉은색이 약하게 나타나기 때문에 홍

국 발효주의 특징인 붉은색의 발현과 알코올 생산을 고려할 경우 발효 후기인 6일차에

홍국쌀을 첨가하는 것이 적절할 것으로 사료된다.

그림 2. 홍국쌀 첨가시기에 따른 발효상태

다. 홍국 첨가량

홍국쌀의 적정첨가량을 구명하고자 분쇄한 홍국쌀을 발효 6일차에 5, 10, 20, 30%씩

첨가하였다(그림 3). 홍국쌀의 첨가량이 증가할수록 알코올의 생산량은 감소하였고, 당도

및 산도는 홍국쌀 첨가량에 따라 변화는 있었지만 발효 최종일은 유사하게 나타났다.

홍국첨가량이 20% 이상일 때 알코올 생산에 저해를 받으므로 10%이하로 첨가하는 것이

좋았으며, 붉은색의 발현정도를 감안하여 10% 수준이 적정한 것으로 나타났다.

홍국발효주의 모나콜린 K 함량과 색도는 쌀 함량이 증가할수록 비례적으로 증가하였

으며, 홍국첨가량이 10%일 때 모나콜린 K는 0.2 ppm으로 나타났다(그림 4).

Ⅰ. 작물연구 83

그림 3. 홍국쌀 첨가량에 따른 발효상태

그림 4. 홍국쌀 첨가량에 따른 모나콜린 K 함량

라. 쌀 증자여부에 따른 홍국 발효

쌀을 증자하여 고두밥 형태로 술덧을 발효할 때가 무증자로 발효할때보다 알코올 생산

속도가 2배 빠르고, 홍국 첨가에 따른 발효의 속도는 큰 차이가 나지 않았다. 특히 알코올

15% 수준에 도달하는 시간이 증자일 때는 발효 5일차였지만, 무증자으 경우 발효 11일차에

도달하였다. 또한, 홍국 발효주의 경우 무증자 보다는 증자가 외관과 맛, 바디감, 총평에서

점수가 높았고, 향에 있어서는 큰차이를 보이지 않았다(그림 5).

2015년도 시험연구보고서84

그림 5. 쌀 증자여부 및 홍국쌀 첨가량에 따른 알코올 생산량과 기호도

마. 홍국 발효주 제품 생산

홍국쌀 첨가량에 따른 발효주 생산에 있어 알코올 생산량은 홍국쌀 첨가량이 증가함에

따라 감소하였으며, 홍국량이 20%이상이 되면 알코올 생산량이 낮아졌다. 술덧의 당도와

산도, pH는 큰 차이가 없었으나, 환원당은 감소하였다(표 1).

표 1. 홍국쌀 첨가량에 따른 발효주 품질

알코올(%) 당도(brix) 산도(%) pH 환원당(g/L)

홍국 5% 17.3 13.13 0.37 4.07 15.01

홍국 10% 16.6 14.02 0.37 4.08 13.38

홍국 20% 15.8 13.89 0.38 4.01 11.53

홍국 30% 14.2 14.28 0.37 3.95 12.41

수출용 막걸리 제조를 위한 살균처리는 병입후 80℃에서 15분간 후살균하였다. 홍국쌀

첨가량에 따라 살균 전후의 색도변화는 살균 후 홍국쌀 특유의 붉은색은 약간 진해짐으

로서 살균에 대한 색은 안정적이었다(표 2).

표 2. 홍국쌀 첨가량 및 살균여부에 따른 발효주의 색도 변화

L a b

살균 전 살균 후 살균 전 살균 후 살균 전 살균 후

홍국 5% 54.60 76.94 14.60 13.18 19.78 14.42

홍국 10% 42.64 70.05 18.81 22.85 22.87 19.69

홍국 20% 34.12 61.84 30.81 31.62 33.60 23.90

홍국 30% 22.10 53.88 36.39 43.88 38.51 27.22

Ⅰ. 작물연구 85

4. 적 요

본 연구는 홍국쌀을 이용하여 기능성(모나콜린 K)이 함유된 막걸리를 개발하여 전통

주의 다양화를 통한 수출용 막걸리를 제품화 하기 위하여 수행하였다.

가. 홍국쌀을 분쇄하여 첨가한 처리군에서 발효주의 색도가 진하게 나타났고, 홍국을

분쇄 첨가할 경우 적색을 나타내는 a값은 증자(0.05) 보다 10배(0.63), 황색을 나

타내는 b값은 증자(3.37)와 볶음(3.46) 보다 1.5배(5.14) 높게 나타났었다.

나. 홍국쌀 발효주의 특징인 붉은색의 발현과 알코올 생산을 고려할 경우 발효 후

기인 6일차에 홍국쌀을 첨가하는 것이 적절하였다.

다. 홍국첨가량이 20% 이상일 때 알코올 생산에 저해를 받으므로 10%이하로 첨가

하는 것이 좋았으며, 붉은색의 발현정도를 감안하여 10% 수준이 적정한 것으로

나타났다.

라. 쌀을 증자하여 고두밥 형태로 술덧을 발효할 때가 무증자로 발효할때보다 알코올

생산 속도가 빠르고, 외관과 맛, 바디감, 총평에서 점수가 높았다.

마. 80℃에서 15분간 후살균할 경우 홍국쌀 특유의 붉은색은 약간 진해짐으로서 살균

후에도 붉은색은 안정적으로 유지되었다.

5. 인용문헌

Kim C.A., Kim E.S., Eun J.B. ,Wang S.J., Wang M.H. Changes in Physicochemical and Sensory Characteristics of Rice Wine, Yakju Prepared with Different Amount of Red Yeast Rice. Korean J. Food Sci. Technol. 39:309-314 (2007)

Kim J.H., Lee S.Y., Choi S.Y. and Lee J.S.Characterization of physiological functionalities in Korean traditional liquors. Korean J. Food Sci. Technol. 34:118-122 (2002)

Lee H.S. Quality Characteristics of Red Yeast Rice Makgeolli Brewed with Differently Added Ratio of Red Yeast Rice and Different Kinds of Nuruk. Master Thesis. Graduate School of Industry, Myongji University.(2012)

6. 연구결과 활용제목

○ 수출용 홍국막걸리 제조 방법(기술이전 예정)

2015년도 시험연구보고서86

7. 연구원 편성

세부과제 구분 소속 직급 성명 수행업무참여년도

’15

수출용 홍국

막걸리 개발책임자

농업기술원

작물연구과농업연구관 강희윤 과제총괄 ○

〃

〃

〃

〃

농업연구사

농업연구사

농업연구관

농업연구관

서재순

이용선

원선이

박인태

주류분석

기능성분석

기호도 조사

시험결과검토

○

○

○

○