최근 국내에서는 성인병의 증가로 건강 기능성 식품에 대한 관심이 커짐에 따라 건강 활성물질을 다량 함유하고 있는 포 도주의 소비량도 크게 증가하고 있지만, 2013년 기준으로 국내 산 포도주의 생산량은 외국 포도주 수입량에 대비하여 2.8%에 불과한 실정이다. 전 세계적으로 유통되고 있는 포도로는 약 24,000여 품종이 있는 것으로 추정되고 있으며, 이들은 용도에 따라서 생식용, 포도주용, 건포도용 등으로 구분되고 있다 (Jones, 2013). 이중 포도주용으로는 폴리페놀과 탄닌의 함량이 높고 Muscat 향이 있는 품종의 활용이 요구되기 때문에 유럽 종 포도가 주로 활용되고 있다(Jackson, 2008). 유럽종 포도들 의 경우 질병과 저온에 대한 저항성이 약한 단점이 있기 때문 에, 습한 여름과 비교적 추운 겨울 재배 환경을 가진 국내에서 는 유럽종 포도를 활용하여 포도주를 생산하기 어려운 실정이 다(Ahn et al., 2012). 따라서 국내에서는 비교적 척박한 환경 조건에서도 생육이 잘 이루어지는 미국종 품종인 ‘머스캇 베일 리 에이(Muscat Baily A, MBA)’와 ‘캠벨얼리(Campbell Early)’를 활용한 포도주 제조가 이루어지고 있다. 하지만, 이들 을 활용하여 생산한 포도주는 foxy 향이 나고 색도가 낮아서 고품질의 적포도주를 생산하기는 어려운 단점이 있다(Lee et al., 2003).

국내 포도주 산업의 경쟁력 강화를 위한 방안으로서 국내의 재배 환경에 잘 적응하고, 가공용으로서 품질이 우수하며 한국 만의 고유 브랜드를 갖출 수 있는 독특한 품종을 이용한 포도 주의 생산이 요구되어 왔다. 국내에 자생하고 있는 야생머루는 강한 적색을 띄고 있을 뿐만 아니라 특유의 향과 다량의 폴리 페놀을 함유하고 있어서 가공용 포도로서 우수한 형질을 가지 고 있는 것으로 평가받고 있다. 하지만, 야생머루의 경우 산미 가 과도하게 강하여 상업적으로 활용하기 어렵고 생산량이 과 도하게 적고 고정화 되지 않은 과실 특성을 보이는 경우가 많 아 재배적으로도 경제성을 확보하기 어려운 실정이다. 따라서 강원도 농업기술원에서는 1990년대 후반부터 왕머루(Vitis amurensis)의 특성을 이용한 신품종 포도 육성 프로그램을 운 영해 왔고(Park et al., 2005), 그 결과 ‘청산(V. amurensis)’ 품종을 육성하는데 성공하였다. ‘청산’은 저온과 질병에 대한 저항성이 강하여 국내에서의 재배가 용이한 장점이 있다. 또 한, 과실의 품질과 생산량도 기존의 야생머루와 개량머루에 비 해서 우수하고 풍부한 기능성 물질과 특유의 향을 가지고 있 어 포도주용 품종으로서 활용 가능성이 높은 것으로 기대되는 품종이다. 따라서 본 연구에서는 '청산'을 이용하여 새로운 포 도주의 생산 가능성을 기본적으로 검토하고자, Fermivin 효모 를 생산된 ‘청산’ 적포주 가공 후의 품질을 ‘MBA’와 '캠벨얼 리'와 비교하였다.

재료 및 방법

실험재료 및 발효 전 과실의 특성

본 실험에 이용된 포도 품종은 국내에서 왕머루 간 교배를 통해서 육성된 ‘청산’과 포도주 제조에 많이 활용되고 있는 ‘ 캠벨얼리’와 ‘MBA’였다. ‘청산’은 춘천에 소재한 강원도 농업 기술원 과수원에서 2006년 9월 중순에 수확한 과실을 이용하 였고, ‘캠벨얼리’와 ‘MBA’는 충남 천안에 소재한 농가에서 8 월 하순과 10월 중순에 수확한 과실을 사용하였다.

포도주 제조 방법

포도주를 제조하기 위하여 선별된 포도의 송이줄기를 제거 하였으며, 이를 흡착하여 5 L들이 발효조에 3 kg씩 넣어 발효 에 이용하였다. 각 포도 품종의 초기 당도를 측정한 후 시판 백설탕으로 과즙의 당도가 22°Brix에 도달하도록 가당하였다. 이후 와인용 효모인 Fermivin (S. cerecisiae, DSM, Netherland) 을 권장수준인 5.0 × 10⁶ cells/mL이 되는 0.02%를 potassium metabisulfite를 처리하여 5시간이 경과된 뒤에 접종하였다. 가 당을 하고 효모를 첨가한 으깸이(grape must)는 25°C 항온실 에서 1차로 5일간 발효시켰다. 1차 발효기간 동안 발효를 왕 성하게 하고 과피나 씨로부터 폴리페놀의 추출을 용이하게 하 기 위해서 효모 접종 후 매일 2회씩 떠오른 포도과피를 발효 액 속으로 뒤집어 주었다. 1차 발효액은 압착하여 분리하였으 며, 15일간 발효액의 잔당을 완전히 발효시키기 위해서 1차 발효 조건과 동일한 온도에서 2차 발효를 시켰으며 이후 15°C 저장실에서 숙성시켰다.

발효된 포도주의 일반 품질 특성 분석

포도주의 일반 품질 특성은 pH, 알코올 함량 그리고 휘발산 함량의 측정을 통해서 수행하였다. 포도주의 pH는 숙성된 포 도주 원액을 pH meter (Model 115PD, Istek, Korea)를 활용 하여 측정하였다. 알코올 함량은 포도주를 5분간 60～70°C의 탕욕 안에서 보온하여 탄산가스를 제거한 후 포도주 시료 100 mL에 증류주 20 ml을 가한 다음 냉각기에 연결하여 가열 한 후 수기에 알코올을 80 mL 받고 증류수 20mL를 넣어 100mL로 정용한 후 15°C에서 주정계를 이용하여 측정하였다. 포도주의 휘발산 함량은 알코올 농도 분석에 이용한 포도주 증류액 30 mL를 취한 후 0.01N NaOH로 pH 8.2까지 적정 하여 acetic acid로 나타내었다.

발효된 포도주의 적색도, 탄닌, 폴리페놀 및 안토시아닌 함량 측정

포도주의 적색도는 포도주 원액을 2 mm cell에 담아 분광광 도계(Agilent 8453E UV-Visible, US)에서 측정하였다. 포도주 의 탄닌 함량은 Folin-Ciocalteu의 방법에 따라 Folin-Ciocalteu reagent가 포도주의 폴리페놀 화합물에 의해 환원된 결 과 청색으로 발색하는 원리를 활용하여 측정하였다(Singleton and Rossi, 1965). 각 포도주의 총 폴리페놀 및 안토시아닌 함량은 포도주를 증류수로 5배 희석한 후 희석액 1mL에 0.2M sodium acetate (pH 1.0) 9mL를 넣은 이후에 분광광도 계(Agilent 8453E UV-Visible, US)에서 측정하였다. 총 폴리 페놀 함량은 280 nm, 총 안토시아닌 함량은 520 nm의 흡광 도에서 측정하였으며 총 폴리페놀은 gallic acid 표준용액 검 량선으로, 총 안토시아닌은 malvidin-3-glucoside 표준용액 검 량선으로 환산하여 나타내었다.

발효된 포도주의 유기산 및 항산화력(ABTS법) 측정

각 포도주의 유기산 함량 측정을 위해서 포도주 원액을 3배 정도로 희석하였으며 HPLC용 methanol과 3차 증류수로 활성 화 한 시료를 0.45 μm membrane filter로 여과한 후 이를 이 용하여 HPLC로 분석하였다. HPLC 분석 조건으로 이동상은 50 mM Ca-EDTA, flow rate는 0.5 mL/min, column은 sugar pack을 사용하였다. Detector는 RID를 이용하여 검출하였으며 각각의 고순도 유기산을 이용하여 정성 및 정량분석을 하였 다. 포도주의 항산화력은 Kim et al. (2002)의 방법을 일부 변형하여 분석하였다. 즉, PBS buffer[100 mM potassium phosphate buffer (pH7.4) containing 150mM NaCl]에 1mM AAPH[2,2'-azobis(2-amidino-propane) dihydrochloride]와 2.5mM ABTS[2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)] 농도 로 혼합하여 제조한 후 68°C water bath에 13분간 반응시켰 다. 이 반응 용액 5 ml에 포도주 0.1 ml(40배 희석액)을 넣고 37°C water bath에서 10분간 반응시켰다. 반응이 끝난 시료는 734 nm에서 흡광도를 측정하여 Vitamin C 표준곡선을 이용하 여 정량하였다. 이때 대조구(Blank)로는 10% ethanol을 사용 하였다. 본 실험에 활용된 모든 분석은 3회 반복하여 수행하 였다.

결과 및 고찰

품종별 발효 전 과즙의 특성

실험을 위해서 이용된 포도에서 발효 전 과즙의 당도와 pH 는 Table 1에 나타낸 것과 같다. ‘청산’, ‘캠벨얼리’와 ‘MBA’ 의 가용성 당함량은 각각 16.2, 16.6 그리고 19.8 oBrix로 조 사되었다. ‘청산’의 pH는 3.1로 비교적 낮았던 반면 ‘캠벨얼리’ 는 3.6로 중간 수준이었으며, ‘MBA’의 경우 4.0으로 다소 높 게 나타났다. 포도주를 위해서 이용되는 과즙에서의 발효 전 pH는 3.2에서 3.6사이가 적당하고, 3.6이상이면 발효 및 저장 중 잡균 오염이 일어날 수 있다고 보고 되어져 있다(Lee et al., 2006). 과즙의 항균능력은 포도주 제조 시 가장 중요하게 고려되는 요소 중 하나로서 같은 양의 아황산을 처리하더라도 포도즙의 pH에 따라서 미생물 살균 효과를 발휘하는 분자상 아황산(SO₂?H₂O)의 비율은 다르게 나타날 수 있다. 일반적으 로 pH가 낮을수록 분자상태 아황산의 비율이 많아지기 때문 에 그 만큼 적은 양의 아황산을 첨가하더라도 살균 효과를 발 휘할 수 있으며, pH가 높을 경우 그 만큼 더 많은 양의 아황 산을 첨가할 필요성이 있다(Magalit, 2004). 최근 포도주에서 아황산의 농도는 매우 중요하게 다루어지는 부분으로서 ‘청산 ’의 경우 pH가 낮기 때문에 ‘캠벨얼리’나 ‘MBA’에 비해서 발 효전 잡균 오염을 방지하기 위한 아황산 첨가량을 줄일 수 있 을 것으로 판단되었다.

발효 후 품종별 pH, 총산 및 알코올 함량 특성

발효 후 품종별 포도주의 pH와 알코올 함량은 Table 2에 나타낸 것과 같다. ‘청산’으로 제조된 포도주의 pH는 2.97로 서 ‘캠벨얼리’와 ‘MBA’로 제조된 포도주의 pH 3.43, 3.66보 다 낮게 나타났다. 포도주의 pH는 색깔, 맛과 잡균 오염 등과 같이 여러 가지 측면에서 포도주의 품질에 영향을 미치게 된 다. 포도주의 이상적인 pH는 3.2에서 3.3사이로 알려져 있다. 포도주의 pH가 3.6이상이면 불쾌감을 유도할 수 있는 향기성 분이 생길 수 있을 뿐만 아니라 저장 중 잡균에 의한 오염이 쉬워지며 발효 후 포도주의 맛이 저하될 수 있다. 반대로 pH 가 3.2이하이면 신맛이 다소 강하게 나타날 수 있다고 알려져 있다(Amerine and Singleton, 1996). 따라서 청산의 적포도주 는 산미가 다소 강하게 나타게 나는 것으로 나타났다. 각 포도 주의 젖산 함량은 ‘캠벨얼리(2,514 mg/L)’, ‘청산(2,772 mg/L)’, ‘MBA (3,913 mg/L)‘ 순으로 조사되었다(Table 3). 젖산은 포 도 원료 내에는 존재하지 않는 산으로써 알코올 발효 중이나 발효완료 후 젖산균에 의해 주로 생성되게 된다. 말로락틱발 효(malo-lactic fermentation, MLF)는 젖산균에 의해 포도주속 에 들어있는 사과산(malic acid)이 젖산(lactic scid)로 변하는 것을 칭한다. 포도주 주의 말로락틱발효에 의해 사과산이 젖 산으로 변환되면, 총산은 감소하고 pH는 상승하여 맛이 부드 러워지고 향기성분이 좋아진다고 보고된 바 있다(Webb, 1974). 따라서 사과산이 다량 함유되어 있는 ’청산‘의 경우 MLF를 통하여 사과산을 젖산으로 분해시킴으로써 전체적인 산미를 어느 정도 낮출 수 있을 것으로 기대되었다. ‘청산’으 로 제조한 포도주의 알코올 함량은 11.0%였고, ‘캠벨얼리’와 ‘MBA’로 제조한 포도주는 각각 11.9%, 12.3%로 나타났다. 발효 전 초기 당도는 세 가지 포도 품종 모두 22 oBrix로 조 절했음에도 불구하고 발효 후 ‘청산’ 포도주의 알코올 함량이 ‘캠벨얼리’와 ‘MBA’ 포도주에 비해 1.3~1.9% 낮았다. 이러한 결과는 청산 과즙의 pH가 2.97로서 효모의 적정 생육 pH 보 다 낮아 효모의 활성이 그만큼 떨어졌기 때문으로 사료되었다 (Andrew et al., 2004).

품종별 적색도, 안토시아닌 및 탄닌 함량 특성

발효 후 앙금 분리시 포도주의 적색도는 ‘캠벨얼리’의 경우 1.88, ‘MBA’의 경우 2.02, ‘청산’의 경우 5.55로서 ‘청산’ 포 도주의 색도가 ‘캠벨얼리’나 ‘MBA’ 포도주에 비해 3.5 ~ 3.7배 높은 것으로 나타났다(Fig. 1). 포도주의 적색도는 품질을 판 단하는 중요한 요인으로서 ‘캠벨얼리’나 ‘MBA’ 포도주의 적 색도에 비해서 ‘청산’ 포도주의 적색도가 진한 적색으로서 시 각적으로 우수할 뿐만 아니라 무거운 느낌을 주는 적포도주로 서 개발 가치가 높은 것으로 판단되었다. 총 안토시아닌 함량 은 ‘청산’ 포도주의 경우 1,882.4 mg/L었고, ‘캠벨얼리’ 포도주 의 경우 695.3 mg/L, ‘MBA’ 포도주의 경우 698.9 mg/L로 ‘청산’으로 제조한 포도주의 안토시아닌 함량이 ‘캠벨얼리’나 ‘MBA’로 제조한 포도주에 비하여 약 2.7배 정도 높았다 (Fig. 2). Hwang과 Ahn (1975)의 보고에 따르면 왕머루의 안 토시아닌 함량은 머루 1 g 당 3.59 mg으로 Beauty seedless 포도의 안토시아닌 함량에 비해 4 ~ 6배 많다고 보고한바 있 다. 머루의 주요한 안토시아닌 성분은 malvidin 3,5-diglucoside 로서 색소 전체의 50%이상 차지하며, 머루에는 금속 이온과 쉽게 결합을 형성하지 않는 안토시아닌이 주로 함유되어 있기 때문에 머루주에서 색소가 안정된 것으로 판단되었다. ‘청산’ 포도주의 탄닌 함량은 2,939.9 mg/L이었고, ‘캠벨얼리’의 포도 주는 1918.6 mg/L, ‘MBA’ 포도주는 1930.9 mg/L으로 ‘청산’ 포도주의 탄닌 함량이 1.5배가량 높았다(Fig. 3). 탄닌은 감이 나 포도 등의 몇몇 과실에서 떫은맛을 내는 물질로서 주로 과 피와 종자에 함유되어 있던 것이 발효 기간 중에 용출된다. 숙성 전 포도주에는 카테틴(cathechin), 에피카테킨(epicatechin), 퀄세틴(quercetin), 갈릭산(gallic acid) 등의 저분자량을 가진 페놀성분이 주를 이루면서 포도주의 쓴맛을 이루다가, 숙성기 간동안 포도주 내의 안토시아닌과 서로 중합하여 고분자의 안 토시아닌 복합체를 생성함으로서 포도주의 맛과 향기, 색도에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Baranac et al., 1997; Eiro and Heinonen, 2002). Chang et al. (2008)은 국내 수입되는 외국산 포도주의 탄닌 함량은 2,400 ~ 3,800 mg/L이고, 안토 시안 함량은 1,500 ~ 2,000mg/L 정도라고 보고하였다. 따라서 ‘청산’ 포도주의 탄닌함량과 안토시아닌 함량은 외국산 포도주 와 비슷한 수준이었다. ‘캠벨얼리’로 제조한 국산 포도주의 단 점으로 낮은 적색도, 안토시아닌, 탄닌 함량 등이 지적된 바 있다. 이러한 국산 포도주의 단점을 극복할 수 있는 방법으로 ‘청산’ 포도와 같이 탄닌이나 안토시아닌을 다량 함유한 품종 육성이 요구되고 있으며, 국산 원료를 이용한 적포도주 제조 시 포도주의 향기나 적색도 및 맛의 개선에 청산머루를 블랜 딩용으로 이용한다면 기존 국산 포도주의 단점을 크게 보완할 수 있을 것으로 판단되었다.

폴리페놀 함량 및 항산화력 특성

폴리페놀 함량은 ‘청산’ 포도주에서 1,516.2 mg/L이었고, ‘캠 벨얼리’ 포도주는 953.2 mg/L, ‘MBA’ 포도주는 922.8 mg/L이 었다(Fig. 4). Rupasinghe & Clegg (2007)는 와인을 폴리페 놀 함량에 따라서 1) 폴리페놀함량이 1,500mg/L 이상인 와인, 2) 폴리페놀함량이 500 ~ 1,500 mg/L인 와인, 3) 폴리페놀함량 이 500 mg/L 이하인 와인 등 세 개의 그룹으로 분류한바 있 다. 따라서 ‘청산’ 포도주는 폴리페놀 함량이 높은 1 그룹의 포도주에 속하는 것으로 나타났다. 포도주의 폴리페놀 함량은 포도주의 원료가 되는 포도 품종이 가지는 고유의 특성 의해 가장 큰 영향을 받으며 일부 제조방법에 의해서도 영향을 받 는다고 보고하였다(Fuleki and Ricardo-Da-Silva, 2003; Lopez- Velez et al., 2003). 폴리페놀 함량은 포도주의 산화에 대한 저항성을 결정짓는 중요한 요소로서 폴리페놀 함량이 적은 포 도주는 숙성 중 산화가 많이 진행되고 갈변도도 높은 것으로 보고된바 있다(Lee and Kim, 2006). 따라서 ‘청산’을 포도주 용으로 이용 시 국내 포도주의 장기간 숙성이 가능하고 색도 및 향기, 풍미 등의 향상이 가능할 것으로 판단되었다. ‘청산’ 포도주의 항산화력은 5,413.9 mg/L로서 ‘캠벨얼리’와 ‘MBA’ 포도주에 비해 2배가량 높은 것으로 나타났다(Fig. 5). Gil et al. (2002)은 자두, 복숭아 과일에서 페놀함량과 항산화력은 상 관관계가 매우 높으며, 특히 포도주에서도 페놀함량과 항산화 력은 고도의 상관관계가 있는 것으로 보고하였다. 본 실험에 도 페놀 함량이 높은 머루주의 항산화력이 높게 나타나 유사 한 결과가 나타났다.

‘청산’은 기존 자생머루들에 비해서 품질과 생산성이 향상된 품종이다. ‘청산’을 이용하여 포도주를 제조한 결과 전반적으 로 단맛보다는 신맛이 다소 강하게 발현되는 것으로 나타났다 . 따라서 차후 고품질 포도주의 생산을 위해서는 수세안정 및 적정 숙기를 판단 할 수 있는 재배적인 기술과 탄산칼슘 등을 넣어 산을 중화 시킬 수 있는 화학적인 방법들에 대한 연구가 필요할 것으로 사료되었다. 하지만 ‘청산’ 포도주의 경우 색도 가 맑고 진한 적색을 띄고 있었으며, 유럽종 포도를 이용하여 생산된 포도주가 가지고 있는 Muscat 향기와는 차별화된 독 특한 한국적 머루 향기를 가지고 있었다. Lee et al. (2003)은 머루의 향기는 소비자들에게 선호하는 향기라고 보고한 바가 있어 소비자들을 끌어들일 수 있는 중요한 요소를 가지고 있 는 판단되었다. 이외에도 ‘청산’ 포도주에는 기존 포도주들과 비교해 높은 수준의 안토시아닌과 페놀함량을 가지고 있어 기 능성 포도주로서 소비자들에게 소개될 수 있는 장점을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 따라서 ‘청산’을 재료로 하여 포도주 를 제조하는 것은 국산 포도주의 이미지 개선뿐만 아니라 한 국 포도주 산업에 경쟁력 강화에 기여할 수 있을 것으로 사료 된다.

적 요

본 연구는 최근에 왕머루(Vitis amurensis)간 교배를 통해서 육성된 ‘청산’을 이용하여 제조 된 적포도주의 품질 특성을 평 가하기 위하여 수행되었다. ‘청산’ 포도주의 품질을 비교하기 위하여 ‘Campbell Early’와 ‘Muscat Bailey A(MBA)’로 만 들어진 적포도주도 본 실험에 이용되었다.