Korean Journal of Food Preservation
The Korean Society of Food Preservation
Article

효모를 달리한 약주의 숙성 시 품질 변화

최정실1https://orcid.org/0000-0002-9036-0047, 강지은2https://orcid.org/0000-0001-8194-7455, 정석태1,*https://orcid.org/0000-0001-9997-2763
Jeong Sil Choi1https://orcid.org/0000-0002-9036-0047, Ji-Eun Kang2https://orcid.org/0000-0001-8194-7455, Seok-Tae Jeong1,*https://orcid.org/0000-0001-9997-2763
1국립농업과학원 농식품자원부 발효가공식품과
2국립농업과학원 기획조정과
1Fermented Food Science Division, National Institute of Agricultural Sciences, Wanju 55365, Korea
2Planning & Coordination Division, National Institute of Agricultural Sciences, Wanju 55365, Korea
*Corresponding author Seok-Tae Jeong, Tel: +82-63-238-3615, E-mail: jst@korea.kr

Citation: Choi JS, Kang JE, Jeong ST. Aging-induced variation in quality of yakju prepared using different commercial yeasts. Korean J Food Preserv, 29(1), 84-96 (2022)

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Received: Aug 30, 2021; Revised: Oct 06, 2021; Accepted: Oct 19, 2021

Published Online: Feb 28, 2022

4. 요약

서로 다른 시판 효모가 약주의 숙성 중 품질 변화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 시판되고 있는 Saccharomyces cerevisiae 효모 5종, 오뚜기(OT) 효모, 송천(CM) 효모, 라빠르장(LA) 효모, 충무(CM) 효모, 및 퍼미빈(FE) 효모를 이용한 약주를 제조하였으며 숙성 전·후의 품질 특성을 비교하였다. 그 결과, 환원당 함량은 오뚜기(OT) 효모 약주가 다른 처리구보다 높았으며, 숙성 후에도 유의적으로 높았다. 알코올 함량은 효모별로 유의적인 차이가 없었다. 또한, 아미노산도는 송천(CM) 효모 약주가 다른 처리구에 비해 유의적으로 높았으며 숙성 후에도 유의적으로 높았다. 색에 있어서도 효모별로 유의적인 차이를 보였으며, 숙성 전 brownness가 높았던 오뚜기(OT) 효모 약주가 숙성 후에도 높은 수치를 나타냈으며 가장 작은 수치를 보인 퍼미빈(FE) 효모 약주는 변화도 크지 않음을 알 수 있었다. 이같이 시판 효모에 따라 약주의 품질 특성이 달라진다는 것을 알 수 있었고 숙성에 의한 품질 변화가 숙성 전의 품질 특성에 따라 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

Abstract

This study demonstrated the effects of different commercially available Saccharomyces cerevisiae yeasts i.e., Fermivin®, La Parisienne, Songcheon, Ottogi, and Chungmoo, on the variation in the quality of yakju samples under accelerated aging (45°C, 14 d). The analyses of physicochemical properties of the yakju samples were performed for, soluble solid content (°Brix), pH, total acid content (%, as acetic acid), alcohol (v/v%), volatile acid (mg/L), reducing sugar content (mg/mL), amino acidity (mL), brownness (A430), and hunter color value before and after aging. By comparing the results, significant differences in the properties of the yakju samples before and after aging were observed. The yakju sample fermented with wine-yeast Fermivin® exhibited no significant change in color after aging; furthermore, the reducing sugar content (1.20±0.01-1.32±0.03 mg/mL) and amino acidity (4.06±0.07-4.80±0.04 mL) of this sample were lower than those of the other samples. The yeast of Fermivin® resulted in a negligible residual sugar content owing to complete fermentation, thereby minimizing the variation in quality during aging. The using of different yeasts for fermentation induced significant differences in the contents of organic acid, free nitrogenous components, and volatile components before and after aging. The obtained results indicated that the properties of yakju such as odor and browning, could be regulated based on the type of yeast used for fermentation.

Keywords: commercial yeasts; rice yakju; quality change; accelerated; aging

1. 서론

발효는 미생물에 의해 유기 화합물이 분해되어 알코올과 유기산, 탄산가스 등이 되면서 풍미가 변화되는 공정으로 주류는 효모에 의한 대표적인 발효제품이라 할 수 있다. 특히, 효모에 의해서는 알코올 생성뿐 아니라 유기산 등 여러 가지 대사산물과 각종 향기성분이 생성되어 맛과 향기 등 품질에 영향을 미친다(Hong 등, 2018; Seo 등, 2015). 우리나라의 전통주 중 약주는 찹쌀이나 멥쌀과 같은 곡류를 원료로 하고 누룩을 사용하여 발효시킨 후 술덧을 맑게 거른 술로, 발효 중 당화와 알코올 발효가 동시에 일어나며 누룩 유래 미생물에 의해 생성된 당류, 유기산, 아미노산 휘발성 향기성분 등이 함유되어 있다(Kang 등, 2015). 주류의 숙성은 풍미를 향상시켜 부가가치를 높이려고 세계적으로 유명한 대부분의 주류에서 진행되어 왔다. 우리나라에서도 숙성을 통하여 약주의 품질을 증대시키려는 시도가 있었다(Noh 등, 2014). 그렇지만, 주류의 숙성은 당과 아미노산에 의한 마이얄 반응에 의해 변색이나 이취를 내기도 하고 아미노산에 의한 인돌 및 할망 화합물이나 폴리설파이드 화합물 등을 생성하기도 한다. 특히, 숙성 전 주류의 상태에 따라 숙성 후의 품질이 좌우되는데(Choi 등, 2020; Noh 등, 2014), 지금까지는 약주의 원료인 쌀의 도정도를 달리하거나 약주 발효 시 프로테아제 활성을 억제함으로써 품질의 변화를 최소화하려는 연구가 진행된 바 있다(Choi 등, 2020; Chun 등, 2012; Noh 등, 2014). 과실주의 경우, 원료의 특성이 품질에 크게 영향을 미치며, 효모의 종류에 따라서도 품질의 차이를 보인다고 하였다(Lee 등, 2013; Lee 등, 2016; Roh 등, 2012). 효모를 달리한 약주에서 pH, 산도와 같은 품질뿐만 아니라 향미 성분의 차이를 보였다(Shin 등, 1999). 또한, 시판 효모를 달리한 약주의 품질 특성에서도 많은 차이를 보였다(Choi 등, 2018). 이와 같이 효모에 의해서 생긴 품질의 차이가 숙성에 의해 약주의 품질이 더 달라질 것이라 추측된다. 따라서 본 연구에서는 시판되고 있는 여러 가지 효모를 이용하여 약주를 제조한 후 숙성 전·후의 차이를 비교하여서 효모의 종류가 약주의 숙성 후 품질에 어떤 영향을 미치는지를 조사하였으며 그 결과를 보고하고자 한다.

2. 재료 및 방법

2.1. 실험 재료

본 실험에 사용한 쌀은 강원도 철원군 갈말농협 미곡 종합처리장에서 생산된 오대쌀 백미(Galmal Agricultural Cooperative, Cheolwon, Korea)이다. 발효제는 오대쌀 백미로 제조한 쌀누룩을 사용하였고, 분말상의 황국용 종국 Aspergillus oryzae(Chungmoo Fermentation Co., Woolsan, Korea)(20×109/g, 수분함량 10% 이하)을 사용하여 제조하였다. 효모는 시중에서 유통되고 있는 5가지의 효모, Saccharomyces cerevisiae 오뚜기 효모(Ottogi Co., Ltd., Anyang, Korea), Saccharomyces cerevisiae 송천 효모(Songcheon yeast development Institute, Cheongyang, Korea), Saccharomyces cerevisiae 라빠르장(Societe Industrielle Lesaffre, Marcq-Baroeul, France), Saccharomyces cerevisiae 충무 효모(Chungmoo Fermentation Co., Ulsan, Korea), 및 Saccharomyces cerevisiae 퍼미빈(DSM Food Specialties, B.V., Heerlen, Netherlands)을 사용하여 약주 제조 하루 전에 배양하여 사용하였다. 즉, YPD 액체배지(Becton, Dickinson & company, Sparks, MD, USA) 5 mL에 각각의 효모를 1 백금이 접종하고 진탕배양기(SI 600R, Lab companion Com, Daejeon, Korea) 30°C, 100 rpm에서 1일 동안 배양하였다.

2.2. 약주 담금 및 숙성 약주 제조

쌀 1 kg을 깨끗하게 씻어서 1시간 동안 수침한 다음, 1시간 동안 물빼기를 수행하였다. 쌀을 증자기(MS-30, Yaegaki Food & System Inc., Himeji, Japan)에 넣고 김이 올라오기 시작한 후부터 40분간 수증기를 더 가해 고두밥을 제조하였다. 5 L 유리병에 총 전분질 원료(쌀과 쌀누룩)의 180% 물(2.7 L), 수침 전 백미 무게기준 50%의 쌀누룩(500 g)과 증자미를 넣었다. 효모는 전 배양액으로부터 효모수를 측정하여 처리구간에 동일한 생균수가 되도록 접종하였다(1.5×108 cells/g). 용기의 상부를 랩으로 막고 위에 뚜껑을 가볍게 닫은 후 랩과 용기 뚜껑을 포함한 총 무게를 측정하였다. 발효는 25°C 수욕조상(Fermenter, Dasol Scientific Co., Hwaseong, Korea)에서 하였다. 매일 1회 유사한 시간에 잘 저어주며 총 무게를 측정하여 증발 무게를 기록하였다. 무게 편차가 2 g 미만일 때까지(10일) 발효하였다. 발효가 끝나면 4°C에서 7,000 rpm (9,280 ×g force)으로 30분간 원심분리(Hitachi CR22G III, Hitachi Co., Ltd., Tokyo, Japan)하여 상층액을 약주로 사용하였다. 이후 약주의 숙성을 가속화하기 위해 45°C 배양기(DS-80-3, Dasol Scientific Co., Suwon, Korea)에서 14일간 저장한 후 숙성 약주로 사용하였다.

2.3. 약주의 숙성 전·후 품질 특성 분석

효모를 달리한 약주의 숙성 전·후 품질 특성 분석은 국세청 주류분석 규정을 따랐다(National Tax Service Liquors License Support Center, 2014). pH는 pH 미터기(Orion 3 Star Benchtop pH meter, Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA)로 측정하였다. 총산은 시료 10 mL를 취하여 100 mL용 삼각플라스크에 넣고 0.1 N 수산화나트륨용액으로 pH 8.2가 될 때까지 적정하여 그 값을 아세트산으로 환산하여 나타내었다. 가용성 고형분(°Brix) 함량은 디지털 굴절계(PR-201, Atago Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. 알코올 함량은 시료 100 mL를 증류 및 냉각 장치에 연결하여 가열하여 증류액을 약 80 mL 이상 받고 100 mL까지 증류수로 정용하였다. 증류액을 잘 혼합한 다음 주정계(Dongmyeong, Seoul, Korea)를 사용하여 눈금을 읽고 주정분 온도 환산표로서 15°C로 보정하여 알코올 농도(%, v/v)로 나타내었다. 휘발산 함량은 알코올 분석용 증류액 30 mL를 취하여 삼각플라스크에 넣고 0.01 N 수산화나트륨용액으로 pH 8.2가 될 때까지 적정하여 소비된 0.01 N 수산화나트륨을 아세트산으로 환산하여 표시하였다. 환원당은 Dinitrosalicylic acid(DNS)법(Luchsinger과 Comesky, 1962)을 변형하여 측정하였다. 즉, 희석된 여과액을 1 mL에 DNS 시약 3 mL를 가하여 water bath(B-490, BUCHI, Flawil, Switzerland)에서 5분간 가열시킨 후 급냉하고 여기에 증류수 5 mL를 첨가하여 분광광도계(JP/U-2000 spectrophotometer, Hitachi Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 샘플의 당 농도는 포도당을 표준물질로 사용하여 상기의 방법으로 작성한 표준곡선으로부터 환산하였다. 아미노산도는 시료 10 mL를 100 mL 삼각플라스크에 취한 다음, 페놀프탈레인 지시약 2-3방울을 가하여 0.1 N NaOH 용액으로 엷은 분홍색이 나올 때까지 적정하였다. 여기에 중성포르말린 용액 5 mL를 넣어 원래의 색이 나오게 한 후 다시 0.1 N NaOH 용액으로 엷은 분홍색이 나올 때까지 적정하여 소비된 용액의 양(mL)으로 표시하였다. 갈색도는 여과(0.45 μm, Merk Millipore Ltd., Carrigtwohill, Cork, Ireland)후 분광광도계(JP/U-2000 spectrophotometer, Hitachi Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 430 nm에서 측정하여 나타내었다. 색도는 색차계(Hunterlab Ultra Scan Pro, Hunters Associates Laboratory, Inc., Reston, VA, USA)를 이용하여 명도(lightness, L), 적색도(redness, a), 황색도(yellowness, b), 및 색차(ΔE)값을 측정하여 나타내었다. 이때 표준 L, a, b 값은 각각 99.99, 0.02, −0.01이었고, ΔE는 다음과 같은 식으로 계산되었다.

2.4. 유기산 함량 측정

유기산은 dual pump로 구성된 고성능액체크로마토그래피(HPLC, LC-20A, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 사용하였으며 post column 방법으로 분석하였다. 유기산 분석용 column은 Shodex RSpack KC-G(6.0 mm× 50.0 mm) guard column에 RSpack KC-811(8.0 mm×300 mm, Showa Denko Co., Tokyo, Japan) 2개를 연결하여 사용하였다. Pump A의 이동상은 3 mM perchloric acid를 사용하였으며, flow rate는 0.8 mL/min, column oven의 온도는 63°C로 하였다. Column을 통과해 나온 분리물은 pump B의 이동상(0.2 mM bromothymol blue(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA), 15 mM Na2HPO4(Sigma Chemical Co.), 2 mM NaOH와 반응한 후 UV 440 nm에서 검출하였다. 이때 pump B의 flow rate는 1.0 mL/min, 반응온도는 30°C로 하였다. 시료는 여과(0.2 μm, Merk Millipore Ltd., Carrigtwohill, Cork, Ireland) 후 사용하였다. 유기산 표준물질은 증류수에 용해시켜 10-22 mg/10mL 범위의 표준용액을 조제하여 peak area로부터 검량선을 작성하여 정량하였다.

2.5. 유리 아미노산 및 유리 질소 화합물 함량 측정

유리 아미노산 및 유리 질소 화합물은 아미노산 자동 분석기(L-8900, Hitachi Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하였다. 시료 5 mL에 5% 트리클로로초산(trichloroacetic acid, Junsei Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan) 5 mL를 첨가한 후 원심분리(4°C, 12,000 ×g, 15 min)하였다. 상층액을 회수한 다음 0.02 N 염산으로 5배 희석하고 여과(0.2 μm, Merk Millipore Ltd., Carrigtwohill, Cork, Ireland)한 것을 분석하였으며, 분석조건은 제조사의 매뉴얼을 따랐다. 즉, PF#2622(4.6×60 mm, Hitachi Co., Ltd., Tokyo, Japan) 칼럼을 사용하였으며 칼럼 오븐의 온도는 57°C, 반응장치의 온도는 136°C로 설정하였고 발색에는 닌히드린(ninhydrin, Wako pure chemical Industrial, Ltd., Osaka, Japan) 용액을 사용하였다.

2.6. 휘발성 향기성분

휘발성 향기성분은 가스크로마토그래피(GC2010, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 사용하여 분석하였다. 분석용 칼럼은 HP-INNOWAX(60 m×0.25 mm I.d.×0.25 μm film thickness, J&W Scientific, Agilent Co., Santa Clara, CA, USA)를 사용하였으며 검출기(Flame Ionization Detecor, FID)로 검출하였다. 칼럼 오븐의 온도는 45°C(5분 정치), 5°C/min 승온, 100°C(5분), 10°C/min 승온, 200°C(10분)로 프로그램하였다. Carrier gas는 N2 가스를 사용하였으며 유속은 22.0 cm/sec(linear velocity), split ratio는 50:1로 설정하였고 주입기의 온도는 250°C, 검출기의 온도는 280°C로 하였다. 시료는 여과(0.2 μm, Millipore Co., Cork, Ireland)한 다음 바로 주입하였다. 휘발성 향기성분의 표준물질은 아세톤에 용해시켜 50-500 mg/100mL 범위의 표준용액을 조제하여 peak area로부터 검량선을 작성하여 정량하였다.

2.7. 통계분석

모든 데이터는 3회 반복 측정하였으며, 평균±표준편차로 표시하였다. 통계분석은 SPSS 프로그램 26.0 버전을 이용하여 품질 특성에 대하여 처리구간의 유의적인 차이를 알아보기 위해 일원분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였다. 시료 간 유의적인 차이가 있을 경우, α=0.05 수준에서 Duncan의 다중범위 검정을 실시하였다. 또한, 숙성 전‧후의 품질 특성 차이를 알아보기 위해 대응 표본 t-검정(paired t-test)을 실시하였다.

3. 결과 및 고찰

3.1. 효모별 약주의 숙성 전·후 품질

효모별 약주의 숙성 전·후의 품질 특성은 Table 1에 나타내었다. 알코올 함량은 숙성 전 약 16%에서 숙성 후 17-18%로 약간 증가하였지만 효모별로 유의적인 차이를 나타내지 않은 반면, 퍼미빈(FE) 효모 약주는 숙성 전과 후에 유의적으로 증가하는 경향을 나타났다. 알코올 함량을 제외한 다른 품질 특성에서는 효모별로 그리고 숙성 전과 후에 유의적으로 차이를 나타냈다. pH는 숙성 전 4.33-4.51, 숙성 후는 4.43-4.65로 모든 시료에서 숙성 후 증가하는 경향을 보였다. 숙성 전이나 숙성 후 모두 송천(CM) 효모 약주의 pH가 유의적으로 높은 반면, pH가 유의적으로 낮은 퍼미빈(FE) 효모 약주가 총산 함량은 유의적으로 높았다. 이는 약주 발효과정에서 생기는 다양한 유기산의 영향을 받게 되는 것으로 사료된다. 숙성 전과 숙성 후를 비교하였을 때는 pH가 오뚜기(OT) 효모, 송천(SC) 효모 약주가 유의적으로 증가함을 알 수 있었다. 그렇지만 총산 함량은 차이가 없었다. 반면, 가용성 고형분과 환원당 함량 및 아미노산도에서는 숙성 전·후에 유의적으로 차이를 나타냈다. 퍼미빈(FE) 효모 약주가 환원당에서 현격히 낮은 함량을 보이고 있지만 그에 비해 알코올 함량은 유의적인 차이를 나타내지 않는 것으로 보아 드라이 타입의 약주를 제조할 때 적합할 것으로 사료된다. 갈색도와 색차(ΔE)는 오뚜기(OT) 효모를 사용한 약주가 숙성 전·후에 가장 높게 나타났고 전·후의 차이에서도 유의적으로 큰 변화를 나타났다(Table 2). 이는 숙성 전 오뚜기(OT) 효모를 사용한 약주에서 환원당 함량이 많아 숙성 후에도 영향을 미친 것으로 사료된다. 또한, 퍼미빈(FE) 효모를 사용했을 때 숙성 전·후의 차이가 아미노산도와 색도에서 가장 적은 변화를 나타냈고 퍼미빈(FE) 효모 약주가 숙성 후 이취가 가장 적었다(data not shown). 이는 환원당 함량이 가장 낮은 것으로 보아 다른 효모에 비해 당을 비교적 잘 이용한 완전 발효가 일어났다고 보며, 또한 효모의 아미산도는 퍼미빈(FE) 효모 약주가 가장 낮았다. 아미노산은 효모의 영양원으로 이용되며 향기성분으로 변화되지만 지나치면 좋지 않은 영향을 미친다고 한다(Jeon 등, 2014). 그러므로 퍼미빈(FE) 효모 약주가 숙성 기간 중에 품질 변화를 적게 일으킨 것으로 판단된다.

Table 1. Physicochemical properties of yakju prepared by different commercial yeasts before and after aging
OT1) SC LA CM FE
pH Before 4.39±0.042)bc3) 4.44±0.01ab 4.45±0.01ab 4.51±0.02a 4.33±0.09c
After 4.60±0.01ab 4.65±0.03a 4.52±0.14bc 4.67±0.02a 4.43±0.03c
t-value −13.75**4) −9.09* −0.80 −10.47 −1.66
Total acid (%, w/v) Before 0.29±0.01a 0.27±0.01b 0.27±0.01b 0.27±0.01b 0.29±0.01a
After 0.30±0.00a 0.27±0.00c 0.26±0.00d 0.27±0.00c 0.28±0.00b
t-value −1.73 −1.00 1.00 −1.00 0.76
Soluble solid (°Brix) Before 11.67±0.06a 9.83±0.06d 10.20±0.00c 10.80±0.00b 10.13±0.06c
After 12.77±0.06a 11.00±0.10c 10.90±0.10c 11.90±0.10b 10.03±0.06d
t-value −190.53*** −35.00** −12.12** −19.05** 29.00**
Alcohol (%, v/v) Before 16.60±0.60 16.53±0.31 16.67±0.31 16.03±0.12 16.67±0.12
After 18.45±0.78 18.45±0.49 17.73±0.31 17.60±0.12 17.75±0.21
t-value −2.53 −13.67* −6.00 −8.50 −21.00*
Volatile acid (mg/L) Before 45.53±1.50c 34.33±7.07d 34.53±5.41d 73.60±7.71a 61.60±1.22b
After 44.87±2.89c 32.80±0.40d 29.53±0.31e 65.73±0.70a 55.07±1.01b
t-value 0.36 0.37 1.59 1.92 5.29*
Reducing sugar (mg/mL) Before 19.87±0.24a 3.87±0.17d 5.88±0.08c 12.19±0.13b 1.20±0.01e
After 22.00±0.74a 0.75±0.07d 5.75±0.19c 13.56±0.35b 1.32±0.03d
t-value −6.21* 26.30** 0.90 −7.08* −5.13*
Amino acidity (mL) Before 4.96±0.08c 4.78±0.03d 5.13±0.12b 5.48±0.03a 4.06±0.07e
After 5.71±0.01c 5.85±0.03b 5.72±0.03c 6.26±0.04a 4.80±0.04d
t-value −15.67** −40.00** −10.09* −20.12** −23.06**

OT, SC, LA, CM, and FE means yakju prepared by Saccharomyces cerevisiae yeast ottogi, songcheon, la parisinne, chungmoo, and fermivin, repectively.

All values are mean±standard deviation (n=3).

a-emeans in a row by different superscripts are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.

Asterisks indicate significant differences between before and after aging of yakju made from commercial yeasts (*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, respectively).

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Table 2. Color properties of yakju prepared by different commercial yeasts before and after aging
OT1) SC LA CM FE
Brownness (A430) Before 0.16±0.002)a3) 0.13±0.00c 0.13±0.00c 0.15±0.00b 0.10±0.00d
After 0.58±0.00a 0.34±0.01d 0.39±0.00c 0.42±0.00b 0.26±0.00e
t-value −72.75***4) −24.19** −76.00*** −80.00*** −46.00***
L Before 98.16±0.01e 98.53±0.02c 98.61±0.00b 98.21±0.01d 98.83±0.00a
After 92.19±0.01e 95.74±0.04b 94.96±0.01c 94.45±0.01d 96.45±0.00a
t-value 1,034.03*** 232.70*** 1,096.00*** 426.72*** 412.23***
a Before −1.64±0.02d −1.50±0.01b −1.55±0.01c −1.49±0.02b −0.87±0.01a
After −1.49±0.02a −2.41±0.02e −2.26±0.01c −2.29±0.01d −2.02±0.01b
t-value −17.39** 157.62*** 122.98*** 138.56*** 199.19***
b Before 10.72±0.01a 9.11±0.02d 9.16±0.01c 9.93±0.01b 6.02±0.02e
After 30.34±0.01a 18.97±0.02d 21.79±0.01c 24.79±0.01b 13.70±0.01e
t-value −5,884.00*** −2,956.00*** −1,263.00*** −2,229.50*** −528.34***
ΔE Before 11.01±0.00a 9.36±0.00d 9.40±0.00c 10.21±0.00b 6.21±0.00e
After 31.37±0.01a 19.61±0.01d 22.49±0.02c 25.53±0.01b 14.31±0.01e
t-value −6,109.00*** −3,074.00*** −1,309.00*** −2,653.50*** −557.25***

OT, SC, LA, CM, and FE means yakju prepared by Saccharomyces cerevisiae yeast ottogi, songcheon, la parisinne, chungmoo, and fermivin, repectively.

All values are mean±standard deviation (n=3).

a-emeans in a row by different superscripts are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.

Asterisks indicate significant differences between before and after aging of yakju made from commercial yeasts (*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, respectively).

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3.2. 효모별 약주의 숙성 전·후 유기산 함량

원료나 미생물의 발효작용으로 생성되는 유기산은 약주의 산미에 영향을 주는 주요성분이다(Jin 등, 2007). 유기산 중 젖산과 구연산은 주류발효에 적합한 pH를 제공할 뿐 아니라 청량감과 부드러운 신맛을 주는 역할을 한다고 알려졌다(Lee 등, 2009). 효모를 달리한 약주에서 검출된 유기산은 사과산, 젖산, 구연산, 호박산 등이었다(Table 3). 그 중 가장 많은 함량을 나타낸 것은 젖산이었으며, 감칠맛을 나타내는(Kim 등, 2009) 호박산은 오뚜기(OT) 효모를 사용한 약주가 숙성 전 27.52 ppm으로 가장 높게 나타났으며 숙성 후에도 마찬가지로 증가하여 가장 높은 40.20 ppm을 나타냈다. 송천(SC) 효모 약주에서도 숙성 전과 숙성 후를 비교할 때 숙성 후 유의적으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 퍼미빈(FE) 효모 사용 시 사과산 함량과 젖산 함량도 높게 나타났으며 특히 사과산 함량은 숙성 후 유의적으로 증가하였다. 대부분, 유의적이든 아니든 숙성에 의해 젖산을 제외하고 유기산의 함량은 증가하는 것으로 나타났다.

Table 3. The content of organic acid of yakju prepared by different commercial yeasts before and after aging (mg/L)
OT1) SC LA CM FE
Malic acid Before 28.40±1.192)b3) 41.71±13.29b 42.31±13.86b 2.80±0.82c 74.42±1.48a
After 36.65±4.13c 67.38±0.38b 65.18±2.39b 22.21±4.43d 90.73±2.58a
t-value −2.20 −2.66 −1.99 −5.23 −20.99*4)
Lactic acid Before 124.76±21.88abc 88.50±3.38c 121.64±27.70bc 137.88±15.94ab 169.80±5.49a
After 101.94±9.56b 98.86±2.67b 96.97±0.27b 166.74±10.52a 163.15±4.37a
t-value 1.03 −2.42 1.27 −7.53 8.38
Citric acid Before 4.68±0.21b 2.74±0.95b 10.43±1.99a 6.03±3.08ab 5.50±0.62b
After 5.77±2.82 15.12±1.33 9.95±2.40 9.27±5.01 7.29±1.17
t-value −0.51 −46.60* 0.16 −2.37 −4.55
Succinic acid Before 27.52±0.46a 22.31±0.39ab 17.45±8.20bc 10.26±0.04c 16.52±1.00bc
After 40.20±1.48a 33.85±0.71a 34.53±1.25a 37.30±4.83a 18.67±9.51b
t-value −17.60* −14.76* −3.48 −7.99 −0.29

OT, SC, LA, CM, and FE means yakju prepared by Saccharomyces cerevisiae yeast ottogi, songcheon, la parisinne, chungmoo, and fermivin, repectively.

All values are mean ± standard deviation (n=3).

a-dmeans in a row by different superscripts are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.

Asterisks indicate significant differences between before and after aging of yakju made from commercial yeasts (*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, respectively).

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3.3. 효모별 약주의 숙성 전·후 유리 아미노산 및 유리 질소 화합물

효모별 약주의 숙성 전·후 유리 아미노산 및 유리 질소 화합물의 함량은 Table 4에서 나타내었다. 검출된 아미노산 및 유리 질소 화합물의 총 함량은 1,576.41-2,990.84 ppm이었고 효모별로 유의적인 차이를 나타냈다. 효모 종류에 따라 그리고 아미노산 종류에 따라 숙성 전·후로도 유의적인 차이를 보이기도 하였다. 특히, 전과 후에서 유의적으로 가장 많은 함량을 가지고 있는 충무(CM) 효모 사용 약주는 전과 후의 차이에서는 유의적인 차이가 없었다. 그렇지만, 퍼미빈(FE) 사용 약주에서는 유의적으로 가장 적은 함량이었지만 숙성 후에는 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다(p<0.05). 또한, 송천(SC) 효모 사용 약주에서도 숙성 후에 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다(p<0.05). 술에서의 아미노산은 맛, 색, 향 등에 관여한다(Noh 등, 2014). 맛에 있어서 아미노산 중 아스파트산과 글루탐산은 감칠맛에 관여하고 알라닌, 글리신, 라이신, 프롤린, 세린, 트레오닌은 단맛에, 아르기닌, 히스티딘, 이소루신, 루신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트레오닌, 발린은 쓴맛에 관여한다고 알려져 있다(Noh 등, 2014). 특히, 송천(SC) 효모 약주에서는 이런 쓴맛을 나타내는 아미노산의 대부분이 숙성 후 증가하는 것으로 나타났다. 술에서의 아미노산 함량에 대한 최적치는 아직 밝혀진 바가 없지만 아미노산이 적으면 맛이 가볍고 많으면 잡미가 증가해서 품질을 저하시킨다(Noh 등, 2014). 또한, 향에 관여하는 아미노산은 퓨젤유나 에스테르 등의 향기성분으로 변화하게 된다고 보고된 바 있다(Park 등, 2016).

Table 4. Free nitrogenous components of yakju prepared by different commercial yeasts before and after aging (mg/L)
OT1) SC LA CM FE
Alanine Before 351.91±2.672)a3) 236.23±0.76d 256.53±2.28c 304.72±5.52b 227.29±6.55d
After 344.19±5.76a 298.08±7.96b 287.55±4.38bc 353.37±1.21a 276.63±9.45c
t-value 3.53 −10.04 −6.59 −10.22 −24.07*4)
Arginine Before 28.91±0.30a 28.94±0.35a 26.48±0.23b 20.80±0.29c 3.97±0.20d
After 51.81±0.44c 66.96±1.05a 58.43±1.52b 49.40±1.96c 40.62±2.31d
t-value −228.71** −38.20** −25.76* −24.17* −24.07*
Aspartic acid Before 117.93±0.11a 103.13±0.23c 108.00±1.01b 119.71±0.28a 60.45±1.48d
After 117.10±1.94d 129.08±3.24b 123.61±1.97c 141.69±0.44a 82.72±0.48e
t-value 0.63 −12.23 −7.39 −43.21* −16.07*
Cysteine Before 2.81±1.85e 34.63±0.42d 72.22±0.75a 49.44±2.04c 61.97±1.18b
After 58.50±1.24c 76.35±2.79a 64.34±1.39b 68.78±0.41b 59.30±2.22c
t-value −25.50* −24.92 5.22 −11.19 3.65
Glutamic acid Before 206.26±2.55b 198.98±3.16c 205.40±2.61bc 214.69±0.63a 116.95±2.91d
After 208.02±4.93bc 295.11±27.68a 252.95±4.99ab 279.23±1.33a 178.27±31.54c
t-value −0.33 −5.54 −8.85 −46.49* −2.52
Glycine Before 153.54±1.21a 116.88±0.88d 128.05±0.95c 144.67±3.52b 92.70±2.38e
After 147.14±2.71b 146.65±3.03b 142.55±2.01b 165.21±0.59a 114.82±1.92c
t-value 2.31 −10.77 −6.94 −7.07 −69.03**
Histidine Before 64.50±0.51a 57.75±0.28b 57.05±0.95b 63.78±0.08a 40.73±0.62c
After 69.29±2.07c 83.53±4.56a 75.51±2.00b 83.54±0.02a 65.33±0.13c
t-value −4.35 −8.51 −8.83 −290.84** −46.41*
Isoleucine Before 125.29±0.07a 81.74±0.26c 101.31±1.22b 106.65±8.40b 63.72±0.62d
After 115.67±1.54b 129.43±3.88a 108.75±2.03b 117.82±0.52b 88.96±7.30c
t-value 9.23 −18.63 −3.24 −1.77 −4.51
Leucine Before 248.90±1.46a 181.45±0.60d 205.52±2.23c 235.02±8.98b 115.62±2.86e
After 237.35±3.85c 253.67±7.22b 228.72±4.67c 267.78±0.61a 173.19±5.67d
t-value 6.82 −15.44* −4.76 −4.83 −29.07*
Lysine Before 184.12±2.35a 182.84±3.89a 183.22±2.11a 168.02±0.42b 117.35±2.89c
After 183.88±2.77c 227.14±6.21a 216.18±5.32ab 204.58±0.53b 152.58±6.83d
t-value 0.79 −27.00* −6.28 −53.95* −5.13
Methionine Before 69.64±0.92b 43.27±0.04c 64.54±0.56b 82.69±9.45a 42.39±0.69c
After 60.42±1.36cd 74.45±2.11b 57.12±0.94d 83.14±0.25a 64.80±5.09c
t-value 29.41* −21.28* 6.99 −0.07 −7.20
Phenyl alanine Before 196.10±0.47a 134.96±0.64c 168.03±1.60b 179.75±23.40ab 99.07±1.99d
After 183.63±2.16bc 210.35±7.42a 166.09±3.17cd 193.08±0.44ab 152.62±14.84d
t-value 10.43 −15.73* 0.58 −0.79 −5.90
Proline Before 222.90±0.85b 178.59±1.00c 182.46±0.96c 263.46±2.53a 171.65±9.88c
After 216.60±4.52b 215.67±3.12b 204.98±7.30b 303.99±0.34a 206.17±8.94b
t-value 2.43 −12.72 −3.86 −19.94* −52.19*
Serine Before 118.80±0.16b 107.67±0.81c 116.06±0.81b 132.19±0.03a 76.42±2.52d
After 117.56±2.99d 141.11±1.89b 134.76±2.23c 155.65±1.40a 110.37±0.14e
t-value 0.56 −43.47* −8.69 −23.24* −20.21*
Threonine Before 75.94±0.07b 68.51±1.10d 70.65±0.53c 81.26±0.55a 48.31±1.20e
After 78.30±2.23d 95.96±1.22b 90.59±1.29c 99.92±0.86a 74.18±1.51e
t-value −1.55 −340.51** −15.53* −84.27** −118.43**
Tyrosine Before 206.86±0.78a 139.60±1.17c 168.92±2.30b 197.12±20.70a 115.52±2.23c
After 195.19±1.90b 219.24±7.21a 173.54±3.58c 214.57±0.63ab 161.84±15.01c
t-value 14.67 −18.65* −1.11 −1.16 −5.13
Valine Before 221.39±2.45a 120.04±0.15d 134.11±1.06c 158.17±4.34b 86.62±2.27e
After 158.35±3.15b 177.35±5.26a 154.28±2.78b 182.18±0.68a 137.51±1.30c
t-value 128.11** −15.85* −7.43 0.93 −74.47**
γ-Amino butyric acid Before 40.13±0.67b 39.24±0.07b 46.85±0.52a 29.77±4.24c 35.71±0.91b
After 34.79±0.03b 49.29±4.49a 40.64±0.71b 26.91±0.10c 39.96±4.43b
t-value 10.72 −3.12 7.10 0.93 −1.13
Total free nitrogenous content Before 2,635.93±6.56a 2,054.42±10.40c 2,295.37±22.66b 2,551.87±90.23a 1,576.41±42.14d
After 2,577.79±45.59b 2,889.41±98.25a 2,580.60±52.28b 2,990.84±7.58a 2,179.88±27.65c
t-value 2.11 −13.44* −5.38 −6.35 −58.90*

OT, SC, LA, CM, and FE means yakju prepared by Saccharomyces cerevisiae yeast ottogi, songcheon, la parisinne, chungmoo, and fermivin, repectively.

All values are mean ± standard deviation (n=3).

a-emeans in a row by different superscripts are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.

Asterisks indicate significant differences between before and after aging of yakju made from commercial yeasts (*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, respectively)

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3.4. 효모별 약주의 숙성 전·후 휘발성 향기성분

탁주나 약주의 향기성분은 누룩 미생물이나 효모에 의해 생성된다. 그중 효모가 생성하는 향기 성분으로는 알코올류, 카르보닐 화합물, 유기산, 에스테르, 함황화합물 등이다(Lee 등, 2015). 시판 효모를 달리한 약주에서도 알코올류, 산류, 에스테르류, 함황화합물(DMDS) 등이 검출되었다(Table 5). 알코올류 중 1-옥타놀의 함량이 모든 처리구에서 가장 높은 함량을 나타냈으며 숙성 후에도 증가하는 경향을 보였다. 에스테르류는 술의 향미에 중요한 향기성분으로(Lee 등, 2007) 원료에 존재하는 지질로부터 생성된 지방산이 술덧에서 효모에 의해 생성된다(Lee 등, 2015). 효모별 약주의 향기성분 중 에스테르류에서는 ethyl acetate, ethyl carprate, ethyl laurate 등이 검출되었다. ethyl acetate 경우, 숙성 전·후 효모에 따라 유의미한 차이를 보이지 않았으며 전과 후의 차이도 없었다. 청주의 경우, 살균하지 않고 저장하게 되면 저장온도가 높을수록 저장일수가 길수록 이취성분이 증가하게 되는데 그 이취 성분들 중 하나가 이소 발레르산이다. 이것은 이소 아밀 알코올이 산화되어 생기게 된다(Yamashita 등, 1999). 사용한 시판 효모 중 오뚜기(OT) 효모 사용 약주가 다른 약주에 비해 많은 양을 생성했을 뿐 아니라 저장 후에도 유의적으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 아세트산은 자극취와 산미를 가지고 있으며 세균이나 효모에 의해서 발효 중 생성되는 산화생성물이다(Lee 등, 2007). 모든 처리구에서 높은 함량을 냈으며 특히 송천(CM) 효모 약주에서 가장 많은 양을 냈으며 저장 후에도 유의적으로 증가하였음을 알 수 있었다. 단무지 냄새 또는 유황 냄새라고 하는 DMDS (Dimethyldisulfide)는 거의 생성되지 않았다. 빵향을 내는 프루프랄은 송천(SC) 효모, 라빠르장(LA) 효모, 송천(CM) 효모 약주에서 저장 후 유의적으로 증가함을 알 수 있었다. 반면, 오뚜기(OT) 효모 약주는 다른 처리구에 비해 저장 전 많은 양이 검출되었지만 저장 후에 더 이상 증가하지 않음을 알 수 있었다.

Table 5. Volatile components of yakju prepared by different commercial yeasts before and after aging (mg/L)
OT1) SC LA CM FE
1-Hexanol Before 190.34±8.762)a3) 26.60±3.40c 23.33±0.74c 145.63±17.10b 42.10±3.47c
After 201.56±27.73a 26.52±2.63bc 7.53±0.23c 7.18±0.27c 48.55±1.22b
t-value −0.44 0.02 23.06*4) 11.64 −4.06
1-Octanol Before 1,175.88±83.68a 744.42±74.05bc 667.50±127.77c 1,227.47±0.93a 894.25±26.42b
After 1,445.95±105.20ab 948.00±289.16c 1,809.51±278.53a 1,522.52±48.29a 997.84±40.09bc
t-value −17.75*2) −1.34 −10.71 −8.48 −10.72
1-Octen-3-ol Before 0.00±0.00d 2.02±0.00c 2.63±0.12b 3.14±0.06a 0.00±0.00d
After 0.00±0.00b 2.96±0.45a 2.55±0.61a 2.58±0.67a 0.00±0.00b
t-value −2.94 0.22 1.06
2-Butanol Before 0.00±0.00b 412.76±144.68a 529.73±39.20a 492.74±3.87a 509.90±40.23a
After 0.00±0.00b 344.81±40.05a 0.00±0.00b 0.00±0.00b 46.58±65.87b
t-value 0.52 19.11* 179.83** 25.55*
2-Octanol Before 0.00±0.00d 3.83±0.33c 5.28±0.06b 9.22±0.32a 5.12±0.06b
After 3.22±1.51d 36.26±1.18c 194.85±4.83a 168.30±18.38b 53.60±3.91c
t-value −3.03 −30.31* −56.17* −12.45 −17.86*
2-Phenyl alcohol Before 253.62±20.81 287.66±27.36 268.83±11.79 238.91±19.25 261.55±0.26
After 287.17±25.51 346.12±18.56 350.49±18.77 288.82±44.98 308.25±30.09
t-value −1.02 −9.39 −16.56* −2.74 −2.18
Acetic acid Before 520.97±14.12b 209.23±1.80d 215.66±16.37d 662.49±4.27a 428.83±4.17c
After 554.70±21.60b 239.92±52.78c 843.12±89.78a 757.57±1.24a 459.46±3.52b
t-value −6.38 −0.85 −12.09 −24.44* −5.63
Carproic acid Before 11.85±1.65c 13.16±1.07bc 14.18±0.58bc 20.62±0.98a 14.94±0.82b
After 8.60±3.17 13.76±0.46 13.38±1.76 9.84±3.74 8.04±5.49
t-value 3.02 −0.56 0.95 5.53 1.55
DMDS Before 38.85±6.84a 0.00±0.00b 0.00±0.00b 0.00±0.00b 0.00±0.00b
After 5.85±0.64a 0.00±0.00b 0.00±0.00b 0.00±0.00b 0.00±0.00b
t-value 7.52
Ethyl acetate Before 14.48±5.87 9.95±4.45 11.09±1.00 7.32±2.64 9.29±1.96
After 9.98±6.55 13.93±1.76 7.03±0.69 9.29±3.83 6.25±0.06
t-value 9.38 −0.90 3.39 −2.34 2.26
Ethyl carprate Before 13.32±5.20 6.08±1.50 5.60±1.16 10.00±0.05 8.74±0.90
After 21.71±0.54a 10.81±1.70d 17.40±2.53b 15.58±0.25bc 12.15±0.41cd
t-value −2.06 −2.09 −12.30 −27.90* −9.90
Ethyl lactate Before 56.89±8.51b 34.73±5.32cd 42.78±8.99bc 110.23±3.99a 22.16±7.08d
After 33.00±0.85b 26.76±4.68b 72.75±2.87a 66.39±1.06a 7.20±0.12c
t-value 4.41 17.53* −3.58 21.18* 2.94
Ethyl laurate Before 17.27±1.85a 8.52±0.14b 1.77±0.14c 4.25±3.56bc 8.38±0.84b
After 14.20±3.00 8.86±0.61 9.43±0.17 13.24±2.75 9.81±0.37
t-value 0.90 −1.00 −383.00** −15.75* −1.67
Ethyl myristate Before 98.51±4.47a 54.86±0.24c 49.64±3.47c 52.08±1.37c 68.56±6.03b
After 77.35±1.28a 59.03±9.29b 49.10±0.95bc 44.22±0.77c 53.24±2.16bc
t-value 9.36 −0.62 0.30 18.08* 5.60
Ethyl palmitate Before 66.89±4.06a 21.71±2.77c 22.37±5.05c 41.84±3.51b 28.54±3.97c
After 51.82±1.78a 23.50±2.95c 31.70±1.14b 34.61±2.05b 22.73±0.15c
t-value 3.65 −0.44 −2.13 1.84 2.15
Ethyl phenyl acetate Before 60.77±2.55a 27.14±2.14c 22.65±5.20c 50.53±1.15b 43.53±3.71b
After 72.87±8.63a 34.71±11.40c 66.61±10.17ab 60.67±0.82ab 47.09±0.92bc
t-value −2.82 −1.16 −12.51 −44.09* −1.81
Furfural Before 15.37±1.78a 2.73±0.06bc 2.49±0.23c 4.77±0.06b 0.00±0.00d
After 18.75±1.37a 3.31±0.12d 8.78±0.63b 7.74±0.31bc 4.66±2.43cd
t-value −1.52 −16.71* −22.46* −74.25** −2.71
Iso-amyl alcohol Before 91.00±17.86b 119.74±26.17b 189.14±12.33a 42.99±3.57c 35.23±0.54c
After 217.40±57.82 401.96±119.24 323.11±32.31 379.60±84.89 247.06±20.09
t-value −4.47 −4.29 −9.48 −5.38 −15.32*
Iso-butanol Before 60.58±11.69 87.53±17.88 106.36±44.84 36.03±2.48 31.93±0.47
After 156.66±45.91 345.55±114.72 295.11±23.78 350.90±87.37 201.08±9.50
t-value −3.97 −3.77 −3.89 −4.96 −26.49*
Iso butyric acid Before 801.84±69.85a 566.37±53.82b 504.18±95.87b 846.63±0.83a 646.47±22.70b
After 948.18±68.05abc 709.82±218.62bc 1,209.41±178.93a 1,048.75±3.70ab 698.94±19.65c
t-value −115.23** −1.23 −12.01 −63.06* −24.29*
Iso caproic acid Before 38.55±5.01 56.32±5.88 51.55±9.29 47.34±1.33 39.15±1.15
After 39.55±3.71 64.98±17.25 58.45±9.09 51.59±2.97 41.82±2.50
t-value −1.09 −1.08 −49.29* −1.40 −2.80
Iso valeric acid Before 29.77±1.60a 15.25±0.80c 13.71±0.72c 24.94±2.32b 14.38±2.54c
After 40.40±1.28a 17.11±0.08c 31.00±5.28b 26.65±1.55b 14.15±0.86c
t-value −47.22* −3.00 −5.36 −3.15 0.20
n-Butanol Before 7.91±1.71ab 9.56±2.06a 12.77±5.08a 2.33±0.25b 1.70±0.03b
After 9.70±2.22b 23.74±6.43a 10.03±0.71b 11.64±2.38b 3.68±0.10b
t-value −4.97 −4.59 0.67 −5.01 −22.00*
n-Butyric acid Before 210.55±9.84a 98.38±1.23c 92.16±7.53cd 125.71±1.60b 78.34±4.62d
After 142.97±0.02a 102.46±15.11c 127.17±9.56ab 117.91±0.52bc 72.42±0.19d
t-value 9.70 −0.35 −24.31* 10.19 1.90
n-Propanol Before 137.26±26.47 90.40±22.37 105.44±41.77 68.07±36.02 29.16±1.09
After 296.15±68.27 204.87±59.24 247.96±18.76 277.65±47.08 131.09±2.56
t-value −5.38 −4.39 −3.33 −3.57 −98.48**
Valeric acid Before 472.43±3.26a 184.30±26.11d 164.47±14.19d 360.16±12.83b 299.99±10.83c
After 536.59±63.91a 250.68±60.18b 489.46±77.45a 470.50±8.39a 330.44±2.75b
t-value −2.96 −2.76 −7.27 −7.35 −3.17

OT, SC, LA, CM, and FE means yakju prepared by Saccharomyces cerevisiae yeast ottogi, songcheon, la parisinne, chungmoo, and fermivin, repectively.

All values are mean±standard deviation (n=3).

a-dmeans in a row by different superscripts are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.

Asterisks indicate significant differences between before and after aging of yakju made from commercial yeasts (*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, respectively).

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감사의 글

본 연구는 국립농업과학원 농업과학기술 연구 개발 사업(과제번호: PJ009464)의 지원에 의해 이루어진 것이며, 연구비 지원에 감사드립니다.

Conflict of interests

The authors declare no potential conflicts of interest.

Author contributions

Conceptualization: Kang JE. Data curation: Choi JS, Kang JE. Formal analysis: Choi JS. Methodology: Choi JS, Kang JE. Validation: Jeong ST. Writing - original draft: Choi JS. Writing - review & editing: Choi JS, Jeong ST.

Ethics approval

This article does not require IRB/IACUC approval because there are no human and animal participants.

ORCID

Jeong Sil Choi (First author) https://orcid.org/0000-0002-9036-0047

Ji-Eun Kang https://orcid.org/0000-0001-8194-7455

Seok-Tae Jeong (Corresponding author) https://orcid.org/0000-0001-9997-2763

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