반응표면분석을 이용한 홍삼주 발효조건 최적화

Optimization of Fermentation Condition for Red Ginseng Wine Using Response Surface Methodology.

인삼의 다양한 식품소재개발을 위하여 반응표면분석법을 이용한 홍삼주의 최적발효조건을 모니터링하였다. 중심합성 계획법에 의하여 독립변수로서 발효온도, 발효기간 및 초기 pH를 설정하여 종속변수 홍삼주의 이화학적 특성과 유효성분에 대한 영향을 조사하였다. 홍삼주의 알코올 함량과 총당 함량은 발효온도와 발효기간에 영향을 많이 받고 있는 것으로 나타났으며, 조사포닌 함량은 발효기간에 많은 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 발효 후의 pH는 초기 pH에 많은 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 홍삼주의 유효성분인 Ginsenoside 함량을 조사한 결과 주로 발효온도보다는 발효기간 및 초기 pH에 의해 영향을 받고 있는 것으로 조사되었으며, 발효기간이 길고 초기 pH가 높을수록 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 홍삼주의 이화학적 특성과 유효성분 함량에 대하여 superimposed counter map으로 최적 조건을 예측한 결과 발효온도 $21{\sim}27^{\circ}C$, 발효기간은 $15{\sim}20$일, 초기 pH의 경우 $4.6{\sim}5.2$로 각각 예측되었다.

Response surface methodology was used to monitor the optimization of fermentation conditions for red ginseng wine. A central composite design was applied to investigate the effects of independent variables, fermentation temperature ($X_1$), fermentation time ($X_2$) and initial pH ($X_3$) on dependent variables, physicochemical characteristics and effective ingredients. Alcohol and total sugar content were significantly affected both by fermentation temperature and time. Crude saponin content was greatly affected by fermentation time, and pH was significantly affected by initial pH. Fermentation time and initial pH had a greater effect on ginsenoside content than fermentation temperature. Ginsenoside content increased along with fermentation time and initial pH. We elicited a regression formula for each variable, and superimposed the total optimum points of fermentation conditions for physicochemical characteristics and the effective constituents. The predicted values at the optimum fermentation conditions were at $21{\sim}27^{\circ}C$ for $15{\sim}20$ day in initial pH $4.6{\sim}5.2$.