Characterization of Korean Wheat Malt and Beer: Metabolites and Consumer Perception :

Yang Soo Byeon

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자료유형: 학위논문

저자정보: Yang Soo Byeon (고려대학교, 고려대학교 대학원)

지도교수: 임승택

발행연도: 2022

저작권: 고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수7

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2022

Characterization of Korean Wheat in Beer Brewing

Yang Soo Byeon 한국식품영양과학회 학술대회발표집 2022.10 학술대회자료

Characterization of Korean Wheat Malt and Beer: Metabolites and Consumer Perception

Yang Soo Byeon 생명공학과 2022.01 학위논문

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본 연구의 목적은 국내산 밀의 맥주 양조 재료로써 적용가능성을 평가하기 위하여 밀맥아와 밀맥주의 이화학적 특성과 소비자 인지를 조사하였다. 국내산 주요 3품종인 금강, 조경 및 앉은뱅이 밀로 시험 제조된 맥아의 품질 특성은 2종의 수입산(독일 및 미국산) 밀맥아와 비교분석 되었다. 맥아 품질 분석 결과, 국내산 밀 3개 품종 모두 전반적으로 양조에 요구되는 대부분의 품질 지표를 충족하였으며 용해성 질소와 관련된 지표에서 수입산 맥아와 차이를 보였다. 주성분 분석plot상에서 5종의 시료가 명확히 구별 되었으며, 확인된 구체적인 대사체의 차이는 맥아즙의 발효특성과 그에 따른 최종 맥주의 향미에 영향을 줄 것으로 예상된다. 앉은뱅이 밀의 malting 중 시간의존적 대사물의 변화를 확인하기 위해 1H NMR metabolomics가 적용되었다. 각 과정에 기여하는 구체적인 대사물과 생화학적 경로를 제시하였다. 특히, 맥아 부산물인 밀 뿌리/새싹 혼합물은 높은 페놀산 함량과 항산화 활성이 확인되어 기능성 소재로서의 가능성을 보여주었다. 맥주의 품질 특성은, 실험실 환경에서 제조된 시험 맥주[금강밀맥주(KB) 및 앉은뱅이밀맥주(AB)]와 동일한 조건에서 수입산 밀맥아로 양조된 밀맥주와 비교 분석하였다. 금강, 앉은뱅이 밀맥아의 높은 용해성 질소 함량은 맥아즙의 free amino nitrogen 함량 및 최종 맥주의 발효 가성도와 폴리페놀 함량에 영향을 주었다. 소비자 기호도 검사(n=102)에서는, 전반적인 기호도가 시료 간 유의적인 차이를 보이지 않았으며, agglomerative hierarchical clustering 분석 결과, 총 3개의 그룹으로 나뉘었으며, 그 중 AB 선호군집(n=29)과 KB 비선호군집(n=30)이 관찰되었다. 또한, 다중요인분석 결과에서 AB와 관련 있는 특성은 휘발성 알코올류와 단맛, 시트러스, 과일향미 및 전반적인 기호도 등으로 확인 되었다. 캔맥주의 형태로 시생산된 국내산 밀맥아맥주(S1) 및 통밀맥주(S2)는 시판 수입산 밀맥주 10종(S3-S12)과 함께 소비자 기반의 감각적 프로파일링 방법으로 비교분석 되었다. 소비자 43명에 의한 sorted napping 언어화 과정에서 도출된 236개의 용어는 핵심묘사용어 24개로 축약되었다. 하지만 맥주의 색과 같은 외관 특성은 불투명 캔 용기로 유통되는 맥주에서 유의미한 요소가 아니라는 점을 고려하면, partial napping과 같은 연구자 개입형 방법의 필요성이 제안되었다. Hierarchical multiple factor analysis hierarchical (HMFA) 및 hierarchical clustering on principle component (HCPC) 수행 결과, 유사성에 기초한 시료 간 분포와 관련 있는 용어의 배치가 확인 되었고, 총 6개의 군집으로 분할되었다. 6개의 대표 시료에 대한 전반적인 기호도는 시료 간 유의적인 차이를 보이지 않았으며, 소비자 기호에 기초한 군집 분석 결과에서 도출된 일부의 소비자 그룹은 기호와 특성 강도 간의 관련성을 보여주었다. 이는 개인적 쓴맛의 민감도 차이와 언어의 확장성에 의한 것으로 논의되었다. 앉은뱅이 밀은 맥주 후보 재료로서의 실현 가능성을 보여주었다. 이 결과는 국내산 밀 기반 제품의 성공적인 개발을 위한 기초 정보로서, 특정 품질의 국내산 맥아와 차별화된 새로운 제품을 요구하는 맥아 및 양조 업체에 새로운 정보가 될 것이다.

The aim of present study was to investigate the physicochemical characteristics and consumer reception of malt and beer made from Korean domestic wheat for assessment of its suitability for beer brewing. The quality characteristics of malts made from three major Korean wheat varieties (Keumkang, Jokyung and Anzunbaengi) were compared to two types of commercially imported wheat malts. The malt quality parameters indicated that Korean wheat malts met almost quality parameters required for brewing; the Korean wheat and control malts only differed in the parameters related to soluble nitrogen, implying difference in the amino acid composition of wort and thus final beer flavour. The metabolites of all malts were discriminated clearly in PCA plot, Korean wheat malts had more amino acids and lipids than imported ones. To study time-dependent metabolite changes during the malting of Anzunbaengi wheat, 1H nuclear magnetic resonance metabolomics was applied to wheat malting stages. Particularly, the specific metabolites responsible for each malting step and its biochemical pathways were identified. Unexpectedly, great antioxidant potential was found in spent rootlets/acrospires as wheat derivative by-products, implying their use as functional material. For analysis of beer quality characteristics, two Korean wheat beers, Keumkang beer (KB) and Anzunbaengi beer (AB), were compared two beer samples brewed with imported malts (from Germany and USA) by an identical lab-scale brewing condition. The soluble nitrogen content was high in Keumkang and Anzunbaengi malts, as reflected by high free amino nitrogen parameters in worts affecting attenuation and polyphenol content in the finished beer. The results of consumer (n=102) test showed that four beer samples did not significantly differ in overall acceptance. In further agglomerative hierarchical clustering analysis, consumers were divided into three groups according to overall acceptance of beers. Of note that AB was preferred by cluster 1 (n = 30) and KB was dis-preferred by cluster 2 (n = 43). The correlation map showed that AB was related to volatile alcohols, sensory descriptors (sweet, citrus, and fruity flavour) and overall acceptance. The pilot scale canned beer made from Korean wheat, Anzunbaengi malt beer (S1) and Anzunbaengi whole wheat beer (S2), were compared with 10 imported commercial wheat beers (S3?S12) by consumer-based sensory profiling methods. As a result of sorted napping by 43 consumers, 236 terms developed during verbalizing sessions were reduced to 24 key descriptive terms. Considering that appearance characteristics, such as beer colour, are not significant factors in beer distributed in opaque cans, the need for a moderator interceptive approach, such as partial napping, was suggested. Overall, a sensory map with six segments based on the consumers’ beer criteria was resulted by hierarchical multiple factor analysis and its clustering on principle component. For beer acceptability, no significant difference in overall liking was found among beer samples. As a result of cluster analysis with consumer data, some consumers showed notable and complex beer consumer traits for beer, specifically bitter sensitivity and the semantic extension of taste adjectives. Notably, Anzunbaengi wheat was emerged as a candidate ingredient for wheat beer, implying a basis for the successful development of Korean wheat-based products as one method to solve Korea’s low self-sufficiency wheat rate. Furthermore, the results of this study offer novel information to maltsters and breweries demanding Korean wheat malts of a certain quality and/or new distinctive products.

#wheat #malt #beer #metabolomics #sensory evaluation

Table of Contents
1. Introduction 1
2. Literature Review 4
2.1. Wheat 4
2.2. Wheat malt 13
2.3. Wheat beer 16
2.4. Metabolomics 19
2.5. Sensory evaluation 24
3. Chapter I. Comparison of physicochemical properties and metabolite profiling using 1H NMR spectroscopy of Korean wheat malt 31
Abstract 32
3.1. Introduction 33
3.2. Materials and methods 37
3.3. Results and Discussion 49
3.4. Conclusion 69
4. Chapter II. Metabolite profile and antioxidant potential of wheat (Triticum aestivum L.) during malting 71
Abstract 72
4.1. Introduction 73
4.2. Materials and methods 77
4.3. Results 90
4.4. Discussion 109
4.5. Conclusion 118
5. Chapter III. Quality characteristics of wheat malts with different country of origin and their effect on beer brewing 120
Abstract 121
5.1. Introduction 123
5.2. Materials and methods 126
5.3. Results and discussion 136
5.4 Conclusion 166
6. Chapter IV. Consumer perception of wheat beer using consumer-based methodology 168
Abstract 169
6.1. Introduction 171
6.2. Materials and methods 175
6.3. Results 183
6.4. Discussion 202
6.5. Conclusion 208
7. Conclusion 210
8. Discussion and prospects 212
9. Literature cited 218

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