후발효차 제조과정 중의 생화학 성분의 변화 = Changes of Biochemical Components during the Manufacturing Process of a Microbial-Fermented Tea

국문 초록 (Abstract)

국민 기호성의 변화와 FTA 등 국제시장 개방 압력에 대응하기 위하여 우리나라 기후 및 환경에 맞는 다양한 차 제품을 개발할 목적으로 미생물 발효차인 후발효차를 제조하여 이에 따른 기초적인 조사 및 성분분석을 실시하였다.
품종이 다른 차나무 생잎과 국내에서 제조한 가공녹차를 원료로 발효조건을 달리하여 후발효차를 제조하였으며, 제조과정 중 발효조건에 따른 외관의 색깔 및 수색의 변화, 클로로필, 총질소, 탄닌, 카페인 및 카테킨 함량을 측정하였다. 그리고 제조과정 중의 항산화활성의 변화 및 후발효차에 관여하는 미생물의 단리 및 동정 또한 행하였다.
후발효차의 색도 및 수색은 색차계를 이용하여 조사하였다. 차잎의 색도는 발효가 진행됨에 따라 상온발효와 40℃발효에서 L, a, b값은 증가하여 전체적으로 외관의 색도는 붉어지고 황색으로 변화되면서 밝아짐을 알 수 있었다. 수색에서는 발효가 진행됨에 따라 L값은 감소하여 어두워지고 a값과 b값은 증가하여 붉은색과 황색이 진해짐을 알 수 있었다. 화학성분으로서 클로로필과 탄닌의 함량은 상온발효와 40℃발효에서 발효가 진행됨에 따라 감소하는 경향이었으나 총질소와 카페인 함량에는 변화가 인정되지 않았다. 발효가 진행됨에 따라 (+)-catechin, (-)-epicatechingallate (ECG), (-)-epigallocatechingallate (EGCG)는 발효 온도와 시료의 종류에 상관없이 감소하였다. 그러나 특이하게도 (-)-epicatechin (EC)과 (-)-epigallocatechin (EGC)은 상온발효에서는 25일, 40℃발효에서는 15일까지 증가하다가 감소하였다. DPPH scavenging-activity를 이용한 항산화활성은 국내산 재래종을 제외하고는 상온 및 40℃발효에서 발효가 진행됨에 따라 감소하였다. 그리고 본 연구에서 차의 발효에 관여하는 미생물로는 Aspergillus niger와 Bacillus subtilis가 단리 · 동정되었다.
본 연구는 우리나라 기후와 환경에서 녹차와는 맛과 기능성분이 다른 후발효차를 제조하여 제조과정 중의 외관 및 수색, 기능성분의 변화를 과학적으로 조사, 분석한 최초의 자료로 본 연구 결과가 다양한 차 제품의 개발 및 후발효차 연구를 위한 기초 자료로서 유용하게 이용되기를 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Microbial-fermented tea, which is made by fermentation of microorganisms without the action of endogenous enzyme of tea leaves, is a popular beverage in Asia, especially Yunnam province, China. To understand the fermentation property of microbial-fermented tea, change of biochemical components during the manufacturing process was investigated. Microbial-fermented teas were respectively prepared from fresh leaves of three different tea species (Yabukita, Daecha, Korean wild cultivar) and a green tea, which was processed according to typical manufacturing method of roasted tea. A portion of each sample was taken out at regular intervals during fermentation process and then subjected to freeze-drying to obtain tea powders. The infusions of each tea powder was used for analyses of the color difference, chemical constituents, and antioxidant activity. During manufacturing process, the color differences of the tea infusions were gradually changed to red and yellow color with the elapse of fermentation time. Total nitrogen and caffeine contents were not significantly changed. Total contents of chlorophyll, tannin, and catechins [(+)-catechin, (-)epicatechingallate, (-)-epicatechingallate] were gradually decreased with the elapse of fermentation time. However, the contents of (-)-epicatechin and (-)-epigallocatechin were increased until 2 weeks of fermentation and then decreased. This result suggested that the (-)-epicatechin and (-)-epigallocatechin are respectively produced through the hydrolysis of acyl group of gallate moiety in (-)epicatechingallate and (-)-epicatechingallate by the action of microorganisms. The antioxidant activity was slightly decreased with the elapse of fermentation time except for Korean wild cultivar. Microorganisms related in fermentation of tea were screened and isolated. Two isolated microorganisms were identified as Aspergillus niger and Bacillus subtilis by ribosomal RNA (rRNA) sequence analysis.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 = 5
• 1. 후발효차의 제조 = 5
• 가. Sun-Dried Green Tea 제조 = 6
• 1) 원료 잎 및 가공녹차 재료 = 6
• 2) 제조방법 = 6
• 나. 발효방법 = 6
• 다. 건조방법 = 7
• 라. 후발효차 발효과정 중의 처리 = 7
• 마. 대기온도 및 습도의 측정 = 7
• 바. 발효과정 중 시료의 채취 = 7
• 2. 후발효차 제조과정 중의 색변화 측정 = 7
• 가. 후발효차잎의 발효정도에 따른 색도변화 측정 = 7
• 나. 후발효차의 발효정도에 따른 수색변화 측정 = 7
• 3. 후발효차 제조과정 중의 화학성분 분석 = 8
• 가. Chlorophyll 분석 = 8
• 나. Total Nitrogen 분석 = 8
• 다. Tannin 분석 = 8
• 라. Caffeine 및 Catechin류 분석 = 9
• 4. 후발효차 제조과정 중의 항산화활성 측정 = 11
• 5. 후발효차의 미생물 배양 · 분리 및 동정 = 11
• 가. 미생물의 배양 · 분리 = 11
• 나. 미생물의 동정 = 11
• Ⅲ. 결과 및 고찰 = 13
• 1. 후발효차 제조 및 변화양상 = 13
• 가. Sun-Dried Green Tea 제조와 수분함량 = 13
• 나. 발효과정 중의 양상 = 13
• 1) 대기온도 및 습도의 변화 = 13
• 2) 발효과정 중 양상 = 14
• 3) 제조된 후발효차의 수분함량 및 수율 = 16
• 2. 후발효차 제조과정 중의 색 변화 = 16
• 가. 후발효차잎의 발효정도에 따른 색도 변화 = 16
• 나. 후발효차의 발효정도에 따른 수색 변화 = 20
• 3. 후발효차 제조과정 중의 화학성분 함량의 변화 = 24
• 가. Chlorophyll 함량의 변화 = 24
• 나. Total Nitrogen 함량의 변화 = 26
• 다. Tannin 함량의 변화 = 28
• 라. Caffeine 및 Catechin류 함량의 변화 = 30
• 1) Caffeine 함량의 변화 = 30
• 2) Catechin류 함량의 변화 = 33
• 4. 후발효차 제조과정 중의 항산화활성의 변화 = 46
• 5. 후발효차에 관여하는 미생물의 형태학적 분석 및 동정 = 49
• 가. 미생물의 형태학적 분석 = 49
• 나. 미생물의 동정 = 50
• Ⅳ. 결론 = 52
• 참고문헌 = 54
• （Abstract） = 58