Formation of biogenic amines and bioactivities of Makgeolli under different fermentation conditions

발효조건에 따른 막걸리의 Biogenic Amines(BAs)의 생성과 생리활성

Generation of biogenic amines (BAs) and physiological activities of Makgeolli, Korean rice wine, were investigated during fermentation under different temperatures (20, 25, and $30^{\circ}C$) and time (3, 5, and 7 days). The pH was 3.96~4.36 during fermentation and the acidity increased proportionally with temperature and time. Alcohol and total phenolic contents peaked on day 5 at 25 by 9.0~9.8% and $3.01{\pm}0.07mg/g$, respectively. The organic acid mostly produced was lactic acid, which increased gradually with temperature and time. Formation of biogenic amines comprised of tryptamine and putrescine was observed during fermentation: 6.91, 11.70, and 15.63 mg/mL of tyramine on day 7 at 20, 25, and $30^{\circ}C$, respectively. Antioxidant activities from DPPH and FRAP assay were high in the order of $25^{\circ}C$>$20^{\circ}C$>$30^{\circ}C$ while that from ABTS assay was high regardless of temperature. Processed at 1 mg/mL and $30^{\circ}C$, the inhibitory effect on ${\alpha}$-amylase was $67.99{\pm}0.11$, $73.64{\pm}0.43$, and $75.51{\pm}0.26%$ on days 3, 5, and 7, respectively, which increased proportionally with temperature and time. Inhibitory activity on lipid accumulation in 3T3-L1 adipocytes was the highest in Makgeolli fermented on day 5 at $25^{\circ}C$. This study shows that fermentation at $25^{\circ}C$ for 5 days yields Makgeolli of the best quality with high bioactivities but no biogenic amines.

건강음료로서 품질이 우수한 막걸리 제조를 위하여 발효 온도와 시간을 달리하여 제조한 막걸리의 품질특성과 biogenic amines(BAs)의 생성 및 생리활성을 비교 검토한 결과는 다음과 같다. 발효 중 pH는 3.96~4.36이었으며, 총산은 발효온도와 기간에 비례하여 증가하였다. 알코올 함유량은 발효 5일째에 9.0~9.8% 최대치를 보였으며, 총 페놀화합물의 함량도 $25^{\circ}C$, 발효 5일째에 $3.01{\pm}0.07mg/g$으로 가장 높았다. 유기산의 함량은 주로 lactic acid이었으며, 온도의 상승 및 발효기간에 비례하여 증가하였다. Biogenic amines(BAs)은 주로 tryptamine과 putrecine이었으며, tyramine은 발효 7일째에 20, 25 및 $30^{\circ}C$에서 각각 6.91과 11.70 및 15.63 mg/mL이 생성되었다. DPPH와 FRAP assay에 의한 막걸리 추출물의 항산화효과는 $25^{\circ}C$>$20^{\circ}C$>$30^{\circ}C$의 순이었으며, ABTS assay에 의한 항산화효과는 발효온도에 관계없이 DPPH와 FRAP assay 보다 비교적 높은 활성을 나타내었다. ${\alpha}$-Amylase 저해활성은 1 mg/mL 처리하였을 때 $30^{\circ}C$에서는 3, 5 및 7일차에 각각 $67.99{\pm}0.11$, $73.64{\pm}0.43$ 및 $75.51{\pm}0.26%$로 발효온도와 기간에 비례하여 활성이 증가하는 경향이었다. 지방전구세포의 lipid droplet 형성 억제 활성은 $25^{\circ}C$에서 5일간 발효하였을 때, 활성이 가장 좋았다. 위와 같이 막걸리의 발효조건별 시험 결과로 볼 때, 막걸리의 최적 발효조건은 $25^{\circ}C$에서 5일간 발효하였을 때 가장 품질이 우수한 막걸리를 제조할 수 있을 것으로 판단되었다.