아사이베리, 아로니아, 크랜베리, 혼합농축액 및 발효혼합농축액의 특징적인 향기성분을 동정하기 위하여 solvent assisted flavor evaporation (SAFE)과 liquid-liquid continuous extraction (LLCE)을 이용하여 추출하고 발효 시간에 따른 시간별 혼합농축액은 solid phase microextraction (SPME)을 이용하고 추출하여 gas chromatography-mass spectrometry-olfactometry (GC-MS-O)로 분석하였다. 아사이베리의 휘발성 향기성분은 SAFE에서 51종, LLCE에서 54종이 동정되었다. 공통적으로 2-phenylethanol, (Z)-3-hexenol 및 benzyl alcohol 등이 높은 함량을 나타내었다. 아사이베리의 휘발성 향기성분은 alcohol류가 가장 많이 동정되었으며 아사이베리의 중요한 휘발성 향기성분이라고 생각되어진다. 아사이베리의 향 활성 화합물은 β-damascenone, trans-linalool oxide, (Z)-3-hexenol 및 2-phenylethanol등이 log2FD값이 상대적으로 높게 감지되었으며 이 중 β-damascenone은 rose와 berry한 향 특성을 나타내며 아사이베리의 특징적인 향 활성 화합물 중 가장 중요한 화합물이라 할 수 있다. 아로니아는 휘발성 향기성분이 SAFE에서 49종, LLCE에서 55종이 동정되었다. 아로니아에서 공통적으로 동정된 휘발성 향기성분으로 3-penten-2-one, 4-hydroxy-2-pentanone 및 benzoic acid등이 높은 함량으로 동정되었으며 이 중 3-penten-2-one은 아로니아의 중요한 휘발성 향기성분으로 생각된다. 아로니아는 aroma extract dilution analysis (AEDA)를 실시하였을 때 향 활성 화합물로 β-damascenone, benzaldehyde, 2-methylbutanoic acid 및 nonanal등이 감지되었다. 감지된 화합물 중 β-damascenone은 아사이베리와 같이 rose와 berry한 향 특성을 갖으며 아로니아에서 중요한 향 활성 화합물이라고 할 수 있다. 또한 전체적인 아로니아의 향 특성은 berry, fruity 및 sweet한 향 특성을 나타내었다. 크랜베리의 휘발성 향기성분으로 SAFE에서는 81종, LLCE에서는 83종이 동정되었으며 공통적으로 함량이 높은 화합물로 benzoic acid, 2-methylbutanoic acid, furfural, benzyl alcohol 및 acetic acid등이 동정되었다. 동정된 휘발성 향기성분 중 acid류가 16종으로 가장 많이 동정되었고 그 중 함량이 높은 2-methylbutanoic acid는 크랜베리의 중요한 휘발성 향기성분이라 할 수 있다. 크랜베리의 향 활성 화합물로 가장 높은 log2FD값을 갖는 2-methylbutanoic acid가 SAFE에서 log2FD=9, LLCE에서 log2FD=8을 나타냈으며 향 특성은 sweaty와 fruity가 함께 감지되었으며 이 중 fruity한 향은 크랜베리의 특징적인 향에 기여하는 중요한 화합물로 생각된다. 그 외 감지된 화합물로 benzyl alcohol, acetic acid, benzaldehyde 등이 감지되었고 크랜베리의 향 특성은 2-methylbutanoic acid의 fruity한 향 특성과 함께 전체적으로 fruity, woody, acid 및 sweet한 향 특성을 나타내었다. 혼합농축액의 휘발성 향기성분은 SAFE에서 103종, LLCE에서 88종이 동정되었으며 공통적으로 동정된 화합물로 benzoic acid, 3-penten-2-one, trans-linalool oxide, cis-linalool oxide 및 benzyl alcohol 등이 높은 함량으로 동정되었으며 원료인 아사이베리, 아로니아 및 크랜베리에서 높은 함량으로 동정된 화합물이다. 발효혼합농축액의 휘발성 향기성분은 SAFE에서 101종, LLCE에서 90종이 동정되었다. 동정된 화합물에서 공통적으로 함량이 높은 화합물은 benzoic acid, 3-penten-2-one, furfural, 4-hydroxy-2-pentanone, 2-methylbutanoic acid 및 maltol 등 이었다. 발효 전 혼합농축액과 비교했을 때 대부분의 휘발성 향기성분들의 함량이 감소하였고, 발효에 의한 발효 산물이 생성되지 않았다. 혼합농축액의 향 활성 화합물로 benzyl alcohol, β-damascenone, trans-linalool oxide, (Z)-3-hexenol, 2-methylbutanoic acid, 2-phenylethanol 및 linalool 등이 동정되었다. 혼합농축액은 sweet, fruity, berry, grass 및 woody와 같은 향 특성을 나타내었다. 발효혼합농축액을 AEDA한 결과 2-methylbuatnoic acid, β-damascenone, trans-linalool oxide, maltol 및 2-phenylethanol등이 감지되었다. 혼합농축액과 비교하였을 때 전체적인 향 강도가 감소하였다. 아로니아, 크랜베리, 혼합농축액 및 발효혼합농축액에서 동정된 2-methylbutanoic acid의 sweaty와 fruity한 두 향 특성이 거울상 이성질체에 의한 것인지 확인하였다. 그 결과 아로니아에서는 (S)-(+)-2-methylbutanoic acid와 (R)-(-)-2-methylbutanoic acid가 동정되었고, 그 외 크랜베리, 혼합농축액 및 발효혼합농축액에서는 (S)-(+)-2-methylbutanoic acid만 동정되었으므로 GC-O 상에서 감지되었던 sweaty와 fruity한 향 특성은 (S)-(+)-2-methylbutanoic acid에 의한 것으로 생각된다. GC-O를 통해 (S)-(+)-2-methylbutanoic acid와 (R)-(-)-2-methylbutanoic acid의 농도에 따른 향 특성의 변화를 확인하였다. (S)-(+)-2-Methylbutanoic acid는 높은 농도에서 sweaty와 fruity가 같이 감지되다가 희석할 수록 frutiy한 향 특성만 감지되었고, (R)-(-)-2-methylbutanoic acid는 높은 농도에서 sweaty와 fruity한 향 특성이 나타났으나 희석할 수록 sweaty한 향 특성만이 감지되었다. 발효 시간(0, 6, 12, 24 및 36시간)에 따라 변화가 있는 휘발성 향기성분으로는 2,10,10-trimethyl-6-methylidene- 1-oxaspiro[4.5]dec-7-ene이 동정되었다. 이 화합물은 발효 0시간에서 가장 피크면적이 컸으며 점차 감소하여 발효 12시간에서 큰 폭으로 감소하였으며, 전체적으로 발효시간에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. Benzoic acid는 발효 0시간부터 12시간까지 피크 면적이 증가하였으며 그 이후 발효시간에서는 변화가 거의 없었다. 이 외에 다른 화합물들은 시간별 발효에 따른 휘발성 향기성분의 차이가 크게 나타나지 않았다. 본 연구를 통해 아사이베리, 아로니아 및 크랜베리의 특징적인 휘발성 향기성분을 동정하였으며 이들을 혼합하여 혼합농축액을 제조하고 혼합농축액과 발효혼합농축액의 특징적인 향기성분을 비교하였다. 또한 발효 시간별 발효혼합농축액의 휘발성 향기성분의 변화를 알아보았다.

The objectives of this study were to identify volatile compounds and aroma-active compounds from acai berry, aronia, cranberry, mix, and fermented mix and to monitor changes in volatile compounds in fermented mix during fermentation time. Volatiles were isolated by high vacuum distillation using solvent-assisted flavor evaporation (SAFE), liquid-liquid continuous extraction (LLCE), and solid phase microextraction (SPME). To identify characteristic aroma-active compounds, gas chromatography-mass spectrometry-olfactometry (GC-MS-O) was used. Aroma-active compounds were identified by aroma extract dilution analysis (AEDA). Total of 51 and 54 volatile compounds from acai berry were identified by SAFE and LLCE, respectively. The major volatile compounds of acai berry were 2-phenylethanol, (Z)-3-hexenol, and benzyl alcohol. Alcohols were important volatile compounds of acai berry. β-Damascenone (berry, rose), trans-linalool oxide (woody), (Z)-3-hexenol (grass), and 2-phenylethanol (rose, honey) were considered as the aroma impact compounds in acai berry. The most intense aroma-active compound of acai berry was β-damascenone. Forty nine and 55 volatile compounds from aronia were identified by SAFE and LLCE, respectively. 3-Penten-2-one, 4-hydroxy-2-pentanone, and benzoic acid were the most abundant volatile compounds. 3-Penten-2-one was important volatile compounds of aronia. The key aroma-active compounds of aronia were β-damascenone (berry, rose), benzaldehyde (sweet), 2-methylbutanoic acid (fruity, sweaty), and nonanal (citrus). Berry, fruity, and sweet flavors were overall flavor of aronia. Eighty one and 83 volatile compounds from cranberry were identified by SAFE and LLCE, respectively. Benzoic acid, 2-methylbutanoic acid, furfural, benzyl alcohol, and acetic acid were predominant volatile compounds in cranberry. 2-Methylbutanoic acid was the key volatile compounds of cranberry. 2-Methylbutanoic acid was identified as characteristic aroma-active compound of cranberry with fruity and sweaty flavor. Fruity flavor of 2-methylbutanoic acid was the most intense aroma, followed by benzyl alcohol (woody), acetic acid (acid), and benzaldehyde (sweet). Total of 103 and 88 volatile compounds from mix were identified by SAFE and LLCE, respectively. The most abundant volatile compounds of mix were benzoic acid, 3-penten-2-one, trans-linalool oxide, cis-linalool oxide, and benzyl alcohol. One hundred one and 90 volatile compounds from fermented mix were identified by SAFE and LLCE, respectively. The major volatile compounds were benzoic acid, 3-penten-2-one, furfural, 4-hydroxy-2-pentanone, 2-methylbutanoic acid, and maltol. When volatile compounds of fermented mix were compared with those of mix, fermented mix contained lower amounts of volatile compounds. The most intense aroma-active compounds of mix were benzyl alcohol (woody), β-damascenone (rose, berry), trans-linalool oxide (woody), (Z)-3-hexenol (grass), 2-methylbutanoic acid (sweaty, fruity), 2-phenylethanol (rose), and linalool (sweet, flowery). The aroma-active compounds of fermented mix were 2-methylbuatnoic acid, β-damascenone, trans-linalool oxide, and 2-phenylethanol. The log2FD values of aroma-active compounds in fermented mix were lower than those of mix. Enantiomeric 2-methylbutanoic acids were analyzed by chiral-GC-MS. (S)-(+)-2-Methylbutanoic acid and (R)-(-)-2-methylbutanoic acid were identified from aronia. Only (S)-(+)-2-methylbutanoic acid was identified from cranberry, mix, and fermented mix. (S)-(+)-2-Methylbutanoic acid was described as sweaty and fruity. The aroma property of (S)-(+)-2-methylbutanoic acid and (R)-(-)-2-methylbutanoic acid were dependent on its concentration. (S)-(+)-2-Methylbutanoic acid was described as fruity at low concentration and sweaty and fruity at higher concentration, while (R)-(-)-2-methylbutanoic acid was described as sweaty at low concentration and sweaty and fruity at higher concentration. Peak area of 2,10,10-trimethyl-6-methylidene-1-oxaspiro[4.5]dec-7-e
ne was decreased during fermentation time. Peak area of benzoic acid was increased up to 12 hours of fermentation and then it was not changed after 12 hours.