스카치 위스키 숙성 - Chemistry 1

이전 글에서는 위스키 캐스크 재생에 관하여 알아보았습니다.

2020/03/20 - [Scotch Whisky (Theory)] - 스카치 위스키 숙성(Maturation) - 캐스크의 재생(Regeneration)

스카치 위스키 숙성(Maturation) - 캐스크의 재생(Regeneration)

이번 글에서는 화학적인 면과 관련된 위스키 숙성의 특징을 알아보고자 합니다. 글이 매끄럽지가 않아서 읽기에 매우 불편하실 것 같습니다. 시간을 두고 점차 고쳐가도록 할 예정입니다.

 

현대의 분석 기술은 숙성된 위스키에서 점점 더 많은 성분을 식별하는 데 사용되었지만 대부분 그것들이 seonsory character에 미치는 영향을 명확히 알아내려는 시도는 없었습니다. 아로마 활성 성분(aroma active constituents)을 식별하는 것에 관한 연구는 훨씬 간단한 그림을 그립니다. 가스 크로마토 그래피-불량 법(Gas chromatography–olfactometry, GCO) 에 의해 버번위스키에서 확인된 여러가지의 odour-active 휘발성 성분 중 오직 7 개만이 캐스크 숙성 중에 추출된 오크 성분이었습니다. 시스 오크 락톤(cis-oak lactone), 유제놀(eugenol), 그리고 바닐린(vanillin)의 경우에는 매우 높은 flavor dilution factor들을 가지고 있었고, 트랜스 오크 락톤(trans-oak lactone), 3-hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanone, 4-ethyl-2-methoxyphenol과 2-methoxyphenol은 상당히 낮은 인자를 가지고 있는 것으로 밝혀졌습니다. 아로마 재조합 연구에 따르면 시스 오크 락톤(cis oak ractone)과 바닐린(vanillin)을 제거하면 풍미에 큰 변화가 일어났지만, 리필 통에서 숙성된 그레인위스키에 이 두 가지 화합물만 첨가하였을 때는 같은 위스키를 new toasted 오크 캐스크에서 숙성한 것에서 얻을 수 있는 숙성 아로마와 같은 아로마가 복제되지는 않았습니다. 이는 유제놀(eugenol), 4-ethyl-2-methoxyphenol과 2-methoxyphenol과 같은 다른 목재 성분이 스피릿 숙성 향미 부분에 기여하고 있다는 점을 시사합니다. 재조합 연구는 또한 원래 증류액의 성분 (예를 들어, ethyl esters, 3-methylbutyl acetate)의 생략이 아로마에서 매우 현저한 변화를 야기 함을 보여 주었습니다. 실제로, 새로운 증류 액에 존재하는 아로마 화합물 중 일부는 숙성 중에 손실되거나 분해됩니다. 결과적으로, 숙성을 통해 발생하는 큰 감각적 변화는 적은 수의 새로운 증류수 아로마의 손실 및 제한된 수의 목재 아로마의 첨가에 의해 야기된다. 그리고 이 두 요인의 상호작용이 숙성의 특성 발달에 중요한 역할을 할 것입니다.

 

목재에서 유래된 향은 처리되지 않은 심재(heartwood), 캐스크를 제조하는 동안 일어나는 목재 중합체의 열분해, 그리고 캐스크의 이전 사용처에서 비롯될 수 있습니다. 가공되지 않은 심재(heartwood)의 구성 성분 중 가장 중요한 아로마 화합물은 오크 락톤입니다. 4 개의 가능한 부분 입체 이성질체 중 오크 캐스크 제작에 사용되는 2개 즉, cis(3S, 4S0와 trans(3S, 4R)의 경우 자연적으로 발생합니다. 이 두 이성질체의 비율은 종에 따라 다르고 심지어 종 내에서도 다양합니다.시스(cis) 이성질체는 아메리칸 오크에서 숙성된 위스키에서 우세하고, 트랜스(trans) 이성질체는 일본 오크에서 숙성 된 위스키에서 우세합니다. 유럽산 오크는 비율은 다를 수 있지만, 각 이성질체의 농도가 동일한 경향이 있고 일부 지역에서는 시스(cis) 이성질체가 우세합니다. 오크 락톤은 열처리 과정에서 형성되지 않으며, 내부 추출물이 고갈된(exhausted) 미국 오크 캐스크와 일본 오크 캐스크 내부를 다시 까맣게 태워보아도, first fill cask의 sensory character를 재현하지 못합니다.

 

바닐린은 오크 나무에 자연적으로 존재하지만, 리그닌의 열분해에 의해 형성되는 동안 열처리에 의해 농도가 크게 증가한다. 바닐린 뿐만 아니라, 리그닌의 열분해과정에서 coniferaldehyde, sinapaldehyde, syringaldehyde와 vanillic acid와 syringic acids가 생성되지만, 이들의 level은 그들의 odour threshold를 초과하지 않습니다. 열처리 강도는 방향족 알데히드(aromatic aldehydes) 및 ​​산(acids)의 수준에 영향을 미칩니다. 오크 칩을 사용한 연구에 따르면 최대 약 200 ° C의 온도가 이러한 화합물의 수준을 증가시키는 것으로 나타났으며더 높은 온도와 탄화(charring)는 휘발 및 탄화(carbonisation)로 인해 그 수준을 감소시킵니다. 캐스크 내부의 탄화(charring)는 스피릿에 의해 추출된 리그닌 분해 산물의 수준을 증가시킵니다. 숯 표면은 방향족 물질을 거의 포함하지 않지만, 표면 아래층으로의 열 침투는 열분해 반응을 촉진하고 방향족 알데히드 및 ​​산을 6mm 깊이까지 증가시킨다. Stave의 더 깊은 곳이라 할 지라도, charring을 하는 동안의 나무 구조의 붕괴가 숙성된 스피릿의 침투를 증가시키게 되어 숯 층이 그들의 추출을 방해하지 않습니다. 대부분의 바닐린은 초기 열처리 동안 형성되지만, 이는 캐스크의 수명 동안 가수 분해 및 산화와 같은 공정에 의해 소량의 불안정한 리그닌의 분해에 의해 보충될 수 있습니다. 이런 식의 바닐린 형성 경로는 캐스크의 재사용으로 인해 점점 중요해지고 있습니다.

 

유제놀(Eugenol)은 참나무의 심재(heartwood)에 존재하며, 유제놀 또한 열처리 중에 생성되며, first fill cask에서 숙성된 위스키에서의 농도는 바닐린보다 더 가변적입니다. 바닐린과는 달리, 유제놀은 추출물이 고갈된 통을 재생하였을 때 다시 발생하지는 않으며 이는 캐스크 목재에 있는 리그닌의 분해에 의해서 형성되지 않음을 나타냅니다. Quercus petraea에서 유제 놀에 대한 글리코 시드 전구체(Glycosidic precursors)가 확인되었습니다. 결과적으로, 열처리 동안 생성된 양의 변동성은 원래 오크에서의 농도 또는 열처리 동안 분해되는 전구체(precursor)의 양과 관련될 수 있습니다. 다른 페놀 성분의 기원과 감각적인 영향은 완전히 규명되지 않았습니다. 이들 중 일부 (예 : 4- 에틸 -2- 메 톡시 페놀, 2- 메 톡시 페놀) 또한 새로 만들어진 스피릿에 존재하며, 그들이 제품의 숙성에 미치는 영향은 두 가지 원인의 조합이 될 것입니다.

 

감각에 영향을 미치는 다른 성분 그룹은 가수 분해 가능한 탄닌이지만, 이들은 아로마보다는 맛에 영향을 미친다. 오크 나무는 열처리와 숙성 같은 일련의 변형과정을 거쳐 실제 오리지널 오크 나무의 탄닌과는 다른 폴리페놀을 형성하는 castalagin, vescalagin, grandinin, 과 roburins A–E 같은 monomeric과 dimeric glycosidic ellagitannins를 포함하고 있습니다. Castalagin의 열처리는 주로 소량의 castacrenin F를 갖는 dehydrocastalagin과 ellagic acid를 제공합니다. Vescaragin은 주로 deoxyvescalagin을 생산하고, roburins A와 D 각각을 위한 유사한  deoxy그리고 dehydro 화합물들이 관찰되었습니다. 두 연구 모두 ellagitannins을 열처리하는 동안 특성화되지 않은 페놀 / 멜라 노이드 물질의 형성을 보고했으며, 이것이 시험되었을 때 sensations of complexity와 mouth fullness, astringency 또한 생산되었습니다.

 

버번위스키에서 오크 나무의 ellagitannins의 농도를 맛 인식 임계 값(taste recognition threshold)과 비교하면 엘라그산을 제외한 모든 값이 임계 값보다 낮다는 것이 나타났습니다. 이는 열처리와 숙성 작용의 결합된 효과는 가수 분해 가능한 탄닌의 전체 수렴성을 감소시킨다는 것임을 나타냅니다. 설탕, 헤미 셀룰로스 및 셀룰로스의 분해 산물은 또한 숙성된 위스키에서 검출되었습니다. Furaldehydes(furfural and 5-hydroxymethyl furfural)는 감각적 영향이 적지 만, 그들의 형성은 달콤한, 카라멜 및 구운 향을 가진 다른 분자들을 동반할 수도 있습니다. Maltol과 2-hydroxy-3 methyl-2 cyclopentenone는 가열 후 구워진 오크에서 확인되었지만,냄새 역치에 존재하는 양의 비교는 그들의 감각 영향에 한계가 있음을 시사합니다. Sotolon (3-hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanone)는 GCO에 의해 위스키와 셰리에서 자주 검출되지만, 열 없이 진행한 액체 크로마토 그래피를 사용한 분석은 냄새 역치 이상의 농도를 거의 나타내지 않습니다.

 

내용 출처 : Whisky - Technology, Production and Marketing - 2nd Edition (2015)의 글을 해석하여 정리하고 있습니다. 문제시 삭제토록 하겠습니다.