KR100198753B1

KR100198753B1 - 효모 엑기스의 제조방법

Info

Publication number: KR100198753B1
Application number: KR1019950035844A
Authority: KR
Inventors: 박봉선
Original assignee: 김해수; 주식회사삼광수기; 박봉선
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR970019889A

Abstract

본 발명은 맥주 효모 원료를 냉수 중에 분산, 교반하여 여과시키고, 여과된 효모를 알킬리성 용액에 분산시켜 효모 자체의 효소를 불활성시키며, 세포벽 용해 효소제 및 세균 알칼리 단백질 분해 효소제를 가한 다음, pH를 조절하여 뉴클레아제를 첨가하고, 이어서 데아미나아제 및 카르복시펩티다제 함유 효소제를 가하는 것을 특징으로 하는 효모엑기스의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 잡균에 의한 오염의 위험성을 방지하기 위하여 아세트산에틸 또는 에틸 알콜을 첨가할 수 있다.

Description

효모 엑기스의 제조방법

본 발명은 맥주 제조 공정에서 대량으로 부생되는 효모를 원료로하여 효모 엑기스를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 맥주 효모자체의 냄새, 쓴맛 및 발포성 물질이 제거되고 고 정미성(呈味性)의 뉴클레오티드가 충분히 함유된 효모 엑기스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

맥주 효모를 엑기스로 제조함으로써, 미생물 배양 기질 또는 식용적으로는 육류 엑기스 대용품 및 증량제 등과 같은 조미 원료로서 유용한 물질이 된다. 그러나, 맥주 효모에는 맥주 중에 포함된 발포성 물질 및 쓴맛 성분이 다량으로 포함되어 있기 때문에, 효모를 자기 소화 또는 적당한 효소를 이용하여 소화후에 효모 엑기스를 제조하는 공정에 있어서, 특히 농축시에 발포성 물질로 인한 농축 효율이 양호하지 못하고 제품 중에 쓴맛 성분이 잔존하므로 양질의 식용 효모 엑기스를 제조하기가 어렵다.

효모 엑기스는 부이용 대신의 조미료로서 비프 콩소메, 치킨콩소메 제조시의 원료로서 예전부터 사용되어 왔다. 효모 엑기스의 제조법에는 자기 소화법, 산가수분해법 및 최근에 개발된 각종 효소제를 이용한 방법 등이 많이 개발되어 왔다.

효모 엑기스의 특징으로서, 효모 단백질이 가수분해되어 생성된 펩티드, 아미노산 및 정미성 뉴클레오티드 즉, 5'-이노신산(5'-IMP) 및 5'-구아닌산나트륨(5'-GMP)이 포함되고 효모 특유의 냄새가 포함되지 않은 품질이 요구되어 있다. 또한, 새로이 육종된 헥산 함유량이 높은 효모를 이용하는 기술도 개발되어 왔다.

대량으로 부생되는 맥주 공장의 폐효모를 이용하기 전에, 홉(hop)수지로부터 발생되는 탄닌 또는 사포닌과 같은 물질로 인한 강한 쓴맛 뿐만 아니라, 농축 공정시의 심한 발포 현상으로 인하여 농축 효율이 매우 저조해지므로 이들 물질을 제거시켜야 한다. 또한, 효모 특유의 냄새로 인해 공업적인 측면에서 어려운 문제가 많았다. 이리하여, 맥주효모를 약알칼리성 용액, 에탄올 함유 알칼리 용액 또는 에탄올 만으로 세정하는 방법이 개발되었다.

종래의 엑기스 제조 기술에 있어서, 효모 균체가 불용성 β-글루칸의 매트릭스 구조로서 기계적으로 견고한 세포벽과 그 내부가 세포막으로 둘러싸여 있기 때문에, 우선 이것을 파괴하여야 한다. 원래, 이러한 세포벽은 외부로부터의 공격을 받을 때 방어하기 위한 부분이기 때문에 단백질 분해 효소로 자극을 가하여도 쉽게 분해되지 않는다. 그리하여, 효모의 내부 효소를 이용하는 자기 소화법이 주로 사용되어 왔다. 그러나, 효소의 발달에 의해, β-글루카나아제가 포함되어 있는 것으로서, 즉 여러 종류의 세포벽 용해 효소제가 등장하였다. 예를 들면, 아크로모박터루나터스(Acromobacterlunatus)로부터의 YL-15(상품명 : 天野 제약제), 자이모라아제(상품명 : 기린 맥주제), 일펙스 락튜스(Irpex lacteus)로부터의 드리세라아제(상품명 : 協和 발효제), 이리쵸더마바이리드(Irichoderma viride)의 환쎌자임(상품명 : 야쿠르트)등이 있다. 효모 자체내에 존재하고 있는 효소에는 3'-포스포디에스테라아제, 포스포모노에스테라아제 등을 들 수 있는데, 이들은 균체내의 리보핵산을 분해하여 3'-뉴클레오티드 및 기타 정미성이 결여된 저분자 물질을 생성시키므로, 이들 효소를 불활성시켜야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 고 정미성의 뉴클레오티드가 충분히 함유된 효모 엑기스를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적은 하기에서 구체적으로 설명되는 공정단계로 구성되는 효모 엑기스의 제조 방법에 의해 실현된다.

본 발명에 의한 효모 엑기스의 제조방법에 있어서, 제1공정은 맥주 효모의 세정이다. 이 목적은 맥주 제조 공정시에 첨가되는 홉에 부착된 사포닌과 같은 발포성 물질 및 쓴맛 성분을 가능한 한 제거하여 효모 엑기스 중에 포함되지 않게 하려는 것이다. 효모 원료를 냉수 중에 현탁시킨 후, 여과 악착기로 여과·세정하는 것으로도 충분한 것으로 밝혀졌다. 즉, 페이스트 상의 효모를 5℃정도의 약 10배량의 냉수 중에 분산시켜 교반하고 여과 조제로서 규조토를 고형분에 대하여 1∼5% 첨가한 다음에 여과한다. 여과기는 여과판, 중간판 및 압착판의 조합체로 구성된 플레이트 프레임형 필터-프레스를 이용하는 것이 더욱 더 효과적이다. 액 주입 펌프는 압축 공기로 구동하는 다이어프램식 펌프가 적합하다. 그것은 여과 후에 수집되는 효모 덩어리가 악착되어, 수분을 될 수 있는 한 제거해야 하기 때문이다. 그러기 위해서는 최초 여과시에는 1kg/㎠이하의 저압으로 시작하여 여과가 진행됨에 따라 여과 효율이 저하되면 이에 대응하여 여과압을 서서히 높여서 최종 압력을 약 5kg/㎠까지 올려야 한다.

제2공정은 여과된 효모 덩어리를 꺼내어 고형분에 대하여 약 8∼10 배량의 80∼95℃의 0.03∼0.05N 알칼리성 용액, 예를 들면 수산화나트륨 용액 중에 분산시켜 10분간 방치하면, 효모 자체의 각종 효소를 불활성시킬 수 있다. 이렇게 하여, 효모 중의 핵산이 정미성이 결여된 뉴클레오티드로 분해되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 세포벽 용해 효소제에 의해 소화율이 향상되는 것을 발견하였다.

제3공정은 약간의 알칼리 열처리를 한 다음에 온도를 50∼60℃로 저하시킨 후, 세포벽 용해 효소제를 작용시키는 공정이다. 세포벽 용해 효소제는 앞에서 말한 바와 같이 아크로모박터루나터스 배양에서 얻은 효소제로 세포벽의 구성성분인 β-1,3-글루칸을 임의로 절단하는 엔도-β-1,3-글루카나아제가 주성분이며, 수 종의 프로테아제가 함유되어 있는 것을 일반적으로 많이 사용한다. 이 경우에, 본 발명자는 작용특이성이 다른 세균 기원(바실러스 서브틸러스(bacilus subtilus), 바실러스 이케니포미스(bacilus ikeniformis)로서 가정용 세제에 널리 응용되는 프로테아제를 병용하면 효모의 용해성을 상승 효과적으로 높일 수 있음을 발견하였다. 이러한 실험결과는 표 1 및 표 2에 나타나 있다. 표 1에 나타낸 데이터는 열분산 용액의 알칼리 농도와, 세포벽 용해 효소제(YL-15;천야 약제)를 1.0% 첨가하여 50℃에서 2시간 작용시켰을 때의 소화율의 관계를 나타낸다. 표 2는 세포벽 용해 효소제와 세균 알칼리 프로테아제의 첨가시의 상승 효과에 대한 결과를 나타낸다. 따라서, 세포벽 용해 효소제와 알칼리 프로테아제를 동시에 첨가하는 데 본 발명의 특징을 두고 있다. 본 발명에 있어서의 소화율이란 효모 현탁액을 250배로 희석시켜 660nm의 흡광 계수를 측정하여 최초의 현탁도의 값으로부터 반응 후의 현탁도를 공제한 값을 100배로 하여 나타낸 것이다.

또한, 용액 중의 고형분 농도는 원심 분리한 상청액에 대한 굴절계의 수치를 브릭스 값으로 나타내거나, 또는 효모가 소화됨에 따라 증가하는 상청액 중의 핵산량에 따라 260nm의 흡광도로 나타낸다.

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 0.03∼0.05N의 알칼리성 용액을 가한 경우에 반응 중의 알칼리성 용액이 일부 소모되어 효모소화율이 상승됨을 알 수 있다.

제4공정에서, 용해된 효모액의 정미성을 더욱 향상시키기 위해, 리보핵산의 3',5'-포스포디에스테르 결합을 가수분해하여 5'-뉴클레오시드를 생성시킨 다음, 5'-아데닐산을 탈아미노화하여 5'-이노신산으로 전환시킨다. 이를 위해서는, 먼저 상술한 효모 세포벽 용해액에 뉴클레아제를 첨가하여 작용시켜야 한다. 뉴클레아제로서는 페니실륨 시트르넘(penicillium citrnum) 기원의 뉴클레아제(상품명 아마노:천야 제약제)가 적합하다. 이 효소의 최적 작용 조건은 pH 5.3에서 내열성을 지니기 때문에 반응액의 pH를 5∼6으로 조절한 다음, 뉴클레아제를 첨가하여 60℃부근에서 수 시간, 바람직하게는 2∼3시간 작용시킨다.

제5공정은 뉴클레아제로 가수분해하여 생성시킨 5'-뉴클레오시드 중의 5'-아데닐산(AMP)을 데아미나아제로 탈아미노화하여 고 정미성 5'-이노신산(IMP)을 형성시킨다. 데아미나아제는 아스페르길러스 멜루스(Aspergillus melieus) 기원의 데아미자임(상품명 : 천야제약제)이 적합하다. 이 효소의 최적 작용 조건은 pH 5.6 및 40∼50℃, 바람직하게는 45℃이다. 그런데, 고온에서는 작용력이 약하다. 이렇게 하여 얻은 효모 엑기스는 아미노산, 펩티드, 이노신산 및 5'-구아닌산을 함유하므로 고 정미성 엑기스이지만, 농축 효모 액상이 쓴맛을 나타낸다. 이것은 홉에 부착된 쓴맛 성분이 아니고 효모 중의 단백질이 프로테아제에 의해 분해되어 쓴맛 성분 특성을 지닌 펩티드를 생성시키기 때문이며, 사상균(아스페르길러스속)으로부터 유도된 카르복시펩티다아제가 포함되어 있는 효소를 이용하면 쓴맛 성분 특성이 분산, 제거되는 것을 알게 되었다. 특히, 아스페르길러스 시도니(Aspergillus sydoni)기원의 단백질 분해 효소가 유효하다.

데아미나아제 및 카르복시펩티다아제의 반응 온도가 약간 낮기 때문에 장기간 작용시에는 미생물이 오염될 우려가 있으므로 공업적으로 주의를 요한다. 이 경우, 3∼5%의 아세트산에틸 또는 에틸 알콜을 반응액에 가함으로써 잡균을 방지할 수 있다. 사용된 아세트산에틸 및 에틸 알콜은 분해액을 농축하는 공정에서 증발되어 제거되는 것으로 확인되었다.

[실시예]

맥주 공장에서 페이스트상의 효모사 5kg(수분 함량 70.8%)을 교반하기가 부착된 내용적 60ℓ의 탱크에 5℃의 냉수 20ℓ를 가한 후, 페이스트상의 효모를 현탁시킨다. 다음에, 이 현탁액에 규조토(방사능 반감기:500 sec) 45g을 넣고 약 10분간 천천히 교반한 후, 필터-프레스로 여과하였다. 사용된 여과기는 여과면적이 0.68㎡, 중간판의 용량이 4.2ℓ이고 여과판, 중간판 및 압착판의 조합체로 되어 있으며, 압착판에는 압착 공기를 도입할 수 있는 형태로 되어 있다(전식 여과 압착기 66D-6형-통 유압식). 주입식 펌프는 압착 공기 구동식 다이어프램 펌프로서 1∼1.5kg/㎠의 압력으로 조작하여 약 30분간 여과시켰다. 이어서, 약 10ℓ의 냉수를 공급하여 여과 덩어리를 세정하였다. 그 후, 압착판에 공기를 넣어 압력을 2kg/㎠로서 5분간 여과판 중의 수분을 배출하고, 다시 3kg/㎠에서 5분간, 4kg/㎠에서 5분간 배출을 계속한 후 여과 조작을 종료하였다. 이렇게 하여 얻어진 세정된 압착 효모의 수분함량은 60%이며, 여액을 1000배로 하여 진공 농축하였다. 이때, 발포성 물질로 인해 농축이 곤란하였으며, 농축물이 강한 쓴맛을 나타내었다.

정결하게 세정된 압착효모를 상기 반응 탱크에 약 15ℓ의 0.03N 수산화나트륨 용액을 가하고 재킷으로 90℃로 가열하여 분산시켜 81℃에서 10분간 방치한 후 55℃로 냉각하였다. 이때 pH는 8.0이었다. 여기에 세포벽 용해효소제, YL-15(천야제약제)를 15g, 세균 알칼리 프로테아제, 비오프라아제 AL-15(나가세 생화학제) 4.5g을 첨가한 후, 약 2시간 작용시켰다. 이 때, pH는 6.3이어서, 이 pH 를 5.5로 한 후, 뉴클레아제(천야약제제)를 15g 첨가하고 액상온도를 70℃까지 상승시켜 약 2시간 작용시킨 다음, 반응온도를 50℃로 냉각하여 데아미나아제(상품명 데아미자임:천야제약제) 15g과 아스페르길러스 기원의 카르복시펩티다아제가 포함되어 있는 프로테아제(표준제품) 15g을 첨가한 후, 약 하룻밤 방치하였다. 이 때, 잡균오염의 위험성을 방지하기 위하여 아세트산에틸 45g을 첨가하였다.

다음날, 이 반응액을 필터-프레스에서 여과, 수세 및 압착하여 여액 20ℓ를 얻었다. 이것을 원심식 박막진공증발장치[(CEP-L형) 大川原製作所제]로 온도 50℃에서 농축시켰다. 농축전의 액은 20ℓ, 브릭스 6.53, 농축후에는 1.7ℓ, 브릭스 76.87이고, 쓴맛은 전혀 없으며, 정미성이 높은 페이스트상의 효모 엑기스가 제조되었다. 이것을 아래와 같은 조건하에서 분석하여 5'-아데닐산 및 5'-이노신산을 분리하였다.

컬럼 : DEAE 2SW(4mm×30cm)

이동상 : A 10% CHCN/0.1N NaHPO

B 20% CHCN/0.5N NaHPO선형경사(A)→(B) 30mm

유압 : 1.0㎖/min

검출 : UV 260nm

온도 : 23℃

압력 : 140Kg/㎠

Claims

맥주 제조 공정에서 원심 분리 또는 여과하여 수집한 효모 균체를 10배 이상의 용량의 물에 분산사켜서 여과조제로서 효모 균체의 중량에 대하여 1∼5%의 규조토를 첨가하여 여과 압착기로 여과한 후 2회 수세하고 압력을 가하여 압착시켜 홉에 부착된 발포성 물질 및 수분을 제거하며, 여과된 효모 균체의 중량에 대하여 8∼10 배량의 80∼90℃의 0.02∼0.05N 수산화나트륨 용액 중에 분산하여 10분 이상 교반하여 방치한 후에, 여액을 50∼65℃로 저하시켜 β-1,3-글루카나아제를 주성분으로 하는 세포벽 분해 효소제 및 세균 알칼리 단백질 분해 효소제를 동시에 가하여 상기 온도에서 2∼3시간 반응시킨 다음, 아세트산을 가해 pH 5∼6으로 조절하고 5'-포스포디에스테라아제를 넣은 후 3∼4시간 작용시켜 5'-뉴클레오티드를 생성시킨 다음, 40∼55℃에서 데아미나아제를 첨가하여 5'-뉴클레오티드 중의 5'-아데닐산을 5'-이노신산으로 생성시키며, 카르복시펩티다아제가 함유된 사상균 효소제를 넣어 작용시켜서 쓴맛의 펩티다아제를 분해시키는 것을 특징으로 하는 효모 엑기스의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 효모 균체의 중량에 대하여 3℃5%의 아세트산에틸을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 효모 엑기스의 제조방법.