KR100543665B1

KR100543665B1 - 항산화물질을 함유하는 맥주의 제조방법

Info

Publication number: KR100543665B1
Application number: KR1020020064120A
Authority: KR
Inventors: 정혜경; 강명화; 염행철; 최대규
Original assignee: 정혜경; 최대규; 강명화; 염행철
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2006-01-20
Also published as: KR20040034065A

Abstract

본 발명은 맥주의 제조 공정 중 발효 공정에서 산소의 공급을 조절하고 효모를 충분히 공급하는 단계를 포함하여 항산화물질에 의한 발효 저해 현상을 극복함으로써 항산화물질의 함량을 증가시킨 맥주를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 맥주 제조방법에 따라 제조된 맥주는 맛과 향이 우수할 뿐만 아니라 기존의 맥주와 비교하여 항산화물질이 보다 다량으로 함유되어 있고, 항산화 활성 또한 높다는 이점이 있다.

맥주, 항산화물질

Description

항산화물질을 함유하는 맥주의 제조방법{Method for producing beer containing antioxidants}

도 1은 본 발명의 맥주 제조방법에 따라 제조된, 구기자 추출물이 함유된 맥주와 시판되고 있는 맥주들간의 항산화물질 함량을 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 2는 본 발명의 맥주 제조방법에 따라 제조된, 구기자 추출물이 함유된 맥주와 시판되고 있는 맥주, 그리고 다른 항산화물질들간의 항산화 효과를 전자공여능으로 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 3은 본 발명의 맥주 제조방법에 따라 제조된, 구기자 추출물이 함유된 맥주와 시판되고 있는 맥주, 그리고 다른 항산화물질들간의 항산화 효과를 SOD-유사활성으로 비교하여 나타낸 그래프이다.

본 발명은 항산화물질을 함유하는 맥주의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 맥주의 제조 공정 중 발효 공정에서 산소의 공급을 조절하고 효모를 충 분히 공급하는 단계를 포함하여 항산화물질에 의한 발효 저해 현상을 극복함으로써 항산화물질의 함량을 증가시킨 맥주의 제조방법에 관한 것이다.

맥주는 인체에 유익한 단백질, 미네랄, 비타민, 젖산 등의 성분들이 다량 포함되어 있고 열량 함량이 낮아 건강에 유익한 알콜음료이다. 맥주의 주원료인 맥아(맥주용 보리)는 보리를 싹틔워 만든 것으로서, 아밀라제(amylase) 효소가 풍부하여 맥주의 부원료인 전분을 효모가 이용할 수 있는 당으로 전환시키는 역할을 한다. 이러한 맥아에는 탄수화물, 단백질, 미네랄, 미량 필수원소 및 인체에 유익한 무기산류와 비타민이 함유되어 있다. 또한, 맥주의 또 다른 주원료인 호프(hops)는 독특한 향과 맛으로 인해 식욕을 촉진시킬 뿐만 아니라, 조혈작용 등의 효과가 있다고 알려진 원료이며, 맥주는 이러한 호프가 함유된 유일한 음료이기도 하다. 특히, 맥주 1 리터에는 항산화물질인 폴리페놀이 약 140-170mg 정도 함유되어 있다고 알려져 있는데, 이중 80%는 맥주의 주원료인 맥아에서 유래되고, 나머지 20%는 호프에서 유래된 것이다. 이와 같은 맥주의 폴리페놀 함량 수치는 다른 주류에 비하여 상대적으로 높은 수치라고 알려져 있다.

폴리페놀(polyphenol)은 플라바놀(flavanols), 플라보놀(flovonols), 류코안토시아닌(leucoanthocyanins), 페놀산(phenolic acid)등으로 이루어진 화합물이다. 이 중 가장 중요한 성분은 플라바놀로서 카테킨(cathechin)이라고도 하며 전체 폴리페놀 함량의 75.8%를 차지하고 있다. 이러한 폴리페놀은 인체내에서 발암성 물질이 될 수 있는 자유 라디칼(free radical) 등과 같은 유해산소의 작용을 억제하 는 효과를 갖고 있는 항산화물질(antioxidant)이다. 또한, 불포화 지방산인 지질과 유해산소가 결합하여 형성되는 과산화지질의 생성을 억제함으로써 노화를 억제하며, 심장 혈관 질환(cardiovascular diseases)에도 효과가 있다고 알려져 있다.

이와 같이, 폴리페놀과 같은 항산화물질은 맥주에 포함된 유익한 성분이기도 하지만, 맥주의 제조에는 유해한 성분이기도 하다. 일반적으로 맥주의 제조는 맥아와 전분과 같은 기타 부재료로 맥아즙을 제조하는 담금 공정; 맥아즙에 효모를 첨가한 후 알코올 발효시켜 미숙성 맥주(young beer)를 제조하는 발효 공정; 및 미숙성 맥주를 다시 숙성시키는 저장 공정을 거쳐 제조되는데, 상기 발효 공정시 항산화물질에 의해 발효가 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다. 즉, 맥주의 초기 발효시 효모는 용해산소(DO₂; dissolved oxygen)를 이용하여 세포막을 형성시키고 이에 의해 성장을 하게 되는데, 이때 맥주에 함유된 미량의 항산화물질은 산소와 결합하기 때문에 효모가 산소를 이용할 수 없게 되어 효모의 성장이 활발하지 못하게 되고, 결과적으로 발효가 원활하게 진행되지 않는다는 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 인삼 추출물이 첨가된 맥주(대한민국 특허출원 제 1999-58675)가 개발되는 등 맥주에 영양적인 면을 가미한 기능성 맥주에 대한 관심이 증가되고 있다. 특히, 항산화 효과가 있는 기능성 맥주에 대한 관심도 증가되고 있으나 위와 같은 이유로 맥주 제조시 항산화물질을 추가적으로 첨가함으로써 항산화 효과가 보다 높은 기능성 맥주를 제조하기에는 더욱 어려움이 있었다.

이에 본 발명자들은 항산화물질에 의해 맥주의 발효가 쉽게 되지 않는 문제점을 극복하고, 항산화물질이 보다 풍부하게 함유된 기능성 맥주를 제조하기 위하여 연구를 수행하던 중, 맥주의 발효 공정에서 산소의 공급을 조절하고 효모를 충분히 공급해줌으로써 항산화물질을 다량 함유한 맥주의 발효가 활발히 진행될 수 있는 방법을 개발하였고, 이러한 방법으로 제조된 맥주의 항산화물질 함량이 다른 맥주의 항산화물질 함량 보다 높고, 항산화 활성 또한 높음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 항산화물질이 함유된 맥주를 제조하는 방법과 이러한 방법에 의해 제조된 항산화물질이 다량 함유된 맥주를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

1) 맥아즙 30-150g/L, 물엿 30-200g/L 및 호프펠렛 1-7g/L의 혼합물을 100℃에서 0.5-1.5시간 동안 가열한 후, 2-25℃에서 냉각시켜 맥아즙 혼합액을 제조하는 단계;

2) 상기 냉각된 맥아즙 혼합액과 항산화물질을 함유하는 생약 추출물을 발효조에 담고, 필터가 장착된 공기펌프를 이용하여 발효조에 산소를 공급하는 단계;

3) 상기 산소가 공급된 발효조에 효모를 첨가하고 에어 락(air lock)을 설치하여 산소 공급을 차단한 후, 10-18℃에서 4-7일 동안 배양시키는 단계; 및

4) 상기 배양액을 0-2℃에서 3-7일 동안 숙성시키는 단계를 포함하는, 항산화물질을 함유하는 맥주의 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

일반적으로, 맥주는 담금(mashing), 발효(fermentation), 저장(lagering), 여과(filtration) 및 제품화 공정을 거쳐서 제조된다. 담금 공정에서는 주원료인 맥아와 전분을 혼합하여 가열함으로써 맥아즙이 제조된다. 즉, 이 공정에서 맥아에 포함된 아밀라제 효소의 작용으로 인하여 맥아 중의 불용성 물질이 가용화되고 전분이 발효성 당으로 변하게 되는데, 이 발효성 당은 이후 발효 공정에서 효모의 성장 및 번식에 필요한 먹이가 된다. 발효 공정은 상기 담금 공정에서 생성된 당, 아미노산 등이 효모에 의하여 알코올, 탄산가스 및 각종 향미 물질로 바뀌는 공정으로서, 이러한 발효 공정이 끝난 맥주는 맥주 본래의 맛과 향이 충분하지 않기 때문에 미숙성 맥주(young beer)라고 한다. 저장 공정은 상기 미숙성 맥주로부터 효모를 분리한 후, 숙성 및 저온 후발효시키는 공정으로서 이 공정을 거치면서 최종적으로 맛과 향이 풍부한 맥주가 제조된다. 저장 공정을 거친 숙성된 맥주는 여과되어 부유물이 제거되며, 이것을 병, 캔 등의 용기에 담아서 제품화한다.

본 발명은 이러한 맥주의 일반적인 제조 공정 중 발효 공정에서 산소의 공급을 조절하고 효모의 첨가량을 최적화하는 단계를 포함함으로써 항산화물질의 함량 이 증가된 맥주를 제조하는 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 맥아즙 30-150g/L, 물엿 30-200g/L 및 호프펠렛 1-7g/L의 혼합물을 100℃에서 0.5-1.5시간 동안 가열한 후, 2-25℃에서 냉각시켜 맥아즙 혼합액을 제조하는 단계; 상기 냉각된 맥아즙 혼합액과 항산화물질을 함유하는 생약 추출물을 발효조에 담고, 필터가 장착된 공기펌프를 이용하여 발효조에 산소를 공급하는 단계; 상기 산소가 공급된 발효조에 효모를 첨가하고 에어 락(air lock)을 설치하여 산소 공급을 차단한 후, 10-18℃에서 4-7일 동안 배양시키는 단계; 및 상기 배양액을 0-2℃에서 3-7일 동안 숙성시키는 단계를 포함하는, 항산화물질을 함유하는 맥주의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 따른 맥주의 제조방법에 있어서, 맥아즙 혼합액 제조시 맥주에 보다 풍부한 맛과 향을 첨가하기 위하여 생강절편이 추가로 첨가될 수 있다. 맥주를 마시면 복통과 설사를 겪거나 소변을 자주 보는 사람이 있는데, 생강에는 이러한 복통과 설사를 예방할 수 있다고 알려져 있어 맥주 제조시 첨가되면 이러한 증상을 완화시킬 수 있다. 본 발명의 맥주 제조시 생강은 1-10g/L의 함량으로 첨가되는 것이 바람직한데, 생강절편의 함량이 1g/L 미만이 되면 생강의 향과 그 효과가 미약하며, 10g/L을 초과하여 첨가되면 생강의 향이 너무 강하여 맥주 고유의 향이 없어지므로 상기 범위의 함량으로 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 따른 맥주의 제조방법에 있어서, 맥주에 항산화물질을 함유시키기 위해서 첨가될 수 있는 생약 추출물은 항산화 효과가 있다고 알려진 구기자 추출물, 머루포도 추출물 및 솔잎 추출물로 이루어진 군에서 선택되어 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 생약 추출물은 0.05-2중량%의 함량으로 첨가되는 것이 바람직한데, 0.05중량% 미만이 되면 항산화 효과가 미약하게 되고, 2중량%를 초과하게 되면 생약 추출물의 향과 맛이 너무 강하여 맥주 고유의 향과 맛이 없어지게 되므로 상기 범위의 함량으로 첨가하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 본 발명에 따른 맥주의 제조방법에 있어서, 발효 공정시 맥아즙 혼합액과 생약 추출물을 발효조에 담은 후, 필터가 장착된 공기펌프를 이용하여 발효조에 산소를 공급하는 것이 중요한데, 이는 발효 초기에 용해산소를 충분히 공급해줌으로써 항산화물질에 의한 산소 고갈을 극복하여 효모가 성장하는데 필수적인 산소를 충분히 공급하기 위함이다. 또한, 최적의 효모 성장을 위해서는 산소 공급이 0.2-1L/min의 속도로 10-60분 동안 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 발효 공정에서 효모의 첨가량(pitching rate)은 15-20×10⁶ cell/ml인 것이 바람직하다.

이와 같이, 충분한 산소 공급에 의해 효모의 성장이 활발하게 진행되게 되면, 발효조에 에어 락(air rock)을 설치하여 산소 공급을 차단시키게 된다. 즉, 효모의 충분한 성장 이후, 발효조를 혐기 상태로 만듦으로써 알코올 발효가 진행되도록 하며, 이러한 과정에서 맥주의 성분인 알코올과 탄산가스가 생성된다. 상기 발효 공정에서 배양은 10-18℃에서 4-7일 동안 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 발효 공정을 수행한 후, 곧바로 다음 단계인 저장 공정이 진행될 수도 있지만, 충분한 발효를 위해서 다시 발효 공정을 수행할 수도 있다. 즉, 발효 공정 이후, 비중 검사를 수행하여 발효가 충분히 진행되지 않았다면, 산소 공급 과정과 배양 과정을 반복할 수도 있다.

발효가 충분히 이루어진 배양액은 다시 숙성조로 옮겨져 0-2℃에서 3-7일 동안 숙성되며, 숙성된 맥주는 여과 단계를 거쳐 농도를 조절한 후 포장된다. 포장된 맥주는 다시 0-2℃에서 5-7일 정도 숙성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 맥주 제조방법에 따라 제조된 맥주는 항산화물질의 함량이 0.79±0.003mg/ml로서 일반적인 맥주의 항산화물질 함량인 0.15mg/ml 보다도 5배 정도 높다.

본 발명에서는 이와 같이 항산화물질의 함량이 0.787-0.793mg/ml인 맥주를 제공한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

구기자 추출물의 제조

항산화 효과가 있다고 알려져 있는 구기자로부터 추출물을 제조하였다. 우선 건조된 구기자 2중량%와 증류수 98중량%를 혼합한 후, 환류관이 연결된 가열멘틀(heating mantle)을 이용하여 80℃에서 3시간 동안 가열하여 열수추출액을 얻었 다. 상기 추출액을 거름종이를 이용하여 여과하였고, 이 여과액을 냉각시켜 이후 실험에 사용하였다.

<실시예 2>

구기자 추출물을 함유하는 맥주의 제조

2-1) 담금 공정

맥주의 제조에 사용되는 맥아즙은 당업계에 알려진 통상적인 방법을 이용하여 제조하였다. 즉, 맥아와 전분을 혼합한 후, 따뜻한 증류수와 섞어 100℃에서 1시간 동안 가열하여 맥아즙을 제조하였다. 이후, 상기 맥아즙 75g과 물엿 104g, 생강절편 4.2g 및 호프펠렛 2.4g을 증류수 1L에 혼합하고, 100℃에서 1시간 동안 가열하여 맥아즙 혼합액을 제조하였다. 상기 맥아즙 혼합액은 25℃에서 냉각시켰고, 이후 실험에 사용하였다.

2-2) 발효 공정

상기 실시예 2-1)에서 제조한 맥아즙 혼합액과 상기 실시예 1에서 제조한 구기자 추출물을 혼합하되, 구기자 추출물의 농도는 최종 1중량%가 되도록 첨가하였다. 상기 맥아즙 혼합액과 구기자 추출물의 혼합액을 발효조에 넣고, 필터가 장착된 공기펌프를 이용하여 산소를 0.5L/min의 속도로 20분 동안 공급하였다. 산소 공급 20분 후, 맥아즙 혼합액과 구기자 추출물의 혼합액 100ml에 건조효모와 맥아즙을 24시간 동안 25℃에서 배양한 효모 스타터(yeast starter)를 상기 발효조에 15×10⁶cells/ml의 양으로 첨가하였다. 이후, 발효조의 뚜껑을 닫고 에어 락(air lock)을 설치함으로써 산소의 공급을 차단하였고, 18℃에서 7일 동안 배양하였다.

2-3) 저장 공정

상기 제조된 맥주는 미숙성 맥주(young beer)로 아직 맥주 본래의 맛과 향은 충분하지 않다. 따라서, 상기 미숙성 맥주를 숙성조로 옮긴 후 2℃에서 7일 정도 숙성시켰다.

2-4) 여과 및 포장 공정

상기 실시예 2-3)에서 제조된 맥주를 여과시킨 후, 5g의 백설탕을 첨가하여 최종 알코올 농도가 4%가 되도록 조절하였다. 이렇게 제조된 맥주를 포장한 후, 다시 2℃에서 7일 동안 다시 숙성시켜 최종적으로 맥주를 제조하였다.

<실시예 3>

구기자 추출물 함유 맥주의 항산화물질 함량 및 항산화 활성 측정

3-1) 항산화물질 함량 측정

상기 실시예 2에서 제조한 구기자 추출물이 함유된 본 발명의 맥주와 시판되고 있는 맥주인 바스타이너 및 스타우트에 함유된 항산화물질의 함량을 폴리페놀의 일종인 클로겐산(chlorogenic acid)을 표준물질(standard)로 하여 측정하였다.

그 결과, 도 1에 나타난 바와 같이, 항산화물질인 폴리페놀(클로겐산)의 총 함량이 바스타이너 맥주의 경우는 0.64±0.005mg/ml, 스타우트 맥주의 경우는 0.60±0.006mg/ml 이었으나, 본 발명의 맥주 제조방법에 따라 제조된, 구기자 추출물 함유 맥주는 폴리페놀의 총 함량이 0.79±0.003mg/ml로 나타나, 항산화물질의 함량이 비교적 높은 맥주인 바스타이너 및 스타우트 맥주의 경우보다도 높은 것으로 나타났다. 이러한 구기자 추출물 함유 맥주의 폴리페놀 함량은 일반적으로 시판되고 있는 맥주의 폴리페놀 함량인 0.15mg/ml 보다 높은 수치이다. 즉, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 맥주는 항산화물질의 함량이 매우 높은 맥주임을 확인할 수 있었다.

3-2) 항산화 활성 측정

본 발명의 제조방법에 따라 제조된 맥주의 항산화 활성을 전자공여능 측정방법과 SOD-유사활성 측정방법으로 측정하였다.

전자공여능이란 지질 과산화 반응의 연쇄반응에 관여하는 산화성 자유 라디칼(free radical)에 전자를 제공하여 연쇄반응을 정지시킴으로써 산화를 억제할 수 있는 능력을 말하는 것으로서 전자공여능이 높을수록 항산화 활성이 높다는 것을 의미한다. 항산화물질의 전자공여능은 DPPH(1,1-di-pheny-2-picryl-hydrazyl)법에 의해 측정할 수 있다. 일반적으로 항산화물질의 방향족 화합물 및 방향족 아민류에 의한 전자공여능으로 인하여 산소가 환원됨으로써 항산화물질의 고유색인 짙은 자색이 탈색되는데, DPPH법이란 이러한 항산화물질의 짙은 자색이 탈색되는 정도에 의해 그 물질의 항산화능이 어느 정도인지를 나타낼 수 있는 방법이다. 본 실시예에서는 이러한 DPPH법을 이용하여 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 맥주와 시판되고 있는 맥주 및 기타 다른 항산화물질의 전자공여능(활성산소 소거능)을 측정하였다.

그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 구기자 추출물이 함유된 맥주는 바스타이너 및 스타우트 맥주에 비해 전자공여능이 월등히 높았으며, 항산화 효과가 강력하다고 알려진 탄닌산 및 아스코르빈산에 비해서도 전자공여능이 높음을 확인할 수 있었다.

한편, 생체내 항산화 효소 중 하나인 슈퍼옥사이드 디스뮤테이즈(superoxide dismutase; 이후 'SOD'라 함)는 세포내 유해산소(활성산소)를 과산화수소로 전환시키는 반응을 촉매하는 효소이며, 이 효소에 의해 생성된 과산화수소는 카탈레이즈(catalase) 또는 퍼옥시다제(peroxidase)에 의해 물분자와 산소분자로 전환된다(2O₂ ^- + 2H⁺ →H₂0₂ + O₂). 본 실시예에서는 이러한 SOD의 유사활성을 측정하는 방법, 즉, 활성산소인 슈퍼옥사이드 음이온(superoxide anion, O^2-)의 활성을 억제시키는 것을 측정하는 방법에 의하여 본 발명에 따라 제조된 맥주의 항산화 활성을 측정하였다.

그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 맥주의 SOD-유사활성이 시판되고 있는 맥주의 SOD-유사활성에 비해 높을 뿐만 아니 라, 시판되고 있는 강력한 항산화제인 부틸하이드록시톨루엔(butylhydroxytoluene; BHT)과 비숫한 정도로 SOD-유사활성이 있음을 확인할 수 있었다.

이러한 결과들로 볼 때, 본 발명에 따라 제조된 맥주는 시판되고 있는 맥주를 비롯하여 다른 항산화물질 보다 항산화 활성이 높음을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 맥주의 제조방법에서는 발효 공정시 산소 공급을 조절하고 효모를 최대한 공급함으로써 기존 항산화물질에 의하여 발효 공정이 제대로 이루어지지 않는 맥주 제조방법의 문제점을 극복하였다. 이러한 방법으로 제조된 맥주는 맛과 향이 우수할 뿐만 아니라 기존의 맥주와 비교하여 항산화물질이 보다 다량으로 함유되어 있고, 항산화 활성 또한 높다는 이점이 있다.

Claims

3) 상기 산소가 공급된 발효조에 효모를 15-20×10⁶cell/ml의 첨가량(pitching rate)으로 첨가하고 에어 락(air lock)을 설치하여 산소 공급을 차단한 후, 10-18℃에서 4-7일 동안 배양시키는 단계; 및

4) 상기 배양액을 0-2℃에서 3-7일 동안 숙성시키는 단계를 포함하는, 항산화물질을 함유하는 맥주의 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 맥아즙 혼합액 제조시 생강절편 1-10g/L을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 맥주의 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 생약 추출물은 구기자 추출물, 머루포도 추출물 및 솔잎 추출물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 맥주의 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 생약 추출물은 0.05-2중량%의 함량으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 맥주의 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 산소의 공급은 0.2-1L/min의 속도로 10-60분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 맥주의 제조방법.

삭제

제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된, 항산화물질이 함유된 맥주.