KR100561105B1 - 재래식 간장의 알콜발효법 및 상기 방법에 의해 제조되는간장 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재래식 간장의 알콜 재발효 방법에 관한 것으로서, 재래식 간장을 포함하는 액체배지에 배양한 효모 종배양액을 첨가하여 진탕배양하여 제조하는 알콜 재발효 간장의 제조방법으로서, 재래식 간장의 발효에서는 향미에 영향을 주는 알코올 성분이 거의 함유되어 있지 않고 짠맛이 강하며, 콩과 밀을 사용하여 담금한 일본식 양조간장에 비하여 맛과 향이 떨어진다는 문제점을 해결하고, 알콜발효공정을 통한 향미와 품질이 뛰어난 간장을 제조하는 방법 및 간장을 제공한다.
재래식 간장, 알콜발효, 효모, 진탕배양
Description
도 1은 본 발명에 따른 재래식 간장의 알콜 발효를 위해 사용한 바이오반응기이다.
도 2는 간장 진탕 알콜배양의 효과를 나타내는 그래프로서, -●-는 진탕배양에서의 에탄올농도, -○-는 진탕배양에서의 글루코스 농도, -◆-는 정치배양에서의 에탄올 농도, 및 -◇-는 정치배양에서의 글루코스 농도를 나타낸다.
도 3은 간장 알콜 발효에 대한 생효모 세포수 변화량를 나타내는 것으로서, -◆-는 진탕배양을, -◇-는 정치배양을 나타낸다.
도 4는 간장의 알콜발효에 대한 고정화효모 종균과 발효 종균 간장을 사용한 경우의 효과를 나타내는 그래프이며, -●-는 고정화 Z. rouxii.종균을 사용한 경우 에탄올 농도, -○-는 고정화 Z. rouxii.종균을 사용한 경우 당 농도, -◆-는 Z. rouxii.으로 발효시킨 간장을 종균으로 사용한 경우의 에탄올 함량, ◇-는 Z. rouxii.으로 발효시킨 간장을 종균으로 사용한 경우의 당 함량을 나타낸다.
도 5는 간장의 알콜 발효에서 생효모의 세포수 변화를 나타내는 그래프로서, -◇-는 고정화된 Z. rouxii 종균 사용, -◆-는 Z. rouxii로 발효된 간장 종균을 사용한 경우를 나타낸다.
도 6은 Z. rouxii와 C. versatilis.로 발효시킨 간장에 대해 회분식 반응기에서 알콜발효동안 알콜 함량의 변화를 나타내는 그래프로서, -◇-는 C. versatilis.로 발효시킨 간장의 경우 에탄올 함량, -◆-는 Z. rouxii 로 발효시킨 간장의 에탄올 함량을 나타낸다.
도 7은 간장의 알콜발효에 있어서 발효간장에 종균으로서 효모를 사용하여 회분식 알콜발효시 당 및 알콜 함량 변화를 나타내는 그래프로서, -▲-는 Z. rouxii.로 발효시킨 간장의 알콜함량, -◆-는 C. versatilis.로 발효시킨 간장이 알콜함량, -△-는 Z. rouxii.로 발효시킨 간장이 당함량, -◇-는 C. versatilis.로 발효시킨 간장의 당 함량을 나타낸다.
도 8은 실시예 4에 따른 간장의 총 페놀성 성분의 함량을 나타내는 그래프이다.
도 9는 간장의 전자공여능을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 재래식 간장의 알콜 재발효방법 및 상기 방법으로 제조된 간장에 대한 것으로서, 더욱 자세하게는 재래식 간장을 포함하는 액체배지에 배양한 효모 종배양액을 첨가하여 진탕배양하여 제조하는 알콜 재발효 간장의 제조방법에 관한 것으로서, 종래 재래식 간장의 문제점인 맛과 향을 개선한 간장 및 이의 제조방법을 제공한다.
간장은 콩을 주원료로 하는 우리나라 전통 고유식품이면서 각 가정의 음식 맛을 좌우하는 기본 조미료이며, 된장과 더불어 옛날부터 중요한 단백질 급원으로서의 역할도 하였다. 최근 전통 대두발효식품인 간장의 항암작용(Park, K.Y., Lee, E.S., Moon, S.H. and Cheigh, H.S. : Effects of browning products and charcoal on the degradation of aflatoxin B1 in korean soy sauce(kanjang) and its model system., Korean J. Food Sci. Technol., 21. 419-424 (1989), Chung, K.S., Yoon, K.D., Kwon, D.J., Hong, S.S. and Choi, S.Y. : Cytotoxicity testing of fermented soybean products with various tumour cells using MTT assay., Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol., 25, 477-482 (1997)), 항산화성(Moon, G.S. and Cheigh, H.S. : Antioxidative effect of soybean sauce on the lipid oxidation of cooked meat., Korean J. Food Sci. Technol., 18, 313-318 (1986), Moon, G.S. and Cheigh, H.S. : Antioxidative characteristics of soybean sauce in lipid oxidation process. Korean J. Food Sci. Technol., 19, 537-541 (1987), Cheigh, H.S., Lee, J.S., Moon, G.S. and Park, K.Y. : Antioxidative characteristics of fermented soybean sauce on the oxidation of fatty acid mixture., Korean J. Food Sci. Technol., 22, 332-336 (1990), Cheigh, H.S. and Moon, G.S. : Separation and characteristics of antioxidative substances in fermented soybean sauce., Korean J. Food Sci. Technol., 22, 461-465 (1990), Moon, G.S. : Comparison of various kinds of soybean sauces on their antioxidative activities., Korean J. Food Sci. Technol., 20, 582-589 (1991), Moon, G.S., Lee, J.S., Cheigh, H.S. and Park, K.Y. : Antioxidative activity of browning prodeucts fractionated from fermented soybean sauce, J. Korean Soc. Food Nutr., 22, 556-569 (1993), Cheigh, H.S., Lee, J.S. and Lee, C.Y. : Antioxidative characteristics of melanoidin related products fractionated from fermented soybean sauce, J. Korean Soc. Food Nutr., 22, 570-575 (1993), Lim, W.Y., Kim, J.S. and Moon, G.S. : Antioxidative effect and characteristics of different model melanoidins with same color intensity, Korean J. Food Sci. Technol., 29, 1045-1051 (1997)), 혈압강하작용(Cha, M.H., Park, J.R. : Isolation and characterization of the strain producing angiotensin converting enzyme inhibitor from soy sauce., J. Korean Soc. Food Sci. Nutr., 30, 594-599 (2001)), 항돌연변이원성 등 다양한 생리적 기능성이 속속 밝혀지면서 소비자들로부터 전통장류의 가치와 중요성이 재인식되고있다. 이러한 전통간장 등은 대를 이어서 각 가정에서 독특한 방법으로 제조되어왔으나, 주거생활 형태의 변화와 산업의 다양화로 인하여 가정에서의 생산량은 감소하여 가고 있으며, 반대로 공장에서의 생산량은 증가하고 그 수요도 점점 증가하고 있다. 그러나 전통간장은 대두만을 사용하여 메주를 만들고 높은 소금농도로 장을 담근 후 2∼3개월 간의 발효와 숙성 후 분리하여 제조하므로 식염농도가 너무 높고 향기와 맛이 부족하고 사용용도도 전통한국음식에 국한되는 등의 문제점이 있다.
콩만으로 만들어지는 우리나라 전통간장은 숙성온도에 따라서 약간의 젖산은 생성되나 알콜발효는 거의 일어나지 않아 간장의 향미에 영향을 주는 알코올 성분 이 거의 함유되어 있지 않고(Lee, S.R. : Korean Fermented Foods. Department of Printing & Publishing Ewha Women's University, Seoul (1992)) 구수한 맛과 짠맛이 강하며 콩과 밀을 사용하여 담금한 일본식 양조간장에 비하여 맛과 향이 떨어진다(Kaneko, K., Tsuji, K., Kim, C.H., Otoguro, C., Sumino, T., Aida, K., Sahara, K. and Kaneda, T. : Contents and compositions of free sugars, organic acids, free amino acids and oligopeptides in soy sauce and soy paste produced in Korea and Japan. Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi., 41, 148-156 (1994)).
따라서, 알콜발효공정을 통한 향미와 품질이 뛰어난 간장을 제조할 필요성이 제기되었으며 간장의 향미와 품질 개선을 위한 연구로 Choi 등이(Choi, S.B., Kwon, O.S., Nam, H.S., Shin, Z.I. and Yang, H.C. : Optimization for the alcohol fermentation of hydrolyzed vegetable protein(HVP) soy sauce by Saccharomyces rouxii. Korean J. Food Sci. Technol., 24, 330-334 (1992)) 아미노산간장의 풍미를 높이기 위하여 알콜발효를 실시하였고, Kim은(Kim, J.K. : Process for development of novel hybrid fu sant yeast strain producing characteristic soy sauce aroma from Zygosaccharomyces rouxii and Torulopsis versatilis and its application to the soy sauce production. Korea-Pat. 92-1204 (1992)) 전통간장의 향기를 개선하기 위하여 세포 융합한 효모를 이용한 발효법을 개발한 바 있다. 그러나 지금까지 간장에서의 향미 증진을 위한 연구는 산분해간장과 어간장의 향미를 증진하는 연구와 고정화 미생물을 이용하여 젖산발효와 알콜발효를 실시하여 간장의 발효기간을 단축하는 연구가 주가 되었고(Hamada, T., Ishiyama, T. and Motai, H. : Continuous fermentation of soy sauce by immobilized cells of Zygosaccharomyces rouxii in an airlift reactor. Appl. Microbiol. Biotechnol., 31, 346-350 (1989), Iwasaki, K.I. and Ueno, N. : Porous alumina ceramics for immobilization of soy sauce yeast cells. J. Ceramic Soc. Japan., 98, 1186-1190 (1990), Horitsu, H., Maseda, Y. and Kawai, K. : A new process for soy sauce fermentation by immobilized yeasts. Agri. Biol. Chem., 54, 295-300 (1990), Hamada, T., Sugishita, M., Fukushima, Y., Fukase, T. and Motai, H. : Continuous production of soy sauce by a bioreactor system. Press Biochemistry., 26, 39-45 (1991), Iwasaki, K.I., Nakajima, M., Sasahara, H. and Watanabe, A. : Rapid ethanol fermentation for soy sauce production by immobilized yeast cells. Agric. Biol. Chem., 55, 2201-2207 (1991), Iwasaki, K. I., Nakajima, M. and Sasahara, H. : Rapid ethanol fermentation for soy sauce production using a microfiltration membrane reactor. J. Fermentation and Bioengineering., 72, 373-378 (1991), Horitsu, H., Wang, M.Y. and Kawai, K. : A modified process for soy sauce fermentation by immobilized yeasts. Agric. Bio. Chem., 55, 269-271 (1991)) 또 일본에서 주로 연구가 진행되었으며, 국내의 경우 일본식 양조간장과 어간장을 고정화 미생물에 의해 발효시키는 연구가 전부였다(Ryu, B.H., Kim, S.J. and Shin, D.B. : Lactic acid, ethylalcohol and 4-ethylguaiacol contents of rapid fermentation of sardine soy sauce prepared by using immobilized whole cells. Korean J. Food Sci. Technol., 24, 456-462 (1992), Ryu, B.H., Cho, K.J. Chae, Y.J. and Jin, S.H. : Continuous rapid fermentation of soy sauce by immobilized Zygosaccharomyces rouxii BH-90 and Candida versatilis BH-91 using column type reactor. Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol., 21, 366-372 (1993), Kim, S.J., Shin, D.B. and Ryu, B.H. : Continuous rapid fermentation of sardine soy sauce by using column type reactor packed immobilized yeast cells. Korean J. Food Sci. Technol., 25, 154-159 (1993), Ryu, B.H. : Continuous rapid fermentation of fish sauce by using column type reactor packed immobilized cells. The Research Reports of Miwon Research Institute of Korean Food and Dietary Culture., 5, 577-597 (1994)).
Choi 등이 (Choi, K.S., Chung, Y.G., Choi, C., Chung, H.C., Im, M.H., Choi, J.D. and Lee, C.W. : Lactic acid and alcoholic fermentation of low-salted raw kanjang digestion liquor made from Bacillus subtilis var. globigii
and Scopulariopsis brevicaulis inoculated meju. Agric. Biol. Chem., 41, 405-409 (1998))전통간장의 원료 대두로부터 자숙과 메주제조과정중의 당류의 행동을 추적하고 가당에 의한 젖산발효와 알콜발효 효과를 조사하였고 Yoo 등이(Yoo, J.Y., Kim, H.G. Kwon, D.J. : Improved process for preparation of traditional kanjang(Korean-Style Soy Sauce) J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 27, 268-274 (1998)) 재래식 간장 향미를 개선시키기 위하여 효모를 이용하여 재래식 간장 제조공정을 개선하여 품질이 우수한 제품을 제조하였다고 보고하였다. 그리고 Choi 등 이(Choi, K.S., Choi, C., Kwon, H., Kwon, K.I., IM, M.H., Chung, H.C., Choi, J.D. and Hwang, C.S. : Mass production of traditional fermented soy products by biotechnological technique -Studies on the mass production of kanjang-. Ministry of Science & Technology., pp. 35-262 (2000)) 전통간장 맛을 향상시키고 생산효율을 증대하여 고품질의 균일한 간장을 생산하는 기술을 확립하기 위하여 bioreactor에 의한 간장의 알콜발효성능에 관한 연구를 실시하였다. 세균 분해 간장을 이용하여 다공질 alumina ceramic beads에 젖산균과 효모를 각각 고정화시키고 packed-bed형 bioreactor(용량 약 850 mL)에 충전하여 회분발효, 반연속발효 및 연속발효 실험을 실시하여 품질이 우수한 간장을 생산하였다고 보고하였다. Choi 등이(Choi. K.S., Kwon, K.I., Lee, J.G., Choi, J.D., Chung, H.C., Ryu, M.K., Im, M.H., Kim, K.J., Choi, Y.H., Kim, Y.J., Seo, J.S. and Choi, C. : Alcoholic fermentation of traditional kanjang by semi-pilot scale bioreactor systems. Korean. J. Food Sci. Technol. 35, 103-110 (2003)) 발효 규모를 확대 시켜 30 L용량의 Pyrex glass로 된 bioreactor를 제작하고 각각 Candida versatilis와 Zygosaccharomyces rouxii를 다공질 alumina ceramic beads에 고정화 시켜서 bioreactor에 충전하여 semi-pilot plant규모로 전통간장의 알콜발효를 실시하여 품질이 우수한 간장을 제조하였다고 보고하였으나 아직도 산업화하기에는 연구가 미진한 실정이다.
본 발명의 목적은 재래식 간장의 품질과 향미를 개선한, 재래식 간장을 포함 하는 액체배지에 배양한 효모 종배양액을 첨가하여 진탕배양하여 제조하는 알콜 재발효 간장의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 재래식 간장의 품질과 향미를 개선한, 재래식 간장에 비해 알콜함량이 높은 알콜 재발효 재래식 간장을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은
메주를 원료로 한 재래식 간장의 알콜 재발효 방법에 있어서,
상기 재래식 간장 100 중량부을 기준으로 글루코스 2 ~ 6 중량부 및 알콜 발효용 효모 배양액을 5.00 ~ 8.00(Log CFU/ml)로 첨가하여 진탕배양하는 것인, 알콜 재발효 재래식 간장의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 알콜 재발효 방법에 의해 제조되며 알콜함량이 0.5 ~ 3.0 v/v%인 재래식 간장에 관한 것이다.
이하에서 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.
본 발명의 재래식 간장은 가정 또는 공장에서 재래식 간장을 제조하는 통상의 방법에 따라 메주를 이용하여 제조된 간장을 의미하며, 이는 본 기술분야에 속하는 전문가에게 널리 알려져 있다. 예컨대, 본 발명에 사용가능한 메주는 시판되는 메주 또는 본 발명의 일실시예에 따라 대두를 수세, 침지하여 전통식으로 대형 증자 솥에서 약 6시간씩 자숙시키고 Chopper로 파쇄하여 7X5X20 cm의 장방형 메주를 만들고 30℃의 국실에서 7일간 겉말림시키면서 배양한 후 glutamic acid 생성효소인 glutaminase의 안정온도인 15℃로 정온된 국실에서 50일간 배양하여 제조할 수 있다. 상기 메주와 20% 소금물을 1:3의 비율로 혼합하여 간장숙성 용기에서 실온으로 2개월 간 숙성시키고 간장과 된장을 분리하여 재래식 간장을 제조할 수 있다.
본 발명에 있어서 알콜 발효 효모를 접종하는 액체배지는 재래식 간장을 그대로 사용할 수도 있으나, 여과 및 살균하는 것이 더욱 바람직하다. 여과 및 살균의 일례로는 규조토 여과기를 이용하여 부유물을 제거하고 여과된 간장의 살균은 고온연속살균장치 등를 이용하여 분당 1 L/min의 속도로 118 ~ 114℃에서 4분간 간장을 살균할 수 있다.
상기 알콜 발효를 위한 재래식 간장은 글루코스 2 ~ 6 중량부로 추가하여 제조한다. 통상 알콜은 첨가되는 당으로부터 이론적으로 51%의 생산량을 가지므로 0.5%이하의 낮은 함량은 향미개선에 효과가 미미하고 3%이상의 높은 알콜함량은 향미에 오히려 악영향을 미쳐 기호도가 떨어진다. 이는 알콜발효중 효모에 의해 아미노산함량의 증가, 페놀성물질, 전자공여능등의 항산화력의 증가 및 기호성이 향상되는 긍정적인 효과가 있다.
본 발명에 있어서, 알콜 발효용 효모 배양액은 통상의 효모 배양방법에 의해 제조될 수도 있으나 바람직하게는 콩 끓인 물과 재래식 간장을 동일한 부피비로 포함하는 액체배지에 글루코스를 첨가한 후 여기에 알콜 발효용 효모를 배양하여 제조하는 것이다. 본 발명의 바람직한 일례에서, 효모 배양액의 제조는 콩을 끓인 물과 전통간장을 동량 혼합하여 글루코스 2 ~ 6 중량부를 첨가한 배지에서 종균효모를 각각 30℃, 120 rpm에서 3일간 진탕 배양하여 발효에 사용할 수 있다.
본 발명에는 알콜 발효가 가능한 효모를 모두 사용할 수 있으며, 일례로는 Zygosaccharomyces rouxii 또는 Candida verstilis등을 사용할 수 있다. 본 발명에 바람직한 효모 배양액은 Zygosaccharomyces rouxii에 의한 종배양, Candida verstilis에 의한 종배양, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다. 균주 보관용 배지는 콩에 10배의 증류수를 가하여 2시간동안 환류냉각기를 부착하여 끓여 여과한 액과 전통간장을 동량 혼합하여 1.5% agar를 첨가하여 만든 사면배지를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 알콜 발효용 재래식 간장 배지에 효모 배양액을 접종한 후, 0.01~0.1vvm의 무균공기를 연속적으로 통기하며 28~32℃ 온도에서 무균공기를 주입하며 수행한다.
본 발명은 또한 상기 알콜 재발효 방법에 따라 제조되며, 알콜 함량이 0.5~3.0 v/v% 인 알콜 재발효 재래식 간장을 제공하는 것이다. 재발효 재래식 간장은 알콜발효중 효모에 의해 아미노산함량의 증가, 페놀성물질, 전자공여능등의 항산화력의 증가 및 기호성이 향상되는 장점을 가진다.
하기 예시적인 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명할 것이나, 하기 실시예로 본 발명의 보호범위가 제한되는 의도는 아니다.
[실시예]
실시예 1: 재래식 간장 제조
(1) 메주제조 및 간장덧사입과 숙성방법
본 발명에 사용된 콩은 2001년 경상북도 농산물원종장 의성분장에서 생산된 태광콩을 사용하였으며 일반성분은 수분 9.78%, 조단백질 38.04%, 조지방 18.15%, 조섬유 4.8%, 조회분 4.33% 및 가용성 무질소물 24.9%였다. 태광콩을 수세, 침지하여 전통식으로 대형 증자 솥에서 약 6시간씩 자숙시키고 Chopper로 파쇄하여 7X5X20 cm의 장방형 메주를 만들고 30℃의 국실에서 7일간 겉말림시키면서 배양한 후 glutamic acid 생성효소인 glutaminase의 안정온도인 15℃로 정온된 국실에서 50일간 배양한 후 20% 소금물과 1:3의 비율로 혼합하여 Fiber Glass Reinforced Plastic제 내부식성 Lacquer를 칠한 약 1000 L 용량의 간장숙성 Tank에서 실온으로 2개월 간 숙성시키고 간장과 된장을 분리하여 시험용 공시간장을 제조하였다.
(2) 간장의 여과 및 살균
실온에서 2개월 간 숙성된 간장을 규조토 여과기(세진기공사, 한국)를 이용하여 부유물을 제거하고 여과된 간장의 살균은 Choi 등 (Choi. K.S., Kwon, K.I., Lee, J.G., Choi, J.D., Chung, H.C., Ryu, M.K., Im, M.H., Kim, K.J., Choi, Y.H., Kim, Y.J., Seo, J.S. and Choi, C. : Alcoholic fermentation of traditional kanjang by semi-pilot scale bioreactor systems. Korean. J. Food Sci. Technol. 35, 103-110 (2003))의 방법으로 고온연속살균장치를 이용하여 살균을 실시하였다. 분당 1 L/min의 속도로 118∼114℃에서 4분간 간장을 살균하여 공시간장으로 사용하였다.
실시예 2: 재래식 간장의 알콜발효
(1) 공시균주 및 배지
본 발명에는 종균효모인 Zygosaccharomyces rouxii와 Candida versatilis를 사용하였다. 균주 보관용 배지는 콩에 10배의 증류수를 가하여 2시간동안 환류냉각기를 부착하여 끓여 여과한 액과 전통간장을 동량 혼합하여 1.5% agar를 첨가하여 만든 사면배지를 사용하였고 균주의 대량배양은 콩을 끓인 물과 전통간장을 동량 혼합하여 glucose 2%를 첨가한 배지에서 상기 종균효모를 각각 30℃, 120 rpm에서 3일간 진탕 배양하여 발효에 사용하였다.
(2) 바이오반응기
전통간장의 알콜발효시험에 사용한 pilot plant 규모의 bioreactor 장치도는 도 1에 나타내었다. Bioreactor는 내염성이 강한 316 SUS 재질로 내용량 250 L로 Choi 등이 실시한 30 L보다 대형화시켜 산업현장에서 바로 응용 할 수 있도록 제작하였다. 하부의 공기 주입구를 통하여 membrane filter로 여과된 무균공기가 주입되고, reactor하부에는 다공질 스테인레스 판을 장착하여 공기가 미세한 bubble로서 장치 내로 공급되어 산소의 용해속도를 높이도록 하였다. Reactor 상단부에는 냉각 관을 달아서 알콜 등의 휘발성 성분의 휘발을 방지하도록 하였다.
(3) 고정화효모와 종균배양에 의한 회분식 알콜발효
전통간장의 알콜발효는 Choi 등(Choi. K.S., Kwon, K.I., Lee, J.G., Choi, J.D., Chung, H.C., Ryu, M.K., Im, M.H., Kim, K.J., Choi, Y.H., Kim, Y.J., Seo, J.S. and Choi, C. : Alcoholic fermentation of traditional kanjang by semi-pilot scale bioreactor systems. Korean. J. Food Sci. Technol. 35, 103-110 (2003))의 상기 문헌이 사용한 alumina ceramic beads에 고정화시킨 Zygosaccharomyces rouxii균주와 종균효모로 발효한 간장을 이용하여 발효능력을 상호 비교하였다.
살균된 전통간장 500 g에 glucose 20 g을 넣은 후 순수 배양하여 고정화시킨 효모 고정화 beads 50 g과 종균효모로 발효한 간장을 50 g을 첨가하여 30℃, 120 rpm의 진탕 배양으로 알콜발효를 실시하면서 경시적으로 간장의 당과 알콜함량 및 효모균수 변화를 측정하였다.
전통간장의 재발효시 starter culture로 발효간장을 사용할 때 알콜 및 당 함량의 변화를 고정화 효모구와 비교한 결과(도 4) 발효간장을 접종한 구의 초기 당 농도 3.58%로 발효를 실시하여 발효 5일에 1.99%의 알콜을 생산하였고 고정화 효모구는 당 농도 3.48%로 발효 6일에 1.98%의 알콜을 생산하여 발효시간 단축효과가 있었다. 그리고 도 5의 효모 균수에서 발효간장을 이용한 구는 발효 2일째 7.60(Log CFU/mL)로 증식하였으며 고정화 효모를 접종한 구에서는 2일째 7.34(Log CFU/mL)로 증식하여 발효전기간 동안 일정하게 유지하는 경향을 보였으며 고정화 효모를 접종한 구보다 발효간장 접종 구의 효모균수가 다소 높은 것으로 나타났다. 이는 고정화 담체에 고정화된 효모보다 발효간장 접종구가 발효기질과 쉽게 접촉할 수 있고 공기의 혼입이 쉬워 효모의 증식에 도움을 주었고 알콜발효로 생성된 이산화탄소의 제거에도 도움을 주어 알콜발효가 원활한 것으로 고정화 효모를 사용하지 않고 재발효 전통간장을 전통간장의 재발효시에 starter culture로 사용하는 것이 더 유리할 것으로 생각되었다.
(4) 진탕 및 정치 배양의 효과
본 발명에서는 전통간장의 재발효시에 호기적 또는 혐기적 조건에 따른 알콜발효 효율을 알아보기 위하여 진탕(120 rpm) 및 정치 배양이 알콜발효에 미치는 영향을 조사한 결과 도 2와 같았다. 진탕 배양은 발효 7일째 발효가 완료되어 알콜함량 2.05%, 잔당의 함량이 0%인 간장을 얻어 알콜생성능이 우수하였다. 그러나 정치배양의 경우 발효 7일째 0.54%의 알콜과 2.91%의 당이 잔류하여 발효속도가 늦음을 알 수 있었다. 그리고 도 3은 발효 간장을 접종한 전통간장의 알콜발효에서 정치 및 진탕 배양이 효모 균수에 미치는 영향을 나타낸 것이다. 정치 배양에서는 초기 접종균수 7.00(Log CFU/mL)을 발효전기간 동안 일정하게 유지되어 효모가 증식하지 않았으나 진탕 배양한 구에서는 발효기간 동안 효모가 활발하게 증식하여 진탕 배양에서는 발효기질이 효모와 쉽게 접촉할 수 있고 공기가 혼입되어 효모의 증식에 도움을 주었고 알콜발효로 생성된 이산화탄소의 제거에도 도움을 주어 알콜발효가 원활하였던 것으로 생각되었다.
실시예 3: Bioreactor을 이용한 전통간장의 알콜발효
(1) Bioreactor을 이용한 알콜발효
전통간장의 알콜발효시험에서 고정화 효모 구와 종균 발효간장을 접종한 구를 비교하였을 때 종균효모로 발효한 간장을 접종한 구가 고정화 효모구보다 발효 능력에서 뒤지지 않는 것으로 나타나 고정화의 불편함을 해결하고자 고정화 효모를 사용하지 않고 Candida versatilis와 Zygosaccharomyces rouxii균주로 각각 종균 발효시킨 발효간장을 starter culture로 접종하고 공기를 주입하면서 전통간장의 알콜발효시험을 실시하였다.
발효 내용량 250 L의 bioreactor(도 1)내에 발효 완료된 Z. rouxii와 C. versatilis 발효간장을 각각 50 L씩을 충전하고 고온연속살균장치로 살균하여 실온으로 냉각한 4% 당 함유 전통간장(발효기질간장)을 각각 200 L씩 주입하여 30±0.5℃에서 0.05 vvm으로 무균공기를 연속하여 통기하면서 전통간장의 회분식 알콜발효를 실시하여 경시적 간장의 당과 알콜함량 및 효모균수 변화를 측정하였다.
전통간장의 재발효에서 bioreactor system를 이용한 간장의 알콜발효시 최대 속도로 발효 할 때의 비알콜생산속도(specific rate of alcohol production)와 비기질이용속도(specific rate of sugar utilization)는 발효 중 경시적으로 기질 내에 들어있는 효모의 농도(X, g/L)와 기질 내에서 생성된 산물(alcohol)의 농도(P, g/L)와 기질 내에서 이용된 기질(glucose)의 농도(s, g/L)와 발효시간(t, day)을 측정하여 다음 수학식 1과 수학식 2를 사용하여 산출한다.
[수학식 1]
[수학식 2]
비알콜생산속도의 단위는 day－1이며, 비기질(당)이용속도의 단위도 day－1가 된다.
회분발효 시의 체류시간(retention time, RT)은 bioreactor 내에서 기질이 체류하면서 발효가 완료될 때까지의 시간(day)이고, 반연속발효와 연속발효에서는 반연속적 또는 연속적으로 용량 V(L)의 bioreactor에서 기질주입속도(flow rate) F(L/day)로 주입하면서 기질이 평균적으로 발효조 내에 머무는 시간(day)이다. 즉, RT=V/F(day)이고, 희석률(dilution rate, D)과 체류시간(RT)과는 역의 관계이다. 즉 D=1/RT=F/V이다. 희석률 D의 단위는 day-1이다.
알콜함량 변화를 측정한 결과는 도 6과 같았다.
(2) Bioreactor를 이용한 회분식 알콜발효의 결과
발효 내용량 250 L의 bioreactor(도 1)내에 발효 완료된 Z. rouxii와 C. versatilis 발효간장을 각각 50 L씩을 충전하고 고온연속살균장치로 살균하여 실온으로 냉각한 4% 당 함유 전통간장(발효기질간장)을 각각 200 L씩 주입하여 30℃로 유지된 0.05 vvm으로 무균공기를 연속하여 통기하면서 전통간장의 회분식 알콜발효를 실시하여 경시적 간장의 알콜함량 변화를 측정한 결과는 도 6과 같았다.
도 6에서 보는 바와 같이 발효시작 후 1회 발효시는 당 농도 3.66%와 3.71%의 간장으로부터 1.91%와 2.00%의 알콜이 생성되기까지 Z. rouxii나 C. versatilis 모두 8일이 소요되었고 2회 발효 시부터 4회 연속하여 모두 발효개시 3일만에 2%의 알콜을 함유한 간장을 안정적으로 발효 생산하였다.
따라서 이 bioreactor를 이용한 간장의 알콜발효시의 최고 알콜발효 속도를 낼 때의 체류시간(retention time)은 3일이라는 것을 알 수 있었다. 이 결과는 Choi 등(Choi. K.S., Kwon, K.I., Lee, J.G., Choi, J.D., Chung, H.C., Ryu, M.K., Im, M.H., Kim, K.J., Choi, Y.H., Kim, Y.J., Seo, J.S. and Choi, C. : Alcoholic fermentation of traditional kanjang by semi-pilot scale bioreactor systems. Korean. J. Food Sci. Technol. 35, 103-110 (2003))의 고정화 효모를 이용한 알콜발효에서 30 L와 15 L의 용량의 bioreactor를 이용한 간장의 알콜발효시 최고 알콜발효 속도를 낼 때의 체류시간을 4일이라고 보고한 것보다 1일이 단축되어 고정화 효모를 이용한 방법보다 재발효 전통간장을 starter culture로 이용한 알콜발효가 더 유리할 것으로 생각되었다.
(3) 효모의 건조 균체량 및 알콜의 생산속도
종균(Starter culture)인 발효간장의 효모 균체량은 C. versatilis와 Z. rouxii로 발효시킨 간장 속에 각각 0.097±0.016(g/100mL), 0.097±0.0103 (g/100mL)로 측정되었다.
그리고, 이 bioreactor system에 의하여 3%의 당을 함유한 간장으로부터 최고 속도로(3일) 안정하게 1.5%(w/v)의 알코올을 함유한 간장을 생산할 때 당과 알코올의 경시적 변화를 측정한 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7에서 Z. rouxii나 C. versatilis의 경시적(1/day) 알콜생산방정식은 각각 Y=0.4389X+0.2682와 Y=0.4787X+0.2604로써 C. versatilis가 약간 알콜 생산속도가 높았고 이때의 비알콜 생산속도, 즉, 1 L간장에 포함된 효모단위 g당 1 L기질 내에 생성되는 산물(알콜)의 1일 생산속도(1/day)는 각각 0.45와 0.49로 나타났다.
또, 이때의 Z. rouxii와 C. versatilis의 비기질(당)소비속도(1/day)는 각각 -1.08로 같았으며 이 회분식 bioreactor에서 알콜 발효기간, 즉, 평균 체류시간이 3일 이기 때문에 매일 한번씩 기질을 회수한다면 희석률(D)은 반연속발효시 0.33/day(D=1/RT)가 됨을 알 수 있었다. 이 결과는 Choi 등(Choi. K.S., Kwon, K.I., Lee, J.G., Choi, J.D., Chung, H.C., Ryu, M.K., Im, M.H., Kim, K.J., Choi, Y.H., Kim, Y.J., Seo, J.S. and Choi, C. : Alcoholic fermentation of traditional kanjang by semi-pilot scale bioreactor systems. Korean. J. Food Sci. Technol. 35, 103-110 (2003))이 고정화 효모를 이용한 회분식 알콜발효에서 알콜 생산속도(1/day)가 0.0031∼0.0033였다는 보고보다 월등히 높은 생산속도로 나타나 전통간장의 알콜발효를 위하여 높은 식염농도에 순화된 재발효 전통간장을 그대로 전통간장의 알콜발효용 starter culture로 이용하는 것이 더 유리할 것으로 생각되었다.
실시예 4: 전통간장의 알콜발효가 간장성분 및 식미에 미치는 영향
다음과 같이 5가지 종류의 간장시료를 제조하였다.
A : 실시예 1의 생간장
B : 실시예 1의 고온단시간 연속 살균 간장 (111~113 ℃에서 8.48분간 살균)
C : 실시예 2의 Z. rouxii에 의한 발효 간장
D : 실시예 2의 C. versatilis에 의한 발효 간장
E : Z. rouxii에 의한 발효 간장과 C. versatilis에 의한 발효 간장을 1:1 중량비로 혼합한 간장.
4-1: 일반 성분
시료의 일반성분 분석은 AOAC법(A.O.A.C. : Official Methods of Analysis, 16th ed., Association of Official Analytical Chemists, Washington, D.C. (1995))에 따라, 수분함량은 105℃ 건조법, 조단백질함량은 Kjeldahl법, 조지방 함량은 Soxhlet법, 조회분함량은 550℃ 직접회분법, 조섬유는 원료를 1.25% H2SO4와 1.25% NaOH로 분해시킨 다음 건조 및 회화시켜 함량을 구하였다.
4-2: 총질소
분해장치(Digestion system 1007 Digester, Tecator, Sweden)에 시료 약 2 g을 취하여 진한 황산용액 25 mL로 분해시키고, 증류장치(Kjeltec system 1026 Distilling Unit, Tecator, Sweden)를 사용하여 분해 액에 과량의 포화 NaOH 용액을 가하여 증류되어 나온 NH3를 5% boric acid가 들어 있는 수기에 받아 생성된 NH4H2BO3를 0.1 N HCl로 적정하여 총질소함량을 산출하였다(A.O.A.C. : Official Methods of Analysis, 16th ed., Association of Official Analytical Chemists, Washington, D.C. (1995)).
4-3: 식염 및 순추출물
간장 1 mL를 취하여 100배 희석하고, 이 액 20 mL를 취하여 100 mL 삼각 플라스크에 넣고 여기에 2% K2CrO4 용액 1 mL를 지시약으로 가한 다음 0.1 N AgNO
3 용액으로 엷은 오렌지색이 될 때까지 적정하여 식염의 양을 계산하였다(Yeonsei University : Methods in laboratory experiments of foods. Tamgudang Publishing Co., Seoul (1975)).
0.1 N AgNO3 1 mL ≡ 0.005845 g NaCl
정제해사를 증발접시에 취하여 150℃에서 항량을 구한 후, 시료 일정량을 취하고 수분을 증발시켜 추출물의 함량을 측정하고, 여기에 식염의 양을 감하여 순추출물함량을 산출하였다(Yeonsei University : Methods in laboratory experiments of foods. Tamgudang Publishing Co., Seoul (1975)).
4-4: 무기이온
간장은 습식법(Sin, H.S. : Food Analysis(Theory and Experiments), Sinkwang Publishing Co., Seoul 113-130 (1989))으로 간장의 유기물을 제거 한 다음 초순수로 정용하여 ICP emission spectrometer(Jobin-Yvon 38 Plus, Jobin사, France)로 분석하였다.
4-5: 갈색도 및 광투과도(%T)
시료 간장을 5 mL를 취하여 증류수로 10배 희석한 다음, 이 액을 spectrophotometer(Pharmacia, Sweden)를 이용하여 500 ㎚에서 흡광도를 측정한 후 희석배수를 곱하였다(Yeonsei University : Methods in laboratory experiments of foods. Tamgudang Publishing Co., Seoul (1975)). 광투과도는 시료 간장을 spectrophotometer(Pharmacia, Sweden)를 이용하여 500 ㎚에서 광투과도(%T)를 측정하였으며, 증류수를 대조구로 하였다.
4-６: pH
간장 원액을 pH meter(Hanna, U.S.A.)로 측정하였다.
4-7: Glucose 및 lactic acid의 동시 분석
Yoda 등(Yoda, K., Urakabe, R. and Tsuchida, T. : Enzyme electrode provided with immobilized enzyme membrane. US Patent 4,240,889 (1980))의 방법에 따라 간장 시료를 일정한 비율로 희석하고 0.45 ㎛ membrane filter로 여과한 후, 효소 막을 이용한 YSI 2700 Select Biochemistry Analyzer(YSI Inc., U.S.A.)를 이용하여 분석하였다.
D-Glucose + O2 →Glucose Oxidase H2O2 + D-Glucono-δ-Lactone
L-Lactic acid + O2 → Lactic acid Oxidase H2O2 + Pyruvic acid
4-8: 알콜
간장 시료를 초순수로 2배 희석한 후 membrane filter(0.45 ㎛)로 여과하고 이 용액 2 ㎕를 GC에 주입하였다. 표준물질은 methanol, ethanol을 0.05, 0.1, 0.2%로 조제한 후 2 ㎕를 GC에 주입하였고 분석조건은 Table 4와 같다(Japanese Soy Sauce Research Institute. Methods in Shoyu Experiments, Mitsuosa printing Co, Tokyo, Japan. pp. 140-150 (1990)).
4-9: 유리 아미노산
간장의 유리아미노산 분석은 시료간장을 아미노산 분석용 Lithium citrate buffer로 20배 희석한 다음 0.45 ㎛ membrane filter로 여과하고 아미노산 자동분석기에 의해 표 3과 같은 조건으로 분리 정량 하였다(Japanese Soy Sauce Research Institute. Methods in Shoyu Experiments, Mitsuosa printing Co, Tokyo, Japan. pp. 140-150 (1990)).
4-10: 페놀성 물질
페놀성 물질의 함량측정은 Folin-Denis 등(A.O.A.C. : Official Methods of Analysis, 16th ed., Association of Official Analytical Chemists, Washington, D.C. (1995))의 방법을 이용하여 실시하였다. 시료용액 0.1 mL와 2% sodium carbonate 2 mL를 혼합한 뒤 2분 후 50% Folin & Ciocalteu's phenol reagent 0.1 mL를 가하여 30분 동안 실온에 방치한 다음 UV-VIS spectrophotometer(Shimadzu UV-1201)을 이용하여 750 ㎚에서 흡광도를 측정하였으며 표준용액은 chlorogenic acid를 사용하였다.
4-11: 색차
간장의 색차는 색도계(Chroma meter, Minolta Co., Ltd., Japan)를 이용하여 색차를 측정하고 Hunter system에 의하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 값으로 나타내었다. L값은 0(검정색)에서 100(흰색)까지, a값(적색도)은 -80(녹색)에서 100(적색)까지, b값(황색도)은 -70(청색) 에서 70(황색)까지 측정하였다. 표준판은 백색판을 사용하였고 이 백색판이 나타내는 L, a, b는 각각 96.44, +0.02, +1.93이었다.
(1) 간장의 구성성분
전통간장의 알콜발효가 간장성분에 미치는 영향을 조사한 결과 표 1과 같았다. 표 1에서 생간장과 고온단시간연속 살균한 간장간의 성분 차이는 없었으나 순추출물의 함량에서 생간장의 5.94%보다 다소 감소한 5.85%의 함량을 보였으며 이로 인한 결과로 OD값은 2.86, 총질소 함량은 0.91%으로 미분해 단백질의 응고 및 침전으로 인한 제거된 결과로 생각되었으며 재발효 간장의 경우 4%의 glucose를 첨가하여 재발효 시킴으로써 알콜함량이 1.95∼1.96%가 생성되었으며 발효과정에서 순추출물함량이 증가하였으며 총질소함량은 0.93%로 다소 증가하였다. 그리고 흡광도가 2.97∼3.16으로 생간장과 살균간장의 2.86∼2.94보다 증가하였다. 이 결과는 알콜발효 기간 중 당과 유리아미노산 간에 maillard반응으로 흡광도 값이 증가한 것으로 판단되었다. 그리고 간장의 pH값은 생간장과 살균간장의 pH가 각각 4.67과 4.66에서 발효간장에서 pH 4.73∼4.74로 약간 증가한 것은 발효과정에서 증가된 순추출물 등의 완충물질이 작용한 결과로 생각되었다.
[표 1]
생간장과 알콜 발효 간장의 화학적 성분
| A | B | 알콜 재발효 간장 | ||||
| C | D | E | ||||
| Moisture | 73.66 | 73.69 | 73.53 | 73.23 | 73.18 | |
| NaCl | 20.45 | 20.46 | 20.02 | 20.29 | 20.33 | |
| Pure extract | % | 5.94 | 5.85 | 6.45 | 6.48 | 6.49 |
| Total nitrogen | 0.92 | 0.91 | 0.94 | 0.93 | 0.93 | |
| Ethanol | - | - | 1.95 | 1.96 | 1.96 | |
| Lactic acid | 0.855 | 0.863 | 0.782 | 0.764 | 0.778 | |
| Glucose | 0.060 | 0.143 | 0.011 | 0.010 | 0.009 | |
| pH | 4.67 | 4.66 | 4.74 | 4.73 | 4.73 | |
| O.D.1) | 2.94 | 2.86 | 2.97 | 3.12 | 3.16 | |
(2) 유리아미노산 함량분석
전통간장의 재발효시 유리아미노산함량 변화를 나타낸 결과 표 2와 같이 총 유리아미노산함량의 변화를 보면 표 1의 총질소함량과 같이 생간장은 살균과정에서 2,842.99 mg%에서 다소 감소된 2,780.79 mg%의 살균간장을 얻었고 재발효 과정에서 3,081.08∼3,130.78 mg%로 총 유리아미노산 함량이 증가하였다. 간장의 유리아미노산 중 단맛을 내는 아미노산은 생간장과 살균간장의 849.73 mg%와 835.46 mg%보다 발효간장에서 925.48∼930.95 mg%로 증가하였다. 구수한 맛을 내는 아미노산의 경우도 발효간장에서 약 100 mg% 정도가 높게 나타났고 쓴맛을 내는 아미노산의 함량은 발효간장에서 다소 높았으나 큰 차이는 보이지 않았다. 그리고 그 밖의 아미노산 함량은 생간장보다 발효간장이 모두 낮은 함량을 보여 알콜발효가 간장의 맛 개선에 효과가 있을 것으로 예상되었다.
[표 2]
생간장 및 알콜발효간장의 유리 아미노산 함량(단위 : mg%)
| Taste | Amino acid | A | B | 알콜 재발효 간장 | ||
| C | D | E | ||||
| Thr. | 115.3 | 111.4 | 124.55 | 124.96 | 124.66 | |
| Ser. | 196.39 | 192.52 | 215.55 | 217.14 | 216.75 | |
| Sweet | Gly. | 165.93 | 162.9 | 181.7 | 183.41 | 182.35 |
| Ala. | 83.59 | 80.48 | 90.73 | 89.31 | 89.68 | |
| Lys. | 288.52 | 288.16 | 312.95 | 316.13 | 314.19 | |
| Total | 849.73 | 835.46 | 925.48 | 930.95 | 927.63 | |
| Asp. | 98.53 | 96.32 | 107.8 | 110.5 | 109.58 | |
| Savory | Glu. | 745.59 | 746.14 | 834.1 | 839.98 | 836.23 |
| Cys. | 8.25 | 17.63 | 22.45 | 21.39 | 20.38 | |
| Total | 852.37 | 860.09 | 964.35 | 971.87 | 966.19 | |
| Met. | 51.88 | 46.37 | 50.06 | 50.83 | 50.61 | |
| Bitter | Ileu. | 151.86 | 142.28 | 157 | 152.85 | 158.21 |
| Leu. | 287.97 | 269.05 | 296.98 | 330.79 | 298.9 | |
| Total | 491.71 | 457.7 | 504.04 | 534.47 | 507.72 | |
| Pro. | 130.79 | 47.98 | 57.83 | 56.04 | 56.35 | |
| Val. | 151.66 | 152.74 | 158.7 | 160.03 | 159.41 | |
| Other | Tyr. | 144.97 | 145.96 | 161.28 | 161.54 | 162.49 |
| Phe. | 209.76 | 197.2 | 216.93 | 222.42 | 219.68 | |
| His. | 79.34 | 81.42 | 89.95 | 91.28 | 90.8 | |
| Arg. | 2.66 | 2.24 | 2.53 | 2.19 | 2.26 | |
| Total | 719.18 | 627.54 | 687.22 | 693.5 | 690.99 | |
| Total Amino acid | 2842.99 | 2780.79 | 3081.08 | 3130.78 | 3092.52 | |
(3) 페놀성 물질의 함량
페놀성 화합물은 식물계에 널리 분포되어 있는 2차 대사산물의 하나로서 다양한 구조와 분자량을 가지며 이들은 phenolic hydroxyl기를 가지고 있기 때문에 단백질 등의 거대분자들과 결합하는 성질을 가지며 항산화 효과 등의 생리활성 기능이 있다(Kuhnau, J. : The flavonoids: a class of semiessential food components: their role in human nutrition. World Rev. Nutr. Diet. 24, 117-120 (1976)). 전통간장의 재발효에 따른 페놀성 물질을 측정한 결과 도 8과 같았다.
간장의 페놀성 물질은 생간장의 경우 272.95 mg%에서 살균간장 290.33 mg%, 재발효 간장은 317.19∼430.93 mg%로 재발효 시켰을 때 생간장과 살균간장에 비해 페놀성 물질이 증가하였다. 특히 C. versatilis로 발효시킨 간장의 페놀성 물질의 함량이 가장 높게 나타나 Ryu 등의(Ryu, B.H., Cho, K.J. Chae, Y.J. and Jin, S.H. : Continuous rapid fermentation of soy sauce by immobilized Zygosaccharomyces rouxii BH-90 and Candida versatilis BH-91 using column type reactor. Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol., 21, 366-372 (1993)) 고정화 효모를 이용한 간장의 연속 속성발효에서 페놀성 물질인 4-ethylguaiacol의 함량이 재래식 발효에 의해 생산된 간장에 비해 약 4배정도 높았다는 보고와 유사한 결과를 보였다.
(4) 재발효 전통간장의 식미특성
상기 5가지 간장 시료 각각에 대해 간장의 식미특성을 조사한 결과 표 3과 같았다. 간장의 기호도 조사는 간장 맛에 익숙한 검사요원 10명을 선발하여 10점법으로 각 시료의 맛을 채점하였다. 평가 항목은 색, 향기, 구수한 맛, 짠맛, 단맛, 신맛 및 종합적 기호도로 나누고, 아주 좋다, 10점; 좋다, 8;점, 보통이다, 6점; 나쁘다, 4점; 아주 나쁘다, 2점을 각각 주도록 하였으며, 채점 평균을 각 시료의 관능검사 점수로 하였다(Lee, C.H., Chae, K.S., Lee, S.K. and Park, B.S. : Quality managerments in food industry, Yoorim Munwhasa, pp. 98-160 (1982)).
실시예 1에 따른 생간장과 살균간장간에는 모든 식미특성에서 유의차가 없이 비슷하였으며, Z. rouxii와 C. versatilis로 발효한 간장과 두 발효간장을 동량씩 혼합한 발효간장 상호간에 식미특성에서 5% 유의 수준에서 차이가 없음을 확인하였다. 그러나 발효 전과 발효 후 간장의 관능검사 결과 색, 구수한 맛, 짠맛 및 신맛은 유의차가 없이 비슷한 식미득점을 획득한 반면 간장의 향기와 단맛 및 종합적 기호도에서 5% 수준에서 고도의 유의 차로 발효간장이 우수하였는데 이는 전통간장의 알콜발효에서 생성된 알콜에 의하여 간장의 향미에 긍정적인 영향을 주어 다른 맛 성분의 기호도에 영향을 미쳐 기호도를 상승시킨 것으로 판단되었다. 그리고 간장의 유리아미노산함량 중 단맛을 내는 아미노산함량의 증가에 기인된 결과로 생각되었다.
Choi 등이(Choi, J.D. : Continuous fermentation of kanjang by lactic acid bacteria and yeasts immobilized into porous alumina ceramic beads. Ph. D. Thesis, Yeungnam University, Kyungsan (1999)) 발효간장과 전통식 6개월 간장 및 일반 가정에서 구입한 간장과의 상호 비교한 결과 종합적 기호도에서 발효간장이 우수하였다고 하였으며 Choi 등(Choi. K.S., Kwon, K.I., Lee, J.G., Choi, J.D., Chung, H.C., Ryu, M.K., Im, M.H., Kim, K.J., Choi, Y.H., Kim, Y.J., Seo, J.S. and Choi, C. : Alcoholic fermentation of traditional kanjang by semi-pilot scale bioreactor systems. Korean. J. Food Sci. Technol. 35, 103-110 (2003))이 집에서 만든 집 간장과 발효간장을 비교한 결과 특히 향기, 구수한 맛, 단맛 및 종합적 기호도에서 발효간장이 우수하였다는 보고와 동일한 결과를 얻었다. 이러한 관능검사 결과로 보아 전통간장의 품질을 향상시키는 방안으로 전통간장의 알콜발효가 바람직 할 것으로 생각되었다.
[표 3]
간장의 식미특성
| 간장 종류 | F value | |||||
| A | B | C | D | E | ||
| Color | 6.86a | 6.58a | 5.58a | 6.74a | 6.16a | 1.35 |
| Flavor | 2.90b | 3.60b | 5.86a | 6.04a | 6.08a | 23.41* |
| Savory | 4.80a | 5.10a | 4.66a | 5.10a | 4.88a | 0.12 |
| Salty | 5.00a | 5.50a | 6.00a | 5.30a | 5.60a | 0.70 |
| Sour | 6.21a | 6.25a | 5.60a | 6.00a | 6.30a | 0.46 |
| Sweet | 3.25b | 3.30b | 7.00a | 7.16a | 6.78a | 60.71* |
| Overall | 4.00b | 3.40b | 6.78a | 6.34a | 6.98a | 37.73* |
실시예 5: 알콜 재발효 재래식 간장의 항산화 효과
상기 실시예 4의 5가지 간장 시료 각각에 대하여 항산화 효과를 측정하였다.
간장의 전자공여능(Electron Donating Abilities, EDA)은 Blois(Blois, M.S. : Antioxidant determination by the use of a stable free radical. Nature, 26, 1198-1200 (1958))의 방법을 변형하여 측정하였다. 10배 희석한 각 시료를 1.0 mL에 2x10-4 M의 α,α-diphenyl-β-picryl-hydrazyl(DPPH) 0.5 mL를 넣고 교반한 후 30분간 방치한 다음 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여 효과는 시료 첨가구와 첨가하지 않은 경우의 흡광도 감소율로 나타내었다.
| Electron Donating Ability(%) = (1 - | A - C | )X100 |
| B |
A : 시료군의 흡광도, B : 대조군의 흡광도, C : 시료의 흡광도
전자공여능은 oxidative free radical과의 반응성에 기초를 둔 것으로 아미노산, 토코페롤, BHA, 갈변물질 등 여러 가지 항산화 물질에 대하여 항산화 특성의 중요한 요인이 된다. 전통간장의 발효에 따른 전자공여능을 측정한 결과는 도 9과 같았다. 시료간장을 증류수로 10배 희석하여 측정한 결과로서 생간장은 61.39%, 살균 간장은 71.31%의 전자공여능을 나타내었으나 재발효 전통간장은 77.65∼88.36%로 생간장과 살균간장의 항산화 효과보다 알콜발효를 하였을 때 항산화 효과가 증가하였다. 알콜발효에 의한 간장의 항산화 효과 증가는 항산화 물질 등으로 알려진 아미노산, 색소 성분(표 1과 표 2) 및 페놀성 물질(도 8) 등의 증가에 기인된 결과로 판단되었다.
본 발명은 재래식 간장의 알콜 재발효 방법에 관한 것으로서, 재래식 간장을 포함하는 액체배지에 배양한 효모 종배양액을 첨가하여 진탕배양하여 제조하는 알콜 재발효 간장의 제조방법으로서, 재래식 간장의 발효에서는 향미에 영향을 주는 알코올 성분이 거의 함유되어 있지 않고 짠맛이 강하며, 콩과 밀을 사용하여 담금한 일본식 양조간장에 비하여 맛과 향이 떨어진다는 문제점을 해결하고, 알콜발효공정을 통한 향미와 품질이 뛰어난 간장을 제조하는 방법 및 간장을 제공한다.
Claims (6)
- 메주를 원료로 한 재래식 간장의 알콜 재발효 방법에 있어서,상기 재래식 간장 100 중량부을 기준으로 글루코스 2 ~ 6 중량부 및 알콜발효 효모 배양액을 5.00 ~ 8.00 (Log CFU/ml)로 첨가하여 진탕배양하여 알콜 함량이 0.5 내지 3.0 v/v%인 알콜 재발효 재래식 간장을 얻는 단계를 포함하고,상기 알콜 발효 효모 배양액이 콩 끓인 물과 재래식 간장을 동일한 부피비로 포함하는 액체배지에 Zygosaccharomyces rouxii를 접종하여 얻은 배양액, 콩 끓인 물과 재래식 간장을 동일한 부피비로 포함하는 액체배지에 Candida verstilis를 접종하여 얻은 배양액 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인,알콜 재발효 재래식 간장의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 재발효 재래식 간장은, 재래식 간장의 알콜 재발효가 완료된 알콜 재발효 재래식간장을 간장의 재발효시 종배양(starter culture)으로 사용하는 것인, 알콜 재발효 재래식 간장의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 진탕배양은 살균한 재래식 간장을 반응기에 충전하 고 글루코스를 2 ~ 6 중량부로 첨가하여 하부로부터 0.01~0.1vvm의 무균공기를 연속적으로 통기하며 28~32 ℃온도에서 수행하는 것인, 알콜 재발효 간장의 제조방법.
- 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항의 방법에 따른 제조되며, 알콜 함량이 0.5% 내지 3.0 v/v% 인 알콜 재발효 재래식 간장.
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