KR100729639B1 - 김 또는 파래를 이용한 식초 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 식초 - Google Patents

김 또는 파래를 이용한 식초 제조방법 및 그 방법에 의해제조된 식초 Download PDF

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Abstract

본 발명은 김 또는 파래를 이용한 식초의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 식초에 관한 것으로, 구체적으로는 김 또는 파래의 효소분해액에 초산균을 접종하여 초산발효를 시켜 식초를 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 식초에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 김 또는 파래의 생리활성물질을 초산 발효시켜 생리활성물질이 풍부할 뿐만 아니라 김 또는 파래 특유의 맛과 향이 식초에 어우러져 풍미가 우수한 기능성 식초를 제조할 수 있다.
김, 파래, 효소분해, 식초

Description

김 또는 파래를 이용한 식초 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 식초{Preparation Method of Vinegar using Layer or Sea lettuce And Vinegar Prepared Thereby}
도 1은 본 발명의 방법에 의해 제조된 김을 이용한 식초의 pH 변화를 도시한 그래프이다.
도 2은 본 발명의 방법에 의해 제조된 김을 이용한 식초의 산도 변화를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 방법에 의해 제조된 가시파래를 이용한 식초의 pH 변화를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 방법에 의해 제조된 가시파래를 이용한 식초의 산도 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 방법에 의해 제조된 김을 이용한 식초의 환원당 함량 변화를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 방법에 의해 제조된 가시파래를 이용한 식초의 환원당 함 변화를 도시한 그래프이다.
본 발명은 김 또는 파래를 이용한 식초의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 식초에 관한 것으로, 구체적으로는 김 또는 파래의 효소분해액에 초산균을 접종하여 초산발효를 시켜 식초를 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 식초에 관한 것이다.
홍조류의 일종인 김은 양질의 식물성 단백질, 무기질, 비타민 A, B1 등이 풍부하고 김의 다당류는 위장의 연동운동을 촉진하여 정장작용을 나타낼 뿐만 아니라 변비를 방지하고 독성이나 중금속 등의 유해성분의 체외 배출을 돕는 것으로 알려져 있다. 그뿐만 아니라 비만을 방지하고 혈중 중성지질이나 콜레스테롤을 억제하여 성인병을 예방하며, 지질대사 조절, 동맥경화 예방 및 비타민 B군 합성 촉진 등의 생리효과를 지니고 있다.
녹조류의 일종인 파래는 오염에 강하고 부영양화된 환경에서도 잘 생육하며, 육상 식물과는 달리 황산기를 함유한 다당을 다량 함유하고 있으며, 주로 글루쿠로노-람노실로글리칸(glucurono-rhamnoxyloglycan) 으로 구성되어 있고, 황산기와 우론산이 각각 약 20%와 21%정도 함유되어 있다. 이는 항암 및 면역활성과 고혈압 예방 및 항종양 활성을 갖는다고 보고되어 있고, 골격형성 성분인 무기질, 골다공증 예방효과 칼슘 및 철의 함량이 높고 칼륨의 함량은 773.4~1225.0 mg%로 높아서 칼륨에 의한 생리효과를 기대할 수 있다.
상기와 같이 김과 파래에는 생리활성물질이 풍부하여 건강기능성 식품의 소재와 의약품의 원료로 사용될 가능성이 많다. 그러나 지금까지 김과 파래의 생리활성 물질을 추출하는 방법으로는 열수추출 및 염산가수분해법이 알려져 있으나 상기 방법들은 원료내의 영양성분들의 손실이 많고 수율이 낮은 단점이 있다.
한편, 식초는 우리들의 식생활에서 조미료로서 이용되어 왔지만, 최근에는 식생활 문화가 향상되면서 조미용뿐만 아니라 음료용이나 식초함유 음료까지 개발되면서 식초는 다양하게 이용되고 있다.
식초원료로는 보통 전분질 원료나 과실이 주로 사용되나 최근에는 식초제조에 이용되는 원료가 다양해져서 여러 가지 원료들을 이용한 제조방법들도 많이 개발되고 있다. 이처럼 식초제조에 다양한 원료를 이용하거나 첨가하면 맛과 색 그리고 향기 등이 다양하여 초산 이외의 생리기능성이 부가된 기능성 식초의 생산도 가능할 것이다. 예를 들면, 솔잎을 주재로 한 식초 제조방법(특1998-029654), 솔잎을 주재로한 양조식초의 제조방법(특1993-0002505), 구기자 식초의 제조방법(특1999-0074096), 무화과를 이용한 양조식초의 제조방법(특1999-0073682), 석류를 주재로 한 양조식초 조성물(특1999-0041801), 영지버섯 식초의 제조방법(특97-43010) 등 기능성 원료를 이용한 식초의 제조방법이 개발되고 있다. 그러나 김 또는 파래에 포함되어 있는 생리활성물질을 추출하는 것이 용이하지 않고, 염도도 높아서 이를 이용하여 식초를 제조한 예가 없다.
이에 본 발명자들은 당분해 효소와 단백질 분해 효소로 김 또는 파래의 세포 간 점질다당류를 다량 용출시켜 얻은 무기질 및 생리활성물질이 풍부한 김 또는 파래의 효소 분해액을 이용하여 식초를 제조한 결과, 제조된 식초가 해조류의 맛과 향이 어우러져 풍미가 우수한 기능성 식초임을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 김 또는 파래의 효소분해액을 이용하여 식초를 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 식초를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은
a) 김 또는 파래를 수세 및 탈염하는 단계;
b) 상기 a) 단계에서 수득된 수세 및 탈염된 김 또는 파래에 정제수와 산 또는 염을 첨가하여 가수분해하는 단계;
c) 상기 b) 단계에서 수득된 가수분해물에 당 분해효소를 첨가하여 1차 효소 분해하는 단계;
d) 상기 c) 단계에서 분해된 1차 효소 분해물에 단백질 분해 효소를 첨가하여 2차 효소 분해하는 단계;
e) 상기 d)단계의 2차 가수분해물을 멸균 및 여과하는 단계; 및
f) 상기 e) 단계의 여과액에 당과 초산균을 첨가하여 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 김 또는 파래를 이용한 식초의 제조방법을 제공하는 것이 다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 식초를 제공하는 것이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 김 또는 파래를 이용한 식초를 제조하는 방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.
제1단계: 김 또는 파래를 수세 및 탈염하는 단계
본 발명에 따른 김 또는 파래의 효소분해액을 제조하기 위하여, 먼저, 원료인 김 또는 파래를 정제수를 이용하여 침지하고 교반하여 이물질을 제거하도록 수세 및 탈염한다. 본 발명에 따른 상기 김은 종류에 관계없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 포피라 예조엔시스(pophyra yezoensis), 즉, 방사무늬돌김을 사용할 수 있다. 또한 상기 파래는 가시파래 또는 홑파래일 수 있으며, 종류에 상관없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 엔테로모르파 프롤리페라(Enteromorpha prolifera)과에 속하는 가시파래 또는 모노스트로마 니티듐(Monostroma nitidum)과에 속하는 홑파래를 사용할 수 있다.
본 발명자들이 실험한 결과, 김의 최대 함수지수는 함수지수 6.8이고, 가시파래의 함수지수 2.6이고, 홑파래의 함수지수는 2.3임을 알 수 있었다.
따라서 상기 수세 및 탈염하는 단계에서 사용되는 정제수는 최대 함수지수 보다 1배 ~ 5배 정도 많은 양을 사용한다. 바람직하게는 최대 함수지수 보다 2배 많은 정제수를 사용하여 수세 및 탈염을 한다. 최대 함수지수보다 1배 이하의 정제수를 사용하는 경우에는 함수가 충분히 일어나지 않으며, 함수지수 보다 5배 이상의 정제수를 사용하면 원료 중의 고형분의 손실이 많아져 분해 후 수득할 수 있는 유용성분의 유실이 과다하게 된다.
본 발명의 일시예에서는 건조중량 1kg에 대한 상기 함수측정의 결과를 기반으로 하여 김 또는 파래를 24℃에서 30분간 침지 시 최대 함수량인 건조중량의 6.8배, 2.6배, 2.3배의 함수지수를 고려하여 약 2배씩의 정제수를 더 투입하여 각각 8.6배, 4.6배, 4.3배가 되게 하고 5분간 방치 후 2분 동안 65rpm으로 교반 하면서 전체 액을 방출하여 수세 및 탈염공정을 수행하였다.
제2단계: 가수분해하는 단계
상기 제1단계에서 수득된 수세 및 탈염된 김 또는 파래에 정제수와 산 또는 염을 첨가하여 가수분해한다.
상기 정제수는 상기의 각 함수지수를 고려하여 건조 중량 기준으로 김은 10배 ~ 16배의 정제수, 가시파래는 7배 ~ 12배의 정제수 및 홑파래는 10배 ~ 14배의 정제수를 첨가할 수 있다. 바람직하게는 김은 건조 중량당 14배의 정제수, 가시파래는 10배의 정제수 및 홑파래는 12배의 정제수를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 가수분해하는 단계는 원료에 산 또는 염을 첨가하고 고온에서 반응시킴으로써 상기 원료를 부드럽고 무르게 하여 하기 단계의 효소분해 작용 효율을 증진 시키고 환원당 생성량을 증가시킨다. 상기 산은 이에 제한되지는 않으나, 초산, 염산, 구연산 또는 피로인산일 수 있고, 상기 염은 이에 제한되지는 않으나, 피로인산나트륨 또는 피로인산칼륨일 수 있다. 김의 경우에는 피로인산나트륨을 사용하는 것이 바람직하고, 파래의 경우에는 염산을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 산 또는 염은 본 발명의 김 또는 파래 원료의 건조중량 100g에 대하여 1 ~ 9%(v/w) 첨가할 수 있고, 80 ~ 110℃의 온도 조건에서 10 ~ 50분간 발효조 내에서 교반하면서 가수분해 할 수 있다. 바람직하게는 김의 경우에는 김의 건조중량 100g에 대하여 6 ~ 9%의 피로인산나트륨을 첨가할 수 있고, 파래의 경우에는 파래의 건조중량 100g에 대하여 6 ~ 9%의 염산을 첨가할 수 있다.
제3단계: 당 분해효소를 이용한 1차 효소분해 단계
상기 제2단계에서 수득된 김 또는 파래의 가수분해물에 당 분해효소를 첨가하여 1차 효소분해 한다.
상기 당 분해효소는 김 또는 파래의 전분, 탄수화물 및 섬유소 등을 가수분해하는 효소를 말한다. 상기 당 분해효소로는 자일라나제(xylanase), 베타-글리코시다제(β-glucosidase) 및 셀룰라제(cellulase)등이 대표적이며 시중에서 판매되고 있는 것을 용이하게 구입하여 사용할 수 있다. 바람직하게 상기 당 분해효소로는 이에 제한되지는 않으나, 엔도-β-1,4-글루카나제(endo-β-1,4-glucanase), 엑소셀룰로즈(exocellulose), 엔도-1,4-β-자일나제(endo-1,4-β-xylanase) 및 펙틴에스테라제(pectinesterase)일 수 있다.
본 발명에서는 김 또는 파래의 건조중량 100g에 대하여 당 분해효소로 트리코르데르마 비리데(Tricorderma viride) 균주 유래의 엔도-β-1,4-글루카나제(endo-β-1,4-glucanase) 300 ~ 500 FBU/g, 트리코르데르마 레세이(Tricorderma reseei) 균주 유래의 엑소셀룰로즈(exocellulose) 900 ~ 1,000 EGU/g, 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) 균주 유래의 엔도-1,4-β-자일나제(endo-1,4-β-xylanase) 4,000 ~ 6,000 FWUX/g 또는 아스퍼질러스 아쿨레아투스(Aspergillus aculeatus) 균주 유래의 펙틴에스테라제(pectinesterase) 10 ~ 50 PEU/g을 단독 또는 혼합하여 첨가하고 pH 3~9 및 25~60℃에서 4 ~ 8 시간 동안 분해하였다.
바람직하게는, 김을 원료로 하여 1차 효소분해를 할 경우, 상기 당 분해효소로는 엔도-β-1,4-글루카나제(endo-β-1,4-glucanase), 엑소셀룰로즈(exocellulose) 및 엔도-1,4-β-자일나제(endo-1,4-β-xylanase)를 사용하고, 파래를 원료로 1차 효소분해를 할 경우에는, 엔도-β-1,4-글루카나제(endo-β-1,4-glucanase), 펙틴에스테라제 및 엔도-1,4-β-자일나제(endo-1,4-β-xylanase)를 사용할 수 있다.
제4단계: 단백질 분해효소를 이용한 2차 효소분해 단계
상기 제3단계에서 수득된 1차 효소 분해물에 단백질 분해효소를 첨가하여 2차 효소분해 한다. 본 발명에 따른 김 또는 파래는 단백질 함량이 높아서 단백질 분해효소를 이용하여 단백질을 분해하여야 한다.
상기 단백질 분해효소는 단백질을 펩타이드를 거쳐 아미노산으로 전환시키는 효소를 말하며 본 발명에서 이용할 수 있는 단백질 분해 효소로는 특별히 한정되지는 않으며 당업계에 공지된 것을 시중에서 구입하여 사용할 수 있다. 본 발명에서는 바실러스 아밀로리쿠파시엔스(Bacillus amyloliqufacience ) 또는 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis ) 균주 유래의 프로테아제(protease)를 사용하였다.
상기 2차 효소분해는 김 또는 파래의 건조중량 100g에 대하여 단백질 분해효소인 프로테아제를 4 ~ 8AU/g을 첨가하여 pH 3~9 및 25~60℃ 온도에서 4 ~ 8시간 동안 분해한다.
제5단계: 멸균 및 여과하는 단계
김과 가시파래의 1, 2차 효소분해 과정을 종료하고 효소의 기원인자인 미생물의 함유를 완전히 차단하기 위하여 100℃ ~ 121℃에서 10~30분간 멸균한다. 바람직하게는 121℃에서 15분간 멸균한다. 그리고 멸균된 효소 분해액을 여과하여 여과액을 얻는다. 여과는 통상의 방법을 사용하여 수행될 수 있으나, 바람직하게는 휠라형 원심분리기에서 100 메쉬(mesh)로 여과하고, 50㎛ 및 10㎛ 여과포 원심분리기(하부 type)로 2차여과한 다음 다시 뎁스 필터(depth filter) 1㎛ 여과 후 0.5㎛로 MF 공정을 거쳐 여과액을 얻었다.
6 단계 : 초산발효 단계
상기 단계에서 수득된 여과액에 당과 초산균을 첨가하여 초산발효를 한다. 본 발명에서 사용되는 초산균은 아세토박터 아세틱(Acetobacter acetic ), 아세토박터 서브옥시다우스(Acetobacter suboxydaus), 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasterianus) 및 아세토박터 란센스(acetobacter rancens)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이며, 바람직하게는 아세토박터 아세틱(Acetobactor aceti)이다.
본 발명에서 사용되는 당은 초산균의 영양원으로 사용될 수 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있으나, 포도당이 바람직하다.
김 또는 파래의 효소 분해 여과액을 농축하여 상기 초산균의 기질로 사용하였고, 여기에 당이 전체 배지중량 기준으로 5 중량% 내지 10 중량% 첨가된 배지와 혼합하여 초산균을 접종하여 5 ~ 15일 발효시켜 종초를 제조할 수 있다. 그리고 상기 종초와 농축액 총 중량 기준으로 6 중량% 내지 8 중량%의 당이 첨가된 김 또는 파래의 효소분해 여과액의 농축액을 1:0.5 ~ 5의 비율로 혼합하여 25 ~ 45℃에서 10 ~ 50일 발효시킨다. 상기 김 또는 파래의 효소 분해 여과액은 10 내지 50 Bx로 농축하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 김 또는 파래의 효소 분해 여과액을 Bx 10로 농축하여 초산발효의 기질로 조제하였고, 여기에 초산균의 영양급원이 되는 성분을 첨가하고 잘 용해한 다음 이를 121℃에서 15분 동안 고압멸균시켰다. 이것을 충분히 방냉시키고 초산균을 접종하여 30℃ 항온수조에서 통기시키면서 1주일동안 발효시켜 종초를 제조하였다. 그리고 종초와 상기 효소 분해 여과액의 농축액(포도당이 농축액 총 중량당 6 중량% 내지 8 중량% 첨가됨) 각각 50%씩 혼합하여 30℃ 항온기 에서 통기시키면서 30일 동안 초산발효시켰다.
상기와 같이 제조된 식초는 pH는 2.95~3.14, 산도는 4.77~4.93%로 식품공전에서 규정하는 식초의 초산함량 4% 이상에 적합하였고 총당 함량은 0.98~1.03%이었으다. 따라서 본 발명의 방법에 따라 제조된 식초는 김 또는 파래의 생리활성물질을 발효시켜 유용한 생리활성물질이 풍부할 뿐만 아니라 김 또는 파래 특유의 맛과 향이 식초에 어우러져 풍미가 우수하다. 따라서 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 김 또는 파래를 이용한 식초를 제공한다.
< 실시예 1>
김을 이용한 식초의 제조
김 1,000g 을 절단하여 발효조내 투입하고 24℃ 30분 동안 침지 시켜 최대함수량인 건조중량의 6.8배의 함수지수를 고려하여 2배씩 정제수를 더 투입하여 8.8배의 정제수를 첨가하여, 5분간 방치한 다음에 2분 동안 65rpm 교반 후 전체 액을 방출하여 수세 및 탈염공정을 행하였다. 수세 및 탈염된 김에 정제수를 건조 중량기준으로 14배를 가하고, 김의 건조 중량 100g에 대하여 피로인산나트륨 6g을 첨가하고, 80℃에서 20분간 가수분해하였다. 당 분해효소를 첨가하여 1차 효소분해 하였고, 이후 상기 1차 효소분해물에 단백질 분해효소를 첨가하여 2차 효소분해 하였다. 상기 김의 가수분해물에 1차 및 2차 효소분해 공정에 사용된 각 효소들의 종류, 효소기원, 역가 및 분해조건은 하기 표 1에 기재하였고 상기 효소분해 공정은 상업적 효소의 미생물 기원에 따라 효소의 종류와 역가 및 분해 방법으로 수행하였다. 즉, 하기 표 1에 기재된 트리코델마 비리데(Tricorderma viride ) 유래의 엔도-β-1,4-글루카나제(endo-β-1,4-glucanase), 트리코델마 레세에이(Tricorderma reseei) 유래의 엑소셀룰로즈(exocellulose), 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) 유래의 엔도-1,4-β-자일나제(endo-1,4-β-xylanase) 각각 375FBU/g, 937.5EGU/g, 4500FXUW/g를 가하여 50℃에서 pH 5.0으로 6 시간동안 반응시켰다. 효소 분해물에 바실러스 아밀로쿠파시엔스(Bacillus amyloliqufacience ) 유래의 프로테아제(protease)를 3.81AU/g으로 가하여 50℃에서 pH 5로 4 시간동안 반응시켰다.
김의 가수분해를 위한 효소
순서 방법 효소종류 효소기원 역가 분해조건
역가 *1 온도 pH
1차 효소분해 혼합분해 엔도-β-1,4-글루카나제 (endo-β-1,4-glucanase) 트리코르데르마 비리데 (Tricorderma viride) 150 FBG/g 375 45℃ 5.0
엑소셀룰로즈 (exocellulose) 트리코르데르마 레세이 (Tricorderma reseei) 750 EGU 937.5 55℃ 4.5
엔도-1,4-β-자일나제 (endo-1,4-β-xylanase) 아스퍼질러스 오리자에 (Aspergillus oryzae) 2250 FXUW/g 4500 50℃ 5.0
2차 효소분해 단독분해 프로테아제(protease) 바실러스 아밀로리쿠파시엔스 (Bacillus amyloliqufacience ) 1.5 AU/g 3.81 55℃ 6.0
*1: 역가는 해당효소의 역가단위에 준함. 효소량은 기질(원료) 건조중량 100g에 대한 것임
상기 김의 효소분해물을 121℃에서 15분간 멸균공정을 거쳐 휠라형 원심분리기에서 100 메쉬(mesh)로 여과하고, 50㎛ 및 10㎛ 여과포 원심분리기(하부 type)로 2차여과한 다음 다시 뎁스 필터(depth filter) 1㎛ 여과 후 0.5㎛로 MF 공정을 거쳐 분해액을 얻었다. 이때 고형분의 함량은 4.28% 이었다.
초산균(Acetobactor aceti)(KCCM 32409)을 한국 미생물 보존센터로부터 분양받아서 사용하였다. 상기에서 수득된 김의 효소분해액을 Brix 10으로 농축한 다음에 하기 표 2에 기재된 포도당 6% 첨가 배지와 1 : 1로 혼합 한 다음에 121℃에서 15분 동안 고압멸균시키고, 이를 충분히 방냉시킨 것을 사용하였다. 상기 기질에 초산균을 (2.0× 108 cfu/ml)접종하여 30℃ 항온수조에서 통기시키면서 1주일동안 발효시켜 종초를 제조하였다. 상기 김의 효소분해액에 상기 효소분해액 총 중량당 6%의 포도당을 첨가하였다. 그리고 종초와 상기 포도당이 6 중량% 첨가된 효소분해액의 농축액(30Bx)을 각각 50%씩 혼합하여 30℃ 항온기에서 통기시키면서 30일 동안 초산발효시켜 식초를 제조하였다.
초산균 배양배지 조성 (g)
6% 포도당 첨가배지 8% 포도당 첨가배지
포도당 60.0 80.0
이스트 추출물(Yeast extract) 0.5 0.5
이스트 펩톤(Yeast peptone) 5.0 5.0
KH2PO4 0.8 0.8
K2HPO4ㆍ3H2O 0.3 0.3
에탄올 50.0 50.0
글리시알 아세트산(Glycial acetic acid) 40.0 40.
해조추출물 1000.0 1000
< 실시예 2>
김을 이용한 식초의 제조
8% 포도당 첨가 배지를 사용하여 종초를 제조하고, 효소분해액에 8 중량%의 포도당을 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 식초를 제조하였다.
< 실시예 3>
김을 이용한 식초의 제조
초산 발효기간이 25일이라는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 식초를 제조하였다.
< 실시예 4>
가시파래를 이용한 식초의 제조
가시파래 1,000g를 절단하여 발효조내 투입하고 24℃ 30분 동안 침지 시켜 최대함수량인 건조중량의 2.6배의 함수지수를 고려하여 2배씩 정제수를 더 투입하여 4.6배의 정제수를 첨가하여, 5분간 방치한 다음에 2분 동안 65rpm 교반 후 전체 액을 방출하여 수세 및 탈염공정을 행하였다. 수세 및 탈염된 가시파래에 정제수를 10배 가하고, 가시파래의 건물중량 100g에 대하여 2N 염산 6g을 첨가하고, 80℃에서 20분간 가수분해하였다. 당 분해효소를 첨가하여 1차 효소분해 하였고, 이후 상기 1차 효소분해물에 단백질 분해효소를 첨가하여 2차 효소분해 하였다. 상기 가시파래의 가수분해물에 1차 및 2차 효소분해 공정에 사용된 각 효소들의 종류, 효소기원, 역가 및 분해조건은 하기 표 3에 기재하였고 상기 효소분해 공정은 상업적 효소의 미생물 기원에 따라 효소의 종류와 역가 및 분해 방법으로 수행하였다. 즉, 상기 가시파래의 가수분해물에 트리코델마 비리데(Tricorderma viride ) 유래의 엔도-β-1,4-글루카나제(endo-β-1,4-glucanase), 아시퍼질러스 아쿨레에투스(Aspergillus aculeatus ) 유래의 펙틴에스테라제(pectinesterase), 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae ) 유래의 엔도-1,4-β-자일나제(endo-1,4-β-xylanase) 각각 375FBU/g, 937.5EGU/g, 4500FXUW/g를 가하여 50℃에서 pH 5으로 6 시간동안 반응시켰다. 효소 분해물에 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) 유래의 프로테아제(protease)를 4.8AU/g으로 가하여 50℃에서 pH 5로 4시간동안 반응시켰다.
가시파래를 가수분해 하기 위한 효소
순서 방법 효소종류 효소기원 역가 분해조건
역가 *1 온도 pH
1차 효소분해 혼합분해 엔도-β-1,4-글루카나제 (endo-β-1,4-glucanase) 트리코르데르마 비리데 (Tricorderma viride) 150 FBG/g 375 45℃ 5.0
펙틴에스테라제 (pectinesterase) 아스퍼질러스 아쿨레아투스 (Aspergillus aculeatus ) 10 PEU/g 20 60℃ 4.5
엔도-1,4-β-자일나제 (endo-1,4-β-xylanase) 아스퍼질러스 오리자에 (Aspergillus oryzae) 2250 FXUW/g 4500 50℃ 5.0
2차 효소분해 단독분해 프로테아제(protease) 바실러스 리케니포르미스 (Bacillus licheniformis ) 2.4 AU/g 4.8 55℃ 6.5
*1: 역가는 해당효소의 역가단위에 준함. 효소량은 기질(원료) 건조중량 100g에 대한 것임.
상기 가시파래 효소분해물을 121℃에서 15분간 멸균공정을 거쳐 휠라형 원심분리기에서 100 메쉬(mesh)로 여과하고, 50㎛ 및 10㎛ 여과포 원심분리기(하부 type)로 2차여과한 다음 다시 뎁스 필터(depth filter) 1㎛ 여과 후 0.5㎛로 MF 공정을 거쳐 분해액을 얻었다. 이때 고형분의 함량은 5.96% 이었다.
초산균(Acetobactor aceti)(KCCM 32409)을 한국 미생물 보존센터로부터 분양받아서 사용하였다. 상기에서 수득된 가시파래의 효소분해액을 Brix 10으로 농축한 다음에 상기 표 2에 기재된 포도당 6% 첨가 배지와 1 : 1로 혼합 한 다음에 121℃에서 15분 동안 고압멸균시키고, 이를 충분히 방냉시킨 것을 사용하였다. 상기 기질에 초산균을 (2.0× 108 cfu/ml)접종하여 30℃ 항온수조에서 통기시키면서 1주일동안 발효시켜 종초를 제조하였다. 상기 가시파래의 효소 분해액에 분해액 총 중량당 6%의 포도당을 첨가하였다. 그리고 종초와 상기 포도당이 6 중량% 첨가된 효소분해액의 농축액(30Bx)을 각각 50%씩 혼합하여 30℃ 항온기에서 통기시키면서 30일 동안 초산발효시켜 식초를 제조하였다.
< 실시예 5>
가시파래를 이용한 식초의 제조
8% 포도당 첨가 배지를 사용하여 종초를 제조하고, 효소분해액에 8 중량%의 포도당을 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 식초를 제조하였다.
< 실시예 6>
가시파래를 이용한 식초의 제조
초산 발효기간이 25일이라는 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 식초를 제조하였다.
< 실험예 1>
초산발효 중 pH 및 산도의 변화 측정
상기 실시예 1 및 2에서 제조된 김을 이용한 식초의 pH를 pH 메터(meter)로 측정하고, 식품공전상의 산도 측정법에 의해 산도의 변화를 측정하여 그 결과를 도 1 및 도 2에 도시하였다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, pH의 변화폭은 각 처리구간에서 큰 차이는 보이지 않았으나 다만 포도당 6% 첨가 배지 보다 포도당 8% 첨가 배지에서 pH 변화가 다소 컸고 숙성 후기에는 각각 pH 3.11 및 3.04로 비슷한 값을 보였다.
또한 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 산도의 변화는 pH 저하현상과 반대로 식초의 산도는 발효의 진행과 더불어 에탄올, 당, 기타 성분들이 초산으로 변하면서 총산이 증가하였다. 숙성 초기 산도는 처리구 모두 1.24% 정도였는데 이 값은 발효 5일까지는 큰 변화를 보이지 않았으나 5일 이후부터 20일까지 급격히 증가하였고 그 이후로는 완만하게 증가하였으며, 발효 30일 후 6% 포도당 첨가 배지와 8% 포도당 첨가 배지에서 각각 산도가 4.82% 및 5.76%였다.
또한 상기 실시예 4 및 5에서 제조된 가시파래를 이용한 상기와 동일한 방법으로 식초의 pH 및 산도의 변화를 측정하여 그 결과를 도 3 및 도 4에 도시하였다. 상기 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, pH와 산도의 변화도 김의 경우와 유사하게 나타났다.
상기의 포도당 첨가에 따른 pH와 산도변화를 살펴보았을 때 포도당 6% 첨가배지에서 발효 20일째에 산도가 4.12%로 나와 식초제조가 가능할 것으로 판단되었다. 또한 우리나라의 식품공전에서 식초의 초산 함량을 4%이상으로 규정하고 있음을 감안하였을 때 본 기술개발의 결과에서 김 및 가시파래 식초는 4%이상의 초산을 함유하여 상품화가 가능할 것으로 판단되었다.
< 실험예 2>
초산발효 중 환원당 함량의 변화 측정
상기 실시예 1 및 2에서 제조된 김을 이용한 식초의 초산발효과정 중 환원당 의 변화를 소모기-넬슨법(Somogyi-Nelson법, 食品分析法, 1984a)으로 먼저 조제한 시료용액 1㎖와 구리시약 1㎖를 시험관에 각각 취하고, 수온조(water bath)에서 20분간 가열하여 산화제1구리(Cu2O)를 생성시켰다. 여기에 몰리브덴용액 1㎖를 가하여 발색시킨 후 520㎚에서 흡광도를 측정하고, 검량선으로부터 환원당을 정량하여 그 결과를 도 5에 도시하였다. 상기 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 발효 초기에는 각각 7.24% 및 9.16%로 확실히 분별되었으나, 발효 15일까지 급속히 감소하여 각각 0.53% 및 0.62%로 그 함량의 차가 거의 없었고 발효 30일까지도 큰 변화 없이 일정하였다. 이것은 초산균이 발효 시작에서부터 15일까지 발효액 중의 당을 효과적으로 초산발효에 이용하여 환원당은 발효 중반 이후로는 거의 소모된다는 것으로 본다.
또한 실시예 4 및 5에서 제조된 가시파래를 이용한 식초의 초산발효 과정 중 환원당의 변화를 상기와 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 도 6에 도시하였다. 상기 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 가시파래 효소분해액을 이용한 초산발효과정 중 환원당 함량은 발효 초기에는 각각 7.46% 및 9.45%였으나, 김의 경우와 마찬가지로 발효 15일까지 급속히 감소하여 각각 0.61% 및 0.72%로 그 함량의 차가 거의 없었고 발효 30일까지도 큰 변화 없이 일정하였다.
< 실험예 3>
식초의 품질 특성 측정
상기 실시예 3 및 6에서 제조된 김 또는 가시파래를 이용한 식초에 전반적인 질 특성을 식품공전에 기재되어 있는 식초 시험방법(식품공전 제4. 식품별 기준 및 규격 13-7. 식초 시험방법)에 따라 측정하여 하기 표 4및 표 5에 나타내었다.
pH는 2.95~3.14, 산도는 4.77~4.93%로 식품공전에서 규정하는 식초의 초산함량 4% 이상에 적합하였고 총당 함량은 0.98~1.03%이었다. 그리고 식초에 김 또는 파래의 특유의 향미가 어우러져 풍미가 우수하였다(결과 미도시).
김 식초의 품질 특성
pH 산도(%) 환원당(%) 전당(%) 헌터스케일(zxHunter's scale) 칼륨 (ppm) 나트륨 (ppm) 마그네슘 (ppm) 칼슘 (ppm) 인 (ppm)
L a b
3.14 4.77 0.56 0.98 46.2 0.83 2.78 203.5 65.2 364.7 638.7 41.6
가시파래 식초의 품질 특성
pH 산도(%) 환원당(%) 전당(%) 헌터스케일(Hunter's scale) 칼륨 (ppm) 나트륨 (ppm) 마그네슘 (ppm) 칼슘 (ppm) 인 (ppm)
L a b
2.95 4.93 0.64 1.07 41.6 0.71 4.64 172.6 59.5 1678 1554 22.9
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 김 또는 파래의 효소분해액을 이용하여 식초를 제조하는 방법은 김 또는 파래의 생리활성물질을 초산 발효시켜 유용한 생리활성물질이 풍부할 뿐만 아니라 김 또는 파래 특유의 맛과 향이 식초에 어우러져 풍미가 우수한 기능성 식초를 제조할 수 있다.

Claims (10)

  1. a) 김 또는 파래를 수세 및 탈염하는 단계;
    b) 상기 a) 단계에서 수득된 수세 및 탈염된 김 또는 파래에 정제수와 산 또는 염을 첨가하여 가수분해하는 단계;
    c) 상기 b) 단계에서 수득된 가수분해물에 당 분해효소를 첨가하여 1차 효소 분해하는 단계;
    d) 상기 c) 단계에서 분해된 1차 효소 분해물에 단백질 분해 효소를 첨가하여 2차 효소 분해하는 단계;
    e) 상기 d)단계의 2차 가수분해물을 멸균 및 여과하는 단계; 및
    f) 상기 e) 단계의 여과액에 당과 초산균을 첨가하여 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 김 또는 파래를 이용한 식초의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 a)단계의 파래는 가시파래 또는 홑파래인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 b)단계에서 산 또는 염은 초산, 염산, 구연산, 피로인산나트륨 및 피로인산칼륨으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 b)단계의 가수분해는 상기 산 또는 염을 김 또는 파래의 건조 중량에 대하여 6~9% 첨가하고 50 ~100℃ 온도에서 10 ~ 60분간 발효조 내에서 교반하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 c)단계의 당 분해효소는 엔도-β-1,4-글루카나제(endo-β-1,4-glucanase), 엑소셀룰로즈(exocellulose), 엔도-1,4-β-자일나제(endo-1,4-β-xylanase) 및 펙틴에스테라제(pectinesterase)로 이루어진 군 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 d)단계의 단백질 분해효소는 프로테아제(protease)인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 c)단계의 1차 효소 분해 또는 상기 d)단계의 2차 효소 분해는 pH 3~9 및 25 ~ 60℃에서 4 ~ 8시간 동안 분해하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 f) 단계의 초산균은 아세토박터 아세틱(Acetobacter acetic), 아세토박터 서브옥시다우스(Acetobacter suboxydaus), 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasterianus) 및 아세토박터 란센스(acetobacter rancens)로 이루어지 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 김 또는 파래를 이용한 식초의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 f) 단계에서 당은 포도당이며, 상기 포도당은 상기 여과액 총 중량 기준으로 6 중량% 내지 8 중량% 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항의 방법으로 제조된 김 또는 파래를 이용한 식초.
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