KR100888623B1 - 프로바이오틱 유산균을 이용한 기능성 발효두부의 제조방법및 그 두부 - Google Patents

프로바이오틱 유산균을 이용한 기능성 발효두부의 제조방법및 그 두부 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식물성 프로바이오틱 유산균을 이용하여 발효전두부를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지활성 생대두 미세분말을 사용하여 비지 분리없는 전두부를 제조하는데 있어서 인공의 응고제를 사용하지 않고 식물성 프로바이오틱 유산균과 트란스글루타미나제 효소만을 사용하여 발효제조하는 것을 특징으로 한다.
발효 두부, 유산균, 응고제, 트랜스글루타미나제

Description

프로바이오틱 유산균을 이용한 기능성 발효두부의 제조방법 및 그 두부{Method for producing fermented tofu by lactic acid bacteria and tofu thereof}
도 1은 대두분말 함량별로 제조한 발효전두부의 단면도를 나타낸다.
도 2는 상기 대두분말 함량(%)별 본 발명에 따른 발효두부와 시판두부의 단면도를 나타낸다.
도 3 및 도 4는 락토바실러스 플란타룸 기탁번호 KCCM 10852P의 동정자료를 나타낸다.
본 발명은 식물성 프로바이오틱 유산균을 이용하여 발효전두부를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지활성 생대두 미세분말을 사용하여 비지 분리없는 전두부를 제조하는데 있어서 인공의 응고제를 사용하지 않고 식물성 프로바이오틱 유산균과 트란스글루타미나제 효소만을 사용하여 발효제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방법은 종래의 두부제조 기술과는 완전히 차별화되는 획기적인 기술로 본 발명으로 제조된 발효전두부는 콩에 함유되어 있는 단백질과 영양성분 및 기능성물질들을 그대로 함유하고 있으면서, 프로바이오틱 유산균이 생성하는 생리활성 물질들을 함께 포함하고 있어 영양적으로도 우수하다. 또한 비지의 발생이 없고 대두분말을 100% 활용하여 제조하므로 경제적이고 효율적이면서 환경오염이 없는 청정제조 공정이라고 할 수 있다.
종래의 전두부 제조에 관한 방법들로는, 한국특허공개2006-0107245호의 습식전두부 제조방식으로 기존의 두부 제조 방식과 같이 대두 →수침(20시간) →파쇄→가열→여과 과정을 거친 다음 분리한 비지를 버리지 않고 다시 첨가하여 효소와 응고제를 첨가하여 제조하는 두부의 제조방법에 관한 것이다.
한국특허공개 2007-0015983과 2006-0107245는 대두 →수침→조분쇄→가열→초미세분쇄 →효소, 응고제 첨가→두부제조 방식으로 전두부를 제조하는 방법에 관한 것이다.
한편, 전지활성 생대두 미세분말을 사용하는 건식전두부의 제조방법에 관한 특허로서는 한국특허등록번호 0577768를 비롯하여 몇건이 있다.
이들 특허들은 효소와 함께 모두 간수와 같은 응고제를 사용하고 있다는 점에서 이들을 완전히 제거시켜야 하는 문제점을 가지고 있다.
이러한 응고제의 문제점을 해결하는 특허로서 한국특허공개번호 2000-0071902에는 pH가 낮은 유산균이 들어 있는 김치국물을 두유액의 응고제로 사용하고 있다.
또한, 한국특허공개번호 1999-0065688은 물에 침지한 콩에 물을 가하여 마쇄한 다음 70～100℃에서 30분간 교반하고 균질화한 후 부직포를 사용하여 대두박을 분리하여 두유를 제조하고 두유에 당을 첨가한 다음 유산균을 접종 발효시키는 유산균발효에 의한 두부 제조방법에 관한 것으로 이 방법으로 제조한 두부는 간수 등의 염을 사용하지 않고 유산균에 의하여 응고시켜 제조함으로 간수 등의 염을 함유하지 않는 것을 요지로 하고 있다.
그러나 이 특허는 대두박을 분리하여야 하는 단점이 있고, 두부의 응고가 잘 일어나지 않아 두부의 형태가 제대로 형성되지 않는 문제점이 있다.
이들 특허 이외에도 두부의 응고와 관련하여 다수의 특허들이 존재하지만 응고제의 사용상 문제점, 응고 수준의 저하, 압착성형의 필요 등의 문제점이 여전히 존재하고 있다.
본 발명은 종래의 습식두부 제조시에 발생하는 문제점, 즉 비지의 발생으로 인한 영양소의 손실과 수율의 감소 및 폐수의 처리문제 등을 해결하기 위한 것으로서 응고제를 사용하지 않고 유산균 발효에 의해 두부의 응고 품질이 우수한 두부를 제공함을 발명의 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 프로바이오틱 유산균을 이용하여 비지의 분리없이 영양이 그대로 보존되고, 인공적인 응고제의 첨가없이 탄력성과 강도 및 조직감이 좋은 발효전두부를 제조하는 방법의 제공에 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 전지활성 생대두 미세분말에 정제수를 첨가하여 끓이는 단계, 상기 끓인 두유액을 식혀 유산균주와 트란스글루타미나제 효소를 첨가하는 단계, 및 상기 첨가후 발효단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발효전두부의 제조 방법이 제공된다.
상기 전지활성 생대두 미세분말은 정제수대비 5 중량% ~ 20 중량%를 첨가하여 끓이고, 유산균주와 트란스글루타미나제 효소는 각각 정제수 대비 0.05 중량% ~ 0.3 중량% 첨가되고, 상기 발효단계는 발효온도는 37도~45℃에서 5~12시간 발효하는 것이 바람직하다.
전지활성 생대두 미세분말에 정제수를 첨가할 때 전두부제조 원료로 홍삼, 녹차가루, 클로렐라 및 감초추출물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상 생약원료 또는 기능성 원료가 첨가할 수 있다. 이들의 첨가량은 정제수대비 0.1~3.0 중량% 정도가 적당하다.
본 발명은 통상의 대두를 침지, 마쇄하여 비지를 제거하고, 압착성형하여 제조되어지는 습식두부 및 비지를 다시 마쇄, 첨가하여 제조하는 습식전두부 제조방법과는 달리, 전지활성 생대두 미세분말을 원료로 건식 발효전두부를 제조하는 방법으로 두부응고제를 첨가하는 대신 프로바이오틱 유산균주와 트란스글루타미나제 효소를 이용하여 영양이 풍부하고 대두 및 유산균이 생성하는 생리활성 물질들을 포함하는 발효 전두부를 제조하는 방법이다.
본 발명은 아래와 같은 구체적인 방법으로 이루어져 있다.
1) 300~600 mesh의 전지활성 생대두 미세분말에 8 중량% 내지 18 중량% 정제수를 첨가하여 잘 풀어준다.
2) 정제수를 첨가한 두유액을 95℃ 이상에서 10분 내지 20분간 끓인 후 식힌다.
3) 끓여서 식힌 두유액에 분말 유산균과 대두 단백질의 결합력을 높여주는 트란스글루타미나제 효소를 각각 0.05 중량% 내지 0.1 중량% 첨가한다.
4) 유산균과 효소가 첨가된 두유액을 온도 37℃ 내지 45℃에서 5시간 내지 12시간 발효하는 단계로 발효전두부가 제조된다.
상기 방법으로 제조되는 두부는 압착과정을 거치지 않아도, 담겨지는 용기 그대로의 형태로 두부성형이 이루어질 수 있다. 생대두 미세분말에 정제수 첨가량에 따라 조직감이나 경도가 다른 두부를 제조할 수 있는데, 정제수의 첨가량이 많으면 연두부와 같은 형태가 되고, 정제수 첨가량이 적으면 경도가 높은 조직의 두부를 제조할 수 있다. 또한 유산균과 효소의 첨가량이 많을수록 발효시간을 단축할 수 있다.
종래의 습식마쇄방법으로 제조되는 두부는 생대두를 세척하여 10시간 이상 수침한 후 물을 가하여 분쇄한 대두액을 열처리한 후 여과하여 두유와 비지를 분리한다. 상기 두유를 냉각한 후 응고제를 첨가하여 수득한 순두부를 탈수 및 압착, 성형하는 공정으로 제조되어 12시간 이상의 제조시간이 소요되고 원료대두의 30% 이상이 비지로 발생이 되어 영양적 손실과 환경문제가 야기되었다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하는 전두부 제조의 한 형태로서 콩 비지를 걸러내지 않고 콩을 통째로 갈아 만드는 방식을 이용하는 방식으로서 기존 두부에 함유되지 않은 식이섬유를 비롯, 콩의 영양 성분이 그대로 포함되어 있고, 두부의 제조 과정 중 파쇄 및 압착 과정을 거치면서 콩의 당질과 사포닌. 아이소플라본, 비타민 등 영양소가 손실되는 문제점을 해소하였다.
전두부는 다시 습식 전두부와 건식 전두부로 구분하지만, 식품공전에 전두부는 '대두(100%)를 미세 분말화하여 물에 녹여 가열한 후 응고제를 가하여 그대로 응고시킨 것을 말한다'라고 규정되어 있어 엄밀히 말하면 비지를 다시 가공해 투입하는 형태인 습식 전두부보다는 대두분말을 사용하여 제조하는 건식 전두부가 순수 전두부에 가까운 것으로 판단된다.
본 발명은 종래의 두부 제조방법과는 완전히 차별화된 방법으로 두부제조에 사용하는 응고제 없이 유산균의 발효에 의해 생성되는 유산과 트란스글루타미나제 효소에 의해 두부단백질의 응고와 결합으로 다공이 없는 매끄러운 조직의 전두부를 제조할 수 있다.
본 발명은 종래의 습식두부 제조시에 발생하는 문제점, 즉 비지의 발생으로 인한 영양소의 손실과 수율의 감소 및 폐수의 처리문제 등을 해결할 수 있어, 원료이용의 효율성과 제조수율의 향상으로 인한 원가절감 및 제조시간의 단축으로 인한 경제성 및 환경폐기물 발생이 없고 위생적으로 두부를 제조할 수 있다. 또한 습식 전두부의 문제점 즉, 비지성분에서 기인되는 기포, 조직감, 탄력성의 문제 등을 해결하여 기포발생이 없이 조직감이 치밀하고, 탄력성이 우수한 발효두부를 제조할 수 있다.
상기 유산균주는 Lactobacillus의 균주가 바람직한데, 예들 들면, 락토바실루스 애시도필루스(Lactobacilus acidophilus), 락토바실루스 블가리쿠스(L.bulgaricus), 락토바실루스 카세이(L. casei), 등을 들 수 있다. 종래기술에서는 응고의 목적으로 Leuconostoc 속의 균주를 사용한 예가 있으나 본 발명에서와 같이 효소와 유산균을 동시에 사용할 경우, Leuconostoc 속의 균주는 응고의 효과가 없었다.
특히, 상기 유산균주는 락토바실러스 플란타룸 기탁번호 KCCM 10852P가 바람직하다. 이 균주는 종래의 공지된 Lactobacillus 속의 타균주들에 비하여 대두유에서 산미를 많이 생성하지 않으면서 커드형성능이 우수한 장점이 있다.
락토바실러스 플란타룸 기탁번호 KCCM 10852P는 전통 발효식품인 김치에서 분리되어 식물성 원료인 대두유에서 생육능, 산생성능, 커드형성능이 우수한 균주로 선별되었다. 상기 선별된 균주는 최종적으로 한국미생물보존협회(KCCM)에서 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum NUC-J1)으로 동정, 기탁되었다(기탁번호 KCCM 10852P).
더 나아가, 상기 유산균주 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum NUC-J1 KCCM10852P)은 두유고형분 10% 미만에서는 호상의 두유요구르트를 제조할 수 있고, 두유고형분 10% 이상에서는 발효두부를 제조할 수 있는 균주이다.
유산균주는 MRS 유산균 배양배지에서 48시간 배양한 배양액을 원심분리하여 회수한 균체에 lactose를 증량제로 첨가하여 동결건조한 분말로 사용할 수 있다.
이하 실시예와 실험예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 단, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지는 않는다.
< 실시예 1> 유산균 발효전두부의 제조
정제수 88g에 전지활성 생대두 미세분말(미국산)을 12g을 첨하여 두유액이 100g 되게 혼합하여 15분간 끓여서 식힌 후 락토바실러스 플란타룸 기탁번호 KCCM 10852P 동결건조 분말 0.1g와 트란스글루타미나제(일본 아지모도사 수입제품) 0.1g를 첨가하여 온도 42℃에서 6시간 발효하여 부드러운 조직의 전두부를 제조하였다.
(실험예 1) 전지활성 생대두 미세분말의 농도별로 제조한 발효전두부 품질
상기 실시예1과 같은 방법으로 전지활성 생대두 미세분말 첨가농도별로 제조한 발효전두부의 pH, 산도 및 유산균수를 측정하였다. 결과는 표 1과 같고, 사진 1은 발효전두부 단면도이다.
산도의 측정은 식품공전 상의 0.1N NaOH 적정법으로 산도를 측정하였고, 유산균수는 일반 유산균 측정방법으로 BCP agar plate에 희석도말하여 노란색을 띠는 집락의 수를 계측하여 측정하였다.
대두분말의 농도별로 pH 및 산도, 유산균수는 유의적인 차이는 보이지 않았고, 산도는 식품공전 상의 일반 우유 산도기준 0.18% 이하(젖산기준)의 수준으로 나타났고, 관능적으로도 산미가 두부의 풍미에 영향을 미치지 않았다. 유산균수는 1억마리이상 존재하여 식품공전 상의 농후발효유 수준으로 함유되어 있었다.
식품공전에서 규정된 전두부의 고형분함량 기준인 12%의 이하에서는 두부의 단면조직에서 미세하게 입자의 층분리가 일어났으나, 12% 이상의 농도에서는 층분리 없이 두부의 조직이 일정한 발효 전두부를 제조할 수 있었다.
표 1은 대두분말 함량별로 제조한 발효전두부의 pH, 산도, 유산균수를 나타낸다.
　 고형분함량(미세대두분말)
10% 11% 12% 13% 14% 15%
pH 5.3 5.0 5.1 5.2 5.3 5.3
산도 0.12 0.11 0.16 0.14 0.13 0.13
유산균수 5.2×108 3.3×108 4.3×108 2.7×108 3.4×108 4.2×108
도 1은 대두분말 함량별로 제조한 발효전두부의 단면도를 나타낸다.
도 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 두부의 단면구조는 기포가 없이 조직이 치밀하고 매끄러운 비단두부 조직을 나타내는 것을 알 수 있다.
( 실험예 2) 발효시간별로 제조한 발효전두부의 품질
상기와 실시예1과 같은 방법으로 발효시간별로 제조한 발효전두부의 pH, 산도 및 유산균수를 측정한 결과는 표2와 같다.
발효시간에 따라 pH가 낮아지면서 산도는 높아져 8시간 이상에서는 신맛이 강하여 두부의 관능적 풍미가 나빠져 발효시간은 8시간 이내로 제조하는 것이 좋다. 표 2는 발효시간별로 제조한 발효전두부의 품질을 나타낸다.
발효시간 6 7 8 9 10
pH 5.3 4.9 4.9 4.9 4.8
산도 0.12 0.14 0.19 0.22 0.22
유산균수 5.2×108 4.6×108 4.6×108 4.7×108 4.4×108
( 실험예 3) 발효두부의 조직감( texture ) 측정
제조된 두부의 조직(texture)은 조직분석기[Texture analyser, Stable Micro Systems(U.K)]를 이용하여 hardness(견고성)를 측정하였다. 두부를 일정크기(3×3×3cm)로 절단하여, 두부를 일정하게 눌렀을 때 변형을 일으키는데 필요한 힘으로 hardness(견고성)를 3반복 측정한 평균값을 나타내었다.
조직감 측정조건은 <표 3>과 같으며, <표 4>는 고형분 함량별로 제조한 발효각 전두부의 조직감을 측정한 결과이다.
Pre-test speed 5 mm/sec
Test speed 3 mm/sec
Post-test speed 5 mm/sec
Distance 10 mm
Time 3sec
Trigger force 5g
고형분 함량별로 hardness 값은 크게 차이가 없었으나, 15%에서 hardness가 가장 높은 것으로 나타났다.
본 발명의 방법으로 제조한 두부의 hardness 값이 시판두부보다 더 높아 시판두부보다 단단하고 균일한 형태를 나타내는 것을 볼 수 있었다.
일반적으로 공극이 없고 부드러운 조직의 두부는 연두부의 형태로 견고성이 약하나, 발효전두부는 비단두부와 같은 조직구조로 결착력이 높은 견고한 형태의 두부를 제조할 수 있다.
두부 종류 Hardness(dyn/cm2)
발효두부의 대두분말 함량(%) 10 224.85
11 223.83
12 226.58
13 244.65
14 247.12
15 249.58
시판 두부 A사 172.08
P사(부침용) 186.68
P사(찌개용) 168.58
P사(생식용) 151.03
두부종류 10 내지 15는 본 발명에 따른 발효두부의 대두분말 함량(%)을 나타내고, P사 두부는 국내시판 두부를 구입한 것이다.
도 2는 상기 대두분말 함량(%)별 본 발명에 따른 발효두부와 시판두부의 단면도를 나타낸다. 본 발명에 따른 유산균 발효전두부가 시판용 기존 두부에 비하여 Hardness(단단한 정도)가 더 우수함을 알 수 있다.
상기 실시예 1의 제조방법으로 발효전두부의 제조시 대두분말과 함께 홍삼분말, 녹차분말, 강황가루, 감초분말 등과 같은 약용식물과 클로렐라 분말과 같은 기능성 원료 분말을 0.5 중량% 내지 3 중량% 각각 첨가하면 기능성과 풍미를 향상시킨 다양한 종류의 발효전두부를 제조할 수 있다.
락토바실러스 플란타룸 기탁번호 KCCM 10852P의 탐색 및 균주의 동정
상기 발효두부제조에 사용된 유산균주는 전통발효식품인 김치를 분리원으로 하여 유산균 분리 및 확인배지인 BCP agar에서 유산균을 분리하였고, 식물성 원료인 대두유에서 생육능, 산생성능, 커드형성능이 우수한 균주를 최종적으로 선별하였다. 선별된 유산균은 한국미생물보존협회(KCCM)에서 API Kit 50CHL을 이용하여 99.9%의 상동성으로 락토바실러스 플란타룸으로 동정되었고, 특허기탁 후 기탁번호 KCCM 10852P를 부여받았다.
본 발명에 따른 신규 미생물인 락토바실러스 플란타룸 기탁번호 KCCM 10852P의 균주의 당이용능과 같은 생화학적 특성은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같다.
본 발명은 전지활성 생대두 미세분말을 사용하여, 종래의 두부제조에 사용하는 응고제 없이 유산균 발효와 글루타미나제 효소에 의해 두부단백질의 응고와 결합으로 다공이 없는 매끄러운 조직성과 프로바이오틱 유산균이 포함된 기능성 발효전두부를 제조할 수 있다.
본 발명은 비지의 발생으로 인한 영양소의 손실과 수율의 감소 및 폐수의 처리문제 등을 해결할 수 있어, 원료이용의 효율성과 제조수율의 향상으로 인한 원가절감 및 제조시간의 단축으로 인한 경제성 및 환경폐기물 발생이 없고 위생적으로 두부를 제조할 수 있다.

Claims (7)

  1. 전지활성 생대두 미세분말을 정제수에 첨가하여 끓이는 단계,
    상기 끊인 두유액을 식혀 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum NUC-J1)(기탁번호 KCCM10852P) 균주와 트란스글루타미나제 효소를 첨가하는 단계, 및
    상기 첨가 후 발효 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 발효전두부의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전지활성 생대두 미세분말의 양은 정제수 대비 5중량% 내지 20중량%이고, 상기 락토바실러스 플란타룸 균주와 트란스글루타미나제 효소의 양은 각각 0.05 중량% 내지 0.3 중량%이고, 상기 발효 단계에서 발효 온도는 37 내지 45℃, 발효 시간은 5 내지 12시간임을 특징으로 하는, 발효전두부의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전지활성 생대두 미세분말에 정제수를 첨가할 때, 전두부제조 원료로 홍삼, 녹차가루, 클로렐라 및 감초추출물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 생약 원료 또는 기능성 원료를 첨가함을 특징으로 하는, 발효전두부의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의하여 제조된 발효전두부.
  7. 락토바실러스 플란타룸 기탁번호 KCCM 10852P.
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