KR100894406B1 - 흡착제를 이용한 향기 포집 알코올 발효 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과일 또는 곡류 및 서류를 원료로 사용하는 알코올 발효에 있어서, 발효 개시와 함께 발효액에 흡착제를 첨가하여 알코올 발효를 수행함으로써 과일 또는 곡류 및 서류의 향기성분을 최대한 보존시킬 뿐만 아니라 효모유래의 미량 향기성분을 강화시키는 것을 특징으로 하는 향기포집 알코올 발효방법에 관한 것으로, 원료로 사용된 과일, 곡류 또는 서류의 고유한 향기특성을 최대한 살린 새로운 주질의 알코올 발효 주류를 제공한다.

과일, 곡류, 서류, 알코올 발효, 흡착제, 향기 포집

Description

흡착제를 이용한 향기 포집 알코올 발효{Alcohol fermentation gathering scent by an absorbent}

도 1. 흡착제 종류 및 첨가량에 따른 딸기 발효액 중의 딸기향 함량의 변화, 흡착제를 첨가하지 않은 대조구의 딸기향 함량을 기준(100)으로 비교.

도 2. 흡착제 종류 및 첨가량에 따른 딸기 발효액 중의 효모 유래 미량 향기성분 함량의 변화, 흡착제를 첨가하지 않은 대조구의 효모 유래 미량 향기성분 함량을 기준(100)으로 비교.

도 3. 흡착제 종류 및 첨가량에 따른 피자두 발효액 중의 피자두향 함량의 변화, 흡착제를 첨가하지 않은 대조구의 피자두향 함량을 기준(100)으로 비교.

도 4. 흡착제 종류 및 첨가량에 따른 피자두 발효액 중의 효모 유래 미량 향기성분 함량의 변화, 흡착제를 첨가하지 않은 대조구의 효모 유래 미량 향기성분 함량을 기준(100)으로 비교.

도 5. 흡착제 첨가시기에 따른 쌀 및 보리 발효액 중의 효모 유래 미량 향기성분 함량의 변화, 흡착제를 첨가하지 않은 대조구의 효모 유래 미량 향기성분 함량을 기준(100)으로 비교.

본 발명은 과일 또는 곡류 및 서류를 원료로 사용하는 알코올 발효에 있어서, 발효 개시와 함께 발효액에 흡착제를 첨가하여 알코올 발효를 수행함으로써 과일, 곡류 또는 서류의 향기성분을 최대한 보존시키는 것을 특징으로 하는 향기포집 알코올 발효방법에 관한 것이다.
과일 또는 곡류 및 서류를 원료로 이용한 에탄올 발효에 있어서 최종 산물인 발효주의 주질은 원료에서 유래한 각종 향과 맛에 의하여 크게 영향을 받을 뿐만 아니라 발효기간 중 효모에 의하여 생성되는 다양한 발효 미량 향기성분 및 유기산 등에 의해서도 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 특히 과일을 원료로 한 발효주의 경우 원료로 이용된 과일의 고유한 향기성분이 주질에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그러나 이들 과일의 고유한 향기성분은 발효기간 중에 산소 및 효모에서 유래한 다양한 효소와의 접촉 등에 의하여 쉽게 산화되거나 또는 다른 화합물로 변성되기 때문에 각 과일 고유의 향기특성이 사라지는 경우가 많다.
또한 에탄올의 발효 시 효모에 의하여 생성되는 각종 알코올, 알코올과 유기산의 에스테르, 알코올과 지방산의 에스테르, 지방산과 유기산의 에스테르와 같은 다양한 발효 미량 향기성분은 발효에 사용된 효모의 생리학적 특성, 사용된 원료의 아미노산 및 지방산 조성과 같은 원료특성, 그리고 발효의 조건 등에 따라 달라지는 것으로 알려져 있다.
주류 제조과정에서 향기 성분이 소실되는 문제를 해결하기 위한 종래기술로, 한국등록특허공보 제0458013호에는 발효 후 여과한 원주에 활성탄 넣어 여과주 중의 향기성분을 흡착시킨 후, 활성탄을 분리하여 수득된 여과주를 증류하면서 상기에서 분리된 흡착활성탄을 증류탑에 위치시켜 증류함으로써 활성탄에 흡착된 향기성분을 회수하는 증류식 소주 제조 방법에 대하여 기재되어 있다.
그러나 상기의 방법은 발효가 끝난 후에 활성탄을 첨가함으로써 발효과정 중 향기성분이 산소 및 각종 효소와의 접촉을 통하여 변성되거나 발효부산물로 생성되는 이산화탄소(CO₂)와 함께 휘산되어 유실되는 것을 막지 못하는 한계를 지니고 있다.

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따라서 본 발명에서는 상기의 발명에서와 같은 문제점을 해결하기 위하여 과일 또는 곡류 및 서류를 원료로 사용한 에탄올 발효에 있어서 발효 개시와 함께 발효액에 각종 흡착제를 일정량 첨가하여 줌으로써 발효액 중에 존재하는 원료 및 효모 유래의 향기성분을 이들 흡착제에 흡착시켰다가 발효가 진행되면서 생성되는 에탄올의 작용을 통하여 발효액 중으로 용출시킴으로써, 발효기간 동안 이들 향기성 분이 산소 및 각종 효소에 접촉하는 빈도가 낮아져, 이들 향기성분의 산화 및 화학적 변성, 이산화탄소에 의한 향기성분의 휘산 등이 예방됨으로써 원료로 사용된 과일의 고유한 향기특성 및 효모 유래의 미량 향기성분을 최대한 보존시킬 수 있으며, 이를 이용하여 모든 주류의 발효 과정에 적용이 가능한 새로운 형태의 향기포집 알코올 발효기술을 제공하고자 하였다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 과일 또는 곡류 및 서류를 원료로 사용한 알코올 발효에 있어서, 발효개시와 함께 발효액에 흡착제를 첨가하여 알코올 발효를 수행함으로써, 과일, 곡류 또는 서류의 향기성분을 최대한 보존시키는 것을 특징으로 하는 향기포집 알코올 발효방법에 관한 것이다. 발효액 중에 존재하는 원료 및 효모 유래의 향기성분을 이들 흡착제에 흡착시켰다가 발효가 진행되면서 생성되는 에탄올의 작용을 통하여 발효액 중으로 용출시킴으로써, 발효기간 동안 이들 향기성분이 산소 및 각종 효소에 접촉하는 빈도가 낮아져, 이들 향기성분의 산화 및 화학적 변성, 이산화탄소에 의한 향기성분의 휘산 등이 예방됨으로써 원료로 사용된 과일의 고유한 향기특성 및 효모 유래의 미량 향기성분을 최대한 보존시킬 수 있으며, 이를 이용하여 모든 주류의 발효 과정에 적용이 가능한 새로운 형태의 향기포집 알코올 발효기술에 관한 것이다.

또한 본 발명은 흡착제로 비흡착표면적이 100㎡/g 이상인 합성 또는 천연흡착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 향기포집 알코올 발효방법에 관한 것이며, 상세하게는 제1항에 있어서, 흡착제를 발효액 100㎖에 대하여 비흡착표면적 기준으로 5㎡ 내지 1000㎡, 또는 중량 기준(W/V)으로 0.01% 내지 1.0% 사용하는 것을 특징으로 하는 향기포집 알코올 발효방법에 특징이 있다.

상기의 흡착제에는 비흡착표면적 100㎡/g 이상(이보다 작으면 흡착효과가 낮아 바람직하지 않음)의 야자열매껍질, 참나무, 소나무, 대나무 등과 같은 목질을 원료로 하는 활성탄과 벤토나이트, 제올라이트, 황토 등과 같은 광물질을 원료로 하는 천연흡착제 및 각종 유기합성레진을 원료로 하는 합성흡착제가 포함되며, 발효액 100㎖에 대하여 비흡착표면적 기준으로 5㎡ 내지 1000㎡, 또는 중량 기준(W/V)으로 0.01% 내지 1.0% 사용하는 것을 특징으로 하는 향기포집 알코올 발효방법을 제공한다.

상기에서 이용하는 원료에는 사과, 포도, 복분자, 딸기, 복숭아, 자두 등을 포함하는 주류에 이용되는 모든 종류의 과일 및 쌀, 보리, 옥수수, 메밀, 조, 수수, 고구마 등을 포함하는 주류에 이용되는 모든 종류의 곡류와 서류가 포함되며, 상기의 발효방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 모든 종류의 과일, 곡류 또는 서류의 발효 주류 및 증류 주류를 포함한다.

에탄올 발효에 있어서, 발효 시에 흡착제를 첨가해주면, 에탄올 발효에 의해서 생 기는, 발효액 내의 이산화탄소 분압을 낮추어주어서, 발효 초기의 효모 증식속도를 촉진하는 효과가 있다. 에탄올 발효 시에 생성되는 이산화탄소가 발효 초기 효모의 증식을 억제하는 성분으로 작용하기 때문이다. 이러한 기작을 통해 흡착제 첨가로 발효 속도가 향상되는 효과도 동시에 얻을 수 있다.

이하 실시예와 관능평가 결과를 통해본 발명을 보다 자세하게 설명하기 한다. 그러나, 이 실시예 등에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1>

에탄올 발효 시 흡착제를 첨가하여주었을 경우 실제로 원료 고유의 향기성분이 보존될 뿐만 아니라 발효 과정에서 효모에 의하여 생성되는 발효 미량 향기성분의 생성량도 증가하는지 알아보기 위하여 설탕을 이용하여 Brix 22로 조정한 딸기 과즙에 합성흡착제(HP-20)와 천연흡착제(C-Granular)를 각각 0.05%, 0.2%, 1.0% 첨가하고 효모배양액을 5% 농도로 접종한 후 25℃에서 10일간 에탄올 발효를 실시한 후 최종 발효액 중의 딸기향 및 미량 향기성분의 함량을 조사하여 보았다.

그 결과 흡착제를 첨가하지 않은 대조구(Control)에 비하여 흡착제를 첨가하여준 발효액에서 딸기 유래 향기성분 함량은 그림 1에서와 같이 무첨가 발효액에 비하여 대체로 높게 나타났으며 흡착제의 첨가량이 증가할수록 그 효과도 더 우수한 것으로 확인되었다.

또한 효모 유래의 미량 향기성분 함량도 그림 2에서와 같이 무첨가 발효액에 비하여 흡착제 첨가 발효액에서 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다.

< 실시예 2: 피자두 발효주>

피자두를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 에탄올 발효를 실시한 후 최종 발효액 중의 자두향 및 미량 향기성분의 함량을 조사하여 보았다.

그 결과 도 3, 4에서와 같이 흡착제를 첨가하지 않은 대조구에 비하여 흡착제를 첨가하여준 발효액에서 피자두 유래의 향기성분 및 효모 유래의 미량 향기성분 함량 모두 높게 나타났으며 흡착제의 첨가량이 증가할수록 그 효과도 더 우수한 것으로 확인되었다.

< 실시예 3: 쌀 발효주>

일반적으로 곡류는 원료 유래의 고유한 향기성분이 과일과는 달리 약하기 때문에 곡물을 이용한 에탄올 발효에 있어서는 원료 유래의 향기성분보다 효모에 의하여 생성되는 발효 미량 향기성분의 중요성이 더욱 크다고 할 수 있다. 뿐만 아니라 실제적으로도 곡물을 이용한 에탄올 발효에 있어 효모에 의하여 생성되는 발효 미량 향기성분의 조성 및 함량이 곡물 발효주의 주질을 결정하는 중요한 요인으로 인식되고 있다. 따라서 곡류를 원료로 한 에탄올 발효에 있어서 흡착제(C-Granular) 의 첨가가 발효액 중의 효모 유래 미량 향기성분 생성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 백국과 쌀을 원료로 3단사입법을 이용하여 쌀 발효주를 제조하면서 각각 술밑을 제조할 때, 1차 덧밥을 첨가할 때, 2차 덧밥을 첨가할 때로 나누어 0.2%의 흡착제를 첨가하여준 후 에탄올 발효를 실시하여 최종 발효액을 얻었다. 이 때 쌀 발효주의 제조방법은 먼저 코지 100g에 사입수 120㎖과 효모 배양액 4㎖을 가하여 술밑을 제조하고, 25℃에서 발효하면서 발효 4일차 및 5일 차에 각각 증자미 150g과 사입수 240㎖을 이용하여 1차 및 2차 덧밥을 첨가한 후 15일간 발효를 진행하였다.

상기에서 얻어진 최종 발효액 중의 효모 유래 미량 향기성분 함량을 조사하여 본 결과 도 5에서와 같이 쌀을 이용한 에탄올 발효에서는 2차 덧밥을 첨가할 때 흡착제를 첨가하여준 시험구의 효모 유래 미량 향기성분 함량이 가장 우수한 것으로 확인되었다.

< 실시예 4: 보리 발효주>

보리를 이용하여 실시예 3과 동일한 방법으로 에탄올 발효를 실시한 후 최종 발효액 중의 효모 유래 미량 향기성분의 함량을 조사하여 보았다.

그 결과 도 5에서와 같이 보리를 이용한 에탄올 발효에서는 술밑을 제조할 때 흡착제를 첨가하여준 시험구의 효모 유래 미량 향기성분 함량이 가장 우수한 것으로 확인되었다.

<관능 평가>

실시예 1 내지 4에서 흡착제를 첨가하지 않고 각각 동일한 방법으로 비교예 1 내지 4를 동시에 준비하여, 훈련된 관능검사요원 20명을 대상으로 이취 등을 중점으로 하는 선호도에 대한 관능평가을 실시하여 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다. 관능검사는 5점 척도법에 의하여 다음의 평가기준에 의하여 피시험자가 점수를 기록한 후 이의 평균을 계산하였으며, 일부 세부항목에 대하여 묘사분석을 실시하였다.

5: 아주 좋다, 4: 좋다, 3: 보통, 2: 나쁘다, 1: 아주 나쁘다.

표 1 관능적 선호도

구 분		색	향	풍미	선호도
딸기	비교예 1	4.2	3.2	3.4	3.5
	실시예 1	4.2	4.1	3.8	4.0
피자두	비교예 2	4.0	3.0	3.2	3.4
	실시예 2	3.9	3.9	3.7	3.9
쌀	비교예 3	3.2	2.8	3.2	3.0
	실시예 3	3.1	3.2	3.5	3.5
보리	비교예 4	3.0	2.7	3.0	2.9
	실시예 4	3.1	3.1	3.3	3.3

모든 발효주에서 흡착제 처리를 통해 향, 풍미, 및 선호도에서 우월한 관능적 차이를 나타내었으며, 특히 딸기 및 피자두 발효주와 같이 과일 발효주에서 보다 확실한 흡착제 처리 효과를 나타내었다.

이들 딸기 및 피자두 발효액의 관능평가 결과 딸기 및 피자두 모두에서 흡착제를 첨가하여준 발효액의 관능이 원료로 이용된 과일의 향이 풍부하게 느껴질 뿐만 아니라 전반적인 향의 밸런스도 우수한 것으로 나타나, 과일을 이용한 에탄올 발효 시 흡착제의 첨가가 발효액의 관능에도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단되었다.

쌀 발효주의 경우 1차 덧밥 첨가 시 흡착제를 첨가한 발효액의 관능이 풍부하면서도 깨끗한 것으로 평가되었으나, 보리 발효주의 경우 보리 특유의 향이 쌀보다는 조금 강하여 발효 미량 향기성분의 차이에 의한 관능상의 차이가 쌀 발효주보다는 적었다.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명에 따른 에탄올 발효 시에 발효액에 다양한 흡착제(합성 및 천연)를 첨가하여 주면 에탄올 발효 시 발효에 이용되는 각종 원료의 고유한 향기성분의 산화 및 변성을 최소화하고, 발효 초기의 효모 증식속도를 촉진하여 발효 속도를 향상시키며, 효모에 의하여 생성되는 미량 향기성분의 생성량을 증가시킴으로써 발효액의 향기를 강화할 수 있는 발효공정을 얻을 수 있다. 이상의 결과로 볼 때 에탄올 발효 시 흡착제의 첨가를 통하여 원료 고유의 향을 살릴 뿐만 아니라 효모 유래의 미량 향기성분을 강화시켜 원료의 특성을 잘 살림과 동시에 우수한 향미를 지닌 주류제품의 개발이 가능하다.

Claims (5)

1. 과일, 곡류 또는 서류를 원료로 사용한 알코올 발효에 있어서, 발효개시와 함께 발효액 100㎖에 대하여 비흡착표면적 기준으로 5㎡ 내지 1000㎡, 또는 중량 기준(W/V)으로 0.01% 내지 1.0% 흡착제를 첨가하여 알코올 발효를 수행함으로써 과일, 곡류 또는 서류의 향기성분을 최대한 보존시키는 것을 특징으로 하는 향기포집 알코올 발효방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항의 발효방법으로 제조된 발효주.
5. 제1항의 발효방법으로 제조된 발효주를 증류하여 제조하는 증류주.

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