KR100962990B1

KR100962990B1 - 초고압 기술을 이용한 발효녹차의 가공방법

Info

Publication number: KR100962990B1
Application number: KR1020080010404A
Authority: KR
Inventors: 정진오; 이범진; 이동성; 서대방; 백주현
Original assignee: (주)아모레퍼시픽
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2010-06-10
Also published as: KR20090084314A

Abstract

본 발명은 발효녹차의 가공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초고압 기술을 이용하여 풍미의 손상없이 유산균 및 효모 등의 미생물 및 효소의 실활을 통해 병원성균 또는 잡균의 오염없이 안전하고, 발효녹차에 존재하는 유효성분인 카테킨류, 아미노산류 및 유리당의 증가를 통해 맛과 향이 풍부하고 우수하며, 숙성과 장시간 보관 시에 우수한 발효녹차의 가공방법에 관한 것이다.

초고압기술, 발효녹차, 유산균, 효모, 미생물, 효소, 카테킨류, 아미노산류, 유리당

Description

초고압 기술을 이용한 발효녹차의 가공방법{Method for manufacturing post-fermented tea by using ultra-high pressure technology}

발효녹차는 발효 정도에 따라서 반발효차(半醱酵茶), 발효차 및 후발효차(後醱酵茶)로 구분된다. 중국의 6대 명차의 하나인 흑차의 경우, 1,000여 년 전부터 중국 서북변경의 고산지대의 유목민들이 애용하던 것이다. 특히, 운남성 흑차가 보이차이며 대표적인 제품은 둘로 나누어 푸얼산차(散茶)와 증압처리한 긴압차(緊壓茶)가 있다. 푸얼산차 및 긴압차의 예로는 터우차(Toucha), 치쯔빈차(Chizbincha; 七子餠茶), 찐차(Jincha; 緊茶) 및 판차(Fancha; 方茶) 등이 있다. 이들의 제조공 정은 보면, 산차(散茶)는 살청(殺靑)[차엽의 효소를 실활시키는 공정] -> 초유(初유)[조직의 세포를 파괴하고 침출용이하게 한다] -> 퇴적[차엽을 쌓아 놓는 곧 발효공정을 의미] -> 복유[차의 형태를 성형하는 공정] -> 건조[건조하면 제품이 됨] 과정을 거쳐 제조되고, 긴압차(緊壓茶)는 산차원료의 혼합 -> 증열 -> 가압성형 -> 건조 -> 포장하는 순으로 가공·성형하여 제조한다. 이 때에 가압·성형하면 차의 부피가 기존 산차의 1/5∼1/6로 줄어든다.

세계적인 발효녹차의 제조기술 보유국가는 중국과 일본이다. 그러나, 제조공정 시에 낙하균에 의한 발효공정으로 미생물들의 오염 및 효소의 실활이 안되고 잡균과 교차오염에 의해 비위생적인 공정이 현대 소비자들의 기호도와 식품의 안전성 및 안정성에 문제가 야기 될 우려가 크다.

또한 살청공정의 높은 온도에 의해 찻잎의 색소산화분해로 황색의 카로티노이드는 갈색 산화물이나 이소프레노이드 등의 저분자로 분해되며, 카테킨은 미생물에 의해 몰식자산으로 분해되지만, 일부는 오렌지색에서 갈색의 중합물로 변한다. 이런 변화로 갈색에서 흑색으로 바뀌어 카테킨과 같은 유효성분이 산화되는 것은 결코 발효녹차의 바람직한 수색이라고 보기 어렵다. 바람직한 수색은 밝아야 한다. 중국의 균화차(菌花茶)나 보이차 등의 품질검사에 의해 분석을 해 보면, 과학적인 검사방법에 의해 관능검사를 보완하기 위해 자 제품의 중량, 함수분, 줄기함량, 회분, 잔류농약, 중금속함량 및 미생물 등에 대해 검사한다. 그러나, 미생물 검사 시에 유해균에 오염되어 있는 경우가 다반사여서 식품안전성 문제에 노출되기 쉬우며, 국민보건에도 악 영향의 요소가 깊어 쉽게 취급하기 어려움이 있다.

이에 본 발명자들은 발효녹차 제조 시 기존의 전통방식에서 발생하는 문제점들을 보완하기 위한 기술을 찾고자 연구한 결과, 초고압 기술을 이용하여 발효녹차의 향미를 보존하면서 카테킨류, 아미노산류 및 유리당류 등의 함량이 기존 공정에 비하여 현격히 늘어남과 동시에 유산균, 효모 등의 미생물을 살균하고 효소활성을 실활시켜 제품의 식품 안전성과 안정성을 확보할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 초고압 기술을 이용한 발효녹차의 가공방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 60℃ 이하에서 200Mpa 이상의 압력에 의해 살청 과정을 거친 모차를 발효시켜 수분조건 30∼70%에서 가공한 발효녹차의 가공방법을 제공한다.

본 발명에서는 초고압 기술을 이용하여 기존 프로세스 방식에 의한 증기공정 또는 배전공정을 가하여 제품의 수색 품질을 저하 및 살균공정의 불안정한 부분을 개선하고 수색이 밝으면서도 향취가 우수하며 낮은 온도에서도 유효성분을 다량으 로 함유하고 식품안전성이 우수한 발효녹차를 수득할 수 있었다.

본 발명에서 가공의 대상으로 하는 발효녹차는 10∼65% 발효시킨 반발효차(우롱차 등), 85% 이상을 발효시킨 발효차(홍차 등) 및 전처리 공정 이후에 발효시킨 후발효차(황차, 흑차 등)를 모두 포함한다.

본 발명에서는 통상적인 발효녹차의 제조과정을 통하여 찻잎을 발효시킨 이후에 바로 건조하지 않고 초고압 기술을 적용함으로써 잡균의 번식을 막고 유효성분의 함량을 증대시키는 발효녹차의 가공방법을 제공한다.

본 발명에서는 종래의 기술에 따라 발효된 찻잎을 60℃ 이하에서 200Mpa 이상의 압력으로 초고압 처리한다. 즉, 발효된 찻잎을 60℃ 이하에서, 바람직하게는 25∼45℃에서 200Mpa 이상의 압력으로, 바람직하게는 200∼500 Mpa의 압력으로 1∼15분 동안 초고압 처리한다. 상기 공정에서, 압력이 200Mpa 이하인 경우에는 카테킨류와 아미노산의 유출량이 적어 비효율적이며, 500Mpa 이상인 경우에는 발효녹차 잎의 형태가 떡처럼 뭉치는 현상을 나타낸다. 이때, 녹차의 유효물질들인 폴리페놀 등이 높은 온도에서는 불안전하여 산화되는 경향이 있어 녹차의 가공온도를 60℃ 이하로 조절한다. 일반적으로 녹차가공 중 녹차 내부에서 자연적으로 발화를 일으키는 온도가 약 35℃ 정도이다. 이를 바탕으로 본 발명에 의한 초고압 공정에서도 녹차의 품질 저하를 막고자 60℃ 이하에서, 녹차를 가공한다. 반응시간은 1분 이상 최대 15분 정도까지 처리하였을 때, 녹차의 외관상 물리적 변화없이 잘 처리됨을 사전 시험을 통해 확인하였다. 15분을 초과하여 장 시간 처리 시에는 찻잎의 뭉침이나 잎이 뭉그러져 외관상 또는 맛과 향이 나빠져 최종제품에 품질이 좋지 않다.

본 발명에서 사용하는 초고압기는 도 1 및 도 2에 도시된 것으로서, 실린더(cylinder) 부위, 피 가압물을 담는 프로세싱 챔버(Processing Chamber), 가압 피스톤(Pressuring Piston), 실린더 외부의 온도를 조절하는 물 순화 재킷(Water circulation jacket) 및 오일 펌프 등으로 구성되며, 랩 스케일(Lab scale)에서는 HHP의 최대압력(max. pressure)이 600Mpa이고, 작용 부피(Working volume)가 0.6ℓ 정도이며, 산업적으로 상용 가능한 정도는 파일럿-스케일(Pilot-scale) UHP 설비(35L)로서, 최대압력이 2000Mpa이고 작용 부피가 35ℓ까지 가능하다.

이와 같이 초고압 처리한 찻잎을 80∼90℃의 건조기에서 건조하여 발효녹차를 수득할 수 있다.

발효차의 가공공정에서 녹차의 수분이 30% 미만일 때에는 수분 부족으로 녹차의 발효가 균일하게 진행되기 어려워 품질저하로 진행되며, 70% 보다 높을 경우에는 수분 과다로 녹차끼리 뭉쳐 떡처럼 되어 발효차의 품질을 저하시키는 원인이 된다. 그러므로 발효차 가공 시 수분의 범위는 품질을 결정하는 매우 중요한 조건이다. 발효시킨 찻잎은 상기와 동일한 방법으로 초고압 처리한 다음 건조기에서 건조한다.

본 발명에 의한 방법으로 가공된 발효녹차는 찻잎이 보유하고 있는 수분들이 초고압 기기의 실린더(Cylinder) 안에 압력매체인 물이 피스톤의 압력에 의해 가압 됨으로써 피가압 물체인 찻잎의 진공포장 팩이 효율적으로 가압되어 녹차의 주요성분인 카테킨류, 아미노산류 및 유리당이 식물조직 세포의 셀 외부로 유리되어 증가하고, 맛과 향이 풍부하며 대중의 일반 소비자들의 음용에 용이하여, 기존의 습식공정이나 배전공정을 통해 얻은 발효녹차의 기존공정에 비하여 카테킨류, 아미노산류 및 유리당의 성분에 비하여 현격히 높게 증가함과 동시에 유산균, 효모 등의 미생물 살균과 효소의 실활이 기존공정과 비교하여 우수하며 효율적으로 나타났다.

즉, 본 발명에 의한 발효녹차의 가공방법에 따르면 발효녹차의 풍미를 손상시키지 않고 유산균 및 효모 등의 미생물을 살균하는 것과 효소의 활성을 실활시켜 알맞게 숙성될 수 있도록 가공할 수 있으며, 이와 같은 방법으로 수득한 발효녹차는 병원성균 또는 잡균의 오염이 없이 안전하며, 향미가 우수한 발효녹차를 수득하기 위하여 최적의 숙성 조건과 장시간 보관할 수 있도록 하는 것이 특징이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예에 관하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 후술하는 실시예는 본 발명의 바람직한 일실시예일 뿐, 본 발명이 그러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 1∼7]

1. 발효녹차의 입수 과정

녹차나무로부터 채집한 녹차 생엽 100kg에 물 30∼60kg(녹차 대비 30∼60 중량%) 첨가한 다음, 발효를 위한 활성종균을 녹차중량 대비 0.1∼5% 범위로 접종한 후 물과 잘 섞이도록 혼합해 주었다. 인큐베이터 온도 35℃에서 pH 6.0 범위에서 72시간 동안 반응시켜 발효하였다. 목적 미생물 외에 잡균 또는 병원성 균을 제거 및 방지하기 위한 살균공정을 거치고, 약 120℃에서 5시간 열풍건조하여 발효녹차를 수득하였다.

2. 녹차의 초고압기술 적용 단계

먼저, 실린더 부위에 물을 채운 다음 상기 1 단계에서 수득한 발효녹차를 진공팩에 넣어 포장하였다. 그런 다음 하기 표 1에 기재된 온도 및 압력 조건에서 15분간 초고압 처리한 후 건조하여 실시예 1 내지 7의 가공된 발효녹차를 수득하였다. 대조군은 상기 발효과정을 거친 후 초고압 처리를 거치지 않고 바로 80℃ 건조기에서 건조하여 수득한 것이다.

	압력 (MPa)	온도 (℃)	시간 (분)	외관상의 색깔변화	풍미	보존성
실시예 1	200	25	15분	변화없음	○	△
실시예 2	300	25		변화없음	○	○
실시예 3	400	25		변화없음	○	○
실시예 4	400	35		변화없음	○	○
실시예 5	400	45		다소변형	○	△
실시예 6	500	35		변화없음	○	△
실시예 7	500	45		다소변형	△	△
대조군	무처리	-	-	-	ⅹ	ⅹ

3. 초고압 처리된 발효녹차의 확인단계

실시예 1∼7과 대조군에서 수득한 발효녹차에 존재하는 미생물 생균수를 측정하여 효소활성을 분석하였고, 카테킨류 및 아미노산류의 함량을 하기와 같은 과정을 통하여 분석하였다.

3-1. 미생물 생균수 측정

실시예 1∼7 및 대조군의 발효녹차의 미생물 생균수는 식품공전에 따라 제조된 찻잎을 PCA(Plate Count Agar) 배지 및 멸균된 10% 주석산을 무균적으로 첨가하여 pH 3.5로 조정한 PDA(Potato Dextrose Agar) 배지에서 각각 배양하여 생성된 호기성 세균수 및 진균수를 합산하여 총 생균수를 산출하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

	미생물 생균수 (microbial Account)
실시예 1	1 X 10⁵
실시예 2	1 X 10⁴
실시예 3	1 X 10³
실시예 4	1 X 10³
실시예 5	1 X 10³
실시예 6	1 X 10³
실시예 7	1 X 10³
대조군	1 X 10⁸

상기 표 2를 통하여 확인할 수 있는 바와 같이 초고압 처리 과정을 거친 실시예 1 내지 7의 녹차가 초고압 처리를 거치지 않은 대조군의 녹차에 비해 생균수가 적어 초고압처리가 멸균에 우수한 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

3-2. 카테킨류 함량 분석

하기 HPLC 조건으로 실시예 1∼7 및 대조군의 발효녹차의 카테킨 종류별 함량을 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 3 및 도 3에 나타내었고, 카테킨 총 함량을 도 4에 나타내었다.

* HPLC 컬럼: Phenomenex Luna 5μC18 컬럼 (250 x 4.60 mm)

* 이동상:

용액 A: 물/아세토니트릴/85% 인산(95.45/4.5/0.05, (v/v/v))

용액 B: 물/아세토니트릴/85% 인산(49.95/50.0/0.05, (v/v/v))

* 유속(Flow rate): 1 ml/min

* 컬럼 온도: 40℃

* 검출 파장(Detector wavelength): 231nm 및 280nm (주파장: 231nm)

* 샘플 주입량: 10μl

	카테킨류의 변화 (PPM)
	GC	EGC	EC	EGCG	ECG	caff	카테킨 총량
실시예1	14.21	375.77	95.17	498.50	108.23	253.06	1091.87
실시예2	20.85	427.48	112.24	543.05	112.85	264.34	1216.46
실시예3	32.11	451.67	128.41	534.86	122.59	312.90	1269.64
실시예4	55.98	510.60	139.33	547.48	133.85	375.69	1387.24
실시예5	118.22	558.19	158.76	628.95	147.66	469.52	1611.77
실시예6	80.39	556.28	159.19	574.63	134.33	406.54	1504.83
실시예7	80.45	556.36	159.50	574.91	134.55	418.37	1505.77
대조군	8.84	372.95	84.35	486.67	98.17	188.95	1050.98

상기 표 3의 결과에서, 본원발명에 의한 초고압 기술을 적용하여 가공한 실시예 1∼7의 발효녹차가 대조군에 비하여 카테킨류 함량이 높은 것을 확인할 수 있었다.

3-3. 아미노산류 함량 분석

실시예 1∼7 및 대조군에서 가공한 발효녹차의 아미노산 종류별 함량을 하기 OPA법으로 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 4 및 도 5에 나타내었고, 아미노산 총 함량을 도 6에 나타내었다.

<아미노산 분석법 (OPA법)>

1) 샘플 준비

녹차 0.5g을 넣은 100ml 메스 플라스크(volumetric flask)에 70-80℃의 증류수 80ml를 부은 다음 80℃ 수욕조에서 30분 동안 추출 후 와트만(watman)지로 여과한 다음 0.45㎛ 막 필터(mambrane filter)로 여과하였다.

2) HPLC 조건

- 컬럼 : zorbax 컬럼 (아미노산 분석 전용)

- 이동상 :

A= 1.36g 아세트산 나트륨 트리수화물 + 100μl 트리에틸아민

→ 500 ml 정용 →pH 7.2 (아세트산으로 조절) →THF 1.5ml

B= 1.36g 아세트산 나트륨 트리수화물 /100ml H₂O

→ pH 7.2 + 메탄올 200ml + ACN 200ml

- 유속 : 0.5ml/min

- 주입 : 온라인 유도화(online derivatization *)를 위한 주입 프로그램

- 검출기 : 338 nm

- 구배(gradient) : 온라인 프로그램 *

3) 시약 준비

- 아미노산 표준액: 데아닌, 아르기닌, 글루탐산, 아스파르트산 및 글루타민 시약 각각 10mg/100ml H₂O

- OPA 시약 : HP사에서 만들어 공급하는 시약, 보존기한 6개월, 앰플 형태

- 붕산 완충액(borate buffer) : 100 ml 단위 공급, 아미노산 발색을 위해 필요

	대조군	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7
Asp	3.03	3.05	4.34	5.78	5.9	12.23	11.45	11.55
Glu	23.01	26.35	31.21	43.28	57.39	70.94	68.33	69.12
Arg	7.95	9.12	13.38	15.67	20.16	24.34	22.37	22.98
Gln	2.91	3.24	4.87	6.24	8.57	18.23	17.89	17.76
Thea	36.81	48.45	51.38	62.67	65.94	84.21	84.24	84.19
총합	73.71	90.21	105.18	133.6	157.96	209.95	204.3	205.6

상기 표 4의 결과에서, 본원발명에 의한 초고압 기술을 적용하여 가공한 실시예 1∼7의 발효녹차가 대조군에 비하여 아미노산류 함량이 높은 것을 확인할 수 있었다.

[ 시험예 1] 발효녹차의 맛과 향, 수색, 쓴맛, 떫은 맛, 흙 맛, 단맛 의 정도 및 전체 선호도 조사

발효녹차의 단맛을 내는 것은 설탕과 같은 유리환원당이 아니므로 당도계 측정이 불가능하여, 하기에 기재된 항목에 대한 관능평가로 대체하여 그 단맛의 정도를 평가하였다.

본 발명의 의한 실시예 1∼7 및 대조군의 맛과 향, 수색, 쓴맛, 떫은 맛, 흙 맛, 단맛의 정도 및 전체 선호도가 어떻게 변화하는지 조사하기 위하여 30명의 패널을 대상으로 각 발효녹차 2g을 70℃의 물을 붓고 3-5분(또는 초)간 우려낸 차를 각각 음용하게 한 다음 1차 패널실험(Panel Test)을 실시하였다. 평가방법은 7점 척도법을 이용하였고, 설문 내역은 아래와 같다.

각 항목별 관능평가 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	대조군
맛과 향	5.8	5.9	6.2	6.4	6.5	6.2	6.1	5.6
수색	5.4	5.3	5.7	6.0	6.6	6.3	6.5	5.0
떫은 맛	5.3	4.9	4.7	4.6	4.0	4.2	4.2	5.6
쓴맛	4.7	4.5	4.3	4.0	3.6	3.7	3.7	5.6
흙맛	4.3	4.3	4.0	3.9	3.6	3.9	3.9	4.5
단맛	5.2	5.4	5.6	5.7	5.9	5.8	5.6	4.6
선호도	5.6	5.6	5.9	6.1	6.4	6.2	6.2	4.9

상기 표 5의 결과에서, 수색은 녹색에 가까울수록 품질이 우수한 것인데, 실시예 5가 수색이 가장 우수하게 나왔고 떫은 맛, 쓴맛 및 흙 맛이 가장 낮게 나왔으며 맛과 향, 단맛 및 선호도가 가장 높게 나왔다. 상기 결과는 95% 수준의 유의성이 인정된다.

상기 평가항목을 모두 종합한 결과, 전체적인 선호도에서 실시예 5 > 실시예 6 > 실시예 4 > 실시예 7 순으로 우수하였고, 특히 실시예 5의 발효녹차는 발효녹차 고유의 소프트한 풍미를 가지고 있으면서 맛과 향, 수색, 떫은 맛, 쓴맛, 흙 맛, 단맛 및 전체적 선호도에서 모두 우수함을 확인하였다.

[시험예 2] 초고압 처리 후, 숙성기간에 따른 탈취력 및 향의 강도 차이

1차 관능평가의 결과를 기초로 선호도에서 우수한 결과값이 나온 실시예 5를 이용하여 1 내지 15일 동안 20℃로 유지하면서 숙성시켰다. 25명의 패널을 대상으로 하여 숙성시킨 녹차 2g에 70℃의 물을 붓고 3-5분(또는 초)간 우려낸 차를 각각 음용하게 한 다음 숙성기간(1일, 3일, 5일, 7일, 10일 12일 및 15일)에 따른 탈취력 및 향의 강도 변화에 대한 관능평가를 실시하였다. 평가방법은 7점 척도법을 사용하였고 설문내역은 아래와 같다.

상기 관능평가의 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

경과시간	탈취도	향의 강도
1일	3.4	3.6
3일	3.7	3.8
5일	3.9	4.4
7일	5.3	5.2
10일	5.4	5.5
12일	5.7	5.8
15일	5.7	5.7

상기 표 6의 결과에서, 실시예 5의 탈취도에 대하여 7일 내지 15일의 숙성기간에서는 95% 수준에서 그 유의차가 없는 것으로 나타났고, 향의 강도에 대하여 7일 내지 15일의 숙성기간에서는 95% 수준에서도 그 유의차가 없는 것으로 나타났다.

도 1은 본 발명에서 사용한 초고압기의 단면도이다.

도 2는 본 발명에서 사용한 초고압기의 사진이다.

도 3은 실시예 1∼7 및 대조군에서 가공한 발효녹차에 함유된 카테킨의 종류별 함량을 보여주는 그래프이다.

도 4는 실시예 1∼7 및 대조군에서 가공한 발효녹차에 함유된 총 카테킨 함량을 보여주는 그래프이다.

도 5는 실시예 1∼7 및 대조군에서 가공한 발효녹차에 함유된 아미노산의 종류별 함량을 보여주는 그래프이다.

도 6은 실시예 1∼7 및 대조군에서 가공한 발효녹차에 함유된 총 아미노산의 함량을 보여주는 그래프이다.

Claims

녹차의 가공방법에 있어서,

녹차 잎의 발효 후, 발효된 찻잎을 25∼45℃에서 200∼500Mpa의 압력으로 1∼15분간 처리하는 단계를 거쳐 건조시키는 것을 특징으로 하는 발효녹차의 가공방법.
삭제
녹차 잎의 발효 후, 발효된 찻잎을 25∼45℃에서 200∼500Mpa의 압력으로 1∼15분간 처리하는 단계를 거쳐 건조된 발효녹차.
삭제
제 3항에 있어서, 상기 발효된 찻잎은 우롱차를 포함하는 반발효차, 홍차를 포함하는 발효차, 및 보이차를 포함하는 후발효차로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 발효녹차.