KR101041019B1

KR101041019B1 - 된장 발효물의 제조 방법

Info

Publication number: KR101041019B1
Application number: KR1020080135901A
Authority: KR
Inventors: 이호봉; 이철영; 이장욱; 이창운; 하효정
Original assignee: 주식회사농심
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2028-12-29
Also published as: KR20100077839A

Abstract

본 발명은 된장 발효물의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분쇄한 콩 분말에 정제수를 1:3~1:10의 비율로 가하여 멸균하는 단계; 상기 멸균된 액상 혼합물에 국균(아스퍼질러스 속)을 접종한 후 1차 발효하는 단계; 상기 1차 발효액에 고초균(바실러스 속)을 첨가한 후 2차 발효하는 단계; 및 상기 2차 발효액을 냉각 후 효모균(지고사카로마이세스속)을 접종한 후 3차 발효하는 단계; 를 포함하는 된장 발효물의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 짧은 시간의 발효를 통하여 전통 재래 된장의 깊은맛의 재현이 가능하며, 무염 조건 하에서 발효가 이루어지기 때문에 각종 음식의 스프, 소스 등으로 사용되므로 범용성이 높은 된장 발효물의 제공이 가능하다.

Description

된장 발효물의 제조 방법{Manufacturing Method for Soybean Paste}

된장은 단백질원이 풍부한 우리나라 고유의 전통발효식품으로 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛 및 감칠맛 등이 서로 조화되어 구수한 맛을 내는 조미식품이다. 된장의 맛은 메주의 곰팡이와 세균에 의해 생성된 단백질 분해 효소인 프로테아제(Protease)가 단백질을 펩티드와 아미노산으로 분해함으로써 감칠맛과 구수하고 독특한 맛이 나타나며, 전분 분해 효소인 아밀라제(amylase)에 의해 생성된 당과 젖산균 및 효모에 의해 생성된 유기산 등의 다양한 풍미 성분들이 함께 어우러져 된장 특유의 맛과 향을 생성하게 된다.

된장의 제조방법은 전통적인 재래식 방법과 현대의 개량식 방법으로 대별된 다. 전통적인 된장의 제조방법은 지역에 따라 다소 차이가 있으나 기본적으로 원료인 대두를 삶아서 분쇄하고 벽돌형, 직사각형 등으로 메주를 성형하여, 2~3일간 건조한 뒤 균열이 생기면 짚 등으로 매달아 적당한 온도와 습도를 유지하게 한다. 이렇게 하여 주위의 다양한 미생물들이 자연적으로 착생하여 번식하게 한 메주를 깨끗이 씻어 2~3월에 소금물에 담가 6~12개월간 발효 숙성시킨 후 액상은 달여서 간장으로 하고, 나머지 고형물로 된장을 만든다.

간장을 뽑고 난 형태의 된장은 전통 재래식 된장의 일반적인 형태로서 원료 전체가 된장이 되는 개량식 된장에 비하여 질소와 당류 등의 수용성 성분들이 품질과 향미 면에서 차이가 있으며, 염도가 8.6~17.8%로서 비교적 높다. 그러나 최근에는 재래식 된장도 품질과 맛을 좋게 하기 위해 간장을 뽑지 않고 된장을 제조하여 개량식 된장에 비해 아미노산과 정미성 펩티드 함량이 매우 높아 감칠맛과 깊은맛이 우수하다.

공장에서 된장을 대량으로 제조하기 위한 개량식 제조방법은 단일 균주로써 곰팡이의 일종인 국균(아스퍼질러스 오리제, A. oryzae)을 종균으로 하여, 대두, 쌀, 소맥 등에 접종하여 제국한 것을 원료 대두와 혼합하여 가염 조건에서 발효시킨 것이 일반적이며, 일부에서는 재래식 된장의 맛과 같이 감칠맛과 깊은맛을 개량식 된장에서 재현하기 위해 국균 이외에 세균의 일종인 고초균(바실러스 서브틸리스, B. subtilis)을 단독으로 이용하거나 또는 아스퍼질러스 오리제와 함께 이용하는 방법도 사용하고 있다. 또한, 최근에는 위 국균과 고초균 이외에도 효모와 젖산균을 따로 배양하여 접종하는 된장의 제조방법도 개시되고 있다.

전통적인 재래식 된장의 맛이 다양한 미생물 균주들의 발효와 긴 숙성시간에 의해 개량식 된장에 비해 감칠맛과 깊은맛이 풍부하여 정미력이 좋은 장점이 있으나 산업적으로 대량 생산은 어려운 점이 있다.

메주의 성형 후 발효 과정 중에 메주의 표면에 아스퍼질러스속이 생육하고 내부에는 바실러스속이 생육하여 단백질 분해효소를 생성하므로 대두에 함유되어 있는 단백질의 분해로 펩티드 및 아미노산이 생성되어 감칠맛과 재래식 된장 특유의 냄새를 발생시킨다. 이 과정은 우량 균주의 선택 없이 자연 접종에 의한 발효이므로 단백질 분해력이 약하고, 유해한 잡균의 오염이 빈번하여 풍미가 균일하지 않은 단점이 있다. 또한, 여러 가지 미생물의 작용이 순차적 혹은 동시적으로 발생하여 특유의 향미가 발생하는 장점이 있지만 짧게는 6개월에서 길게는 1년 이상의 발효와 숙성이 진행되므로 품질의 균일성을 유지하기 어렵고 오랜 시간이 소요되어 대량생산에는 적합하지 않은 단점이 있다.

그에 비해 개량식 된장은 발효와 숙성시간을 2~3개월로 줄이고, 단일 균주를 사용하여 품질의 균일성을 확보하였지만 재래식에 비해 감칠맛과 된장 특유의 향미가 감소하고 단맛이 증가하는 등의 단점이 있어 전통적인 재래식 된장과는 많은 차이를 보인다.

이 문제를 해결하기 위해 종래의 대한민국 공개특허 제10-2005-0068750호(단백질 분해효소 생성량이 증가한 메주의 제조방법 및 된장)는 천공구에 의해 표면적이 확대된 메주에 곰팡이 및 세균의 증식에 알맞은 생육조건을 제공하여 효소 생성량을 증가시킴으로 메주의 발효와 숙성시간을 3~6개월로 단축할 수 있다고 하였다. 그러나 여전히 긴 숙성시간과 자연 접종에 의한 발효이므로 품질의 균일성을 유지하기 어려운 단점이 있다.

또한, 대한민국 공개특허 제10-07386489호(단백질 분해효소를 첨가한 된장의 제조방법 및 된장)는 메주를 성형하여, 건조 발효시키고, 25% 염수에 90일 동안 침지한 후 염수와 메주를 분리한 후 분쇄하고 효소를 3~5% 정도 첨가하여 45일~60일간 숙성시켜 된장을 제조함으로써 숙성기간의 단축 및 감칠맛과 풍미가 우수한 된장을 생산하고 생산효율을 증대시킬 수 있다고 하였다. 그러나 국균의 효소는 식염에 대한 내성이 적기 때문에, 분해단계가 식염의 농도가 높은 조건하에서 수행되는 경우에는 효소반응이 저해되어 반응시간이 길어지게 되고, 효소첨가량도 많아지게 된다.

대한민국 등록특허 제10-0369218호(복합 발효특성을 이용한 속성 전통된장의 제조방법)에서는 재래식 메주의 내부에 서식하는 바실러스에 의해 발효된 청국장과 아스퍼질러스 오리제를 배양한 메주를 1:1 ~ 20:1로 혼합하여 숙성시킨 후, 지고사카로마이세스 룩시이 및 효모 자기 소화물을 첨가함으로써 전통 된장과 같은 풍미를 갖게 하였고, 숙성시간도 15~30일로 단축시켰다고 하였다. 이 종래의 기술은 숙성 시간을 획기적으로 단축하는 데 성공하였으나 청국장을 주원료로 하여 메주를 혼합하므로 청국장의 품질 균일성이 전체 품질을 좌우할 가능성이 매우 높다.

대한민국 등록특허 제10-0804828호(식물성 단백질원으로부터 국균의 액체 배양액을 이용한 고상 조미료의 제조방법, 상기 방법에 의하여 제조되는 고상 조미료, 상기 조미료를 포함하는 범용 식품 조미료, 소스, 드레싱, 장류 및 가공식품) 에서는 멸균된 대두, 탈지 대두 및 소맥 글루텐과 같은 식물성 단백질원을 국균의 액체 배양액으로 무식염, 무균 조건하에서 분해시켜 아미노산 및 펩티드에 의해 정미력이 발현되는 조미료를 제조하는 방법이다. 종래의 이 기술은 단백질원의 분해로 생성되는 아미노산과 펩티드 및 고온 장시간 살균조건 하에서 당류와 아미노산 또는 펩티드가 반응하여 생성되는 생성물에 의한 깊은맛을 내기 위한 조미료의 제조방법으로서 아미노산, 펩티드 및 반응생성물이 주목적인 제조방법이다. 대두를 순수 국균 배양액으로만 분해할 경우 재래식 된장과 같은 풍미가 발현되지 않으며 또한, 개량식 된장과도 다른 풍미가 생성된다고 할 수 있다.

상기의 종래 기술에서 살펴보았듯이 숙성시간을 단축하면서도 전통 재래식 된장의 맛과 향미를 재현하는 데는 많은 문제점이 있을 뿐만 아니라, 또한 전통 재래식 된장 또는 그 맛과 향미를 재현한 속성 된장 발효물을 가공식품 등의 주원료 또는 조미료로서 사용하는 것에도 문제점이 있다. 예를 들면 라면 등의 분말스프나 비빔밥, 볶음밥 등의 즉석밥류나 야채스프, 찌게, 조미료 등에서 전통 된장의 풍미를 살려 충분히 활용하기 위해서는 몇 가지의 선결적인 과제의 해결이 필요하다. 첫 번째 동일한 품질을 갖는 제품의 대량생산, 즉 생산의 표준화가 필요하며, 둘째 전통 된장의 감칠맛과 깊은맛(농후미)을 한층 더 높여주어야 하고, 세 번째 적절한 살균공정을 도입하여 된장의 풍미가 살아있으면서도 일반생균수가 10⁴내외로 관리될 수 있어야 하고, 마지막으로 무염이나 저염으로 제조하여 제품의 범용성이 높아야 한다는 것이다.

따라서 본 발명에서는 상기의 단점을 극복하기 위하여 전통적인 된장의 제조방법 즉, 가염을 하여 장기간 발효 및 숙성시키는 방법과는 전혀 다른 무염 상태에서 액상발효를 속성으로 진행하여 발효 및 숙성기간은 짧고, 감칠맛과 깊은맛은 전통 재래식 된장보다 높으며, 전체적인 향미 면에서 전통 된장과 유사한 풍미를 가지는 된장의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 분쇄한 콩 분말에 정제수를 1:3~1:10의 비율로 가하여 멸균하는 단계; 상기 멸균된 액상 혼합물에 국균(아스퍼질러스 속)을 접종한 후 1차 발효하는 단계; 상기 1차 발효액에 고초균(바실러스 속)을 첨가한 후 2차 발효하는 단계; 및 상기 2차 발효액을 냉각 후 효모균(지고사카로마이세스속)을 접종한 후 3차 발효하는 단계; 를 포함하는 된장 발효물의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 된장 제조방법에 의하면, 대두를 가염하지 않고 액상발효를 함으로써 감칠맛과 깊은맛이 우수한 전통 재래식 된장의 향미를 가진 된장 발효물을 신속하고 잡균의 오염 없이 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 액상의 속성 된장 발효물 또는 발효물을 농축하거나 건조한 반고상 및 분말상을 유효성분으로 하는 범용 식품 조미료, 소스, 스프, 장류 등의 가공식품에 첨가하였을 때 감칠맛과 깊은맛이 우수하다.

[실시예 1] 속성 된장 발효물 제조(I)

16mesh 정도로 분쇄한 콩 분말에 정제수를 5배 정도 가하고 121℃, 15분에서 멸균살균하였다. 그 후 국균(아스퍼질러스 오리제, A. oryzae)을 PDB 배지(Potato Starch 4g, Dextrose 20g / 정제수 1L)에서 36℃에서 48시간 배양하고, 본 발효용량의 0.1%(v/v) 농도로 접종하고, 36℃에서, 200rpm으로 교반하면서 72시간 배양하였다. 그 후 델보라제(Delvorase)를 0.1% 농도로 첨가하고 55℃에서 200rpm으로 교반하면서 6시간 반응시켰다. 온도를 다시 30℃로 냉각한 후 효모균(지고사카로마이세스 룩시이, Zygosacharomyces Rouxii)을 영양 배지(Nutrient Broth, beef extract 0.3%, peptone. 0.5%)에서 30℃에서 이틀간 200rpm으로 진탕 배양하여 0.1%(v/v) 농도로 접종하고 200 rpm으로 72시간 배양하였다. 그 후 90℃에서 30분간 살균한 후 분무 건조하였다.

[실시예 2] 속성 된장 발효물 제조(II)

16mesh 정도로 분쇄한 콩 분말에 정제수를 5배 정도 가하고 121℃, 15분에서 멸균살균하였다. 그 후 국균(아스퍼질러스 오리제, A. oryzae)을 PDB 배지(Potato Starch 4g, Dextrose 20g / 정제수 1L)에서 36℃에서 48시간 배양하고, 본 발효용량의 0.1%(v/v) 농도로 접종하고, 36℃에서, 200 rpm으로 교반하면서 72시간 배양하였다. 영양배지(Nutrient Broth, beef extract 0.3%, peptone. 0.5%)에서 28~32℃에서 이틀간 200 rpm으로 진탕 배양한 고초균(바실러스 서브틸리스, B. subtilis) 배양액을 0.45㎛ 여과막으로 여과한 후 액상발효물의 1%(v/v)로 첨가하여 발효를 계속 진행시켰다. 이때의 발효조건은 42℃, 200 rpm, 6시간으로 하였다. 온도를 다시 30℃로 냉각한 후 효모균(지고사카로마이세스 룩시이, Zygosacharomyces Rouxii)을 영양 배지(Nutrient Broth, beef extract 0.3%, peptone. 0.5%)에서 30℃에서 이틀간 100 rpm으로 진탕 배양하여 0.1%(v/v) 농도로 접종하고 100 rpm으로 72시간 배양하였다. 그 후 90℃에서 30분간 살균한 후 분무 건조하였다.

[실시예 3] 속성 된장 발효물 제조(III)

16mesh 정도로 분쇄한 콩 분말에 정제수를 5배 정도 가하고 121℃, 15분에서 멸균살균하였다. 그 후 소맥 등의 전분질 원료에 국균(A. oryzae)을 인공적으로 접종, 배양하여 만든 코지를 상기 액상혼합물의 5.0%(w/v) 농도로 접종하고, 36℃에서, 200 rpm으로 교반하면서 72시간 배양하였다. 그 후 델보라제를 0.1%(v/v) 농도로 첨가하고 55℃에서 200rpm으로 교반하면서 6시간 반응시켰다. 온도를 다시 30℃로 냉각 후 효모균(지고사카로마이세스 룩시이, Zygosacharomyces Rouxii)을 영양배지(Nutrient Broth, beef extract 0.3%, peptone. 0.5%)에서 30℃에서 이틀간 100 rpm으로 진탕 배양하여 0.1%(v/v) 농도로 접종하고 100 rpm으로 72시간 배양하였다. 그 후 90℃에서 30분간 살균한 후 분무 건조하였다.

[실시예 4] 속성 된장 발효물 제조(IV)

16mesh 정도로 분쇄한 콩 분말에 정제수를 5배 정도 가하고 121℃, 15분에서 멸균살균하였다. 그 후 소맥 등의 전분질 원료에 국균(A. oryzae)을 인공적으로 접 종, 배양하여 만든 코지를 상기 액상혼합물의 5.0%(w/v) 농도로 접종하고, 36℃에서, 200rpm으로 교반하면서 72시간 배양하였다. 그 후 90℃에서 30분간 살균한 후 분무 건조하였다.

[실시예 5] 속성 된장 발효물 제조(V) 최적화

재래식 된장의 풍미와 유사한 특징이 있으며, 정미력이 우수하고, 최단시간에 뛰어난 품질의 무염속성 된장 발효물을 얻기 위하여 실험계획법에 의한 최적화 실험을 진행하였다. 최적화 조건선정에서 코지농도, 국균(아스퍼질러스 오리제, A.oryzae) 발효시간, 효모균(지고사카로마이세스 룩시이 Zygosacharomyces Rouxii) 발효시간을 주요인자로 선정하였으며, 다른 요인은(가수량, 효소의 종류, 효소반응온도, 효소반응시간 등) 고정하고 반응표면분석(RSM)을 실시하였다. 반응표면분석에서 최적 값으로 설정된 값으로 선정된 방법은 다음과 같다.

16mesh 정도로 분쇄한 콩 분말에 정제수를 5배 정도 가하고 121℃, 15분에서 멸균살균하였다. 그 후 소맥분 등의 전분질 원료에 국균(A. oryzae)을 인공적으로 접종, 배양하여 만든 코지를 액상혼합물의 5.5%(w/v) 농도로 접종하고, 36℃에서, 200 rpm으로 교반하면서 130시간 배양하였다. 그 후 델보라제를 0.1%(v/v) 농도로 첨가하고 55℃에서 200 rpm으로 교반하면서 6시간 반응시켰다. 온도를 다시 30℃로 냉각 후 효모균(지고사카로마이세스 룩시이, Zygosacharomyces Rouxii)을 영양배지(Nutrient Broth, beef extract 0.3%, peptone. 0.5%)에서 30℃에서 이틀간 100 rpm으로 진탕 배양하여 0.1% 농도로 접종하고 100 rpm으로 106시간 배양하였다. 그 후 90℃에서 30분간 살균한 후 분무 건조하였다.

[실시예 6] 속성 된장 발효물의 평가

반응표면분석으로 최적화된 방법으로 제조 후 건조된 속성 된장 발효물의 일반성분은 수분 2~4%, 조단백 41~45%, 조지방 23~27%, 탄수화물 20~24%, 조회분 4.5~6.0%, 식염 0.1%였으며 Glutamic acid는 2.2~2.8%, 총 아미노산 12~14%, 가용성 단백질이 27~31% 수준이었다.

<표1> 아미노산 및 가용성 질소 분석결과

	A	B	C	D	E	F	G	H	I
Asp(mg/100g)	897	1122	264	366	285	464	459	241	241
Glu(mg/100g)	2801	2296	422	465	1793	337	1424	573	351
Ser(mg/100g)	668	728	189	259	597	377	493	200	141
His(mg/100g)	319	343	47	144	233	228	119	78	49
Gly(mg/100g)	355	436	93	248	386	335	244	97	75
Thr(mg/100g)	606	567	121	314	454	424	397	144	117
Arg(mg/100g)	552	1287	387	141	82	130	518	436	351
Ala(mg/100g)	979	659	214	662	1006	874	598	222	199
Tyr(mg/100g)	653	816	282	335	149	233	218	204	207
Val(mg/100g)	817	666	131	403	591	501	549	183	141
Met(mg/100g)	228	245	60	101	157	137	192	84	56
Phe(mg/100g)	1174	954	199	392	588	432	575	254	174
Ile(mg/100g)	827	704	171	396	624	460	594	191	149
Leu(mg/100g)	1771	1245	339	658	892	800	976	393	274
Lys(mg/100g)	1499	995	140	590	819	696	658	250	123
Pro(mg/100g)	807	476	388	523	506	682	452	312	299
Sum(mg/100g)	14955	13539	3447	5994	9163	7111	8466	3861	2957
Soluble N(%)	5.04	5.06	2.91	2.80	3.28	3.15	3.44	3.05	2.91
가용성 단백(%)	31.51	31.64	18.16	17.5	20.47	19.66	21.48	19.06	18.16

A: 실험계획법에 의해 선정된 최적조건 제조

B: 무염 속성된장 발효물 제조(I)

C ~ H: 재래식 된장

I: 개량식 된장

속성된장 발효물이 재래식 된장과 색상, 맛, 향에서 유사한지를 관능적으로 비교 평가하였다(표2). 재래식 된장을 즐겨먹는 10명의 관능검사요원들을 대상으로 동일 염도의 재래식 된장과 속성된장 발효물에 대하여 색상, 향, 맛, 전체적인 기호도를 5점 척도법으로 평가한 결과 재래식 된장과 색상, 향, 맛, 전체적인 기호도에서 비슷한 것으로 평가되었다(95% 신뢰수준).

표2. 재래식 된장과 속성된장 발효물의 관능평가 결과

1) 재래식 된장과 속성된장 발효물의 색상에 대한 선호도 평가

	Sample	n	1	2
Duncan(a,b)	C	10	3.8
	E	10	3.9
	B	10	4.1	4.1
	D	10		4.5
	A	10		4.6
	Sig.		0.31778	0.151732

2) 재래식 된장과 속성된장 발효물의 향에 대한 선호도 평가

	Sample	n	1
Duncan(a,b)	A	10	4.1
	C	10	4.1
	D	10	4.2
	E	10	4.3
	B	10	4.5
	Sig.		0.26667

3) 재래식 된장과 속성된장 발효물의 맛에 대한 선호도 평가

	Sample	n	1
Duncan(a,b)	C	10	4.1
	A	10	4.2
	D	10	4.5
	B	10	4.6
	E	10	4.6
	Sig.		0.30667

4) 재래식 된장과 속성된장 발효물의 전체적인 기호도에 대한 선호도 평가

	Sample	n	1
Duncan(a,b)	A	10	4.2
	C	10	4.2
	E	10	4.4
	D	10	4.5
	B	10	4.6
	Sig.		0.31556

A: 속성된장 발효물

B, C, D, E: 재래식 된장

Claims

분쇄한 콩 분말에 정제수를 1:3~1:10의 비율로 가하여 멸균하는 단계;

상기 멸균된 액상 혼합물에 아스퍼질러스 속 국균을 접종한 후 1차 발효하는 단계;

상기 1차 발효액에 바실러스 속 고초균을 첨가한 후 2차 발효하는 단계; 및

상기 2차 발효액을 냉각 후 지고사카로마이세스속 효모균을 접종한 후 3차 발효하는 단계; 를 포함하는 된장 발효물의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 국균은 아스퍼질러스 오리제(A. oryzae)를 상기 액상 혼합물에 0.1~5%(v/v)의 농도로 첨가하거나, 또는 소맥 등의 전분질 원료에 국균을 인공적으로 접종, 배양하여 만든 코지를 1~10%(w/w) 첨가한 것임을 특징으로 하는 된장 발효물의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고초균은 바실러스 서브틸리스(B. subtilis)를 상기의 액상혼합물의 0.1~3%(v/v) 첨가하거나, 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) 배양액을 0.45㎛(pore size) 여과막으로 여과하여 균체를 제거한 후 상기 액상혼합물의 0.1~3%(v/v) 첨가한 것임을 특징으로 하는 된장 발효물의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고초균은 바실러스속으로부터 유래된 단백질 분해효소, 델보라제(Delvorase, DSM) 또는 맥사자임 (Maxazyme NMP DS)을 상기 액상혼합물의 0.01~1.0%(v/v) 첨가한 것임을 특징으로 하는 된장 발효물의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 효모균은 지고사카로마이세스 룩시이(Zygosacharomyces Rouxii)를 0.1%(v/v)로 접종한 것임을 특징으로 하는 된장 발효물의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 된장 발효물의 1차 발효부터 3차 발효는 28℃~60℃에서 5 ~ 15일 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 된장 발효물의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 각 발효 단계 후 80℃~121℃에서 10분~40분 가열하여 효소 실활 또는 균을 살균하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 된장 발효물의 제조 방법.
글루탐산 1.0~5.0중량%, 총유리아미노산 10~30중량% 및 가용성 단백질 20~50중량%을 포함하는 제 6 항에 따라 제조된 된장 발효물.