KR101188113B1 - 유동성이 향상된 쌀엿 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 안전성 및 유동성이 향상된 새로운 당조성의 쌀엿 및 알파-아밀라아제 뿐만 아니라 플루라나아제 및 글루코아밀라아제를 조합하여 쌀 전분의 80% 이상을 차지하는 아밀로펙틴을 분해하여 생성한 새로운 당조성을 가지고, 단백질분해효소를 사용하여 제조공정 중 오염원이 될 수 있는 기포발생을 억제하도록 제조한 쌀엿의 제조방법에 관한 것이다.

Description

유동성이 향상된 쌀엿 제조방법 {A preparation method of rice syrup with improved fluidity}

본 발명은 효과적인 효소처리를 통한 미생물 안정성 및 유동성이 향상된 쌀엿의 제조방법에 관한 것이다.

우리의 전통 식품인 조청은, 엿을 고다가 중도에서 불을 끄고 완전히 졸이지 않은 상태의 식품을 가리키는데, 쌀, 수수, 좁쌀, 옥수수 등의 전분을 수침, 팽윤, 호화한 후, 찬 엿기름 물을 부어 7~8시간 보온상태로 두면 삭아서 밥알이 동동 떠오른다. 이것을 펴서 베자루에 담아 눌러서 짜면 뽀얀 당화액이 나오는데, 이것을 솥에 퍼담고 나무주걱으로 눋지 않게 저으면서 곤다. 다 고아진 엿을 주걱에 떠서 비스듬히 들었을 때 엿이 실같이 연속된 상태로 늘어지면서 굳는데, 이렇게 굳기 전의 상태가 곧 조청이다.

전통방식으로 제조된 조청은 일정한 품질관리 및 대량 생산하기에 어려움이 있다. 이를 극복하기 위해 상업적인 조청제조는 쌀, 수수, 좁쌀, 옥수수 등의 전분을 일정하게 분해하여 맥아당 성분으로 전환시키는 기능을 가진 효소들을 이용한 제조 방법이 통상적으로 이루어지고 있다.

한편 쌀엿은 정제된 전분을 이용하는 물엿과는 다르게 쌀 자체를 사용함으로써 단백질, 미네랄 등의 영양성분이 풍부하다. 상업적인 쌀엿은 식품공전에서 맥아엿으로 분류되며, 맥아당 25% 이상으로 관리되었으나, 최근 물엿으로 통합되어 포도당당량(DE) 20% 이상으로 관리되고 있다. 하지만, 일반적으로 상업적인 쌀엿의 대부분은 맥아당 40% 이상, 포도당당량 40% 이상의 제품으로 판매되고 있다. 이러한 이유로 당화효소는 대부분 맥아당만을 분해하는 효소를 사용하고 있다.

쌀엿은 쌀 자체를 사용하기 때문에 미생물이 이용 가능한 영양성분이 풍부하고, 이로 인하여 높은 당도(bx)에도 불구하고 내당성 효모 등의 오염에 의해 가스발생, 후발효 등을 일으켜 이미, 이취 등의 발생과 단백질 성분으로 인해 농축 후 제품상단의 거품발생으로 외관 저하 및 미생물 오염원이 되는 등 품질저하문제가 발생하고 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위해 더 높은 당도(Bx)로 농축한 제품을 볼 수 있으나, 흐름성이 나빠져서 소비자가 사용하는데 불편한 점이 많은 것이 현실이다. 실제로 액상당류제품에서 흐름성(유동성)은 중요한 품질 요소가 되고 있다. 또한 쌀엿의 중요한 품질 요소 중 하나는 미생물 안전성으로 쌀엿의 오염균으로는 높은 당도에서도 생육 가능한 내당성 효모가 문제가 되고 있다. 쌀엿에서 이러한 효모의 생육을 저해하기위해서는 제품의 수분활성도(Aw)를 저하시킬 필요성 있다.

본 발명자들은 알파-아밀라아제 뿐만 아니라 플루라나아제 및 글루코아밀라아제를 조합하여 쌀 전분의 80% 이상을 차지하는 아밀로펙틴을 분해하여 생성한 새로운 당조성을 가지고, 단백질분해효소를 사용하여 제조공정 중 오염원이 될 수 있는 기포발생을 억제하도록 하여 제조한 쌀엿은 수분활성도가 낮아 미생물 안정성이 뛰어나고 동시에 유동성이 향상되었음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 수분활성도의 저하로 인하여 미생물 안정성이 개선되고 유동성이 향상된 새로운 당조성의 쌀엿과 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 단당류 15 ~ 20 중량%, 이당류 50 ~ 60 중량%, 삼당류 10 ~ 20 중량%, 중합도 4 이상의 다당류 10 ~ 20 중량%의 당조성을 가지고, 수분활성도가 0.65 ~ 0.7인 쌀엿에 관한 것이다.

본 발명의 쌀엿은 단당류 5 ~ 10 중량%, 이당류 40 ~ 50 중량%, 삼당류 20 ~ 25 중량%, 중합도 4 이상의 다당류 15 ~ 25 중량%를 포함하는 기존 쌀엿에 비하여 단당류와 이당류 함량이 높고, 삼당류와 중합도 4 이상의 다당류의 함량이 낮은 당조성을 가진다.

본 발명의 쌀엿에서 단당류 또는 이당류의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 삼투압의 증가를 원하는 수준으로 달성할 수 없고 이로 인하여 수분활성도가 충분히 낮아지지 않는 문제가 있다. 또한 단당류 또는 이당류의 함량이 상기 상한치를 초과하는 경우에는 쌀엿 고유의 물성에 비해 너무 묽게되고, 단맛이 너무 강해 쌀엿 고유의 복합적인 풍미가 훼손될 수 있다. 또한 상기 당조성을 가지는 쌀엿의 포도당당량(DE)는 50 ~ 60인 것이 바람직하다. 포도당당량이 상기 하한치 미만이면 흐름성이 나빠지고 단맛이 부족해지며, 상한치를 초과하는 경우에는 단맛이 너무 강해 쌀엿의 고유의 풍미가 저하되며, 물성이 너무 묽어진다.

또한 수분활성도가 상기 상한치를 초과하는 경우에는 당도가 80 ~ 82 브릭스 정도에서도 자이고사카로미세스 로욱시(Zygosaccharomyces rouxii)와 같은 내당성 효모의 증식을 효과적으로 억제할 수 없고, 수분활성도가 상기 하한치 미만인 경우에는 미생물 안전성은 뛰어나지만, 본 발명의 당조성에서 다른 첨가제의 사용 없이 상기 하한치 미만으로 수분활성도를 낮추는 것은 어렵다.

본 발명의 상기 새로운 당조성을 가지는 쌀엿의 당도는 80 ~ 82 브릭스가 바람직하다. 79 브릭스에서도 내당성 효모의 증식이 효과적으로 억제되기 시작하지만, 상업적 대량생산에서의 공정의 안정성을 고려하면 80 브릭스 이상으로 관리하는 것이 바람직하고, 82 브릭스 이상에서는 흐름성이 나빠지는 경향이 있다. 본 발명의 쌀엿의 당도는 기존의 상업적으로 판매되는 쌀엿과 당도가 동일하거나 약간 높은 수준이지만, 새로운 당조성의 도입으로 인하여 흐름성은 오히려 현저히 뛰어나다.

또한 본 발명은 분쇄한 쌀을 액화시킨 액화액을 알파-아밀라아제, 플루라나아제 및 글루코아밀라아제를 포함하는 혼합 당화효소로 분해시키는 것을 특징으로 하는 쌀엿의 제조방법에 관한 것이다.

먼저 쌀엿의 제조를 위해 쌀을 분쇄하거나 액화시키는 공정은 종래 사용되어오던 전통적인 방법 또는 상업적인 대량생산에서 이용되는 방법을 제한없이 사용할 수 있다.

상업적인 대량생산에 사용되는 방법의 일례를 들면, 쌀의 분쇄는 해머밀을 이용하여 40 ~ 80 Mesh, 50% pass로 쌀을 분쇄할 수 있다. 쌀의 분쇄 정도는 쌀엿의 제조공정에서 이후 품질의 균일성 및 관능에 영향을 미칠 수 있으므로, 분쇄 정도를 정확히 결정하는 것이 중요하다.

또한 분쇄된 쌀을 액화시키는 단계는 분쇄된 쌀가루 100 중량부에 대하여 정제수를 100 ~ 300 중량부, 액화효소를 0.01 ~ 0.2 중량부 첨가 및 혼합하여 90℃ ~ 110℃로 승온하여 1 ~ 3시간 반응시켜 액화액을 제조할 수 있다. 액화효소로는 전분의 α-1,4-글루코시딕 결합을 무작위적으로 분해하는 기능을 가지고 있는 알파-아밀라아제로서, 예를 들면 Termamyl SC (제조사 : 노보자임), SpezymeFred (제조사 : 제네코) 등이 사용될 수 있다. 일정시간 액화를 진행한 후 액화효소를 실활시켜 액화단계를 종료한다. 액화효소의 실활조건은 효소에 따라 다를 수 있고, 예를 들어 SpezymeFred의 경우 105℃ ~ 115℃에서 15분 ~ 30분가량 처리함으로서 효소 실활을 수행 할 수 있다.

다음으로 본 발명에서는 상기 분쇄한 쌀을 액화시킨 액화액을 알파-아밀라아제, 플루라나아제 및 글루코아밀라아제를 포함하는 혼합 당화효소로 분해하여 당화시킨다.

알파-아밀라아제는 전분의 α-1,4-글루코시딕 결합을 비환원말단부터 맥아당 단위로 분해하는 맥아당생성효소로서, 예를 들어 Fungamyl(제조사 : 노보자임)이 있다.

또한 플루라나아제(Pullulanase)는 전분의 α-1,6-글루코시딕 결합을 분해하는 가지분해효소로서, 예를 들어 CK-20L, Optimax L-1000(제조사 : 제네코) 등을 들 수 있다.

또한 글루코아밀라아제(glucoamylase)는 전분의 α-1,4-글루코시딕 결합을 비환원성 말단부터 포도당 단위로 분해하는 포도당생성효소로서, 예를 들어 AMG(제조사 : 노보자임), Optimax 4060VHP(제조사 : 제네코)가 사용될 수 있다.

본 발명에서는 분쇄한 쌀 100 중량부에 대하여 알파-아밀라아제 0.04 ~ 0.07 중량부, 플루라나아제 0.02 ~ 0.05 중량부, 글루코아밀라아제 0.005 ~ 0.15 중량부를 첨가하여 당화를 진행할 때, 기존 쌀엿에 비하여 단당류와 이당류 함량이 높고, 삼당류와 중합도 4 이상의 다당류의 함량이 낮은 단당류 15 ~ 20 중량%, 이당류 50 ~ 60 중량%, 삼당류 10 ~ 20 중량%, 중합도 4 이상의 다당류 10 ~ 20 중량%의 당조성을 가지고, 수분활성도가 0.65 ~ 0.7인 쌀엿을 제조할 수 있다.

상기 알파-아밀라아제, 플루라나아제 및 글루코아밀라아제를 포함하는 혼합 당화효소 이외에 추가로 건맥아를 포함할 수 있다. 건맥아의 함량은 특별히 한정하지는 않지만, 분쇄한 쌀 100 중량부에 건맥아 1 ~ 5 중량부 첨가한다.

상기 당화효소를 투입한 당화반응은 50 ~ 70℃로 승온하여 5 ~ 15시간 실시할 수 있고, 반응이 종료된 후 통상적으로 65℃ ~ 85℃에서 15분 ~ 30분가량 처리함으로서 효소 실활을 수행할 수 있다.

다음으로 상기 혼합 당화효소로 분해하여 제조한 당화액을 여과한 후, 여과액에 단백질분해효소를 투입하여 반응시킬 수 있다.

본 발명에서 여과 방법은 특별히 한정하지는 않지만, 상기 당화액을 필터프레스로 압착 및 여과하여 수행할 수 있다.

상기 여과액은 쌀에 존재하는 단백질로 인하여 거품이 생성되고, 생성된 거품은 오염원이 될 수 있으므로, 여과액에 단백질분해효소를 투입하여 반응시키는 것이 바람직하다.

단백질분해효소로는 특별히 한정하지는 않지만, 예를 들어 Maxazyme NNP DS (제조사 : DSM F.S)을 사용할 수 있고, 분쇄한 쌀 100 중량부에 대하여 단백질분해효소 0.004 ~ 0.007 중량부 첨가하는 것이 거품 제거에 바람직하다.

단백질분해효소를 투입한 후의 반응은 50℃ ~ 70℃, 30분 ~ 1시간 실시할 수 있다.

다음으로 상기 여과액은 농축탱크에서 원하는 당도까지 농축을 진행한다.

농축은 특별히 한정하지는 않지만, 여과액을 50℃ ~ 70℃에서 감압하여 70 ~ 75Brix에 도달 할 때까지 진공 농축하는 단계와 100℃ ~ 110℃에서 75 ~ 85Brix에 도달할 때 까지 개방 농축하는 두 단계를 통해 얻어질 수 있다.

또한 상기 농축액은 100 ~ 200Mesh 여과망을 이용하여 불순물 제거를 실시 할 수 있다.

본 발명에서는 새로운 당조성을 가짐으로 인하여 미생물 안정성 및 유동성이 향상된 쌀엿을 제공할 수 있다.

또한, 알파-아밀라아제 뿐만 아니라 플루라나아제 및 글루코아밀라아제를 조합한 당화효소를 사용하고, 제조공정 중 오염원이 될 수 있는 기포발생을 억제하는 단백질분해효소의 사용한 쌀엿의 제조방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실험예 3에서 오염균을 접종한 후 당도 및 배양기간에 따라 효모균수가 변화하는 모습을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실험예 3에서 오염균을 접종한 후 당도 및 배양기간에 따라 가스 발생 여부를 확인할 수 있는 사진이다.

이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

(1) 쌀 분쇄 단계

쌀을 분쇄하기 위해 해머밀을 이용하였으며, 분쇄 정도는 #60, 50% pass로 하였다.

(2) 액화 단계

액화효소 종류에 따른 분해정도 및 최소 사용 농도를 알아보고자 상기 (1) 단계를 통해 가공된 쌀가루에 쌀가루 중량대비 3배의 정제수를 투입, 혼합 한 후 쌀가루 중량대비 0.2중량%의 기존은 Termamyl과 0.2중량%, 실험군 1 및 2는 0.1중량%의 SpezymeFred(효소역가 17,400 LU/g)를 각각 투입하여 105℃, 3시간 효소반응을 수행하였다.

액화액을 분석한 결과 기존 대비 실험군 2의 포도당당량(DE), 당도(Bx), 당조성 등이 유사하게 나왔으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

(3) 당화 단계

적절한 당화효소의 조합에 의한 분해 정도 및 사용량을 알아보고자 상기 (2)단계의 각각의 액화액에 쌀가루 중량대비 0.03중량%의 Fungamyl 800L(효소역가 800 FAU/g)를 투입한 대조군, 쌀가루 중량대비 0.06중량%의 Fungamyl 800L, 0.03중량%의 CK-20L, 0.02중량%의 AMG 300L(300 AGU/ml)를 투입한 실험군 1, 쌀가루 중량대비 0.06중량%의 Fungamyl 800L, 0.03중량%의 Optimax L-1000(효소역가 1,000 ASPU/g), 0.02중량%의 Optimax 4060VHP(플루라나아제 효소역가 390 ASPU/g 및 글루코아밀라아제 효소역가 260 GAU/g)를 투입한 실험군2를 각각 65℃, 12시간 효소반응을 수행하였다. 건맥아는 2.0중량%로 공통적으로 투입하였다.

(4) 여과 단계

상기 (3)단계에서 얻어진 실험군2 당화액을 필터프레스를 통해 여과를 실시하였다.

(5) 거품제거 단계

상기 (4)단계에서 얻어진 여과액에 거품를 제거하기 위해 Maxzayme NNP DS를 쌀가루 중량대비 0.003중량%를 투입한 후 65℃, 1시간 효소반응을 실시하였다.

(6) 진공 ? 개방농축 ? 여과단계

상기 (5)단계에서 얻어진 액을 50℃에서 60 브릭스까지 진공농축을 실시 한 후 연이어 100℃에서 80 브릭스까지 개방농축을 실시한 액을 200Mesh 여과망을 이용하여 불순물을 제거하였다.

(1) ~ (6)단계를 통해 사용되어진 실험군별 특징적인 원재료 사용내용을 정리하여 표 2에 나타내었다.

<실험예 1: 쌀엿의 당도, 포도당당량, 수분활성도, 유동성 및 당조성>

기존과 실험군 1 및 2의 당도, 포도당당량, 수분활성도, 유동성 및 당조성을 측정하여 표 3에 나타내었다.

목적으로 하는 당조성 생성 및 미생물 안정성을 확인하기 위해 당도(Bx), 포도당당량(DE값), 당조성 및 수분활성도, 유동성을 분석한 결과 기존 대비 실험군 1, 2 모두에서 삼투압 증가와 관련이 있는 DE값 및 포도당, 맥아당 함량의 증가를 이루었으며, 수분활성도도 유의적으로 저하되었다.

그럼에도 불구하고 실험군 1, 2에서 유동성(흐름성)도 향상됨을 확인 하였다.

<실험예 2: 쌀엿 제조시 충진 단계의 거품생성 유무>

기존 쌀엿의 제조공정은 충진시 거품발생으로 인해 제거를 위한 리드타임 증가 및 오염원의 원인이 되었으나, 실험군 1 및 2는 단백질 분해효소 처리 후 거품발생이 일어나지 않음을 확인하였다(표 4).

위 단계를 거친 실험군 1, 2 중 기존 대비 원재료비 상승이 거의 없고, 분해도가 더 높은 실험군 2를 대상으로 쌀엿 오염균 접종 실험과 관능검사를 실시하였다.

<실험예 3: 쌀엿 오염균 접종 실험>

상기 실시예에서 얻어진 쌀엿 중 실험군2의 미생물 안정성을 확인하기 위하여 오염된 쌀엿에서 분리된 Zygosaccharomyces rouxii를 1×10⁷ 수준으로 배양 후 쌀엿 70, 75, 78, 79, 80Bx로 제조된 샘플에 1×10⁴ 수준의 고농도로 접종하여 균수 증감여부 등을 확인하였다(도 1).

먼저 접종한 오염균의 특징을 표 5에 정리하였다.

충진 후 보존기간에 따른 가스 발생여부를 표 6 및 도 2에 나타내었다.

70 Bx 이상에서는 일반적으로 미생물이 생육하기에는 어려운 조건이지만, 70 ~ 78 Bx의 농도에서 내당성 효모의 증식 및 대사활동이 일어나 가스발생 및 이미, 이취를 생성하여 제품을 변질시키는 반면, 79 Bx 이상의 고농도에서는 증식 및 대사활동을 거의 하지 못하고 최종적으로 사멸에 이르는 것을 확인하였다.

이는 제품의 당도(Bx) 및 당조성에 의한 삼투압과 수분활성도의 영향으로 사료되며, 효모의 증식 억제 농도는 79 Bx 이상, 상업적 생산공정의 안전성을 감안할 때 80 Bx이상인 것으로 확인되었다.

<실험예 4: 관능검사>

기존 쌀엿을 대조군으로 선정하여 상기 실험군 2에서 얻어진 쌀엿과 관능시험을 수행하였다. 7명의 주부패널을 대상으로 실험군 및 대조군의 쌀엿을 조리전 ? 조리후(멸치볶음)로 하여 주부패널에게 시식하도록 하여 1 ~ 7점 척도로 관능시험을 수행하고 그 결과를 아래의 표 7에 나타내었다.

평가항목은 조리전의 경우 흐름성 정도 ? 기호도, 단맛 정도 ? 기호도, 후미기호도, 전체기호도로 하였으며, 조리후의 경우 윤기 정도 ? 기호도, 끈적임 정도 ? 기호도, 단맛 정도 ? 기호도, 전체기호도로 하였다. 또한, 관능시험 완료 후 구입 선호도를 평가하였다. 조리 전, 후 평가항목 모두에서 기존대비 실험군의 평가가 좋게 나타났다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 단당류 15 ~ 20 중량%, 이당류 50 ~ 60 중량%, 삼당류 10 ~ 20 중량%, 중합도 4 이상의 다당류 10 ~ 20 중량%의 당조성을 가지고, 수분활성도가 0.65 ~ 0.7인 쌀엿.
   
2. 제 1 항에 있어서, 당도가 80 ~ 82 브릭스인 것을 특징으로 하는 쌀엿.
   
3. 분쇄한 쌀을 액화시킨 액화액을 알파-아밀라아제, 플루라나아제 및 글루코아밀라아제를 포함하는 혼합 당화효소로 분해시키는 것을 특징으로 하는 청구항 제1항의 쌀엿의 제조방법.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 혼합 당화효소에 건맥아를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 제1항의 쌀엿의 제조방법.
   
5. 제 4 항에 있어서, 분쇄한 쌀 100 중량부에 대하여 알파-아밀라아제 0.04 ~ 0.07 중량부, 플루라나아제 0.02 ~ 0.05 중량부, 글루코아밀라아제 0.005 ~ 0.15 중량부, 건맥아 1 ~ 5 중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 청구항 제1항의 쌀엿의 제조방법.
   
6. 제 3 항에 있어서, 상기 혼합 당화효소로 분해하여 제조한 당화액을 여과한 후, 여과액에 단백질분해효소를 투입하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 청구항 제1항의 쌀엿의 제조방법.
   
7. 제 6 항에 있어서, 분쇄한 쌀 100 중량부에 대하여 단백질분해효소 0.004 ~ 0.007 중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 청구항 제1항의 쌀엿의 제조방법.

Images