KR101325299B1 - 칡을 이용한 술 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칡을 이용한 술 제조방법을 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 산야에 자생하는 덩굴식물의 칡을 셀룰라아제(Cellulase), 펙타나아제(Pectinase), 액화효소 등으로 효소처리하여 전분 회수율을 높여 주세법에서 규정하는 약,탁주를 칡의 전분만으로 제조할 수 있도록 한 것이며, 이에따라 종래 칡을 이용하여 술을 제조하는 기술에 비해 가공처리의 단순화를 통해 탄소 배출량을 감소시킴은 물론, 친환경적 제조환경을 부여할 수 있도록 한 것이다.

Description

칡을 이용한 술 제조방법{Manufacture Method of The Arrowroot Alcoholic Liquor}

본 발명은 칡을 이용한 술 제조기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산야에 자생하는 덩굴식물의 칡(Pueraria thunbergiana BENTH)을 셀룰라아제(Cellulase), 펙타나아제(Pectinase), 액화효소(α-amylase) 등으로 효소 처리하여, 종래에 칡을 이용하여 술을 제조하는 기술에 비해 가공처리의 단순화를 통해 탄소 배출량을 감소시킴은 물론, 친환경적 제조환경을 부여하고, 특히 일반적인 추출방식의 전분 회수율에 비해 획기적으로 전분 회수율을 증가시켜 주세법에서 규정하는 약, 탁주를 칡의 전분만으로 제조할 수 있도록 하는 칡을 이용한 술 제조방법에 관한 것이다.

세계의 국가 또는 나라는 그 나라의 산업적 생산물에 기반을 둔 다양한 발효문화가 자리를 잡고 있다. 단일국가이든 다양한 인종이 사는 나라에서도 이러한 문화들은 나라를 대표하는 명품으로 나타나는 경우도 있고, 경우에 따라 가양주나 어느 특정한 사람들의 비법으로 전래되며 제조되어 음용되는 경우도 있다.

이러한 다양한 발효식품 중 가장 보편화된 것이 알코올 발효를 통한 술의 제조라 할 수 있으며, 술의 제조 방법은 원료의 선택에 따라 구분된다.

직접 당분을 주원료로 하는 경우 단발효라고 하며 발효가 가능한 효모만을 입식하여 술을 만드는데 과실주가 이에 속한다. 또 다른 방법은 전분원료를 효소를 사용하여 당화하고 이 당화액에 효모를 접종하여 술을 만드는 것을 복발효라고 하는데 일반적인 약,탁주 등이 이에 속한다.

또한, 증류주라고 하는 것은 상기 설명한 두 가지 방법에 의해 제조된 술을 증류하는 과정을 거쳐 고 알코올의 술을 만드는 방법에 불과한 것이다.

한편, 상기와 같은 술 제조에 있어서 전분을 당화시키는 효소는 미생물 중 주로 곰팡이류에 의해 생산되며, 이는 흔히 누룩이라고 알려진 곰팡이의 효소는 발효식품의 대명사인 고추장, 된장 등에도 메주라는 이름으로 이용되고, 대부분 Aspergillus, Rhyzopus 등의 곰팡이류가 이용된다.

상기와 같은 균들은 섬유질이 있는 곡류를 이용하여 균을 자연적 또는 인위적으로 접종하고 발효시키며 곰팡이가 성장하면서 분비하는 효소(Amylase, Protease 등)를 다시 발효하려는 전분질(쌀, 보리, 밀 등)에 가하고 당화를 시킨 후 다시 효모(Yeast)로 당화원을 알코올로 전이시키는 것이다.

한편, 칡으로 만드는 술에 대한 제조 방법을 고찰하면, 우선 칡 전분(이하 ‘갈분’으로 칭함)을 이용하여 발효하는 방법(등록특허 제 10-0771706 호, 이하 선행기술 1 이라함)에 관한 것이 있으며, 이는 갈분을 당화시키고 효모 같은 미생물을 매개체로 알코올 발효하여 술으로 만드는 보편 타당한 원리를 이용한 방법인 것이다.

또한, 칡을 열수로 추출하여 그 추출액을 주조과정의 물로 사용하거나 단순히 칡으로 술을 담는데 분쇄하여 첨가하는 방법 등으로 칡의 성분이 술에 혼합되도록 하는 방법(특허출원 제 1994-0003598 호, 이하 선행기술 2 이라함)에 관한 것이 개시되어 있다.

상기 선행기술 1의 경우에는 고구마, 타피오카 등의 전분을 이용하여 주정을 만드는 방법과 크게 다르지 않으며, 상기 선행기술 2의 경우에도 식물약재를 일반적으로 추출하는 방법을 이용하여 칡으로 술을 만드는 방법의 기본적인 과정을 사용하고 있다.

그러나, 상기 선행기술 1과 같이 실제 갈분으로만 술을 빚는 경우 갈분을 비용을 산정한다면 일반 주류업체에 있어 칡 술을 만드는 것은 상업적으로 타당성이 맞지 않게 되며, 고가 상품으로 유통될 수 밖에 없다.

즉, 상기 선행기술 1은 단순하게 칡에서 가공된 전분을 사용하여 술을 빚는 방법에 대한 과정이며, 실제 술을 담기 위해 사용되는 칡 전분의 양으로 보자면 상업적 가치가 부족한 술빚기라 할 수 있고, 또한 갈분을 사용하는 경우 칡의 풍미가 적어 칡으로 만든 술이라는 이미지 부각도 어려운 형편이다.

또한, 상기 선행기술 2는 상기 선행기술 1에서보다 오히려 칡을 열수 추출하여 그 액을 주조과정에 혼합하여 만드는 방법으로서 이는 칡 술로서 이미지는 강하다 할 수 있지만, 이는 칡을 분말 전분으로 만드는 과정에서 칡의 고유 향미나 색이 사라지며 이러한 예로 극명하게 알 수 있는 사실 중 하나가 일반에 유통되는 칡 냉면에 오히려 해당되는 것으로, 실제 칡 냉면의 표기사항을 볼 경우 칡의 사용양은 매우 적으며 색을 내기 위해 태운 보리가루나 커피 합성색소 등을 이용하여 한 때 사회적 문제가 되기도 하였다.

본 발명은 상기 선행기술들이 가지는 문제를 개선한 것으로, 산야에 자생하는 덩굴식물의 칡을 셀룰라아제(Cellulase), 펙타나아제(Pectinase), 액화효소(α-amylase) 등으로 효소 처리하여 전분 회수율을 높이고 이를 통해 주세법에서 규정하는 약,탁주를 칡의 전분만으로 제조할 수 있도록 하는 칡을 이용한 술 제조방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 칡을 이용한 술 제조방법은, 칡을 파절(破切)하고 분쇄하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계로부터 칡 분쇄물에 일정비율의 펙틴분해효소 및/또는 셀룰로오스 분해효소를 혼합한 후 일정온도에서 가열하여 반응시켜 칡효소분해액을 추출하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계로부터 추출된 칡효소분해액을 여과시킨 후, 상기 여과된 칡효소분해액에 일정비율의 당화효소를 혼합한 후 일정온도에서 일정시간동안 반응시켜 당화칡액을 생성하는 제 3 단계; 및, 상기 제 3 단계에서 생성되는 당화칡액을 사용하여 누룩 또는 정제효소, 효모와 당류 또는 기타 식품첨가물을 가미하여, 5~15%의 알코올분을 가지는 발효한 탁주나 이를 여과하여 주세법에서 규정한 약주를 제조하는 제 4 단계; 를 포함하여 진행하는 것이다.

본 발명의 일면에 따라, 상기 제 2 단계에서 펙틴분해효소 및/또는 셀룰로오스 분해효소의 혼합비율은 0.1~3.0%의 범위내인 것이다.

본 발명의 다른 일면에 따라, 상기 제 3 단계에서 당화효소의 혼합비율은 0.05~3.0%의 범위내인 것이다.

본 발명의 또 다른 일면에 따라, 상기 제 3 단계에서 당화칡액에는 가용성 고형분이 10.0% 이상 함유되도록 구성한 것이다.

이와 같이, 본 발명은 산야에 자생하는 덩굴식물의 칡을 셀룰라아제(Cellulase), 펙타나아제(Pectinase), 액화효소(α-amylase) 등으로 효소 처리하여 전분 회수율을 높여 주세법에서 규정하는 약,탁주를 칡의 전분만으로 제조할 수 있도록 한 것으로, 이를 통해 종래 칡을 이용하여 술을 제조하는 기술에 비해 가공처리의 단순화를 통해 탄소 배출량을 감소시킴은 물론, 친환경적 제조환경을 부여할 수 있도록 하는 한편, 칡을 이용한 주류개발에 있어 원료로부터 얻어지는 전분의 수율을 증대시켜 에너지를 절감하는 차원에서의 경제성을 높이면서 향후 칡으로 가공된 주류의 상품화가 용이하게 이루어지도록 함은 물론, 한 단계 나아가서는 향후 과,채류의 가공에 있어 비가식부위로 분류되는 껍질 등의 섬유소에도 유사방법들을 연구하여 보다 풍부한 방향으로의 식품산업에 기여하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 별도로 칡에서 전분을 추출하고 건조 분말화하는 과정을 생략하고, 칡에서 전분을 추출하고 이를 분말화 하기 위한 건조열이 아닌 80℃ 전후의 액화 또는 당화를 위한 열이 필요하며, 이후로 알코올 발효에 이르기까지 열의 사용이 거의 없다는 점과 전분으로 술을 담는 과정에서 당연히 액화시키기 위해 열이 필요하므로 2중으로 필요한 열을 절감하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 칡을 이용한 술 제조방법을 보인 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 칡을 이용한 술 제조방법을 보인 흐름도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 칡을 이용한 술 제조방법은 제 1 내지 제 4 단계(S10)(S20)(S30)(S40)로 이루어지는 것이다.

상기 제 1 단계(S10)는 칡을 파절(破切)하고 분쇄하는 것이다.

상기 제 2 단계(S20)는 상기 제 1 단계(S10)의 칡 분쇄물에 일정비율의 펙틴분해효소 및/또는 셀룰로오스 분해효소 즉, 0.1~3.0% 범위내의 펙틴분해효소 및/또는 셀룰로오스 분해효소를 혼합한 후 이러한 혼합물을 일정온도(예; 35~85℃)에서 가열하여 반응시켜 칡효소분해액을 추출하도록 한 것이다.

상기 제 3 단계(S30)는 상기 제 2 단계(S20)로부터 추출된 칡효소분해액을 여과시킨 후, 상기 여과된 칡효소분해액에 일정비율의 당화효소, 즉 0.05~3.0% 범위내의 당화효소를 혼합한 후 이를 일정온도(예; 35~75℃)에서 일정시간(예; 30분 이상)동안 반응시켜 가용성 고형분이 10.0% 이상 함유되는 당화칡액을 생성하도록 한 것이다.

상기 제 4 단계(S40)는 상기 제 3 단계(S30)에서 생성되는 당화칡액을 사용하여 누룩 또는 정제효소, 효모와 당류 또는 기타 식품첨가물을 가미하여, 5~15%의 알코올분을 가지는 발효한 탁주나 이를 여과하여 주세법에서 규정한 약주를 제조하도록 한 것이다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 칡을 이용한 술 제조는 최근 효소산업에 대한 관심이 높아지며 다양한 미생물을 이용한 효소들이 양산되며 상업화되고 있는 것을 감안한 것으로, 이러한 본 발명은 효소를 이용하여 칡의 불용성 물질을 가용성 물질로 변환하여 전분의 수율을 향상시킴으로써 칡 자체로만의 발효로써 칡 술을 만들 수 있도록 한 것이다.

[칡 분석법]

상기와 같이 칡을 이용하여 술을 제조함에 있어, 본 발명에서 사용되는 분석법에 대하여 우선 살펴보면 다음과 같다.

1. 직접환원당

1-1 시약

1) 구리용액 : 순수한 황산구리 40g을 물에 녹여 1ℓ로 한다.

2) 알칼리 용액 : 주석산칼륨나트륨 200g, 수산화나트륨 150g을 물에 녹여 1ℓ로 한다.

3) 황산철 용액 : 황산제2철 50g, 진한황산 200g에 물을 가하여 1ℓ로 한다.

4) 과망간산칼륨용액 : 과망간산 칼륨 5g을 물에 녹여 1ℓ로 한다.(역가 측정)

1-2 시험방법

200ml 삼각플라스크에 검체, 황산구리용액, 알칼리 용액의 순서로 각각 20ml씩 넣고 가열하며 서서히 끓이고 식힌 후 윗부분 맑은 용액을 석면여과관으로 여과하고, 침전물은 온수에 씻어 전부 석면위로 옮긴다.

석면위의 적색침전은 소량의 황산 제 2 철 용액으로 녹여 깨긋한 용기에 받고 석면여과관을 온수로 2~3회 씻어 혼합한 후 전체용액을 과망간산칼륨용액으로 적정하여 적자색이 될 때가지 소요량을 m(ml)라 하면 아래와 같은 수학식1에 의해 당분의 양을 구한다.(A=m×F, F:과망간산칼륨용액의 역가)

[수학식 1]

직당(%)=[A(g)×희석배수 / 검체의 양(g)] × 100

또한, 칡의 녹말값을 환산하기 위한 실험방법에 대하여 살펴보면,

2. 녹말값

2-1 시약

1) 25% 염산용액(비중 1.125)

2) 10% 수산화 나트륨용액 : 수산화나트륨 100g을 물에 녹여 1ℓ로 한다.

3) 지시약 : 메틸 오렌지

2-2 시험방법

1) 분쇄한 검체(칡) 1.2~1.5g을 달아 500ml 플라스크에 넣고 물 200ml와 25% 염산 20ml를 가하고 1m 이상의 콘덴서를 붙여 2.5시간 물 중탕기에 가열하고 냉수로 급랭한 후 메틸오렌지를 2~3방울 가한 후, 10% 수산화나트륨 용액으로 미산성이 될 때까지 중화한다.

500ml 메스플라스크에 옮겨 눈금을 맞추고 진공펌프에 걸어 여과지에 여과하고 그 여과용액 20ml를 준비하여 생산된 환원당을 아래의 수학식2를 이용하여 직당으로 환산(S)한다.

[수학식 2]

녹말값(%) = [(S(g) × 0.9) / 검체량(g)] × 100

3. 효소 처리

3-1. 셀룰라아제(Cellulase), 펙티나아제(Pectinase)

사과, 포도, 딸기 등을 청징화에 많이 사용 효소이다. 다양한 종류가 있으며 전분분해효소의 보조제나 농축시 보조제로 많이 투입되고 있다. 작용온도는 종별에 따라 다르며 보통 35~55℃에서 활발한 반응을 보인다. 보통 0.1~0.02% 범위에서 사용된다.

3-2. 당화효소

전분을 당화하는 효소로 Amylase 계통이 많다. 액상과당 또는 물엿이라고 부르는 당류가 주로 효소로 전분을 분해하여 얻어지는 산물이다. 당화효소는 열에 비교적 약하다는 단점이 있으며, 특히 전분 등은 단순한 온도로 당화를 시키는 것은 위험하여 필요에 따라 다른 효소와 병행 처리하여 안전성을 높이는 경우가 있다.

[실시예 1]

한편, 전분화 수율이 높은 효소를 선정하기 위한 실시예1에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

1. 섬유소 분해효소를 이용한 전분 수득율 향상 실험

1) 효소는 시중에 사용되고 있는 기성품으로 Cellulast(남영상사), Pectinex(남영상사), Viscozyme(대종상사)의 것을 사용하였다.

2) 칡은 뿌리를 분쇄기(시판제품)에 넣어 분쇄한 후 사용하였다.

각 원료에 대한 첨가량은 다음 [표 1]과 같다.

칡 전분 효소분해를 위한 원료 첨가비율

항 목	A	B	C	D	E
효소명	무첨가	Celluclast	Pectinex	Viscozyme	Sclase-N
효소유형	액상	액상	액상	액상	분말
칡 첨가량	10	10	10	10	10
물 첨가량	90	89.95	89.95	89.95	89.95
효소첨가량	0.00	0.05	0.05	0.05	0.05

표 1은 칡의 전분 수율을 증가시킬 목적으로 각각 효소를 사용하여 분해율을 측정한 실험이다. 이렇게 첨가한 후 온도 45℃에서 4시간 반응한 후 각각 전분 수득율을 구하였다. 결과는 아래의 [표 2]와 같다.

칡 전분 효소분해율

항 목	A	B	C	D	E	비고
전분 전이지수	100.0	114.3	113.6	113.4	106.5

상기 표 2에서와 같이 각 효소를 동일조건으로 칡의 비전분 물질을 분해시킨 결과 Cellulast(남영상사), Pectinex(남영상사), Viscozyme(대종상사)이 효소를 반응시키지 않은 시료군에 대해 약 14%의 전분 수득율을 증가시키는 효과가 있는 것으로 나타났다.

상기 지수는 총 얻어진 양에 고형분(굴절 당도계 측정)을 곱한 후 효소를 무첨가한 A를 기준으로 백분율한 값이다.

따라서, 칡을 분쇄한 후 섬유분해효소(셀룰라아제, 펙티나아제 등)를 사용하며, 일반 추출법보다 14% 정도의 전분을 더 얻을 수 있으며, 섬유분해효소의 농도나 반응시간을 증가시키므로 더 확실한 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

2. 당화를 위한 효소실험

1) 시료는 효소 무첨가, 액화효소(α-amylase ; Termamyl-대종상사), 당화효소(β-amylase) 2종으로 하였다.

2) 반응온도는 30℃에서 4시간을 반응하였고 반응형태는 정치식으로 하였다. 원료별 투입량은 아래의 [표 3]과 같다.

당화를 위한 효소실험

항 목	효소무첨가	액화효소	당화효소	비 고
칡 투입량	1,000	1,000	1,000
정제수	2,000	2,000	2,000
효소투입량	없음	1.0	1.0
가용성고형분	6.5	6.5	6.5

당화를 위한 실험의 결과는 아래의 [표 4]와 같다.

당화를 위한 효소실험결과

항 목	효소무첨가	액화효소	당화효소	비 고
최초 고형분	6.5	6.5	6.5
반응 후 고형분	6.4	6.5	7.1
착즙량	318	322	324
전분가	10.17	10.46	11.50
수율 환산	100.0	102.8	113.1	기준값: A

상기 표 4와 같은 결과에서 액화효소와 당화효소를 비교 실험한 결과 당화효소에서 당화율이 약 13% 증가됨을 알 수 있다.

따라서, 상기 실험들을 중심으로 원료 칡의 전분을 발효가 가능한 당분(고형분으로 환산)으로 환원하는 실험을 실시하여 그 결과에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상기 각 효소들로부터 칡의 섬유소 또는 가용 가능한 전분 성분을 효소를 통해 당화시키는 실험들이 제시되었고 이들은 각 분석방법을 통하여 결과 수치를 표에 열거하였다.

[실시예 2]

본 발명은 칡을 가공하여 별도로 얻어진 산출물을 이용하는 것이 아니라, 칡을 직접 효소와 접촉 반응시키므로 일반적으로 칡에서 얻어지는 낮은 고형분을 효모를 이용하여 술로 만들 수 있는 고형분까지 상승시키는 과정에 대한 실험을 다음과 같이 실시하였다.

1. 당화실험

1) 원료의 준비 : 칡을 분쇄기로 분쇄하여 중량을 계량하고 고형분을 측정하였다.

2) 효소제 계량 : 액화효소(α-amylase ; Termamyl-대종상사)를 원료량 0.3%를 가하였다.

3) 효소 반응 : 85℃에서 3분 가열한 후 고형분을 측정하였다. 그 결과는 아래의 [표 5]와 같다.

당화실험 결과

항 목	실험 수치	비 고
최초 고형분	2.6
반응 후 고형분	17.3
고형분 증가율	565.4%

상기 표 5에서 나타난 바와 같이, 본 실험방법으로 칡을 분쇄하고 그 분쇄물에 효소반응을 통하여 당화과정을 접목할 시 탁주의 알코올 농도를 칡 자체만으로도 얻을 수 있는 고형분 17% 이상이 얻어지며, 이렇게 얻어진 칡액에 효모(Saccharomyces cerevsiae)를 0.3% 가하여 발효한 결과 알코올함량 8.2%의 우량한 발효주가 얻어졌다.

[실시예 3]

상기 칡액에 효모(Saccharomyces cerevsiae)를 0.3% 가하여 발효한 결과 알코올함량 8.2%의 우량한 발효주가 얻어지는 과정에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

알코올 발효실험

1) 칡의 단독으로 발효를 하는 경우

칡전분액 99.7%(당화시킨 전분액)

건조효모 0.3%

상기와 같이 배합을 하고 30℃에서 5일간 발효한 결과 알코올 함량 8.2%의 탁주가 발효되었다.

2) 가당(加糖)/가수(加水)를 하는 경우

주세법에 의거 발효원의 포도당 환산분 30%를 가당을 할 수 있으므로 칡의 고형분 17%와 법이 허가한 30% 가당량을 합하면 고형분은 22% 가까이 된다.

이를 가수하여 제조하는 예는 아래와 같다.

칡전분액 60.0%(당화시킨 전분액)

정백당 3.0%

정제수 37.0%

상기와 같이 하였을 때 알코올 함량 6.0의 탁주가 얻어졌다.

상기 실시예3에서 나타난 바와 같이 칡전분액의 함량에 따라 정백당을 가감할 수 있으며, 정백당을 최대한으로 사용한 경우 알코올분 11.2%의 칡 술이 얻어짐을 확인할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 칠을 이용한 술 제조방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (4)

1. 칡을 파절(破切)하고 분쇄하는 제 1 단계;
   상기 제 1 단계로부터 칡 분쇄물에 일정비율의 펙틴분해효소 및/또는 셀룰로오스 분해효소를 혼합한 후 일정온도에서 가열하여 반응시켜 칡효소분해액을 추출하는 제 2 단계;
   상기 제 2 단계로부터 추출된 칡효소분해액을 여과시킨 후, 상기 여과된 칡효소분해액에 일정비율의 당화효소를 혼합한 후 일정온도에서 일정시간동안 반응시켜 당화칡액을 생성하는 제 3 단계; 및,
   상기 제 3 단계에서 생성되는 당화칡액을 사용하여 누룩 또는 정제효소, 효모와 당류 또는 기타 식품첨가물을 가미하여, 5~15%의 알코올분을 가지는 발효한 탁주나 이를 여과하여 주세법에서 규정한 약주를 제조하는 제 4 단계; 를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 칡을 이용한 술 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 단계에서 펙틴분해효소 및/또는 셀룰로오스 분해효소의 혼합비율은 0.1~3.0%의 범위내인 것을 특징으로 하는 칡을 이용한 술 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 3 단계에서 당화효소의 혼합비율은 0.05~3.0%의 범위내인 것을 특징으로 하는 칡을 이용한 술 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 3 단계에서 당화칡액에는 가용성 고형분이 10.0% 이상 함유되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 칡을 이용한 술 제조방법.

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