KR101334412B1 - 곡물 배아를 이용한 장류첨가용 기능성 효소분말의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 곡물 배아를 이용한 장류첨가용 기능성 효소분말에 관한 것으로 쌀, 콩 및 소맥 배아 중에서 선택되는 하나 이상의 곡물 배아를 균일하게 혼합한 기질을 고압살균기에 넣고 증숙과 동시에 고온에서 멸균처리 한다음 냉각시킨 멸균된 혼합물에 정수제와 종균을 첨가한 균질성의 원료액으로 발효시에서 48시간 배양한 다음 건조실에서 수분함량 10%가 되도록 건조하여 분말화시킨 곡물 배아를 이용한 장류제조용 기능성 효소분말의 제조방법에 관한 것이다.

Description

곡물 배아를 이용한 장류첨가용 기능성 효소분말의 제조방법{The method of preparing powder-enzyme using cereal's buds for soybean sauce}

본원 발명은 곡물 배아를 이용한 장류첨가용 기능성 효소분말에 관한 것으로 구체적으로는 쌀, 콩 및 소맥 배아 중에서 선택되는 하나 이상의 곡물 배아를 균일하게 혼합한 기질을 고압살균기에 넣고 증숙과 동시에 고온에서 멸균처리 한다음 냉각시킨 멸균된 혼합물에 정수제와 종균을 첨가한 균질성의 원료액으로 발효실에서 48시간 배양한 다음 건조실에서 수분함량 10%가 되도록 건조하여 분말화시킨 곡물 배아를 이용한 장류제조용 기능성 효소분말의 제조방법에 관한 것이다.

곡물의 배아에는 인체에 유용한 영양분은 물론 약리적성분, 생리활성물질이 다량으로 함유되어 있음이 알려지므로서 건강식품, 성인병 예방 및 치료제로서의 연구개발이 진행되고 있으며 일부관련제품도 출시되고 있다.

또한 곡물 배아를 기질로하여 균을 접종하여 발효과정을 거친 효소제품을 발효숙성이 끝난 장류에 첨가하므로서 장류의 건강식품으로서의 기능이 증진되고 우수한 풍미가 부여되며 보존성이 향상될 수 있고 또한 이는 콩, 보리, 소맥 등을 증자한 기질에 함께 첨가하므로서 균을 접종 발효숙성과정을 진행함에 있어서 발효숙성에 요하는 시간을 절반 정도 줄일 수 있고 제품의 균질성을 확보할 수 있으며 상술한 숙성이 끝난 장류에서 부여되는 잇점도 동시에 부여될 수 있는 효소분말의 제조방법이라 할 수 있다.

우리나라에서 예로부터 전수되어온 통상의 장류제조방법은 균주의 선택 없이 자연균 접종에 의한 발효숙성이므로 전분, 단백질, 당, 섬유소 등의 분해력이 약하고 잡균의 오염으로 맛이 일정하지 않고 부패되는 경우도 발생하곤 한다.

또한 종래기술로서 공장에서 된장은 대량으로 제조하기 위한 개량된 방법으로 순수한 단일균으로 황국균인 아스퍼질루스 오리제를 종균으로 하여 증숙한 대두, 쌀, 소맥분, 기타 곡물에 접촉하여 발효시켜 소금물에 담구어 2~3개월 발효숙성시키므로서 제조된 장류(된장)라 할 수 있다.

또한 종래기술로서 황국균 이외의 세균으로서 고초균(Bacillus Subtilis)을 각각 단독으로 접종하거나 아스파라질러스 오리제와 함께 이용하는 방법도 다종의 효소를 생산할 수 있으나 각균의 공통적인 최적화 활성조건에서 차이가 있으므로 이를 최적화시키는 조건이 까다로와 전체적인 수율이 만족스럽지 못하다.

상기 바실러스, 서브틸러스균을 이용하는 된장제조방법의 예가 한국특허공개공보 제1991-2016호에 소개되고 있다. 또한 한국특허공개공보 제2001-81782호는 통상의 제조방법에 관한 것으로 고초균, 황국균, 젖산균, 효모균에서 분리한 균주를 분리하여 이를 혼합한 균주를 종균으로 하여 된장을 제조하는 방법도 있다.

우리 고유의 전통적인 방법의 된장을 일반적인 잡균의 침입 때문에 짠맛을 강하게 하므로서 다른 맛들이 상쇄되어 향미에 의한 식감이 덜하나 상기 개량된 방법들의 경우는 풍미가 좋으나 염도를 감소시키므로서 방부성이 떨어져 변질하는 결과를 초래하게 되므로 보존성을 향상시킬 필요성을 갖게 된다.

그밖에 종래기술로서 국내등록특허공보(등록번호 제414421호)에는 "기능성 된장 및 기능성 된장과 그 제조방법"에 관한 기술내용이 소개되고 있다.

기술의 내용은 콩을 증숙하여 분쇄후 성형하여 매주를 얻고 대나무 끓인 물에 죽염을 용해시킨 죽염수에 상기 매주와 천마하수오 및 자초 등의 한약제를 투입소정시간동안 숙성발효시키므로서 한약제 성분이 울어나오면서 한약제성분이 함유된 기능성 된장과 간장의 제조방법이라 할 수 있다.

이는 메주를 자연접종에 의한 균으로 발효시켜 염수에 침지하는 숙성과정에 깻잎, 콩잎, 더덕, 도라지, 약초성 식물뿌리를 장아치용으로 침지한 된장 정도의 기술내용이라 할 수 있다.

또한 종래기술로서 국내등록특허공보(등록번호 제496568호)에는 "상황버섯 균사체를 이용한 된장고추장의 제조방법"에 관한 기술내용으로 콩을 증숙하고 수분과 산도를 적절하게 조절한 후 고압고온으로 멸균시킨후 상황버섯 균사제를 접종하여 22~25℃로 유지하여 배양하면서 발효시킨후 소금물에 담구어 1~3개월 숙성시켜서된 된장이라 할 수 있다.

이상에서와 같이 종래의 된장제조방법은 한결같이 기질을 증자하여 종균을 접종하여 발효시키고 염수에 침지하여 숙성시키는 과정을 통해 장류를 제조하고 있는바 본 발명과 같이 짧은 시간에 발효시킨 효소분말을 된장에 첨가하여 장을 담기 위한 증자한 기질에 효소분말(효소식품)을 첨가하여 발효시키고 숙성시키므로서 장류의 풍미를 증진, 장류의 발효숙성기간의 단축, 보존성을 향상시킬 수 있는 효소분말은 아직까지 시도된 바 없다.

쌀, 콩, 밀의 배아를 기질로 사용하므로서 인체에 유용한 영양 및 약리성분을 함유하므로서 건강식품으로서의 기능이 부여됨과 동시에 우수한 풍미를 갖게되며 보존성이 탁월한 장류첨가용 효소분말의 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

쌀, 콩, 소맥 배아 중에서 선택되는 하나 이상의 곡물 배아 분말을 균일하게 혼합한 기질을 고압살균기에 넣고 증숙과 동시에 고온에서 멸균처리 한다음 냉각시킨 기질에 정제수를 첨가하여 균질화 시킨후 황국균을 접종한 균질성원료를 발효실에서 48시간 배양한 다음 건조실에서 수분함량 10%가 되도록 건조하여 분말화시킨 곡물배아를 이용한 장류첨가용 효소분말을 제조하므로서 본 발명의 목적을 달성할 수 있었다.

본 발명에 의한 장류첨가용 기능성 효소분말은 곡물의 배아를 기질로하여 발효숙성시키므로서 인체에 유용한 영양 및 약리성분을 함유하므로서 건강식품으로서의 기능이 부여됨과 동시에 발효숙성에 의해 생성된 다양한 효소에 의하여 탁월한 향과 풍미를 갖는 유기산들이 생성되어 있어 조미제로서 사용할 수 있고 된장, 간장, 고추장 등의 장류에 첨가시 장류 또한 건강식품으로서의 기능의 증진과 보존성이 향상되며 또한 발효숙성 진행시 통상의 장류기질에 함께 첨가하면 발효숙성기간을 크게 단축시킬 수 있고 동시 향과 풍미 보존성의 향상 등을 기대할 수 있는 장류첨가용 기능성 효소분말이라 할 수 있다.

본 발명은 장류첨가용 기능성 효소분말의 제조방법에 관한 것으로 이를 구체적으로 공정별로 설명하면,

쌀의 배아, 대두 배아, 소맥 배아 중에서 선택되는 하나 이상의 곡물 배아 분말로 배합된 기질을 고압살균기에 넣고 온도 121℃에서 30분간 증숙처리와 동시에 멸균처리하는 1단계 공정,

멸균처리된 기질 97~98중량%에 종균으로 아스퍼질루스오리제(Aspergillus oryzae) 2~3중량% 첨가한 접종된 기질의 3배에 해당하는 중량의 증류수를 첨가하여 배양교질물을 얻는 2단계 공정,

발효실에서 상대습도 80~90%, 섭씨 35±2℃에서 48시간 배양하는 3단계 공정,

배양교질물을 온도 40~60℃에서 감압건조기로 수분함량 10%이하가 되도록 건조하고 분말화하여 포장하는 4단계 공정으로 구성되는 곡물 배아를 이용한 장류첨가용 기능성 효소분말의 제조방법에 관한 것이다.

상기 효소분말의 제조방법에 있어 사용된 쌀의 배아에 함유된 성분의 분석결과를 알아보면, 표1과 같다.

쌀 배아의 성분 분석 결과표.

성분	성분비	비고
비타민(mg/100g)	27.04
조단백질(%)	21.7
조지방(%)	18.5
비타민(mg/100g)	7.06
비타민(mg/100g)	5.52
비타민(mg/100g)	0.76
칼슘(mg/100g)	31.84
마그네슘(mg/100g)	572.30
인(mg/100g)	2,017.38
철(mg/100g)	6.27
나트륨(mg/100g)	23.70
납(mg/kg)	불검출
비소(mg/kg)	0.18	기준치가 1이기 때문에 기준치이하이므로 인체에 무해함.
디크로보스(ppm)	불검출
파라치온(ppm)	불검출
이피엠(ppm)	불검출
다이아치논(ppm)	불검출

(주) 2011년 5월 6일 한국식품연구소의 시험성적서임.

쌀의 배아는 1차도정시의 3~5분도의 현미에 쌀눈이 존재하고 이와 같은 1차도정에서 2차도정시 발생하는 겨와 싸래기에 쌀눈이 붙어 있어 이로부터 비중 및 바이브레이션방법으로 선별하여 원료로 사용하고 있으며 쌀눈에는 쌀의 여러 부위 중에서 최대의 영양소를 함유하고 있으며 단백질의 주합성원으로 체내에서 생산되지 않고 외부에서 공급받아야 하는 영양소인 필수아미노산, 지방산, 비타민(토코페롤), 비타민B군, 섬유소 등의 각종영양소가 풍부한 식품이라 할 수 있으며,

쌀의 배아에 풍부하게 함유되어 있는 레시틴은 인지질이라 불리는 특수영양성분으로 필수불포화 지방산이라 불리는 비타민E와 인, 비타민B의 일종인 클린 이노시톨이 결합된 복합물질로서 레시틴의 섭취량이 줄어들면 혈관에 콜레스테롤과 지방질이 쌓여 심장병, 뇌졸증, 당뇨병, 합병증, 혈액순환 장애에 의한 고혈압 등 성인병의 동맥경화가 발생한다.

또한 쌀눈의 발효가 알콜에 의한 위출혈을 방지하고 간세포파괴를 억제하는 효능이 있다고 알려져 있다.

쌀눈에는 미네랄과 비타민이 풍부하여 영양균형을 이루어주고 신진대사의 조절로 다이어트효과를 안정적으로 달성할 수 있는 식품이라 할 수 있다.

또한 효소분말의 원료로 사용되는 콩의 배아에 함유되어 있는 영양성분 및 기능성분과 그 함량을 알아보면 표2와 같다.

콩 배아의 영양성분 및 기능성분과 그 함량(콩 배아 100g당).

영양성분		기능성분
단백질(g)	39.5	이소플라본(g)	3.5
지방(g)	14.7	피틴산(g)	1.0~1.8
당질(g)	22.3	사포닌(g)	0.2~0.3
섬유(g)	40.8
회분(g)	5.3
비타민B1(mg)	1.06
비타민B2(mg)	0.36
비타민E(mg)	32
콜린(g)	0.24
비오틴(ug)	29.2

이상에서 나타난 바와 같이 콩배아에는 인체에 유용한 생리활성물질인 이소플라본과 인지질이 다량함유되어 있고 콩 부위 중에서도 이소플라본함량이 월등하게 높을 뿐만 아니라 글리시테인(glycitein)과 콩사포닌 A1과 A4, 피틴산(phytic acid) 등 배아에만 존재하는 성분을 가지고 있다.

상술한 이소플라본은 식물 페놀화합물 중 하나인 플라보노이드(flavonoid)는 식물계에 가장 널리 분포하고 있는 물질이며 콩에 존재하는 주요 이소플라본은 다이드제인(daidzein), 제네스테인(genestein), 글리시테인(glycitein) 등이 있으며 콩의 이소플라본은 씁쓸하고 비린내 같은 맛을 내는 성분으로 산소에 의해 산화가 일어나는 것을 막아주는 우수한 항산화제로서 체내 지방건강에 도움을 주거나 심장건강에 도움을 주는 것으로 보고되어 있으며, 중년기 여성에게서 나타나는 문제점들을 개선하는데 큰 도움을 주는 것으로 알려져 있다.

또한 피틴산은 콩에 존재하는 인의 주요 공급원으로 우리몸에 필요한 물질중의 하나인 철분(Fe)은 체내에서 산화적손상을 입힐 수 있는 물질로 알려져 있다. 철에 의해서 생성된 수산이온(OH)은 신체내에서 산화적손상을 입혀 산화를 유도하는데 피틴산이 이와 같은 철분(Fe)과 결합하여 철의 수산라티칼생성을 저감시켜주므로서 산화를 방지하는 것으로 알려져 있고 콩사포닌은 최근 여러가지 생리활성기능이 밝혀짐에 따라 많은 주목을 받고 있으며 사포닌은 체내지방건강에 도움을 주며 산소에 의해 발생되는 지방산화를 방지하는데에도 도움을 주고 있어 현재 건강기능식품으로 이용되고 있으며 향후 건강식품으로 활성화될 수 있는 잠재력을 갖는 식품으로 기대할 수 있다.

그밖에 소맥 배아는 단백질 서당 및 포도당 등의 당분, 텍스트린 기름, 시토스테롤, 알란토인, 아르기닌, 디아스타제, 말타제, 단백질분해효소, 비타민 B군이 함유되어 있다.

이상에서와 같이 곡물 배아는 인체에 유용한 영양성분 영양 및 생리활성물질의 농축체라고 말할 수 있고 쌀 배아에는 α-토코페롤, 콩 배아에는 이소플라보논과 같은 항산화제성분이 함유되어 있고 밀 배아는 그 자체로 항산화물질로 알려져 있어 효소분말 자체는 물론 이를 첨가하는 장류 또한 항산화기능이 증가하므로서 산화에 의한 변질을 방지할 수 있고 장복하면 노화방지효과도 기대할 수 있는 효소분말이라 할 수 있다.

상기 본 발명에서 기질에 황국균인 아스퍼질루스 오리제를 접종하여 발효시키는 과정에서 여러가지 효소를 생성하는데 특히, 당화력, 단백질 분해력이 강하다.

ASP orygae는 코지(Koji)곰팡이 중에서 가장 대표적인 균으로 단백질 분해력이 강하므로 된장, 간장, 약주, 탁주제조에 이용되는 균이라 할 수 있으며 이와 같은 균은 발효과정에서 분비하는 효소중에는 아밀라제(amylase), 말타제(maltase), 인버타제(ivertase), 셀루라제(cellulase), 이누리아제(inuliase), 펙티나제(pectinase), 파파인(papain), 트립신(trypsin), 에랩신(elepsin), 리파제(lipase),에시드옥시다아제(acidoxidase), 카타라제 등이 있고 이 균의 변이류도 많다.

균체에는 비타민B1, B2가 있으며 유기물이 분해력이 강하여 특유한 향기를 부여하고 코지산, 옥살산, 시트르산, 글루탐산, α-keto-글루탐산 등을 생성하게 된다.

이상에서와 같이 다종의 효소가 생성되고 그중 아밀라제는 곡물 배아에 함유하고 있는 전분의 α-1, 4-glucan 결합의 임의의 곳을 분해시켜 포도당, 맥아 등의 환원당을 생성시키며 β-아밀라제는 맥아에 함유된 전분의 α-1, 4-글루칸 결합으로 되는 분자쇄의 비환원성 말단에서 분해하여 맥아당과 더불어 P-limit-덱스트린을 생성하게 된다.

또한 셀루라제(cellulase)는 곡물 배아에 있는 셀루로즈의 β-1, 4-glucan을 가수분해하여 셀루비오제나 글루코스를 생성하게 되며 펙티나아제(pectinase)는 천연펙틴을 가용화하는 푸로펙티나제, 펙틴의 메칠에스텔을 가수분해한다.

파파인(papain)은 펩타이드, 아마이드, 에스터 등 특히 염기성아미노산 또는 레우신(Leucine)이나 글리신(glycin)을 가지는 결합부위를 분해한다.

리파제(Lipase)는 고급지방산과 글리세롤로되는 트리글리세라이드의 에스테르결합을 분해하여 소화효소로 작용하게 된다.

그 이외의 효소들도 각각의 분해기능에 따라 곡물 배아의 성분을 분해하므로서 풍미를 발하는 유기산들을 생성시킨다.

이상과 같은 방법으로 제조된 장류첨가용 기능성 효소분말은 곡물의 배아를 기질로하여 발효숙성 시키므로서 인체에 유용한 영양 및 약리성분을 함유하므로서 건강식품으로서의 기능이 부여됨과 동시에 발효숙성에 의해 생성된 다양한 효소에 의하여 탁월한 향과 풍미를 갖는 유기산들이 생성되어 있어 조미제로서 사용할 수 있고 된장, 간장, 고추장 등의 장류에 첨가시 장류 또한 건강식품으로서의 기능의 증진과 보존성이 향상되며 또한 발효숙성 진행시 통상의 장류기질에 함께 첨가하면 발효숙성기간을 크게 단축시킬 수 있고 동시 향과 풍미 보존성의 향상 등을 기대할 수 있는 장류첨가용 기능성 효소분말이라 할 수 있다.

Claims (2)

1. 쌀의 배아, 대두 배아, 소맥 배아 중에서 선택되는 하나 이상의 곡물 배아 분말로 배합한 기질을 고압살균기에 넣고 온도 121℃에서 30분간 증숙과 동시에 멸균처리하는 1단계 공정,
   멸균처리된 기질 97~98중량%에 종균으로 아스퍼질루스 오리제(Aspergillus oryzae) 2~3중량% 첨가시킨 기질에 대하여 중량으로 3배의 증류수에 첨가하여 배양교질물을 얻는 2단계 공정,
   발효실에서 상대습도 80~90%, 섭씨 35±2℃에서 48시간 배양하는 3단계 공정,
   배양교질물을 온도 40~60℃에서 감압건조기로 수분함량 10%이하가 되도록 건조하고 분말화하여 밀폐포장하는 4단계 공정으로 구성되는 곡물 배아를 이용한 장류첨가용 기능성 효소분말의 제조방법.
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