KR101335732B1 - 울금을 이용한 발효산물을 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 울금을 주원료로 하여 1~3mm로 세절한 다음, 볏짚을 세척하여 수분율 20%를 지니도록 준비하는 제1단계; 상기 제1단계의 볏짚 사이에 울금을 겹겹이 적층하여 배지를 생성하는 제2단계; 상기 제2단계의 배지를 밀폐된 공간 상에서 1차 생물반응을 거쳐 울금 발효물을 생성하는 제3단계; 상기 제3단계의 울금 발효물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 토양미생물을 멸균한 다음, 분쇄하여 분말로 생성하는 제4단계; 상기 제4단계의 발효분말을 인큐베이터 상에서 버섯균주와 혼합하여 2차 생물반응을 거쳐 발효산물을 생성하는 제5단계; 상기 제5단계의 발효산물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 버섯균주를 멸균하는 제6단계; 상기 제6단계의 발효산물을 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 제거한 다음 가열하여 25~60 Brix를 지니도록 농축하는 제7단계; 및 상기 제7단계의 발효산물을 스프레이 드라이어(Spray dryer)를 이용하여 함수분율 5~7%를 지니도록 건조하는 제8단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 울금을 미생물을 이용하여 1ㆍ2차에 걸친 발효 생물공정을 거쳐 발효산물을 취득하여 제형의 어려운 부분을 개선토록 함에 따라, 유용성분이 함유된 식품원료를 비롯하여 화장품원료, 음용원료, 소스원료, 떡볶이 떡, 기능성식품 원료 및 의약 외용제 원료 등 다양한 원료로 자유로운 제형 변화를 손쉽게 할 수 있고, 울금의 유용한 성분이 인체에 거부감 없이 체내에 쉽게 흡수될 수 있도록 저비용으로 고부가성 물질을 대량으로 양산 가능한 효과가 있다.
이에 따라 본 발명은, 울금을 미생물을 이용하여 1ㆍ2차에 걸친 발효 생물공정을 거쳐 발효산물을 취득하여 제형의 어려운 부분을 개선토록 함에 따라, 유용성분이 함유된 식품원료를 비롯하여 화장품원료, 음용원료, 소스원료, 떡볶이 떡, 기능성식품 원료 및 의약 외용제 원료 등 다양한 원료로 자유로운 제형 변화를 손쉽게 할 수 있고, 울금의 유용한 성분이 인체에 거부감 없이 체내에 쉽게 흡수될 수 있도록 저비용으로 고부가성 물질을 대량으로 양산 가능한 효과가 있다.
Description
본 발명은 울금을 이용한 발효산물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 울금을 미생물을 이용하여 1ㆍ2차에 걸친 발효 생물공정을 거쳐 발효산물을 취득하여, 식품원료를 비롯하여 화장품원료, 음용원료, 소스원료, 떡볶이 떡, 기능성식품 원료 및 의약 외용제 원료 등에 활용할 수 있는 울금을 이용한 발효산물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 울금(鬱金, 학명:Curcuma longa L.)은 생강과에 속하는 다년생 초본식물로, 강황과 유사한 외형을 하고 있으나 잎의 양면이 모두 매끈한 특징을 갖는다. 중국 남부와 인도, 오키나와를 비롯한 동남아시아지역에서 자생, 재배되며 우리나라의 중남부지역에서도 재배된다. 울금은 기원전부터 재배하기 시작한 이래 약재, 염료, 향신료, 식품착색재 등으로 사용되었으며 인도 카레의 원료이다. 고대 중국과 유럽제국에서는 귀족과 왕족의 건강음료와 차로 이용되었으며, 일본에서는 단무지 착색재로 울금을 이용하고 있으며 특히 세계적 장수마을로 알려진 일본 오키나와 일대에서 특용작물로 재배돼 건강식품으로 애용되고 있다.
이러한 울금은 우리나라에서도 이미 조선조 초기 구례, 낙양, 순천에서 재배되었음이 세종실록지리지(世宗實錄地理志)에 기록되어 있고, 이보다 조금 뒤에 쓰인 신증동국여지승람(新增東國輿地勝覽)에서는 순창, 곡성, 임실, 광양, 동북에서도 재배되었음이 기록되어 있다. 그 후 비옥한 토질과 온화한 기후 조건으로 진도에서 현재까지 재배되고 있으며, 근래에 들어 하우스를 이용한 재배법이 개발되어 서울 이남 전역에서도 재배가 가능함이 입증되었다.
한편, 울금은 최근 여러 나라 연구에 따르면, 울금의 주성분인 황색색소 커큐민(Curcumin)은 항산화와 세포보호역할을 수행하는 물질로 알려져 있고(Chatcrjrr et al., 1999), 생체 내에서 항산화활성은 여러 가지 과산화 관련 질병을 방어하는 것으로 발표되고 있다(Prriyadarsini, 1997). 이러한 커큐민에 대하여는 많은 연구가 활발히 진행되고 있으며 다수의 논문이 발표되어 있다. 그 중 대표적인 논문으로는 항산화(Kang et al., 1998; Selvam et al., 1995; Jeong et al., 2004), 항암(Ryu et al., 2005; Khar et al., 1995), 항바이러스(Mazumder et al., 1995), 항염증(Ammon & Wahl, 1991;Gupta & Gahsh, 1999), 혈중지질강하 작용 및 소염작용(김, 2001), 암세포 증식과 관련한 혈관 신행 억제작용(Sung et al., 1999), 간에 축적된 콜레스테롤 수치를 저하시켜 간과 신경계에 효능을 나타내는 ccfotaxine 등(Lee et al., 1990)이 있다.
또한, 동의보감(東醫寶鑑)에는 심황이라는 항목으로 설명하고 있는데, 「기를 소통시키고 울채된 것을 풀어주며 피의 열을 내려주고 어혈을 치료한다. 흉부와 복부 옆구리에 통증이 있을 때 효과가 있다. 열병에 의한 정신혼미, 토혈, 코피, 혈뇨, 황달 등을 치료하고, 급체나 치질 등에 쓰인다.」고 기록되어 있고, 본초강목(本草綱目)에는 「기가 떨어지고 혈액이 막힌곳 조정하여 모든 질병을 치료」하는 한방으로 기록되어 있다.
상기와 같이 다양한 효능을 지닌 울금은 현재 식품원료로서 카레원료로 많이 이용되고 있으며, 특유의 쓴맛과 이취로 인하여 카레 외에는 다양하게 이용되지 못하고 있는 실정이다. 이러한 울금의 특유의 쓴맛과 이취를 없앨 수 있는 방법으로는 대표적으로 발효시키는 방법을 들 수 있는데, 울금을 발효하여 가공하는 방법과 관련하여 아래와 같은 선행기술이 존재한다.
이와 관련된 선행기술로 한국 등록특허공보 제10-0565989호의 "울금 발효방법 및 울금을 주재료로 하는 식품조성물제조방법"은 울금 분말에 황국을 접종하여 발효시키는 방법에 대한 내용을 제시하고, 한국 등록특허공보 제10-0842022호의 "울금 발효 추출물의 제조방법"은 울금을 농축하여 추출한 농축액에 흑설탕과 흑국균을 혼합하여 발효시키는 방법에 관한 내용을 제시하고 있다.
그러나 상기한 선행기술문헌은 모두 발효과정을 통하여 울금의 쓴맛과 이취를 없애는 방법을 공개하고 있으나, 단순히 흑국균 또는 황국을 접종하여 발효시키는 방법으로는 제시하고 있으며, 다양한 발효방법에 의해 울금의 유효성분을 온전하게 추출할 수 있는 방법을 제시하지도 못하고 있어 이를 활용하는데 있어 그 한계성을 보이고 있다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 울금을 미생물을 이용하여 1ㆍ2차에 걸친 발효 생물공정을 거쳐 발효산물을 취득하여 제형의 어려운 부분을 개선하면 유용성분이 함유된 식품원료를 비롯하여 화장품원료, 음용원료, 소스원료, 떡볶이 떡, 기능성식품 원료 및 의약 외용제 원료 등 다양한 원료로 자유로운 제형 변화를 손쉽게 할 수 있고, 울금의 유용한 성분이 인체에 거부감 없이 체내에 쉽게 흡수될 수 있도록 저비용으로 고부가성 물질을 대량으로 양산 가능한 울금을 이용한 발효산물을 제조하는 방법을 제공하려는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 울금을 주원료로 하여 1~3mm로 세절한 다음, 볏짚을 세척하여 수분율 20%를 지니도록 준비하는 제1단계; 상기 제1단계의 볏짚 사이에 울금을 겹겹이 적층하여 배지를 생성하는 제2단계; 상기 제2단계의 배지를 밀폐된 공간 상에서 1차 생물반응을 거쳐 울금 발효물을 생성하는 제3단계; 상기 제3단계의 울금 발효물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 토양미생물을 멸균한 다음, 분쇄하여 분말로 생성하는 제4단계; 상기 제4단계의 발효분말을 인큐베이터 상에서 버섯균주와 혼합하여 2차 생물반응을 거쳐 발효산물을 생성하는 제5단계; 상기 제5단계의 발효산물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 버섯균주를 멸균하는 제6단계; 상기 제6단계의 발효산물을 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 제거한 다음 가열하여 25~60 Brix를 지니도록 농축하는 제7단계; 및 상기 제7단계의 발효산물을 스프레이 드라이어(Spray dryer)를 이용하여 함수분율 5~7%를 지니도록 건조하는 제8단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 의한 상기 제2단계는 울금 20~40wt%와 볏짚 60~80wt%로 준비하여 울금과 볏짚을 겹겹이 놓아서 볏짚에 있는 토양미생물이 울금의 표면에 활착되도록 유도하는 배지를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 제3단계는 배지를 온도 25~38℃와, 습도 60~85%를 유지하는 밀폐된 공간 하에서 발효를 유도하여 토양미생물이 활착된 울금 발효물을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 제4단계는 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 121℃~132℃의 온도로 10~30분간 1차 생물반응에 첨가한 토양미생물을 멸균하고, 분쇄기를 이용하여 10~30메쉬의 발효분말로 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 제5단계는 발효분말을 인큐베이터의 온도 25~40℃, 습도 60~85%를 유지하는 조건 하에서 버섯균주인 상황버섯(Phellinus linteus), 구름버섯(Coriolus versicolor)을 10+4~10+7의 개체수가 되도록 배양하여 질소원 5~20%를 투입하여 혼합한 다음, 무압에서 2차 생물반응으로 발효하여 액상화된 발효산물을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 제6단계는 발효산물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 121℃~132℃의 온도로 10~30분간 2차 생물반응에 첨가한 버섯균주를 멸균하는 것을 특징을 한다.
한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 울금을 미생물을 이용하여 1ㆍ2차에 걸친 발효 생물공정을 거쳐 발효산물을 취득하여 제형의 어려운 부분을 개선하면서 유용성분이 함유된 식품원료를 비롯하여 화장품원료, 음용원료, 소스원료, 떡볶이 떡, 기능성식품 원료 및 의약 외용제 원료 등 다양한 원료로 자유로운 제형 변화를 손쉽게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 울금의 유용한 성분이 인체에 거부감 없이 체내에 쉽게 흡수될 수 있도록 저비용으로 고부가성 물질을 대량으로 양산 가능한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 울금을 이용하여 발효 조성물을 제조하기 위한 전체적인 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 울금을 이용하여 발효산물을 제조하는 방법에 관련되며, 그 제조방법을 간략하게 설명하면, 울금 세절, 볏짚 세척/건조, 배지 생성, 1차 생물반응에 의한 발효, 멸균, 파쇄/분쇄, 버섯균주 투입, 2차 생물반응에 의한 액상발효, 여과, 농축, 건조단계를 거쳐 발효산물을 제조한다.
본 발명의 제1단계는 울금을 주원료로 하여 1~3mm로 세절한 다음, 볏짚을 세척하여 수분율 20%를 지니도록 준비한다. 제1단계는 원료(울금 및 볏짚)를 각각 세척/세절 또는 세척/건조하는 단계로, 울금은 세척한 다음 건조하여 세절하고, 볏짚은 세척한 다음 건조하며, 품질 안정과 생산성 향상을 위한 각각의 단계는 자동화 장치를 도입한다.
한편, 제1단계에서는 울금 및 볏짚은 각각 자연 건조를 시행하지만, 필요에 따라 울금은 건조시간이 많이 소요됨에 따라 급속 동결건조 과정을 시행하는 것도 가능하다할 것이다. 여기서, 제1단계에서는 울금은 세척하여 자연 건조한 다음 세절기(또는 절단기)를 이용하여 1~3mm의 두께로 세절하여 생성한다. 그리고 볏짚은 세척한 다음 건조하지 않은 상태, 즉 수분율 20%를 지니도록 생성하는데, 이는 볏짚은 깨끗이 세척하여 손으로 만져보았을 때 약간의 물기(습기)가 있는 상태(수분율 20%정도)로 건조한다.
본 발명의 제2단계는 상기 제1단계의 볏짚 사이에 울금을 겹겹이 적층하여 배지를 생성한다. 제2단계는 배지를 생성하는 배지생성단계로, 특히 배지를 생성함에 있어 품질 안정을 위해 해당 공정을 자동화하는 것이 바람직하다. 즉 배지생성은 울금과 볏짚을 이용하여 1차 생물반응을 위한 환경을 조성하기 위함이다.
이때, 본 발명에 의한 상기 제2단계는 울금 20~40wt%와 볏짚 60~80wt%로 준비하여 울금과 볏짚을 겹겹이 놓아서 볏짚에 있는 토양미생물이 울금의 표면에 활착되도록 유도하는 배지를 생성한다. 이는 세절과정을 거친 울금을 20~40wt%와 수분율 20%를 지닌 볏짚 60~80wt%를 준비한 다음 울금과 볏짚을 겹겹이 놓아 배지를 생성한다.
여기서, 배지를 생성하는 것은 후술하는 1차 생물공정 중 볏짚에 있는 토양미생물의 활동을 왕성하게 만들어 세절된 울금의 표면에 달라붙어 발효활동을 유도하는 것으로, 이는 울금의 강력한 항균력으로 인하여 미생물을 이용한 발효산물을 얻기가 무척 어렵기 때문에 강력한 토양미생물의 힘을 빌리고자 특별한 환경을 조성하고자 함이다.
본 발명의 제3단계는 상기 제2단계의 배지를 밀폐된 공간 상에서 1차 생물반응을 거쳐 울금 발효물을 생성한다. 제3단계는 울금 발효물을 생성하는 발효단계로, 밀폐된 공간에서 배지를 1차 생물반응을 거쳐 울금 발효물을 생성하며, 품질 안정을 위해 해당 공정을 자동화한다. 여기서, 말하는 밀폐된 공간이라 함은 온습도가 자동으로 조정되어 미생물의 증식과 발효가 동시에 이루어질 수 있는 장소를 말한다.
이때, 본 발명에 의한 상기 제3단계는 배지를 온도 25~38℃와, 습도 60~85%를 유지하는 밀폐된 공간 하에서 발효를 유도하여 토양미생물이 활착된 울금 발효물을 생성한다. 이는 반 호기성으로 관리하는데, 배지를 온도 25~38℃와, 습도 60~85%가 자동으로 관리되는 밀폐된 공간에 투입하여 토양미생물이 울금에 활착될 수 있도록 유도하여 울금 발효물을 생성한다.
즉, 1차 생물반응 중 미생물은 메주나 청국장을 만드는데 이용되는 토양미생물을 자연스럽게 이용하기 위함이며, 볏짚에 있는 토양미생물의 활동을 왕성하게 만들기 위해 상기의 제1단계를 거쳐 볏짚의 수분율을 20%로 제한한 것이다. 볏짚에 있는 미생물은 온도와 습도가 적당하면 세절된 울금의 표면에 달라붙어 발효활동을 유도하는 것이다. 여기서, 울금은 강력한 항균력을 가지고 있으므로 대게의 미생물은 울금을 부패하게 만들지 못하기 때문에 특정미생물을 궤변조작하지 않고는 미생물을 이용한 울금의 발효산물을 얻기가 무척 어렵기 때문에 강력한 토양미생물의 힘을 빌리고자 함이다. 생물공정이 완료된 울금 상에는 하얀 균사가 표면을 덮을 때 발효가 완료된 적당한 시기로 본다.
이때, 본 발명에서 1차 생물반응에 사용되는 볏짚의 토양미생물을 Aspergillus oryzae, Bacillus속, Lactobacillus속, Streptomyces속, Micromonospora속의 균주를 이용할 수도 있다할 것이다.
한편, 본 발명에 사용하고자 하는 토양미생물은 특히 2차 대사산물에 있어서 화학구조의 다양성과 종의 풍부함으로 인하여 산업적으로 가장 중요한 미생물로 인식되어 있다. 물질대사산물은 1차 대사산물, 2차대사산물로 나뉘며, 1차대사산물이란 동, 식물, 미생물에 보편적으로 들어 있는 가공 아미노산, 당질, 지질, 핵산 등 생체유지에 기본적인 역할을 하는 물질을 말하며, 2차대사산물은 주로 식물, 미생물에서 나타나는 알칼로이드, 테르펜, 플라보노이드, 항생물질 등의 다양한 화합물로 이들은 약용, 향료, 향장원료, 기능성 식품의 원료 등에 유용한 물질로 부각되고 있다. 앞으로도 토양미생물은 새로운 균주의 분리, 유전자 기능 등을 통하여 생물소재 산업의 중요한 위치를 차지하고 있다.
본 발명의 제4단계는 상기 제3단계의 울금 발효물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 토양미생물을 멸균한 다음, 분쇄하여 분말로 생성한다. 제4단계는 울금 발효물을 멸균 및 분쇄하는 멸균/분쇄단계로, 특히 울금 발효물을 분쇄함에 있어 품질 안정과 생산성 향상을 위해 전용의 자동화 설비를 도입하는 것이 좋다. 이는 울금 발효물을 1차적으로 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 토양미생물을 멸균한 다음 분쇄기 또는 파쇄기를 이용하여 분말로 생성한다.
이때, 본 발명에 의한 상기 제4단계는 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 121℃~132℃의 온도로 10~30분간 1차 생물반응에 첨가한 토양미생물을 멸균하고, 분쇄기를 이용하여 10~30메쉬의 발효분말로 생성한다. 이는 상기 제3단계의 1차 생물반응을 거친 울금 발효물에 함유된 토양미생물들의 멸균을 위해 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 121℃~ 132℃의 온도로 10~30분간하는 멸균하여 제거한다. 한편 통상적으로 급속 멸균이라 하면 온도 121도℃에서 10분~30분간, 132℃에서 10분~30분이 사용되고 있으나, 본 발명에서는 이보다 처리온도가 121℃~132℃의 온도에서 시간이 긴 10~30분 동안 처리하여 효과적으로 토양미생물을 멸균한다. 이어서, 멸균한 울금 발효물을 분쇄기(파쇄기)를 이용하여 10~30메쉬의 분말을 생성한다.
본 발명의 제5단계는 상기 제4단계의 발효분말을 인큐베이터 상에서 버섯균주와 혼합하여 2차 생물반응을 거쳐 발효산물을 생성한다. 제5단계는 액상(액체)화된 발효산물을 생성하는 액체발효단계로, 인큐베이터에서 발효분말을 2차 생물반응을 거쳐 발효산물을 생성하며, 품질 안정을 위해 해당 공정을 자동화한다.
이때, 본 발명에 의한 상기 제5단계는 발효분말을 인큐베이터의 온도 25~40℃, 습도 60~85%를 유지하는 조건 하에서 버섯균주인 상황버섯(Phellinus linteus), 구름버섯(Coriolus versicolor)을 10+4~10+7의 개체수가 되도록 배양하여 질소원 5~20%를 투입하여 혼합한 다음, 무압에서 2차 생물반응으로 발효하여 액상화된 발효산물을 생성한다. 이는 멸균과정을 거친 발효분말을 온도 25~40℃, 습도 60~85%를 자동으로 유지하는 인큐베이터에서 투입한 다음, 액상화 발효에 사용되는 버섯균주 중 상황버섯(Phellinus linteus), 구름버섯(Coriolus versicolor)을 10+4~10+7의 개체수가 되도록 배양하여 투입한 다음 질소원 5~20%를 혼합하여 무압에서 2차 생물반응으로 발효하여 2차 대사산물이 만들어진 액상화된 발효산물을 생성한다. 이때, 2차 생물반응은 인큐베이터 상에서 발효분말의 표면온도가 60℃이상 올라갔다가 내려가는 시점을 적정시기로 본다. 여기서 질소원은 미강, 보리가루, 밀기울 중에서 1종을 택일하여 생물반응이 잘 이루어지도록 혼합한다.
이때, 본 발명에서 2차 생물반응에 사용되는 버섯균주인 상황버섯(Phellinus linteus), 구름버섯(Coriolus versicolor) 대신에 Ganoderma, Innotus obliquus, Stereum hirustum, Fomes fomentarius, Coriolus sinensis 균주를 이용할 수도 있다할 것이다. 여기서, 액상화(액체)발효단계는 생물공정 응용분야에 대표적으로 상용되는 작업인 물질재료분야인 생분해 가능한 식품 부가물, 미네랄추출물과 유사한 작업이 진행된다.
한편, 미생물로 사용되는 담자균류가 생성하는 2차대사산물에는 다른 균류에는 볼 수 없는 특징을 가지고 있다. 즉, 버섯균주인 상황버섯(Phellinus linteus), 구름버섯(Coriolus versicolor)은 많은 대사산물을 가지고 있다. 이는 1차대사산물은 생물의 생존에 필수적인 물질로서 생리적 의의는 밝혀져 있으나 2차 대사산물의 의의는 아직 불명확하다. 외적에 대한 방어물질로서 항생물질로 연구가 되고 있으며, 생리활성에 대한 산물로 항 종양성 다당류, 항바이러스 물질, 항균성 물질, 효소저해제, 핵산관련물질, 아미노산 관련물질, 유기산, 식물 호르몬류, 그 외의 생리활성 물질로 펩타이드나 단백질계의 생리활성 물질들로 곤충, 선충, 점균 등에 작용하는 물질, 식물 생육저해물질, 비타민 B1 파쇄물질, 약리활성 물질 등 아직도 밝혀지지 않는 많은 부분들이라고 볼 수 있다.
본 발명의 제6단계는 상기 제5단계의 발효산물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 버섯균주를 멸균한다. 제5단계는 발효산물을 멸균하는 멸균단계로, 품질 안정과 생산성 향상을 위해 전용의 자동화 설비를 도입하는 것이 좋다. 이는 발효물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 버섯균주를 멸균한다.
이때, 본 발명에 의한 상기 제6단계는 발효산물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 121℃~132℃의 온도로 10~30분간 2차 생물반응에 첨가한 버섯균주를 멸균한다. 이는 2차 생물반응을 거친 발효산물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 121℃~132℃의 온도로 10~30분간 생물반응시 투입된 버섯균주를 멸균한다. 한편 통상적으로 급속 멸균이라 하면 온도 121도℃에서 10분~30분간, 132℃에서 10분~30분이 사용되고 있으나, 본 발명에서는 이보다 처리온도가 121℃~132℃의 온도에서 시간이 긴 10~30분 동안 처리하여 효과적으로 버섯균주를 멸균한다.
본 발명의 제7단계는 상기 제6단계의 발효산물을 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 제거한 다음 가열하여 25~60 Brix를 지니도록 농축한다. 제7단계는 액상(액체)화된 발효산물을 여과 및 농축하는 여과/농축단계로, 특히 발효산물을 여과 및 농축함에 있어서 생산성 향상을 위해 전용의 자동화 설비를 도입하는 것이 좋다. 이는 발효산물을 1차적으로 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 여과한 다음, 2차적으로 증발 농축(evaporation)방법을 이용하여 고형분의 함량 25~60 Brix를 지니도록 농축한다.
즉, 발효가 완료된 액상(액체)화된 발효산물은 많은 부유물질과 불투명한 액체상태의 물질로 되어 있기 때문에 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 거의 여과시켜 고형분이 투명한 수용성 물질의 상태를 유지한다. 이어서, 액상(액체)화된 발효산물을 농축하는데, 농축(Concentration)이라 함은 용액으로부터 용매를 제거하여 용액의 농도를 높여주는 조작으로 증발 농축(evaporation)방법으로 용액을 비점(끓는점)까지 가열하여, 기화에 의하여 용액으로부터 수분을 제거하는 방법으로 고형분의 함량이 25~60 Brix로 농축한다. 이는 액상 반응된 발효산물은 많은 부유물질과 불투명한 액체상태의 물질로 되어 있기 때문에 고형분이 거의 여과되어 투명한 수용성 물질의 상태를 유지하는 것을 제공한다.
본 발명의 마지막 단계인 제8단계는 상기 제7단계의 발효산물을 스프레이 드라이어(Spray dryer)를 이용하여 함수분율 5~7%를 지니도록 건조한다. 제8단계는 농축된 발효산물을 건조 및 완성하는 건조/완성단계로, 특히 발효산물을 건조함에 있어서 생산성 향상을 위해 전용의 자동화 설비를 도입하는 것이 좋다.
이는 농축된 발효산물을 저장, 포장, 수송 등의 경비를 절감하고 액체부피를 줄여 가용성 성분의 농도를 높여 응용범위를 높이고 넓혀 용도를 다양화시키고 저장성을 향상시키기 위해 함수분율이 5~7%가 되도록 스프레이 건조 분말로 제조한다. 즉, 농축된 발효산물을 스프레이 드라이어(Spray dryer)를 이용하여 분말로 건조함에 따라 저장, 포장, 수송 등의 경비를 절감하면서 액체부피를 줄여 가용성 성분의 농도를 높여 응용범위를 높여 유용성분이 함유된 식품원료를 비롯하여 화장품원료, 음용원료, 소스원료, 떡볶이 떡, 기능성식품 원료 및 의약 외용제 원료 등 다양한 원료로 자유로운 제형 변화를 손쉽게 할 수 있고, 저장성을 향상하여 최적의 효용을 제공한다.
상기와 같이, 울금을 미생물을 이용하여 1ㆍ2차에 걸친 생물반응 단계를 포함하는 발효를 거듭하여 발효산물을 취득함에 따라, 울금에 함유된 유용성분들이 분자의 사슬을 적은 단위로 끊어져 식품원료를 비롯하여 화장품원료, 음용원료, 소스원료, 떡볶이 떡, 기능성식품 원료 및 의약 외용제 원료 등 다양한 원료로 자유로운 제형 변화를 손쉽게 할 수 있고, 울금의 유용한 성분이 인체에 거부감 없이 체내에 쉽게 흡수될 수 있도록 저비용으로 고부가성 물질을 대량으로 양산 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 발효산물을 제조하는 방법은 울금의 대량 발효가공을 위하여, 울금을 세절하여 볏짚을 섞어 배지를 생성한 다음, 볏짚에 있는 토양미생물을 활용하여 1차 생물반응 과정을 거치고, 분쇄기를 이용하여 분말이 10~30메쉬로 분쇄하고, 질소원인 미강과 버섯균주(상황버섯, 구름버섯)를 투입하여 2차 생물반응 과정을 마친 발효산물은 1차ㆍ2차에 걸쳐 발효가 되는 과정에서 울금의 유용성분들이 분자의 사슬을 적은 단위로 끊어져 수용성으로 용해되고, 용해된 발효산물이 2차대사산물의 생성을 유도하여 유용성분이 함유된 식품원료를 비롯하여 화장품원료, 음용원료, 소스원료, 떡볶이 떡, 기능성식품 원료 및 의약 외용제 원료 등으로 사용할 때 체내에서 쉽게 흡수될 수 있는 조성물을 제공하고, 다양한 원료로 자유로운 제형 변화를 손쉽게 할 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
Claims (6)
- 울금을 주원료로 하여 1~3mm로 세절한 다음, 볏짚을 세척하여 수분율 20%를 지니도록 준비하는 제1단계;
상기 제1단계의 볏짚 사이에 울금을 겹겹이 적층하여 배지를 생성하는 제2단계;
상기 제2단계의 배지를 밀폐된 공간 상에서 1차 생물반응을 거쳐 울금 발효물을 생성하는 제3단계;
상기 제3단계의 울금 발효물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 토양미생물을 멸균한 다음, 분쇄하여 발효분말로 생성하는 제4단계;
상기 제4단계의 발효분말을 인큐베이터 상에서 버섯균주와 혼합하여 2차 생물반응을 거쳐 발효산물을 생성하는 제5단계;
상기 제5단계의 발효산물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 버섯균주를 멸균하는 제6단계;
상기 제6단계의 발효산물을 규조토 여과기를 이용하여 불순물을 제거한 다음 가열하여 25~60 Brix를 지니도록 농축하는 제7단계; 및
상기 제7단계의 발효산물을 스프레이 드라이어(Spray dryer)를 이용하여 함수분율 5~7%를 지니도록 건조하는 제8단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 울금을 이용한 발효산물을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2단계는 울금 20~40wt%와 볏짚 60~80wt%로 준비하여 울금과 볏짚을 겹겹이 놓아서 볏짚에 있는 토양미생물이 울금의 표면에 활착되도록 유도하는 배지를 생성하는 것을 특징으로 하는 울금을 이용한 발효산물을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제3단계는 배지를 온도 25~38℃와, 습도 60~85%를 유지하는 밀폐된 공간 하에서 발효를 유도하여 토양미생물이 활착된 울금 발효물을 생성하는 것을 특징으로 하는 울금을 이용한 발효산물을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제4단계는 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 121℃~132℃의 온도로 10~30분간 1차 생물반응에 첨가한 토양미생물을 멸균하고, 분쇄기를 이용하여 10~30메쉬의 발효분말로 생성하는 것을 특징으로 하는 울금을 이용한 발효산물을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제5단계는 발효분말을 인큐베이터의 온도 25~40℃, 습도 60~85%를 유지하는 조건 하에서 버섯균주인 상황버섯(Phellinus linteus), 구름버섯(Coriolus versicolor)을 10+4~10+7의 개체수가 되도록 배양하여 질소원 5~20%를 투입하여 혼합한 다음, 무압에서 2차 생물반응으로 발효하여 액상화된 발효산물을 생성하는 것을 특징으로 하는 울금을 이용한 발효산물을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제6단계는 발효산물을 급속멸균장치(Outoclave)를 이용하여 121℃~132℃의 온도로 10~30분간 2차 생물반응에 첨가한 버섯균주를 멸균하는 것을 특징을 하는 울금을 이용한 발효산물을 제조하는 방법.
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