KR101360745B1 - 내열성 아밀라제를 이용한 은행 발효주의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 은행을 내열성 아밀라제(amylase)와 혼합하고 70 내지 100℃에서 효소반응시켜 은행 가수분해물을 제조하는 단계; 및 발효 균주와 혼합하여 발효하는 단계를 포함하는 은행 발효주의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 내열성 알파-아밀라제를 이용함으로써 고온에서 가수분해물이 제조되는 바, 반응물의 가수분해와 용해도가 증가되고, 다른 미생물의 오염이 방지되어, 은행의 부패를 방지하며 은행 고유의 맛과 향, 생리활성물질을 포함하는 은행 발효주를 제조할 수 있다.

Description

내열성 아밀라제를 이용한 은행 발효주의 제조방법{Preparation Method of Ginkgo Fermented Liquor Using Heat Tolerance Amylase}

본 발명은 내열성 아밀라제를 이용한 은행 발효주의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 은행 발효주, 이를 증류한 은행 브랜디에 관한 것이다.

은행은 10월경에 은행나무 암그루에 지름 2cm 정도의 황색 열매로 열려서 익게 되는데, 열매 바깥쪽의 외과피(外果皮)는 다육성으로 악취가 난다. 외과피의 안쪽에 2개의 모서리가 있는 흰색의 단단한 중과피를 가진 달걀모양 원형의 종자가 있는데, 이것을 은행 또는 백자(白子)라 한다. 중과피 안쪽에 갈색피막의 내종피가 있고 이 속에 청록색의 배젖이 있다.

은행은 은행나무의 열매(백자)의 중과피와 내종피를 제거한 청록색 배젖으로, 맛과 향이 뛰어나고 영양이 풍부하여 각종 음식의 부재로료 많이 사용되고 있으며, 탄수화물 34.5%, 단백질 4.7%, 지방 1.7% 외에도 생리활성 성분인 지베렐린, 사이토키닌, 카로틴, 비타민B2, 칼륨, 인, 철 뿐만 아니라 엘고스테린, 비타민B12를 만드는 데 필요한 시안(cyanogen)을 포함하고 있는 청산배당체 등의 성분을 함유하고 있어 폐의 보호 기능강화, 피부진정효과, 가래, 천식, 숙취, 전신 피로 회복, 여성 대하증, 어린이 야뇨증 치료 등에 쓰이고 있다.

한편, 술은 제조방법에 따라서 발효주, 혼성주, 증류주로 나뉘는데, 발효주는 곡류나 과실 및 기타 원료의 당분이나 전분을 발효시켜서 제조되는 술이다. 그리고 발효주는 알코올 함량이 대개 1~18% 정도로 낮은 편이며, 맥주, 포도주, 탁주, 청주 등이 여기에 속한다.

발효주에는 증류주에 없는 유기산, 당분, 아미노산, 비타민류 등 백 여종이 넘는 미량 원소들이 다량으로 들어 있어 항암효과에 탁월한 효능이 있음이 밝혀졌고, 외국 양주에서 발암물질로 문제되고 있는 에틸 카바메이트(thyl carbamate)가 국산 전통 발효주에는 전혀 없거나 유해기준 미달의 극미량만 들어 있음도 밝혀지고 있다.

한편, 은행을 재료로 하는 술과 관련된 선행기술로는 은행의 겉껍질과 시안화합물이 포함되어 있는 속껍질을 벗겨낸 다음 곱게 갈아 액체과즙이 중량을 기준으로 전분질 원료의 총중량에 대하여 0.9∼29.9% 첨가된 것을 특징으로 하는 한국특허공개 10-2004-0064517(은행이 가미된 기능성 술 및 그 제조방법)가 있으나, 이는 전분질 원료를 주성분으로 하는 일반적인 술의 제조방법에 관한 것이고, 아밀라아제를 전처리하여 은행 자체의 당을 발효원으로 사용하는 기술에 대해서는 전혀 개시하고 있지 않다.

이에 본 발명은 은행에 포함된 다량의 알파-글루칸을 아밀라아제를 사용하여 높은 효율로 가수분해하고, 이러한 가수분해물 또는 올리고당을 발효원으로 사용하여 은행 발효주를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 상기 방법으로 제조된 은행 발효주 및 이를 증류하여 제조된 은행 브랜디를 제공하고자 한다.

상기 과제의 해결을 위해, 본 발명은 은행을 내열성 아밀라제(amylase)와 혼합하고 70 내지 100℃에서 효소반응시켜 은행 가수분해물을 제조하는 단계; 및 발효 균주와 혼합하여 발효하는 단계를 포함하는 은행 발효주의 제조방법 및 이를 통해 제조된 은행 발효주를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 은행 발효주를 증류하여 은행 브랜디를 제조하는 단계를 포함하는 은행 브랜디의 제조방법 및 이를 통해 제조된 은행 브랜디를 제공한다.

본 발명에 따르면, 내열성 알파-아밀라제를 이용함으로써 고온에서 가수분해물이 제조되는 바, 반응물의 가수분해와 용해도가 증가되고, 다른 미생물의 오염이 방지되어, 은행의 부패를 방지하며 은행 고유의 맛과 향, 생리활성물질을 포함하는 은행 발효주를 제조할 수 있다.

도 1은 상기 방법으로 제조된 은행올리고당과 은행가수분해물의 박층 크로마토그래피(thin layer chromatography) 결과이다(G, 포도당(대조군); H, 은행올리고당; M, 은행가수분해물)

본 발명은 은행을 내열성 아밀라제(amylase)와 혼합하고 70 내지 100℃에서 효소반응시켜 은행 가수분해물을 제조하는 단계; 및 발효 균주와 혼합하여 발효하는 단계를 포함하는 은행 발효주의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 한 구체예에서, 상기 내열성 아밀라제는 써모토가 마리티마(Thermotoga maritima) 균주 유래의 알파-아밀라제일 수 있으며,

상기 내열성 아밀라제는 써모토가 마리티마(Thermotoga maritima) 균주 유래의 알파-아밀라제 유전자로 형질전환된 대장균을 배양하여 효소 합성을 유도한 후 정제하는 방법으로 수득될 수 있다.

본 발명에서는 내열성 알파-아밀라제를 이용함으로써, 고온에서 효소 가수분해 반응이 일어날 수 있다. 상기 가수분해 반응의 온도는 70 내지 100℃, 80 내지 95℃ 또는 80 내지 90℃ 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 온도범위로 인해, 반응물의 가수분해와 용해도가 증가되고, 다른 미생물의 오염이 방지되어, 은행의 부패를 방지하며 은행 고유의 맛과 향, 생리활성물질을 포함하는 은행 발효주가 제조될 수 있다.

또한, 상기 가수분해 반응시 은행은 미리 분쇄될 수 있으며, 반응은 1 내지 20시간 또는 5 내지 15시간 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 한 구체예에서 상기 효소 가수분해 반응은 전자레인지 내에서 마이크로웨이브를 가하여 85 내지 95℃ 에서 수행될 수 있으며, 이로 인해 가수분해 반응 시간이 단축될 수 있다.

가수분해 완료된 은행 가수분해물은 점도가 거의 없는 수용액 혼합물이며, 이에 발효 균주를 혼합하여 발효하는 단계가 수행된다.

본 발명의 다른 구체예에서, 상기 은행 가수분해물을 원심분리 후에, 상층액을 취하여 은행 올리고당을 제조하는 단계가 추가로 수행될 수 있으며, 이후 상기 은행 올리고당을 대상으로 발효단계가 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 발효 균주는 은행 가수분해물 발효능력이 좋은 균주를 선별하며, 바람직하게는 효모 및 누룩곰팡이 중 어느 하나 이상일 수 있다. 이는 은행 가수분해물 또는 은행 올리고당 100 중량부 대비 0.1 내지 20중량부 또는 0.2 내지 15중량부 사용될 수 있다. 상기 발효는 실온 즉, 10 내지 30℃에서 10 내지 30일 동안 발효하여 완전히 발효가 종료되는 시점까지 방치할 수 있다.

본 발명의 한 구체예에서, 상기 발효 전, 은행 가수분해물 또는 은행 올리고당 외에 쌀, 보리, 옥수수, 감자, 고구마, 조, 수수 기장, 및 콩으로 이루어진 선택된 어느 하나 이상이 추가로 혼합될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 쌀은 물에 넣고 끓인 쌀죽의 형태이거나, 상기 내열성 아밀라제로 가수분해된 쌀 가수분해물 또는 이의 원심분리 후 상층액인 쌀 올리고당 형태로 첨가될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 쌀 또는 기타 곡류와과의 혼합을 통해 보다 알코올분이 높고, 맛이 부드러운 혼합 발효주를 제조할 수 있다.

상기 발효 단계 후 여과 및 제성하여 알코올분 5 내지 15인 은행 발효주를 수득할 수 있다.

또한, 상기 발효주의 증류를 통해 은행 브랜디를 생산할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 발효방법에 의해 제조한 은행 발효주 또는 은행 브랜디를 제공하며, 상기 은행 브랜디는 알코올 함량(35-55%)이 높다. 또한 상기 은행 발효주와 상기 은행 브랜디를 블렌딩하여 블렌딩 브랜디가 제조될 수 있으며, 이러한 블렌딩은 알코올 함량이 강한 은행 브랜디와 은행 발효주를 혼합하여 마시기에 적합한 블렌딩 브랜디를 생산하는 것이다.

본 발명의 방법에 따라 제조된 은행 발효주는 알파-아밀라아제의 전처리를 통해 은행 자체의 당을 발효원으로 사용하여, 발효 전 포도당의 농도가 상승되어 알코올 발효가 용이하며, 이를 통해 발효주의 투명성이 높아져 상품 가치가 향상된다. 또한 본 발명의 은행 발효주는 은행 자체에 포함된 생리활성물질을 통해 혈액순환개선과 같은 약리기능을 포함하는 바, 기능성 주류로 활용이 가능하다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

< 실시예 1> 내열성 α- 아밀라아제 제조

초고온성 세균인 Thermotoga maritima 의 알파-아밀라제(α-amylase) 유전자로 형질전환된 대장균을 발효기(2L, 한국발효기)에서 1000rpm, 37°C, 12시간 배양하고, 이어서 IPTG(isopropyl-1-thio-β-D-galactopyranoside, 최종 1M) 1mL를 넣어 유전자 발현을 유도시키고 3시간 후 대장균을 원심분리하여 수거하였다. 수거된 대장균 세포(wet cell 7g/ 인산완충요액 35mL)을 초음파파쇄기로 파쇄시키고, 80℃에서 30분 동안 열처리하여 원심분리하여 α-아밀라아제가 들어있는 상층액을 분리하여 고순도의 내열성 α-아밀라아제를 얻었다.

< 실시예 2> 은행 올리고당의 제조

은행가루 100g을 물(100mL)에 넣고 전자레인지에서 5분 동안 끓여 은행죽을 제조하였다. 이어서 생성된 은행죽에 알파-아밀라아제의 활성을 극대화하기 위해 NaCl(100mM) 100μL, CaCl₂(100mM) 100μL 및 실시예 1의 α-아밀라제 10mL를 가하고 전자레인지(30분) 속에서 가수분해를 유도하고 이어서 90°C에서 10시간 동안 효소반응을 계속 진행시켜 은행유래 가수분해물을 제조하였다. 상기 은행 가수분해물을 8000rpm, 4°C에서 30분동안 원심분리하여 은행올리고당인 상층액을 분리제조하였다.

도 1은 상기 방법으로 제조된 은행 올리고당과 은행 가수분해물의 박층 크로마토그래피(thin layer chromatography) 결과를 나타낸다(G, 포도당(대조군); H, 은행 올리고당; M, 은행 가수분해물). 도 1을 참조하면, 은행 가수분해물 및 은행 올리고당에 보다 넓은 범위의 분자량을 갖는 화합물이 포함되어 있음을 알 수 있다.

< 실시예 3> 은행 가수분해물의 누룩/효모 발효

은행올리고당(1000mL)에 누룩(100g)과 효모(2g)를 유리발효용기(2000mL)에 넣고 2주일동안 상온에서 발효시켰다. 얻어진 은행 발효주의 주정도는 약 5%였다.

< 실시예 4> 은행 올리고당의 효모 발효

실시예 2의 은행올리고당(1000mL)에 효모(2g)를 유리발효용기(2000mL)에 넣고, 탄소원으로 포도당(10gx10회)을 보강하여 2주일 동안 상온에서 발효시켰다. 얻어진 은행 발효주의 주정도는 약 11%였다.

< 실시예 5> 은행올리고당과 쌀죽 혼합물의 누룩/효모 발효

실시예 2의 은행올리고당 1000mL과 쌀죽 (쌀 100g/물1000mL)에 누룩(100g)과 효모(2g)를 유리발효용기(2000mL)에 넣고 2주일동안 상온에서 발효시켰다. 얻어진 은행 발효주의 주정도는 약 7%였다. .

< 실시예 6> 은행올리고당과 쌀올리고당 혼합물의 누룩/효모 발효

쌀 100g을 물(1000mL)에 넣고 끓여 쌀죽을 제조하였다. 이어서 생성된 쌀죽에 NaCl(100mM) 100μL, CaCl₂(100mM) 100μL 및 실시예 1의 α-아밀라제 10mL를 가하고 전자레인지(30분) 속에서 가수분해를 유도하고 이어서 90°C에서 10시간 동안 효소반응을 계속 진행시켜 쌀 가수분해물을 제조하였다. 상기 쌀 가수분해물을 8000rpm, 4°C에서 30분동안 원심분리하여 쌀올리고당인 상층액을 분리제조하였다.

상기 쌀올리고당 1000mL과 실시예 2의 은행올리고당 1000mL 에 누룩(100g)과 효모(2g)를 유리발효용기(4000mL)에 넣고 2주일동안 상온에서 발효시켰다. 얻어진 은행 발효주의 주정도는 약 9%였다.

< 실시예 7> 은행증류주의 제조

실시예 3 내지 6에서 얻어진 은행발효주를 8000rpm, 4°C에서 30분동안 원심분리하여 상층액을 증류장치에 넣어 75°C이하에서 증류하였다. 75°C이하에서 증류되는 메탄올 등은 버리고, 75~85°C에서 증류된 은행 증류주를 수득하였다. 얻어진 증류주의 주정도는 45%였다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (10)

1. 은행을 내열성 아밀라제(amylase)와 혼합하고 70 내지 100℃에서 효소반응시켜 은행 가수분해물을 제조하는 단계;
   상기 은행 가수분해물을 원심분리 후 상층액을 취하여 은행올리고당을 제조하는 단계; 및
   상기 은행올리고당에 발효 균주를 혼합하여 발효하는 단계를 포함하는 은행 발효주의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내열성 아밀라제는 써모토가 마리티마(Thermotoga maritima) 균주 유래 알파-아밀라제인 것인 은행 발효주의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 은행 가수분해물을 제조하는 단계의 효소반응은 전자레인지 내에서 마이크로웨이브를 가하여 85 내지 95℃ 에서 수행하는 것인 은행 발효주의 제조방법.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 발효 균주는 효모인 것인 은행 발효주의 제조방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 발효하는 단계에서, 쌀, 보리, 옥수수, 감자, 고구마, 조, 수수 기장, 및 콩으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 추가로 혼합하고 발효시키는 것인 은행 발효주의 제조방법.
8. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 은행 발효주를 증류하여 은행 브랜디를 제조하는 단계를 포함하는 은행 브랜디의 제조방법.
   
9. 삭제
10. 삭제

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