KR101474788B1 - 탈염 용암해수를 이용한 막걸리와 감귤주의 제조 방법 및 이에 의하여 얻어진 막걸리와 감귤주 - Google Patents

탈염 용암해수를 이용한 막걸리와 감귤주의 제조 방법 및 이에 의하여 얻어진 막걸리와 감귤주 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탈염 용암해수를 이용한 막걸리와 감귤주의 제조 방법 및 이에 의하여 얻어진 막걸리와 감귤주를 개시한다. 구체적으로 본 발명은 탈염 용암해수를 막걸리와 감귤주의 제조시에 양조용수의 30%(v/v) 이하로 사용함으로써 막걸리와 감귤주의 기호도가 향상되고 효모의 증식과 알콜의 생성이 촉진되어 알콜의 생산성을 높일 수 있으며, 또 탈염 용암해수가 가지는 다양한 미네랄이 부가된 막걸리와 감귤주를 제조할 수 있는 방법을 개시한다.

Description

탈염 용암해수를 이용한 막걸리와 감귤주의 제조 방법 및 이에 의하여 얻어진 막걸리와 감귤주{Method for Manufacturing Korean Wine and Orange Liquor Using Desalinized Magma Seawater and the Korean Wine and the Orange Liquor Obtained Thereby}
본 발명은 탈염 용암해수를 이용한 막걸리와 감귤주의 제조 방법 및 이에 의하여 얻어진 막걸리와 감귤주에 관한 것이다.
술이란 당류가 효모에 의해 분해되어 알콜을 비롯한 여러 성분이 혼합되어 있는 발효식품으로 일종의 기호 음료이다.
술은 제조법에 따라 양조주(발효주), 증류주, 및 혼성주로 나뉜다. 양조주는 곡류를 당화시켜 발효시키거나 포도, 사과 등 당분이 함유된 과일을 발효시켜 원액 그대로 또는 여과하여 만든 술을 말하며, 탁주, 약주, 청주, 맥주 등이 여기에 속한다. 알콜 함유량은 통상 1% 내지 18% 정도이며, 재료에서 비롯된 휘발성 성분과 맛과 관련된 아미노산, 비휘발성 성분 등의 함유량이 높아 향미가 뛰어나다. 증류주는 양조주를 증류시켜 알콜 성분을 분리·농축하여 얻어진 술로서, 소주, 위스키, 브랜디, 보드카, 진 등이 여기에 속한다. 혼성주는 양조주나 증류주에 식물의 뿌리, 열매, 과즙, 색소 등을 첨가하여 제조한 술을 말하며, 베르뭇(Vermouth), 리큐르(Liqueur), 그랑 마르니에, 꼬인뜨루, 마라스키노 등이 여기에 속한다.
감귤(대한민국 공개특허 제2000-0060738호), 메실(대한민국 특허 제0393728호), 무화과(대한민국 특허 제0453461호), 감(대한민국 특허 제0489967호), 복숭아(대한민국 특허 제0499708호), 배(대한민국 공개특허 제2004-0021032호), 수박(대한민국 특허 제0424043호), 블루베리(대한민국 특허 제0668994호) 등을 발효시켜 얻은 과실주는 분류상 양조주에 속한다고 볼 수 있는데, 이러한 과실주는 통상 과실을 분쇄·압착하여 과실액을 만든 다음에 여기에 적당한 당 성분을 첨가하여 보당하고 다음에 Saccaromyces계의 효모를 접종하여 20 내지 40℃의 온도 범위에서 적정 기간 발효시켜 제조한다.
최근 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 보존성, 기능성 등이 강화된 막걸리 등이 제안되고 있는데, 예컨대 막걸리의 보존성을 높이기 위하여 레몬(한국 등록특허 제10-1201739호) 또는 유황 온천수(한국 공개특허 제10-2012-0034185호)를 이용하거나, 미네랄 함유 막걸리의 제조를 위해서 고로쇠 수액을 이용한 경우(한국 공개특허 제10-2012-0040170호) 등이 있다.
본 발명은 탈염 용암해수를 양조용수로 일정량 사용하여 알콜 생산성을 향상시키고 기호성을 향상시킴과 함께 탈염 용암해수가 가지는 미네랄 성분이 함유되도록 한 막걸리의 제조 방법 등을 개시한다.
본 발명의 목적은 탈염 용암해수를 이용한 막걸리의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 탈염 용암해수를 이용한 감귤주의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 기타의 목적이나 구체적인 목적은 이하에서 제시될 것이다.
일 측면에 있어서, 본 발명은 탈염 용암해수를 이용한 막걸리의 제조 방법에 관한 것이다.
제주도에서도 동부지역(구좌읍, 성산읍 및 표선면)에만 분포하는 용암해수는 청정하고 수온이 연중 일정한 특성을 갖고 있으며 일반 염지하수나 해수에서 볼 수 없는 다양한 미네랄을 다량으로 함유하고 있는데, 문헌「고기원 등, 제주도 동부지역의 수문지질에 관한 연구(Ⅱ), 2003, 경원대학교」, 문헌「고기원 등, 제주도 동부지역의 지하 지질구조와 지하수위 변동 및 수질특성에 관한 연구, 1992, 제주도보건환경연구원보, 제3권, P.15~43」, 문헌「고기원 등, 제주도 서귀포층의 지하분포 상태와 지하수와의 관계, 1991, 지질학회지, 제27권 제5호, P. 552」 등을 포함한 기존의 자료로부터 용암해수의 생성은 다음과 같이 요약될 수 있다. 즉 외부 해양으로부터 해수가 지하의 용암층을 침투하여 유입하였고, 물의 이동이 어려운 불투수성 퇴적층인 서귀포층(또는 세화리층) 위에서 거대한 해수 수괴가 형성되었다는 것이다. 용암해수는 서귀포층이 엷은 제주도 서부 및 남·북부의 경우는 발견되지 않고, 유일하게 서귀포층이 두터운 제주도 동부지역에서만 발견되고 있다는 사실이 이를 뒷받침한다.
제주도 동부지역 제주시 구좌읍 한동리에서 지하 150m를 굴착하여 지하(평균 해수면 기준), 44.35mm, 86.35m 및 126.35m에서 용암해수를 채수하고 한국화학시험연구원에 성분 분석을 의뢰하여 얻은 수심별 미네랄 함량은 아래의 [표 1]과 같다.
제주 용암해수의 수심별 미네랄 농도(ppm)
시험항목 담수 1m 용암해수 44.35m 용암해수 86.35m 용암해수 126.35m
Na 146 11400 11400 10700
Mg 0.49 1510 1520 1390
Ca 9.20 460 490 431
K 38.5 643 540 621
Cu 0.00069 0.00157 0.00113 0.00080
Co - - - -
Sn - - - -
Mo 0.0014 0.011 0.012 0.011
V 0.013 3.28 3.53 0.01
Ge 0.00019 0.0032 0.003 0.0025
Br - - - -
Sr 0.05 1.18 1.31 1.30
Ti - - - -
Ni - - - -
Si(SiO2) 1.21 7.23 6.19 1.21
Zn 0.001 0.0045 0.0039 0.0019
Fe 0.082 0.21 0.26 0.04
Mn 0.01 19.51 20.7 18.9
Cl- 262 16629 18500 19900
B 0.15 3.35 3.73 0.15
Li 0.09 0.37 0.41 0.09
Ba 0.015 0.032 0.019 0.015
Pb 0.00091 0.004 0.0013 0.00065
F - - - -
As - 0.01 - -
Se 0.000049 0.00005 0.00124 0.00086
Hg - - - -
CN- - - - -
Cr - - - -
Cd - - - -
Al 0.14 0.63 0.49 0.47
* 상기 담수는 전기전도도가 1186.58㎲/cm이고 염의 농도가 0.3 퍼밀리인 평균 해수면 하 1m의 지하수의 성분 분석 결과임
상기 [표 1]로부터 용암해수는 염분, 칼슘, 마그네슘 등의 항목에서는 일반 염지하수와 유사한 점을 나타내지만, 바나듐, 게르마늄, 셀레늄 등의 미량원소 항목에서는 뚜렷한 차이를 보이고 있다.
본 발명자들은 이러한 용암해수를 탈염하여 얻은 탈염 용암해수를 막걸리의 제조시에 양조용수로 30%(v/v) 이하로 첨가하여 막걸리를 제조할 경우, 단맛, 향, 전체적인 기호성이 향상됨을 확인하였으며, 나아가 그 탈염 용암해수 자체가 효모 증식 촉진 효과 및 알콜 생성 촉진 효과를 가짐을 확인할 수 있었다. 효모 증식이 촉진되고 또 알콜 생성이 촉진되면 단위 시간 동안의 막걸리의 생산 수율을 높일 수 있다.
전술한 바를 고려할 때, 본 발명의 용암해수를 이용한 막걸리의 제조 방법은 (a) 막걸리의 재료인 곡물을 물에 침지시켜 물을 흡수시키고 탈수시킨 후 탈수된 그 곡물을 증자하는 단계, (b) 증자된 곡물을 당화시키는 단계, 및 (c) 당화된 곡물에 탈염 용암해수를 30%(v/v) 이하로 포함하는 양조용수를 첨가·혼합하고 여기에 효모를 접종하여 발효시키는 단계를 포함하여 구성된다.
본 명세서에서, "곡물"은 막걸리 제조에 재료로 사용될 수 있는 쌀, 찹쌀, 멥쌀, 보리, 옥수수, 이들의 혼합물 등을 의미한다. 이들 곡물 이외에도 당업계에서 막걸리의 제조에 사용되고 곡물이라면 상기 곡물의 의미에 포함된다.
또 본 명세서에서, "용암해수"는 발명의 명칭이 "미네랄 조성물의 제조 방법 및 그 방법에 의하여 얻어진 미네랄 조성물"인 국내 특허 제0853244호(출원번호: 제10-2008-0027861호)에서 정의되고 설명된 바의 "제주도 동부지역에 부존하고 있는 염지하수"와 같은 의미이다. 구체적으로 "제주도 동부지역"은 행정구역상 제주도 구좌읍, 성산읍 및 표선면을 의미하며, "염지하수"는 일정량 이상 염분이 함유된 지하수를 의미하는데, 구체적으로는 고기원 등의 논문(고기원 등, 제주도 동부지역의 수문지질에 관한 연구(Ⅱ), 2003, 경원대학교; 본 명세서의 일부로서 간주된다)에서 사용한 염분 농도에 의거 제주도 지하수를 분류한 기준에 따라 저염지하수(전기전도도가 1,700㎲/cm ~17,350㎲/cm)와 염수지하수(전기전도도가 17,350㎲/cm 이상)를 모두를 포함하는 의미로서 이해될 수 있지만, 바람직하게는 전기전도도가 17,350 ㎲/cm 이상 또는 염의 농도가 30‰(permilliage) 이상(통상 해수의 염분 농도가 32 내지 35‰임)인 염수지하수를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
또 본 명세서에서, "탈염 용암해수"는 용암해수를 탈염시켜 얻어진 결과물로서 이 결과물은 일부 탈수된(수분이 일부 제거된) 농축된 액상의 성상이거나 완전히 탈수된 분말상의 성상일 수 있다. 이 탈염 용암해수는 그 성상이 액상이든 분말상이든 미네랄 성분들의 조성물로도 이해될 수 있다. 용암해수를 탈염시켜 탈염 용암해수를 얻는 방법은 당업계에 알려진 임의의 기술을 적용하여 수행될 수 있는데, 그러한 기술로서는 역삼투압법, 이온교환수지법, 전기투석법 등을 들 수 있다.
또 본 명세서에서, "%"는 부피 백분율에 의한 농도(v/v) 표현으로서, 당업계에 알려진 바와 같이 일정 부피의 용액 중에 녹아 있는 일정 부피의 용질을 의미한다. 예컨대 30%(v/v)는 용액 100㎖에 용질 30㎖가 용해되어 있다는 것이 된다. 따라서 본 발명의 제조 방법에 있어서, 탈염 용암해수가 30%(v/v) 이하로 첨가된다고 할 때 70% 이상의 물과 30% 이하의 탈염 용암해수가 혼합되어 첨가된다는 의미로서 이해될 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 탈염 용암해수가 30%(v/v) 이하로 첨가된다고 할 때, 그 부피의 기준이 되는 탈염 용암해수는 용암해수를 탈염시켜 얻어진 결과물 자체이며, 탈수시킨 탈염 용암해수를 이용할 경우 탈수된 양만큼의 물이 첨가된 탈염 용암해수를 기준으로 한다. 예컨대 탈염 용암해수 20ℓ를 탈수시켜 얻은 5ℓ의 농축 탈염 용암해수를 사용할 경우 탈수된 양인 15ℓ의 물이 첨가된 탈염 용암해수가 그 기준이 된다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 탈염 용암해수가 30%(v/v)까지 첨가될 때는 효모 증식과 알콜 생산성이 첨가 농도에 비례하여 증가하므로 30%(v/v) 이하로 첨가되는 한 임의의 양으로 첨가될 수 있으나, 다만 그 하한에 있어서 1%(v/v) 이상 첨가되는 것이 바람직하고, 5%(v/v) 이상 첨가되는 것이 더 바람직하다.
또 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 (a) 단계에서 탈수된 곡물의 증자는 20분 내지 1시간 30분 동안 물을 가열한 발생한 수증기로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 아래의 실시예에서처럼 탈염 용암해수를 가열하여 이루어질 수 있으며, 이 경우에 증자된 곡물에 탈염 용암해수가 가지는 미네랄 성분이 풍부하게 함침될 수 있는 효과가 있다.
또 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 (b) 단계의 당화 단계는 막걸리의 재료인 곡물이 함유하는 전분을 효모가 이용할 수 있는 형태로 전환하기 위한 단계로서, 당 분해 효소를 첨가하여 이루어지거나 그러한 당 분해 효소를 생산하는 미생물을 첨가하여 이루어질 수 있다. 당화 단계에서 사용될 수 있는 당 분해 효소로서는 α-아밀라제, β-아밀라아제, 글루코아밀라아제 등을 들 수 있으며, 이들 효소는 시중에서 판매되고 있기 때문에(예컨대 Novo Nordisk 사 등에서 제조·판매되고 있음) 시중에서 적절한 것을 구입하여 사용할 수 있다. 당화 단계는 바람직하게는 당 분해 효소를 생산하는 미생물 특히 백국균(Aspersilus kawachii)을 첨가하여 이루어질 수 있는데, 백국균을 사용할 경우 전분의 당화와 함께 막걸리에 향미 부여와 잡균의 오염방지 등의 효과를 아울러 기대할 수 있다. 당화 단계에서 당 분해 효소를 이용하든 미생물을 이용하든 향미 증진을 목적으로 셀룰라아제(Cellulase), 프로테아제(Protease), 자일라나아제(Xylanase), 베타-글루카나아제(β-Glucanase), 파이타아제 (Phytase), 펙티나아제 (Pectinase), 또는 이들의 혼합물이 첨가될 수도 있다.
또 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 (c) 단계인 발효 단계는 효모 발효를 통하여 알콜을 생성하는 공정이며, 20℃ 내지 40℃의 온도 범위에서 3일 내지 20일 동안 수행될 수 있다. 발효 기간은 전술한 바의 범위 내에서 의도한 발효 최종 산물의 알콜 함량(농도(v/v)임) 등을 고려하여 결정될 수 있다. 막걸리의 통상적인 알콜 함량이 6~7%(v/v)인 점에서, 발효의 최종 산물을 여과하여 그대로(즉 알콜 함량의 조정을 위한 가수 없이) 막걸리로 이용하고자 할 경우 발효 온도가 약 30~35℃일 때 발효 기간은 3~4일로 할 수 있으며, 발효 최종 산물의 알콜 함량을 약 11~13%로 하고자 할 경우 발효 온도가 20~25℃일 때 발효 기간을 12 내지 14일로 할 수 있다.
또 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 (c)의 단계의 발효를 위해서 효모는 우리나라 전통적인 막걸리의 제조에 사용되었던 누룩을 사용할 수 있다. 누룩은 증자 또는 수분을 흡수시킨 곡류 또는 곡류 분말을 이용하여 제조된 일정 모양의 성형체를 자연 상태에 방치시켜 알콜을 생성하는 효모 등의 곰팡이가 자연 상태에서 접종되어 번식된 것을 말한다. 만일 본 발명의 제조 방법에 누룩을 사용할 경우에 상기 (c) 단계의 발효 단계는 누룩 속의 효모 활동에 적합한 25℃~26℃의 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다.
또 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 (c)의 발효 단계 수행 시 효모의 접종량이나, 양조용수와 당화된 곡물의 혼합비 등은 당화된 곡물의 중량, 발효 기간, 발효 온도, 효모의 형태(누룩, 건조 효모, 액체배지 종 배양액 등), 의도한 최종 발효 산물의 알콜 함량 등을 고려하여 결정될 수 있다.
또 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 (c)의 발효 단계는 막걸리 향미 증진, 최종 발효 산물의 알콜 함량의 조정 등의 목적으로 아래의 실시예에서처럼 2 단계로 수행될 수도 있으며, 기능성 보강·강화 등의 목적으로 인삼, 홍삼, 복분자, 구기자 등의 생약재가 첨가될 수도 있다.
또 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 (c)의 발효 단계 후에는 효모에 의한 발효를 최소화시키고 부유물을 침강시키기 위한 목적으로 숙성 단계가 추가될 수 있으며, 숙성 기간과 온도는 막걸리의 향미, 소비자의 기호도 등을 고려하여 결정될 수 있다.
숙성 단계 후에는 주박(술지게미)를 제거하고 물을 가감하거나 증류 등의 방식으로 알콜 함량을 조정하는 단계가 추가될 수 있다. 이때 알콜 함량을 조정하기 위하여 물을 사용할 때도 탈염 용암해수를 물 대신에 사용할 수도 있다. 물의 가감과 증류 등의 방식으로 알콜 함량의 조정된 후에는 부유물을 제거하여 청주나 소주 등의 제조에 이용될 수도 있다.
한편 아래의 실시예의 경우 상기 (c)의 발효 단계 후에 고형상의 석위(Pyrrosia lingua) 전초 추출물을 발효액 100 중량부 기준 3 중량부로 첨가할 때, 발효 종료 후를 기준으로 6개월까지 막걸리의 맛과 색 그리고 알콜 함량이 변하지 않음을 보여준다. 따라서 상기 숙성 단계에서 막걸리의 보존성 향상을 위해서 고형상의 석위 추출물이 첨가되는 것이 바람직하다. 석위는 석화(石花)라고도 하는 고사리과의 식물로서 그 잎과 뿌리는 진해, 거담 작용 등을 가져 약재로서 쓰이는 식물이다. 상기에서 석위 전초 추출물은 추출 대상인 석위 전초를 물, 에탄올 또는 이들이 혼합 용매에 침지시켜 추출한 후 감압농축하고 동결건조시켜 얻어진 고형상의 추출물을 말한다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 바의 막걸리의 제조방법에 의하여 얻어진 막걸리에 관한 것이다. 본 발명의 막걸리는 양조용수로서 탈염 용암해수가 30% 이하로 사용되어 제조됨으로써 탈염 용암해수가 가지는 미네랄이 부가된 막걸리로 이해될 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 탈염 용암해수를 이용한 감귤주의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 탈염 용암해수를 이용한 감귤주의 제조 방법은 (a) 감귤 과실을 분쇄하여 감귤 과실의 분쇄액을 얻는 단계, (b) 상기 감귤 과실의 분쇄액에 당을 첨가하여 보당하는 단계, (c) 보당된 감귤 과실의 분쇄액에 탈염 용암해수를 30%(v/v) 이하로 포함하는 양조용수를 첨가하고 효모를 접종하여 발효시키는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 제조 방법에서, 상기 (a) 단계의 감귤 과실은 과육과 과피를 포함하는 감귤 원과 또는 과피가 제거된 감귤 과육일 수 있다. 감귤은 아래 실시예에서 사용된 온주 밀감(Citrus unshiu) 뿐만 아니라 하귤, 진귤, 한라봉, 진지향, 천혜향, 당유자 등도 사용될 수 있다.
상기 (a) 단계에서 감귤 원과를 사용하였을 경우, 감귤 과피에 함유된 펙틴을 분해하여 효모에 의한 발효시에 이용되도록 펙틴분해효소를 첨가하는 단계가 본 발명의 방법에 추가될 수 있으며, 과육 및/또는 과피의 셀룰로스를 분해할 목적으로 셀룰라제를 첨가하는 단계도 추가될 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 상기 (b) 단계의 보당은 효모에 의한 최적의 발효 조건에 맞게 당도를 조정하기 위한 단계인데, 사용될 수 있는 당으로서는 올리고당, 유당, 포도당, 과당, 설탕 등을 들 수 있다. 이때 보당은 20 내지 30°Brix 범위가 되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에서, 상기 (c) 단계의 발효는 20~40℃의 온도 범위 내에서 2일 내지 15일 동안 이루어질 수 있다. 발효 온도와 발효 기간은 사용된 감귤 과실 분쇄액의 중량, 양조용수의 사용량, 의도한 최종 발효 산물의 알콜 함량 등을 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 상기 (c) 단계의 발효 후에는 숙성 단계가 추가될 수 있다. 이러한 숙성 단계는 가능하면 저온에서 특히 구체적으로는 10℃ 이하에서 이루어질 수 있으며 2일 내지 2년 동안 이루어질 수 있는데, 구체적인 숙성 온도와 기간은 감귤주의 향미와 소비자의 기호도 등을 고려하여 결정될 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 바의 탈염 용암해수를 이용한 감귤주의 제조 방법에 의하여 얻어진 감귤주에 관한 것이다.
본 발명의 감귤주는 양조용수로서 탈염 용암해수가 30% 이하로 사용되어 제조됨으로써 탈염 용암해수가 가지는 미네랄이 부가된 감귤주로 이해될 수 있다.
전술한 바의 탈염 용암해수를 감귤주의 제조 방법은 여타의 과실주의 제조, 예컨대 메실, 다래, 무화과, 감, 복숭아, 배, 사과, 수과, 메론, 딸기, 블루베리 등을 이용한 과실주의 제조에도 그대로 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 탈염 용암해수를 이용한 막걸리와 감귤주의 제조 방법을 제공할 수 있다. 탈염 용암해수를 막걸리와 감귤주의 제조시에 양조용수의 30%(v/v) 이하로 사용할 경우 막걸리와 감귤주의 기호도가 향상되고 효모의 증식과 알콜의 생성이 촉진되어 알콜의 생산성을 높일 수 있으며, 또 탈염 용암해수는 다양한 미네랄을 함유하고 있으므로 다양한 미네랄이 함유된 막걸리와 감귤주를 얻을 수 있다.
[도 1]은 탈염 용암해수가 효모 증식에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 > 탈염 용암해수를 이용한 막걸리 및 감귤주의 제조
< 실시예 1> 탈염 용암해수를 이용한 막걸리의 제조
<실시예 1-1> 탈염 용암해수를 이용한 막걸리의 제조예 1
제주도 동부지역 제주시 구좌읍 한동리에서 지하 150m를 굴착하여 지하(평균 해수면 기준), 44.35mm, 86.35m 및 126.35m에서 용암해수를 채수하였다. 채수한 용암해수를 한국화학시험연구원(대한민국, 서울 소재)에 의뢰하여 성분을 분석한 결과를 상기 [표 1]에서 확인할 수 있다. 그리고 상기 채취한 용암해수의 전기전도도 및 염분 농도를 측정한 결과 지하 44.35m에서 채수한 용암해수는 전기전도도가 48516.41㎲/cm이고 염분 농도는 14.4‰(permilliage), 지하 86.35m에서 채수한 용암해수는 전기전도도가 50618.4㎲/cm이고 염분 농도는 34.1‰(permilliage)이며, 지하 126.35m에서 채수한 용암해수는 전기전도도가 50474.3㎲/cm이고 염분 농도는 34.1‰(permilliage)로 나타났다.
상기 지하 86.35m에서 채수한 염지하수를 0.2㎛의 필터로 불순물을 걸러낸 후, 전기투석기(ASTOM CO. LTD, 일본)에 의하여 이온 교환막을 이용 1가 이온을 제거함으로써 탈염 과정을 거쳤다. 이렇게 얻어진 탈염 용암해수를 막걸리의 제조에 사용하였다.
막걸리의 제조를 위하여, 먼저 막걸리 제조 원료인 쌀을 세미하여 먼지 등의 불순물을 제거하고 24℃에서 2시간 동안 탈염 용암해수에 수침시킨 후 탈수시키고그 탈염 용암해수가 흡수된 쌀을 탈염 용암해수를 가열하여 발생한 수증기로 약 1시간 정도 증자시키고 25~30℃로 방냉하였다. 그 방냉한 쌀에 쌀 100 중량부 기준 백국균(Aspersilus kawachii) 0.2 중량부를 혼합하고 약 2일간 발효시켜 입국을 제조하였다. 그 입국에 입국 100 중량부 기준 건조 효모 0.3 중량부((미국 한스브로워스 효모)와 양조용수(탈염 용암해수와 정제수의 1:9 부피비의 혼합액) 150 중량부를 넣고 혼합하여 20~25℃의 온도에서 5일 동안 1차로 발효시켜 1차 발효액(술덧)을 제조하였다. 이 1차 발효액에 상기 용암해수로 증자시킨 쌀 150 중량부와 양조용수(탈염 용암해수와 정제수의 1:9 부피비의 혼합액) 200 중량부를 넣고 혼합하여 1차 발효 조건과 마찬가지로 20~25℃의 온도에서 7일 동안 2차로 발효시키고 40 메쉬의 체로 술지게미를 걸러 최종적으로 막걸리를 제조하였다.
<실시예 1-2> 탈염 용암해수를 이용한 막걸리의 제조예 2
상기 <실시예 1-1>과 동일하게 탈염 용암해수를 이용한 막걸리를 제조하되, 제1차 발효와 제2차 발효에서 양조용수를 탈염 용암해수와 정제수의 2:8 부피비 혼합액을 사용하였다.
<실시예 1-3> 탈염 용암해수를 이용한 막걸리의 제조예 3
상기 <실시예 1-1>과 동일하게 탈염 용암해수를 이용한 막걸리를 제조하되, 제1차 발효와 제2차 발효에서 양조용수를 탈염 용암해수와 정제수의 3:7 부피비 혼합액을 사용하였다.
<실시예 1-4> 탈염 용암해수를 이용한 막걸리의 제조예 4
상기 <실시예 1-1>과 동일하게 탈염 용암해수를 이용한 막걸리를 제조하되, 제1차 발효와 제2차 발효에서 양조용수를 탈염 용암해수와 정제수의 4:6 부피비 혼합액을 사용하였다.
<실시예 1-5 내지 1-8> 탈염 용암해수를 이용한 막걸리의 제조예 5~8
상기 <실시예 1-1> 내지 <실시예 1-4>에서 제조된 4종의 각 막걸리에 석위 전초 추출물을 발효액 100 중량부 기준 3 중량부로 첨가하고 4℃의 온도에서 6개월 동안 보관·숙성하여 막걸리를 제조하였다. 여기서 석위 전초 추출물은 석위 전초에 5배 중량의 70% 에탄올을 가하여 24시간 동안 추출한 후 여과하고 그 여액을 감압농축하여 추출용매를 제거하고 동결건조하여 얻은 고형상의 추출물을 사용하였다.
< 실시예 2> 탈염 용암해수를 이용한 감귤주의 제조
<실시예 2-1> 탈염 용암해수를 이용한 감귤주의 제조예 1
감귤 원과를 세척하고 세척한 감귤 원과를 분쇄하여 얻은 분쇄액에 펙틴분해효소(Novo Nordisk, Denmark)와 셀룰라제(Novo Nordisk, Denmark)를 상기 분쇄물에 각각 5%(w/v) 첨가하고 교반하면서 25~30℃에서 약 1시간 가수분해시켰다.
상기 가수분해물에 양조용수로서 탈염 용암해수와 정제수의 1:9 부피비 혼합액을 150 중량부로 혼합하고 설탕을 가하여 24°Brix로 보당한 후 건조 효모(Saccaromyces cerevisiae)(미국 한스브로워스 효모)를 가수분해물 100 중량부 기준 0.3 중량부로 접종하여 30℃에서 6일 동안 발효시켰다. 발효 종료 후 40 메쉬의 체로 여과하여 최종적으로 탈염 용암해수를 이용한 감귤주를 제조하였다.
<실시예 2-2> 탈염 용암해수를 이용한 감귤주의 제조예 2
상기 <실시예 2-1>과 동일하게 탈염 용암해수를 이용한 감귤주를 제조하되, 양조용수를 탈염 용암해수와 정제수의 2:8 부피비 혼합액을 사용하였다.
<실시예 2-3> 탈염 용암해수를 이용한 감귤주의 제조예 3
상기 <실시예 2-1>과 동일하게 탈염 용암해수를 이용한 감귤주를 제조하되, 양조용수를 탈염 용암해수와 정제수의 3:7 부피비 혼합액을 사용하였다.
<실시예 2-4> 탈염 용암해수를 이용한 감귤주의 제조예 4
상기 <실시예 2-1>과 동일하게 탈염 용암해수를 이용한 감귤주를 제조하되, 양조용수를 탈염 용암해수와 정제수의 4:6 부피비 혼합액을 사용하였다.
< 실험예 > 탈염 용암해수가 효모의 증식과 효모에 의한 알콜 생산에 미치는 효과 실험 및 탈염 용암해수를 이용하여 제조한 막걸리와 감귤주의 관능평가 실험
< 실험예 1> 탈염 용암해수가 효모의 증식과 효모에 의한 알콜 생산에 미치는 효과 실험
<실험예 1-1> 탈염 용암해수가 효모의 증식에 미치는 효과 실험
효모 사카로마이세스 세레비세(Saccaromyces cerevisiae)는 미국 한스브로워스 건조 효모를 사용하였으며, YM 한천배지에서 3회 이상 계대배양하여 순수 콜로니를 분리하였다. 이 균주를 YM 액체배지에서 배양 후 효모 시료로 사용하였다.
YM 액체배지에 용암해수 미네랄 탈염수를 배지 부피 기준 0, 10, 20, 30, 40%(v/v)로 첨가하여 멸균한 후 상기 효모 균주를 접종하였다. 접종은 각 시료별로 3.5×105 cells/mL되게 수행되었다. 접종된 배양병들은 25℃의 항온기 내에서 정치 배양하였다. 배양 개시 후 24시간마다 사카로마이세스 세레비세 균수 변화를 YM 한천배지를 이용하여 희석평판법으로 측정하였다. 준비한 각 평판은 25℃의 항온기 내에서 5~7일간 배양한 후 출현한 콜로니수를 측정하였다.
결과는 [도 1]에 나타내었다. [도 1]을 참조하여 보면, 탈염 용암해수는 전반적으로 효모의 증식 촉진 효과를 갖는데, 5일 이후의 증식 후반기에서는 10% 내지 30% 첨가군에서는 농도 의존적으로 효모의 증식이 촉진되나 40% 첨가군에서는 오히려 효모 증식이 떨어지는 것으로 나타났다. 가장 효모 증식 효과가 우수한 첨가군은 20% 내지 30% 첨가군이었다.
[도 1]에서 계열 1은 무첨가군, 계열 2 내지 5는 각각 탈염 용암해수의 10% 내지 40% 첨가군이다.
<실험예 1-2> 탈염 용암해수가 효모에 의한 알콜 생산에 미치는 효과 실험
효모 사카로마이세스 세레비세(Saccaromyces cerevisiae)는 미국 한스브로워스 건조 효모를 사용하였으며, YM 한천배지에서 3회 이상 계대배양하여 순수 콜로니를 분리하였다. 이 균주를 YM 액체배지에서 배양 후 효모 시료로 사용하였다.
액체배지는 증류수 500ml를 초산을 이용하여 pH 4.0으로 조절하고, 여기에 포도당 5.0g과 설탕 5.0g을 첨가한 후 탈염 용암해수를 배지 부피 기준 0, 10, 20, 30, 40%(v/v) 첨가하고, 스크류캡으로 탈착 가능하게 부착된 250mL 용량의 내열성 유리 용기에 각 100ml씩 분주한 후 멸균하여 사용하였다. 각 배지에 효모 균주를 1.5×106 cells/mL되게 접종하고, 25℃의 항온기 내에서 7일간 배양한 후 생성된 알콜의 함량을 측정하였다. 알콜 함량의 측정은 디지털 에틸알콜측정계(PET-109, Atago Co., Japan)로 수행되었다. 알콜 측정은 7일간의 배양이 완료된 시점에서 각 시료 10ml씩 채집하여 여과 후 여액 중 알콜 함량을 측정함으로써 이루어졌다. 각 측정 결과는 아래의 [표 2]와 같다.
에탄올 농도(%)
탈염 용암해수 첨가 농도 에탄올 농도
무첨가군 2.5%
10% 첨가군 3.2%
20% 첨가군 3.5%
30% 첨가군 3.8%
40% 첨가군 2.8%
상기의 [표 2]의 결과로부터 탈염 용암해수를 첨가하지 않은 무첨가군에 비해서 첨가한 모든 군에서 전반적으로 알콜 생산량이 높게 나타났다. 또한, 첨가군들 중에서는 탈염 용암해수를 30% 첨가한 군에서 알콜 3.8%가 측정되어 가장 높게 나타났다. 이것은 효모의 생장과 관련한 [도 1]의 결과와도 유사한 경향을 나타내는 것이라 할 수 있다. 이는 효모 생장에서 탈염 용암해수를 첨가한 경우 부족한 영양원의 보충으로 효모 생장이 촉진되고, 이에 따라 알콜 생산율이 높아진 것으로 이해된다.
<실험예 1-3> 막걸리 및 감귤주의 제조에서의 탈염 용암해수가 알콜 생산에 미치는 효과 실험
상기 <실시예 1> 및 <실시예 2>에서 양조용수로 용암해수 10, 20, 30 및 40%로 첨가되어 제조된 4종류의 막걸리와 감귤주의 알콜 함량을 디지털 에틸알콜측정계(PET-109, Atago Co., Japan)로 측정하여 아래의 [표 3] 및 [표 4]에 나타내었다.
에탄올 농도(%)
탈염 용암해수 첨가 농도 에탄올 농도
무첨가군 14.41%
<실시예 1-1>의 막걸리(10% 첨가군) 15.72%
<실시예 1-2>의 막걸리(20% 첨가군) 16.45%
<실시예 1-3>의 막걸리(30% 첨가군) 17.58%
<실시예 1-4>의 막걸리(40% 첨가군) 15.23%
에탄올 농도(%)
탈염 용암해수 첨가 농도 에탄올 농도
무첨가군 10.78%
<실시예 2-1>의 감귤주(10% 첨가군) 11.82%
<실시예 2-2>의 감귤주(20% 첨가군) 12.69%
<실시예 2-3>의 감귤주(30% 첨가군) 13.74%
<실시예 2-4>의 감귤주(40% 첨가군) 11.41%
상기 [표 3] 및 [표 4]의 결과도 상기 [도 1] 및 [표 2]와 유사한 경향을 보였으며, 막걸리 및 감귤주의 생산에 있어서도 탈염 용암해수를 양조용수로 첨가할 때 30%까지 첨가하는 것이 알콜 생산율에 있어서 바람직함을 보여준다.
< 실험예 2> 탈염 용암해수를 이용하여 제조한 막걸리와 감귤주의 관능평가 실험
30-50 대의 성인 남녀 총 20인을 관능평가 요원으로 하여 시음 테스트를 수행하였고, 이후 설문지에 아래의 5점 척도법 기준에 따라 결과를 기입하도록 하였다. 각 설문 결과를 종합하여 아래의 [표 5] 및 [표 6]에 나타내었다.
<점수 기준>
5점: 매우 만족. 4점: 만족.
3점: 보통. 2점: 불만족.
1점: 매우 불만족.
시음 테스트에서는 상기 각 실시예의 탈염 용암해수를 이용한 막걸리와 정제수만을 사용하여 얻은 막걸리(비교예의 막걸리)를 알콜 함량 6%로 보정한 다음 200mL씩 2종 1세트로 제공되었다.
1종의 막걸리를 마시고 나서 물로 입을 헹군 후 나머지 1종의 막걸리를 마시는 형태로 진행되었다.
감귤주에 대해서도 마찬가지로 탈염 용암해수를 이용한 감귤주와 정제수만을 사용하여 얻은 감귤주를 200mL씩 2종 1세트로 제공되었으며, 알콜 함량을 12%로 보정하여 동일한 방법으로 평가하였다.
상기에서 탈염 용암해수를 이용하지 않은 비교예의 막걸리는 상기 실시예와 동일하게 막걸리를 제조하되, 탈염 용암해수의 첨가량만큼 정제수를 첨가하여 제조한 막걸리이며, 또 탈염 용암해수를 이용하지 않은 비교예의 감귤주의 경우도 마찬가지로 상기 실시예와 동일하게 감귤주를 제조하되, 탈염 용암해수의 첨가량만큼 정제수를 첨가하여 제조한 감귤주이다.
탈염 용암해수를 이용한 막걸리의 관능평가 결과
구분 향 신맛 단맛 종합적 기호도
실시예 1-1 3.55±0.34* 3.46±0.25 3.86±0.24* 4.14±0.35*
실시예 1-2 3.63±0.29* 3.57±0.33 3.96±0.31* 4.13±0.32*
실시예 1-3 3.72±0.27* 3.52±0.36 4.12±0.27* 4.12±0.26*
실시예 1-4 3.44±0.31 3.56±0.28 3.48±0.22 4.06±0.23*
비교예 3.27±0.25 3.51±0.29 3.46±0.26 3.58±0.26
* p<0.05
결과는 3회 실험에 대한 평균치와 표준편차로 나타내었고, 실험군 간의 통계적 유의성 검증은 student's t-test로 신뢰 수준 5% 수준에서 시행하였다.
상기 [표 5]의 결과에서 보여지듯이, 향과 단맛의 경우 탈염 용암해수 첨가군(실시예의 막걸리)이 탈염 용암해수 비첨가군(비교예의 막걸리)보다 약간 높은 것으로 나타났으며, 신맛에 있어서는 서로 간에 특별한 차이를 보이지 않았다. 향과 단맛이 탈염 용암해수 첨가군에서 약간 높게 나타난 이유는 탈염 용암해수가 효모의 증식을 촉진시키기 때문인 것으로 추측된다. 종합적인 기호도의 경우 탈염 용암해수 첨가군이 비첨가군에 비해서 높은 것으로 나타났다. 그리고 용암해수 첨가군 사이에 있어서는 40% 첨가군(<실시예 1-4>의 막걸리)의 경우가 약간 낮은 것으로 나타났다.
탈염 용암해수를 이용한 감귤주의 관능평가 결과
구분 단맛 향 색 종합적 기호도
실시예 1-1 4.18±0.18 4.47±0.23 3.79±0.26 4.13±0.22
실시예 1-2 4.32±0.27 4.46±0.28 3.82±0.36 4.16±0.21
실시예 1-3 4.38±0.26 4.56±0.18 3.76±0.26 4.25±0.28
실시예 1-4 4.33±0.34 4.49±0.26 3.82±0.16 4.21±0.24
비교예 4.16±0.27 4.47±0.17 3.74±0.23 4.01±0.17
* p<0.05
결과는 3회 실험에 대한 평균치와 표준편차로 나타내었고실험군 간의 통계적 유의성 검증은 다중범위검정(Duncan's multiple range test)으로 신뢰 수준 5% 수준에서 시행하였다.
상기 [표 6]의 결과를 보면, 단맛과 향, 색과 종합적인 기호도에 있어서는 탈염 용암해수 첨가군과 비첨가군 사이에 유의한 차이는 없었으나 대체로 탈염 용암해수의 첨가군에서 약간 높은 것으로 나타났다.
<실험예 3> 석위 추출물이 첨가되어 숙성·보관된 막걸리의 보존성에 대한 관능평가
석위 전초 추출물이 첨가되어 6개월 동안 숙성·보관된 <실시예 1-5 내지 1-8>의 4종의 막걸리의 맛과 향 그리고 색의 변하였는지의 여부를, <실시예 1-1 내지 1-4>의 4종의 막걸리와 비교 평가하여 판단하였다.
평가는 남녀 총 10인을 1군의 관능평가 요원으로 하여 알콜 함량 6%로 보정된 막걸리를 200mL씩 2종 1세트로 제공하여 맛, 향과 색이 동일한지 다른지 여부를 설문지 형식으로 평가하게 하였다.
결과를 아래의 [표 7]에 동일하다고 평가한 인원수로 나타내었다.
보존성에 대한 관능평가 결과
구분 맛 향 색
실시예 1-1과 1-5 7 8 10
실시예 1-2과 1-6 8 8 9
실시예 1-3과 1-7 8 9 9
실시예 1-4과 1-8 9 8 8
상기 [표 7]의 결과는 대부분의 관능평가 요원이 맛과 향 그리고 색이 동일하다고 평가하였음을 보여준다. 다르다고 평가한 요원에 대해서 추가적인 의견을 구한 결과 확연히 다르다고 평가한 요원은 없었으며, 대체로 약간의 차이가 있었다고 응답하였다.

Claims (7)

  1. (a) 막걸리의 재료인 곡물을 물에 침지시켜 물을 흡수시키고 탈수시킨 후 탈수된 그 곡물을 증자하는 단계,
    (b) 증자된 곡물을 당화시키는 단계, 및
    (c) 당화된 곡물에 탈염 용암해수를 30%(v/v)로 포함하는 양조용수를 첨가·혼합하고 여기에 효모를 접종하여 발효시키는 단계를 포함하는 용암해수를 이용한 막걸리의 제조 방법으로서,
    상기 제조 방법은 상기 발효 단계 후에 숙성 단계를 추가로 포함하되,
    상기 숙성 단계는 석위 전초 추출물을 발효액 100 중량부 기준 3 중량부로 첨가하여 수행됨으로써 막걸리의 보존성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 용암해수를 이용한 막걸리의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡물은 쌀인 것을 특징으로 하는 용암해수를 이용한 막걸리의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 당화 단계는 증자된 곡물에 백국균(Aspersilus kawachii)을 첨가하여 수행되는 것을 특징으로 하는 용암해수를 이용한 막걸리의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항 기재의 제조 방법에 의하여 얻어진 용암해수를 이용한 막걸리.
  6. (a) 감귤 원과의 분쇄액에 펙틴분해효소 및 셀룰라제를 첨가하여 가수분해하는 단계, (b) 상기 가수분해된 감귤 원과의 분쇄액에 당을 첨가하여 보당하는 단계, 및 (c) 보당된 감귤 과실의 분쇄액에 탈염 용암해수를 30%(v/v)로 포함하는 양조용수를 첨가하고 효모를 접종하여 발효시키는 단계를 포함하는 감귤주의 제조 방법.
  7. 제6항의 제조 방법에 의하여 얻어진 감귤주.

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KR102707416B1 (ko) * 2023-11-13 2024-09-19 노영준 특산품을 위한 산물가공방법 및 산물가공시스템

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