KR101500847B1 - 천연 코쿠미 조미소재의 제조 방법 - Google Patents

천연 코쿠미 조미소재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 천연 코쿠미 조미소재의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1단계 곰팡이 발효 및 2단계 세균 발효인 2단계 발효 과정을 거쳐 제조된 이노신산(IMP) 발효액 및 글루탐산(glutamic acid) 발효액을 이용하여 천연 코쿠미 조미소재를 제조하는 방법, 상기 방법에 의해 제조된 천연 코쿠미 조미소재 및 상기 조미소재를 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 방법으로 제조한 천연 코쿠미 조미소재는 천연원료를 이용하여 제조함으로써 인체에 무해하고 안전함과 동시에, 식품 내에 첨가하여 진하고 깊은 맛을 냄으로써 풍미를 증진시킬 수 있다.

Description

천연 코쿠미 조미소재의 제조 방법{Method for preparing natural kokumi flavor}
본 발명은 천연 코쿠미 조미소재의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1단계 곰팡이 발효 및 2단계 세균 발효인 2단계 발효 과정을 거쳐 제조된 이노신산(IMP) 발효액 및 글루탐산(glutamic acid) 발효액을 이용하여 천연 코쿠미 조미소재를 제조하는 방법, 상기 방법에 의해 제조된 천연 코쿠미 조미소재 및 상기 조미소재를 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다.
아미노산 및 펩타이드는 조미소재의 성분으로 이용되며, 이는 주로 대두, 밀, 옥수수 등의 식물성 단백질 원료를 곰팡이, 바실러스, 유산균, 효모 등의 미생물로 발효하고 가수분해시킴으로써 유리되는 아미노산과 펩타이드를 성분으로 사용한 천연 조미소재 개발이 최근 다양하게 이루어지고 있다.
일반적으로, 상기 식물성 단백질 원료의 분해율(degree of hydrolysis)을 높여 유리되는 정미성분(아미노산 및 펩타이드)의 함량을 높이거나, 물질 밸런스(mass balance) 관점의 수율을 높여 가격 경쟁력을 높이기 위한 기술 개발이 보편적이다, 그러나, 식물성 단백질 원료만을 이용할 경우, 핵산 성분이 존재하지 않으며, 이로 인해 감칠맛 강도가 약하다는 단점이 있으며, 조미소재로써 상업적 가치를 높이기 위해서는 글루탐산(glutamic acid) 이외에 IMP나 GMP와 같은 핵산 성분이 함께 존재해야 한다.
이에, 최근에는 상기와 같은 식물성 단백질 가수분해물의 단점을 보완하기 위하여, 효모 추출물(Yeast extract)과 같은 천연 핵산 함유 소재를 혼합하는 것이 일반적인 방법이었다. 그러나, 상기 효모 추출물은 특유의 발효취에서 기인하는 이미, 이취로 인하여 가공식품이 지니는 고유의 풍미에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있으며, 최대 핵산 함량이 20%에 그치는 등 핵산 함량에 한계가 있었다. 또한, 천연 가공식품에 사용하기 위한 소재로써 식물성 단백질 소재와 효모 추출물을 혼합하는 것은 기존의 MSG, 핵산IG, HVP와 같은 조미소재와 비교했을 때 가격 경쟁력이 떨어진다는 단점이 있었다.
한편, 이노신산(inosine monophosphate; IMP)은 구아닐산(guanine monophosphate; GMP)과 더불어 식품 조미 첨가제로 널리 이용되고 있는 물질이다. 이노신산은 특히 글루탐산 나트륨(monosodium glutamate; MSG)과 함께 사용하면 맛의 상승효과가 커서 정미성 조미료로 각광을 받고 있는 핵산계 조미료 성분 중 하나이다.
상기와 같은 조미소재로 사용하기 위한 IMP와 GMP를 발효하는 방법에는 효모의 RNA 분해법과 이노신 및 구아노신을 거쳐 발효 및 화학적 인산화의 2단계로 IMP 및 GMP를 제조하는 방법 등 다양한 방법이 존재한다. 그러나, 최근 유럽을 비롯한 여러 국가에서 천연 조미료에 대한 기준이 강화되고 이에 대한 규제가 심해짐에 따라, 천연의 성분만으로 제조되지 않고 화학적 공정을 거치거나 추가의 성분들을 혼합하여 제조하는 경우 천연 조미소재로 인정하지 않고 있다. 그에 따라, 천연의 핵산 성분을 제조하여야 하는데, 이를 위해서는 세균을 이용하여 당을 직접 발효하는 방법을 사용해야 한다.
이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 추가의 화학 공정을 거치지 않고 별도의 추가 성분들을 혼합하지 않는 천연 조미소재를 제조하기 위하여 예의 노력한 결과, 1단계 곰팡이 발효 및 2단계 세균 발효의 2단계 발효 공정을 거쳐 생산된 이노신산 및 글루탐산 발효액을 이용하는 경우, 이후 반응을 위해 발효액만을 사용하더라도 효과적인 다양한 종류의 조미소재를 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 1단계 곰팡이 발효 및 2단계 세균 발효 과정을 거쳐 제조된 글루탐산(glutamic acid) 발효액 및 이노신산(IMP) 발효액을 이용하여 별도의 추가 성분을 혼합하거나 추가의 화학 공정을 거치지 않고 천연 코쿠미 조미소재를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 제조 방법에 의해 제조된 천연 코쿠미 조미소재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 하나의 목적은 상기 천연 코쿠미 조미소재를 포함하는 식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 (a) 곰팡이로 식물성 단백질 원료가 발효된 곡물 발효액을 수득하는 단계; (b) 상기 수득된 곡물 발효액을 세균으로 발효하여 글루탐산(glutamic acid) 발효액을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 (a) 단계의 곡물 발효액, (b) 단계의 글루탐산 발효액을 혼합하는 단계를 포함하는, 천연 코쿠미 조미소재(kokumi flavor)의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 (b) 단계에서 곡물 발효액을 세균으로 발효하여 이노신산(IMP) 발효액을 추가로 제조하고, 상기 (c) 단계에서 이노신산 발효액을 추가로 혼합하여 천연 코쿠미 조미소재를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 개략적인 천연 조미소재의 제조 방법은 도 1에 나타낸 바와 같다. 구체적으로, 1단계 곰팡이 발효 및 2단계 세균 발효를 거쳐 글루탐산 발효액, 이노신산 발효액 및 곡물 발효액을 제조하고, 3단계로 각각의 조미소재에 적합한 반응 또는 처리를 통해 최종적으로 각각의 천연 조미소재를 제조하는 것이다.
따라서, 본 발명은 천연 조미소재를 제조하기 위하여, 천연 유래 이노신산 발효액 및 글루탐산 발효액을 제조하는 과정에서, 1단계 곰팡이 발효 및 2단계 세균 발효를 수행하는 것, 즉 2단계 발효를 통해 핵산 및 글루탐산 발효액을 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 1단계 곰팡이 발효 과정은 단백질 원료를 이용하여 다양한 펩타이드 및 아미노산을 생산할 수 있는 공정이다. 1단계 곰팡이 발효만을 이용할 경우 다량의 펩타이드 및 아미노산을 생산할 수 있어, 조미소재로 사용할 수 있는 글루탐산을 생산할 수는 있다. 그러나, 감칠맛(umami taste)을 낼 수 있는 핵산 물질, 예컨대 IMP나 GMP 등은 생산할 수 없다는 단점이 있다. 또한, 식물성 단백질 원료와 같은 단백질을 사용할 경우 단순히 단백질을 가수분해하는 공정만을 거치기 때문에, 생산될 수 있는 펩타이드 및 아미노산이 단백질 자체의 농도 함량에 의존하게 된다는 문제점이 있다. 예를 들어, 콩을 사용하면 10% 미만의 글루탐산이, 밀 글루텐을 사용할 경우 15% 미만의 글루탐산만이 생산되게 된다.
한편, 상기 2단계 세균 발효 과정은 핵산 및 글루탐산 발효액을 만드는 공정이다. 2단계 세균 발효만을 이용할 경우 핵산 및 글루탐산을 효과적으로 생산할 수는 있으나, 다른 아미노산 및 펩타이드들이 1% 미만으로만 생산되기 때문에, 감칠맛 자체는 우수할지언정 맛의 베이스를 잡아줄 수 있는 물질들이 너무 소량이기 때문에 조미소재로 사용할 수 없는 단점이 있다. 즉, 세균 발효만을 이용한 배양액을 조미소재로 사용하기 위해서는 추가의 성분들을 첨가하여 식품에 적용 가능한 형태로 제조해야 하는 단점이 있다.
이에 따라 본 발명에서는, 상기와 같은 곰팡이 발효 과정과 세균 발효 과정 각각의 단점을 보완하면서, 별도의 추가 성분의 혼합 없이 발효 과정을 통해 수득한 발효액만을 이용하면서 또한 추가의 화학 공정을 거치지 않고 천연의 조미 소재를 제조하는 방법을 고안하였다.
상기 2단계 세균 발효 과정을 이용하여 핵산 및 글루탐산 발효액을 제조하기 위해서는 탄소원, 질소원과 함께 다양한 무기염, 아미노산, 비타민류 등이 필요하다. 특히, 질소원의 경우 기존에는 효모 추출물(yeast extract) 또는 식물단백질 가수분해물(hydrolyzed vegetable protein, HVP)을 사용하였으나, 이는 고유의 이미, 이취가 존재하고 수율이 다소 낮은 단점이 있었다. 또한, 상기와 같이 세균 발효에 제공되는 다양한 물질에 따라 단순히 최종 배양액의 조미성분의 함량뿐만 아니라 전체적인 풍미에서도 큰 차이를 보인다. 그에 따라, 본 발명에서는 질소원으로서의 역할과 동시에 다양한 아미노산, 펩타이드를 포함할 수 있는, 식물성 단백질의 1단계 곰팡이 발효를 통한 곡물발효액(곡물단백분해물)을 2단계 세균 발효의 기질로 사용하고자 한 것이다.
또한, 기존의 세균을 이용한 핵산 또는 MSG 등의 제조 공정은 단순히 배양액 내에 포함된 핵산 및 MSG의 농도 및 수율만을 고려하여 이를 높이는 데에 치중되어 있었다. 그러나, 이는 감칠맛(umami)을 높이는 데에는 효과적이지만, 최종적으로 제조된 조미소재의 풍미에는 좋지 않은 영향을 미치는 경우가 있었다. 그러나, 본 발명의 3단계 반응 공정을 거쳐 최종적으로 제조된 본 발명의 각종 조미소재(flavor)는 감칠맛 성분인 이노신산 및 글루탐산 뿐만 아니라, 다양한 아미노산, 당류, 유기산, 무기이온 등의 농도를 적절하게 조절함으로써 풍미를 증진시킬 수 있다는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 천연 조미소재의 제조 방법을 각 단계별로 나누어 설명하기로 한다.
본 발명의 상기 (a) 단계는 식물성 단백질 원료가 곰팡이로 발효된 곡물 발효액을 수득하는 단계이다.
상기 (a) 단계에서는 식물성 단백질 원료를 이용하여 곰팡이 발효를 진행함으로써, 다양한 아미노산 및 펩타이드를 포함하고 글루타민 등 2단계 세균 발효의 질소원이 될 수 있는 성분을 포함하는 곡물 발효액을 제조하여 수득할 수 있다. 구체적으로는, 먼저 곡물 원료를 기질로 곰팡이를 배양하여 단백질 가수분해효소를 함유한 세포 배양액을 제조하고, 이를 식물성 단백질 원료에 투입하여 가수분해를 실시하여 곡물단백분해물을 제조한 후, 여과 및 세포를 제거하여 곡물발효액을 제조할 수 있다. 상기 곡물발효액은 2단계 세균 발효의 질소원을 공급하기 위하여, 총질소 함량이 2%(w/v) 이상일 수 있다.
상기 식물성 단백질 원료는 곰팡이로 발효가 가능한 이상 당업계에 알려진 모든 원료를 사용할 수 있으며, 이에 제한되지는 않으나 바람직하게는 대두, 옥수수, 쌀, 밀, 밀 글루텐 등을 사용할 수 있다. 한편, 밀 글루텐을 사용할 경우, 글루타민을 다량 함유하고 있어 세균 발효시 발효수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있는바, 보다 바람직하게는 상기 식물성 단백질 원료로 밀 글루텐을 사용할 수 있다.
상기 곰팡이는 식물성 단백질 원료를 발효시킴으로써 본 발명의 곡물 발효액을 제조할 수 있는 것이면 모든 종류의 곰팡이를 사용할 수 있으며, 이에 제한되지는 않으나 아스퍼질러스 속(Aspergillus sp.) 미생물을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus orizae) 또는 아스퍼질러스 소재(aspergillus sojae) 미생물을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 대한민국 등록특허 제10-1191010호(국제특허 WO2011-046249호)에 기재된 바와 같은 아스퍼질러스 소재(Aspergillus sojae) CJCC_080124P(KCCM11026P)를 이용하여 1단계 곰팡이 발효를 수행하였다.
상기 곡물 발효액은 식물성 단백질 원료(곡물)를 곰팡이를 이용하여 발효시킨 후의 산물을 의미한다. 상기 곡물 발효액은 발효 후 최종적으로 여과 및 세포 제거 과정을 통하여 그 자체로 조미소재를 제조하는 최종 단계에서 이용할 수 있으며, 2단계 세균 발효를 위한 기질로도 이용할 수 있는 두가지 역할을 할 수 있다.
상기 (b) 단계는 (a) 단계에서 수득된 곡물 발효액이 세균으로 발효된 글루탐산(glutamic acid) 발효액을 제조하는 단계이다. 상기 (b) 단계에서는 곡물 발효액을 세균으로 발효하여 이노신산(IMP) 발효액을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 1단계 곰팡이 발효에 의해 수득된 곡물 발효액을 기질로 하여, 탄소원을 첨가한 배지를 제조하고, 세균 발효를 통해 이노신산 발효액 및/또는 글루탐산 발효액을 제조할 수 있다.
상기 세균 발효는 당업계에 알려진 일반적인 세균 배양 방법을 통하여 이루어질 수 있으며, 보다 바람직하게는 플라스크 배양, 확대 배양, 주(main) 배양의 3단계로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 1차 종배지 및 2차 종배지를 이용하여 플라스크 배양 및 확대 배양을 실시하여 대량 생산을 위한 스케일 업을 실시한 후, (a) 단계의 곡물발효액을 기질로 하여 주 배양배지의 이용 및 지속적인 추가당 공급에 의해 이노신산 발효액 및 글루탐산 발효액을 수득하였다.
상기 세균 발효를 위한 배지는 포도당, 과당 등의 탄소원을 포함할 수 있으며, 특히 글루탐산 발효액을 제조하기 위한 배지에는 원당을 탄소원으로서 포함할 수 있다. 상기 배지에는 다양한 무기염, 비타민, 아미노산 등이 포함될 수 있으며, 이노신산 발효액 및 글루탐산 발효액을 각각 제조하고자 하는 목적에 따라 그 조성이 달라질 수 있다.
예컨대, 글루탐산 발효액을 제조하기 위해서는 주 배양배지에 포도당, 과당, 원당, 베타인(betaine), 황산마그네슘, 인산칼륨 및 인산이 포함될 수 있으며, 바람직하게는 전체 배지 조제액에 대비(w/v)하여 포도당 0.5 내지 0.7 %, 과당 0.9 내지 1.1 %, 원당 4.5 내지 5.5 %, 베타인 0.005 내지 0.015 %, 황산마그네슘 0.3 내지 0.5 %, 인산칼륨 0.8 내지 1.0 %, 인산 0.2 내지 0.4% 가 포함될 수 있다. 또한, 이노신산 발효액을 제조하기 위해서는 주 배양배지에 포도당(glucose), 과당(fructose), 황산마그네슘, 인산, 수산화칼륨 및 곡물 발효액이 포함될 수 있으며, 바람직하게는 전체 배지 조제액에 대비(w/v)하여 포도당 4.4 내지 5.2 %, 과당 3.7 내지 4.3 %, 황산마그네슘 1.3 내지 1.7 %, 인산 2.0 내지 2.4 %, 수산화칼륨 1.4 내지 1.8 %, 곡물발효액 0.5 내지 0.9 % 가 포함될 수 있다.
또한, 상기 배지에는 필요에 따라 소량의 구성요소들이 추가로 포함될 수 있으며, 그 예로 황산철, 황산망간, 황산구리, 황산아연, CAPA, NCA(nicotinamide), 비오틴(biotin), 염화칼슘, 티아민(thiamine), 비타민 C 등이 있다. 이들을 포함하는 각각의 배지의 대표적인 예를 표 5 내지 8 및 표 9 내지 12에 개시하였다.
상기 (a) 단계의 곰팡이 발효를 통해 식물성 단백질은 아미노산 및 펩타이드로 분해되며, 단백질과 결합되어 있던 칼슘, 마그네슘, 인산 등과 같은 무기이온과 비타민류 들이 용출된다. 상기에서 생성된 아미노산에는 글루타민, 시스테인, 메티오닌, 발린, 류신, 이소류신 등이 있으며, 이는 (b) 단계의 세균 발효에서 질소원으로 활용될 수 있다. 특히, 고농도의 글루타민은 퓨린 생합성에 필수 성분으로서 고함량의 이노신산 및 글루탐산 생성의 주요 프로모터로서 작용할 수 있다. 또한, 용출되어 나온 무기이온 및 비타민류는 세균 발효에 있어서 균체 성장에도 도움을 줄 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 곰팡이 발효에 의한 산물을 영양원으로 사용하는 경우 세균 균체의 증식 및 성장이 빨라지는 것을 확인함으로써, 본 발명의 2단계 공정의 이점을 다시 한번 확인하였다(도 4).
본 발명에서 상기 세균은 (a) 단계에서 수득된 곡물 발효액을 발효하여 이노신산 발효액 및 글루탐산 발효액을 제조할 수 있는 모든 세균을 의미하며, 본 발명의 목적상 천연 조미소재를 제조하기 위하여 non-GMO 균주를 사용할 수 있다. 상기 세균은 발효에 의해 이노신산 및 글루탐산을 생산할 수 있다고 당업계에 알려진 모든 종류의 세균을 사용할 수 있으며, 예컨대 이노신산 발효액을 제조하는 경우 바실러스(Bacillus) 속, 코리네박테리움(Corynebacterium) 속 또는 에스케리키아(Escherichia) 속 미생물을 사용할 수 있으며, 글루탐산 발효액을 제조하는 경우 코리네박테리움 속, 마이크로박테리움(Microbacterium) 속, 바실러스 속, 스트렙토마이세스(Streptomyces) 속, 페니실리움(Penicillium) 속, 슈도모나스(Pseudomonas) 속, 아트로박터(Arthrobacter) 속, 세라티아(Serratia) 속, 칸디다(Candida) 속, 클레브시엘라(Klebsiella) 속, 에르위니아(Erwinia) 속, 판토에아(Pantoea) 속, 엔테로박터(Enterobacter) 속 미생물을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 세균으로서 코리네박테리움 속 미생물을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 이노신산 발효액을 제조하기 위하여 코리네박테리움 암모니아게네스(corynebacterium ammoniagenes)를, 글루탐산 발효액을 제조하기 위하여 코리네박테리움 글루타미쿰(corynebacterium glutamicum)을 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 이노신산 발효액을 제조하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-0397321호(국제특허 WO2002-051984호)에 기재된 바와 같은 코리네박테리움 암모니아게네스 CJIP009 (KCCM-10226)를 이용하였으며, 글루탐산 발효액을 제조하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-0264740호에 기재된 바와 같은 코리네박테리움 글루타미쿰(브레비박테리움 락토퍼멘텀) CJ971010 (KFCC 11039)을 이용하였다.
상기 (b) 단계의 세균 발효를 통하여 얻은 발효액에는 1L 당 약 150g의 고형분이 생기게 된다. 본 발명은 상기 세균 발효를 통해 얻은 이노신산 및/또는 글루탐산 발효액에 추가의 성분을 혼합하지 않고 그대로 사용하는 것을 특징으로 하므로, 상기 발효액 내에는 원하는 성분인 이노신산 및 글루탐산이 다량 포함되어 있어야 한다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 1단계 곰팡이 발효 및 2단계 세균 발효를 통하여 제조된 이노신산 발효액 내의 고형분 중, 이에 제한되지는 않으나 바람직하게는 30% 이상의 이노신산을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 50% 이상의 이노신산을 포함할 수 있다. 그에 따라, 이노신산 발효액 내 이노신산의 농도는 바람직하게는 50 g/L 내지 150 g/L 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 70 g/L 내지 130 g/L 일 수 있다.
또한, 글루탐산의 경우에는 1단계 곰팡이 발효에 의해 생산된 산물이 아미노산을 포함하고 있기 때문에 이노신산에 비하여 고농도 및 고수율로 글루탐산을 수득할 수 있으며, 제조된 글루탐산 발효액 내의 고형분 중, 이에 제한되지는 않으나 바람직하게는 50% 이상의 글루탐산을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 60% 이상의 글루탐산을 포함할 수 있다. 그에 따라, 글루탐산 발효액 내 글루탐산의 농도는 바람직하게는 75 g/L 내지 150 g/L 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 90 g/L 내지 130 g/L 일 수 있다.
상기와 같은 발효액 내 높은 비율의 이노신산 및 글루탐산 함량으로 인하여, 건조 등의 과정을 통해 분말화 하였을 때 식품 소재로서 식품에 적절하게 첨가될 수 있다.
본 발명에서 용어 '조미소재(flavor)'는 식품의 풍미를 증진시키기 위하여 첨가되는 소재로서, 맛 성분에 따라서 다양한 조미소재로 나누어질 수 있다. 즉, 풍미에 따라 뉴트럴(neutral) 조미소재, 소고기(beef) 풍미 조미소재, 닭고기(chicken) 조미소재, 돼지고기(pork) 조미소재, 코쿠미(kokumi) 조미소재 등이 있으며, 본 발명의 2단계 발효 공정에 따라 제조된 이노신산 발효액 및 글루탐산 발효액을 이용하여 각각의 조미소재를 제조할 수 있다. 그 중에서 본 발명의 '코쿠미 조미소재(kokumi flavor)'는 코쿠미를 내는 조미소재를 의미하는 것으로서, 상기 '코쿠미'는 일본어에서 유래된 단어로서, 영어권에서는 'mouthfulness', 'continuity', 'thickness', 'heartiness'라고도 표현되고, 우리말로는 '진한 맛', '두터운 맛', '입안에 꽉 차는 맛', '농후한 맛', '진득한 맛' 등으로 표현되는 맛을 의미한다. 본 발명에서는 본 발명의 방법에 의해 제조된 코쿠미 조미소재가 풍부한 바디(body)감과 깊은 맛을 내며, 짠맛 증진 효과도 있음을 확인하였다.
본 발명의 조미소재를 제조하는 방법에 있어서 별도의 추가 성분을 혼합하지 않고 정제와 같은 추가의 화학 공정을 거치지 않고 발효액을 그대로 사용하게 되므로, 이를 직접적으로 식품, 예컨대 가공식품에 포함시키기 위해서는, 모든 배지 성분이 식품원료이어야 한다. 따라서, 본 발명의 발효시에 첨가되는 모든 배지 성분은 식품원료인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일실시예에서는 배지 성분을 식품원료로 하기 위하여 베타-알라닌(β-alanine)을 칼슘-판토테네이트(Ca-panthothenate; CAPA)로 대체하여 주었으며, 칼슘-판토테네이트로 대체하여도 여전히 70 g/L 이상의 IMP 농도를 갖는 IMP 발효액을 제조할 수 있음을 확인하였다. 따라서, 바람직하게 본 발명의 세균 발효용 배지는 칼슘-판토테네이트를 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계 및 (b) 단계의 2단계 발효 공정을 거쳐, 이노신산 발효액 및 글루탐산 발효액을 각각 제조할 수 있으며, 이는 3단계의 반응을 거쳐 최종적으로 각종 조미소재를 제조하는 데에 사용될 수 있다. 상기 이노신산 발효액 및 글루탐산 발효액을 기반으로 하여, 최초 원료를 다르게 사용한다거나, 배지 조성을 약간 다르게 한다거나, 발효액 제조 이후의 과정, 즉 발효액을 혼합시키고 온도, 압력, 시간 등의 조건을 달리하는 이후의 반응 또는 전기탈염 공정 등을 조절함으로써, 다양한 풍미를 갖는 천연 조미소재, 예컨대 뉴트럴(neutral), 소고기(beef), 닭고기(chicken), 돼지고기(pork), 코쿠미(kokumi) 등의 조미소재(flavor)를 제조할 수 있으며, 이를 이용하여 각각의 식품의 목적에 맞는 조미소재를 첨가하여 최적의 맛을 낼 수 있다.
천연 코쿠미 조미소재를 제조하는 최종 (c) 단계는 상기 공정에서 수득한 곡물 발효액 및 글루탐산 발효액을 혼합하는 단계이다. 상기 (c) 단계에서는 이노신산 발효액을 추가로 혼합할 수 있다.
상기 (c) 단계에서는 상기에서 제조한 발효액에 별도의 추가 성분을 혼합하지 않을 뿐만 아니라 추가적인 화학 공정을 거치지 않고 상기 발효액을 그대로 사용하여 혼합한 후 적절한 온도, 압력, 시간 조건에서 반응시킴으로써, 최종적으로 천연 코쿠미 조미소재를 제조할 수 있다.
상기 (c) 단계에서는 상기 공정을 통하여 제조된 곡물 발효액 및 글루탐산 발효액을 혼합하여 최종적으로 천연 코쿠미 조미소재를 제조할 수 있다. 상기 곡물 발효액 및 글루탐산 발효액은 이에 제한되지는 않으나, 바람직하게는 1:0.1 내지 1:10의 비율로, 보다 바람직하게는 1:0.2 내지 1:5의 비율로, 보다 더 바람직하게는 1:0.5 내지 1:2.5의 비율로 혼합할 수 있다.
또한, 상기 혼합된 발효액에 이노신산 발효액을 추가로 혼합할 수 있다. 이 경우 글루탐산 발효액과 이노신산 발효액을 혼합한 발효액은 곡물 발효액과 대비하여 바람직하게는 1:0.1 내지 1:10의 비율로, 보다 바람직하게는 1:0.2 내지 1:5의 비율로, 보다 더 바람직하게는 1:0.5 내지 1:2.5의 비율로 혼합할 수 있다. 즉, 2단계의 세균 발효액의 비율을 곡물 발효액과 적절한 비율로 혼합하여 본 발명의 천연 코쿠미 조미소재를 제조할 수 있다.
상기와 같이 각각의 발효액을 혼합한 후, 70 내지 100℃, 바람직하게는 80 내지 90℃의 조건에서 0.5 내지 24시간, 바람직하게는 0.5 내지 5시간, 보다 바람직하게는 1 내지 3시간동안 반응시킴으로써, 최적의 코쿠미 조미소재를 제조할 수 있다.
한편, 상기 발효액은 여과과정을 거쳐 여과된 발효액을 사용할 수 있다. 따라서, 상기 (c) 단계에 선행하여 상기 발효액에 활성탄을 처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 활성탄 처리 후 원심분리 또는 여과과정을 거쳐 발효액을 여과할 수 있다. 이 때, 활성탄 처리 후 여과보조제로서 규조토를 추가로 처리할 수 있다. 또한, 상기 활성탄을 처리하는 단계 이전에 각각의 발효액을 가열하여 세포 용해를 유도하는 전처리 과정을 거침으로써, 이후 수행될 여과의 수율을 높일 수 있다. 상기 가열은 이에 제한되지는 않으나 바람직하게는 70 내지 90?에서 수행될 수 있으며, 가열시간은 바람직하게는 15분 이상, 보다 바람직하게는 15분 내지 60분 수행될 수 있다.
본 발명의 상기 혼합 단계에서는 발효액을 농축 후 건조하여 분말로 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기와 같이 분말로 제조하는 단계는 발효액 간의 혼합 전 또는 후에 이루어질 수 있으며, 상기 건조는 이에 제한되지는 않으나, 바람직하게는 분무 건조 또는 진공 건조에 의해 달성될 수 있으며, 최종적으로 분말화 또는 페이스트화 함으로써 식품에 첨가될 수 있는 적절한 형태로 제조될 수 있다.
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 제조된 천연 코쿠미 조미소재를 제공한다. 또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 천연 코쿠미 조미소재를 포함하는 식품 조성물 역시 제공한다.
본 발명의 상기 제조 방법으로 제조된 천연 코쿠미 조미소재는 코쿠미, 즉 풍부한 바디감과 진하고 깊은 맛을 가짐으로써, 다양한 식품에 첨가되어 식품의 맛을 극대화시킬 수 있으며, 동물의 사료 등에도 역시 적용 가능하다. 예컨대, 상기 천연 코쿠미 조미소재는 장류, 라면스프, 카레 등에 첨가되어 코쿠미를 내는 데에 사용될 수 있다.
본 발명의 방법으로 제조한 천연 코쿠미 조미소재는 천연원료를 이용하여 제조함으로써 인체에 무해하고 안전함과 동시에, 식품 내에 첨가하여 진하고 깊은 맛을 냄으로써 풍미를 증진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 천연 조미소재를 제조하는 전반적인 과정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 아데닌을 천연 식품원료로 대체하기 위해 AMP를 산 가수분해하는 과정을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 베타-알라닌을 천연 식품원료로 대체하기 위한 칼슘 판토테네이트를 도출하기 위한 대사 경로를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 곰팡이 발효에 의해 분해된 식물성 단백질을 영양원으로 첨가하는 경우와 그렇지 않은 경우의 세균 균체의 증식 정도를 나타낸다.
이하, 하기 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 식물성 단백질 원료를 이용한 곰팡이 발효
1차 곰팡이발효를 위하여, 먼저 곰팡이의 하나인 아스퍼질러스 (aspergillus) 속 미생물을 이용하여, 대두, 옥수수, 쌀, 밀 등 곡물 원료를 기질로 하여, 20~35℃, 24~72시간 배양하여 고농도의 단백질 가수분해효소(protease)를 함유한 곰팡이 배양액을 제조하였다. 이후, 식물성 단백질 원료인 대두, 옥수수, 쌀, 밀을 25~35%의 고농도가 되도록 물과 섞어 멸균한 후, 무염 상태에서 상기에서 제조한 고농도의 단백질 가수분해효소를 함유한 곰팡이 배양액을 투입하여, 가수분해를 실시하였다. 이 때, 곰팡이 배양액은 상기 멸균한 기질액 대비 10~100% 첨가하여, 40~50℃에서 48~96 시간동안 분해하여 곡물단백분해물을 제조하였다.
구체적으로, 대한민국 등록특허 제10-1191010호(국제특허 WO2011-046249호)에 기재된 바와 같은 아스퍼질러스 소재 CJCC_080124P(KCCM11026P)를 이용하여 플라스크 배양과 확대 배양을 거친 후, 탈지대두를 기질로 하여 곰팡이 배양액을 제조하고 밀글루텐을 기질로 하여 기질 가수분해를 실시함으로써, 최종적으로 곡물단백분해물을 제조하였다. 1L 플라스크에 1차 종배지를 200ml 분주하여 멸균하고 곰팡이 1.7×1010/400ml로 플라스크당 200ml을 접종하고 30℃, 100rpm으로 7시간 배양한 후, 250L 발효기에 2차 종배지를 투입 후 멸균하고 1차 종배양액 600ml를 접종하고 30℃, 70rpm으로 24시간 배양하였다. 이후, 5톤 준비탱크에서 주배양배지 투입 후 90℃, 30분 가열하고 8톤 발효기로 이송 후 물 100L, 소포제 2L 투입 후 멸균하고 2차 종배양액 144L 접종 후 30℃, 700rpm으로 48시간동안 배양하여 곰팡이 배양액을 제조하였다. 마지막으로 기질의 가수분해를 위하여, 5톤 준비탱크에서 기질 분해의 원료를 투입하고 55℃, 1시간 가열한 다음, 20톤 발효기로 이송 후 물 100L, 소포제 2L 투입 후 멸균하고, 상기 곰팡이 발효액 5760L를 접종하여 45℃, 30rpm으로 96시간 배양하여 최종적으로 곡물단백분해물을 제조하였다. 상기 제조 시에 사용된 배지의 조성은 다음과 같다.
Figure 112013066594716-pat00001
Figure 112013066594716-pat00002
Figure 112013066594716-pat00003
Figure 112013066594716-pat00004
상기에서 제조한 곡물단백분해물을 필터 프레스(filter press)로 여과하고 곰팡이 세포를 제거하여 총질소(total nitrogen) 함량 2%(w/v) 이상, 분해율(degree of hydrolysis) 50% 이상의 곡물발효액을 제조하였다. 한편, 상기 곡물발효액은 2차 세균발효를 위한 배지로 준비하였다.
실시예 2: 세균 발효
곡물발효액을 이용하여 IMP 발효액 및 글루탐산(glutamic acid) 발효액을 제조하기 위하여, 먼저 실시예 1에서 제조된 곡물발효액에 포도당(glucose) 또는 과당(fructose)과 같은 탄소원과 Fe, Mg, Mn, Zn 등의 무기염 및 비타민 등을 추가로 첨가하고 멸균하여 세균 발효를 위한 배지를 각각 제조하였다. IMP 발효액 및 글루탐산 발효액을 제조하기 위한 배지를 조성하였으며, 각각에 대하여 플라스크 배양(1차 종배지), 확대 배양(2차 종배지), 주(main) 배양의 3단계를 위한 배지를 조성하였다.
2-1: IMP 발효액 제조
대한민국 등록특허 제10-0397321호(국제특허 WO2002-051984호)에 기재된 바와 같은 코리네박테리움 암모니아게네스 CJIP009 (KCCM-10226)를 이용하여, IMP 농도가 70 g/L 이상으로 포함되도록 제조한 IMP 발효액을 얻었다.
구체적으로, NaOH를 이용하여 pH를 7.2로 맞춘 상태에서 500ml 플라스크에 1차 종배지를 50ml 분주하여 121℃에서 15분간 살균하고 균주를 접종한 후 32℃, 200rpm으로 22 ~ 28시간 배양한 후, 5L jar에 2차 종배지 2.1L를 분주하여 멸균하고 냉각 후 1차 종배양액 300ml를 접종하고 Air 2L, 32℃, 900rpm으로 pH를 7.2로 조절하면서 27 ~ 30시간 배양하였다. 이후, 30L jar에 주배양배지를 8.5L 분주하고 살균하고 냉각 후 2차 종배양액 1500ml를 접종하고 Air 5L, 32℃, 400rpm으로 pH를 7.2로 조절하면서 5 ~ 6일간 배양하였으며, 글루코즈와 프럭토즈가 일정한 비율로 혼합된 추가당을 수시로 공급하면서 배양하였다. 이 때, 마지막 추가당 공급 후 7시간 이상 배양하여 당이 모두 소진될 수 있도록 하였다. 상기 IMP 발효액 제조 시에 사용된 배지의 조성은 다음과 같다.
Figure 112013066594716-pat00005
Figure 112013066594716-pat00006
Figure 112013066594716-pat00007
Figure 112013066594716-pat00008
2-2: 글루탐산 발효액 제조
대한민국 등록특허 제10-0264740호에 기재된 바와 같은 코리네박테리움 글루타미쿰(브레비박테리움 락토퍼멘텀) CJ971010 (KFCC 11039)을 이용하여, 글루탐산 농도가 90 g/L 이상으로 포함되도록 제조한 글루탐산 발효액을 얻었다.
구체적으로, 암모니아수로 pH를 7.2로 맞춘 상태에서 250ml 플라스크에 1차 종배지를 30ml 분주하여 121℃에서 15분간 살균하고 균주를 접종한 후 32℃, 200rpm으로 5 ~ 8시간 배양한 후, 5L jar에 2차 종배지 1.4L를 분주하여 멸균하고 냉각 후 1차 종배양액 20ml를 접종하고 Air 1.5L, 33℃, 850rpm으로 pH를 7로 조절하면서 20 ~ 28시간 배양하였다. 이후, 30L jar에 주배양배지를 9.2L 분주하고 살균하고 냉각 후 2차 종배양액 800ml를 접종하고 Air 5L, 33℃, 450rpm으로 pH를 6.9로 조절하면서 36 ~ 40시간 배양하였으며, 원당, 글루코즈와 프럭토즈가 일정한 비율로 혼합된 추가당을 수시로 공급하면서 배양하였다. 이 때, 마지막 추가당 공급 후 7시간 이상 배양하여 당이 모두 소진될 수 있도록 하였다. 상기 글루탐산 발효액 제조 시에 사용된 배지의 조성은 다음과 같다.
Figure 112013066594716-pat00009
Figure 112013066594716-pat00010
Figure 112013090135387-pat00017
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상기 IMP 발효액 제조용 배지를 이용하여 IMP 발효액을 제조하고 이를 식품 첨가용 조미소재로 활용하기 위해서는, 식품 첨가물에 알맞게 몇 가지 배지성분들을 식품원료로 교체하여 사용해야 한다. 이에 따라 세포 성장에 반드시 필요한 성분인 아데닌(adenine) 및 베타-알라닌(β-alanine)을 식품원료로 교체해 주었다.
먼저, 아데닌은 AMP를 산가수분해함으로써, 리보스(ribose)와 연결된 베타-N 글리코시드 결합(β-N-glycosidic bond)을 끊어 아데닌을 유리시켜 제조하였다. 상기와 같이 제조된 아데닌을 사용하여 배양을 하는 경우 70 g/L 이상의 IMP 농도를 갖는 IMP 발효액을 제조할 수 있음을 확인하였다(도 2).
다음으로, 베타-알라닌은 코리네박테리움 암모니아게네스의 대사경로를 확인한 결과, 칼슘-판토테네이트(Ca-panthothenate; CAPA)로 대체가 가능할 것이라고 예측하여 베타-알라닌 대신에 칼슘-판토테네이트로 대체하여 배양을 진행한 결과, 역시 70 g/L 이상의 IMP 농도를 갖는 IMP 발효액을 제조할 수 있음을 확인하였다(도 3).
실시예 3: 곰팡이 발효에 의한 산물을 세균 발효에 이용하는 경우의 세균 성장 속도 확인
상기 1단계 곰팡이 발효와 2단계 세균 발효가 연속적으로 행해질 경우의 이점을 확인하기 위하여, 1단계 곰팡이 발효에 의해 분해된 식물성 단백질을 영양원으로 첨가하는 경우와 첨가하지 않은 경우에 세균 균체의 성장 속도 및 증식 정도를 확인하였다.
그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이, 곰팡이 발효에 의해 분해된 식물성 단백질을 영양원으로 첨가하는 경우에 그렇지 않은 경우보다 세균 균체의 증식이 더 빠르고 많이 되는 것을 확인할 수 있었다(도 4).
실시예 4: 탄소원의 종류에 따른 글루탐산 발효액의 풍미 특성 변화 확인
글루탐산 발효시 사용 가능한 탄소원으로는 포도당(Glucose), 과당(Fructose), 당밀(Cane molasses), 원당(raw sugar) 등이 있다. 탄소원의 종류에 따라 약간의 기타 배지 성분들이 달라지긴 하나 최종 발효액 내의 글루탐산 농도에는 큰 차이가 없다. 그러나, 발효액의 풍미 측면에서 살펴보면 탄소원의 종류에 따라 많은 차이가 있으며, 최종적으로 천연 조미소재를 개발하기 위해서는 최종 발효액의 풍미가 깨끗하고 깔끔할수록 좋다. 당밀은 원료 내에 포함된 다양한 무기이온들로 인해 미생물의 발효 관점에서는 훌륭한 배지 성분이지만, 배지 자체의 색상이 너무 진하고, 카라멜 반응에 의한 향미가 최종 배양액에 남게 되어 천연 조미소재로서의 활용가치가 떨어지는 단점이 있다.
이에 따라, 천연 조미소재를 제조하기 위한 글루탐산 발효액 제조시에 당밀을 원당으로 대체함으로써, 그에 따른 배양액의 풍미 특성 변화를 확인하였다. 이 때, 당밀을 원당으로 대체하면서 당밀 내 포함된 주요 무기 이온 및 비타민류들을 배지에 추가로 첨가하여 주었다. 그 결과, 당밀을 원당으로 대체함으로써 이취(off-flavor)가 제거되어 천연 조미소재를 제조하기 위한 적절한 풍미 특성이 나타남을 확인할 수 있었다(표 13). 또한, 이 때 원당으로 제조한 글루탐산 발효액의 경우에도 96 g/L 이상의 고농도의 글루탐산이 포함됨으로써, 천연 조미소재를 제조하기에 적합한 수준을 유지함을 확인할 수 있었다.
당밀과 원당의 비율에 따른 배양액의 풍미 특성 변화
당밀(100%) 당밀+원당(5:5) 원당(100%)
Neutrality - + ++
Off-flavor + - --
실시예 5: 코쿠미 조미소재( Kokumi flavor )의 제조
실시예 1에서 제조한 곡물 발효액과 실시예 2에서 제조한 글루탐산 발효액 및 IMP 발효액을 이용하여 코쿠미 조미소재를 제조하였다.
먼저, 이후 수행될 여과의 수율을 높이기 위하여, 발효 종료 후 각각의 발효액을 70 내지 90℃로 15분 이상 가열하여 세포 용해(cell lysis)를 유도하였다. 이러한 전처리 과정을 통하여 여과 수율을 85% 이상으로 높일 수 있다. 이후, 글루탐산 발효액과 IMP 발효액의 이미, 이취를 제거하기 위하여 발효액 대비 1~3%(w/v)의 활성탄을 넣고 50~70℃에서 2~24시간 처리하였다. 활성탄 처리 후 여과보조제로써 규조토를 1~3%(w/v) 넣고 필터 프레스(filter press)로 여과하였다. 이후 상기 과정에 의해 여과된 발효액을 사용하였다.
한편, 식물성 단백질 원료를 곰팡이로 발효하게 되면, 저분자 펩타이드 및 아미노산의 함량이 높아진다. 즉, 분자량 2000Da 이하의 저분자 펩타이드가 30% 이상, 바람직하게는 1500Da 이하의 저분자펩타이드가 40% 내지 60%로 포함되게 되며, 평균적으로 14개 이하의 아미노산 잔기로 구성된 저분자 펩타이드가 포함된다. 이러한 곰팡이에 의한 곡물 발효액을 세균 발효의 영양원으로 활용하고, 최종적으로 적절하게 배합함으로써, 핵산:글루탐산:펩타이드가 약 1:1:1 내지 1:1:5로 복합적으로 구성된 코쿠미 조미소재를 생성할 수 있다. 구체적으로, 곡물 발효액, IMP 발효액 및 글루탐산 발효액을 배합하여, 70~100℃에서 0.5~24시간 반응시켰다. 반응 이후, 고형분이 35~50%가 되도록 정제염 및 덱스트린을 첨가하고, 분무건조 또는 진공건조를 통하여 분말화를 하거나 고형분이 70%까지 농축되도록 한 후 페이스트화를 하였다. 상기 코쿠미 조미소재는 제품의 바디(body)감을 증진시킬 수 있고, 짠맛 증진 효과를 기대할 수 있다.
실시예 6: 코쿠미 조미소재 적용시 관능속성 평가
본 발명의 코쿠미 조미소재를 적용할 경우, 입으로 느껴지는 질감과 무게감을 일컫는 제품의 바디(body)감을 증진시킬 수 있고, 짠맛 증진 효과를 기대할 수 있다. 이를 확인하기 위하여, 관능속성 평가를 진행하였다.
11-1: 저염된장
염 함량이 낮은 상태에서 발효된 된장은 구수한 향미가 적고, 특히 중간 바디감이 약해지면서 맛의 균형이 깨지고 이로 인해 전반적인 맛이 저하되는 경향이 있다. 코쿠미 조미소재의 바디감 및 짠맛 증진 효과를 확인하기 위하여, 기존 된장과 발효시 염의 함량을 줄인 저염 된장, 및 저염 된장에 코쿠미 조미소재를 0.3%(w/w) 첨가한 군을 패널들에게 제시하고 전체적인 맛에 대한 관능평가를 진행하였다.
5점 척도로 선호도 및 강도 등의 관능평가를 진행한 결과, 표 14에 나타난 바와 같이, 저염 된장의 경우 전체적으로 관능 속성들이 기존 된장에 비하여 저하되는 경향을 나타냈으나, 코쿠미 조미소재를 첨가한 군에서는 오히려 관능 속성들이 상승되는 효과를 확인할 수 있었다. 구체적으로, 구수한 풍미는 식품의 중간 바디감에 영향을 미치는 속성으로서 된장의 주요 속성인데, 저염 된장의 경우에는 구수한 풍미의 강도 및 선호도가 떨어지는 것으로 나타났으나, 코쿠미 조미소재를 첨가하는 경우 모두 상승되는 효과가 나타났다. 또한, 코쿠미 조미소재를 첨가한 군에서는 염을 저감하지 않은 기존 된장보다도 짠맛 강도 및 선호도가 높게 평가되어, 코쿠미 조미소재에 의한 바디감 상승 및 짠맛 상승 효과를 모두 기대할 수 있음을 확인할 수 있었다.
특성 기존 된장 저염된장 저염된장 + 코쿠미 조미소재 첨가
전반적인 맛 선호도 3.0 2.8 3.2
외관 선호도 3.5 3.5 3.6
향 선호도 3.1 3.0 3.1
입촉감 선호도 3.3 3.4 3.5
뒷맛 선호도 3.0 2.9 3.0
구수한 풍미 선호도 3.2 2.9 3.3
감칠맛 선호도 3.2 3.0 3.3
짠맛 선호도 3.0 2.8 3.3
단맛 선호도 3.2 3.1 3.3
신맛 선호도 2.9 2.9 2.9
구수한 풍미 강도 2.9 2.6 3.1
감칠맛 강도 3.1 2.7 3.1
짠맛 강도 3.2 2.9 3.4
단맛 강도 2.8 2.8 2.8
신맛 강도 2.8 2.7 2.8
이미/이취 강도 1.2 1.2 1.1
11-2: 양송이 크림스프
코쿠미 조미소재의 짠맛 향상효과를 확인하기 위하여, 양송이 크림스프에 코쿠미 조미소재를 0.1%(w/w) 첨가하여 패널들에게 제시하고, 짠맛의 인지강도를 평가하였다. 패널들은 짠맛을 절대적으로 인지할 수 있도록 훈련된 전문패널 9명으로 구성하였다. 시료의 온도는 40~50℃로 제공하였고, 시료를 3번 반복으로 제공하여 짠맛 인지강도의 평균값을 분산분석(ANOVA)으로 분석하였다. 짠맛 인지강도의 평가시, 주관적인 편차를 배제하기 위하여 scale reference 평가 척도를 적용하였다.
그 결과, 표 15에 나타난 바와 같이, 코쿠미 조미소재(KF)를 첨가한 군이 첨가하지 않은 군에 비하여 짠맛 인지강도가 14.5% 증가하였음을 확인하였다. 코쿠미 조미소재는 무염공정을 통해 제조된 것으로 제품의 염 함량에는 전혀 영향이 없음에도 불구하고, 코쿠미 조미소재가 짠맛 향상 효과를 가짐을 확인할 수 있었다.
양송이크림스프
NaCl농도(%)		 짠맛 인지강도 평균 인지강도 증가율 (%)
KF 무첨가군 KF 첨가군
0.60% 10.3 11.8 14.5

Claims (28)

  1. (a) 아스퍼질러스 속(Aspergillus sp.) 곰팡이로 식물성 단백질 원료가 발효된 곡물 발효액을 수득하는 단계;
    (b) 상기 수득된 곡물 발효액을, 코리네박테리움 속(Corynebacterium sp.) 또는 브레비박테리움 속(Brevibacterium sp.) 세균으로 발효하여 글루탐산(glutamic acid) 발효액을 제조하는 단계; 및
    (c) 상기 (a) 단계의 곡물 발효액, (b) 단계의 글루탐산 발효액을 혼합하는 단계를 포함하는, 천연 코쿠미 조미소재(kokumi flavor)의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 곡물 발효액을, 코리네박테리움 속(Corynebacterium sp.) 또는 브레비박테리움 속(Brevibacterium sp.) 세균으로 발효하여 이노신산(IMP) 발효액을 추가로 제조하고, 상기 (c) 단계에서 이노신산 발효액을 추가로 혼합하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조미소재는 별도의 추가 성분을 혼합하지 않고 상기 발효액만을 이용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조미소재는 추가의 화학 공정을 거치지 않고 상기 발효액을 그대로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식물성 단백질 원료는 대두, 옥수수, 쌀, 밀, 및 밀 글루텐(wheat gluten)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 이노신산 발효액을 제조하기 위한 세균 발효용 배지의 조성은 식품원료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아스퍼질러스 속 곰팡이는 아스퍼질러스 소재(aspergillus sojae)인 것인 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 세균 발효용 배지는 칼슘-판토테네이트(CAPA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코리네박테리움 속 세균은 코리네박테리움 암모니아게네스(corynebacterium ammoniagenes)인 것인 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코리네박테리움 속 세균은 코리네박테리움 글루타미쿰(corynebacterium glutamicum)인 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 곡물 발효액 및 글루탐산 발효액은 1:0.1 내지 1:10의 비율로 혼합되는 것인 방법.
  12. 제2항에 있어서, 상기 글루탐산 발효액과 이노신산 발효액을 혼합한 발효액은 상기 곡물 발효액과 대비하여 1:0.1 내지 1:10의 비율로 혼합되는 것인 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 혼합 후 70 내지 100℃의 온도에서 0.5 내지 24시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 글루탐산 발효액을 제조하기 위한 세균 발효용 배지의 조성은 식품원료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 세균 발효용 배지는 칼슘-판토테네이트(CAPA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 글루탐산 발효액을 제조하기 위한 세균 발효용 배지는 포도당, 과당, 원당, 베타인(betaine), 황산마그네슘, 인산칼륨 및 인산을 포함하는 것인 방법.
  17. 제2항에 있어서, 상기 이노신산 발효액을 제조하기 위한 세균 발효용 배지는 포도당, 과당, 황산마그네슘, 인산, 수산화칼륨 및 곡물 발효액을 포함하는 것인 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 글루탐산 발효액을 제조하기 위한 세균 발효용 배지의 탄소원은 원당(raw sugar)인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 제조된 글루탐산 발효액 내 글루탐산의 농도가 75 g/L 내지 150 g/L 인 것인 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 제조된 글루탐산 발효액 내 고형분 중 글루탐산의 함량이 50 중량% 이상인 것인 방법.
  21. 제2항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 제조된 이노신산 발효액 내 이노신산의 농도가 50 g/L 내지 150 g/L 인 것인 방법.
  22. 제2항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 제조된 이노신산 발효액 내 고형분 중 이노신산의 함량이 30 중량% 이상인 것인 방법.
  23. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (c) 단계의 수행 이전에 이노신산 발효액 및 글루탐산 발효액에 활성탄을 처리하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 활성탄의 처리 후 원심분리 또는 여과과정을 추가로 포함하는 것인 방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 활성탄의 처리 전에 발효액을 70 내지 90℃로 15분 내지 60분 가열하여 세포 용해를 유도하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
  26. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 발효액을 농축 후 건조하여 분말로 제조하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
  27. 제1항 또는 제2항의 방법에 의해 제조된 천연 코쿠미 조미소재(kokumi flavor).
  28. 제27항의 천연 코쿠미 조미소재를 포함하는 식품 조성물.
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