KR101575792B1 - 유기산을 함유한 발효현미 제조방법 및 이에 의해 제조된 발효현미 - Google Patents

유기산을 함유한 발효현미 제조방법 및 이에 의해 제조된 발효현미 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기산을 함유한 발효현미 제조방법 및 이에 의해 제조된 발효현미에 관한 것으로, 적어도 7종의 현미를 혼합하여 혼합현미를 형성하는 제 1단계, 상기 혼합현미와 물을 혼합하여 락토바실러스 플란타룸(Lactobacilus plantarum)cw5-1을 접종한 후 32~34℃에서 22~26시간동안 발효하는 제 2단계, 상기 발효된 혼합현미를 38~42℃에서 16~20시간동안 건조하여 발효현미를 제조하는 제 3단계를 포함하는 것이 특징이다.

Description

유기산을 함유한 발효현미 제조방법 및 이에 의해 제조된 발효현미 {MANUFACTURING METHOD OF FERMENTED BROWN RICE WITH ORGANIC ACID AND THE FERMENTED BROWN RICE THEREBY}
본 발명은 유기산을 함유한 발효현미 제조방법 및 이에 의해 제조된 발효현미에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 김치에서 추출한 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1 균주를 이용하여 유기산을 함유한 발효현미 제조방법 및 이에 의해 제조된 발효현미에 관한 것이다.
쌀의 일반 영양성분은 쌀의 품종, 재배지역 등에 따라 다소 차이는 있으나 백미의 경우 가식부의 대부분이 전분으로서 약 75~80% 정도를 차지하고 있고 다음은 단백질이 6~8%, 지방, 섬유질, 회분이 각각 1~3% 정도 함유돼 있으며 무기질로서는 인과 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 철분이 함유되어 있다.
특히, 현미에는 식이섬유가 다량 함유돼 있는데, 현미의 식이섬유는 헤미셀룰로오즈라는 것으로서 체내에서 콜레스테롤 수준을 감소시킬 뿐만 아니라 변비를 예방하는 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 또한 식이섬유의 일종인 피틴산(IP6)도 함유되어 있어 체내 면역력을 증가시키고 유방암과 대장암의 예방에 효과적인 것으로 밝혀져 있다.
그러나, 현미는 단단하고 질긴 쌀겨층으로 이루어져 있어서 취사가 잘되지 않을 뿐만 아니라 입에서 잘 씹히지 않고 소화흡수율이 저하되는 단점을 가지고 있다.
이에, 현미는 도정과정을 거쳐 쌀겨층이 완전히 제거된 배유부분만을 남긴 백미로 가공되어 지며, 현미의 도정도가 높아짐에 따라 소화율은 증가하나 호분층 및 배아의 손실이 많아지므로 영양적 손실도 많아진다.
따라서, 현미의 영양학적 가치와 건강증진효과를 이용함과 동시에 소화력을 높이기 위한 방법으로 현미를 발효하는 방법이 이용되고 있다.
현미를 발효하는 방법으로는 현미의 발아 시 생성되는 amylase에 의한 당화작용이 가장 일반적이며, 발효를 통해 미생물이 분비하는 가수분해효소에 의하여 전분 및 단백질 같은 고분자 물질의 분해를 통한 소화력의 증진과 다양한 유기산, 올리고당, 펩톤, 펩티드, 미량원소와 각종 생리활성물질을 공급하는 장점이 있다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제10-2003-0091546(공개일 : 2003년2월3일, 명칭:천연물을 이용한 발아현미의 제조방법)과 한국공개특허 제10-2006-0055258(공개일 : 2006년5월23일, 명칭:발효현미 제조방법)이 있다.
본 발명의 목적은 김치에서 추출한 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)CW5-1 균주를 이용하여 유기산을 함유한 발효현미 제조방법 및 이에 의해 제조된 발효현미를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유기산을 함유한 발효현미의 제조방법은, 7종의 현미를 혼합하여 혼합현미를 형성하는 제 1단계, 상기 혼합현미와 물을 혼합하여 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1을 접종한 후, 32~34℃에서 22~26시간동안 발효하는 제 2단계 및, 상기 발효된 혼합현미를 38~42℃에서 16~20시간동안 건조하여 발효현미를 제조하는 제 3단계를 포함하는 것이 특징이다.
상기 혼합현미의 종류는 녹원찰벼, 황금미, 청풍흑찰, 큰눈벼, 적진주, 백옥찰 및 진수미를 포함하는 것이 특징이다.
또한, 상기 혼합현미는 녹원찰벼 25~30중량%, 황금미 12~18중량%, 청풍흑찰 12~18중량%, 큰눈벼 8~12중량%, 적진주 8~12중량%, 백옥찰 8~12중량%, 진수미 8~12중량%를 포함하는 것이 특징이다.
상기 혼합현미와 혼합되는 물의 함량은 혼합현미대비 110~150%를 포함하는 것이 특징이다.
상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1은 김치에서 분리된 것을 특징으로 하며, 혼합현미대비 1~5%로 포함되는 것이 특징이다.
본 발명의 유기산을 함유한 발효현미는 상기의 제조방법에 의해 제조되는 것이 특징이다.
본 발명은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1로 구성된 유기산을 함유한 발효현미를 포함하는 것이 특징이다.
본 발명에 의해, 김치에서 분리된 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1균주를 이용하여 유기산을 함유한 발효현미 제조방법 및 이에 의해 제조된 발효현미가 제공되며, 상기 발효현미는 장내 유해균의 발생을 억제하고, 체내의 면역력을 높으며, 향상된 소화흡수율과 식감을 갖는다.
도 1은 선별된 균주들의 담즙산의 농도별로 생존수를 측정한 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
현미에는 식물성 섬유질을 비롯한 각종 효소, 미네랄 등 무기질 영양소가 다량 함유되어 있어 병에 대한 저항력을 높여주고 혈액의 산독화를 막아주어 노화방지 및 장내 기능 강화에 유용한 식품으로 알려져 있다.
하지만, 현미는 벼에 남아있는 농약이나 중금속 등에 의해 각종 질병의 원인이 되는 문제가 있으며, 현미를 그대로 섭취할 경우 불편한 식감과 소화가 잘 되지 않는 단점이 있다.
이에, 본 발명자들은 현미의 식감과 소화율을 개선하기 위하여 현미에 유산균을 첨가하여 발효시킨 유기산을 함유한 발효현미 제조방법 및 이에 의해 제조된 발효현미를 제공하게 된다.
이에, 본 발명의 유기산을 함유한 발효현미를 제조하기 위한 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
1. 균주의 분리
본 발명의 유기산을 포함하는 현미발효 제조를 위한 유산균 선발을 위해 일반적으로 생균제로서의 특성을 가지면서 발효과정에서 유해균의 오염을 예방할 수 있는 종균을 선발하였다.
선발된 종균의 안전성을 위하여 분리원은 김치로 선정하였으며, 통상적인 김치 제조방법으로 제조된 30종의 숙성된 김치 시료 1g을 0.9% 생리식염수 100㎖에 현탁한 후, 지시약으로 브로모크레솔 퍼플(bromocresol purple)을 첨가한 MRS 고체배지에 희석도말하고 37℃에서 48시간 배양하여 노랑색을 띄는 125종의 유산균을 분리하였다.
1차로 선발된 125종의 균주는 2㎖ 튜브에 유산균 1㎖을 담아 5,000×g속도로 5분간 원심분리하고 상등액은 버린 다음 균주 펠렛을 대상으로 pH내성과 담즙내성 및 병원성균에 대하여 내성을 갖는지 측정하였다.
① pH 내성 측정
1차로 선발된 125종의 균주를 대상으로 pH내성을 측정하였으며, 펩신(pepsin) 1%를 첨가한 MRS배지에 염산(HCl)을 이용하여 pH1.5, pH2.5, pH3.5로 조절한 후 균주 1㎖를 접종하고, 37℃에서 2시간 처리 후 생육유무를 확인하였다.
pH 생존균(종) 생존율(%)
3.5 96 76.8
2.5 11 8.8
1.5 11 8.8
표 1과 같이 1차에서 선발된 총 125종의 유산균 중 96종은 pH 1.5~2.5에서는 생존할 수 없었으며, 11종이 pH 2.5~3.5에서 생존하였다.
따라서, 1차에서 선발된 균주들은 pH2.5 이하에서 생존가능해야 하므로 pH1.5~2.5에서 생존율을 보인 11종의 균주가 선별되었다.
② 담즙 내성 측정
상기 pH내성 측정으로 선별된 11종의 균주을 이용하여 담즙내성을 측정하였다.
담즙 내성은 MRS broth에 1% 판크레아틴(pancreatin)을 첨가하고 멸균한 다음 멸균된 10% Oxagall을 배지에 1% 첨가하여 사용하였으며, 분리균주를 접종하여 37℃에서 24시간 배양 후 생육유무를 확인하였다.
pH1.5 pH2.5 pH3.5
0분 9.20 9.43 9.25
30분 8.32 9.12 9.08
60분 6.00 8.83 8.79
120분 5.82 8.79 8.81
최종생존율(%) 63.3 93.2 95.2
표 2와 같이 11종의 유산균 중 90%이상이 pH2.5에서 담즙내성에 대해 생존율을 보였다.
또한, 도 1과 같이 담즙산의 농도별로 선별균주의 생존수를 측정하였을 때, 5종의 유산균(cw5-1, cw5-2, cw7, cw6, cw15)이 담즙산과 췌장효소에 내성이 있는 것으로 판단되었으며, 일반적으로 생균제로 쓰이는 L.casei는 pH에서 내성은 보였으나 담즙산의 내성에서 성적이 저조한 것으로 보여졌다.
③ 항균력 측정
상기 담즙 내성측정에서 선발된 5종의 유산균(cw5-1, cw5-2, cw7, cw6, cw15)을 이용하여 대장균, 살모넬라, 황색포도상구균에 대해 페니실린더(penycilinder)를 이용하여 한천내확산법(Agar diffusion method)으로 항균력을 측정하였다.
구분
 항균력 pH
대장균 살모넬라 황색포도상구균 평균(mm)
cw5-1 11 10 8 9.7 3.75
cw5-2 13 7 7 9.0 3.70
cw7 8 10 7 8.3 3.87
cw6 10 7 7 8.0 4.10
cw15 10 7 7 8.0 3.95
담즙에 내성을 갖는 유산균을 대장균, 살모넬라, 황색포도상구균에 대해 항균력을 측정한 결과 상기 표 3과 같이 5종 모두 우수한 항균력을 보였으며 발효과정 중 오염될 수 있는 병원성균들을 억제할 것으로 판단되었다.
④ 선발균주 (cw5-1, cw5-2, cw7, cw6, cw15)의 미생물동정
상기 5종의 유산균(cw5-1, cw5-2, cw7, cw6, cw15)에 대하여 미생물 동정을 실시하였으며, 균주 동정은 16S rRNA 유전자 염기서열분석 및 API kit를 이용하였다.
학명 16srRNA상동성(%)
cw7 pediococcus.sp
peidococcus.pentosaceu		 100
cw15 L.plantarum 99
cw5-2 L.plantarum 100
cw6 L.brevis 100
cw5-1 L.plantarum 100~99
pH, 담즙산에 내성이 있고, 항균력이 우수한 5종의 균주(cw5-1, cw5-2, cw7, cw6, cw15)의 16S rRNA 분리동정 결과는 표 4와 같다.
분리동정 결과 1종이 페디오코커스 펜토수스(pediococcus pentosus), 1종이 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 3종이 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)으로 나타났다.
또한, API test의 결과는 시료번호 cw5-1이 29가지의 다양한 당성분을 이용하는 락토바실러스 플란타룸 1(Lactobacillus plantarum 1)로 나타났으며, cw5-2와 cw15는 락토바실러스 플란타룸 2(Lactobacillus plantarum 2)로 나타났다.
특히, cw5-1은 난해성 탄수화물인 이눌린(inulin)을 이용하는 비특이적 발효를 하는 균주로 판명되었으며, 본 발명인 유기산을 포함하는 발효현미의 제조에 적합하다고 판단되었다.
상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1 균주는 서열번호1로 기재되는 염기서열 전체 또는 그것의 일부로 이루어지며, 상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1균주는 유기산을 함유한 발효현미의 제조에 사용이 가능하다.
2. 발효현미 제조방법
상기 분리된 신규미생물 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1균주를 이용하여 본 발명의 유기산을 함유한 발효현미를 제조한다.
이때, 현미는 녹원찰벼, 황금미, 청풍흑찰, 큰눈벼, 적진주, 백옥찰, 진수미품종을 준비하였다.
상기 현미는 발효현미의 제조에 있어서, 녹원찰벼 25~35중량%, 황금미 12~18중량%, 청풍흑찰 12~18중량%, 큰눈벼 8~12중량%, 적진주 8~12중량%, 백옥찰 8~12중량% 및 진수미 8~12중량%를 포함되는 것이 좋으며, 이와 같이 선택된 현미들의 비율은 하기의 실험예 1 내지 3을 통하여 적합한 비율에 대해 다시 설명하기로 한다.
또한, 상기 혼합현미에 물을 혼합현미대비 110~150%를 혼합하여 완전히 침지하고, 선별된 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1균주를 혼합현미대비 1~5% 접종하여 32~34℃에서 22~26시간 발효하는 것이 좋으며, 이와 같은 발효조건은 하기의 실험예 4를 통하여 다시 설명하기로 한다.
상기 혼합현미와 물을 혼합현미대비 110% 미만으로 혼합되어 발효될 경우, 현미가 물에 완전히 침지되지 않아 혐기적 발효가 이루어지기 어려우며, 물을 혼합현미대비 150% 초과하여 혼합될 경우에는 발효현미의 유기산의 함량이 감소하여 나타나는 문제점이 발생될 수 있다.
상기 발효현미는 발효현미의 적정 수분 15% 이하가 되기 위하여 38~42℃에서 16~20시간동안 건조하는 것이 좋으며, 하기의 실험예 5를 통하여 적합한 건조조건에 대해 다시 설명하기로 한다.
상기 발효현미를 38℃미만에서 16시간 미만으로 건조하였을 때는 수분의 함량이 많아져 발효현미의 품질이 변질하는 문제점이 발생될 수 있으며, 42℃초과하여 20시간 초과 건조하였을 때에는 수분의 함량이 극히 낮아져 싸라기가 발생하게 되는 문제점이 있다.
이하, 본 발명의 내용을 실험예에 의해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
실험예 1 : 발효현미 및 일반현미의 각 품종별 발효특성 분석
(1) 실험방법
현미의 각 품종별 발효특성을 알아보기 위해 발효 후 건조시간(6시간, 14시간, 20시간)을 다르게 한 발효현미들과 대조군으로는 발효과정을 거치지 않은 일반 현미들을 준비하였다.
발효현미들은 일반현미(백옥찰, 녹원찰벼, 청풍흑찰, 큰눈벼, 황금미, 진수미, 적진주)를 세척하지 않고 현미를 완전히 침지하기 위하여 물을 각 현미대비 160% 혼합한 후, 선별된 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1 종균을 각 현미대비 5%를 접종하여 24시간 발효 후, 건조시간을 다르게 하여 제조하였다.
예를들면, 일반현미인 백옥찰에 물을 현미대비 160%를 혼합한 후, 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1을 현미대비 5% 접종하여 24시간 발효 후, 발효 후 38℃에서 6시간 건조, 14시간 건조 및 20시간 건조과정을 거쳐 제조되며, 녹원찰벼, 청풍흑찰, 큰눈벼, 황금미, 진수미 및 적진주도 상기와 같은 방법으로 실시된다.
각각의 발효현미와 일반현미에 포함된 총 유기산의 함량은 알카리적정법을 이용하여 페놀프탈레인을 시료에 첨가한 후 0.1N 수산화나트륨을 적정하여 분홍색이 나타나는 지점까지 측정하였으며, 하기와 같은 관계식에 의해 측정하였다.
Figure 112014027201663-pat00001
이때, X는 O.1N에서 수산화나트륨의 소비량(㎖)이고, 1.002는 0.1N에서 수산화나트륨의 역가이며, 5는 수산화나트륨의 희석배수이다.
(2) 실험결과

구 분
 일반현미

수분
PH		 총 유기산함량
시약소모량 함량(%)
1 백옥찰 11.03 6.79 0.2 0.06%
2 녹원찰벼 10.01 6.74 0.15 0.05%
3 청풍흑찰 10.28 6.81 0.15 0.05%
4 큰눈벼 10.29 6.64 0.2 0.06%
5 황금미 10.27 6.62 0.2 0.06%
6 진수미 13.8 6.83 0.3 0.06%
7 적진주 11.01 6.49 0.3 0.06%
상기 표 5와 같이, 발효과정을 거치지 않은 일반현미의 품종별 특성은 pH6.6~6.79, 수분 10~13.1% 및 총 유기산함량 0.05~0.06%로 나타났다.

구분
 24시간 발효후 24시간 발효후(38℃,6시간 건조)

수분
PH		 총 유기산함량
수분
PH		 총 유기산 함량
시약소모량 함량(%) 시약소모량 함량(%)
1 백옥찰 34.7 5.61 0.7 0.21% 22.75 5.53 0.8 0.24%
2 녹원찰벼 35.87 3.87 1.6 0.48% 23.98 3.85 1.6 0.48%
3 청풍흑찰 35.8 5.10 0.8 0.24% 23.77 5.03 0.9 0.27%
4 큰눈벼 34.98 4.54 1.1 0.33% 24.96 4.47 1.1 0.33%
5 황금미 35.12 4.47 1.1 0.33% 24.15 4.40 1.2 0.36%
6 진수미 30.029 5.12 0.7 0.21% 20.97 5.08 0.8 0.24%
7 적진주 35.312 4.55 1.1 0.33% 24.15 4.53 1.1 0.33%

구분
 24시간 발효후(38℃,14시간 건조) 24시간 발효후(38℃,20시간 건조)

수분
PH		 총 유기산함량
수분
PH		 총 유기산함량
시약소모량 함량(%) 시약소모량 함량(%)
1 백옥찰 16.25 5.55 1.2 0.36% 10.19 5.51 1.2 0.36%
2 녹원찰벼 17.96 3.82 1.6 0.48% 12.46 3.78 1.6 0.48%
3 청풍흑찰 17.35 5.01 1.3 0.39% 11.25 4.97 1.3 0.39%
4 큰눈벼 16.87 4.45 1.2 0.36% 10.11 4.41 1.2 0.36%
5 황금미 18.12 4.39 1.4 0.42% 12.31 4.35 1.4 0.42%
6 진수미 15.79 5.07 0.9 0.27% 10.89 5.06 0.9 0.27%
7 전진주 16.79 4.52 1.2 0.36% 12.97 4.5 1.2 0.36%
반면에, 24시간 발효과정을 거친 발효현미는 상기 표 6와 같이 pH3.8~5.61, 수분 30~35.8% 및 총 유기산함량 0.21~0.48%였으며, 발효 후 20시간 건조한 발효현미의 경우 pH 3.8~5.61, 수분 30~35.8% 및 총 유기산함량 0.21~0.48%이였다.
따라서, 일반현미에 비해 발효현미의 산도는 저하되었으며, 총 유기산함량은 5배~8배정도 늘어남을 확인할 수 있었다.
또한, 발효현미를 38℃에서 시간별로 건조 후 특성을 살펴본 결과 상기 표 7과 같이 건조과정을 거치면서 수분이 증발되어 총 유기산 함량은 증가하는 것으로 보여졌으나, 건조시간이 총 유기산함량에는 영향을 주지 않는 것으로 보여졌다.
품종별로는 녹원현미가 발효가 가장 잘 일어났으며, 24시간 발효 후 pH3.78, 총 유기산함량 0.48%로 나타났으며, 녹원현미를 7종 혼합 발효현미의 기초로 하여 나머지 현미의 함량을 조절하는 것이 바람직하다고 판단되었다.
실험예 2 : 발효현미 혼합비율 측정
(1) 실험방법
현미 7종(백옥찰, 녹원찰벼, 청풍흑찰, 큰눈벼, 황금미, 진수미, 적진주)의 최적 혼합비율을 알아보기 위하여 발효가 가장 뛰어났던 녹원찰벼를 전체중량대비 14중량%, 20중량%, 30중량%, 40중량%, 50중량%으로 다르게 하고, 녹원찰벼를 제외한 나머지 6종의 현미는 동량으로 조절하여 24시간 발효 후 38℃에서 20시간동안 건조하여 수분, pH, 총 유기산의 함량을 측정하였다.
(2) 실험결과
구분
 현미 6종
(동량비율)		 24시간 발효 후 (38℃ 20시간 건조)
수분 PH 유기산함량(%)
녹원찰벼(14중량%) 각각 14.4중량% 혼합 11.2 4.63 0.29%
녹원찰벼(20중량%) 각각 13.3중량% 혼합 11.0 4.33 0.33%
녹원찰벼(30중량%) 각각 11.6중량% 혼합 11.3 4.10 0.38%
녹원찰벼(40중량%) 각각 10.0중량% 혼합 10.9 4.00 0.38%
녹원찰벼(50중량%) 각각 8.30중량% 혼합 11.5 4.07 0.37%
상기 표 8에 나타나있듯이, 녹원찰벼를 30중량%로 혼합하였을 때, pH4.10, 총 유기산함량 0.38%로 나타나 녹원찰벼를 14중량%, 20중량%로 혼합하였을 때보다 높았으며, 녹원찰벼 40중량%, 50중량% 비율과 비슷한 pH와 총 유기산 함량을 나타냈다.
따라서, 녹원찰벼를 30중량%로 혼합하였을 때가 발효 후 건조하였을 때, 수분, pH, 유기산함량에 있어 높음을 알 수 있어 녹원찰벼 30중량% 비율에서 나머지 현미 6종의 첨가비율을 알아보기로 하였다.
실험예 3 :녹원찰벼를 주 원료로 하는 7종 혼합현미의 혼합비율 측정
(1) 실험방법
상기 실험예 2에서 알아본 바와 같이, 발효 후 유기산 함량이 가장 높은 녹원찰벼를 30중량%으로 혼합하고 나머지 현미 6종(백옥찰, 청풍흑찰, 큰눈벼, 황금미, 진수미, 적진주)의 적절한 첨가비율을 알아보기 위한 실험을 진행하였다.
발효가 우수한 1순위부터 황금미, 청풍흑찰, 큰눈벼, 적진주, 백옥찰, 진수미순으로 동량 또는 첨가수준을 증가 또는 감량하였으며, 혼합된 현미는 세척하지 않고 물을 혼합현미대비 160% 혼합하여 완전히 침지한 후 선별된 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1 종균을 혼합현미대비 2%를 접종하여 28시간동안 발효 후 38℃에서 20시간 건조하여 수분, pH, 총 유기산함량을 측정하였다.
(2) 실험결과
구분 황금
미		 청풍
흑찰		 큰눈
벼		 적진
주		 백옥
찰		 진수
미		 발효현미 38℃ 20시간 건조
수분 PH 유기산함량(%)
녹원찰벼
(30중량%)		 13.3 13.3 13.3 13.3 13.3 13.3 12.3 4.20 0.37%
녹원찰벼
(30중량%)		 20 10 10 10 10 10 12.5 3.98 0.40%
녹원찰벼
(30중량%)		 15 15 10 10 10 10 12.4 3.97 0.43%
녹원찰벼
(30중량%)		 10 10 10 10 15 15 12.0 4.32 0.37%
녹원찰벼 30중량%으로 첨가하고 나머지 6종의 현미의 비율을 조절하였을 때, 녹원찰벼 다음으로 발효가 우수하게 보여졌던 황금미와 청풍흑찰을 각각 15중량%씩 첨가하였을 때 총 유기산의 함량이 가장 높은 것으로 나타났다.
또한, 현미 6종 중 발효가 저조한 백옥찰, 진수미의 함량을 높였을 때에는 현미 6종을 동량 첨가하였을 때와 같은 결과를 보였다.
실험예 4 : 혼합 발효현미의 최적 발효조건 측정
(1) 실험방법
혼합 발효현미의 최적 발효조건을 구명하기 위하여, 상기 실험예 3에서 확인한 바와 같이 녹원찰벼 30중량%와 황금미와 청풍흑찰을 각각 15중량%, 큰눈벼, 적진주, 백옥찰, 진수미는 각각 10중량%로 혼합한 현미에 혼합현미대비 물의 함량을 각각 100%, 130%, 160%, 180%으로 첨가하였다.
그 다음으로는 선별된 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1를 혼합현미대비 2% 첨가하여 32℃에서 시간별로(20, 24, 28, 48시간) 발효하고, 발효된 현미를 40℃에서 24시간 건조 후 pH, 총 유기산함량을 측정하였다.
(2) 실험결과
구분
 발효 20시간 발효 24시간 발효 28시간 발효 48시간
PH 유기산
함량(%)		 PH 유기산
함량(%)		 PH 유기산
함량(%)		 PH 유기산
함량(%)
물의 함량
(130%)		 4.30 0.43% 3.92 0.43% 3.98 0.42% 3.98 0.42%
물의 함량
(160%)		 4.90 0.32% 4.5 0.35% 4.3 0.37% 4.4 0.38%
물의 함량
(180%)		 5.20 0.29% 4.82 0.30% 4.70 0.32% 4.71 0.35%
혼합 발효현미의 최적 발효조건을 알아보기 위하여 혼합현미에 물의 함량과 발효시간을 조절한 결과는 상기 표 10과 같으며, 물의 함량을 130%로 조절하였을 때 혐기성 발효가 이루어져 유기산함량이 가장 높았으며, 물의 함량이 증가할수록 유기산의 함량은 적게 나타나는 것으로 보여졌다.
실험예 5 : 혼합발효현미의 건조조건 확인
(1) 실험방법
농촌진흥청 표준영농교본에 따르면 쌀의 건조시 건조온도는 40~50℃로 열풍건조시 쇄립률이 8.6~9.9%로 나타나며, 수분은 15%이하로 저장하는 것이 바람직한 것으로 보고된바 있다.
이에, 본 발명에서는 2차건조에 의한 싸래기 발생정도를 최소화하기 위하여 혼합 발효현미의 건조를 40℃로 하여 수분이 15%이하가 되는 건조시간을 알아보기로 하였다.
상기 실험예에서 알아본 바와 같이 전체중량대비 녹원찰벼 30중량%, 황금미 15중량%, 청풍흑찰 15중량%, 큰눈벼 10중량%, 적진주 10중량%, 백옥찰 10중량%, 진수미 10중량%를 혼합한 후, 물의 함량은 혼합현미대비 130%를 첨가하였다.
그 다음으로는 선별된 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1을 혼합현미대비 2%를 첨가하여 32℃에서 24시간동안 발효한 후 40℃에서 시간별로(0Hr, 4Hr, 12Hr, 18Hr, 24Hr, 30Hr, 60Hr) 건조하였다.
(2) 실험결과
건조시간 0Hr 4Hr 12Hr 18Hr 24Hr 30Hr 60Hr
PH 4.11 4.01 3.98 3.82 3.92 3.91 3.92
수분 42.1 33.38 19.92 15.01 2.96 2.79 2.29
발효현미의 적정 수분 15% 이하가 되는 건조시간을 알아본 결과, 표 11에 나타나 있듯이 18시간동안 건조하였을 때, 수분이 15%이하가 되는 것으로 확인되었다.
하기 실험예 6 내지 8은 상기 발효현미의 효과를 검증하기 실험으로 다음과 같다.
실험예 6 : 본 발명의 발효현미의 병원성균 검출 확인
(1) 실험방법
본 발명의 실험예에서 확인된 발효현미의 병원성균 검출여부를 알아보기 위하여 MacConkey agar를 이용하여 발효현미를 분쇄하고, 희석배율에 따라 37℃, 24시간 인큐베이터 배양 후 콜로니를 관찰하였다.
(2) 실험 결과
항 균 력
대장균 (101~103)
 살모넬라 (101~103) 황색포도상구균 (101~103)
미검출 미검출 미검출
본 발명의 발효현미의 병원성균 검출을 확인하여 본 결과, 표 12에 나타나 있듯이 대장균, 살모넬라, 황색포도상구균 모두 검출되지 않는 것으로 확인되었다.
실험예 7 : 본 발명의 발효현미의 성분 및 취반식미 분석
(1) 실험방법
본 발명의 실험예에서 확인된 혼합발효현미와 발효과정을 거치지 않은 일반현미를 이용하여 각각의 성분 및 취반식미를 테스트하였다.
취반식미 테스트는 즉석에서 쌀을 취반한 후 근적외선분광법을 이용한 빛의 투과와 반사에 근거하여 쌀의 성분, 밥의 물성과 식미치 등을 추정할 수 있도록 개발된 분석장비인 취반식미계(SATAKE Taste analyzer)를 이용하여 측정하였다.
(2) 실험결과
번호 항목 일반혼합현미
(%)		 발효혼합현미(%) 적정범위
1 단백질 7.5 8.2 6~8%
2 수분 15.0 14.5 15%미만
3 아밀로스 13.6 12.9 15%이하
4 완전립 95.3 94.7 90%이상
5 싸라기 4.0 5.0 6%이하
6 분상질립 0.8 0.8 2%이하
일반혼합현미와 발효혼합현미의 성분 분석결과는 상기 표 13에 나타나 있듯이, 발효 후에도 적정범위에 있어 쌀의 품질에는 영향을 주지 않는 것으로 확인되었으며, 분석 항목 중 싸라기가 25% 증가하는 것으로 나타났으나, 이는 발효 후 건조과정이 추가되어 다소 약간 발생되는 현상으로 판단되었다.
구분 식미치(점) 외관(점) 경도(점) 점도(점) 밸런스(점)
일반현미(A) 36 3.4 3.9 3.3 1.3
발효현미(B) 45 3.6 1.9 3.3 1.7
대비(B/A) 1.25 1.06 0.49 1 1.31
또한, 취반식미계를 이용하여 취반검사를 실시하였을 때 상기 표 14과 같이 일반현미를 발효과정을 통해 건조 후 취사를 한 경우 현미가 연화되어 경도가 51% 개선되었고, 밥맛을 나타내는 밸런스가 31% 향상되었으며 식미치는 25% 개선되었다.
밥의 외형을 측정하는 외관은 일반현미에 의해 6% 정도 향상된 것으로 분석되었으며, 쌀의 단백질 함량에 의해 변화하는 밥의 단단함을 측정하는 경도는 일반현미에 비해 발효현미가 51% 개선되었음을 알 수 있었다.
실험예 8 : 본 발명의 발효현미 단계별 유기산 함량의 변화 측정
(1) 실험방법
본 발명의 발효현미를 발효, 건조, 취사 단계별로 유기산 함량의 변화에 대하여 측정하였다.
세척하지 않은 현미를 전체중량대비 녹원찰벼 30중량%, 황금미 15중량%, 청풍흑찰 15중량%, 큰눈벼 10중량%, 적진주 10중량%, 백옥찰 10중량%, 진수미 10중량%의 비율로 혼합한 현미에 혼합현미대비 물을 130% 혼합하여 혼합 후 24시간 발효과정을 거쳐 40℃에서 18시간 건조 후 일반 전기밥솥에 취사한 다음 유기산의 변화를 측정하였다.
(2) 실험결과
구분
 24시간 발효 18시간 건조 취사 후
PH 유기산함량(%) PH 유기산함량(%) PH 유기산함량(%)
물량(130%) 4.25 0.38% 4.01 0.41% 3.95 0.40%
유기산의 변화를 측정한 결과는 표 15와 같으며, 취사 후에도 총 유기산의 함량은 0.40%로 일정하게 유지되었다.
일반적으로 김치는 숙성기간에 따라 총 유기산함량이 0.2~1.1%, pH 3.3~6.2인점을 고려할 때, 본 발명의 발효현미는 김치의 성분과 유사한 특성을 갖는 것으로 확인되었다.
이에, 김치에서 추출한 유산균인 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1을 이용하여 취사 후에도 총 유기산의 함량이 일정하게 유지되며, 일반현미와 비교하였을 때 성분의 변화가 없고, 소화흡수율과 식감이 향상된 유기산을 함유한 발효현미를 제공할 수 있게 된다.
발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
<110> Cheongwon Agriculture Technology Center <120> MANUFACTURING METHOD OF FERMENTED BROWN RICE WITH ORGANIC ACID AND THE FERMENTED BROWN RICE THEREBY <130> P2014-0004 <160> 1 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1444 <212> DNA <213> Lactobacillus plantarum5-1 <400> 1 ctttgggtgt tacaaactct catggtgtga cgggcggtgt gtacaaggcc cgggaacgta 60 ttcaccgcgg catgctgatc cgcgattact agcgattccg acttcatgta ggcgagttgc 120 agcctacaat ccgaactgag aatggcttta agagattagc ttactctcgc gagttcgcaa 180 ctcgttgtac catccattgt agcacgtgtg tagcccaggt cataaggggc atgatgattt 240 gacgtcatcc ccaccttcct ccggtttgtc accggcagtc tcaccagagt gcccaactta 300 atgctggcaa ctgataataa gggttgcgct cgttgcggga cttaacccaa catctcacga 360 cacgagctga cgacaaccat gcaccacctg tatccatgtc cccgaaggga acgtctaatc 420 tcttagattt gcatagtatg tcaagacctg gtaaggttct tcgcgtagct tcgaattaaa 480 ccacatgctc caccgcttgt gcgggccccc gtcaattcct ttgagtttca gccttgcggc 540 cgtactcccc aggcggaatg cttaatgcgt tagctgcagc actgaagggc ggaaaccctc 600 caacacttag cattcatcgt ttacggtatg gactaccagg gtatctaatc ctgtttgcta 660 cccatacttt cgagcctcag cgtcagttac agaccagaca gccgccttcg ccactggtgt 720 tcttccatat atctacgcat ttcaccgcta cacatggagt tccactgtcc tcttctgcac 780 tcaagtttcc cagtttccga tgcacttctt cggttgagcc gaaggctttc acatcagact 840 taaaaaaccg cctgcgctcg ctttacgccc aataaatccg gacaacgctt gccacctacg 900 tattaccgcg gctgctggca cgtagttagc cgtggctttc tggttaaata ccgtcaatac 960 ctgaacagtt actctcagat atgttcttct ttaacaacag agttttacga gccgaaaccc 1020 ttcttcactc acgcggcgtt gctccatcag actttcgtcc attgtggaag attccctact 1080 gctgcctccc gtaggagttt gggccgtgtc tcagtcccaa tgtggccgat taccctctca 1140 ggtcggctac gtatcattgc catggtgagc cgttacccca ccatctagct aatacgccgc 1200 gggaccatcc aaaagtgata gccgaagcca tctttcaaac tcggaccatg cggtccaagt 1260 tgttatgcgg tattagcatc tgtttccagg tgttatcccc cgcttctggg caggtttccc 1320 acgtgttact caccagttcg ccactcactc aaatgtaaat catgatgcaa gcaccaatca 1380 ataccagagt tcgttcgact tgcatgtatt aggcacgccg ccagcgttcg tcctgagcca 1440 tgtt 1444

Claims (8)

  1. 7종의 현미를 혼합하여 혼합현미를 형성하는 제 1단계;
    상기 혼합현미와 물을 혼합하여 락토바실러스 플란타룸(Lactobacilus plantarum)cw5-1을 접종한 후, 32~34℃에서 22~26시간동안 발효하는 제 2단계 및,
    상기에서 발효된 혼합현미를 38~42℃에서 16~20시간동안 건조하여 발효현미를 제조하는 제 3단계;로 이루어지는 유기산을 함유한 발효현미의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합현미의 종류는 녹원찰벼, 황금미, 청풍흑찰, 큰눈벼, 적진주, 백옥찰 및 진수미를 포함하는 유기산을 함유한 발효현미의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 혼합현미는 녹원찰벼 25~35중량%, 황금미 12~18중량%, 청풍흑찰 12~18중량%, 큰눈벼 8~12중량%, 적진주 8~12중량%, 백옥찰 8~12중량% 및 진수미 8~12중량%를 포함하는 유기산을 함유한 발효현미의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합현미와 혼합되는 물의 함량은 혼합현미대비 110~150%인 유기산을 함유한 발효현미의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1은 김치에서 분리된 것을 특징으로 하는 유기산을 함유한 발효현미의 제조방법.
  6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)cw5-1은 혼합현미대비 1~5%인 유기산을 함유한 발효현미의 제조방법.
  7. 제 1항, 제 2항, 제4항, 및 제 5항 중 한 항으로 선택된 제조방법에 의해 제조된 유기산을 함유한 발효현미.

  8. 삭제
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