KR101583901B1

KR101583901B1 - 달기약수를 포함하는 사과식초 제조용 배지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 사과식초

Info

Publication number: KR101583901B1
Application number: KR1020140003389A
Authority: KR
Inventors: 손호용; 양승규
Original assignee: 청송군
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2016-01-11
Also published as: KR20150083624A

Abstract

본 발명은 광천수를 이용한 사과식초 제조용 배지 조성물, 상기 배지 조성물를 이용하여 에탄올 발효 및 초산 발효하여 제조되는 사과식초의 제조 방법, 상기 방법을 사용하여 제조되는 사과식초 및 이를 포함하는 음료에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 사과식초 제조용 배지 조성물에 광천수를 포함함으로써 알코올 발효와 초산 발효의 효율을 증대시킬 수 있고, 상기 배지 조성물을 이용하여 제조되는 사과 식초 및 이를 포함하는 음료는 관능성과 기능성이 우수하여 상품으로서의 가치가 매우 높다.

Description

달기약수를 포함하는 사과식초 제조용 배지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 사과식초{MEDIA FOR MANUFACTURING APPLE VINEGAR COMPRISING DALGI MINERAL WATER AND APPLE VINEGAR MANUFACTURED USING THE SAME}

본 발명은 광천수를 이용한 사과식초 제조용 배지 조성물, 상기 배지 조성물를 이용하여 에탄올 발효 및 초산 발효하여 제조되는 사과식초의 제조 방법, 상기 방법을 사용하여 제조되는 사과식초 및 이를 포함하는 음료에 관한 것이다.

사과는 국내 3대 과일 중의 하나로, 연간 국내 생산량이 408,000톤에 이르며, 유리당, 유기산, 비타민 C, 식이섬유가 풍부한 최고의 과실 중 하나이다. 사과는 우수한 식감과 관능성 이외에 생리기능적으로 항노화, 항산화(최찬익 등, 2011, 한국식품영양학회지 24: 458-463), 미백 및 주름개선 효과(정희록 등, 2011. 한국식품저장유통학회지, 18: 597-603), 건강에 유익한 HDL 콜레스테롤 증대 및 유기산에 의한 피로회복 등이 알려져 있다(김은미, 2002. 식품기술 15: 62-68). 특히, 사과에 다량 포함된 항산화성 폴리페놀 성분은 100℃ 이상의 가열처리시 함량이 증가함이 보고되어 있다(김현영 등, 2008. 한국식품과학회지, 40: 166-170).

그러나, 농산물 시장 개방에 따른 열대 과일의 수입 및 소비가 증가되면서, 국내 사과 산업 역시 점차 위기를 맞고 있으며, 특히 출하가 집중되거나, 과잉 생산되는 시기에는 사과값이 폭락하는 경우도 나타나고 있다. 따라서, 사과의 경우 90% 이상이 생과로 소비되고 있는 국내 실정을 감안한다면, 보다 다양한 사과 가공제품 개발이 필요한 실정이다.

현재까지 개발된 사과 가공제품으로는 사과쨈, 사과주스, 사과식초, 말린 사과, 사과차 등이 있으며, 그 중 시장규모 및 소비자 인지도가 가장 큰 제품은 사과음료 및 사과쨈이다(허무열, 2010, 한국식생활문화학회지, 25: 1-8). 그러나, 사과의 많은 유기산과 당류를 고려한다면, 잉여 사과를 이용한 발효 식초제품 개발이 적합함을 알 수 있으며(실제, 사과주스/음료의 경우 살균이 충분하지 않거나 개봉 후 시간이 지나면 자연발효되어 식초로 변함), 국내에서는 사과식초가 전체 식초의 39%를 차지하여, 현미식초 14%보다 높은 시장 점유율을 나타내고 있으므로(조덕조 등, 2012. 한국식품과학회지 44: 699-703), 고품질의 사과식초 개발시 상업성이 높다고 판단된다.

광천수는 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 철분 등 다양한 미네랄 성분이 일반 물에 비하여 다량 함유되어 있는 것으로서 다양한 약리 활성을 나타내어 약수로서 알려져 있다. 이러한 광천수로는 강원도 양양군의 오색약수, 충북 청원군의 초정약수, 경북 청송군의 달기약수가 국내 3대 약수로 알려져 있으며, 위장병, 빈혈, 관절염, 신경질환, 심장병, 부인병에 효과가 있다고 알려져 있다(이성호 2000. 대한화학회지 44: 220-228).

한편, 현재 사과식초 제조의 경우, 사과를 착즙한 액에 효모를 접종하여 알코올 발효를 행하고, 이후 다양한 초산균을 이용하여 사과식초를 제조하거나, 보다 간편하게는 양조식초에 농축사과즙을 5~10% 첨가하여 제조하고 있다. 상기의 경우 모두 초산발효가 효율적으로 진행되어야 하는데, 반응 원료로 사용되는 에탄올에 대한 초산균의 사멸과, 만들어진 초산에 대한 초산균의 사멸로 인해 고농도 발효 식초 제조는 어려움이 있다. 이러한 어려움을 해결하기 위해 1단 초산발효 이후, 유가식으로 알코올을 첨가하여 2단 초산 발효하는 경우가 알려져 있으며, 발효 증대를 위해 다양한 발효배지 첨가물이 연구되고 있다.

관련 기술 문헌으로서, 대한민국 등록특허 제10-1227366호(등록일자: 2013년 1월 23일)의 "친환경 사과식초의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 친환경 사과식초"에서는 글루콘아세토박터와 아세터박터 자일리눔을 이용한 친환경 사과식초 제조법이 알려져 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1060415호(등록일자: 2011년 8월 23일)의 "유기식 발효에 의한 사과식초 제조방법"에서는 1차 초산발효 후 다시 알코올 발효액을 가하여 2차 초산발효시키는 방법이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1137833호(등록일자: 2012년 4월 12일)의 "초미세 사과를 이용한 고품질 사과식초 및 그 제조방법"에서는 40 메쉬 초미쇄 사과즙을 이용하여 초산 발효하여 제조하는 사과식초 제조법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-0674257호(등록일자: 2007년 1월 18일)의 "해양심층수로부터 생산된 현미식초를 이용하여 음료수를 제조하는 방법"에서는 해양심층수를 이용한 현미식초 제조법이 개시되어 있다.

그러나, 현재까지 신선 착즙 사과즙에 미네랄이 풍부하면서 관능성이 우수한 광천수를 첨가하여 발효를 강화하면서 기능성이 강화된 식초를 제조하는 방법은 알려진 바 없다.

KR

10-2012-1137833

A

KR

10-2007-0674257

A

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 미네랄이 풍부한 광천수를 함유하는 사과식초 제조용 배지 조성물, 상기 배지 조성물을 이용한 발효 효율이 향상된 사과식초의 제조 방법, 이로부터 제조되는 관능성과 기능성이 향상된 사과식초 및 이를 포함하는 음료를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 사과식초 제조용 배지 성분으로서 광천수 40중량% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 사과식초 제조용 배지 조성물을 제공한다.

상기 광천수는 달기약수인 것이 바람직하다.

상기 광천수는 취수원으로부터 취수된 후 4일 이상 경과되어 생성된 침전물이 제거된 상등액인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 기재된 본 발명의 사과식초 제조용 배지 조성물에 알코올 발효 균주를 접종하여 알코올 발효시킨 후 초산 발효 균주를 접종하여 초산 발효시키는 것을 특징으로 하는 사과식초의 제조 방법을 제공한다.

상기 알코올 발효 균주는 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) KCCM 50549인 것이 바람직하다.

상기 초산 발효 균주는 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 기재된 본 발명의 사과식초의 제조 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 사과식초를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 기재된 본 발명의 사과식초를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료를 제공한다.

본 발명에 따르면, 사과식초 제조용 배지 조성물에 광천수를 포함함으로써 알코올 발효와 초산 발효의 효율을 증대시킬 수 있고, 상기 배지 조성물을 이용하여 제조되는 사과 식초 및 이를 포함하는 음료는 관능성과 기능성이 우수하여 상품으로서의 가치가 매우 높다.

도 1은 본 발명의 사과식초 제조 방법의 바람직한 구체예를 나타낸 공정 순서도이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 발명자들은 종래의 사과식초 제조 공정과 비교하여 발효 효율을 보다 향상시키고, 제조된 사과식초의 관능성과 기능성을 개선시키기 위하여 연구를 거듭한 결과, 발효용 배지 성분에 광천수를 첨가함으로써 알코올 발효의 효율을 증가시키며, 초산 발효의 결과 얻어지는 사과식초의 관능성과 기능성이 개선되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 사과식초 제조용 배지 성분으로서 광천수 40중량% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 사과식초 제조용 배지 조성물을 제공한다.

일반적인 사과식초 제조용 배지는 평균 당도 15브릭스 정도의 사과 착즙액에 탄소원 및 질소원으로서 포도당, 효모 추출물, 폴리펩톤 등을 포함할 수 있으며, 일반적인 사과식초 제조용 배지 성분 및 함량은 본 발명의 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 자명한 사항이다. 본 발명의 사과식초 제조용 배지 조성물은 상기 일반적인 사과식초 제조용 배지 성분에 광천수를 40중량% 이하로 포함되게 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 광천수는 일반적인 물, 생수, 정제수 등과는 달리 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 철, 망간 및 아연 등의 미네랄 성분이 다량으로 함유된 것으로서, 국내에서는 강원도 양양군의 오색약수, 충북 청원군의 초정약수 및 경북 청송군의 달기약수가 널리 알려져 있다. 본 발명에서는 광천수로서 경북 청송군 부곡리에서 취수 가능한 달기약수를 사용하였다.

상기 광천수는 사과식초 제조용 배지 조성물의 40중량% 이하로 포함되는 것을 특징으로 한다. 상기 함량이 40중량%를 초과하는 경우에는 초산 발효 균주의 성장이 저하되고, 초산 생성율이 감소하는 문제점이 있다. 상기 광천수의 함량은 40중량% 이하의 범위에서 발효 조건에 따라 조절될 수 있으며, 바람직하게는 10~40중량%, 보다 바람직하게는 15~25중량%의 범위로 사용될 수 있다.

상기 광천수는 취수원으로부터 취수하여 4일 이상 경과시켜 생성된 침전물이 제거된 상등액을 사용하는 것이 바람직하다. 취수원으로부터 취수된 광천수를 상온에서 방치하면 1일이 지나면서 붉은 색의 침전이 생기며, 4~5일 이후에는 침전물의 양이 크게 증가되지 않는다. 또한, 알코올 발효 과정은 보통 수일 동안 발효시키는 것이 일반적이므로 배지에 첨가시키는 광천수는 4일 이상, 보다 바람직하게는 7일 이상 경과되어 침전물이 제거된 상등액을 사용하는 것이 발효 효율을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 기재된 본 발명의 사과식초 제조용 배지에 알코올 발효 균주를 접종하여 알코올 발효시킨 후 초산 발효 균주를 접종하여 초산 발효시키는 것을 특징으로 하는 사과식초의 제조 방법을 제공한다.

상기 알코올 발효 균주는 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) KCCM 50549인 것이 바람직하다. 다양한 종류의 알코올 발효 균주가 공지되어 있으나, 본 발명의 광천수를 포함하는 배지를 이용한 알코올 발효에서는 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) KCCM 50549을 사용하는 경우에 발효 효율, 기능성 및 관능성이 가장 우수한 것으로 확인되었다. 상기 균주의 입수 방법은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하며, 예를 들어 상기 균주는 한국미생물보존센터로부터 분양받아 사용할 수 있다.

바람직한 구체예로서, 상기 알코올 발효 균주의 종균 배양은 YPD 액체 배지(효모추출물 0.5%, 폴리펩톤 0.5%, 포도당 1%)를 사용하여 균주 콜로니를 한 백금이 접종하고, 30℃에서 30~40시간 배양할 수 있다.

또한, 바람직한 구체예로서, 본 발명의 알코올 발효는 본 발명의 사과식초 제조용 배지 조성물 100중량부에 대하여 상기 종균 배양의 결과 얻어진 알코올 발효 종균 배양액 1~5중량부를 접종하여, 발효 온도 25~30℃, 발효 기간 6~8일, 초기 pH 4.5~5.0 및 정치 배양의 조건으로 발효될 수 있다.

상기 초산 발효 균주는 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654인 것이 바람직하다. 다양한 종류의 초산 발효 균주가 공지되어 있으나, 본 발명의 광천수를 포함하는 배지를 이용한 초산 발효에서는 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654를 사용하는 경우에 발효 효율, 기능성 및 관능성이 가장 우수한 것으로 확인되었다. 상기 균주의 입수 방법은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하며, 예를 들어 상기 균주는 한국미생물보존센터로부터 분양받아 사용할 수 있다.

바람직한 구체예로서, 상기 초산 발효 균주의 종균 배양은 에탄올(95% 주정) 5%, 초산 1% 및 효모 추출물 0.1%를 포함하는 살균 배지에 초산 발효 균주를 접종하여 30℃에서 3일간 정치 배양하는 것이 바람직하다.

또한, 바람직한 구체예로서, 본 발명의 초산 발효는 상기 설명된 바에 따라 얻어진 알코올 발효액 100중량부에 대하여 초산 종균 배양액 3~5중량부를 접종하여, 발효 온도 25~28℃, 발효 기간 3주~4주, 초기 pH 3.5~4.0 및 정치 배양의 조건으로 발효되는 것이 바람직하다.

본 발명의 사과식초 제조는 알코올 발효와 초산 발효를 함께 진행하므로, 본 발명의 알코올 발효에 최적화된 균주인 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) KCCM 50549와 초산 발효에 최적화된 균주인 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654를 함께 사용하는 것이 발효 효율, 관능성 및 기능성 향상에 중요하다.

알코올 발효 및 초산 발효가 완료되면, 청징 및 균체 제거 단계를 거칠 수 있다. 상기 청징 및 균체 제거는 열처리에 의할 수 있으나, 자연 침강, 물리적 원심분리 및 필터막 여과를 통한 비가열 처리에 의하는 것이 바람직하다. 바람직한 구체예로서, 상기 필터막 여과의 경우, 필터막은 0.2마이크로미터의 막필터를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 사과식초 제조용 배지를 이용하여 알코올 발효 및 초산 발효를 거쳐 제조되는 사과식초는 발효 효율이 높으며, 항산화 기능성 및 관능성이 우수한 특징이 있다.

본 발명의 사과식초는 제조되는 음료의 종류에 따라 차이가 있을 수 있지만, 음료 100 ml를 기준으로 사과식초 0.1~10ml의 비율로 가할 수 있다.

본 발명의 음료는 지시된 비율의 필수 성분으로서 본 발명의 사과식초를 함유하는 것 외에 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제, 예컨대, 천연 탄수화물 및 다양한 향미제 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.

상기 천연 탄수화물의 예로는 포도당, 과당 등의 단당류, 말토오스, 수크로오스 등의 이당류 및 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류와 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등의 당알코올이 있다.

상기 향미제로는 타우마틴, 레바우디오시드 A, 글리시르히진, 사카린, 아스파르탐 등을 사용할 수 있다. 상기 향미제의 비율은 본 발명의 음료 100 ml당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 10g을 사용한다.

상기 외에 본 발명의 음료에는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 추가로 함유할 수 있다.

그 밖에 본 발명의 음료는 천연 과일 주스 및 과일 주스 음료 및 야채 음료 등의 제조를 위한 과육을 더 함유할 수도 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 음료 100ml를 기준으로 1 내지 20g의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

이하에서는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

[ 실시예 ]

실시예 1: 달기약수의 특성 평가

청송 달기약수를 발효배지에 첨가하고자, 먼저 경북 청송군 부곡리의 달기약수탕 약수의 물리화학적 특성을 검토하였다. 달기 약수는 칼슘, 마그네슘 및 철분 등의 미네랄이 풍부한 탄산 약수로, 채수 1일이 지나면서부터 서서히 붉은 색의 침전이 생기게 되며, 4~5일 이후에는 더 이상의 침전은 증가되지 않는다. 따라서 채수 1일 이내와 채수 7일 이후의 달기 약수를 각각 구분하여 그 특성을 평가하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.

표 1에 나타낸 바와 같이 달기 약수는 pH 6.7의 평균값을 나타내어 중성~약산성을 나타내었으며, 많은 미네랄 함량으로 인해 전기전도도와 탁도가 높게 나타났으며, 상대적으로 낮은 용존산소를 나타내었다. 특히, 산화환원전위도 15.35us/m를 나타내어 다소 산화된 상태를 나타내었다. 그러나 증류수에 비해서는 낮은 산화환원전위와 높은 pH를 나타내었다. 한편, 달기약수를 7일 동안 상온 방치하여 침전이 생성된 후 이를 제거한 상등액(윗물)을 조사한 결과, pH는 7.29로 약알카리 상태를 나타내었으며, 산화환원전위는 -18.5로 환원도가 증가되었다. 또한, 침전물 생성에 따라 탁도가 71.15에서 18로 감소되었으며, 용존 미네랄 감소로 인해 전기전도도와 총 용존입자가 급속하게 감소되었다. 한편, 상대적으로 용존산소는 4.61에서 6.12로 증가되었다. 즉, 달기약수는 많은 미네랄과 용존입자를 가지고 있으나, 채수 후 7일 경과시에는 전기전도도는 27.7%, 총 용존입자 역시 27.7%, 탁도는 74.7% 감소하였으며, 용존산소는 32.8% 증가되는 현상을 나타내었다.

실제 발효공정에서는 청송 달기약수를 바로 채수하여 사용하기도 어려우며, 또한 발효액에 첨가하여 7일 이상 발효를 시키게 되므로, 달기약수는 7일 이후에 침전물이 충분히 생성되고 난 후의 상등액을 사용하였다. 상기 표 1에서와 같이 전기전도도 및 총 용존입자의 감소는 용존 미네랄의 감소에 기인하므로, 용존 미네랄을 ICP-AES(유도결합플라즈마)로 분석하였으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다.

표 2의 결과에서처럼 달기 약수는 다양한 미네랄을 함유하고 있었으며, 각 미네랄 함량은 칼슘>나트륨>마그네슘>칼륨>철분>망간>아연의 순으로 나타났다. 각각의 미네랄은 시간 경과에 따라 침전되는 정도가 달랐으며, 철분, 망간, 아연의 경우에는 대부분(89~99%)이 침전되었으나, 칼슘 및 마그네슘은 23.7~27.7% 침전율을 나타내었다. 한편 나트륨 및 칼륨은 2.8~8.7%의 침전을 나타내었다. 상기의 결과는 발효과정에 꼭 필요한 마그네슘 및 기타 미네랄이 달기 약수 채수 7일 후에도 상당량 존재함을 제시하고 있으며, 이러한 결과로부터 발효공정 중 사용되는 달기약수는 채수 후 7일이 지난 약수의 상등액을 사용하였다.

실시예 2: 달기약수 첨가에 따른 알코올 발효 증대효과 검증

알코올 발효를 위한 종균으로는 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)의 5균주을 사용하였으며, KCCM 50549 균주는 한국미생물보존센터에서, S-07, M-07 및 I-84 균주는 국내 주정회사에서, IFO 0233 균주는 일본 균주협회에서 분양받아 사용하였다. 먼저, 각각의 균주를 20% 포도당(선일포도당, 한국)과 0.1% 효모 추출물(Difco사, 미국)이 포함된 발효배지 100중량부에 전배양된 균주액 5중량부를 접종하고 30℃에서 7일간 알코올 발효한 결과, 시험균들은 70~80%의 발효율을 나타내어 초산발효를 위한 알코올 발효균으로 사용할 수 있음을 확인하였다. 그러나, 식초발효의 경우 알코올 발효능뿐만 아니라 향미와 관능성이 중요하므로, 알코올 발효액의 향미와 전체적 선호도를 안동대학교 전문연구원 10명을 대상으로 5점 척도법으로 평가하였으며, 그 결과 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) KCCM 50549와 S-07 균주가 가장 식초용 알코올 발효에 적합한 것으로 확인되었다(표 3). 높은 발효율을 나타낸 I-84 및 IFO 0233 균주의 경우 알코올 생성능은 우수하나, 낮은 관능성으로 인해 주정 생산에는 유리한 반면 발효용 식초 생산에는 적합하지 않았다.

* 발효기질 포도당의 수분함량은 12%

* 향미/선호도(5점 척도법): 1: 매우 불량, 2: 불량, 3: 보통, 4: 좋음, 5: 매우 좋음

최적 알코올 발효를 위한 달기약수 첨가비율을 결정하고자, 상기의 발효배지에 첨가되는 물의 함량 중 달기약수가 각각 0, 20, 40, 60, 80, 100% 되도록 첨가한 후, 1차 선정한 균주 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) KCCM 50549와 S-07를 각각 5% 접종 후 발효율의 변화와 관능성의 변화를 평가한 결과는 표 4에 나타내었다.

표 4에 나타내 바와 같이 상기 2균주 모두 달기약수 첨가에 의해 균주 생육도 및 발효율의 변화가 나타났으며, 달기약수 첨가량이 증가할수록 발효액의 최종 pH 강하가 낮음을 알 수 있었다. 특히, S-07 균주의 경우 달기 약수 첨가량이 60% 이상으로 증가되는 경우 세포성장 및 발효율이 감소되는 것으로 나타났다. 그러나, 상기 2균주에서는 달기약수 첨가량이 20%인 경우, 세포생육은 5~7% 감소되나, 발효능은 8~12% 정도의 증가하였다. 이러한 알코올 생산 증가는 발효액의 관능성 증대와 함께 최종 식초 생산 수율의 증대로 매우 중요한 인자이다.

달기약수 20~40% 첨가에 따른 알코올 발효능의 증대 효과가 다른 균주에서도 나타나는지 I-84 및 IFO 0233 균주에 달기약수 20% 및 40%를 각각 첨가하여 발효능을 평가하였다(표 5). 그 결과, I-84 및 IFO 0233 균주에서는 달기약수를 첨가하지 않는 경우가 발효율 및 균주 성장에 더욱 바람직함을 확인하였다. 따라서, 달기 약수를 포함한 알코올 발효에는 KCCM 50549와 S-07 균주만이 긍정적인 효과를 나타내며, 특히, S-07 균주의 경우 60% 이상이 첨가되는 경우 부정적인 효과가 나타나므로, KCCM 50549 균주가 가장 적합함을 확인하였다. 또한, 이 경우 달기약수 첨가량은 20%가 적합함을 확인하였다.

실시예 3: 달기약수 첨가에 따른 알코올 발효액의 항산화능 증대

다양한 농도의 달기약수를 첨가하여 발효시킨 실시예 2의 표 4의 KCCM 50549 균주를 이용한 알코올 발효액의 항산화 활성을 DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) 음이온 소거능과 ABTS[2,2-azobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)] 양이온 소거능으로 측정하여 평가하였다.

DPPH 음이온 소거능의 경우 다양한 농도로 희석한 시료 20μl에 99.5% 에탄올에 용해시킨 2 x 10^-4M DPPH 용액 380μl를 넣고 혼합하여 37℃에서 30분 동안 반응시킨 후, 516nm에서 microplate reader(Asys Hitech, Expert96, Asys Co., Austria)를 사용하여 흡광도를 측정하였다. DPPH 음이온 소거능은 시료첨가구와 비첨가구의 백분율로 표시하였다.

ABTS 양이온 소거능의 경우 7mM ABTS(Sigma Co., USA) 5ml와 140mM potassium persulfate 88ml를 섞은 후 상온에서 16시간 빛을 차단하여 ABTS 양이온을 형성시켰으며, 이후 이 용액을 414nm에서 흡광도 값이 1.5가 되도록 에탄올로 희석하였다. 조제된 희석용액 190ml와 다양한 농도로 조제된 시료 10ml를 혼합한 후 상온에서 6분간 반응시킨 후 734nm에서 흡광도를 측정하고 다음의 식에 의해 ABTS 양이온 소거능를 계산하였다.

ABTS 양이온 소거능 (%) = [(C-S)/C] x 100

상기 식에서, "C"는 용매 대조구 DMSO 첨가시의 흡광도, "S"는 시료 첨가시의 흡광도를 나타낸다.

표 6에 나타낸 바와 같이, 달기약수 자체와 발효배지 자체는 항산화 활성이 미미하였으나, KCCM 50549 균주로 7일간 발효시킨 발효액의 경우 우수한 항산화능을 나타내었으며, 달기약수 첨가량이 증가할수록 항산화능의 증대가 인정되었다. 이는 달기약수 내의 미량성분들과 효모 발효 중의 생성물질의 복잡한 반응에 의해 항산화 물질이 증대되는 것으로 이해된다. 그러나, 효율적인 알코올 발효를 위해 달기약수를 20% 첨가하는 것이 가장 바람직하다.

실시예 4: 달기약수 첨가에 따른 초산 발효 증대효과 검증

먼저, 사과착즙액과 달기약수를 첨가하여 발효시킨 알코올 발효액에 접종할 초산균주를 선별하였다. 사용 초산균주로는 청송군에서 제공한 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) 및 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasterianus) 2종과 한국미생물보존센터의 분양 균주인 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654 및 KCCM 40229 2종으로 총 4종을 사용하였으며, 이를 초산생성 평가용 배지(0.5% 포도당, 0.5% 효모추출물, 0.02% MgSO₄, 1% glycerol, 1% 초산, 5% 에탄올)에 접종하여 1주일간 배양하여 평가한 결과 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654가 가장 우수한 초산 생성능을 나타냄을 확인하였다(표 7). 따라서 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654를 사과식초 발효용 초산균주로 1차 선정하였다.

선정된 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654를 이용하여 달기 약수 첨가시의 초산발효능 변화를 평가하였다. 초산 발효용 배지에 다양한 농도의 달기약수를 첨가하고 3주일간 25℃에서 정치배양하여 초산발효시킨 결과, 알코올 발효에서와 유사하게 20% 달기약수 첨가시 가장 높은 초산 생성능을 나타내었다(표 8). 또한, 알코올 발효와 유사하게 20~40% 달기약수 첨가시는 초산발효를 증대시켰으나, 60% 이상 첨가시에는 초산발효가 오히려 감소하였다. 따라서, 달기약수 20% 첨가는 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) KCCM 50549의 알코올 발효와 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654의 초산발효에 매우 긍정적인 효과를 나타냄을 확인하였다.

실시예 5: 사과생즙에 달기약수 20%를 첨가하고 선정균주로 발효시킨 사과식초의 수율과 관능성

상기 실시예 1~4의 결과를 바탕으로, 청송 사과생즙(15브릭스)에 0.1% 효모추출물 및 20% 달기약수를 첨가한 발효배지에 알코올 발효균주 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) KCCM 50549와 초산 발효균주 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654를 이용하여 초산발효를 실시하였다. 대조구로는 상기 발효배지에 달기약수 대신 물을 첨가하여 동일하게 발효시켰다. 발효는 2단계로 진행하였으며, 준비된 멸균 발효배지에 알코올 발효균주 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) KCCM 50549를 5% 접종하고 6일간 28℃에서 발효시켰으며, 이후 초산발효균주 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654를 5% 접종하여 28℃에서 3주간 발효시켰다. 그 결과는 표 9에 나타내었으며, 달기약수를 20% 첨가한 경우 알코올 발효는 무첨가구에 비해 9.7% 증가되었으며, 초산발효는 12.9% 증가되었다. 또한 관능성 평가의 전체적 선호도의 경우에도 5점 척도법에서 0.4점이 증가되어 고품질의 사과식초를 고효율로 제조할 수 있음을 확인하였다.

* 전체적 선호도(5점 척도법): 1: 매우 불량, 2: 불량, 3: 보통, 4: 좋음, 5: 매우 좋음

Claims

사과식초 제조용 배지 성분으로서 취수원으로부터 취수된 후 7일 이상 경과되어 생성된 침전물이 제거된 달기약수 상등액 20중량%를 포함하는 사과식초 제조용 배지 조성물에 알코올 발효 균주로서 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) KCCM 50549를 접종하여 알코올 발효시킨 후 초산 발효 균주로서 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM 12654를 접종하여 초산 발효시키는 것을 특징으로 하는 사과 식초의 제조 방법.
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제 1항에 기재된 사과 식초의 제조 방법에 의하여 제조되는 항산화능을 갖는 사과 식초.
제 7항에 기재된 항산화능을 갖는 사과 식초를 포함하는 음료.