KR101706848B1 - 비타민 c를 이용한 베리 발효물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

비타민 C를 발효 촉진제로 이용하여 베리를 산소가 없는 상태에서 자체 효소발효를 유도하여 추출한 발효액으로 재발효를 하여 음료수, 기능성 식품, 생약의 원료 및 포도주, 과일주의 육질 감을 주는 재료를 만드는 발명이다.

Description

비타민 C를 이용한 베리 발효물의 제조방법 {Production method of fermented Berry by using Vitamin C}

본 발명은 비타민 C를 이용하여 베리의 자체 효소발효를 유도하여 베리 발효물을 제조방법에 관한 것이다.

베리는 딸기류의 열매를 말하나 일반적으로는 자연 상태의 작은 과일의 열매로 타닌이 많아 떫은맛이 심하여 식용으로 부적합하나 과육에 있는 고농도의 안토시아닌의 효과로 일부가 건강식품으로 사용되고 있다. 일반적으로 널리 알려진 베리는 아로니아(Aronia), 블루베리(Blueberry), 오가피베리(Acanthopanaxberry)등이 있으며 그 밖의 이름 모를 수많은 야생의 작은 열매들이 베리류에 속하나 맛이 없는 열매는 이름이 없는 것이 대부분이며 고농도의 타닌을 함유하므로 떫어서 이용가치가 없는 것으로 알려져 있다. 그러나 베리는 일반적으로 타닌을 많이 함유하고 있는데 이 타닌을 발효 시키면 안토시아닌으로 분해되어 떫지 않은 발효물을 만들 수 있다. 본 발명은 베리의 풍부한 안토시아닌을 이용하여 진한 육질감을 만들어 과일주나 음료에 이용하기 위한 것이다.

아로니아(Aronia)는 자연계에 현존하는 베리류 과일 중 가장 높은 안토시아닌과 카데킨 함유량을 내포하고 있다고 알려져 있으며폴리페놀 함유량도 다른 베리류와 비교할 수 없을 정도로 높다. 아로니아는 킹스베리'(King's Berry)라는 별명도 가지고 있으며 폴리페놀의 함량이 포도의 80배, 아사이베리의 50배, 복분자의 20배, 크랜베리의 15배, 블랙커런트의 10배 블루베리의 5배 이상에 달하고 있다. 또한 안토시아닌과 타닌이 동시에 최고함량으로 발견된 품종으로 과일주 제조 시에 육질감을 준다. 베리는 수많은 발효제품이 있다. 등록특허 10-1286382 에서는 곰팡이에 의한 발효에 의한 제품이며, 등록특허 10-1383276은 외부에서 효소를 넣어 발효한 것이다. 그러나 본 발명품은 베리의 자체효소의 활성화를 유도하여 발효한 것으로 기존의 발효방법과 다르다.

블루베리(Blueberry)는 베리류 중 널리 알려진 품종이다. 북미 대륙 원주민들은 블루베리를 신(神)의 선물이라고 부르며 이를 약, 염료, 식재료, 조미료, 향신료 등으로 사용하고 있다.미(美) 농업부(USDA) 보고에 따르면 블루베리를 생과로 하루에 40g에 해당하는 열매 약 20~30개 이상을 3개월 이상 꾸준히 먹으면 시력 개선에 효과가 있고 말한다. 블루베리에 포함된 안토시아닌은 효과가 빨라 섭취 약 4시간 후에 시력 도움의 효력이 나타나는 것으로 알려져 있다. 안토시아닌은 인체 내 각종 성인병과 암을 일으키는 활성산소를 제거하는데 도움을 준다고 알려져 있고, 과일주 제조 시에 육질감을 풍부하게 한다. 블루베리의 맛, 편리함, 저장성을 높이기 위해 가공된 상품으로 판매하거나 다른 상품의 첨가물로도 이용된다. 미국과 캐나다, 일본, 독일, 뉴질랜드 등에서 가공식품으로 개발이 활발하다. 미국블루베리협회에 따르면 전 세계에 블루베리를 이용한 제품은 스낵, 주스, 껌, 사탕, 시리얼 등 3만종이 이상이 개발되어 있다고 한다.

오가피베리는 아칸토파낙스(Acanthopanax)라는 이름을 가지고 있는데 아칸토는 '가시나무', 파낙스는 '만병을 치료 한다'는 뜻이다. 오가피는 인삼과 같은 두릅나무과에 속하는 낙엽활엽관목으로 우리나라, 중국, 러시아에서 많이 생산된다. 동의보감이나 본초강목에 의하면 오가피 뿌리, 줄기 및 가지의 껍질 등을 장기복용하면 몸을 가볍게 한다고 알려져 있어 오가피는 오래 전부터 사용해왔으며 나무인삼으로 불린다. 오가피 뿌리와 줄기에는 인삼과 비슷한 효과가 있고, 특히 오가피베리을 인삼주에 넣어 가공하면 육질감과 색을 나게 하는 기능성을 높인다. 가시오가피에 대한 여러 연구보고서에 따르면 가시오가피는 생체기관의 전반적인 기능을 증대시켜 주는 촉진작용을 하며 생체기관의 환경적응 내지 방어력을 기르는 것으로 알려져 있다. 본 발명품은 오가피의 여러 가지 생체기능의 효과를 배가 하기위해서 오가피의 자체 효소를 활성화하여 발효를 한 것으로 이전의 발효방법과는 전혀 다른 발효법이다.

비타민C는 효소의 활성화를 돕는 보조인자로 이용되고 있다. 효소는 그것을 생산하는 조직을 그 효소 자체에 의한 자기 소화에서 막기 위해 이러한 활성 중심을 봉쇄된 비활성 전구체로 구성하여 있다. 따라서 식물의 조직의 활성화는 이 봉쇄를 벗어남으로써 일어나는 것이라고 알려져 있는데 비타민 C는 이러한 활성화에 영향을 주어 자체 효소의 활성화를 유도함으로 발효를 일으킨다고 본다. 이는 식물이 발아할 때 자체 효소 활성화의 발효를 일으키는 것과 같은 원리이다.

비타민C를 이용하여 베리의 자체 효소 발효를 활성화시킨 후 이 추출 효소로 제2차 베리 발효를 위한 재료로 사용 가능함으로 한 발효조안에서 원료의 투입과 추출이 연속적으로 일어나는 바이오리액터의 역할을 만들 수 있는 발명 기술이기도 하다.

본 발명은 자체 효소발효법으로 기존에 사용하는 설탕을 사용하는 방법, 외부에서 효소를 집어넣는 방법과 같은 결과가 나타나지만 비타민 C를 이용하여 자체 효소의 활성화를 유도하여 발효를 함으로 베리의 원 성분을 더욱 나타나게 하여 맛과 향이 좋고, 발효공정시간을 단축하는 효과를 가지고 있는 기술이다.

1. 대한민국등록특허 제10-1383276 2. 대한민국등록특허 제10-0883862 3. 대한민국등록특허 제10-1286382

한국생물과학협회, 생물학사전, 아카데미서적 tannin 네이버지식백과, 전효소(holoenzyme ), 두산백과 네이버지식백과, 효소, 화학대사전, 2001, 세화 네이버지식백과, 효소전구체, 화학대사전, 2001, 세화

아로니아는 떫은맛과 강한 신맛이 문제이며 오가피베리는 술로 제조하여 음용하면 숙취가 심한 문제점이 있다. 그리고 블루베리는 발효시간이 오래 걸리는 것이 문제점이 있는데 본 발명은 비타민 C를 이용하여 떫은맛과 숙취를 없애고 발효시간을 대폭 절약하며 안토시아닌의 약효기능을 강화한 발효물을 만드는 장점이 있다.

(1)베리 발효와 재발효 단계는 (1a)베리 발효물 제조 단계와 (1b) 베리 재발효물 제조 단계로 구성되되,

(1a)베리 발효물 제조 단계는,

베리, 물, 비타민 C를 준비하는 재료 준비 공정;

상기의 재료를 용기에 넣고 공기를 제거한 후 혼합하는 혼합 공정;

혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치한 후에 생기는 가스를 제거하는 발효공정; 으로 이루어지고,

(1b)베리 재발효물 제조 단계는,

베리, 물, 비타민 C, 상기 (1a)베리 발효물을 준비하는 재료 준비 공정;

상기의 재료를 용기에 넣고 공기를 제거한 후 혼합하는 혼합 공정;

혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치한 후에 생기는 가스를 제거하는 발효공정; 으로 이루어진다.

이때, 상기 (1)베리 발효와 재발효 단계 중 (1a)베리 발효물 제조 단계에 투입되는 베리, 비타민 C, 물의 중량비율은 100 : 1~100 : 10~10000인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 (1)베리 발효와 재발효 단계 중 (1b) 베리 재발효물 제조 단계에 투입되는 베리, 비타민 C, 물, (1a)베리 발효물 제조 단계에서 얻은 발효물의 중량비율은 1000 : 1~1000 : 10~10000 :10~10000인 것을 특징으로 한다.

이때 상기의 베리는 아로니아, 블루베리, 오가피베리 중 어느 하나를 포함하는 의미로 사용한다.

또한 상기 (1a)베리 발효단계의 재료 준비 공정에서의 재료는 베리의 열매, 꽃, 잎, 줄기, 뿌리, 목질부 또는 그 조합인 것을 특징으로 한다.

이때 (1a)베리 발효단계 및 (1b)베리 재발효단계에서 사용하는 비타민 C는 아스코르브산, 아스코르브산의 유도체 또는 그 조합을 포함하는 의미로 사용한다.

본 발명은 비타민 C를 이용하여 베리의 자체효소 발효를 유도한 것으로 고농도의 안토시아닌을 얻는 효과와 베리의 맛과 향뿐 아니라 약효의 기능을 높이는 건강식품 등을 만들기 위한 기초재료를 만드는 발명이다.

도 1은 대표도이다.
도 2는 (1)베리 발효와 재발효 단계를 세부적으로 나타낸 도면이다.

블랙초크베리(blackchokeberry)라 불리는 아로니아(Aronia melanocarpa)는 장미과(Rosaceae)에 속하는 베리류의 식물열매로 원산지는 북부아메리카지역이다. 18세기에 유럽에 소개되어 재배된 아로니아는 약용열매로 사용되어 만병통치약으로 불리었다. 또한 아로니아는 맛과 색, 그리고 향이 좋아 잼, 와인, 쥬스, 차로 사용하는 등 다양한 식자재로서의 이용 가치가 높다. 아로니아 열매에 함유되어 있는 다량의 안토시아닌과 그밖에 다른 플라보노이드류 성분은 항산화효과, 위보호효과, 항염증효과, 항당뇨효과, 면역조절기능활성 등 다양한 생리적 기능이 있다. 아로니아 열매는 맛이 좋고 부드러우며, 시아닌 계열의 안토시아닌, 카데킨, 타닌, 클로르겐산, 베타카로틴 등의 식물활성 물질 등이 다량 함유되어 있으며 특히 시아닌과 카데킨 함량은 현존하는 식물 중 최고를 자랑한다. 또한 자연적으로 천연 안식향산을 함유하여 특유한 약리활성을 보여줄 뿐만 아니라 많은 양의 안토시아닌이 함유되어 있고 열매의 장기간 보존이 용이하여 이용가치가 높다.

블루베리(Blueberry)는 북아메리카가 원산지로 20여 종이 알려져 있고 한국에도 정금나무·산앵두나무 등이 있으며 모두 열매를 먹을 수 있다

최근 베리류라고 불리는 작은 과일은 항산화효과가 많은 것으로 세계 여러 나라에 알려져 있다. 진달래과 산앵도나무속에 속하는 블루베리는 약과 염료, 식재료, 조미료, 향신료로 썼다. 열매의 푸른색을 띄게 하는 항산화 물질인 안토시아닌이 일반 포도보다 30배 이상 많다고 알려져 있다.

오가피베리는 아칸토파낙스(Acanthopanax)라는 이름을 가지고 있는데 아칸토는 '가시나무', 파낙스는 '만병을 치료 한다'는 뜻이다. 오가피는 인삼과 같은 두릅나무과에 속하는 낙엽활엽관목으로 우리나라, 중국, 러시아에서 많이 생산된다.

동의보감이나 본초강목에 의하면 오가피 뿌리, 줄기 및 가지의 껍질 등을 장기복용하면 몸을 가볍게 한다고 알려져 오가피는 오래 전부터 사용해왔으며 제2의 인삼으로 불린다. 오가피 뿌리와 줄기에는 인삼과 비슷한 효과가 있고, 주요 성분은 트리테르페노이드계 배당체로 7종류가 밝혀졌고 에레오테로시드 A, B, C, D, E, F 및 G로 명명되어있다. 오가피의 기타 생리활성 성분은 스테롤, 쿠마린(혈압강하, 진정작용), 시린진(항피로작용), 세사민(기침 멎음), 하이페린(관상동맥 확장) 등에 효과가 있다고 알려져 있다. 특히 오가피베리는 인삼주에 오가피를 넣으면 육질감과 색을 나게 하며 기능성을 높여준다.

비타민 C는 아스코보릭산에 칼슘이나 소디움, 마그네슘을 가하여 휴대하기 좋게 만든 물질로 비타민 C(L-Ascorbic acid), L-아스코르빈산나트륨(Sodium L-Ascorbate), L-아스코르빈산스테아레이트(L-Ascorbyl Stearate), 아스코르빈산칼슘(Calcium Ascorbate), 아스코르빈산팔미테이트(Ascorbyl Palmitate)와 별도로 에스테르화한 것이 있다. 이들은 비타민 C를 보충할 수 있도록 제조가공한 것으로 수십 가지의 화합물과 유도체가 있으며 강력한 환원 작용을 하고 많이 먹어도 몸에 이상이 없는 물질로 알려져 있다. 비타민C는 음식료에 사용하면 색을 변하게 하거나, 이취를 내게 하여 식품제조에서는 부정적으로 표현하고 방부제로 사용하나 본 발명은 비타민C를 효소 활성화 및 발효 촉진제로 사용한다. 이하 본 발명을 실시 예와 함께 상세히 설명한다.

1. 베리 발효와 재발효

(1a)베리 발효물 제조

① 재료 준비 공정 : 파쇄된 베리 100g, 물 500g, 비타민 C 10g, 통을 준비한다.

② 혼합공정 : 상기의 재료를 잘 혼합하고 공기를 제거한다.

③ 발효공정 : 혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치한 후에 생기는 가스를 제거한다.

위 일련의 공정을 거쳐 베리 발효물(반제품 발효물)을 얻을 수 있다. 반제품 발효물은 냉장보관 하거나 공기를 빼고 밀봉 정치한다.

(1b) 베리 재발효물 제조

① 재료 준비 공정 : 파쇄된 베리 1000g에 비타민 C 50g, 물5000, (1a)의 반제품 발효물 500g 그리고 통을 준비한다.

② 혼합 공정 : 상기의 재료를 잘 혼합하고 공기를 제거한다.

③ 발효공정 : 혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치를 한 후에 생기는 가스를 제거한다.

이때 (1b) 베리 재발효 공정단계에서 얻은 재발효물의 일부를 (1a) 베리 발효단계에서 얻은 발효물을 대체하여 사용하면 (1a)베리 발효단계가 필요 없어지며 연속발효를 할 수 있다.

위 일련의 공정을 거쳐 베리 재발효물을 얻는다. 재발효물은 냉장보관 하거나 공기를 제거하고 밀봉 정치한다.

위 베리의 발효와 재발효 단계에 관련하여 발효가 일어나는지에 대한 시험을 하였다. 시험은 (1a)베리의 발효물 제조 단계와 (1b)베리의 재발효물 제조 단계는 이미 설명한 방법대로 시행하였으며, 이때 (1a)베리의 발효물 제조 단계에 투입되는 각각의 아로니아, 블루베리, 오가피베리와 물 그리고 비타민 C의 중량은 각각 100g, 500g, 10g으로 혼합하였고 이로써 베리 발효물(반제품 발효물)을 얻었다.

또한 (1b) 베리 재발효물 제조 단계에 투입되는 아로니아, 블루베리 및 오가피베리 각각과 비타민 C, 물, (1a)베리 발효물 제조 단계에서 얻은 발효물의 중량은, 베리를 100g으로 하고 나머지 2개[비타민 C와, (1a)베리 제조 단계에서 얻은 발효물]는 아래 표1에 따라 변화를 주었으며 발효온도는 섭씨 25도이다.

(시험1)은 아로니아, 블루베리, 오가피베리의 각각 열매, 꽃, 잎, 줄기, 뿌리, 목질부를 가지고 발효 시험을 한 것이며 표1은 (1a)베리의 발효액 제조단계에서 발효의 포식인 첫 번째 가스제거에 걸린 시간을 비교한 것이다. 즉, 이 시험은 아로니아, 블루베리, 오가피베리의 각각의 열매뿐만 아니라 모든 부위에서 효소 활성화가 가능한지와 어느 부위가 가장 효소 발효가 빨리 일어나는지를 시험한 것이다.

각각 베리의 각각 부위의 첫 번째 가스가 나온 시간은 달랐으며 열매가 가장 빨리 발효되는 것을 확인했다. 또한 열매부근의 잎이 1차 발효 시간이 가장 빨랐으며 줄기, 뿌리, 목질부 순서로 시간이 오래 걸렸다. 이 시험을 통해 식물의 어느 부분에서도 발효가 일어나며 여기서 효소를 추출할 수 있다는 사실을 확인 할 수 있었다.

(시험 2)

베리 재 발효물의 제조 단계도 상기 설명한 방법대로 시행하였다.

이때 (1b)베리 재발효물의 제조 단계에 투입되는 베리는 아로니아, 블루베리, 오가피베리를 각각1000g, 물 5000g으로 하고 이에 (1a)베리 발효단계에서 얻은 아로니아, 블루베리, 오가피베리 각각 발효물의 투입 양과 비타민 C 투입 양을 달리하여 발효에 걸리는 시간을 측정했다. 이때 발효온도는 섭씨 25도 상온에서 했다.

표 2은 위 시험 과정 중, (1b)베리의 재발효 단계에서 발효의 신호로 나타난 첫 번째 가스제거에 걸린 시간을 비교한 것이다.

상기 (표 2)과 같이 아로니아, 블루베리 및 오가피베리에 비타민 C와 반제품 발효물을 많이 투입할수록 비례하여 발효 시간을 단축할 수 있다는 사실을 확인 할 수 있었다. 그리고 각각의 (1a)의 반제품 발효물의 양이 많이 투여될수록 비타민C를 적게 넣어도 발효가 잘 일어난다는 사실을 확인했다.

(시험 3)

베리 재발효물의 제조 단계는 상기 설명한 방법대로 시행하였으되.

이때 (1a)베리 발효물의 제조 단계에 투입되는 베리는 각각 100g으로 하고 이에 물을 2200g 비타민 C를 110g 을 투입하여 발효를 하였다. 그리고 (1b)재 발효 단계에서 물과 비타민C가 없이 각각 베리 500g에 상기 (1a)베리 발효물의 양을 달리하여 발효의 시간과 발효 가능성을 비교 하였다. 이때 발효온도는 섭씨 25도 상온에서 했다.

상기 표3의 시험 결과에 따르면 비타민C를 투여하지 않은 상태에서도 각각 베리의 발효물이 만들어지는 신호의 발효가스가 확인되었으며, 비타민C와 물을 안 넣는 만큼 (1a)베리 발효물의 양이 많이 들어가야 하며, (1a)의 반제품 발효물의 양이 많을수록 발효 시간이 비례하여 단축 한다는 것을 알았다. 이 시험을 통해서 발효와 재발효의 구분이 없이 1a) 베리 발효물을 처음 한번만 만들어 사용하면 그 후는 1b)베리 재발효에서 만들어진 생성물을 사용할 수 있으므로 하나의 발효 통에서 연속 발효인 바이오리액터가 되는 사실을 확인 할 수 있었다..

아로니아, 블루베리, 오가피베리를 발효함으로 타닌을 분해하여 떫은 맛을 줄이고 이들 베리가 가지고 있는 토시아닌, 플라보노이드, 안토시아닌 등 성분을 이용하여 기능성 식품을 만들 수 있고, 또한 이름 모를 수많은 야생의 열매에서 간단하게 생약성분을 추출하는 연속발효의 바이오 리액터를 만들 수 있을 것으로 본다. 또한 이들을 이용하여 다양한 건강식품과 이들의 색과 육질감을 이용하여 아로니아주, 블루베리주, 오가피주 등 과일주를 만드는데도 이용할 수 있다.

Claims (6)

1. (1)베리 발효와 재발효 단계는 (1a)베리 발효물 제조 단계와 (1b)베리 재발효물 제조 단계로 구성되되,
   (1a)베리 발효물 제조 단계는,
   베리와 물, 비타민 C를 준비하는 재료 준비공정;
   상기의 재료를 용기에 넣고 혼합 후에 공기를 제거하는 혼합공정;
   혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치를 한 후에 생기는 가스를 제거하는 발효공정; 으로 이루어지고
   
   (1b)베리 재발효물 제조 단계는,
   베리, 물, 비타민 C, 상기 (1a)베리 발효물을 준비하는 재료 준비공정;
   상기의 재료를 용기에 넣고 혼합 후에 공기를 제거하는 혼합공정;
   혼합물을 넣은 용기를 밀봉 정치를 한 후에 생기는 가스를 제거하는 발효공정; 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 베리 발효물의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   (1)베리의 발효와 재발효 단계 중 (1a)베리의 발효물 제조 단계에 투입되는 베리, 비타민 C, 물의 중량비율은 100 : 1~90 : 10~10000 인 것을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 베리 발효물의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   (1)베리 발효와 재발효 단계 중 (1b)베리의 재발효물 제조 단계에 투입되는 베리, 비타민 C, 물, (1a)베리 발효물 제조 단계에서 얻은 발효물의 중량비율은 1000 : 1~500 : 1~10000 :10~5000 인 것을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 베리 발효물의 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   베리 발효물의 제조방법에서 비타민 C는 아스코르브산(Ascorbic acid)과 그의 유도체 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 베리 발효물의 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   (1a)베리 발효단계의 재료는 베리의 열매, 꽃, 잎, 줄기, 뿌리, 목질부 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 베리 발효물의 제조방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   베리는 아로니아(Aronia), 블루베리(Blueberry), 오가피베리(Acanthopanaxberry)중 어느 하나를 포함하는 의미로 사용하는 것을 특징으로 하는,
   비타민 C를 이용한 베리 발효물의 제조방법.
   
   

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