KR101773335B1

KR101773335B1 - 품질 및 기호도가 증진된 청국장의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 청국장

Info

Publication number: KR101773335B1
Application number: KR1020150059370A
Authority: KR
Inventors: 송예지; 조유빈; 김중필; 김형회
Original assignee: 농업회사법인 순창장류주식회사
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2017-08-31
Also published as: KR20150124411A

Abstract

본 발명은 (a) 수침한 대두의 물을 뺀 후, 증자하고 55~65℃로 냉각시키는 단계; 및 (b) 상기 (a)단계의 냉각시킨 대두에 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 접종한 후 35~45℃에서 발효시키는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 청국장의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 청국장 및 상기 청국장을 가공한 가공식품과 바이오제닉 아민(biogenic amine) 분해 활성 및 글루탐산 생산능을 갖는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) SCKB1319 균주(KCCM 11684P)에 관한 것이다.

Description

품질 및 기호도가 증진된 청국장의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 청국장{Method for producing Chunggukjang with increased quality and preference and Chunggukjang produced by the same method}

우리나라 전통 대두 발효식품인 청국장은 콩 유래의 단백질, 탄수화물 및 지방질 등의 영양성분 이외에도 식이섬유, 인지질, 이소플라본(isoflavone), 페놀린산, 사포닌, 트립신 저해제, 피틴산 등을 포함하고, 비타민, 미네랄, 필수아미노산 등의 필수 영양소 및 약효성분이 다량 함유되어 있다. 지금까지 알려진 청국장의 효능으로는 혈중 콜레스테롤 저하, 고혈압 예방, 항암, 항산화, 혈전용해, 골다공증 예방, 간 기능 개선 등이다.

한편, 청국장의 발효는 대두의 종류, 사용균주, 발효온도 및 습도 등에 의해 큰 영향을 받는다. 미생물을 이용하기 때문에 발효조건의 차이에 따른 특유의 풍미가 청국장의 품질에 큰 영향을 미치는 요인이 되고 있다.

종래의 청국장의 제조방법은 콩을 세척하여 뜨거운 물에 넣고 삶은 후, 납두균이나 고초균을 접종하여 밀폐용기에 밀봉해 발효하여 제조한다. 하지만 식생활의 변화와 주거문화의 서구화로 인하여 청국장의 소비는 점차 감소하고 있으며, 콩이 발효되는 과정에서 콩을 삶을 때 스며든 수분도 함께 발효됨으로 인해 역겨운 냄새가 발생하게 되고, 이로 인해 청국장 조리과정 중 발생하는 특유한 이취는 영양이 풍부하여 인체에 유익함에도 불구하고, 어린이나 젊은층에게는 기호도가 감소하여 대중화하는데 제한적이라는 문제점이 있어 왔다. 청국장의 기호성과 품질 개선을 위한 종래기술로는 약용식물이나 천연소재를 첨가한 생약초 청국장, 홍삼 청국장, 녹차 청국장, 키토산 청국장 등이 보고되고 있으나, 청국장 제조공정에 따른 품질 및 관능적 특성에 대한 연구는 미미하고, 우리나라 청국장 생산업체에서는 표준화된 제조공정으로 청국장을 생산하는 업체는 거의 없는 실정이다.

한편, 바이오제닉 아민(biogenic amine)은 아미노산의 탈탄산 작용, 아미노기 전이작용 등의 화학적 작용에 의해 주로 생성되는 질소화합물로서, 단백질 함유 식품 내에서 미생물 또는 생화학적 활성에 의해 발생된다. 바이오제닉 아민은 미생물의 아미노산 디카복실라제(amino acid decarboxylase) 작용에 의해 형성되며 세균에서는 아크로모나스(Acromonas), 바실러스(Bacillus), 시트로박터(Citrobacter), 클로스트리디움(Clostridium), 에스케리키아(Escherichia), 크렙시엘라(Klebsiela), 락토바실러스(Lactobacillus), 페디오코커스(Pediococcus), 프로테우스(Proteus) 및 슈도모나스(Pseudomonas) 속 등이 아미노산 디카복실라제를 가지는 것으로 알려져 있다.

대표적인 바이오제닉 아민으로는 퓨트레신(putrescine), 히스타민(histamine), 티라민(tyramine), 카다베린(cadaverine), 스퍼미딘(spermidine) 및 세로토닌(serotonin) 등이 있다. 바이오제닉 아민은 체내에서 신경전달 물질로 직·간접적으로 작용하고 혈압조절 및 혈류 등의 심혈관계 질환에도 영향을 미치므로, 바이오제닉 아민 함유 식품의 섭취로 여러가지 약리적인 현상이 나타날 수 있다. 이들 중 인체의 분해 한도를 넘어서는 히스타민(histamine) 및 티라민(tyramine)을 식품에서 섭취하는 경우에는 발진, 국소적 피부염증, 알레르기, 구토, 오심, 설사 등의 증상을 유발한다. 또한, 바이오제닉 아민에 의해 혈관 수축 및 심박 활동이 증가되어 혈압 상승을 유발하고, 동공과 눈꺼풀 조직을 확장시켜 눈물의 분비를 촉진하고, 타액의 과다분비, 호흡 증가 및 혈당 상승을 가져오며 편두통을 유발하기도 하는 것으로 보고되었다.

글루탐산은 생물체의 단백질을 구성하는 물질로서, 고유의 정미력과 감칠맛을 가지고 있어 가정용 및 가공식품 생산을 위한 조미료로 널리 이용되고 있다. 글루탐산은 코리네박테리움속 또는 브레비박테리움속 미생물을 배양하여 얻어진 배양액으로부터 회수하여 제조되고 있다. 글루탐산의 생산성을 높이기 위하여, 통상 배지 내 비오틴을 특정 범위로 제한하거나, 계면활성제를 첨가하여 배양을 수행하거나, 페니실린계 항생제를 첨가하여 배양을 수행하거나, 혹은 배양 온도를 조절하여 배양을 수행하는 방법 등이 알려져 있다.

한국등록특허 제0856568호에는 뽕잎과 누에를 이용한 청국장의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0324132호에는 작두콩을 이용한 청국장의 제조방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 품질 및 기호도가 증진된 청국장의 제조방법과는 상이하다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 바이오제닉 아민의 높은 분해 활성을 가지면서 글루탐산 생성능을 가지는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) SCKB1319 균주와 상기 균주를 이용하여 청국장 고유의 맛을 유지하기 위해 다른 식품 첨가물은 일체 첨가하지 않으면서, 청국장의 품질 및 기호도가 증진될 수 있는 청국장을 제조하기 위해, 접종 조건 및 발효조건 등의 제조조건을 최적화하여 청국장 특유의 불쾌취는 제거되고 기호도가 증진될 뿐만 아니라, 바이오제닉 아민 함량이 낮고, 글루탐산 함량이 높은 청국장을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 수침한 대두의 물을 뺀 후, 증자하고 55~65℃로 냉각시키는 단계; 및 (b) 상기 (a)단계의 냉각시킨 대두에 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 접종한 후 35~45℃에서 발효시키는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 청국장의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 청국장을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 청국장을 가공한 가공식품을 제공한다.

또한, 본 발명은 바이오제닉 아민(biogenic amine) 분해 활성 및 글루탐산 생산능을 갖는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) SCKB1319 균주(KCCM 11684P)를 제공한다.

본 발명의 방법으로 제조된 청국장은 다른 식품첨가물이나 양념을 따로 첨가하지 않고도 청국장이 가지고 있는 가장 큰 문제점인 불쾌치는 감소시키고 품질 및 기호도는 증진시킬 수 있고, 현대인의 입맛과 선호도에 맞게 개발되었기 때문에 고유의 전통식품을 계승함과 동시에 한 단계 발전시키는 계기가 될 것으로 판단된다.

또한, 바이오제닉 아민의 높은 분해 활성을 가지면서 글루탐산 생성능을 가지는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) SCKB1319 균주를 이용하여 청국장을 제조하기 때문에 안전하고 고품질의 청국장 생산 효과를 가져올 수 있다.

도 1은 균주 접종온도를 달리하여 72시간 동안 발효한 청국장 사진이다.
A: 40℃에서 접종, B: 50℃에서 접종, C: 60℃에서 접종
도 2는 균주 접종온도를 달리한 청국장의 발효기간에 따른 수분 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 균주 접종온도를 달리한 청국장의 발효기간에 따른 pH 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 균주 접종온도를 달리한 청국장의 발효기간에 따른 적정 산도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 균주 접종온도를 달리한 청국장의 발효기간에 따른 아미노태 질소 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 발효 온도를 달리하여 72시간 동안 발효한 청국장 사진이다.
A: 30℃에서 발효, B: 40℃에서 발효, C: 50℃에서 발효
도 7은 발효 온도를 달리한 청국장의 발효기간에 따른 수분 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 발효 온도를 달리한 청국장의 발효기간에 따른 pH 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 발효 온도를 달리한 청국장의 발효기간에 따른 적정 산도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은 발효 온도를 달리한 청국장의 발효기간에 따른 프로테아제 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
도 11은 발효 온도를 달리한 청국장의 발효기간에 따른 아미노태 질소 함량 변화를 나타낸 그래프이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

(a) 수침한 대두의 물을 뺀 후, 증자하고 55~65℃로 냉각시키는 단계; 및

(b) 상기 (a)단계의 냉각시킨 대두에 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 접종한 후 35~45℃에서 발효시키는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 청국장의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 청국장의 제조방법에서, 상기 (a)단계는 바람직하게는 5~7시간 동안 수침한 대두의 물을 25~35분 동안 뺀 후, 110~130℃에서 15~25분 동안 증자하고 55~65℃로 냉각시킬 수 있으며, 더욱 바람직하게는 6시간 동안 수침한 대두의 물을 30분 동안 뺀 후, 121℃에서 20분 동안 증자하고 58~62℃로 냉각시킬 수 있다. 상기와 같이 수침한 대두는 증자에 적합한 상태로 대두를 불릴 수 있었으나, 상기 시간 미만으로 수침할 경우 대두가 충분히 불지 않아 증자가 잘 되지 않은 문제점이 있고, 상기 시간을 초과하여 수침할 경우 수침 과정에서 대두의 수용성 영양성분이 물로 빠져나가 손실되는 문제점이 있다. 또한 수침하여 불린 대두를 상기와 같이 고온에서 증자하는 과정을 통해 곰팡이나 기타 세균의 오염을 방지하고, 콩 비린내가 나지 않으면서 청국장 제조에 적합한 대두로 준비할 수 있었다. 또한, 상기와 같은 냉각온도에서 균을 접종하여 발효시키는 것이 아미노태 질소 함량이 높고 풍미가 우수하여 기호도가 향상될 뿐만 아니라, 청국장에 적합한 점도를 지니는 청국장으로 발효시킬 수 있었다.

또한, 본 발명의 청국장의 제조방법에서, 상기 (b)단계의 발효에 이용되는 바실러스 서브틸리스 균주는 바이오제닉 아민 분해 활성이 높고, 글루탐산 생성이 높은 균주일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바이오제닉 아민은 체내에서 중추신경의 신경 전달물질 또는 직간접적 혈관계 조절에 관여하여 심혈관계질환에도 영향을 미치는 물질로 아미노산의 탈탄산 작용, 아미노기 전이작용 등의 화학적 작용에 의해 주로 생성되는 질소화합물이다. 특히 콩을 주원료로 하여 발효시키는 장류의 경우 바이오제닉 아민의 위험에 쉽게 노출될 수 있다. 하지만 현재 장류 내 바이오제닉 아민 함량을 제한하고 있지는 않으나 이를 최소한으로 제한할 필요는 있다. 이에 본 발명에서 사용한 균주는 바이오제닉 아민을 생성하지 않으면서 바이오제닉 아민을 95% 이상 분해하는 균주이다. 또한 균주의 글루탐산 생성률에 대해 정해진 범위는 없으나, 발효 과정에서 균이 단백질과 작용하여 생성되는 분해산물로 글루탐산이 많이 생성될수록 청국장의 감칠맛이 더해진다.

또한, 상기 (b)단계의 접종은 바람직하게는 증자 전 대두 중량대비 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 0.05~0.15% 접종할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 증자 전 대두 중량대비 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 0.1% 접종할 수 있다. 상기 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)는 바이오제닉 아민 생성률이 낮고 글루탐산 생성이 높아 품질이 우수한 청국장으로 제조할 수 있었다. 또한, 상기와 같이 바실러스 서브틸리스를 적정량 접종하여 발효시킴으로써 콩의 단백질을 아미노산으로 분해시켜 청국장 특유의 구수한 맛과 향을 더욱 증진시킬 수 있었으나, 상기 범위를 초과하여 접종할 경우 과발효로 인해 청국장이 죽과 같은 형태로 변하는 문제점이 있으며, 상기 범위 미만으로 접종할 경우 발효가 잘 되지 않은 문제점이 있다.

또한, 본 발명의 청국장의 제조방법에서, 상기 (b)단계의 발효는 바람직하게는 35~45℃에서 68~76시간 동안 발효할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 38~42℃에서 72시간 동안 발효할 수 있다. 상기 조건으로 발효시켜 청국장으로 제조하는 것이 청국장의 생리활성물질, 영양성분 및 생균 등의 활성을 최대로 증진하면서, 발효과정에서 생성되는 불쾌취 발생 원인물질의 생성을 억제하여 기호도가 우수할 뿐만 아니라, 점질물이 많이 생성되고 저장 및 유통 과정 중 발생하는 갈변현상을 억제할 수 있었다. 그러나 상기 온도 및 시간 미만으로 발효시킬 경우, 청국장의 구수한 맛이 덜하는 문제점이 있고, 상기 온도 및 시간을 초과하여 발효시킬 경우 유해세균이 많이 번식하고 기호도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 청국장의 제조방법은, 보다 구체적으로는

(a) 5~7시간 동안 수침한 대두의 물을 25~35분 동안 뺀 후, 110~130℃에서 15~25분 동안 증자하고 58~62℃로 냉각시키는 단계; 및

(b) 상기 (a)단계의 냉각시킨 대두에 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 접종한 후 38~42℃에서 68~76시간 동안 발효시키는 단계를 포함할 수 있으며,

더욱 구체적으로는

(a) 6시간 동안 수침한 대두의 물을 30분 동안 뺀 후, 121℃에서 20분 동안 증자하고 60℃로 냉각시키는 단계; 및

(b) 상기 (a)단계의 냉각시킨 대두에 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 접종한 후 40℃에서 72시간 동안 발효시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 청국장을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 청국장을 가공한 가공식품을 제공한다. 상기 가공식품으로는 청국장환, 청국장찌개, 청국장분말 등을 예로 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명은 또한, 바이오제닉 아민(biogenic amine) 분해 활성 및 글루탐산 생산능을 갖는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) SCKB1319 균주(KCCM 11684P)를 제공한다.

상기 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) SCKB1319 균주(KCCM 11684P)는 전통 장류에서 분리하였으며, 바이오제닉 아민 분해 활성 및 글루탐산 생산능을 갖는 균주이다. 상기 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) SCKB1319 균주를 한국미생물보존센터(Korean Culture Center of Microorganisms, KCCM)에 2015년 04월 09일자로 기탁하였다(기탁번호: KCCM 11684P).

본 발명의 일 구현 예에 따른 균주에서, 상기 바이오제닉 아민은 티라민(tyramine), 퓨트레신(putrescine) 및 카다베린(cadaverine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 바이오제닉 아민(biogenic amine)은 미생물의 아미노산 디카복실라제 작용에 의해 아미노산으로부터 형성되며, 인체의 분해 한도를 넘어서는 바이오제닉 아민을 식품에서 섭취하는 경우에는 발진, 국소적 피부염증, 알레르기, 구토, 오심, 설사 등의 증상을 유발한다.

이하, 본 발명의 실시예를 들어 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 재료 및 제조방법

1) 재료

대두는 국내산(전북 순창군) 대두를 사용하였다. 균주는 (재)순창군발효미생물관리센터에서 분양받아서 사용하였다. 사용 균주는 전국에서 수거한 전통 장류에서 분리, 선별한 균주들 중에서 바이오제닉 아민(biogenic amine) 분해율이 높고, 글루탐산 생성이 높은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis SCKB1319) 균주(기탁번호 KCCM 11684P)를 사용하였다.

2) 청국장 제조

선별한 대두를 5회 세척하여 물에 6시간 침지한 후 30분 동안 탈수를 하여 121℃에서 20분 동안 증자하였다. 접종온도별 청국장의 품질특성 및 관능적 특성을 알아보기 위한 청국장 제조는 증자된 대두는 별도의 성형과정 없이 40℃, 50℃, 60℃로 식힌 다음 바실러스 서브틸리스(B. subtilis SCKB1319) 균주(OD값 1.0)를 증자 전 대두 무게의 0.1% 접종하여 40℃에서 72시간 동안 발효시켰다.

또한, 발효온도별 청국장의 품질특성 및 관능적 특성을 알아보기 위한 청국장 제조는 증자한 대두를 60℃로 식힌 다음 바실러스 서브틸리스(B. subtilis SCKB1319) 균주(OD값 1.0)를 증자 전 대두 무게의 0.1% 접종하여 30℃, 40℃, 50℃에서 각각 72시간 동안 발효시켰다.

2. 실험방법

1) 균주 실험

(가) 바이오제닉 아민 분해 활성

선발 균주의 바이오제닉 아민 분해 능력을 관찰하기 위해 HPLC를 수행하였다. 증기 멸균한 삶은 콩가루 0.3 g에 각 16 mg의 티라민(tyramine), 퓨트레신(putrescine), 카다베린(cadaverine)을 녹인 0.8 mL NB(nutrient broth) 배지를 첨가하고 선발된 균주의 배양액 0.2 mL를 접종하였다. 비교를 위해 균을 첨가하지 않은 대조군을 사용하였다. 37℃에서 48시간 배양 후 13,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 얻은 배양 상등액 0.1 mL, 80 ㎕ 아세톤 용해 1% 댄실염화물, 50 ㎕ 포화 Na₂CO₃를 섞어 45℃에서 1시간 유도체화 시켰다. 유도체화한 시료 용액에 0.5 mL 에테르를 넣고 3분 후 분리된 상층액을 모아 50℃에서 배양하며 증발한 후 0.1 mL 아세토나이트릴에 녹였다. HPLC 분석으로 역상 칼럼은 C18(Capcellpak, 4.6 mm×150 mm, 5 ㎛), 이동상은 H₂O에 녹인 0.1% 포름산(A)과 아세토나이트릴에 녹인 0.1% 포름산(B), 농도 경사는 0~10분, A:B=45:55; 11~15분, A:B=35:65; 16~25분, A:B=20:80; 26~30분, A:B=10:90, 30분 유속은 1 mL/min이었으며 10 ㎕ 시료를 주입하였다.

(나) 글루탐산 생성능

선별된 균주를 2% 콩가루 배지에서 47℃에서 48시간 배양 후 13,000 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 균체를 제거하였다. 상등액 50 ㎕를 96 웰 플레이트에 분주한 뒤 글루탐산 분석 키트(Catalog #K629-100; 100 reactions; Store kit at -20℃)의 분석 버퍼 90 ㎕, 글루탐산 현상액 8 ㎕, 글루탐산 효소 믹스 2 ㎕를 상등액이 있는 웰에 분주하였다. 37℃에서 30분간 빛을 차단하며 배양한 뒤 450 nm 마이크로플레이트 리더로 흡광도 값을 측정하였다.

2) 청국장 실험

(가) 수분측정

시료를 채취하여 믹서기로 마쇄한 후 적외선 수분측정기에서 수분을 측정하였다.

(나) pH 및 적정 산도 측정

시료를 채취하여 믹서기로 마쇄한 후 무게 5 g을 취하고 증류수를 가하여 50 mL로 맞추고 이를 충분히 혼합한 후 pH 미터(Mettler Toledo Gmbh, Switzerland)를 이용하여 측정하였고, 적정 산도는 0.1N-NaOH를 가하여 pH 8.4가 될 때까지 적정하였다.

적정 산도(%) = (0.1N-NaOH 적정량 × 0.009(젖산) × F × 희석배수 × 100) / 시료량(g)

(다) 프로테아제(protease) 활성 측정

시료 10 g을 취하고 증류수를 가하여 100 mL로 맞춘 후 30℃에서 150 rpm으로 1시간 동안 진탕 혼합하여 추출한 여과액을 조효소액으로 하여 효소액 0.5 mL, 맥바인(Mcllvaine) 완충액 1 mL, 2% 밀크 카제인(milk casein) 0.5 mL를 첨가한 후 항온수조에 38℃에서 1시간 중탕 반응시킨 후 0.4M TCA 3 mL를 첨가하여 38℃에서 20분간 중탕 반응시켰다. 이를 여과하여 얻은 여액 1 mL와 0.4M Na₂CO₃ 5 mL, 페놀 시약(phenol reagent) 2배 희석한 액 1 mL를 반응시켜 38℃에서 30분간 반응시킨 후 660 nm에서 흡광도를 측정하였다.

(라) 아미노태 질소(amino-type nitrogen) 측정

아미노태 질소는 Formol법으로 측정하였다. 시료 1 g을 비커에 취하고 증류수 50 mL를 가하고 240초 동안 진탕 혼합하여 충분히 용해한 다음 0.1N-NaOH 용액으로 적정하여 pH 8.4로 적정하였다. 여기에 중성 포르말린 20 mL를 가하고 20초 동안 진탕 혼합한 뒤 다시 0.1N-NaOH 용액으로 pH 8.4가 되도록 중화 적정하였다.

아미노태 질소(㎎%) = (0.1N-NaOH 적정량 × 1.401 × F × 희석배수 × 100) / 시료량(g)

(마) 관능검사

관능검사는 청국장을 마쇄하지 않은 상태에서 특성 평가하였고 10명의 패널에 의해 9점 척도법을 사용하여 평가하였다. 평가항목은 외관, 맛, 향, 점질물의 점도 등 4가지 특성에 대하여 평가하도록 하였다.

실시예 1: 바이오제닉 아민 분석 결과

분리 균주의 바이오제닉 아민 분해율의 분석 결과를 표 1에 나타내었다. 본 실험에서는 티라민(tyramine), 퓨트레신(putrescine), 카다베린(cadaverine)의 총 3종의 바이오제닉 아민을 검사하였다. 그 결과, 바실러스 서브틸리스 SCKB1319 균주는 총 3종의 바이오제닉 아민 분해능을 지니고 있으며, 티라민, 퓨트레신 및 카다베린에 대해 각각 90% 이상의 분해능을 나타내어, 바이오제닉 아민을 효율적으로 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다.

바이오제닉 아민 분해율(%)

균주	티라민	퓨트레신	카다베린
바실러스 서브틸리스 SCKB1319	95%	91%	95%

실시예 2: 글루탐산 생성능

분리 균주인 바실러스 서브틸리스 SCKB1319 균주의 글루탐산 생성능은 하기 표 2와 같다. 2%의 콩배지 1 mL 당 글루탐산의 함량을 환산한 결과 5.954 nmol로 측정되었다.

글루탐산 생성능

균주	글루탐산(nmol/2% 콩배지 1 mL)
바실러스 서브틸리스 SCKB1319	5.954

실시예 3: 접종온도별 청국장의 품질특성

청국장의 제조를 위해 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis SCKB1319) 균주의 접종온도를 달리하여 차이가 있는지 품질특성을 알아보았다. 기본적으로 청국장균 포자의 발아 최적온도는 40℃ 전후이며 50℃에서는 지연되고 55℃ 이상에서나 10℃ 이하에서는 24시간 내에 발아되지 못한다고 하나, 실지 작업에서는 청국장균은 증두를 솥에서 퍼낸 직후에 접종하게 되는데 그 이유는 청국장균은 포자는 내열성이 높고, 또한 포자에 단시간 고온 충격을 주면 발아촉진효과가 있기 때문이다. 따라서 바실러스 서브틸리스(B. subtilis SCKB1319) 균주의 접종온도를 40℃, 50℃, 60℃로 변화를 주어 품질특성을 비교하였다(도 1).

수분함량 변화를 측정한 결과는 도 2와 같다. 발효 초기에는 비슷하게 유지되다가 발효 48시간 이후로 온도별로 차이가 나기 시작하여 발효 48시간에 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 이는 발효 중 수분 증발로 인한 건조가 이루어졌기 때문이라고 생각되며, 전반적으로 40℃, 50℃의 접종온도 조건에서 수분 감소량이 빠르게 진행되었다.

접종온도에 따른 pH의 변화를 관찰한 결과, 발효 24시간에는 중성 영역을 나타내다가 발효시간이 경과함에 따라 알칼리 영역으로 전환됨을 알 수 있었다(도 3). 청국장의 pH가 알칼리로 전환되는 것은 단백질 분해에 기인한 결과인 것으로 판단되며, 50℃로 접종한 경우 pH 6.5~7.7, 60℃로 접종한 경우 6.4~7.7의 범위를 나타내어 발효에 따른 큰 차이를 보이지 않았지만, 40℃로 접종한 경우 pH 6.3~7.5로 약간 낮은 결과를 나타내었다.

또한, 적정 산도는 도 4와 같이 발효 24시간에 급격히 증가하다가 48시간에 감소하였고, 이후로 큰 변화는 없었다. 40℃로 접종한 경우 0.6~1.2%로 산도 함량이 가장 높았으며, 60℃로 접종한 경우 0.6~1.1%, 50℃로 접종한 경우 0.6~0.8%의 결과를 나타내었다.

콩 발효식품의 감칠맛의 척도인 아미노태 질소는 콩 단백질이 분해되어 생성되는 물질로서, 장류 발효의 품질 지표로서 중요하다. 우리나라의 식품공전에 의하면 청국장의 아미노태 질소 함량은 280 mg% 이상으로 규정하고 있다. 모든 실험조건에서 아미노태 질소 함량은 발효시간 경과에 비례하여 증가하였다(도 5). 60℃로 접종한 경우 발효 48시간 만에 473.7 mg%을 나타내었고, 72시간에 582.4 mg%로 다른 접종온도에 비해 가장 큰 함량을 나타내었다.

실시예 4: 접종온도별 청국장의 관능검사

바실러스 서브틸리스(B. subtilis SCKB1319) 균주를 접종온도별로 제조한 청국장의 관능검사 결과는 표 3과 같다. 접종온도 60℃에서 외관, 맛, 향, 점질물의 점도에서 유의적으로 높은 점수를 나타내었다.

접종온도별 청국장의 관능검사

접종온도(℃)	관능적 특성
접종온도(℃)	외관	맛	향	점질물의 점도
40	5.2	4.3	5.1	5.1
50	4.5	5.3	4.9	2.3
60	6.3	6.9	5.2	6.8

실시예 3 및 4의 결과로부터 청국장의 품질과 가장 관련이 많은 아미노태 질소 함량, 관능검사 등을 고려해 볼 때 바실러스 서브틸리스(B. subtilis SCKB1319) 접종 시 적정 접종온도는 60℃인 것으로 판단되었다.

실시예 5: 발효온도별 청국장의 품질특성

바실러스 서브틸리스(B. subtilis SCKB1319)를 이용한 청국장 제조 시 적정 발효온도를 설정하고자 증자한 대두에 바실러스 서브틸리스(B. subtilis SCKB1319) 균주를 적정 접종온도인 60℃로 접종한 후 각 온도별(30℃, 40℃, 50℃)로 72시간 발효시킨 후 청국장의 품질특성을 측정하였다(도 6).

발효온도별 청국장의 수분함량 결과는 도 7과 같다. 발효기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 30℃로 발효한 경우 수분함량이 완만하게 감소하였으나 40℃와 50℃로 발효한 경우 발효 72시간에 약 33%로 급격히 감소하였다. 이는 청국장 표면이 건조됨에 따라 생기는 현상으로, 30℃에 비해 40℃와 50℃로 발효할 때 온도 상승으로 청국장 표면이 빠르게 건조되어 나타난 것으로 판단된다.

바실러스 서브틸리스(B. subtilis SCKB1319)를 이용하여 발효온도 별 제조한 청국장의 pH는 증가하는 경향을 보였다(도 8). 30℃에서 6.5~7.1 수준이었고, 40℃와 50℃로 발효한 경우 각각 pH 6.5~7.3, pH 6.5~7.6으로 50℃에서 더 높은 경향을 보였다.

청국장의 발효 중 적정 산도의 변화를 측정한 결과, 도 9와 같이 50℃로 발효한 청국장은 0.5~0.6%로 발효시간이 경과함에 따라 일정한 산도 함량을 나타내는 반면, 40℃로 발효한 경우 0.6~1.1%로 발효 24시간까지 급격히 증가하다가 이후 일정한 함량을 보였으며, 30℃는 24시간까지는 약간 감소하다가 발효 72시간에 1.3%로 급격히 증가하였다.

프로테아제(protease)는 콩 단백질을 분해하여 감칠맛 성분인 아미노산과 폴리펩타이드(polypeptide) 등을 생성하므로 청국장의 맛을 결정짓는 중요한 인자 중의 하나이다. 발효온도에 따른 청국장의 프로테아제(protease) 활성 변화는 도 10과 같다. 발효시간이 지날수록 증가하는 경향을 보였으며, 40℃에서 배양했을 경우 72시간에 158.8 unit/g으로 가장 높은 활성을 나타내었고, 30℃에서는 136.9 unit/g, 50℃에서 배양했을 때는 95 unit/g의 활성을 나타내었다.

콩 발효식품의 구수한 맛의 척도인 아미노태 질소는 청국장의 발효숙성 중 미생물이 생산하는 프로테아제 활성에 의해 생성된 아미노산에 기인한다. 아미노태 질소 함량의 측정 결과 발효온도가 40℃일 때 72시간에서 가장 높은 435 mg%였고, 30℃는 402 mg%로 약간 낮은 함량을 보였으며 50℃는 330 mg%로 40℃에 비해 약 20%의 낮은 함량을 보였다(도 11). 이러한 결과는 균의 증식의 부진으로 미생물이 분비하는 프로테아제 활성이 낮아서 원료 콩 단백질의 분해가 용이하게 일어나지 않아 나타난 현상으로 여겨진다.

실시예 6: 발효온도별 청국장의 품질특성

바실러스 서브틸리스(B. subtilis SCKB1319) 균주를 이용하여 발효온도를 달리하여 제조한 청국장의 관능검사 결과는 표 4와 같다. 외관이나 점질물의 점도는 발효온도가 낮을수록 높은 점수를 보였고, 맛이나 향은 40℃에서 가장 높은 점수를 나타내었다.

발효온도별 청국장의 관능검사

발효온도(℃)	관능적 특성
발효온도(℃)	외관	맛	향	점질물의 점도
30	5.9	3.9	2.7	6.9
40	5.1	6.5	3.9	5.8
50	2.8	6.1	3.2	2.6

상기 실시예 5 및 6의 청국장의 품질 특성 및 관능검사 결과에 의하여 바실러스 서브틸리스(B. subtilis SCKB1319) 균주를 이용하여 60℃로 접종하여 청국장을 제조할 경우 40℃에서 발효하는 것이 적정한 것으로 사료된다.

한국미생물보존센터(국외)

KCCM11684P

20150409

Claims

(a) 5~7시간 동안 수침한 대두의 물을 25~35분 동안 뺀 후, 110~130℃에서 15~25분 동안 증자하고 58~62℃로 냉각시키는 단계; 및
(b) 상기 (a)단계의 냉각시킨 대두에 퓨트레신(putrescine) 및 카다베린(cadaverine) 분해 활성과 글루탐산 생산능을 가지며 기탁번호가 KCCM 11684P인 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) SCKB1319 균주를 접종한 후 38~42℃에서 68~76시간 동안 발효시키는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 프로테아제 활성 및 아미노태 질소 함량이 증진된 청국장의 제조방법.
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제1항의 방법으로 제조된 프로테아제 활성 및 아미노태 질소 함량이 증진된 청국장.
제4항의 프로테아제 활성 및 아미노태 질소 함량이 증진된 청국장을 가공한 가공식품.
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