KR101776125B1 - 복합효소제를 이용한 쌀 당화음료 및 이의 제조방법 - Google Patents

복합효소제를 이용한 쌀 당화음료 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쌀 분말을 특정의 복합효소제로 당화시켜 얻은 쌀음료 베이스가 포함된 쌀 당화음료와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 기존의 쌀음료와는 다르게 쌀의 증자, 취반 등의 전처리 과정없이 직접 생쌀 분말을 복합효소제로 액화 및 당화시켜 제조하므로 제조공정과 제조시간이 크게 단축되고, 유백색의 성상 구현이 가능하며, 식감과 목 넘김성 등의 음용성이 우수하고, 침전이 발생되지 않는 등 저장 안전성을 개선시킨 효과가 있다.

Description

복합효소제를 이용한 쌀 당화음료 및 이의 제조방법{Rice saccharification drinks using a mixture of enzymes and method for preparation thereof}
본 발명은 쌀 분말을 특정의 복합효소제로 당화시켜 얻은 쌀음료 베이스가 포함된 쌀 당화음료와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 기존의 쌀음료와는 다르게 쌀의 증자, 취반 등의 전처리 과정없이 직접 생쌀 분말을 복합효소제로 액화 및 당화시켜 제조하므로 제조공정과 제조시간이 크게 단축되고, 유백색의 성상 구현이 가능하며, 식감과 목 넘김성 등의 음용성이 우수하고, 침전이 발생되지 않는 등 저장 안전성을 개선시킨 효과가 있다.
쌀 당화음료는 쌀을 주재료로 사용하여 효소에 의해 당화시켜 제조된 음료를 의미한다. 이러한 쌀 당화음료를 대표하는 것이 식혜이다. 식혜는 밥을 엿기름으로 삭혀서 만든 우리나라 전통음료이다. 이러한 식혜는 쌀이 주재료로 사용되지만, 기호에 따라서는 현미, 메밀 등 다양한 곡물이 적용되기도 한다. 또한, 음용이 용이하도록 밥알이 없는 형태로 제품화된 적도 있다.
일반적인 식혜 제조방법에 의하면, 쌀을 증자(蒸煮)시킨 후에 엿기름액과 혼합하여, 엿기름액 중에 포함된 당화효소에 의해 쌀 전분을 분해시켜 식혜를 제조하고 있다. 엿기름에는 당화효소로서 β-아밀라아제(β-amylase) 등이 포함되어 있고, 당화효소에 의해 쌀 전분은 당화되어 맥아당(maltose) 및 기타 당류를 생성시킨다. 맥아당은 감미도가 60 정도로 낮아서, 추가로 설탕 등의 감미료를 첨가하는 것이 일반적이다.
그러나 일반적인 쌀 당화음료의 제조방법에 의하면 쌀을 증자 또는 취반에 의한 호화 시간과 호화된 쌀을 당화하는 효소반응 시간이 길고, 효소반응을 최적화할 수 있는 적정 온도를 유지하여야 하는 등 공정상의 번거러움이 있다. 또한, 호화 및 효소반응이 비교적 고온에서 장시간 이루어지기 때문에 원치 않는 갈변현상이나 이미취(off-flavor)가 발생할 수도 있다. 또한, 쌀의 증자과정에서는 100℃의 수증기를 이용하므로 쌀에 포함되어 있는 상당한 양의 영양분이 파괴되고 신선미가 저하되며 최종제품에 가열취가 남을 수 있다.
이러한 단점을 극복하기 위하여 효소제를 첨가하는 방법이 개발된 적도 있으나, 효소제는 단순히 당화 효율을 증가시키는 방법으로 감미의 증가는 달성할 수 있으나, 향미의 개선효과는 없어 상품성이 다소 낮은 실정이다.
또한 쌀 가공음료로서 페이스트나 미세분말을 사용한 제품들이 유통되고 있다. 그러나 쌀 분말의 경우에는 음료로서 제품화하기에 어려운 점이 많은데, 그 중에서도 쌀 분말 자체의 입자가 커서(평균입도 약 150 ㎛ 수준) 음용 시 목 넘김성이 좋지 않고, 흔들어서 먹어야 하며, 흔든 뒤 수분 이내에 쌀 분말 입자들이 바닥에 침전되는 문제 등이 있다. 즉, 쌀 분말을 이용한 음료제품의 경우 쌀 분말 입자가 쉽게 침전되는 문제를 해소시키는 것이 중요한데, 이는 음료제품의 품질 저하의 원인이 되기 때문이다.
한국등록특허공보 10-0572730호 "메실 및 곡물 발효음료 제조방법" 한국등록특허등록공보 10-0277349호 "호화된 쌀가루를 이용한 밥알 없는 식혜의 제조방법" 한국등록특허공보 10-0100708호 "분말식혜의 제조방법"
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 갈변없는 유백색의 성상 구현이 가능하고, 식감 및 목 넘김성 등의 음용성이 우수하고, 특히 침전이 발생되지 않아 저장 안전성을 개선시킨 쌀 당화음료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 쌀의 증자, 취반 등의 호화(gelatinization)를 위한 전처리 과정 없이 쌀 분말을 직접 특정의 복합효소제로 당화시켜 얻은 쌀음료 베이스를 포함하는 쌀 당화음료의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제 해결을 위하여, 본 발명은 하기에 나타낸 5단계로 이루어진 액화 및 당화 조건에서, 쌀 분말을 프로테아제와 알파-아밀라제가 1:1 ~ 1:2 중량비로 프리믹스된 복합효소제에 의해 효소반응하여 제조된 쌀 당화음료 베이스를 그 특징으로 한다.
[액화 및 당화 조건]
Figure 112015113885118-pat00001
또한, 본 발명은 상기한 쌀 당화음료 베이스가 30 ~ 60 중량%의 함량으로 포함된 쌀 당화음료를 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명은
ⅰ) 정제수에 쌀 분말을 10 ~ 30 중량% 농도로 현탁하는 과정;
ⅱ) 프로테아제와 알파-아밀라제가 1:1 ~ 1:2 중량비로 프리믹스된 복합효소제를 쌀 분말 현탁액의 전체 중량 대비하여 0.05 ~ 0.5 중량%의 함량으로 첨가하고, 하기에 나타낸 5단계로 이루어진 액화 및 당화 조건에서 효소반응을 수행하는 과정;
[액화 및 당화 조건]
Figure 112015113885118-pat00002
ⅲ) 효소반응이 완료된 쌀 분말 현탁액은 90 ~ 100℃에서 15 ~ 25분 동안 유지시켜 효소를 비활성화한 후에 쌀 당화음료 베이스를 수득하는 과정; 및
ⅳ) 정제수에 쌀 당화음료 베이스를 30 ~ 60 중량%의 함량으로 포함시켜 쌀 당화음료를 제조하는 과정; 을 포함하는 쌀 당화음료의 제조방법을 그 특징으로 한다.
본 발명에서는 쌀 분말을 특정의 복합효소제로 당화시켜 얻은 쌀음료 베이스를 사용하여 쌀 당화음료를 제조하므로, 기존의 쌀음료와는 다르게 쌀의 호화를 위한 증자, 취반 등의 전처리 과정을 실시하지 않으므로 제조공정과 제조시간을 크게 단축하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 쌀 당화음료의 전반적인 제조공정이 고온 열처리를 실시하지 않으므로 갈변현상 없이 유백색의 성상 구현된 쌀 당화음료 제조가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 40 ~ 200 mesh로 분쇄 처리된 쌀 분말을 원료로 사용하여 특정의 온도조건으로 5단계에 걸쳐 액화 및 당화공정을 거치므로, 식감과 목 넘김성 등의 음용성이 우수하고, 쉽게 침전이 발생되지 않는 쌀 당화음료의 제조가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 쌀 당화음료의 제조과정을 나타낸 공정도이다.
본 발명은 쌀 분말을 특정의 복합효소제로 액화 및 당화시켜 얻은 쌀음료 베이스, 상기 쌀음료 베이스를 포함하는 쌀 당화음료, 그리고 상기 쌀 당화음료의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 용어 중 '복합효소제'는 증자 또는 취반하지 않은 생쌀의 분말을 효과적으로 액화 및 당화시키기 위해 사용되는 효소의 혼합제로서, 프로테아제와 알파-아밀라제를 사전에 일정 조성비로 프리믹스(pre-mix) 처리하여 얻은 분말상 또는 액상의 효소제이다. 상기 복합효소제의 최적 조성비는 프로테아제와 알파-아밀라제를 1:1 ~ 1:2 중량비로 혼합하는 것이며, 상기 프리믹스(pre-mix) 처리는 무균 탱크(Aseptic Tank), STS 탱크 등을 이용하여 무균적으로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어 중 '쌀 당화음료 베이스'는 쌀 분말을 복합효소제에 의해 액화 및 당화시켜 제조된 효소발효물이다. 상기 쌀 당화음료 베이스는 자체 탄수화물에 의한 자연 당화를 진행함으로써 감미가 부드럽고 담백하므로 추가로 감미제를 첨가하지 않아도 될 정도의 감미를 갖는다.
또한, 본 발명은 쌀 당화음료에 관한 발명으로 원료로서 '쌀 분말'을 사용한다. 하지만, 쌀 분말과 더불어 찹쌀, 보리, 현미, 흑미, 메밀, 옥수수, 수수, 도정된 귀리, 메밀, 조, 기장, 백태, 검정콩 및 율무로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 곡물 분말을 혼합 사용하는 것도 가능하다. 원료로서 쌀 분말에 다른 곡물 분말을 첨가 사용하는 경우는, 쌀 분말의 중량을 기준으로 0.1 ~ 3 중량% 범위에서 곡물 분말을 첨가 사용한다. 하는 것이 목적하는 쌀 당화음료 제조에 적합하다. 쌀 분말의 중량대비 곡물 분말의 첨가량이 지나치게 많으면 본 발명이 목적하는 쌀 당화음료의 취지에 부적합할 뿐만 아니라, 복합효소제에 의한 액화 및 당화가 원활하게 진행되지 못하여 목적하는 쌀 당화음료 베이스를 수득하기 어려울 수 있다.
도 1로서 첨부된 공정도에 의거하여, 본 발명에 따른 쌀당화 음료를 제조하는 일련의 과정을 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
ⅰ)과정은, 쌀 분말을 정제수에 현탁시키는 과정이다.
상기 쌀 분말은 복합효소제에 의해 용이하게 액화 및 당화될 수 있는 최적의 크기로 분쇄하는데, 좋기로는 40 ~ 200 mesh로 분쇄 처리하는 것이다. 쌀 분말은 상온의 정제수에 첨가하고 혼합하는데, 정제수에 현탁되는 쌀 분말의 농도는 10 ~ 30 중량%가 적합하다. 이때 사용되는 정제수는 미네랄 이온이 제거된 순수가 좋은데, 물 속에 이온들이 포함되어 있으면 쌀 분말이 침전되는 부작용이 있을 수 있기 때문이다.
ⅱ)과정은, 쌀 분말을 액화 및 당화하는 과정이다.
상기 ⅰ)과정에서 준비한 쌀 분말 현탁액에 복합효소제를 첨가하고, 특정의 액화 및 당화 조건에서 효소반응을 수행한다. 상기 복합효소제는 프로테아제와 알파-아밀라제가 1:1 ~ 1:2 중량비로 프리믹스된 것으로, 상기 현탁액 전체 중량 대비하여 0.05 ~ 0.5 중량%의 함량으로 첨가하여 쌀 분말을 액화 및 당화시킨다.
본 발명은 쌀 분말을 직접 효소제로 액화 및 당화시키는 것이 가능하도록, 특정의 복합효소제를 사용하여 특정의 조건에서 효소반응을 수행한데 그 특징이 있다. 즉, 프로테아제와 알파-아밀라제를 일정 중량비로 프리믹스시킨 복합효소제를 사용하여, 하기에 나타낸 5단계로 이루어진 액화 및 당화 조건에서 효소반응을 수행한데 그 특징이 있다.
[액화 및 당화 조건]
Figure 112015113885118-pat00003
상기 액화 및 당화 조건에 의하면, 본 발명의 효소반응은 40 ~ 90℃ 온도범위에서 온도구배를 두고 이루어진다. 즉, 40 ~ 50℃ 온도범위에서 5 ~ 10분간 유지하는 제1 액화 및 당화단계; 50 ~ 60℃ 온도범위에서 15 ~ 30분간 유지하는 제2 액화 및 당화단계; 60 ~ 70℃ 온도범위에서 20 ~ 40분간 유지하는 제3 액화 및 당화단계; 70 ~ 80℃ 온도범위에서 20 ~ 40분간 유지하는 제4 액화 및 당화단계; 및 80 ~ 90℃ 온도범위에서 15 ~ 30분간 유지하는 제5 액화 및 당화단계; 로 이루어지는 효소반응을 수행한다.
이처럼 본 발명에서 효소반응을 특정의 온도구배 조건으로 실시하는 것은 증자 또는 취반하지 않은 생쌀 분말을 효과적으로 액화 및 당화시켜 액상의 발효물을 얻기 위해서이다. 만약 상기와 같은 온도구배 조건을 만족하지 않게 되면 액화 및 당화반응이 완전하게 이루어지지 않아 찌꺼기가 다량 생성되고, 발효물이 갈변되거나 완전히 투명하게 변화될 수 있으므로, 상기한 5단계로 이루어지는 액화 및 당화 조건을 유지하는 것이 좋다.
ⅲ)과정은, 쌀 분말의 효소반응이 완료되면 발효물로부터 쌀 당화음료 베이스를 수득하는 과정이다.
즉, 효소반응이 완료된 쌀 분말 현탁액은 가열처리하여 효소를 비활성화한 후에, 여과 및 균질화하는 후처리 과정을 실시하여 쌀 당화음료 베이스를 얻는다.
효소의 비활성화는 현탁액을 90 ~ 100℃로 승온하여 15 ~ 25분 동안 유지시키면서 이루어진다. 이때 효소의 비활성화 온도가 100℃를 초과하면 음료제품이 유백색을 구현하지 못하고 갈변될 수 있으므로, 100℃를 초과하여 승온시키는 것은 바람직하지 못하다. 또한, 효소 비활성화가 진행된 현탁액은 30 ~ 50 mesh로 여과하고, 150 ~ 300 kg/㎠의 조건으로 균질화(homogenization) 하는 후처리 과정을 수행한다.
상기한 후처리 과정을 통하여 수득된 쌀 당화음료 베이스는 유백색의 색도와 13.0 ~ 20.0°Bx 정도의 감미를 보유한 담백한 베이스를 구현할 수 있다.
ⅳ)과정은, 상기에서 수득한 쌀 당화음료 베이스를 포함시켜 쌀 당화음료를 제조하는 과정이다.
구체적으로, 정제수 35 ~ 69 중량%, 쌀 당화음료 베이스 30 ~ 60 중량% 및 음료 제조에 사용되는 통상의 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 포함시켜 쌀 당화음료를 제조한다.
이때, 쌀 당화음료 중에 포함되는 베이스의 함량이 30 중량% 미만이면 음료의 감미도가 낮아 풍미가 좋지 않으며, 60 중량%를 초과하면 지나친 점도 상승으로 인하여 식감이 저하될 수 있다.
또한, 상기 쌀 당화음료에는 추가로 곡류분말을 첨가하여 풍미를 증진시킬 수도 있는데, 곡류분말은 도정된 귀리, 메밀, 조 및 수수로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 풍미 증진을 위해 추가로 첨가되는 곡류분말의 함량은 쌀 당화음료 내에 0.5 ~ 3 중량%, 바람직하게는 1 ~ 2 중량%를 유지하는 것이 좋다. 쌀 당화음료에 추가로 첨가되는 곡물 분말의 함량이 3.0 중량%를 초과하면 음료의 살균 처리 후에 곡물의 살균에 의한 살균취가 발생하여 이미 및 이취가 심하게 발생하고, 곡물의 가열로 인한 전분용출 등으로 인해 식감이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 쌀 당화음료에는 쌀 당화음료 베이스와 함께 음료 제조에 사용되는 통상의 첨가제로서 감미제, 안정제, 유화제 및 식물성 유지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 포함될 수 있다. 이들 첨가제는 분말상 또는 액상으로 첨가될 수 있다.
상기 감미제는 단맛을 보강하기 위해 첨가될 수 있는데, 구체적으로 설탕, 타가토오스, 사이코오스, 포도당, 자일로오즈, 만노오즈, 프락토 올리고당, 갈락토 올리고당, 이소말토올리고당 및 말토 올리고당으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있으며, 감미제의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 성취되는 단맛의 정도에 따라서 설탕 사용량의 일부를 덱스트린으로 대체 할 수도 있다. 상기 감미제의 함량은 쌀 당화음료 중에 0.1 ~ 5 중량%, 보다 바람직하게는 1 ~ 3 중량%를 유지한다. 감미제의 함량이 상기 범위를 벗어나면 음료가 너무 달거나 달지 않게 되는 등, 단맛에 있어서 문제가 발생할 수 있다.
상기 안정제는 침전방지를 통해 음료의 안정성을 위해 첨가될 수 있는데, 구체적으로는 젤란검, 잔탄검, 카라기난, 구아검, 아라비아검, 로커스트빈검 등의 검류, CMC(carboxymethyl cellulose) 등의 셀룰로오스류, 펙틴, 수용성 대두다당류 및 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 안정제의 함량은 쌀 당화음료 중에 0.001 ~ 0.5 중량%, 보다 바람직하게는 0.01 ~ 0.1 중량%를 유지한다. 안정제의 함량이 0.5 중량%를 초과하면 음료가 죽과 같이 되어 식감이 저하되고 선호도가 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
상기 유화제는 침전방지 및 층분리 방지를 위해 첨가되며, 유화제의 첨가로 쌀 당화음료의 유백색이 더욱 증진되고 거칠함이 완화될 수 있다. 상기 유화제로는 구체적으로 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 자당지방산에스테르, 솔비탄지방산에트테르 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 유화제의 함량은 쌀 당화음료 중에 0.05 ~ 1.0 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 ~ 0.5 중량%를 유지한다. 유화제의 함량이 1.0 중량%를 초과하면 풍미가 저하되어 선호도가 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
상기 식물성 유지는 씹힘성(Chewiness)을 개선하기 위해 첨가될 수 있는데, 구체적으로는 옥배유, 채종유, 올리브유, 해바리기유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 식물성 유지의 함량은 쌀 당화음료 중에 0.5 ~ 2.5 중량%, 보다 바람직하게는 1.0 ~ 2.0 중량%를 유지한다. 식물성 유지의 함량이 2.5 중량%를 초과하면 기름이 뜨거나 분리현상 문제가 있을 수 있다.
이상의 제조방법을 통해 제조된 쌀 당화음료는 멸균 및 무균포장을 통해 음료제품으로 제조될 수 있다.
본 발명에서 제조한 쌀 당화음료는 pH 6.0 ~ 7.5의 중성 영역을 나타내는데, 미생물의 번식이 중성의 pH 영역에서 최대 활성을 나타내므로 적절한 멸균공정을 통해 음료의 안전성을 확보하는 것이 좋다. 본 발명에 사용된 원료가 쌀을 포함한 곡물이라는 점을 감안하여, 토양으로부터 기인된 토양 미생물 중 가장 널리 분포되어 있는 바실러스 섭틸러스속(Basillus subtillus sp.) 균주를 지표 미생물로 삼아 여러 살균 조건에서 미생물 생육을 확인하였다. 그 결과 음료의 기호성 및 미생물 안전성에 최적화된 적정 살균 조건이 130 ~ 150℃ 온도라는 것을 알게 되었다. 따라서 초고온 단시간에 살균하는 방식인 UHT를 이용하여 130 ~ 150℃ 온도에서 15 ~ 40초 조건에서 살균을 수행할 수 있다. 상기 살균이 130℃ 미만 및 15초 미만의 조건에서 실시된 경우는 미생물 번식의 우려가 있으며, 150℃ 초과 및 40초 초과의 조건에서 실시된 경우는 미생물의 안전성은 확보할 수 있으나 갈변 진행 및 관능상 기호성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 온도 및 시간 범위 내에서 살균공정을 수행하는 것이 좋다.
이와 같은 본 발명은 하기의 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
참고예: 복합효소제의 선정
본 참고예는 본 발명에서 쌀 분말을 직접 액화 및 당화시키는 최적의 효소를 선정한 과정을 보여주기 위한 것이다.
효소로는 알파-아밀라아제, 베타-아밀라아제, 글루코아밀라이제, 프로테아제를 각각 준비하였고, 하기 표 1에 나타낸 배합비로 쌀 분말에 혼합하여 샘플 A 내지 H의 8개를 각각 준비하였다. 그리고 통상의 효소반응 온도인 80 ~ 90℃에서 120분 동안 효소반응을 실시하였다.
하기 표 1에는 8개의 샘플 각각에 대해 효소반응을 실시한 후에 당화정도(Brix) 및 당화에 따른 성상 변화를 육안으로 확인한 결과를 나타내었다.
구 분 샘플
A B C D E F G H


조성
(중량%)		 쌀 분말
(무 증자)		 15 15 15 15 15 15 5 40


효소		 알파-아밀라제 0.1 0.1 0.1 - - - 0.1 0.1
베타-아밀라제 0.1 - - 0.1 0.1 - - -
글루코 아밀라제 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - -
프로테아제 - - 0.1 - 0.1 0.1 0.1 0.1
정제수 84.8 84.8 84.8 84.8 84.8 84.8 94.8 59.8
총 함량 100 100 100 100 100 100 100 100
평가
항목		 Bx(°) 3 5 20 4 7 5 10 9
찌꺼기
생성여부		 생성됨 생성됨 생성안됨 a) 생성됨 생성됨 생성됨 갈변현상 b) 생성됨
a) 찌꺼기가 존재하지 않는 반투명액으로 변화됨
b) 찌꺼기가 존재하지 않는 검붉은액으로 변화됨
상기 표 1의 결과에 의하면, 샘플 C는 효소로서 프로테아제와 알파-아밀라제가 1:1 중량비로 혼합된 복합효소를 이용하여 액화 및 당화시킨 것으로, 효소반응 후의 브릭스(Brix) 값이 20°Bx 로서 가장 당화력이 우수하였고, 찌꺼기가 존재하지 않는 반투명액으로 얻어졌다. 샘플 G는 효소로서 프로테아제와 알파-아밀라제가 1:1 중량비로 혼합된 복합효소를 이용하여 적은 함량의 쌀 뿐말을 액화 및 당화시킨 것으로, 찌꺼기는 생성되지 않았지만 효소반응 후의 브릭스(Brix) 값이 10°Bx 로 다소 낮았고, 갈변현상이 있는 것으로 확인되었다. 샘플 H는 효소로서 프로테아제와 알파-아밀라제가 1:1 중량비로 혼합된 복합효소를 이용하여 과량의 쌀 분말을 액화 및 당화시킨 것으로, 다량의 찌꺼기가 생성되고 브릭스(Brix) 값이 9°Bx로 낮았다. 그리고, 프로테아제와 알파-아밀라제의 배합 대신에 다른 효소를 배합한 경우(샘플 A, B, D, E 및 F)는 효소반응 후의 브릭스(Brix) 값이 3 ~ 7 정도로 매우 낮았고, 찌꺼기가 다량 존재함이 확인되었다.
상기 표 1의 결과에 의하면, 생쌀의 액화 및 당화에 있어 효소의 선택이 매우 중요하는 것을 알 수 있고, 또한 쌀 분말의 중량대비 효소의 배합량도 매우 중요하다는 것을 알 수 있다.
제조예. 쌀 당화음료 베이스의 제조
도정한 백미를 그라인더(Grinder)로 분쇄한 후 시브 쉐이커(Sieve shaker)를 사용하여 40 ~ 200 mesh의 쌀 분말을 준비하였다. 쌀 분말의 액화 및 당화를 위한 효소로는 상기 참고예에서 최고의 활성을 보이고 있는 샘플 C를 사용하였다. 즉, 프로테아제와 알파-아밀라제를 1:1 중량비로 계량하여 프리믹스 처리하여 복합효소제를 준비하였다.
호모믹서기(Homomixer Mark II, Model 2.5, Tokushu Kika社)에 쌀 분말 15 중량%와 상온의 정제수 94.8 중량%를 붓고, 1,500 rpm으로 10분간 혼합하여 쌀 분말 현탁액을 제조하였다. 그리고, 상기 쌀 분말 현탁액의 전체 중량 대비하여 프리믹스된 복합효소제 0.2 중량%를 현탁액에 넣고, 다시 1,500 rpm으로 15분동안 혼합한 후에 하기 표 2에 나타낸 조건에서 액화 및 당화공정을 실시하였다.
상기한 액화 및 당화 조건으로 효소반응을 수행한 후에는, 95℃로 승온하여 20분 동안 유지시켜 효소를 비활성화하였다. 그런 다음 35 mesh 시브 쉐이커(Sieve shaker)를 사용하여 여과하고, 250 kg/㎠ 조건으로 균질(GAULIN LAB 100-5TBS, APV社)하였다. 균질화된 후에는 145℃에서 30초간 살균하여 쌀 당화음료 베이스를 제조하였다.
하기 표 2에는 5단계로 이루어지는 액화 및 당화 조건에 따라 제조된 쌀 당화음료 베이스의 당화정도(Brix) 및 당화에 따른 성상 변화를 확인한 결과를 나타내었다.
구 분 제조예
1 2 3 4 5

액
화
및
당
화
조
건		 제 1단계 온도(℃) 40~50 40~50 40~50 40~50 40~50
시간(분) 3 5 10 15 20
제 2단계 온도(℃) 50~60 50~60 50~60 50~60 50~60
시간(분) 10 15 25 30 35
제 3단계 온도(℃) 60~70 60~70 60~70 60~70 60~70
시간(분) 10 20 30 40 50
제 4단계 온도(℃) 70~80 70~80 70~80 70~80 70~80
시간(분) 10 20 30 40 50
제 5단계 온도(℃) 80~90 80~90 80~90 80~90 80~90
시간(분) 10 15 25 30 35
평가
항목		 Bx(°) 4.5 20 20 28.4 32.8
성상 백색 호상 형태 반투명
유백색 액체		 반투명
유백색 액체		 갈색
액체		 흑색에 가까운액체
상기 표 2에 의하면 제조예 2와 제조예 3은 본 발명이 특징으로 하는 5단계로 이루어지는 액화 및 당화공정을 수행하여 제조된 쌀 당화음료 베이스로서 효소반응 후의 브릭스(Brix) 값이 20°Bx로 당화력이 우수하였고, 찌꺼기가 존재하지 않는 반투명한 유백체 액체로 얻어졌다.
그러나, 제조예 1의 쌀 당화음료 베이스는 효소반응 시간이 짧아서 베이스의 브릭스(Brix) 값이 4.5°Bx로 낮았고, 백색이지만 호상형태로 음용하기 어려운 고점도의 성상으로 얻어졌다. 그리고, 제조예 4 및 제조예 5의 쌀 당화음료 베이스는 효소반응 시간이 다소 길어짐으로써 베이스의 브릭스(Brix) 값이 28.4 ~ 32.8°Bx로 당화 되었지만, 갈변으로 인하여 갈색으로 변화되고 보다 심하게 갈변되어 흑색에 가까운 성상으로 얻어졌다.
상기 제조예 2에 따른 액화 및 당화공정을 수행하는 과정에서 각 단계별로 당화정도(Brix), 성상 및 관능 평가한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
액화 및 당화 단계 Bx(°Bx) 성상 관능
제 1단계 1.5 스프 성상 생쌀취 비교적 강함
제 2단계 5.5 호상 형태,
상층부는 액화되기 시작		 점도 강하며,
약간의 단맛 느껴짐
제 3단계 9.0 점도 낮아지며,
절반정도 투명화 진행		 단맛이 느껴지나 이물감 잔존
제 4단계 15.0 반투명의 유백색 액체 단맛 느껴지나 이물감 잔존
제 5단계 20.0 반투명의 유백색 액체 바디감 있는 담백한 단맛
상기 표 3에 의하면 액화 및 당화공정 초기에는 점성이 강하여 되직하였으나, 5단계 공정을 실시한 후에는 담백한 단맛을 가지는 반투명의 유백색 액체로서 쌀 당화음료 베이스를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 4. 음료의 제조
하기 표 4에 나타낸 함량으로 정제수에 상기 제조예 2에서 제조한 쌀 당화음료 베이스와 정제수 및 통상의 첨가제를 혼합하여 쌀 당화음료를 제조하였다. 이때 첨가제로는 유화제로서 자당지방산에스테르(F-160) 0.15 중량%, 안정제로서 젤란검 0.02 중량%, 식물성 유지로서 해바라기유 1 중량% 및 향료 0.1 중량%를 각각 넣었다. 그리고 호모믹서기(Homomixer Mark II, Model 2.5, Tokushu Kika社)에서 3,000 rpm의 교반속도로 10분간 혼합한 뒤, 250 kg/㎠ 조건으로 균질(GAULIN LAB 100-5TBS, APV社)하였다. 균질화한 후에는 UHT 살균기를 이용하여 145℃에서 30초간 살균하였다.
비교예 5 ~ 8. 음료의 제조
하기 표 4에 나타낸 함량으로 쌀 당화음료 베이스를 대신하여 쌀 페이스트(비교예 5), 쌀 당화액(비교예 6), 쌀 미세분말(비교예 7) 또는 쌀 농축액(비교예 8)를 포함시켜 쌀 당화음료를 제조하였다.
상기 비교예 5에서 사용된 '쌀 페이스트'는 증자시킨 쌀을 알파-아밀라아제로 처리하여 가수분해한 후에, 롤 밀으로 분쇄하여 페이스트 성상으로 제조하여 사용하였다.
상기 비교예 6에서 사용된 '쌀 당화액'은 증자된 쌀을 알파-아밀라아제와 베타-아밀라아제로 순차적으로 처리하여 완전히 당화 및 액화한 후에 살균 처리하여 액상으로 제조하여 사용하였다.
상기 비교예 7에서 사용된 '쌀 미세분말'은 커터밀을 사용하여 300 mesh 크기로 분쇄하여 분말상으로 제조하여 사용하였다.
상기 비교예 8에서 사용된 '쌀 농축액'은 생쌀을 90 ~ 100℃의 열수에 침지하고, 알파-아밀라아제로 효소처리한 후에 진공 농축하여서 제조하여 사용하였다.
실험예 1. 쌀 당화음료 베이스의 함량에 따른 음료의 평가
본 실험예 1에서는 상기 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 4에서 제조한 쌀 당화음료의 침전물 생성여부, 바디감 및 감미도를 평가하였다. 즉, 쌀 당화음료 중에 포함되는 쌀 당화음료 베이스의 함량 변화에 따른 침전물 생성여부, 바디감 및 감미도를 평가한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
하기 표 4의 침전물 생성여부에 대한 경가결과는, 음료를 인큐베이터에서 가학조건인 55℃에서 4주간 방치한 후에 경시변화를 관찰한 결과이다.
구 분 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4
조성
(중량%)		 쌀 당화음료 베이스 30 40 50 60 10 20 70 80
유화제 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
안정제 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
식물성 유지 1 1 1 1 1 1 1 1
향료 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
정제수 68.73 58.73 48.73 38.73 88.73 78.73 28.73 18.73
총 함량 100 100 100 100 100 100 100 100
평가
항목		 침전물
생성여부		 없음 없음 없음 없음 없음 없음 생성 생성
바디감 양호 양호 양호 양호 매우부족 다소부족 양호 점도증가
감미 양호 양호 양호 양호 부족 다소 부족 다소 부족 양호
상기 표 4의 결과에 의하면, 본 발명에 따른 쌀 당화음료(실시예 1 ~ 4)는 가혹조건에서도 침전물이 전혀 생성되지 않았으며, 음용하였을 때도 바디감이나 감미가 양호하였다. 이에 반하여, 쌀 당화음료 베이스가 적게 포함된 음료(비교예 1 ~ 2)는 침전물이 생성되지는 않았으나 음용시에 바디감이 부족하고 감미도 부족하였다. 그리고 쌀 당화음료 베이스가 과다하게 포함된 음료(비교예 3 ~ 4)는 침전물이 다량 발생하였으며, 점도가 증가되어 음용시에 목 넘김이 불량하였다.
실험예 2. 쌀 베이스의 변경에 따른 음료의 평가
본 실험예 2에서는 상기 실시예 1 ~ 4 및 비교예 5 ~ 8에서 제조한 음료를 관능 평가하였다. 즉, 쌀 음료 중에 포함되는 베이스로서 쌀 당화음료 베이스(제조예 2), 쌀 페이스트(비교예 5), 쌀 당화액(비교예 6), 쌀 미세분말(비교예 7) 또는 쌀 농축액(비교예 8)을 각각 포함시켜 제조한 음료에 대하여 관능 평가한 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
[관능 평가]
관능 평가는 일반인 80명을 대상으로 각 항목에 대해서 9점 만점으로 평가하게 하여 그 평균값을 계산하는 방식으로 실시하였다. 점수가 높을수록 평가 결과가 "좋음"을 나타낸다. 각 평가 항목은 다음과 같다.
① 식감: 점성이 묽거나 된 정도의 수준을 평가함
② 감미: 감미의 정도 평가함
③ 맛: 향과 맛에 대한 기호도 평가함
④ 전반적 기호도: 맛, 감미, 식감을 포함한 전반적 평가
구 분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8
조성
(중량%)		 베
이
스 		제조예 2 30 40 50 60
쌀 페이스트 15
쌀 당화액 45
쌀 미세분말 3
쌀 농축액 5
유화제 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
안정제 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
식물성 유지 1 1 1 1 1 1 1 1
향료 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
정제수 68.73 58.73 48.73 38.73 83.73 53.73 95.73 93.73
총 함량 100 100 100 100 100 100 100 100
관 능 식감 8.6 9.2 8.8 9.3 5.6 5.0 3.4 2.5
감미도 7.5 8.5 9.0 8.4 4.2 4.8 8.1 7.1
맛 8.2 8.8 9.1 8.5 4.5 4.2 7.2 5.2
기호도 8.0 8.3 8.7 8.5 5.0 4.5 5.8 5.3
상기 표 5의 관능 평가결과에 의하면, 본 발명에 따라 쌀 당화음료 베이스를 포함시킨 음료(실시예 1 ~ 4)는 종래 쌀 음료(비교예 5 ~ 8)에 비교하여 맛, 감미도, 식감 등이 우수하였고, 특히 감미도에서 절대적으로 우수하였으며, 침전에 대한 안정성도 상대적으로 우수하였다.

Claims (13)

  1. 하기에 나타낸 5단계로 이루어진 액화 및 당화 조건에서, 쌀 분말을 프로테아제와 알파-아밀라제가 1:1 ~ 1:2 중량비로 프리믹스된 복합효소제에 의해 효소반응하여 제조된 것으로 15.0 ~ 20.0°Bx의 감미를 보유하는 쌀 당화음료 베이스.
    Figure 112017037183251-pat00007

  2. 제 1 항에 있어서,
    유백색의 색도를 보유하는 것을 특징으로 하는 쌀 당화음료 베이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 쌀 분말은 40 ~ 200 mesh로 분쇄 처리된 것을 특징으로 하는 쌀 당화음료 베이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 쌀 분말은 쌀 이외에도 찹쌀, 보리, 현미, 흑미, 메밀, 옥수수, 수수, 기장, 백태, 검정콩 및 율무로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 곡물 분말이 쌀 분말의 중량 기준으로 0.1 ~ 3 중량% 더 포함된 것을 특징으로 하는 쌀 당화음료 베이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중에서 선택된 어느 한 항의 쌀 당화음료 베이스가 30 ~ 60 중량%의 함량으로 포함된 쌀 당화음료.
  6. 제 5 항에 있어서,
    정제수 35 ~ 69 중량%;
    쌀 당화음료 베이스 30 ~ 60 중량%; 및
    음료 제조에 사용되는 통상의 첨가제 0.1 ~ 5 중량%;
    포함된 것을 특징으로 하는 쌀 당화음료.
  7. ⅰ) 정제수에 쌀 분말을 10 ~ 30 중량% 농도로 현탁하는 과정;
    ⅱ) 프로테아제와 알파-아밀라제가 1:1 ~ 1:2 중량비로 프리믹스된 복합효소제를 쌀 분말 현탁액의 전체 중량 대비하여 0.05 ~ 0.5 중량%의 함량으로 첨가하고, 하기에 나타낸 5단계로 이루어진 액화 및 당화 조건에서 효소반응을 수행하는 과정;
    Figure 112017037183251-pat00008

    ⅲ) 효소반응이 완료된 쌀 분말 현탁액은 90 ~ 100℃에서 15 ~ 25분 동안 유지시켜 효소를 비활성화하여, 15.0 ~ 20.0°Bx의 감미를 보유하는 쌀 당화음료 베이스를 수득하는 과정; 및
    ⅳ) 정제수에 쌀 당화음료 베이스를 30 ~ 60 중량%의 함량으로 포함시켜 쌀 당화음료를 제조하는 과정;
    을 포함하는 쌀 당화음료의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 ⅰ)과정에서의 쌀 분말은 40 ~ 200 mesh로 분쇄 처리된 것을 특징으로 하는 쌀 당화음료의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 ⅰ)과정에서의 쌀 분말은 쌀 이외에도 찹쌀, 보리, 현미, 흑미, 메밀, 옥수수, 수수, 도정된 귀리, 메밀, 조, 기장, 백태, 검정콩 및 율무로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 곡물 분말이 쌀 분말의 중량 기준으로 0.1 ~ 3 중량% 더 포함된 것을 특징으로 하는 쌀 당화음료의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 ⅲ)과정에서의 쌀 당화음료 베이스는 30 ~ 50 mesh로 여과하고, 150 ~ 300 kg/㎠에서 균질화한 후에 살균처리된 것을 특징으로 하는 쌀 당화음료의 제조방법.
  11. 제 7 항 또는 제 10 항 있어서,
    상기 ⅲ)과정에서 수득한 쌀 당화음료 베이스는 유백색의 색도를 보유하는 것을 특징으로 하는 쌀 당화음료의 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 ⅳ)과정에서는 정제수 35 ~ 69 중량%, 쌀 당화음료 베이스 30 ~ 60 중량% 및 음료 제조에 사용되는 통상의 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 포함시켜 쌀 당화음료를 제조하는 것을 특징으로 하는 쌀 당화음료의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 ⅳ)과정에서 사용되는 통상의 첨가제는 설탕, 타가토오스, 사이코오스, 포도당, 자일로오즈, 만노오즈, 프락토 올리고당, 갈락토 올리고당, 이소말토올리고당 및 말토 올리고당으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 감미제; 젤란검, 잔탄검, 카라기난, 구아검, 아라비아검, 로커스트빈검, CMC(carboxymethyl cellulose), 펙틴, 수용성 대두다당류 및 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 안정제; 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 자당지방산에스테르 및 소르비탄지방산에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유화제; 및 옥배유, 채종유, 올리브유, 해바리기유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 식물성 유지; 로부터 선택된 1종 이상이 포함되는 것을 특징으로 하는 쌀 당화음료의 제조방법.
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