KR101838446B1 - 저온내성효모를 이용한 저온발효 복숭아 식초의 제조방법 - Google Patents

저온내성효모를 이용한 저온발효 복숭아 식초의 제조방법 Download PDF

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김수린
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이영석
이형일
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Abstract

본 발명은 저온내성효모를 이용하여 복숭아 식초를 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo를 이용하여 저온발효한 복숭아 식초의 제조공정을 확립하였으며, 본 발명에 따른 복숭아 식초는 저온에서 발효되므로 잡균의 번식을 막아 이취가 없고, 멸균공정이 필요하지 않으므로 멸균하는데 소요되는 에너지가 절약할 뿐만 아니라 가열되면서 변색이나 향미의 변질이 적으면서도 풍미가 개선된 기능성 복숭아 식초로 유용하게 이용할 수 있다.

Description

저온내성효모를 이용한 저온발효 복숭아 식초의 제조방법{Producing method of low temperature fermented peach vinegar using low temperature tolerant yeast}
본 발명은 저온내성효모를 이용하여 저온발효 복숭아 식초를 제조하는 방법에 관한 것이다.
복숭아(Prunus persica L. Batsch)는 장미과, 자두속, Amygdalus 아속에 속하는 복숭아 나무의 열매로 도자(桃子)라고도 한다. 맛은 달고 시며 성질은 따뜻하다. 과육이 흰 백도와 노란 황도로 나뉘고, 중국 원산으로 실크로드를 통하여 서양으로 전해졌으며, 17세기에는 아메리카 대륙까지 퍼져 나갔다. 한국에서도 예로부터 재배하였으나 상품용으로는 1906년 원예모범장을 설립한 뒤부터 개량종을 위주로 재배하였다. 전세계에 약 3,000종의 품종이 있으며 한국에서는 주로 천중도백도, 마도카, 오도로끼, 환타지아, 천홍, 미황 등을 재배한다.
복숭아는 조직이 매우 연약하고 저장성이 극히 낮은 과실로 작은 충격에도 쉽게 과피가 손상되기 때문에 갈변이 빠른 속도로 일어나며 이에 따라 유통기간이 짧은 단점이 있지만 독특한 향기와 맛으로 소비자의 선호도가 높아 매년 소비량의 증가와 함께 재배면적이 늘어나고 있는 추세이다.
복숭아는 식욕 증진과 피로 회복에 도움이 됨은 물론, 아스파라긴산을 많이 함유하고 있어 숙취 해소에 도움이 되며 비타민 A와 C, 섬유질이 풍부해 변비 예방이나 이뇨 작용에도 효능이 있다.
그러나 복숭아는 유통기간이 짧고, 유통 과정에서도 손상이 일어나기 쉬우므로 복숭아 그 자체로 섭취하는 것이 아니라 가공하여 이용하는 방법에 대한 관심이 증가하고 있다.
최근에는 건강과 관련해서 과일이나 곡물을 발효시킨 양조 식초(Vinegar)가 관심을 받고 있으며, 식초에는 초산, 구연산, 아미노산, 호박산 등 60여 종 이상의 유기산을 포함하고 있으며, 비타민과 무기질 등 영양소의 체내 흡수를 도와주며, 일부 아미노산을 비만을 방지하고 콜레스테롤을 저하시킨다.
특히 양조 식초에 다량 함유된 초산 등의 유기산은 타액과 위액의 분비를 촉진하여 식욕을 증진시킬 뿐만 아니라, 체내의 영양소를 분해하며, 담즙의 생성을 돕고, 피로를 유발하는 젖산의 생성을 막을 뿐만 아니라, 생성된 젖산을 분해하며, 살균 작용이 있다. 특히, 식초는 비만 예방, 간 기능 강화, 성장 촉진, 당 대사 촉진, 면역력 증강, 피로 회복 및 생활에 활력을 주고, 지혈 작용이 있으며, 혈액 순환을 촉진하고 피를 맑게 하며 혈액의 생성을 도우며 빈혈을 개선한다.
이에 본 발명자들은 복숭아를 이용한 식품을 개발하고자 노력하던 중, 복숭아에서 분리한 저온내성균주를 이용하면 품질이 우수하고 건강에 유익한 복숭아 식초가 제조된다는 것을 확인하였다.
대한민국 공개특허 KR 10-2017-0058728
따라서 본 발명의 목적은 복숭아 식초의 제조 방법 및 제조된 복숭아 식초를 제공하는 것이다.
상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은
1) 복숭아 농축액을 60℃ 내지 70℃에서 20분 내지 40분 동안 살균하는 단계;
2) 살균된 복숭아 농축액의 희석액에 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo(기탁번호 KACC 93277P)를 접종하고 5 내지 15℃의 온도에서 5 내지 10일 동안 알코올 발효를 진행하여 복숭아 와인을 얻는 단계; 및
3) 상기 알코올 발효에 의해 얻어진 복숭아 와인액에 초산균을 접종하여 초산 발효하는 단계를 포함하는 복숭아 식초의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 방법으로 제조된 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo(기탁번호 KACC 93277P)을 이용한 복숭아 식초를 제공한다.
본 발명에서는 복숭아에서 분리한 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo를 이용하여 저온에서 발효한 복숭아 식초의 제조공정을 확립하였으며, 본 발명에 따른 복숭아 식초는 저온에서 발효되므로 잡균의 번식을 막아 이취가 없고, 멸균공정이 필요하지 않으므로 멸균하는데 소요되는 에너지가 절약할 뿐만 아니라 가열되면서 변색이나 향미의 변질이 적으면서 풍미가 개선된 기능성 복숭아 식초로 유용하게 이용할 수 있다.
도 1은 S. cerevisiae Cheongdo와 일반 효모 Type strain(S. cerevisiae)을 동일 조건의 YPD(yeast extract 1%, peptone 2%, glucose 20 g/L) 배지에서 온도(10℃, 30℃)에 따라 알코올 생성량을 확인한 그래프이다.
도 2는 S. cerevisiae Cheongdo와 일반 효모 Type strain(S. cerevisiae)을 동일 조건의 YPD(yeast extract 1%, peptone 2%, glucose 250 g/L) 배지에서 온도(10℃, 30℃)에 따라 알코올 생성량을 확인한 그래프이다.
도 3은 S. cerevisiae Cheongdo와 일반 효모 Type strain(S. cerevisiae)을 YPD (yeast extract 1%, peptone 2%, glucose 20 g/L) 배지에 온도별(10℃, 15℃ 및 30℃)로 72 시간 동안 발효속도를 확인한 그래프이다.
도 4는 온도(10℃ 및 30℃)에 따른 균주(S. cerevisiae Cheongdo, Type strain(S. cerevisiae), S. cerevisiae EC-1118)의 생장 정도를 확인한 그래프이다.
도 5는 복숭아 농축액의 당도(14 brix, 17 brix)에 따라 에탄올 발효 정도를 확인한 그래프이다.
도 6은 복숭아 농축액의 전처리(살균, 멸균) 공정에 따른 에탄올 발효 정도를 확인한 그래프이다.
도 7은 살균된 복숭아 농축액의 온도(10℃ 및 30℃)에 따른 에탄올 발효 및 초산의 생성 정도를 확인한 그래프이다.
도 8은 저온내성효모를 이용한 복숭아 식초의 관능평가 결과를 나타낸 육각 그래프이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명자들은 지속적으로 생산량이 증가하고 있으나, 유통기간이 짧은 복숭아를 이용하여 새로운 가공식품을 생산하기 위하여 연구한 결과, 복숭아 농축물에 일반적인 미생물을 넣어 살균하여 식초를 제조한 결과 복숭아의 고유한 향과 맛이 저하되는 것을 확인하였다. 이에 복숭아에서 분리한 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo(기탁번호 KACC 93277P)를 이용하여, 당도와 온도 등 다양한 조건에서 복숭아 식초를 제조한 다음 기능성이나 관능이 가장 우수한 복숭아 식초가 제조되는 제조공정을 확립함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명은
1) 복숭아 농축액을 60℃ 내지 70℃에서 20분 내지 40분 동안 살균하는 단계;
2) 살균된 복숭아 농축액의 희석액에 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo(기탁번호 KACC 93277P)를 접종하고 5 내지 15℃의 온도에서 5 내지 10일 동안 알코올 발효를 진행하여 복숭아 와인을 얻는 단계; 및
3) 상기 알코올 발효에 의해 얻어진 복숭아 와인액에 초산균을 접종하여 초산 발효하는 단계를 포함하는 복숭아 식초의 제조 방법을 제공한다.
상기 제조방법을 구체적으로 살펴보면, 상기 1) 단계의 복숭아 농축액은 복숭아를 착즙한 다음 진공농축기로 농축하여 65 내지 70 Brix 될 때까지 농축할 수 있다. 상기 1) 단계에서 복숭아 농축액은 60℃ 내지 70℃에서 20분 내지 40분 동안 살균할 수 있으며, 60℃ 미만일 경우 온도가 낮아 살균력이 낮고 70℃를 초과하면 온도가 높아 복숭아 농축액의 고유한 풍미가 살아질 수 있으며, 63℃에서 30분간 살균하는 것이 바람직하다.
상기 2) 단계의 살균된 복숭아 농축액을 15 내지 20 범위의 당도를 가지도록 희석하여 희석액을 제조하며, 15 Brix 미만 또는 20 Brix을 초과할 경우 복숭아 식초 제조를 위한 최적의 에탄올 농도을 얻기 어려우며, 17 Brix으로 희석하는 것이 바람직하다.
상기 2) 단계에서 사용된 균주는 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo(기탁번호 KACC 93277P)인 것이 기존에 알콜 발효를 위하여 사용된 균주들보다 저온에서 발효가 우수하며, Saccharomyces cerevisiae Cheongdo는 접종하고 5 내지 15℃의 온도에서 5 내지 10일 동안 알코올 발효시켜 복숭아 와인을 얻어야 하며, 10℃의 온도에서 모든 당을 소모하여 60g/L의 에탄올을 생산하였을 때 종료하는 것이 바람직하다.
상기 3) 단계에서는 복숭아 와인액에 초산균 (A. pasteurianus)을 10%(v/v) 접종하여 25℃에서 초산 발효시키는 것이 바람직하고, 초산 발효는 모든 에탄올을 소모되면 종료하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> Saccharomyces cerevisiae Cheongdo의 특성 분석
복숭아에서 분리한 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo(기탁번호 KACC 93277P)의 특성을 분석하기 위하여, S. cerevisiae Cheongdo와 일반 효모 Type strain(S. cerevisiae)를 YPD(yeast extract 1%, peptone 2%, glucose) 배지에 글루코스 함량을 20g/L(실험실 수준) 및 250g/L(상업화 수준)와 온도를 10℃ 및 30℃로 하여 Aeration 80 rpm로 배양하였다.
그 결과, 글루코스 함량을 20g/L 함유한 배지에 30℃로 배양한 S. cerevisiae Cheongdo가 Type strain(S. cerevisiae)보다 균주의 생장이 36% 증가하고 에탄올생성도 10% 증가하였고, 10℃에서는 S. cerevisiae Cheongdo가 Type strain(S. cerevisiae)보다 균주의 생장이 179% 증가하고 에탄올 생성도 322% 증가한 것을 확인하였다(도 1).
또한, 글루코스 함량을 250g/L 함유한 배지에 30℃로 배양한 S. cerevisiae Cheongdo가 Type strain(S. cerevisiae)보다 균주의 생장이 172% 증가하고 에탄올생성도 113% 증가하였고, 10℃에서는 S. cerevisiae Cheongdo가 Type strain(S. cerevisiae)보다 균주의 생장이 648% 증가하고 에탄올생성도 898% 증가한 것을 확인하였다(도 2).
추가적으로, YPD(yeast extract 1%, peptone 2%, glucose 20g/L) 배지에 온도를 10℃, 15℃ 및 30℃로 각각 발효시켜 발효속도를 확인한 결과, S. cerevisiae Cheongdo는 저온일수록 발효속도가 느려지긴 하지만 유도기(지체기)의 증가가 상대적으로 크지 않았으며, Type strain(S. cerevisiae)는 저온일수록 발효속도가 매우 느려지고, 유도기(지체기)의 증가가 매우 큰 것을 확인하였다(도 3).
< 실시예 2> 저온 발효 복숭아 식초의 제조 방법
<2-1> 복숭아 농축액의 제조
복숭아 농축액을 제조하기 위하여, 복숭아를 세척한 뒤에 유압기를 이용하여 3.5psi 압력으로 눌러 착즙한 다음, 착즙액을 진공농축기로 60℃, 1기압으로 농축하여 65~70 Brix 될 때까지 농축하였다. 복숭아 착즙액 20L를 7시간 정도 농축하면 4~5L의 농축액 얻을 수 있다.
<2-2> 복숭아 농축액의 전처리 공정
복숭아 농축액을 이용한 식초를 제조하기 위하여 상기 실시예 2-1의 복숭아 농축액을 고압멸균기를 이용하여 63℃에서 30분간 살균하였다.
살균된 복숭아 농축액을 멸균된 증류수를 이용하여 17 Brix로 희석하였다. 저온내성효모(S. cerevisiae cheongdo)를 전배양을 하기 위하여, YPD(yeast extract 1%, peptone 2%, glucose 20g/L) 배지 10ml에 효모 1 콜로니(colony)를 접종하여 30℃, 250 rpm 조건의 진탕배양기에서 24시간 동안 배양하였다.
또한, 초산균(A. pasteurianus)을 전배양하기 위하여, YPDE(yeast extract 1%, peptone 2%, Ethanol 1%, glucose 20g/L) 배지 9 ml에 균주보관을 위해 제작된 glycerol stock 1ml를 접종하여 30℃, 250 rpm 조건의 진탕배양기에서 24시간 동안 배양하였다.
<2-3> 복숭아 식초의 제조
상기 실시예 2-2에서 살균한 복숭아 농축액에 알코올발효를 위한 저온내성효모(S. cerevisiae cheongdo)를 접종하여 저온인 10℃에서 5 내지 10일 에탄올 발효시킨 다음 초산균(A. pasteurianus) 접종하여 20일 동안 초산 발효시켜 복숭아 식초를 제조하였다.
구체적으로, 상기 실시예 2-2에서 살균한 복숭아 농축액을 에탄올 발효하기 위하여 17 Brix로 희석한 복숭아 농축액 50ml에 전배양한 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo(기탁번호 KACC 93277P)를 3.5×106 CFU/ml 만큼 접종한 다음, 에탄올 발효는 진탕 배양기를 사용하여 10℃, 80 rpm 조건에서 배양하였으며, 에탄올 발효는 모든 당을 소모하여 60g/L의 에탄올을 생산하였을 때 종료하였다.
에탄올 발효가 종료된 에탄올 발효액 50ml에 전배양한 초산균 (A. pasteurianus)을 10%(v/v) 접종함 다음 진탕 배양기를 사용하여 25℃, 80 rpm 조건에서 배양하여 초산 발효를 진행하였으며, 초산 발효는 모든 에탄올을 소모한 시점을 기준으로 종료하여 복숭아 식초를 제조하였다.
< 비교예 >
복숭아 농축액에 알코올발효를 위한 Type strain(S. cerevisiae) 및 관행 균주(S. cerevisiae EC-1118)를 접종하여 일반적인 온도(30℃)와 저온(10℃)에서 각각 5~10일 에탄올 발효시킨 다음 초산균(A. pasteurianus) 접종하여 20일 동안 초산 발효시켜 복숭아 식초를 제조하였다.
< 실시예 3> 저온내성효모를 이용한 복숭아 식초의 발효 조건 분석
<3-1> 온도에 따른 균주의 생장 분석
복숭아 식초를 제조하기 위하여 최적의 발효 조건을 확립하고자 복숭아농축액의 당도에 따라 에탄올 생성량을 분석하였다.
구체적으로, 복숭아 농축액에 알코올 발효를 위한 S. cerevisiae cheongdo(저온내성효모), Type strain(S. cerevisiae) 및 S. cerevisiae EC-1118을 각각 첨가한 후 일반적인 에탄올 발효온도인 30℃와 저온인 10℃에서 에탄올 발효시켰다. 각각의 균주는 YPD(20g/l glu) 배지에서 250 rpm, 30℃에서 24 시간 동안 전처리 배양한 다음 YPD(20g/l glu) 배지에서 80 rpm에서 실험을 진행하였다.
그 결과, 복숭아 농축액에 S. cerevisiae cheongdo를 접종하여 10℃에서 발효시키면 알코올 발효가 Type strain(S. cerevisiae) 및 관행균주(S. cerevisiae EC-1118)보다 더 잘 자라는 모습을 확인하였다(도 4).
<3-2> 복숭아 농축액의 농도에 따른 에탄올 생성량 분석
복숭아 식초를 제조하기 위하여 최적의 발효 조건을 확립하고자 복숭아농축액의 당도에 따라 에탄올 생성량을 분석하였다.
구체적으로, 제조가 완료된 식초는 4% 이상의 산도를 요구하며, 초산 발효를 위해 사용되는 초산균(A. pasteurianus)의 원활한 성장을 위해 60g/l의 에탄올이 요구되므로 복숭아농축액을 14 brix와 17 brix로 각각 희석하여 S. cerevisiae cheongdo를 첨가한 다음 발효시켜 에탄올 생성량을 측정하였다.
그 결과, 17 brix로 희석한 복숭아 농축액을 사용하였을 때, 복숭아 식초 제조를 위한 최적의 에탄올 농도인 60g/l의 에탄올을 얻을 수 있음을 확인하였다(도 5).
<3-3> 복숭아 농축액의 살균 처리에 따른 에탄올 생성량 분석
복숭아 식초를 제조하기 위하여 최적을 발효 조건을 확립하고자 복숭아농축액의 살균 및 멸균 처리에 따라 에탄올 생성량을 분석하였다.
구체적으로, 복숭아농축액을 저온에서 에탄올 발효를 시켜야하므로 멸균공정(121℃, 15분)과 살균공정(63℃, 30분)으로 각각 처리한 다음 S. cerevisiae cheongdo를 첨가하여 저온 (10℃)에서 발효시켜 에탄올 생성량을 측정하였다.
그 결과, 저온 (10℃)에서 에탄올 발효를 진행할 경우 멸균공정보다 살균공정을 하였을 때 더 빠른 에탄올 발효 및 더 많은 에탄올 생성량을 확인하였다(도 6, 표 1).
에탄올발효　 시간 에탄올
생성량(g/l)		 당사용량
(g/l)		 수득량
(yield) 		생산성
(productivity)
무처리 10℃ 137.5 66 108.69 0.607 0.004
살균
(63℃, 30분)		 10℃ 137.5 66 109.93 0.600 0.004
멸균
(121℃, 15분)		 10℃ 233 60 126.78 0.473 0.002
<3-4> 살균 처리한 복숭아 농축액의 온도에 따른 초산 발효 분석
복숭아 식초를 제조하기 위하여 최적을 발효 조건을 확립하고자 복숭아농축액을 살균 처리한 다음 온도에 따라 초산 발효 정도를 분석하였다.
구체적으로, 상기 실시예 3-3에서 살균처리를 한 복숭아 농축액이 에탄올 생성능이 우수하므로 살균된 복숭아 농축액에 S. cerevisiae cheongdo를 첨가한 다음 일반적인 온도(30℃)와 저온(10℃)에서 각각 발효한 후 초산균 (A. pasteurianus)을 첨가하여 초산발효시켜 초산의 생성량과 발효 속도를 확인하였다.
그 결과, 저온(10℃)에서 발효한 후 초산발효한 시료가 일반적인 온도(30℃)에서 발효 후 초산발효한 시료에 비해 약 13% 많은 초산을 생성하였으며, 20% 빠른 발효속도를 보이는 것을 확인하였다(도 7).
< 실시예 4> 저온내성효모를 이용한 복숭아 식초의 관능평가
실시예 2에서 제조된 복숭아 식초 및 비교예의 방법으로 제조된 식초의 관능 평가를 위하여 식품공학을 2년 이상 전공한 학부생 및 대학원생 20명을 대상으로 색과 향은 원액으로 제공하였고, 단맛, 신맛 및 종합적기호도는 실시예 2에서 제조된 복숭아 식초 및 비교예의 방법으로 제조된 식초를 10배 희석한 후 5% 가당한 후에 제공하여 관능검사를 실시하였다.
그 결과, 하기 표 2에 나타난 바와 같이 복숭아 농축액의 희석액에 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo를 접종하고 10℃의 온도에서 발효한 복숭아 식초가 향이 우수하고 이취미가 적으며 종합적 기호도가 가장 높은 것을 확인하였다(도 8).
균주의 종류 관행 균주
(S. cerevisiae EC-1118)		 Saccharomyce s cerevisiae Cheongdo Saccharomyces cerevisiae Cheongdo
발효 온도 30℃ 30℃ 10℃
단맛 2.80 ±0.89 2.85±0.99 3.2±0.70
신맛 2.85±1.18 3.4 ±0.82 3.3 ±1.03
색 3.85 ±1.23 2.85±0.59 2.85±0.88
향 2.95 ±1.23 3.25±1.02 3.6±0.75
이취미 3.05±1.05 3.05±0.83 2.85 ±1.09
종합적기호도 3.05±0.83 3.3±0.86 3.65 ±1.04
한국농업미생물자원센터 KACC93277P 20170420

Claims (5)

1) 복숭아 농축액을 60℃ 내지 70℃에서 20분 내지 40분 동안 살균하는 단계;
2) 살균된 복숭아 농축액을 15 내지 20 Brix 범위의 당도를 가지도록 희석한 희석액에 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo(기탁번호 KACC 93277P)를 접종하고 10℃ 내지 15℃의 온도에서 5 내지 10일 동안 알코올 발효를 진행하여 알코올 함량이 6 %(v/v) 내지 10 %(v/v)인 복숭아 와인을 얻는 단계; 및
3) 상기 알코올 발효에 의해 얻어진 복숭아 와인액에 5 내지 15%(v/v)의 초산균을 접종하여 초산 발효하는 단계를 포함하는 복숭아 식초의 제조 방법.
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삭제
삭제
제1항의 방법으로 제조된 Saccharomyces cerevisiae Cheongdo(기탁번호 KACC 93277P)을 이용한 복숭아 식초.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110872549A (zh) * 2019-12-21 2020-03-10 新疆林业科学院 一种发酵型桑葚果酒的制备方法
KR102111650B1 (ko) * 2019-11-14 2020-05-27 경상북도(농업기술원) 저온내성을 갖는 균주를 이용한 맥주 및 그 제조방법
KR20210157243A (ko) * 2020-06-19 2021-12-28 대한민국(농촌진흥청장) 온도 적응성이 뛰어난 아세토박터 오리지퍼멘턴스 kacc 19301을 이용한 복숭아 식초 제조 방법
KR102518345B1 (ko) * 2022-03-23 2023-04-05 김규철 저온내성 균주를 포함한 쌀가루를 이용한 천연발효 빵 및 그 제조방법

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KR102518345B1 (ko) * 2022-03-23 2023-04-05 김규철 저온내성 균주를 포함한 쌀가루를 이용한 천연발효 빵 및 그 제조방법

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