KR101881940B1 - 발아취가 감소된 발아현미의 제조방법 - Google Patents
발아취가 감소된 발아현미의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 발아취가 감소된 발아현미를 제조하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 발아현미에 관한 것으로 상기 발아현미는 종래 방법에 의해 제조된 발아현미와 비교하여 10배 이상 증가된 GABA 함량을 나타내며, 혈당강하 효능을 갖는 GABA를 다량 함유하고 있어 건강기능성 식품 소재로 이용 가능하며, 잡균 번식이 억제되고 발아취가 감소되어 우수한 관능성을 나타낸다.
Description
본 발명은 발아취가 감소된 발아현미의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 현미는 변비해소, 콜레스테롤 저하, 암 예방, 치매 예방, 혈압저하, 다이어트, 미용효과, 미백효과 등 생활 습관병의 예방을 포함하여 여러 가지 효과가 있는 것으로 알려졌다. 현미는 비타민과 미네랄, 식이섬유가 풍부하게 함유되어 있기 때문에 건강식품으로 사용되고 있으나 식미의 관점에서는 백미가 우수하다.
한편, 발아현미는 현미에 비하여 취반이 용이하고 먹기 쉬운 특징이 있으며, 혈압상승을 억제하는 작용을 하는 GABA와 변비해소에 효과가 있는 식이섬유가 많이 함유되어 있다. 또한, 발아현미는 효소 활성이 높은 시기에 생화학 반응을 정지시켜 생성된 기능성 성분과 영양분 등을 쌀알 내에 남긴 것이므로 백미에 비하여 경도, 점도, 향기, 식감 등이 약간 열등한 것으로 지적되고 있다. 또한, 발아공정에서는 15-40℃에서 24-48시간 정도 침지하여야 함으로 미생물 제어가 문제된다.
현미는 영양가는 높으나, 밥 짓기가 번거롭고, 씹기 거칠고 맛이 강하여 백미를 먹는데 길들여진 사람이 매일 먹기에는 저항감이 있다는 결점이 있다. 현미의 취급과 식미에 대한 불만을 ‘발아’라고 하는 힘을 이용하여 해결하고, 현미의 영양가를 높인 것이 발아현미이다.
현미가 발아될 때, 배(胚)에서 α-아밀라아제가 새로 생성되고, 프로테아제, β-아밀라아제 등의 효소가 생합성 또는 활성화된다. 발아현미 제조 시 가수분해효소의 활성화로 배유(胚乳) 내 저장물질의 분해가 촉진되어 저분자의 당이나 유리 아미노산이 증가된다. 현미 중 당질, 아미노산 등의 성분변화는 발아현미에 단맛과 감칠맛을 증가시킨다. 또한, 강층이 유연해지므로 백미처럼 간단히 밥을 할 수 있고, 현미보다 식감이 좋다. 이는 발아현미의 흡수성이 높아짐에 따른 것이고, 현미처럼 밥 짓기 전에 장시간 물에 담가 둘 필요가 없다.
아밀라아제, 프로테아제, 탈탄산효소 등의 활성화는 발아현미에 특징적인 성분 변화를 가져온다. 현미를 물에 담그면 γ-아미노부티르산(GABA; gamma aminobutyric acid)이 현저히 증가한다.
시판되고 있는 발아현미는 습식(wet type)과 건식(dry type)으로 크게 나눌 수 있다. 발아현미는 일반적으로 흐르는 물에서 10여 시간 침지 처리하여 제조하며 그 결과 현미의 수분함량이 약 30% 이상이 된다. 그 후 건식은 건조, 살균하고, 습식은 통조림, 레토르트 파우치에 포장, 살균한다.
시장에 나온 초기의 발아현미는 수분이 30-35%인 습식이었다. 진공팩으로 레토르트 살균한 발아현미는 오염균이 증식하기 쉬우므로 개봉 후 즉시 사용해야 한다. 따라서 1회용으로 100-200 g씩만 포장할 수밖에 없었고, 용도도 가정용으로 한정되어 왔다. 이와 같은 품질 문제를 해결하기 위하여 발아현미를 일반 유통되는 백미와 동일한 수분15%까지 건조할 필요가 있었다.
건식 발아현미를 제조하기 위하여 열풍으로 단시간 건조하면 균열이 발생되어 밥을 지으면 식미가 나빠지고, 완만하게 건조하면 잡균 증식으로 풍미가 나빠지는 단점이 있다.
습열 처리 후 열풍 건조하는 건조 방법을 개발하여 잡균 증식과 균열 발생도 적고, 비용도 저렴한 방법을 도입하게 되었으며 이를 통해 하루 수십 톤의 건식 발아현미 제조가 가능하게 되었다. 습열 처리하면 곡립 전체를 가열시킬 수 있고, 열풍 건조를 하면 곡립조직의 내부와 외부의 비틀림을 없애고, 부분적인 호화에 의해 물에 담글 때 생기는 배유부의 분할의 회복도 가능하다.
본 발명자들은 종전 발아현미 생산공정에서 발생하는 잡균 증식, 물로 GABA 유출, 식미 불량 등의 문제점을 해결하고자 예의 연구 노력한 결과, GABA수에 현미를 침지하고, 발아 단계 전후에 과열수증기를 처리하여 높은 함량으로 GABA를 포함하며, 발아 중 잡균 번식이 억제되고 발아취가 감소된 발아현미를 제조하는 방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 발아취가 감소된 발아현미 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법에 의해 제조된 발아취가 감소된 발아현미를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 발아현미를 포함하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태는 다음 단계를 포함하는 발아현미의 제조방법에 관한 것이다:
(a) 현미를 세척하는 단계;
(b) 세척한 현미를 0.2 내지 1.0(w/v)% 농도의 GABA(γ-aminobutyric acid)를 포함하는 GABA수에 1 내지 36시간 침지하는 단계;
(c) 침지한 현미에 190 내지 210℃의 과열수증기를 1 내지 3초 처리하는 제1차 과열수증기 처리 단계;
(d) 과열수증기를 처리한 현미를 15 내지 20℃ 조건에서 18 내지 30시간 동안 발아시키는 단계;
(e) 발아시킨 현미에 160 내지 200℃의 과열수증기를 2 내지 15초 동안 처리하는 제2차 과열수증기 처리 단계; 및
(f) 제2차 과열수증기를 처리한 발아현미를 건조하는 단계.
본 발명자들은 종전 발아현미 생산공정에서 발생하는 잡균 증식, 물로 GABA 유출, 식미 불량 등의 문제점을 해결하고자 예의 연구 노력한 결과, GABA수에 현미를 침지하고, 발아 단계 전후에 과열수증기를 처리하여 높은 함량으로 GABA를 포함하며, 발아 중 잡균 번식이 억제되고 발아취가 감소된 발아현미를 제조하는 방법을 개발하였다.
종래 발아현미의 생산공정의 문제점은 다음과 같이 3가지로 요약할 수 있다.
① 발아 중에 잡균 번식
원료 현미에는 106 CFU/g 정도의 잡균이 존재하므로 GABA 가 생성되기 쉽게 30-40℃에서 침지, 발아하면 잡균도 1010 CFU/g 수준 이상으로 크게 증식하여 위생상의 문제뿐만 아니라 이취의 발생 등의 품질저하를 야기하며, 수침 후에 사멸하여 균수를 0로 하여도 균의 잔해 등이 남아 식미가 저하된다.
이를 해결하기 위해서는 침지과정 중에 침지수를 일정한 간격으로 물갈이를 하는 방안, 수침 후 세척하는 방안, GABA의 생성량은 적을지라도 저온(4-17℃)에서 발아하여 균의 증식을 억제하고, 발아처리를 정균효과를 얻을 수 있는 분위기에서 하는 방안 등이 제안되어 있다.
② GABA의 물로의 유출
발아과정에서 생성되는 GABA 는 수용성이므로 물에 침지하는 과정에서 유출되는 것으로 추정된다. 시판되고 있는 발아현미 상품에 표시되어 있는 GABA 함량은 일반적으로 8-12 mg/100 g(건물 기준) 정도이다. 현미를 물에 침지하지 않고 고습도 조건에서 발아 처리하여 GABA의 물로의 유출을 억제하는 방법이 일본 Satake사에서 개발하였다.
③ 발아현미의 식미 불량
시판되는 발아현미의 식미가 좋지 않은 원인은 발아 과정 중 현미의 형질변화와 건식 발아현미를 생산하기 위한 건조 및 살균 공정이다. 발아처리를 가능한 한 저수분에서 종료하여 현미의 형질변화를 최소화한다. 또한, 현미에 부하가 적은 건조, 살균법을 적용하여 현미의 품질열화를 억제한다.
본 발명자들은 전술한 발아공정의 문제점을 해결하기 위하여 다양한 기술적, 경제적 검토를 실시하였으며, 이를 통해 GABA수에 현미를 침지하고, 발아 전후 과열수증기를 처리함으로써 높은 GABA함량을 가지며, 발아 중 잡균 번식이 억제되고 발아취가 없는 발아현미 제조방법을 완성하였다(도 1).
일반적으로 GABA 함량은 일반 현미에서 6 mg/현미 100 g이고, 발아현미에서 10 mg/발아현미 100 g인 것과 비교하여 본 발명의 방법에 의해 제조된 발아현미의 GABA 함량은 100-200 mg/100 g으로 종전 발아현미에 비해 약 10배 이상 증가되었다. 또한, 현미를 침지한 후 과열수증기로 순간살균하여 현미의 발아력에 영향을 미치지 않는 수준에서 오염균수를 감소시켰으며, 발아 후 건조공정을 수행하기 전 다시 과열수증기를 이용하여 순간살균하여 최종 제품의 오염도를 최소화함으로써 발아현미의 안정성 및 보존성을 확보하였다.
본 발명의 발아현미 제조방법을 각각의 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다:
단계 (a): 현미 세척
먼저, 현미를 침지하기 전에 현미에 혼입되어 있는 미숙립 또는 피해립을 메쉬체로 선별한 후 물에 세척한다.
본 발명에서 이용되는 현미는 맵쌀현미 및 찹쌀현미, 유색미 현미 등이 포함되고, 강층의 일부만을 제거한 1-3분 도미, 또한 도정한 직후의 고수분 현미 및 건조한 현미 등 당업계의 어떠한 현미도 포함된다. 때에 따라서는 왕겨를 제거하지 않은 벼를 그대로 사용할 수도 있다.
단계 (b): 현미를 GABA수에 침지
0.2 내지 1.5(w/v)% 농도의 GABA를 포함하는 GABA수에 현미를 침지한다.
상기 GABA수는 0.2 내지 1.5(w/v)%, 0.2 내지 1.2(w/v)%, 0.2 내지 1.0(w/v)%, 0.5 내지 1.5(w/v)%, 0.5 내지 1.2(w/v)% 또는 0.5 내지 1.0(w/v)%의 농도로 GABA를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 0.5(w/v)% 또는 1.0(w/v)% 농도로 GABA를 포함할 수 있다.
상기 침지는 20 내지 40℃, 20 내지 35℃, 20 내지 30℃, 25 내지 40℃, 25 내지 35℃ 또는 25 내지 30℃의 온도 조건에서 실시할 수 있으며, 예를 들어, 30℃에서 실시할 수 있다.
상기 침지는 30분 내지 4시간, 30분 내지 3시간 30분, 30분 내지 3시간, 1시간 내지 4시간, 1시간 내지 3시간 30분, 1시간 내지 3시간, 2시간 내지 4시간, 2 시간 내지 3시간 30분 또는 2시간 내지 3시간 동안 실시할 수 있으며, 예를 들어, 2시간 동안 실시할 수 있다.
GABA수에 현미를 침지하여 GABA를 현미에 흡수시킴으로써 고농도 GABA 현미를 용이하게 생산할 수 있다.
단계 (c): 제1차 과열수증기 처리
침지한 현미에 과열수증기를 처리한다.
상기 과열수증기는 190 내지 210℃의 과열수증기일 수 있다.
상기 과열수증기는 1 내지 3초 동안 처리하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 2 내지 3초 동안 처리하는 것일 수 있다.
본 명세서 용어 “과열수증기(superheated steam)”또는 “과열증기”는 포화수증기의 압력을 그대로 유지하면서 포화온도 이상으로 가열한 수증기를 의미한다. 본 발명에서 사용된 과열수증기는 상압 과열수증기로 압력은 1기압을 유지하면서 온도를 100℃ 이상으로 가열한 것이다. 또한, 가압 과열수증기를 사용할 수 있다.
과열수증기 처리장치의 형식으로는 회전킬른식, 터널식, 유동층식 또는 기류식 등을 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
3초 이상 과열수증기를 처리하는 경우, 현미의 발아율이 현저히 감소한다.
단계 (d): 현미 발아
과열 수증기를 처리한 현미를 발아시킨다.
상기 발아는 5 내지 30℃, 5 내지 27℃, 5 내지 24℃, 5 내지 21℃, 5 내지 18℃, 8 내지 30℃, 8 내지 27℃, 8 내지 24℃, 8 내지 21℃, 8 내지 18℃, 11 내지 30℃, 11 내지 27℃, 11 내지 24℃, 11 내지 21℃, 11 내지 18℃, 14 내지 30℃, 14 내지 27℃, 14 내지 24℃, 14 내지 21℃, 14 내지 18℃, 16 내지 30℃, 16 내지 27℃, 16 내지 24℃, 16 내지 21℃ 또는 16 내지 18℃의 온도 조건에서 실시할 수 있으며, 예를 들어, 17℃의 온도 조건에서 실시할 수 있다.
상기 발아는 12 내지 36시간, 12 내지 34시간, 12 내지 30시간, 12 내지 26시간, 16 내지 36시간, 16 내지 34시간, 16 내지 30시간, 16 내지 26시간, 20 내지 36시간, 20 내지 34시간, 20 내지 30시간, 20 내지 26시간, 22 내지 36시간, 22 내지 34시간, 22 내지 30시간 또는 22 내지 26시간 동안 실시할 수 있으며, 예를 들어, 24시간 동안 실시할 수 있다.
단계 (e): 제2차 과열수증기 처리
발아 후 과열수증기를 처리하여 오염균을 살균한다.
상기 과열수증기는 160 내지 200℃, 160 내지 195℃, 160 내지 190℃, 160 내지 185℃, 160 내지 180℃, 165 내지 200℃, 165 내지 195℃, 165 내지 190℃, 165 내지 185℃, 165 내지 180℃, 170 내지 200℃, 170 내지 195℃, 170 내지 190℃, 170 내지 185℃, 170 내지 180℃, 175 내지 200℃, 175 내지 195℃, 175 내지 190℃, 175 내지 185℃ 또는 175 내지 180℃일 수 있으며, 예를 들어, 180℃일 수 있다.
상기 과열수증기는 2 내지 15초, 2 내지 13초, 2 내지 11초, 3 내지 15초, 3 내지 13초, 3 내지 11초, 5 내지 15초, 5 내지 13초, 5 내지 11초, 7 내지 15초, 7 내지 13초, 7 내지 11초, 9 내지 15초, 9 내지 13초 또는 9 내지 11초 동안 처리하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 10초 동안 처리하는 것일 수 있다.
단계 (f): 발아현미 건조
과열수증기를 처리하여 살균한 발아현미를 건조한다.
상기 건조는 발아현미의 수분 함량이 10 내지 20%, 10 내지 18%, 10 내지16%, 12 내지 20%, 12 내지 18%, 12 내지 16%, 14 내지 20%, 14 내지 18% 또는 14 내지 16%가 되도록 실시할 수 있으며, 예를 들어, 발아현미의 수분 함량이 15%가 되도록 실시할 수 있다.
본 명세서 용어 “수분함량”은 고형분의 중량에 대한 수분의 중량을 백분율로 나타낸 것을 의미한다.
현미를 건조하는 방법은 당업계에 공지된 다양한 건조방법을 이용하여 실시할 수 있다. 예컨대, 자연건조, 열풍건조, 동결건조, 원적외선 건조를 이용할 수 있다.
종래 방법을 이용하여 발아시킨 발아현미는 변색이 심하여 연한 흑색을 띠며 발아취가 심한 데 비해 본 발명에 의해 제조된 발아현미는 밝은 현미색을 그대로 유지하였으며 발아취는 없었다. 또한, 본 발명에 의해 제조된 발아현미는 혈당강하 효능이 있는 GABA를 다량 함유하고 있으므로 당뇨병의 예방 및 개선 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 본 발명의 방법에 의해 제조된 발아현미에 관한 것이다.
본 발명의 발아현미는 상기 발아현미 제조방법에 의해 제조되는 것으로 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
본 발명의 다른 양태는 본 발명의 발아현미를 포함하는 당뇨병 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 조성물이 식품 조성물로 제조되는 경우, 유효성분으로서 발아현미, 발아현미의 분쇄물 또는 발아현미의 가공물뿐만 아니라, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제 [타우마틴, 스테비아 추출물 (예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등]) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제로 제조되는 경우에는 본 발명의 혼합물 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 두충 추출액, 대추 추출액, 감초 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
본 발명의 조성물은 건강기능식품 조성물로 제조될 수 있다. 본 발명의 조성물이 건강기능식품 조성물로 제조되는 경우, 식품 제조 시 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소 및 조미제를 포함한다. 예컨대, 드링크제로 제조되는 경우에는 유효성분 이외에 향미제 또는 천연 탄수화물을 추가 성분으로 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 천연 탄수화물은 모노사카라이드(예컨대, 글루코오스, 프럭토오스 등); 디사카라이드(예컨대, 말토스, 수크로오스 등); 올리고당; 폴리사카라이드(예컨대, 덱스트린, 시클로덱스트린 등); 및 당알코올(예컨대, 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등)을 포함한다. 향미제로서 천연 향미제(예컨대, 타우마린, 스테비아 추출물 등) 및 합성 향미제(예컨대, 사카린, 아스파르탐 등)을 이용할 수 있다.
본 발명은 발아취가 감소된 발아현미를 제조하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 발아현미에 관한 것으로 상기 발아현미는 종래 방법에 의해 제조된 발아현미와 비교하여 10배 이상 증가된 GABA 함량을 나타내며, 혈당강하 효능을 갖는 GABA를 다량 함유하고 있어 건강기능성 식품 소재로 이용 가능하며, 잡균 번식이 억제되고 발아취가 감소되어 우수한 관능성을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 현미 발아공정에 대한 개괄도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GABA수에 침지 했을 때 현미의 GABA 흡수 거동을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 침지 전후 과열수증기 처리에 의한 현미의 발아 상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GABA수에 침지 했을 때 현미의 GABA 흡수 거동을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 침지 전후 과열수증기 처리에 의한 현미의 발아 상태를 나타낸다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 전체에 거쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 “%“는 별도의 언급이 없는 한 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.
실시예 1: GABA 함량 증가
현재 시판되고 있는 백미 및 현미의 GABA 함량을 살펴보면 일반 백미: 1 mg/백미100 g, 일반 현미: 6 mg/현미100 g, 발아현미: 10 mg/발아현미100 g 수준이다.
건강보조제로서 판매되고 있는 제품의 GABA 일일권장량은 수십에서 수천 mg 임을 감안한다면, 수침에 의하여 현미에 내재해 있는 미량의 글루탐산만으로는 GABA 일일권장량을 달성하기는 어렵다.
일부 연구자들은 글루탐산 용액 또는 MSG(mono sodium glutamic acid) 용액에 현미를 침지하여 현미에 내재되어 있는 GAD(Glutamic acid decarboxylase)에 의하여 흡수된 글루탐산 또는 MSG를 GABA로 전환시키고자 시도하였다. 그러나 인위적으로 글루탐산을 첨가한다는 점에서 소비자들은 의구심을 가진다.
(주) 바이오벤에서는 김치에서 분리한 유산균을 이용하여 배아추출물 배지에서 발효를 수행하여 GABA를 대량 생산하고 있다. 따라서 발효 GABA 용액 즉, 일정 농도의 GABA수에 현미를 침지하여 GABA를 현미에 흡수시킴으로써 원하는 고농도 GABA 현미를 용이하게 생산할 수 있다.
GABA 농도가 0.5 및 1.0(w/v)%가 되도록 용해하여 GABA수를 조제하였다.
가볍게 씻은 백진주 현미 100 g을 GABA수 200 mL에 침지하고 상부를 알루미늄 포일로 덮은 후 30℃의 항온조에 정치하면서 일정한 시간 간격으로 시료를 채취하고 표면수를 제거한 다음 60℃에서 건조하였다. 건조한 시료 1 g을 0.1 M TCA 용액 50 mL에 현탁하고 30분간 추출하여 HPLC로 GABA를 측정하였다.
GABA농도 0.5 및 1.0%의 GABA수에 침지했을 때 흡수속도는 도 2와 같다. 0.5% 및 1.0(w/v)% GABA수에 1 시간 침지한 경우 GABA 함량이 각각 1.0(w/w)% 및 3.5(w/w)%인 고농도 GABA 현미를 얻을 수 있었으므로 GABA수 침지가 매우 유효한 방법임을 알 수 있다.
제조공정에서 GABA수 침지 방법을 적용하기 위하여 여러 가지 조합 공정을 설정하였다. 표 1에 나타낸 것과 같이 단순히 30℃ 조건에서 2시간 수침한 후 건조한 시료의 GABA 함량은 278.4 ㎍/g 이였으나, 30℃ 조건에서 2시간 수침한 후 17℃ 조건에서 22시간 발아한 시료는 304 ㎍/g으로 증가하였다. 수침 대신에 30℃ 조건에서 0.5%의 GABA수에 2시간 및 24시간 침지한 경우 각각 1468.7 및 1631.0 ㎍/g으로 현저히 증가하였다. 또한, 발아시킨 현미를 과열수증기를 이용하여 170℃에서 150초 동안 파보일링 하여도 GABA 함량은 거의 변화가 없어 GABA는 열에 안정한 것으로 입증되었다.
처리구 | GABA(μg/g BR) | 처리구 | GABA(μg/g BR) |
과열수증기 퍼핑 | 211.5 | GABA수 침지(2시간) | 1468.7 |
건 퍼핑 | 238.6 | GABA수 침지(24시간) | 1631.0 |
수침(2시간) | 278.4 | GABA수 침지(18시간) + 발아(24시간) | 1249.1 |
수침(2시간)+발아(22시간) | 304.0 | GABA수 침지(18시간) + 발아(24시간))+ 파보일링 | 1228.2 |
발아(18시간) | 374.3 | ||
발아(18시간)+파보일링 | 319.0 |
실시예 2: 과열수증기를 이용한 현미 살균
2-1: 발아현미 생산공정 개선
전술한 발아공정의 문제점을 해결하기 위하여 다양한 기술적, 경제적 검토를 한 결과, 우선적으로 과열수증기를 이용한 살균 및 건조시스템의 도입이였다.
첫 단계로 침지 전 후 현미의 과열수증기를 이용한 순간살균을 실시하여 현미의 발아력에 영향을 미치지 않으면서 오염균수를 감소시키고자 하였다.
두 번째는 발아 후 건조공정으로 이행하기 전 다시 과열수증기를 이용하여 순간살균 하여 최종제품의 오염도를 최소화함으로써 발아현미의 미생물학적 안전성과 보존성을 확보하고자 하였다. 발아현미 생산공정의 개선전략의 개괄도를 도 1에 나타내었다.
2-2: 침지 전 후 과열수증기 처리
① 과열수증기 처리 온도의 선정
현미의 발아율에 영향을 미치지 않으면서 표면의 오염미생물을 살균할 수 있는 과열수증기의 처리 온도-시간 조합을 설정하기 위하여 예비실험으로 온도 150-200℃, 처리시간 1-10초의 범위에서 현미를 처리하여 우선적으로 발아율을 측정하였다.
표 2에 나타낸 것과 같이 모든 온도에서 4초 이상 처리한 경우 발아율을 거의 상실하였으며, 처리 온도는 가능한 고온이 순간살균에 적합할 것으로 판단되었다. 따라서 다음의 실험은 온도 범위 190-220℃, 처리시간 2-3초 범위에서 과열수증기의 처리 효과를 집중적으로 검토하였다.
처리온도(℃) | 처리시간(S) | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
150 | - | 53.3 | - | 30.2 | - | ND | - | ND |
160 | - | 89.4 | - | 21.9 | - | ND | - | ND |
170 | 92.1 | 93.6 | 59.3 | 42.1 | ND | - | - | - |
180 | 86.0 | 88.0 | 28.4 | 18.4 | ND | - | - | - |
190 | 96.1 | 96.2 | 51.3 | ND | ND | - | - | - |
200 | 95.3 | 65.1 | 31.3 | ND | ND | - | - | - |
② 침지 전후의 과열수증기 처리가 현미의 오염도 저감 및 발아율에 미치는 영향
고시히까리 현미 시료의 과열수증기 살균 공정의 도입이 발아에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 다음의 두 처리 공정에 대하여 검토하였다.
Process 1은 현미를 배아가 떨어지지 않게 가볍게 2회 세척한 후 물을 빼고 190-220℃의 과열수증기로 2초 또는 3초간 살균하였다. 다음 수침하여 30℃ 배양기에서 20시간 침지한 후 페트리 디쉬에서 17℃에서 24시간 발아하였다. 이때 페트리 디쉬의 하부에 2장의 여과지를 깔고 여과지가 젖을 정도로 물을 가하였다.
Process 2는 세척한 현미를 30℃에서 20시간 수침한 후 190-220℃의 과열수증기를 2초 또는 3초 처리한 후 17℃에서 24시간 발아하였다. 발아율은 배아가 부풀고 싹이 0.5-1.0 mm 이상 나온 쌀알을 계수하여 초기 시료량에 대한 백분율로 나타내었다(표 3).
과열수증기로 현미를 190-210℃ 범위에서 2초간 살균한 경우 전반적으로 process 1보다 process 2의 발아율이 90% 이상으로 우수하였다. 그러나 3초 살균한 경우에는 process 2의 발아율이 현저히 저하하였다. Process 2의 경우 충분히 물을 흡수한 젖은 상태의 현미를 과열수증기로 살균하는 공정이므로 열전달 속도가 process 1보다 빨라 배아 내의 효소들이 일부 불활성화되었기 때문인 것으로 판단된다.
무처리 현미는 24시간 발아시켰을 때 발아 온도에 따라 17℃ 경우 78.2%, 25℃의 경우 85.2% 및 30℃의 경우 95.2%의 발아율을 나타내었다. 이와 같은 결과와 비교하여 process 2에 의하여 190℃에서 2초간 과열수증기 살균하면 발아율은 거의 손상되지 않는다는 것을 알 수 있다.
처리온도(℃) | 처리시간 | |||
2s | 3s | |||
Process 1 | Process 2 | Process 1 | Process 2 | |
190 | 98.4 | 97.7 | 87.3 | 38.1 |
200 | 88.8 | 92.9 | 82.6 | 28.5 |
210 | 79.1 | 90.6 | 77.3 | 24.7 |
220 | 81.8 | 81.5 | 79.7 | 15.4 |
한편, 발아과정에서의 미생물 거동을 살펴보면 표4와 같다. 고시히까리 시료의 초기 오염도는 6.6 logCFU/g 수준이였다. 이를 가볍게 세척하고 과열수증기를 처리한 결과, 오염균수는 약 1.5 log 정도 감소하였으며, 이를 침지하면 거의 원곡의 오염수준으로 총균수는 증가하였으며, 발아 종료 후 오염도는 9 log 수준으로 증가하였다.
한편, process 2의 경우 20시간 침지 후 총균수는 (7-8)log 수준으로 증가하며 이를 그대로 계속 발아하면 (9-10)log 수준까지 증가하여 발아취의 생성 등 여러 가지 문제점이 발생한다. 따라서 침지 후 발아로 이행하기 전에 발아에 영향을 거의 미치지 않을 정도로 순간 과열수증기로 살균하였다. 표 3을 살펴보면 190-210℃에서 2초 살균하면 발아율은 90% 이상으로 유지되며, 이 조건으로 과열수증기 처리를 하면 총 균수는 (5.48-5.72)log 수준으로 감소하여 발아 전단계의 현미의 총균수를 (1-2)log 정도 감소시킬 수 있는 것으로 판단되었다. 발아 후 최종 균수는 다시 약 9 log 수준으로 증가하였다(표 4).
과열수증기 처리 과정에서 현미의 온도 상승 정도를 관찰하기 위하여 과열수증기 처리 직후의 표면 온도를 측정한 결과 66-70℃였다. 과열수증기 처리 중의 표면 온도를 직접적으로 측정할 수는 없어 과열수증기 처리 직후의 온도이므로 실제 온도는 약 5℃ 높을 수 있을 것으로 추정된다.
한편, 침지 전(process 1)과 침지 후(process 2)의 과열수증기 처리에 의한 현미의 발아상태의 차이를 도 3에 나타내었다. 전술한 것과 같이 190℃에서 2초간 SHS 살균 처리하면 발아율에 영향을 주지 않으면서 오염균수를 (1-2)log 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 재래 방법으로 발아시킨 대조군과 비교해 볼 때 대조군의 경우 변색이 심하여 연한 흑색을 띠며 발아취가 심한 데 비하여 침지 전후 과열수증기 처리한 경우는 밝은 현미 색을 그대로 유지하였으며 발아취는 거의 없었다.
2-3: 발아 후 과열수증기 처리
발아(17℃, 24시간) 후에는 180℃의 과열수증기를 10초 동안 처리하여 10 log 수준으로 증가한 오염미생물을 살균하는 동시에 탈취한 후 50℃ 드라이오븐에서 건조하는 공정을 실시한다.
원물 | SHS 처리(190℃, 2초) 후 | 발아 후 | SHS 살균 (180℃, 10초) 후 |
건조 후 | |
일반세균수 (log CFU/g) |
5.97 | 5.56 | 8.94 | 3.24 | 1.53 |
이취 (1:없음-5:심함) |
1 | 1 | 2 | 1 | 1 |
Claims (6)
- 다음 단계를 포함하는 발아취가 감소된 발아현미의 제조방법:
(a) 현미를 세척하는 단계;
(b) 세척한 현미를 0.2 내지 1.0(w/v)% 농도의 GABA(γ-aminobutyric acid)를 포함하는 GABA수에 1 내지 36시간 침지하는 단계;
(c) 침지한 현미에 190 내지 210℃의 과열수증기를 1 내지 3초 동안 처리하는 제1차 과열수증기 처리 단계;
(d) 과열수증기를 처리한 현미를 15 내지 20℃ 조건에서 18 내지 30시간 동안 발아시키는 단계;
(e) 발아시킨 현미에 160 내지 200℃의 과열수증기를 2 내지 15초 동안 처리하는 제2차 과열수증기 처리 단계; 및
(f) 제2차 과열수증기를 처리한 발아현미를 건조하는 단계.
- 제 1 항에 있어서, 상기 방법에 의해 제조된 발아현미는 100 g 당 100-200 mg의 GABA 함량을 나타내는 것인, 발아현미의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 건조는 발아현미의 수분함량이 10 내지 20%가 되도록 실시하는 것인, 발아현미의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 방법에 의해 제조된 발아현미는 발아취가 없는 것인, 발아현미의 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조된 발아현미.
- 제 5 항의 발아현미를 포함하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
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2017
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