KR101948681B1 - 압출성형 인조육을 이용한 발효물의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 발효물 - Google Patents

압출성형 인조육을 이용한 발효물의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 발효물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 분리대두단백 및 물의 혼합물을 압출성형하여 인조육을 제조하는 단계; (b) 상기 압출성형 인조육을 멸균시키는 단계; 및 (c) 상기 멸균된 인조육에, 누룩(koji), 물 및 소금을 혼합하여 발효시키는 단계를 포함하는 압출성형 인조육 발효물의 제조 방법, 및 이에 의해 제조된 발효물을 제공한다.
본 발명의 압출성형 인조육의 발효물은 단백질 함량이 높으면서도 탄력있는 식감과 우수한 풍미를 가져 추후 된장 대체 식품으로 각광받을 것으로 기대된다.

Description

압출성형 인조육을 이용한 발효물의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 발효물 {METHOD OF MANUFACTUARING FERMENTATED COMPOSITION USING EXTRUDED MEAT ANALOGUE AND FERMENTATED COMPOSITION MANUFACTURED THEREBY}
본 발명은 압출성형 인조육을 이용한 발효물의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 발효물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 갈색 거저리가 함유된 압출성형 인조육을 발효함으로서 된장 대체 식품을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 된장 대체 식품에 관한 것이다.
식물성 단백질인 대두단백질은 카제인 및 유청단백질과 같은 동물성 단백질보다, 에너지 발생을 통해 기초대사량을 증진시키고 포만감 조절에 더욱 효과적인 것으로 알려져 왔다. 식물성 단백질을 이용한 식품은 발효식품(간장, 된장 등), 두부, 두유, 인조육(식물성조직화단백) 등이 있다.
인조육은 주로 대두유의 추출 후 생산되는 탈지대두분으로 만들어지는데, 탈지대두분으로 조직화를 시키는 경우에는 대두취가 남아있어 풍미에 문제점이 있고, 조직감을 유지하기 어렵다고 평가되고 있다. 식물성 단백질을 조직화시켜 인조육을 제조할 때, 단백질의 함량이 높을수록 제품을 더 단단하고 치밀하게 하는데 탈지대두분 대신 농축대두단백(CSP), 분리대두단백(SPI)을 이용하면 조직화를 촉진시킬 수 있다. 고기와 유사한 조직감을 가지는 인조육은 대부분 압출성형공정으로 제조되며 압출성형기 내부에서 열에너지에 의해 단백질 변성된 융융물이 사출구를 통과하며 압력의 급격한 저하로 과열증기의 비체적 증가로 팽화가 일어나고 단백질사슬의 결합을 통해 조직이 형성된다. 또한, 인조육의 압출성형시 수분 함량이 낮고 사출구 온도가 높을수록 분리대두단백의 조직화가 촉진된다고 하였다.
식용곤충은 육류와 비교해도 손색이 없는 고품질의 단백질과, 지방, 비타민, 각종 미네랄, 필수 지방산, 및 필수 아미노산 성분을 함유하고 있고, 또한 향미 면에서도 소비자들에게 좋은 평가를 받고 있으며, 환경오염 없이 낮은 비용으로 지속적 생산이 가능해 가격대비 우수한 식품 소재이다. 특히, "고소애"라고도 불리는 갈색거저리(mealworm)는 고단백이면서도 다른 식용 곤충에 비하여 탄수화물 함량이 낮고 불포화 지방산인 오메가 3와 오메가 6가 생선만큼 많이 함유되어 있어 상품가치가 커서, 이를 함유한 식품의 개발 및 보급이 점차 진행되고 있다.
된장의 효능에 대한 많은 연구가 진행되어 항암, 간기능의 회복, 항산화 기능 등의 효능이 알려져 있다. 특히 된장에는 콩에 다량 함유된 항산화 성분인 다이드제인(daidzein) 및 다이진(daidzin)을 비롯한 주로 이소플라빈(isoflavin)에 의해 항노화 효과도 입증되었다. 된장은 영양적으로는 우수하지만 발효된 콩알갱이의 푸석푸석한 식감을 보충하기 위해, 조리시 육류를 첨가하는 경우가 많았다. 또한, 국내외에서 발효된장에 고기와 유사한 조직감을 부여하기 위한 연구와 제품은 개발되지 않은 실정이다.
기존에 인조육은 주로 햄버거 패티 등에서 육류의 보조 재료로 사용되었으며, 인조육을 발효시킨 된장 대체 식품은 공개된 적이 없었다. 본 발명의 인조육의 발효물은 찌개 등으로 조리될 경우 고기와 유사한 조직감 및 된장 유사의 풍미를 가지며, 갈색거저리가 함유되어 단백질이 보강되고 저장 안정성이 향상되었으므로, 추후 현재 전통적으로 제조되어 판매되는 된장의 대체 식품으로서 각광받을 것으로 기대된다.
대한민국 등록특허 10-1734067 (등록일: 2017.05.02.) 대한민국 특허출원 10-2015-0157248 (공개일: 2017.05.19.) 대한민국 특허출원 10-2015-0157450 (공개일: 2017.05.19)
Park HP, et al., 2016. J Korean Soc Food Sci Nitr 45: 1170-1176.
이에, 본 발명은 압출성형 인조육을 이용한 발효물의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 발효물을 제공하고자 한다. 본 발명에 의한 발효물은 된장과 유사한 풍미와 우수한 영양감, 그리고 고기와 유사한 조직감을 가지며 저장 안정성이 우수하다.
본 발명은 (a) 분리대두단백 및 물의 혼합물을 압출성형하여 인조육을 제조하는 단계; (b) 상기 압출성형 인조육을 멸균시키는 단계; 및 (c) 상기 멸균된 인조육에, 누룩(koji), 물 및 소금을 혼합하여 발효시키는 단계를 포함하는 압출성형 인조육 발효물의 제조 방법을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 단계 (a)에서 상기 혼합물은 글루텐, 갈색거저리 및 전지콩가루로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단계 (a)에서 상기 혼합물은 분리대두단백 40~80 중량부, 글루텐 20~60 중량부 및 물 30~60 중량부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단계 (a)에서 상기 혼합물은 분리대두단백 30~60 중량부, 글루텐 30~60 중량부, 갈색거저리 5~40 중량부 및 물 30~60 중량부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단계 (a)에서 상기 혼합물은 분리대두단백 20~60 중량부, 글루텐 10~50 중량부, 전지콩가루 10~50 중량부 및 물 30~60 중량부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단계 (d)의 누룩은 황국균(Asp. oryzae), 아스퍼길루스 소재(Asp. sojae), 바실루스 서브틸리스(B. subtilis), 바실루스 낫토(B. natto), 바실루스 브레비스(B. brevis), 바실루스 리체니포르미스(B. licheniformis), 사카로마이세스 로우시(S. rouxii) 및 라이조푸스 델레마르(Rh. delemar)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 균주를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제조 방법은 (a) 분리대두단백 45 중량부, 글루텐 40 중량부, 갈색거저리 15 중량부 및 물 45 중량부의 혼합물을, 사출구 온도 140℃, 원료투입량 100g/분, 스크루 회전속도 250 rpm의 조건으로 압출성형하여 인조육을 제조하는 단계; (b) 상기 압출성형된 인조육을 직경 2~5㎝의 크기로 절단하여, 130℃로 멸균하는 단계; (c) 상기 멸균된 인조육, 물, 누룩 및 소금을 중량 기준으로 40:30:25:5의 배합비로 혼합하여, 25~40 ℃에서 5~30 일간 발효시키는 단계; 및 (d) 상기 발효물을 -70℃에서 동결건조하거나 또는 50~80 ℃에서 8시간 동안 열풍건조하는 단계를 포함하며, 단계 (c)의 누룩은 황국균, 아스퍼길루스 소재, 바실루스 서브틸리스, 바실루스 낫토, 바실루스 브레비스, 바실루스 리체니포르미스, 사카로마이세스 로우시 및 라이조푸스 델레마르로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 균주를 포함하는 것을 특징으로 하는 할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 제조 방법에 의해 제조된 압출성형 인조육의 발효물을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 압출성형 인조육 발효물을 포함하는 식품 조성물을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 식품 조성물은 된장 대체용 식품, 액상 식품, 냉동 식품, 건조 블록 및 분말 식품 중 하나일 수 있다.
본 발명에 의한 압출성형 인조육의 발효물은 된장과 유사한 풍미와 우수한 영양감을 가지면서도, 저장 안정성이 우수하고, 고기와 유사한 식감을 즐길 수 있어, 추후 된장 대체 식품으로서 소비자에게 각광받을 것으로 기대된다.
도 1a는 본 발명에서 인조육의 압출성형에 사용된 스크루의 구조이며, 도 1b는 상기 압출성형시 사용된 사출구의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 압출성형 인조육을 5일간 발효시킨 결과를 나타낸 것이다. 실시예 1은 단지 분리대두단백만을 100 중량% 함유하며, 실시예 2는 분리대두단백 60 중량% 및 글루텐 40 중량%로 제조되었고, 실시예 3은 분리대두단백 45 중량%, 글루텐 40 중량% 및 갈색거저리 15 중량%로 제조되었고, 이들은 사출구 온도 140℃, 원료투입량 100g/분, 스크루 회전속도 250 rpm의 조건으로 압출성형되었다.
도 3는 본 발명에 의한 압출성형 인조육을 10일간 발효시킨 결과를 나타낸 것이다. 실시예 2 및 3의 배합비는 상기와 같고, 실시예 4는 분리대두단백 40 중량%, 글루텐 30 중량% 및 전지콩가루 30 중량%로 제조되었으며, 압출성형의 조건은 상기와 같다.
도 4는 본 발명에 의한 압출성형 인조육을 10일간 발효시킨 후 건조시킨 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 (a) 분리대두단백 및 물의 혼합물을 압출성형하여 인조육을 제조하는 단계; (b) 상기 압출성형 인조육을 멸균시키는 단계; 및 (c) 상기 멸균된 인조육에, 누룩(koji), 물 및 소금을 혼합하여 발효시키는 단계를 포함하는 압출성형 인조육 발효물의 제조 방법을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 단계 (a)는 상기 혼합물에 글루텐, 갈색거저리 및 전지콩가루로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단계 (a)에서 상기 혼합물은 분리대두단백 40~80 중량부, 글루텐 30~50 중량부 및 물 30~60 중량부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단계 (a)에서 상기 혼합물은 분리대두단백 30~60 중량부, 글루텐 30~60 중량부, 갈색거저리 5~40 중량부 및 물 30~60 중량부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단계 (a)에서 상기 혼합물은 분리대두단백 20~60 중량부, 글루텐 10~50 중량부, 전지콩가루 10~50 중량부 및 물 30~60 중량부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 단계 (a)에서 상기 압출성형은 사출구 온도 130~150 ℃, 바람직하게는 140℃, 원료투입량 50~300g/분, 바람직하게는 100g/분, 스크루 회전속도 150~400 rpm, 바람직하게는 250rpm의 조건으로 실시될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 반죽 혼합물의 중량 및 환경 등의 조건에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 단계 (b)에서 멸균 방법은 살균기, 또는 오토클레이브에서 121℃에서 1시간 처리될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 멸균에 앞서 압출성형된 인조육을 5mm~5cm의 크기로 절단하여 멸균 효율을 높일 수 있다. 멸균된 압출성형 인조육은 30~40℃로 냉각하여 발효에 사용한다.
일 실시예에서, 상기 단계 (c)의 누룩은 황국균, 아스퍼길루스 소재, 바실루스 서브틸리스, 바실루스 낫토, 바실루스 브레비스, 바실루스 리체니포르미스, 사카로마이세스 로우시 및 라이조푸스 델레마르로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 균주를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
누룩(koji)은 곡류에 아스퍼길루스 속의 곰팡이를 번식시킨 것으로, 곰팡이가 생산하는 아밀라아제(amylase) 및 프로테아제(protease) 등의 각종 효소를 이용하여 술, 된장, 감주 등을 제조하는데 사용된다. 본 발명에서는 시판용 누룩을 사용하였다.
일 실시예에서, 단계 (c)에서 상기 인조육, 누룩, 물 및 소금의 배합비는 중량을 기준으로 40:30:25:5일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 각 성분의 중량, 농도, 발효 온도 등의 조건에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 단계 (c)에서 15~50℃의 온도 및 10~50일의 기간 동안 발효될 수 있으나, 누룩, 인조육의 중량 및 기타의 조건에 따라 발효 조건이 달라질 수 있어서, 예를 들어, 단시간에 발효시키기 35℃에서 기준보다 높은 고농도의 누룩 종균으로 발효 숙성시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제조 방법은 (d) 상기 발효물을 건조시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 발효물의 건조는 80℃에서 8시간 열풍 건조하거나, 또는 -70℃에서 동결건조에 의해 실시될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 상기 제조 방법은 (a) 분리대두단백 45 중량부, 글루텐 40 중량부, 갈색거저리 15 중량부 및 물 45 중량부의 혼합물을, 사출구 온도 140℃, 원료투입량 100g/분, 스크루 회전속도 250 rpm의 조건으로 압출성형하여 인조육을 제조하는 단계; (b) 상기 압출성형된 인조육을 직경 2~5㎝의 크기로 절단하여, 130℃로 멸균하는 단계; (c) 상기 멸균된 인조육, 물, 누룩 및 소금을 중량 기준으로 40:30:25:5의 배합비로 혼합하여, 30℃에서 30일간 발효시키는 단계; 및 (d) 상기 발효물을 -70℃에서 동결건조하거나 또는 50~80 ℃에서 8시간 건조하는 단계를 포함하며, 단계 (c)의 누룩은 황국균, 아스퍼길루스 소재, 바실루스 서브틸리스, 바실루스 낫토, 바실루스 브레비스, 바실루스 리체니포르미스, 사카로마이세스 로우시 및 라이조푸스 델레마르로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 균주를 포함하는 것을 특징으로 하는 할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 제조 방법에 의해 제조된 압출성형 인조육의 발효물을 제공한다. 본 발명은 대두단백 등의 식물성 단백질 함량이 높은 압출성형 인조육을 개량된장과 유사한 조건으로 발효시킨 것으로, 기존의 된장과 유사한 우수한 풍미를 가지면서도 단백질 함량이 높고, 또한 섬유질이 있어 탄력있는 조직감을 가지므로, 조리시 따로 육류를 첨가하지 않아도 맛과 씹힘성이 우수하다. 따라서 본 발명의 발효물은 콩고기 된장이라고 부를 수도 있다.
본 발명은 또한 상기 압출성형 인조육 발효물을 포함하는 식품 조성물을 제공한다. 본 발명의 발효물은 다양한 형태로 가공될 수 있으며, 다른 식품에 첨가될 수도 있다. 본 발명의 발효물은 동물성 콜레스테롤이 포함되지 않아 성인병 감소에 도움을 주며, 다양한 연령대의 소비자는 물론, 체중 감량 중인 자 및 육류의 섭취를 제한하는 환자들에게도 유용한 식품이 될 것이다.
일 실시예에서, 상기 식품 조성물은 착색제, 방향제, 안정제, 교미제, 보존제 등 식품 분야에서 통상 허용가능한 식품 첨종 양념 및 부재료를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 식품 조성물에는 각와 양념류의 종류에 따라 지역과 선호도에 따라 맛이 달라질 수 있으므로, 이러한 사정을 고려하여 부재료로 우거지, 해산물, 미역, 김치, 버섯 등을 첨가하여 맛과 편의성 등이 개선시킬 수도 있다. 상기 부재료들은 각각 첨가되거나 조합하여 첨가될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 식품 조성물은 된장 대체용 식품, 액상 식품, 냉동 식품, 건조 블록 및 분말 식품 중 어느 하나일 수 있다.
이하에서 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하였다. 본 실시예는 본 발명을 예시할 뿐 그 청구범위를 제한하지 않는다.
<실시예>
<재료 및 방법>
재료
사용된 중국산 분리대두단백 (Dezhou Ruikang Food Co.)은 수분 함량 및 단백질함량이 각각 13.77±0.14% 및 85.44±0.49%였다. 글루텐(Roquette Freres)은 수분함량이 6.20%였다. 전지대두분은 콩을 구입하여 분쇄하여 사용하였다. 갈색거저리(M.G Natural)는 건조된 것을 구입하여 사용하였다.
압출성형공정
(1) 압출 성형기의 구조 및 조절
실험에 사용된 압출성형기는 실험용 동방향 쌍축 압출성형기 (THK31T, Incheon Machinery Co.)로 스크루 직경은 30mm, 길이와 직경의 비(L/D ratio)는 23:1이었고, 사출구는 원형으로 직경이 가로 10mm×세로 4.5mm인 것을 사용하였으며, 스크루 배열과 사출구 구조는 도 1에 제시되어 있다.
수분함량은 사전에 측정된 원료의 수분함량을 기준으로 하여 부가할 수분의 양을 원료 사입구에 펌프로 직접 물을 주입하여 조절하였다. 용융물의 온도는 배럴에 설치된 전열기와 냉각재킷에 냉각수를 순환시켜 배럴과 사출구온도를 조절하였다.
(2) 압출 성형 실시예의 배합비 및 공정 조건
압출성형될 실시예의 배합비 및 공정 조건은 표 1에 기재된 바와 같다. 구체적으로 실시예의 배합비는 (ⅰ) 100% 분리대두단백(실시예 1), (ⅱ) 60% 분리대두단백 및 40% 글루텐 첨가(실시예 2), (ⅲ) 45% 분리대두단백, 40% 글루텐, 15% 갈색거저리(실시예 3), (ⅳ) 40% 분리대두단백, 30% 밀글루텐, 30% 전지콩가루(실시예 4)와 같으며, 상기의 압출성형 공정변수는 수분함량 45%, 사출구 온도 140℃, 원료투입량 100g/분, 스크루 회전속도 250 rpm으로 고정하였다.
제조한 압출성형 시료들은 50℃에서 8시간 건조한 후, 물리적 특성을 분석하였다.
압출성형 인조육 원료의 배합비와 공정변수
실시예 인조육 원료의 배합비 공정변수
분리대두단백 글루텐 전지콩가루 갈색거저리
수분함량:45%
사출구 온도: 140℃
원료투입량:100 g/분
스크루 회전속도: 250 rpm
1 100 -
2 60 40
3 45 40 - 15
4 40 30 30 -
전통식 및 개량식 된장은 콩을 삶아서 발효시키므로 육류가 갖는 섬유상 조직이 없어, 조직감이 좋지 않다. 따라서, 육류와 유사한 섬유상 조직을 만들기 위해 상기 표 1과 같은 배합비와 조건으로 압출성형 공정을 실시하였다.
압출성형 인조육의 발효 방법
(1) 압출성형 인조육의 멸균
인조육 시료와 증류수를 살균기를 사용하여 멸균하였다.
(2) 입국
황국균(Asp. oryzae)가 대부분이고, 아스퍼길루스 소재(Asp. sojae), 바실루스 서브틸리스(B. subtilis), 바실루스 낫토(B. natto), 바실루스 브레비스(B. brevis), 바실루스 리체니포르미스(B. licheniformis), 사카로마이세스 로우시(S. rouxii), 라이조푸스 델레마르(Rh. delemar) 등이 포함되어 있는 시판용 누룩 (koji)을, 2배 중량의 증류수로 희석하여 사용하였다. 상기 멸균한 인조육에 3배 중량의 상기 누룩의 희석액을 종균으로 접종하고, 이때 상기 멸균한 인조육 시료의 5 중량%의 소금을 첨가하여 부패를 방지하였다.
(3) 발효 및 숙성
본 실험에서 발효물의 제조는 개량 된장과 유사한 발효 방법을 사용하는데, 물의 첨가량이 적으며, 단기간 숙성시키기 위해 소금의 함량을 멸균한 인조육 시료의 중량을 기준으로 5%만큼 첨가하였다. 본 실시예에서는 상기 발효물, 물 및 소금의 혼합물을 30℃에서 30일간 발효시켰다.
발효조성물의 건조
발효조성물은 80℃에서 8시간 열풍건조, 또는 -20℃에서 동결건조하여 물리적 특성을 측정하였다.
수분 흡수력의 측정
2cm로 자른 건량 기준의 압출성형물 3g에 증류수 60㎖ 첨가한 후 수조에서 80℃, 1시간 30분간 수침하고, 50 메쉬 체에서 15분간 물을 빼낸 후 무게를 3회 측정한 평균값을 하기의 수학식 1에 대입하여 수분 흡수력을 측정하였다.
Figure 112017077409795-pat00001
조직잔사지수(integrity index)의 측정
조직잔사지수 인조육 및 인조육 발효물의 조직형성 정도를 평가하기 위한 실험으로, 이하의 방법으로 측정하였다. 2cm로 자른 건물량 기준의 압출성형물 3g에 증류수 60㎖ 첨가 후 80℃의 수조에서 1시간 30분간 침지하여 복원시킨 후 121℃에서 15분간 가압 가열하여, 흐르는 물에 30초간 냉각시켰다. 냉각된 실시예에 증류수를 부어 100㎖로 정용하고 호모게나이저(homogenizer)로 9,500 rpm으로 1분간 균질화시킨 후 20 메쉬 체에 걸러내어 흐르는 물로 30초간 씻어낸 후 105℃에서 2시간 건조시킨 후 무게를 3회 측정하여, 하기의 수학식 2에 대입하여 평균값을 산출하였다.
Figure 112017077409795-pat00002
조직감의 측정
수화된 압출성형 인조육과 인조육 발효물의 조직감은 Sun Rheo-meter(Compac-100Ⅱ, Sun Sci. Co.)를 사용하여 10회 측정한 후 평균값을 산출하였다. 압출성형물을 프로브(probe)에 접촉하는 단면이 1cm×1cm가 되도록 성형한 후 90℃에서 2시간 수화하여 복원하여 측정하였다. 측정 조건은 탐침(프로브 앵글 타입, 65˚), 최대응력 2kg, 지지대 이동속도 100mm/분이였다. 측정치로 탄성력(Fs)과 응집력(Fc)을 Trinh 등이 제시된 방법을 이용하여 하기의 수학식 3 및 수학식 4로 계산하였고, 단면 절단력 (Fcs)을 하기의 수학식 5로 계산하였다.
Figure 112017077409795-pat00003
Fs: 탄성 (%)
D1: 첫 피크에서 최대 힘에 도달하는 시간 (s)
D2: 두번째 피크에서 최대 힘에 도달하는 시간 (s)
Figure 112017077409795-pat00004
Fc: 응집성 (%)
A1: 첫 피크에서 최대 힘에 도달하는 면적(J)
A2: 두번째 피크에서 최대 힘에 도달하는 면적(J)
Figure 112017077409795-pat00005
Fcs: 단면 절단력 (N/㎡)
Fm: 시료가 절단되는 최대 힘(N)
S: 시료의 단면적(㎡)
관능평가
전문 패널 요원 30명을 선정하여 관능검사의 방법 및 목적에 대하여 인지시킨 다음, 각 실시예의 평가 후에는 물로 입을 헹군 뒤 다른 실시예를 평가하도록 하였다. 관능검사는 각 실시예 외관, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도를 5점 척도로 평가하였다. 5점을 만점으로 하여, 5점은 가장 좋다로, 1점은 아주 좋지 않다로 평가하였다.
<결과>
외관 비교
발효시간에 따른 인조육 발효물의 외관 변화 및 발효취를 관찰하였다. 본 발명의 압출성형 인조육을 2일 동안 발효한 후부터 인조육 발효물의 색깔, 모양 등의 외관의 변화와 향이 발생하였으며, 발효 5일 후부터 색, 모양 등의 외관의 변화(도 2 참고)와 발효취가 크게 증가하였다.
갈색거저리가 15% 함유된 실시예 3의 경우, 모양과 색이 실시예 1, 2와 비교하여 빨리 변화하였으나, 이에 비해 전지콩가루가 30%가 함유된 실시예 4의 경우 변화가 크지 않았다.
실시예 3이 다른 실시예와 비교하여 외관 변화와 발효취 발생이 빠른 이유는, 갈색거저리 첨가에 따른 아미노산 조성 변화에 따른 것으로 판단되었다. 갈색거저리에는 글루탐산과 아스파르트산 함량이 콩단백질과 비교하여 많고, 콩단백질과 글루텐에 부족한 영양소가 갈색거저리에 포함되어 있기 때문에 발효 속도가 증가하는 것으로 판단된다. 특히 글루탐산은 맛에 큰 영향을 미치며 다른 정미 성분과 공존할 시에는 맛의 상승 작용을 나타내기도 한다는 보고가 있어 인조육 발효물의 풍미를 향상시키는 데 영향을 주는 것으로 생각된다.
실시예 4의 전지콩가루가 30% 함유된 압출성형 인조육을 발효시킨 경우, 외관은 실시예 2와 유사하지만(도 2 참고), 발효취의 경우 개량식 된장과 유사한 향을 감지할 수 있었다. 이는 개량된장과 마찬가지로, 실시예 4도 전지콩가루를 첨가한 압출성형 인조육을 발효시켰기 때문인 것으로 생각된다.
도 3은 압출성형 인조육의 실시예 2 내지 4를 10일 동안 발효시킨 인조육 발효물의 외관을 나타내고 있다. 실시예 1 내지 4에서 모두 우수한 발효취가 발생하였으나, 실시예 3 및 4는 인조육 입자가 서로 점착되어 응집되는 현상이 발생하였다.
실시예 2 내지 4는 암녹색을 띄며, 표면에 점질물이 생성을 확인할 수 있었다. 원료의 배합비와 발효조건, 균주 등을 조절함으로서 다양한 품질을 가진 인조육 발효물의 개발이 가능할 것으로 생각된다.
조직잔사지수 비교
조직잔사지수는 단백질이 섬유상 조직으로 유지되는 정도를 나타내는 지표로서 수분흡수, 121℃의 고온 고압가열, 균질기를 사용한 균질화의 과정을 거쳐 유지되는 섬유상의 조직을 측정한 것이다. 조직잔사지수가 높으면 질긴 육류, 낮으면 연한 육류의 질감을 가진다고 할 수 있다. 육류의 조직잔사지수는 고기의 종류와 부위에 따라 다르지만 통상 30~60%의 범위이나, 된장의 경우 육류와 같은 섬유상 조직이 없으므로 0%라고 할 수 있다. 본 발명의 4가지 실시예의 발효물은 10.8~ 49.1%의 조직잔사지수를 가져, 기존의 된장보다 탄력있는 조직감을 가질 것으로 기대되었다.
발효전 및 발효 후의 압출성형 인조육 시료의 조직잔사지수를 표 2에 나타내었다. 발효과정을 거치면서 단백질이 효소에 의해 가수분해되어 저분자화되므로, 발효 전에 비해 발효 후의 인조육 발효물의 조직잔사지수가 감소하였다.
조직잔사지수의 감소율을 보면, 인조육 제조시 원료에 글루텐을 첨가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 갈색거저리를 첨가한 실시예 3의 경우, 갈색거저리 첨가에 의해 발효과정에서 효모 등과 같은 미생물의 생육이 증가해 단백질의 가수분해가 증가하여 조직잔사지수 감소율이 30%로 높은 것으로 판단된다. 전지 콩가루가 30% 함유된 실시예 4의 경우, 콩가루에 함유된 지방 때문에 조직잔사지수의 감소율이 큰 것으로 생각된다. 그러나 실시예 3 및 4의 발효 인조육 발효물의 경우, 조직감은 다소 낮지만 전통 된장의 맛에 접근할 수 있고, 인조육 원료 배합비와 발효 조건을 최적화함으로서 조직잔사지수의 감소율을 낮출 수 있을 것이다.
압출성형 인조육과 압출성형 인조육 발효물의 조직잔사지수 비교
구분1 ) 조직잔사지수(%) 조직잔사지수의 감소율3)
발효 전의 압출성형 인조육 발효 후의 압출성형 인조육2 )
실시예 1 23.6 10.8 54
실시예 2 55.7 49.1 11
실시예 3 30.5 20.7 30
실시예 4 37.7 30.5 19
1) 실시예의 배합비와 압출성형공정변수는 표1 참조
2) 5일 발효시킨 인조육 발효물
3)조직잔사지수의 감소율(%) = (인조육 조직잔사지수 - 인조육 발효물 조직잔사지수)/인조육 조직잔사지수×100
조직감 비교
발효 전의 압출성형 인조육과 5일 발효한 인조육 발효물의 조직감을 비교하기 위해, 탄성, 응집성, 단면의 경도를 측정한 결과를 표 3에 나타내었다. 레오미터를 사용하여 기계적으로 측정한 조직감은 관능검사에 비해 객관적으로 측정할 수 있다. 각 실시예의 조직감은 압출성형 인조육은 80℃의 항온 수조에서 1시간 30분간 수침 후 50 메쉬 체에서 15분간 물을 빼낸 후 측정하였으며, 인조육 발효물은 발효조에서 실시예를 채취하여 측정하였다.
실시예 1 내지 4 모두, 5일 발효한 인조육 발효물이 발효 전의 인조육보다 탄성, 응집성, 단면 절단력이 낮았다. 글루텐이 40% 함유된 실시예 2에서 탄성과 응집성이 가장 높았으며, 갈색거저리가 15% 함유된 실시예 3에서 가장 낮은 값을 보였다. 조직감 지수와 조직잔사지수는 서로 비례하는 것으로 보였다. 이는 섬유상 조직의 형성 정도가 기계적 조직감에 영향을 미치는 것이라고 할 수 있다.
발효시 섬유상의 단백질 구조가 발효 효소에 의해 일부 분해되어 조직감이 감소하는 것으로 여겨지나, 감소된 값도 육류의 연한 부분의 범위에서 크게 벗어나지 않으므로 발효 후에도 육류와 유사한 조직을 유지하는 것으로 판단된다. 한편 된장의 경우, 탄성과 응집성은 거의 감지할 수 없으며, 단면 절단력 5.0 N/㎠도 이하의 낮은 값을 나타내어 푸석푸석한 식감을 갖는 것으로 나타났다.
발효 전의 압출성형 인조육과 5일간 발효한 압출성형 인조육 발효물의 조직감 비교

구분1) 		발효전 인조육/
5일간 발효 후의 인조육 발효물2) 		조직감 지표3 )
탄력성 (%) 응집성 (%) 단면 절단력 (N/㎠)
실시예 1 인조육 80.6 51.7 90.4
인조육 발효물 72.1 46.4 78.3
실시예 2 인조육 92.3 87.9 87.9
인조육 발효물 73.7 49.0 65.3
실시예 3 인조육 66.6 27.5 65.3
인조육 발효물 46.6 26.8 57.5
실시예 4 인조육 76.6 50.6 72.8
인조육 발효물 67.5 41.3 59.9
1) 시료의 배합비와 압출성형공정변수는 표 1 참조
2) 5일간 발효시킨 압출성형 인조육의 발효물
3) 10회 측정한 평균값
관능검사 결과
실시예 1 내지 4를 5일간 발효시킨 시료 및 시판되는 개량된장에 대해 맛, 향, 씹힘성(조직감)과 전체적인 선호도를 조사한 결과를 표 4에 나타내었다. 관능평가에서는 대조군인 개량식 된장보다 맛, 향, 조직감, 선호도가 높았다. 맛과 향에서는 대조군과 큰 차이는 없었지만 조직감에서는 고기의 식감이 있는 시료 1~4가 높은 값을 나타내어 차이가 큰 편이다. 전문 패널 30명을 선정하여 관능검사를 실시한 결과, 고기와 같은 씹힘성이 있는 인조육 발효물을 선호하는 것으로 나타났다.
향과 맛의 경우, 전지콩이 30% 함유된 인조육 발효물 실시예 4가 가장 선호되었으며, 조직감에서는 개량된장(대조군)에 비해 본 발명의 인조육 발효물들(실시예 1 내지 4)이 확실히 선호되었다. 전체적인 선호도에서도, 본 발명의 인조육 발효물들(실시예 1 내지 4)이 대조군보다 유의하게 높아서, 육류와 유사한 조직감이 된장 유사 식품의 품질 결정에 주된 요소라는 것을 알 수 있었다.
결론적으로 압출성형 공정변수와 분리대두단백, 글루텐, 전지콩가루 등의 주원료와 갈색거저리 이외에 기능성 물질이 함유된 부원료의 배합비와 균주, pH, 발효시간, 온도 등의 발효조건도 인조육 발효물의 품질에 중요하다. 특히 육류와 같은 조직감을 갖는 본 발명의 발효물을 찌개 등의 요리에 활용할 경우, 동물성 콜레스테롤 섭취를 낮출 수 있으므로 성인병의 예방에도 도움이 될 것이다.
압출성형 인조육 발효물의 관능검사 결과
구분1 ,2) 맛 향 조직감(씹힘성) 전체적인 기호도
실시예 1 4.2 4.1 4.3 4.2
실시예 2 4.4 4.3 4.5 4.3
실시예 3 4.5 4.4 4.3 4.5
실시예 4 4.6 4.5 4.5 4.4
개량된장(대조군) 4.5 4.4 3.4 3.9
1) 시료의 배합비와 압출성형공정변수는 표 1을 참조할 것.
2) 5일간 발효시킨 압출성형 인조육의 발효물
건조된 인조육 발효물의 된장 대체 식품으로서의 가능성 검토
(1) 인조육 발효물의 건조
저장안정성, 포장의 간편성, 조리의 간편성, 운송비의 절감 등을 위하여, 본 발명의 인조육 발효물들을 10일간 발효시킨 후, 80℃에서 8시간 건조하여 외관, 조직잔사지수, 수분흡수율을 분석하였다. 상기 건조된 인조육 발효물은 간편하게 물을 부어서 조리가 가능하여 인스턴트 인조육 발효물로 정의할 수도 있다.
도 4는 10일간 발효시킨 후 건조한 인조육 발효물의 실시예 2 내지 4의 외관을 나타낸다. 건조 과정에서 수분의 증발과 가열에 의해 갈변 반응이 일어나서, 건조되기 전의 담갈색에서 건조된 후 황갈색으로 바뀐 것을 알 수 있다. 건조된 후의 황갈색 발효물은 건조되기 전의 담갈색 조성물보다 소비자의 선호도는 좋을 것으로 생각된다.
건조된 인조육 발효물은 상온에서 유통될 수 있고, 운반 등이 용이한 장점을 가진다. 특히 건조 인조육 발효물이 들어 있는 포장용기에 물만 부어 먹을 수 있는 간편하고 편리한 인스턴트 된장 대체 식품으로서의 상품성도 가진다.
(2) 수분 흡수력 및 조직잔사지수
상기 인스턴트 인조육 발효물의 상품성을 알아보기 위해, 압출성형 원료 인조육과 건조 인조육 발효물의 수분흡수율을 비교하였고, 건조된 인조육 발효물의 조직잔사지수를 측정하여 표 5에 나타내었다.
수분흡수율의 경우, 건조된 인조육 발효물이 인조육 발효물의 원료인 압출성형 인조육에 비해 약간 낮았다. 건조 인조육 발효물의 수분흡수율 감소는 실시예 1 내지 4에서 1~3 g/g의 범위로 그 감소폭은 낮았다. 이는 발효 및 건조 과정에서, 기공 구조의 수축 등 구조의 변화가 일어나서 수분흡수율이 감소한 것으로 생각된다.
건조 인조육 발효물의 조직잔사지수는, 건조되기 전의 인조육 발효물(표 2 참고)에 비해 2~5% 감소하여, 건조 과정이 육류와 유사한 섬유상 구조에 크게 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있었다. 건조 인조육 발효물의 조지잔사지수를 건조되기 전의 인조육 발효물보다 높이기 위하여, 도 4에 나타난 바와 같은 건조 인조육 발효물 중의 작은 입자를 14~30 메쉬의 체로 쳐 제거할 수 있을 것이다.
압출성형 인조육과 건조된 압출성형 인조육 발효물의
수분흡수율 및 조직잔사지수

구분1 ) 		수분흡수율(g/g)
건조 압출성형 인조육 발효물의
조직잔사지수(%)

압출성형 인조육		 건조된 압출성형
인조육의 발효물2 )
실시예 1 3.8 3.7 9.4
실시예 2 2.3 2.0 45.7
실시예 3 3.0 2.8 18.8
실시예 4 2.8 2.5 28.5
1) 시료의 배합비와 압출성형공정변수는 표 1을 참조할 것.
2) 10일간 발효시켜 건조한 압출성형 인조육의 발효물
(3) 가수복원된 건조 압출성형 인조육 발효물
10일간 발효시킨 건조 인조육 발효물의 조직을 복원시키기 위하여, 상기 발효물에 80℃의 물을 부어 3분간 항온 수조에서 유지시킨 다음, 50 메쉬 체에 걸러 물을 따라내었다. 상기와 같이 가수 복원된 인조육 발효물의 조직감을 탄성, 응집성, 단면의 경도를 측정한 결과를 표 6에 나타내었다.
건조되기 전의 발효물의 조직감(표 3 참고)과 비교하여, 가수복원된 인조육 발효물은 모든 시료에서 탄력성과 응집성이 감소하였으나, 단면 경도는 증가하는 경향을 보였다. 가수복원성을 향상시키기 위하여 시료 3을 동결시켜 가수복원시킨 된장 인조육의 탄력성과 응집성은 각각 48.3%와 25.6%로 열풍 건조한 시료와 비교하여 약간 증가하였고, 단면 절단력은 53.2 N/㎠로 약간 감소하였다(표 6 참고). 열풍건조된 발효물보다 동결건조된 발효물이 가수복원되었을 때, 상기 표 3에 나타낸 실시예 3의 인조육 발효물의 조직감과 유사하였다. 따라서, 본 발명의 인조육 발효물은 열풍건조 대신 동결건조되는 경우, 제조비용은 높아지지만, 가수복원성과 조직감은 향상될 것이다.
가수 복원된 압출성형 인조육 발효물의 조직감
구분1 ,2) 건조방법 조직감 지표
탄력성 (%) 응집성 (%) 단면 절단력 (N/㎠)
실시예 1 열풍건조 64.2 39.4 82.9
실시예 2 열풍건조 62.3 34.1 64.8
실시예 3 열풍건조 41.5 21.2 63.5
동결건조 48.3 25.6 53.2
실시예 4 열풍건조 44.3 31.3 61.9
1) 시료의 배합비와 압출성형공정변수는 표 1을 참조할 것
2) 10일간 발효시켜 건조한 압출성형 인조육의 발효물
(4) 관능 검사
표 7은 10일간 발효시킨 후 열풍건조한 인조육 발효물에 대한 관능검사 결과를 보여준다. 실시예 1 내지 4에서 모두, 개량된장보다 맛, 향, 조직감 및 선호도가 높았다. 맛, 향에서는 대조군과 큰 차이는 없었지만, 조직감에서는 육류와 같은 식감을 갖는 실시예 1 내지 4가 대조군보다 확실히 선호되었다.
열풍 건조한 후 가수복원된 인조육 발효물은 선호도에서도 우수하였다. 따라서 열풍건조 또는 동결건조시킨 인조육 발효물은 단시간 내에 간편하게 물만 부어 먹을 수 있어 인스턴트 식품으로서 개발 가능할 것으로 판단된다.
가수복원된 압출성형 인조육 발효물의 관능검사 결과
구분1 ,2) 맛 향 조직감(씹힘성) 전체적인 기호도
실시예 1 4.0 3.9 4.1 4.1
실시예 2 4.1 4.0 4.3 4.2
실시예 3 4.5 4.4 4.3 4.3
실시예 4 4.4 4.5 4.2 4.4
개량된장(대조군) 4.5 4.4 3.4 3.9
1) 시료의 배합비와 압출성형공정변수는 표 1을 참조할 것
2) 10일간 발효시킨 가수복원된 건조 압출성형 인조육 발효물
상기의 결과들을 종합하면, 실시예 1 내지 4의 인조육의 발효물은 각각 특성에 차이가 있으나, 갈색 거저리가 함유된 실시예 3의 인조육의 발효물이 가장 선호되어 본 발명에서는 이를 건조 및 분말화하였다. 본 발명의 인조육의 발효물은 개량된장보다 관능적 특성이 우수하며, 특히 육류와 같은 섬유성 조직감을 가지므로 각종 방법으로 조리될 수 있고, 소비자의 선호도가 높을 것으로 기대된다. 또한 열풍 건조 또는 동결건조된 후 분말화하는 경우, 이에 물을 부어 가수 복원된 경우에도 품질에 차이가 없어, 인스턴트 인조육 발효물로 개발될 수 있을 것이다.
<제조예>
제조예 1: 본 발명의 압출성형 인조육의 발효조성물을 이용한 된장 대체용 즉석 식품
본 발명의 실시예 3에 의한 발효물 30 중량부, 고춧가루 0.8 중량부, 다진마늘 5 중량부, 청고추 8 중량부, 대파 10 중량부, 두부 38 중량부, 표고버섯 15 중량부, 양파 10 중량부, 멸치가루 3.2 중량부의 재료, 및 물 240 중량부의 재료를 사용하여 30분간 끓인 액상 조성물을 성형틀에 붓고 -70℃에서 동결건조시켜, 즉석 된장 대체 식품을 제조한 후, 상기 식품을 그대로 포장하거나, 또는 조분쇄하여 분말화하였다.
제조예 2: 부재료가 첨가된 본 발명의 된장 대체용 즉석 식품
된장국 또는 된장찌개는 부재료와 양념류의 종류에 따라, 그리고 소비자의 연령, 판매 지역 및 기호 등에 따라 맛이 달라질 수 있는 점을 고려하여, 다양한 부재료가 첨가된 즉석 건조 블록 또는 조분쇄 분말을 제조하였다. 부재료로 우거지, 해산물, 미역, 김치, 버섯 등을 첨가하여 제조할 수 있으며, 상기 부재료들은 각각 첨가되거나 조합하여 첨가될 수 있다.
예를 들어, 상기 부재료의 첨가 비율은 맛을 감하지 않는 범위 내에서 된장블록 100에 대해 미역 0.5~2.0 중량부, 김치 1.0~3.0 중량부, 우거지 0.5~1.5 중량부, 해산물 0.5~2 중량부로 하였고, 첨가 중량은 건조중량으로 하였다.

Claims (10)

  1. (a) 분리대두단백 45 중량부, 글루텐 40 중량부, 갈색거저리 15 중량부 및 물 45 중량부의 혼합물을, 사출구 온도 140℃, 원료투입량 100g/분, 스크루 회전속도 250 rpm의 조건으로 압출성형하여 인조육을 제조하는 단계;
    (b) 상기 압출성형 인조육을 직경 5mm~5㎝의 크기로 절단하고, 130℃로 멸균시키는 단계;
    (c) 상기 멸균된 인조육, 물, 누룩 및 소금을 중량 기준으로 40:30:25:5의 배합비로 혼합하여, 30℃에서 30일간 발효시키는 단계를 포함하며,
    단계 (c)의 누룩은 곡류에 아스퍼길루스 속의 곰팡이를 번식시킨 것으로서, 황국균, 아스퍼길루스 소재, 바실루스 서브틸리스, 바실루스 낫토, 바실루스 브레비스, 바실루스 리체니포르미스, 사카로마이세스 로우시 및 라이조푸스 델레마르로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 균주를 포함하며,
    상기 발효물을 -70℃에서 동결건조하거나 또는 50~80 ℃에서 8시간 동안 열풍건조하는 것을 특징으로 하는, 압출성형 인조육 발효물의 제조 방법.
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  8. 제1항에 의해 제조된 압출성형 인조육 발효물.
  9. 제8항의 압출성형 인조육 발효물을 포함하는 식품 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 된장 대체용 식품, 액상 식품, 냉동 식품, 건조 블록 및 분말 식품 중 하나인 것을 특징으로 하는 식품 조성물.
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