KR101976503B1

KR101976503B1 - 마의 잎을 포함하는 알코올 발효 촉진용 배지 조성물 및 이를 이용한 마잎 발효주

Info

Publication number: KR101976503B1
Application number: KR1020160121776A
Authority: KR
Inventors: 손호용; 권용경
Original assignee: 안동대학교 산학협력단
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2019-05-10
Also published as: KR20180032753A

Abstract

본 발명은 마(yam)의 잎을 포함하는 알코올 발효 촉진용 배지 조성물, 상기 배지 조성물을 알코올 발효에 사용하는 알코올 발효 촉진 방법, 상기 배지 조성물에 효모를 접종한 후 알코올 발효시켜 제조되는 마잎(yam leaf) 발효주 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 효모의 알코올 발효시 효모 생육 촉진 및 발효 촉진 활성을 나타내는 마잎은, 발효 배지에 일정량의 마잎을 첨가하여 발효시키는 경우 발효 속도의 폭발적인 증가와 함께 최종 발효 수율을 증대시키며 발효액 내의 당을 효율적으로 알코올로 발효시키는 효과가 강력하며, 이러한 마잎 첨가 발효법은 알코올의 효율적 발효로 인한 경제성 증대 및 발효 폐액 처리의 환경적 부담 감소를 기대할 수 있다. 또한, 마잎은 재배 기간 중 지속적으로 수확할 수 있으며, 특별한 용도 없이 폐기되는 자원이므로, 효모 생육 인자 및 발효 촉진 인자로 사용되고 있는 효모 추출물(상품명: Yeast extract)에 비해 매우 경제성이 뛰어나며, 본 발명의 마잎 첨가 발효법은 발효 공정 및 제품 제조상에 부가적인 부담을 발생시키지 않는다. 또한, 마잎 첨가에 의해 발효된 마잎 발효주는 목넘김과 관능성이 우수하며, 특유의 알싸한 맛으로 기호성이 증대되어 발효 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

마의 잎을 포함하는 알코올 발효 촉진용 배지 조성물 및 이를 이용한 마잎 발효주{MEDIUM COMPOSITION FOR ENHANCING ALCOHOL FERMENTATION COMPRISING LEAF OF YAM AND ALCOHOLIC BEVERAGE USING THE SAME}

본 발명은 마(yam)의 잎을 포함하는 알코올 발효 촉진용 배지 조성물, 상기 배지 조성물을 알코올 발효에 사용하는 알코올 발효 촉진 방법, 상기 배지 조성물에 효모를 접종한 후 알코올 발효시켜 제조되는 마잎(yam leaf) 발효주 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

효모는 최종 전자수용체가 산소가 아닌 유기물을 이용하면서, 산소가 존재하지 않는 조건에서 당류를 발효시켜 최종적으로 알코올을 생산할 수 있는 진핵 미생물이다. 인류에게 효모는 주류 발효 미생물 또는 제빵 발효 미생물로서 잘 알려져 있으며, 고단백, 고지방의 식품원으로 이용되기도 하고, 아미노산, 비타민, 미네랄 공급원으로 이용되고 있다. 통상 알코올 발효 과정 중에 효모는 고농도의 당에 의한 삼투압 스트레스와 스스로가 만들어 놓은 알코올에 의한 알코올 스트레스를 동시에 받게 된다. 따라서, 영양조건이 양호한 경우에도 13% 이상의 고농도 알코올 발효는 용이하지 않다.

한편, 주류 발효 효모의 경우 고분자 다당류 분해 활성이 거의 없어, 효모 발효를 위해서는 고가의 당류를 제공하거나 전분을 효소 처리하여 당류를 공급하여야 한다. 또한, 다양한 비타민, 미네랄을 공급하여 효모 내의 효소 시스템(해당 경로 효소 및 Alcohol dehydrogenase, acetaldehyde dehydrogenase)을 활성화시켜야 하며, 일반적으로 고가의 효모 추출물(Yeast extract), 맥아 추출물(Malt extract), 비프 추출물(Beef extract), 옥수수 전분 폐액(corn steep liquor) 등을 첨가하여 다양한 비타민과 미네랄 등의 생육 인자와 발효 촉진 인자들을 공급하게 된다.

인간에게 무해한 것으로 알려진 효모로서, 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)와 한국 전통식품에 일반적으로 발견되는 이사첸키아 오리엔탈리스(Issatchenkia orientalis)는 GRAS(Generally Recognized As Safe)가 있으며, 이들 효모는 다양한 주류 및 발효 식품 제조에 사용되고 있다. 이러한 효모들의 발효 속도가 낮은 경우, 발효조 유지 및 운전 비용이 증가되어 경제성이 낮아지게 되고, 세균 오염 가능성이 증가되며, 또한, 최종 발효 수율이 낮은 경우 고가의 당의 낭비는 물론 잔당이 남아 발효 폐액 처리에 많은 환경적 부담을 안게 된다. 따라서, 효모 발효시 발효 속도 증가와 최종 발효 수율의 증대는 발효 산업에서 매우 중요하게 고려되고 있다.

한편, '마(yam)'는 백합목 마과의 덩굴성 여러해살이풀로 높이는 1m 정도이며, 그 지상부는 덩굴이며, 지하부 뿌리는 약용 및 식용으로 사용된다. 전 세계적으로 마는 장마(Dioscorea batatas), 단마(Dioscorea opposita), 환마, 둥근마, 산마, 부채마, 단풍마 등 600 여종이 알려져 있으며, 그 중 10 여종이 식용 및 약용으로 사용되어 왔다. 마의 원산지는 중국이며, 한국, 중국, 타이완, 일본 등지의 산지에서 자생하며, 국내에서는 식약청이 식품 원료로 지정한 한약제로, 마의 뿌리를 건조시켜 말린 것을 한방에서는 '산약' 또는 '서예'라고 부르며, 당뇨, 설사, 대하증 등에 이용된다. 마의 성분으로는 수분 74~76%, 전분 15~20%, 단백질 1~1.5%, 총지질 ~1%, 회분 ~1.25%, 총질소 ~0.4%이며, 점질 다당류(acetylated glucomannan), 비타민, 미네랄, 기타 다양한 생리 활성 물질 등을 포함하고 있으며, 보고된 약용 성분으로는 Amylose, Choline, Saponin, Mucin, Araginine, Yonogenin, Kryptogenin, Diosgenin 등이 있다.

현재까지 마를 이용한 발효의 경우, 마 자체를 발효 원료로 하여 유산균을 접종시켜 만든 발효액(고록, 2014. 서울대학교 석사논문; 송봉준, 2011. 원광대학교 박사논문; 임성원 외, 2011. 약학회지 55: 404-410; 현미선 외 2011, J. Appl. Biol. Chem. 54: 51-55)이 가장 일반적이며, 최근에는 Monascus sp. 또는 Aspergillus sp.의 곰팡이를 마에 접종하여 제조하는 고체 발효마(전춘표 외, 2012, Korean Journal of Microbiology. 48: 29-36; 전춘표, 2014. Korean Journal of Microbiology 50: 46-52; 이준걸 2014. Korean Journal of Microbiology 50: 53-59)가 보고되어 있다. 또한, 마를 장수상황버섯으로 고체 발효시켜 기능성과 관능성을 강화하려는 연구(손호용 외, 2010, Journal of Life Science 20: 1268~1275)도 보고 되어 있다. 이러한 마 발효 산물은 대식 세포 활성화 효능, 항비만 효능, GABA 생성 증대, 항산화 활성 증대 효과 및 배변 촉진 활성이 있음이 확인되어 있다.

발효 마와 관련된 특허로는, 대한민국 등록특허 제10-1534387호에 "발효 산약 분말을 첨가한 항산화, 항고혈압 활성을 나타내는 GABA 고함유 기능성 요구르트 및 이의 제조방법", 등록특허 제10-1405827호에 "아토피 예방을 위한 발효추출물 및 이를 이용한 화장료 조성물", 등록특허 제10-1377405호에 "장 기능 및 변비 개선 효과를 나타내는 유산균을 이용한 산약 발효물의 제조방법", 등록특허 제10-1284187호에 "유산균 발효를 이용한 항염 효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법"이 알려져 있고, 등록특허 제10-1280852호에 "마(산약) 발효물 및 이의 제조 방법", 등록특허 제10-1234855호에 "산약을 이용한 식품 조성물 및 이의 제조 방법", 등록특허 제10-0716123호에 "마 또는 산약의 유산 발효액을 함유하는 변비 및 비만의 예방 및 개선용 식품 조성물", 등록특허 제10-1145426호에 "혈류 개선용 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 건강기능식품"이 개시되어 있다.

또한, 누룩, 현미, 마를 혼합하여 발효시켜 제조하는 마 발효주와 관련된 특허로는 등록특허 제10-1317218호에 "한약재를 이용한 발효주의 제조방법"이 알려져 있고, 등록특허 제10-0990669호에 "산약 발효주 및 그의 제조방법", 등록특허 제10-0586801호에 "산마를 이용한 탁주의 제조방법", 등록특허 제10-0254594호에 "산약(마)를 이용한 약주의 제조방법"이 개시되어 있다. 상기의 모든 발효주의 경우 마를 포함하는 한약재를 열수 추출하여 추출물을 조제하고 이를 누룩과 전 처리된 찹쌀에 첨가하여 발효하는 것을 특징으로 하고 있으며, 마를 발효 주재료로 이용하고 있다.

위에서 상술된 마와 관련된 것으로서, 마의 잎은 수분 73~78%, 단백질 3~3.5%, 조지질 1~1.9%, 회분 10.1~12.7%로 마의 지하부보다 높은 단백질 및 회분 함량을 나타내고 있으나, 현재까지 관련 연구나 산업상 특이한 용도는 없는 실정이다.

KR

10-0586801

B

KR

10-0990669

B

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 효모의 알코올 발효시 발효 속도를 획기적으로 증대시키며, 발효 수율을 증대시켜 배지 내의 당을 효율적으로 모두 사용할 수 있게 하며, 최종 발효 알코올 농도를 증대시키는 마의 잎이 첨가된 알코올 발효 배지 조성물, 이를 이용한 알코올 발효 방법 및 이에 의해 제조된 마의 잎이 첨가된 발효주와 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 마(yam)의 잎을 포함하는 알코올 발효 촉진용 배지 조성물을 제공한다.

상기 마는 둥근대마(Dioscorea alata)인 것이 바람직하다.

상기 마의 잎은 건조 분말 형태인 것이 바람직하다.

상기 건조 분말은 상기 배지 조성물 중 1.0~2.0중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 알코올 발효 촉진용 배지 조성물을 알코올 발효 배지로서 사용하는 알코올 발효 촉진 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 알코올 발효 촉진용 배지 조성물에 효모를 접종하여 발효시키는 마잎(yam leaf) 발효주의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조 방법에 의하여 제조되는 마잎(yam leaf) 발효주를 제공한다.

본 발명의 효모의 알코올 발효시 효모 생육 촉진 및 발효 촉진 활성을 나타내는 마잎은, 발효 배지에 일정량의 마잎을 첨가하여 발효시키는 경우 발효 속도의 폭발적인 증가와 함께 최종 발효 수율을 증대시키며 발효액 내의 당을 효율적으로 알코올로 발효시키는 효과가 강력하며, 이러한 마잎 첨가 발효법은 알코올의 효율적 발효로 인한 경제성 증대 및 발효 폐액 처리의 환경적 부담 감소를 기대할 수 있다. 또한, 마잎은 재배 기간 중 지속적으로 수확할 수 있으며, 특별한 용도 없이 폐기되는 자원이므로, 효모 생육 인자 및 발효 촉진 인자로 사용되고 있는 효모 추출물(상품명: Yeast extract)에 비해 매우 경제성이 뛰어나며, 본 발명의 마잎 첨가 발효법은 발효 공정 및 제품 제조상에 부가적인 부담을 발생시키지 않는다. 또한, 마잎 첨가에 의해 발효된 마잎 발효주는 목넘김과 관능성이 우수하며, 특유의 알싸한 맛으로 기호성이 증대되어 발효 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에서 사용된 다양한 마의 생잎을 나타낸 것이다. 좌측으로부터 단마 잎, 둥근마 잎 및 둥근대마 잎을 각각 보여주며, 스케일로 사용된 자는 30cm 길이이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 사용된 다양한 마의 건조 잎 등을 나타낸 것이다. 좌측으로부터 단마 잎, 둥근마 잎, 둥근대마 잎 및 호두나무 잎을 각각 보여준다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 발명자들은 마에 포함된 디오스게닌(diosgenin) 등의 유용 스테로이드성 사포닌을 포함하는 마 발효주를 개발하는 과정에서, 마의 잎이 가진 유용 아미노산, 비타민, 미네랄을 이용한 알코올 발효 촉진제를 개발하고자 다양한 마잎의 건조 분말을 제조하고, 이를 발효 배지에 첨가하여 효모 생육 촉진 및 발효 촉진 활성을 평가한 결과, 일정량의 마잎 첨가가 알코올 발효에 있어 획기적인 발효 촉진 및 발효 수율 증대 효과를 나타냄을 확인하였다. 이러한 효과는 특정 효모 균주에 국한되지 않고 다양한 효모 균주에 동일하게 나타났다. 마잎의 효모 생육 촉진 및 발효 촉진 활성은 사용되는 마잎의 종류에 따라 차이가 있었으며, 둥근대마 잎이 가장 우수한 효과를 나타내었다. 둥근대마 잎의 최적 첨가농도는 1.0~2,0%이며, 발효 초기에는 소엽(크기 5cm 이하)이 중엽(크기 5~10cm) 및 대엽(크기 10cm 이상)보다 발효 촉진능이 우수하였으나, 6일 이후에는 거의 동일하여, 둥근대마 잎 의 크기에 관계 없이 효모 생육 촉진 및 발효 촉진제로 사용 가능함을 확인하였다.

한편, 마잎 이외의 미네랄, 비타민, 유용 물질 함량이 높다고 알려진 호두나무잎(대한민국 등록특허 10-0389243호; 장석준 외, 한웅곤지 50: 253-256)의 분말을 첨가하여, 알코올 발효시 효모 생육 촉진 및 발효 촉진 활성이 나타나는지를 평가하였으며, 그 결과 둥근대마 잎 > 둥근마 잎 > 호두나무 잎 > 단마 잎의 순으로 알코올 발효 촉진 활성이 나타났다.

따라서, 본 발명은 마의 잎을 포함하는 알코올 발효 촉진용 배지 조성물을 제공한다.

상기 마는 장마, 단마, 환마, 둥근마, 산마, 부채마, 단풍마, 둥근대마 등일 수 있으며, 바람직하게는 둥근대마이다.

상기 마의 잎은 건조되어 분말상으로 제조되는 것이 바람직하며, 건조 분말은 상기 배지 조성물 중 1.0~2.0중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 배지 조성물에는 상기 마잎 성분 이외에도 탄소원, 질소원, 각종 미네랄, 비타민 및 미량원소가 포함될 수 있다. 바람직한 구체예로서, 탄소원으로서 포도당이 사용될 수 있고, 질소원, 미네랄, 비타민 및 미량 원소로서 효모 추출물을 사용할 수 있다. 포도당은 배지 중 15~20중량%일 수 있고, 효모 추출물은 배지 중 0.1~0.2중량%일 수 있다.

본 발명의 발명자들은 상기 설명된 알코올 발효 촉진용 배지 조성물을 이용하는 경우 효모 생육 촉진, 알코올 발효 수율 향상 등의 알코올 발효 촉진 효과를 확인하였다.

따라서, 본 발명은 상기 기재된 알코올 발효 촉진용 배지 조성물을 알코올 발효 배지로서 사용하는 알코올 발효 촉진 방법을 제공한다.

본 발명의 알코올 발효 촉진 방법은, 상기 설명된 본 발명의 마의 잎을 포함하는 알코올 발효 촉진용 배지 조성물을 사용하는 것을 제외하고는, 통상의 알코올 발효 방법을 그대로 사용할 수 있다. 바람직한 구체예로서, 본 발명의 알코올 발효 촉진용 배지 조성물을 121℃에서 10분 동안 고압 멸균한 후 방냉하고, 여기에 발효 균주로서 상업적으로 이용 가능한 효모를 전배양하여 일정량 접종하고, 30℃에서 100~350시간 동안 발효할 수 있다. 상기 전배양은 YPD 액체배지(효모 추출물 0.5중량%, 폴리펩톤 0.5중량%, 포도당 1중량%)에서 12시간 동안 수행할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 알코올 발효 균주는 상업적으로 이용 가능한 효모일 수 있다. 상기 효모는, 예를 들어, 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae) 또는 이사첸키아 오리엔탈리스(Issatchenkia orientalis)일 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서는, 상기 설명된 바와 같이, 알코올 발효 촉진용 배지 조성물의 성분으로서 마잎을 사용함으로써 알코올 발효를 촉진시키는 효과를 얻을 수 있으며, 여기에 추가하여, 마잎을 발효 기질로 이용함으로써 관능성이 우수한 마잎 발효주를 제조할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 기재된 배지 조성물에 효모를 접종하여 발효시키는 마잎 발효주의 제조 방법 및 상기 마잎 발효주의 제조 방법으로 제조되는 마잎 발효주를 제공한다.

본 발명의 마잎 발효주의 제조 방법은 상기 설명된 바와 같은 알코올 발효 방법에 따라 수행될 수 있으며, 상기 발효 방법에 의하여 발효주의 제조 효율이 향상될 뿐만 아니라, 관능성 측면에서 특유의 알싸한 맛을 나타내게 되며 목넘김이 우수한 특징을 나타낸다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 구체예일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1: 효모 알코올 발효 속도 및 발효 수율에 미치는 마잎의 효과 분석

마잎(yam leaf)이 효모 알코올 발효에 미치는 영향을 확인하기 위해, 발효용 기본 배지(20% 포도당, 0.2% 효모추출물)에 둥근대마, 둥근마, 단마의 잎을 각각 105℃에서 항량, 열풍 건조한 후, 이를 50~80메쉬로 분쇄하여 마잎 분말을 조제하였다. 대조구로는 미네랄 및 비타민 함량이 높다고 알려진 호두나무 잎을 채취하여 동일하게 분말로 조제하여 사용하였으며, 본 발명의 발명자에 의하여 기존에 강력한 효모 알코올 발효 촉진 활성이 검증된 마 분말을 안동 북후농협(안동, 한국)으로부터 구입하여 사용하였다. 마잎 및 호두나무잎은 경북 안동의 동일한 마 재배밭에서 8월 초순 채취하였다. 채취한 다양한 마잎을 도 1에 나타내었으며, 건조 후의 잎은 도 2에 나타내었다. 이후, 조제된 다양한 마잎 분말 및 호두나무잎 분말 1%를 발효용 기본 배지에 각각 첨가하고, 121℃에서 10분간 고압 멸균한 후 방냉하고, 상업용 알코올 발효 효모 S. cerevisiae IFO-0233를 2% 접종하여 발효를 시작하였다. 접종용 S. cerevisiae IFO-0233는 YPD 액체배지(효모 추출물 0.5%, 폴리펩톤 0.5%, 포도당 1%)에서 12시간 전 배양한 신선 종균을 사용하였다. 포도당은 규원 함수결정포도당[(주)삼양제넥스, 한국]을, 효모 추출물과 폴리펩톤은 디프코사(Difco Co., USA) 제품을 사용하였다. 발효는 30℃에서 120시간 진행하였으며, 경시적으로 알코올 농도를 측정하여 발효 속도 및 발효율을 계산하였다. 알코올 농도는 발효관이 장착된 발효 용기의 무게 감소를 측정하여 계산하였으며, 최종적으로는 발효액을 증류하여 알코올 농도를 주정계로 측정하고, 온도를 보정하여 %(v/w)로 나타내었다. 최종 발효액의 산도는 초산을 표준품으로 하여 정량하였다. 발효 결과는 표 1 및 표 2에 나타내었다.

[표 1] 4일 발효시 S. cerevisiae IFO-0233의 알코올 발효율 및 발효 속도에 미치는 다양한 마의 건조 잎 분말 첨가 효과

[표 2] 6일 발효시 S. cerevisiae IFO-0233의 알코올 발효율 및 발효 속도에 미치는 다양한 마의 건조 잎 분말 첨가 효과

표 1에 나타낸 바와 같이, 기본 배지에 효모를 접종하여 4일 발효시킨 결과, 생산된 알코올 농도는 6.80%이었으며, 산도는 0.21%를 나타내었다. 이 경우 발효율은 52.9%로 많은 잔당이 남아 있으므로 알코올 발효를 효율적으로 진행하기 위해서는 발효 기간의 연장이 필요하였다. 실제 6일 발효시에는 알코올 농도 9.23%, 산도는 0.26%를 나타내었으며, 발효율은 71.8%로 증가되었다. 마 지하부 분말을 첨가하여 4일 발효한 경우, 생산된 알코올 농도는 9.37%, 산도는 0.33%, 발효율 72.9%를 나타내었으며, 6일 발효시에는 알코올 농도는 10.37%, 산도는 0.38%, 발효율 80.7%를 나타내어 이전 본 발명자들이 밝힌 바 있는 마 지하부 분말의 우수한 발효 촉진 효과를 확인하였다.

한편, 마잎 분말을 첨가하여 4일 발효한 경우, 알코올 농도는 7.34~8,87%, 산도는 0.29~0.38%를 나타내어 발효 촉진 효과를 확인하였으며, 6일 발효시 알코올 농도는 9.59~10.52%, 산도는 0.37~0.43%를 나타내어 무첨가구에 비해 3~10%의 발효증가를 나타내었다. 특히, 둥근대마 잎 분말 1% 첨가의 경우, 6일 발효시 알코올 농도 10.52%, 산도 0.37%, 발효율 81.9%를 나타내어 가장 우수한 효과를 확인하였다. 잎 대조구로 사용된 호두나무 잎은 6일 발효시 알코올 농도 9.80%, 산도 0.41%, 발효율 76.3%를 나타내어 무첨가구보다는 우수한 발효 촉진 효과를 나타내었으나, 둥근대마에 비해서는 5.6% 낮은 발효율을 보였다. 이상의 결과는, 마 지하부 분말이 kg당 2~5만원으로 매우 고가이며 마잎의 경우는 폐기되고 있음을 고려한다면, 마잎, 특히, 둥근대마 잎은 알코올 발효 촉진제로 사용 가능함을 제시하고 있다.

실시예 2: 둥근대마 잎의 크기에 따른 알코올 발효율 및 발효 속도에 미치는 영향

둥근대마 잎은 단마 및 둥근마에 비해 크기가 크며, 뾰족한 모양을 가진다(도 1). 잎의 크기에 따라 식감, 표면 특성 및 성분의 차이가 있었으며, 소엽의 경우 중엽과 대엽보다 수분, 단백질, 지질, 회분 함량이 높게 나타났으며, 조탄수화물의 함량은 낮은 특성을 나타내었다(표 3).

[표 3] 둥근대마 잎 분말의 크기에 따른 성분 변화

조제된 둥근대마 소엽, 중엽, 대엽 분말을 기본 배지에 각각 1% 첨가하고, 경시적으로 발효율 및 발효 속도를 측정한 결과는 표 4 및 표 5에 나타내었다. 먼저 4일 발효시킨 결과, 소엽 분말 첨가는 74.6%의 발효율을 나타내었으며, 이는 중엽 및 대엽 첨가보다 각각 2.2% 및 5.6% 증가된 발효율이었다. 그러나, 6일 발효시에는 무첨가구가 71.8%의 발효율을 보인 반면, 소엽 분말 첨가가 82.5%, 중엽 분말 첨가가 82.1%, 대엽 분말 첨가가 81.9%를 나타내어 둥근대마 잎의 크기와 관계 없이 거의 유사한 발효 촉진 효과를 나타내었다. 특히, 소엽보다 대엽이 회수하기 용이하며 대량으로 채취 가능함을 고려한다면, 향후 사용은 대엽을 이용하는 것이 바람직하다고 판단된다. 따라서, 이후 실험은 둥근대마 잎을 구분하지 않고 건조 및 분말화하여 사용하였다.

[표 4] 4일 발효시 S. cerevisiae IFO-0233의 알코올 발효율 및 발효 속도에 미치는 둥근 대마 잎 크기에 따른 건조 분말의 첨가효과

[표 5] 6일 발효시 S. cerevisiae IFO-0233의 알코올 발효율 및 발효속도에 미치는 둥근 대마 잎 크기에 따른 건조분말의 첨가효과

또한, 6일 발효주의 색차 분석 결과, 둥근대마 소엽, 중엽 및 대엽 첨가시 77.19~77.44를 나타내어 잎 크기에 따른 색차는 나타나지 않았다(표 6). 그러나, 둥근대마 잎 첨가 발효주는 단마 잎 첨가, 호두나무 잎 첨가 및 마 분말 첨가 발효주와는 색차가 나타났으며, 단마 잎 첨가 발효주는 적색도에서, 마 분말 발효주는 명도에서 큰 차이가 나타났다.

[표 6] 다양한 마 잎 분말, 마 지하부 분말, 호두나무 잎 분말 첨가 후 S. cerevisiae IFO-0233로 6일간 발효시킨 발효주의 색차 분석

실시예 3: 둥근대마 잎 분말 첨가 농도에 따른 알코올 발효율 및 발효 속도 증가 영향

알코올 발효를 촉진시키는 둥근대마 잎 첨가 효과의 최적 조건을 확인하기 위해, 기본 배지에 다양한 농도의 둥근대마 잎 분말(0.5, 1.0, 1.5, 및 2.0%)을 첨가한 후, 실시예 1과 동일하게 발효를 진행하였으며, 4일 및 6일 동안 발효한 결과를 표 7 및 표 8에 나타내었다.

[표 7] 4일 발효시 S. cerevisiae IFO-0233의 알코올 발효율 및 발효 속도에 미치는 둥근대마 잎의 건조 분말의 농도별 첨가 효과

[표 8] 6일 발효시 S. cerevisiae IFO-0233의 알코올 발효율 및 발효 속도에 미치는 둥근대마 잎의 건조 분말의 농도별 첨가 효과

표 7에 나타낸 바와 같이, 둥근대마 잎 분말 첨가는 4일 발효시 무첨가구에 비해 농도 의존적으로 알코올 생성, 최종 발효율, 발효 속도의 증가를 나타내었다. 2% 분말 첨가시 알코올 농도는 9.37%, 최종 발효율은 73%를 나타내어 무첨가구에 비해 21.8% 증가, 0.5% 잎 분말 첨가에 비해 9%의 발효율 증가를 보였다. 그러나, 표 8에 나타낸 바와 같이, 6일 발효시에는 둥근대마 잎 분말 첨가 농도에 따른 발효율 증대 효과가 상대적으로 감소하였으며, 1~2% 분말 첨가시 80.4~83%의 유사한 발효율을 나타내었다. 또한, 최종 산도에 있어, 2% 분말 첨가의 경우 0.57%를 나타내어 신맛이 강하게 나타나 관능성이 감소되었으며, 마잎 분말 첨가 농도가 증가될수록 쓴맛도 증가되었다. 따라서, 발효율 및 발효속도 증대를 위해서는 둥근대마 잎 분말을 1.0~2.0%로 첨가하는 것이 바람직하며, 발효율과 관능성 증대를 위해서는 1.0~1.5% 첨가가 최적임을 확인하였다.

실시예 4: 다양한 발효 균주에서 둥근대마 잎 분말 첨가에 따른 알코올 발효율 및 발효 속도 증가 효과

둥근대마 잎의 알코올 발효 촉진 효과가 다양한 효모균에 공통적으로 나타나는지를 확인하기 위해 둥근대마 잎 분말 1%를 첨가한 발효 기본 배지에 각각 다양한 상업용 발효 효모를 2% 접종하여 4일간 발효하였다. 그 결과는 표 9 및 표 10에 나타내었다.

[표 9] 4일 발효 동안 둥근 대마 잎 분말 첨가가 다양한 효모의 알코올 발효 및 최종 발효수율의 증가에 미치는 영향

[표 10] 4일 발효 동안 둥근 대마 잎 분말 첨가가 다양한 효모의 알코올 발효 시 최종 pH 및 산도에 미치는 영향

표 9에 나타낸 바와 같이, 1% 둥근대마 잎 분말은 사용한 효모 균주들에 공통적으로 발효 촉진 효과를 나타내었다. S. cerevisiae KCCM 12233 균주에서는 무첨가구에 비해 1.33배의 최종 알코올 생산량 증대를 나타내었으며, S. cerevisiae IFO S-07에서 1.66배 증대, S. cerevisiae KCCM 50549에서 1.77배 증대 효과를 나타내었다. 또한, Issatchenkia orientalis MS-1(Issatchenkia orientalis KCTC 12141BP, 대한민국 등록특허 제10-1422248호 이사첸키아 오리엔탈리스 ＭＳ-１및 그 용도)에서의 알코올 생성은 2.66배 증가됨을 확인하였다. 가장 높은 알코올 발효 증가는 S. cerevisiae KCCM 50549 및 S-07에서 나타났으나, 제조된 마 첨가 발효주의 관능성은 S. cerevisiae IFO-0233균주가 우수하였다. 이상의 결과는 둥근대마 잎 첨가에 의한 알코올 발효 증대는 다양한 효모에 공통적으로 나타남을 의미하고 있다.

실시예 5: 둥근대마 잎 분말 첨가에 따른 마잎 발효주의 관능성 평가

제조된 마잎 첨가 발효주의 관능 평가를 7점 척도법으로 진행하였으며, 안동대학교 식품영양학과 전문연구원 5명에 의해 평가하였다.

[표 11] 다양한 마 잎 분말 및 마 분말을 1% 첨가 후, S. cerevisiae IFO-0233를 이용하여 제조된 알코올 발효주의 관능성 평가

그 결과, 표 11에 나타낸 바와 같이, 맛, 향, 색감 및 전체적 선호도에서 둥근대마 잎 분말 첨가의 경우 5.8의 전체적 선호도를 나타내어 단마잎, 둥근마 잎 첨가의 경우보다 우수한 관능성을 나타내었다. 따라서, 알코올 발효시 발효 배지에 둥근대마 잎 분말의 첨가는 발효 속도 증대, 최종 발효율 증대 및 관능성 증대에 기여함을 확인하였다.

Claims

다음의 단계들로 이루어지는 공정으로부터 제조되는 마(yam) 잎 분말을 포함하는 알코올 발효 촉진제:
(1) 마의 잎을 건조시키는 단계; 및
(2) 건조된 마의 잎을 분말화시키는 단계.
제 1항에 있어서, 상기 마는 둥근대마(Dioscorea alata)인 것을 특징으로 하는 알코올 발효 촉진제.
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제 1항에 있어서, 상기 마 잎 분말은 발효 배지 조성물 중 1.0~2.0중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 알코올 발효 촉진제.
제 1항, 제 2항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 알코올 발효 촉진제를 탄소원이 포함된 알코올 발효용 배지에 첨가하고, 효모를 접종하여 발효시키는 알코올 발효 촉진 방법.
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