KR102020777B1 - 사람이 마시는 차 기반의 발효 음료 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

단기간의 발효주기를 거쳐 일관성있고 품질과 맛을 보장할 수 있는 발효음료를 준비하고 생산하기 위해서, 본 발명의 프로세스는 적합한 박테리아성 균주 콜로니를 분리하고 선별하는 단계, 살아 있는 배양균 콜로니로부터 씨드 액을 준비하는 단계, 및 이 씨드 액을 대규모의 액체 배양으로 배양하는 단계를 포함한다. 이 박테리아성 균주는 초산균속 또는 글루코노박테르이다. 씨드 액은 고체 배양기에서 비스듬한 표면 상에 콜로니를 배양함으로 준비되는데, 이후에 첫단계에 속하는 소규모 활발한 액체 배양과 적어도 한 번의 확대된 규모의 활발한 액체 배양을 포함하는 다단계의 활발한 액체 배양이 뒤따른다.

Description

사람이 마시는 차 기반의 발효 음료 및 그 제조방법{Tea-based fermented drink for human consumption, and Process for making the same}

본 발명은 발효된 액체를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히 발효 음료들을 제조하기 위한 활발한 액체 배양에 기초한 방법에 관한 것이다.

콤부차(Kombucha)는 호박 색깔의 무른산 사이다맛이 나는 액체 음료이다. 콤부차는 소위 콤부차 "버섯"에 의한 차가 함유된 액체를 발효시킴으로 만들어진다. 이 ”콤부차”라는 용어는 comboucha, cajnyj kvas(러시아어), Kvass, Combouchagetrank(독일어), Kargasoktee(독일어), Komboecha-drnak(네델란드어),

Kombuchakwass(독일어), tea-beer 또는 tea-cider(영어)와 같이 다양한 문화와 언어들에서 같은 뜻을 가진 동의어이다. 콤부차는 글루코산, 비타민 B1, B2, B3, B6, B12, 엽산, 그리고 락트산D(+)을 포함하는 영양소 및 항생성질을 가진다고 믿어지고 있다. 콤부차의 건강상의 유익은 동부아시아, 동유럽 그리고 러시아에서는 오랜 기간에 걸쳐서 잘 알려져 왔으며 그 진가가 인식되고 있다. 아시아와 러시아에서는 콤부차가 치료효과가 있는지 여부를 실험한 후 자연치료수단으로 사용되고 있다. 최근에는, 미국에서도 인기를 끌고 있으며, 상업적으로 생산된 콤부차 음료들은 미국내 전역으로 광범위하게 유통되고 있다.

이 콤부차 "버섯"은 버섯같은 형체를 가진 셀룰로우스 섬유소로서 주로 이스트, 초산균, 글루코노박터와 같은 효모균으로 구성되어 있고 때때로 불가리아 젖산균이 소량 들어 있다. 콤부차로부터 격리시킨 이 박테리아는 초산균 자일리늄, 초산균 자일리노이드, 박테리아 글루코니쿰, 초산균 케토제늄, 초산 박테리아, 글루코노박테르 잿빛곰팡이균, 초산균 아세티, 초산균 페스테리아누스를 포함하는데, 그 중에 초산균 자일리늄이 가장 중요하다. 게다가, 콤부차로부터 격리시킨 효모균(yeast)은 사카로미세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 사카로미세스 인컨스피쿠스(Saccharomyces inconspicus), 사카로미세스 루드비히(Saccharomycodes ludwigii), 스키조사카로미세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe), 칸디다균, 칸디다크루세이(Candidacrusei), 데바리오미세스 한세니(Debaryomyces hansenii), 브레타니오미세스(Brettanyomyces), 클로케라(Kloeckera), 그리고 지고사카로미세스 베일리(Zygosacchromyces bailii)를 포함한다. [0004] 종래의 콤부차를 제조하기 위한 발효 프로세스 동안, 하나 또는 그 이상의 유산균종과 효모균은 발효액 내에서 공생 관계를 형성한다. 발효가 시작되는 초기단계에서, 효모균이 당분을 포도당과 과당으로 분해시켰으며 더 나아가 에탄올로 발효시켰는데, 이것은 다량으로 번식시키기 위해 배양균 안에 있는 초산균에 공급된다. 그 다음에 초산균은 포도당과 과당을 글루코산과 아세트산으로 산화시키고, 에탄올을 아세트산(초산)으로 산화시킨다. 어떤 연구에서는 효모균에 의해 생산된 이 에탄올이, 더 많은 셀루로우스 초산섬유소막과 아세트산을 생산하게 하기 위해 초산균의 성장을 자극하는 데, 결과적으로 이 아세트산이 호묘균을 자극함으로 더 많은 에탄올을 만들어내게 한다는 것을 보여준다. 이 아세트산과 에탄올의 존재는 초산균과 효모균이 다른 미생물들로부터 오염되는 것을 막아준다. 또한 초산균에 의해 생성된 초산섬유소막은 발효액 위에 떠 있는 버섯 같은 형채를 형성하고 또한 효모균과 박테리아가 발효에 필요한 산소 및 공기에 더 잘 노출될 수 있도록 물리적으로 도와준다.

종래의 콤부차를 제조하기 위한 발효 프로세스는 배양액 내의 효모균과 박테리아의 조합에 의존하므로, 콤부차의 맛, 품질, 그리고 내용물이 한 회분씩 만들어질 때마다 다르다. 이같은 일관성이 없는 상품의 품질은 콤부차를 산업 규모로 대량생산화하는 것을 저해하고 있다. 게다가 이러한 효모균과 박테리아의 조합을 이용하는 종래의 발효 프로세스는 보통 7일에서 2주정도의 시간이 걸리는데, 이것은 대량생산을 더 어렵게 만든다. 콤부차 버섯은 발효 프로세스 동안 만들어지고 또한 배양균을 더 만드는데 재사용되는데, 이것은 결국 몇 달동안 동일한 맛과 품질을 가지는 발효 음료를 만들어내는 데 실패하게 되고 새로운 배양균을 끊임없이 보충해줘야 한다. 나아가, 콤부차는 어떤 소비자들은 콤부차를 마시고 또한 그것이 주는 유익을 즐기는 것을 단념하게 만드는 강한 신맛 또는 알코올 맛을 가지고 있을 수 있다.

본 발명은 발효 액체를 만드는 프로세스를 제공한다. 본 발명의 프로세스는 일관성있는 그리고 우수한 맛과 유익한 효과를 주는 발효 음료를 제공한다. 본 발명의 방법은 안전하고, 빠르고, 효율적이며 대규모의 대량 생산에 적합하다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스는 박테리아성 균주 콜로니를 분리하고 선별하는 단계, 상기 활성된 배양균 콜로니에서 씨드 액(seed liquid)을 준비하는 단계, 및 발효 액체를 획득하기 위해 상기 씨드 액을 대규모 액체 배양으로 배양시키는 단계를 포함한다. 적절한 박테리아성 균주는 초산균속 또는 글루코노박테르에서 나온 종들이다. 상기 씨드 액은 고체기의 비스듬히 기울어진 표면 상에서 상기 콜로니를 배양하고 또한 연이어 다단계 활발한 액체 배양에 의해 준비된다. 상기 다단계 활발한 액체 배양은 첫단계의 소규모 활발한 액체 배양과 적어도 한 번의 확대된 규모의 활발한 액체 배양을 가진다. 상기 첫단계의 소규모 활발한 액체 배양과 상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양 모두는 각각 대략 18 시간 내지 대략 24 시간 동안 지속적인 환기 및 혼합을 가지는 호기적 성장조건 하에서 수행된다. 상기 씨드 액은 풍부하고 향기로운 과일 맛과 냄새에 기초하여 상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양으로부터 선택되는데 이때 배양의 pH 값은 배양 시간 주기의 마지막까지 대략 2.5 내지 2.8의 범위까지 감소된다. 나아가, 상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양의 마지막에서, 640nm에서 OD 는 대략 0.15 내지 0.20일 수 있다. 상기 대규모의 액체 배양은 대략 30 시간보다 작은 시간 동안 지속적인 환기 및 혼합을 가지는 호기적 성장조건 하에서 수행되고, 또한 pH값은 배양 시간의 마지막에서 대략 2.6 내지 2.8이다. 나아가, 상기 대구모의 액체 배양의 마지막에서 상기 발효 액체의 640nm에서의 OD는 대략 0.10 내지 0.13에 도달한다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 적절한 박테리아성 균주는 대략 48 시간 내지 72 시간 동안 대략 28℃ 내지 대략 30℃에서 수평 배양판에서 배양 및 선택되고, 상기 콜로니를 키우고 선별하기 위해 배양 pH는 대략 6.0 내지 6.5이다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 상기 콜로니의 선별 전에 고체 배양기에서 보존한 박테리아성 균주를 활성화시키는 단계를 더 포함한다. 상기 고체 배양기는 비타민 B복합체를 포함하고 대략 6.0 내지 6.5의 시작 pH 하에서 대략 24 내지 48 시간 동안 대략 28℃ 내지 30℃의 온도에서 비스듬히 기울어진 표면에서 수행된다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 상기 콜로니의 기울어진 표면 배양은 비타민 B복합체를 포함한 고체 배양기에서 대략 6.0 내지 6.5의 pH 하에서 대략 48 시간 동안 대략 28℃ 내지 30℃에서 수행된다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 상기 씨드 액을 준비하기 위한 다단계 활발한 액체 배양은 소규모의 활발한 액체 배양의 첫단계 및 적어도 하나의 확대된 규모의 활발한 액체 배양을 순차적으로 포함한다. 상기 작은 규모의 활발한 액체 배양의 첫단계는 소규모의 용기에서 대략 6.0 내지 6.5의 pH 하에서 대략 28℃ 내지 30℃의 온도에서 수행되고, 상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양은 차 추출물을 보유한 액체 배양기 안의 중간 규모의 씨드 액 준비 탱크에서 대략 4.8 내지 5.2의 pH 하에서 대략 28℃ 내지 30℃의 온도에서 수행된다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 배양 부피는 상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양의 각각의 단계에서 대략 20배 확대된다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 상기 대규모의 액체 배양은 대략 4.8 내지 5.2의 시작 pH 하에서, 대략 0.5v/v/m의 환기율, 및 대략 28℃ 내지 30℃에서 수행된다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양 및 상기 대규모의 액체 배양 각각은 차 추출물을 보유하는 액체 배양기에서 수행되고, 또한 이것은 인동과의 관목, 황기, 인삼, 또는 산사나무 열매로 만든 허브 재료를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양과 상기 대규모의 액체 배양 각각은 또한 인동과의 나무, 황기, 인삼, 또는 산사나무 열매로 만든 허브 재료를 포함하는, 액체 배양기에서 수행될 수 있다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양 및 상기 대규모의 액체 배양 각각에 대한 배양기의 당분은 상기 배양 액의 대략 10% 부피 비까지이고, 상기 당분은 글로코스, 설탕, 꿀 및 선택적으로 과일이다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 여과 과정을 통해 상기 발효 액체로부터 박테리아성 균주들을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 발효 액체를 만들기 위한 프로세스에 있어서, 상기 발효 액체를 발효 음료로 만들기 위해서 산도, 맛, 및 질감을 조절하는 단계를 선택적으로 더 포함할 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기 프로세스에 의해 만들어지는 발효 액체 및 탄산 음료들을 제공한다.

나아가, 본 발명의 프로세스는 건조 물질을 만들기 위해 상기 발효 액체를 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 게다가, 본 발명은 상기 프로세스에 의해 만들어진 상기 건조 물질을 포함하는 건강 보조 식품을 제공한다.

도 1은 본 발명의 활발한 발효 프로세스의 일 실시예 및 발효 전후의 준비 및 생산을 포함하는 발효음료를 만드는 일반적인 제품 생산 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 씨드 액(seed liquid)을 만들기 위해서 보존된 박테리아성 균주와 콜로니를 보존하고 활성화시키는 것을 보여주는 흐름도이다.

본 발명의 프로세스는 "활발한 발효작용" 또는 "살아있는 유산균"을 만드는 프로세스로 지칭되는데 이것은 아주 독특한 깊은층을 이루는 과정으로서 최종 발효음료상품의 품질 및 일관성을 보장하기 위해 박테리아성균주를 엄격하게 선별하고 단계적으로 확대되는 배양 프로세스에서 플라스크/회전하는 실험용용기, 씨드 탱크 및 발효 탱크에서검사하는 것이다. 활발한 발효 프로세스 동안 박테리아성 미생물형체들이 지속적인 환기 및 혼합에 의해 액체 배양기 내에 균일하게 분포되어 배양기 내에서 분해된 영양소를 모두 사용할 수 있다. 전체 액체 배양은 액체의 상부에 부유하는 버섯 같은 셀룰로오스 몸체를 가지고 콤부차를 만드는 종래의 정적인 프로세스와 비교했을 때, 열전도성이 좋은 균질액이다. 본 발명에 있어서, 모든 박테리아가 합성과 신진대사에 온전히 참여함으로써, 일반적으로 알려진 전통방식에 의해서 만들어진 콤부차보다 발효의 속도가 빨라지며 더 효율적이 된다. 본 발명의 발효 프로세스 동안, 액체 위로 버섯모양의 형체가 떠오르지 않고, 전체 배양 액체는 액체를 만들기 위해 지속적으로 저어지고 환기된다.

발효 중에 있는 용기는 다른 박테리아로부터의 오염을 최소화하기 위해서 봉인될 수 있다. 그에 더하여, 이러한 프로세스는 운용하고 관리하기가 쉬우며, 지속적으로 수행될 수 있다. 대량으로 발효시키는 프로세스도 씨드 액(seed liquid)을 적절하게 선별하고 준비를 한 경우에는 30시간을 넘기지 않는다.최종적으로 만들어진 발효 액체는 대량의 활성적인 배양 박테리아를 포함하고 있으며 아주 풍부한 풋사과같은 맛과 효소활성을 보존하고 있다.

도 1에서 볼 수 있듯이 발효 프로세스는 적합한 박테리아성 균주로부터 시작된다. 본 발명에서 사용하는 적합한 박테리아성 균주는 초산균속과 글루코노박테르에서 나온 하나의 종에 속한다. 이 특정한 종들은 주로 초산균아세트(Acetobacter aceti), 초산균 자일늄(Acetobacter xylinum), 글루코노박테르옥시댄트, 글루코노박테르세리누스(Gluconobacter cerinus), 그리고 이 두 분류에 속한 다른 종들을 포함하고 있다. 이 적합한 박테리아성 균주는 미리 선별, 분리, 배양 또는 처리된다. 바람직하게, 이렇게 선별한 박테리아성 균주는 최고의 영양가치와 우수한 맛을 가진 발효음료를 생산하기 위해서 발효하는 특유의 단기간의 주기와 풍부한 신진대사에 필요한 물질을 가지고 있어야 한다. 이토록 적합한 박테리아성 균주를 발효 프로세스의 첫시점에서 선별해내는 것은 매우 중요하다. 보통 초산균속과 글루코노박테르의 속에서 나온 하나의 종들로부터 이러한 이상적인 박테리아성균주를 일단 선별한 경우에는 동일한 향과 맛을 가진 최상품을 만들 수 있도록 발효 배양 액의 성장조건을 조정 및 최적화하는 것은 쉽다.

박테리아성 균주를 좋은상태로 보존하는 법도 알려져 있다. 모래나 점토에 저장하는 방법, 비스듬히 측면으로 기울어진 용기를 등유로 봉인하는 방법이나 또는 글리세린에 저장하는 방법을 포함하여, 전통적인 방식이 사용되어 왔다. 현대 과학기술은 진공냉동건조와 질소액을 저온으로 저장하는 방법도 시도한다. 바람직하게, 박테리아성 균주를 섭씨 영하20도에서 진공냉동건조시켜서 저장되고, 대략 4 내지 5년까지는 보존이 가능하다.도 2에서 볼 수 있듯이, 생산에 사용되기 위한 박테리아성 균주는 등유나 글리세린으로 봉인한 상품일 경우 2,3년동안 보존될 수 있는 한편, 작업장이나 실험실에서 사용되기 위한 박테리아성 균주는 기울어진 표면 배양에서 4℃에서 2 내지 3개월 동안 보존 될 수 있다.

도 1에서 볼 수 있듯이, 필요하다면, 냉동저장된 박테리아성 균주를 활성화시킬 수 있다. 그 박테리아성 균주는 고체 배양기 안에 있는 비스듬한 표면에서 배양된다. 이러한 고체 배양기는 비타민 B복합체를 포함하고, 배양은 대략 6.0 내지 6.5의 시작 pH 하에서 대략 24 시간 내지 48 시간 동안 대략 28 ℃ 내지 30℃의 온도에서 수행된다.

다음으로, 균락(colony)은 대략 6.0 내지 6.5의 pH 하에서 대략 48 시간 내지 72 시간 동안 대략 28 ℃ 내지 30℃의 온도에서 수평으로 된 판에서 박테리아성 균주를 배양하는 것에 의해 활성중인 박테리아성 균주 또는 다른 종류의 박테리아성 균주로부터 선별된다. 고체 배양기 상에서 자라고 있는 이 균락들은 다음 단계 준비를 위해서 선택된다. 이 균락들은 일반적으로 각각 하나의 박테리아성 균주의 종을 포함하고 있으며, 때로는 초산균과 글루코노박테르에 속한 것들을 둘 혹은 그 이상을 포함한다.

이 발효음료를 만드는 프로세스는 다단계 활발한 액체 배양 중 씨드 액을 준비하기에 앞서 비스듬한 표면 상에 고체 배양기 안의 수평 판 배양으로부터 선택된 균락(colonies)들을 배양하는 것을 포함할 수 있다. 이 비스듬한 표면은 여러 세대에 걸쳐 박테리아성 균주를 보존하고 재생시키는 중요한 수단이다. 이 비스듬한 표면 배양은 산업용 제조 상품을 위한 씨드 액을 준비하는 출발점으로 간주될 수 있다. 이 배양은 다양한 크기의 실험용 튜브나 실험용 플라스크 안의 비스듬한 표면들에서 수행될 수 있다. 최적의 성장과 상업용 상품을 위해, 대략 24시간 내지 48시간 동안 배양한 신선한 박테리아성 균주가 바람직하게 사용되는데, 비스듬한 표면에 오래된 박테리아성 균주가 사용되는 것은 피할 필요가 있다. 이 비스듬한 표면 상의 배양은, 대략 6.0 내지 6.5의 pH 하에서 대략 48 시간 동안 대략 28℃ 내지 30℃의 온도에서 비타민 B복합체를 포함한 고체 배양기에서 수행된다.

그 다음에, 비스듬한 표면 상의 박테리아성 배양균은 비스듬한 표면으로부터 멸균수에 의해 씻겨 없어지고 또한 그후 대략 1 내지 5%의 씨딩 양에서 활발한 액체 배양을 위해 회전 베드 상에 배치될, 적절한 배양 플라스크 안의 액체 배양으로 더해진다. 바람직하게, 플라스크는 100ml 액체 배양기를 포함하고 또한 적절한 박테리아성 균주를 포함하는 멸균수의 1% 부피 비가 초기 배양을 위해 더해진다. 배양균을 위한 온도는 대략 28℃ 내지 대략 30℃, 회전 베드 속도는 바람직하게 대략 24 시간 동안 대략 분당회전수 180 내지 210 이고pH는 대략 6.0 내지 6.5이다. .

다음은, 다단계의 활발한 액체 발효작용을 통한, 대량의 산업용 제품생산에 적합한 씨드 액이 준비된다. 다단계의 활발한 액체 배양 각각은, 그 이전 단계의 배양균으로부터 부피가 더 커진 액체 배양을 가지는데, 각 배양균은 대략 1% 내지 10%의 박테리아성 균주를 포함하고 있는데 이것은 그 이전의 액체 배양으로부터 온 것이다.바람직하게, 첫단계의 소규모 액체 배양을 위해서, 이전 단계에서의 씨딩 양(seeding amount)은 대략 1% 내지 5%로 하는데 1%가 보다 바람직하다. 그 다음으로 이어지는 단계인 확대된 규모와 대규모 액체 배양에 있어서, 바람직하게, 바로 그 이전단계에서 나온 배양균으로부터의 액체 배양균의 대략 5%가 다음 단계에서 배양균으로 사용되어, 생생한 배양균이 대략 20배로 커지게 된다. 다단계의 활발한 액체 배양 각각은 지속적인 환기 및 혼합을 가지는 호기적인 성장 조건 하에서 24시간 내지 그 미만의 시간 주기 동안 조절된다.

단계의 활발한 액체 배양 동안 같은 배양 조건 아래서 잇따라서 생성된 하나 또는 그 이상의 액체 배양균을 더 포함할 수 있고, 그리고 각각의 이 액체 배양은 바로 직전의 배양보다는 확대된 배양 부피에서 수행된다. 예를 들면, 첫 액체 배양은 씨드 탱크 안에 있는 50ml 내지 100ml크기의 액체 배양기에서 수행되는 한편, 두번째 액체 배양은 씨드 탱크 안에 있는 500ml 내지 1000ml크기의 액체 배양기에서 수행된다. 이 두가지 액체배양 모두, 온도는 대략 28℃ 내지 30℃, pH는 대략 4.8 내지 5.2에서, 대략 18시간 내지 24시간 동안 수행된다.

이 확대된 활발한 액체 배양은 중간규모의 씨드 액을 준비하는 탱크에서 수행되는데 이것은 대규모 활발한 발효를 위해 효과적인 씨드 액을 선별하고 준비하는 데 중요하다.관례적으로 약조제, 식품, 그리고 효소학 산업에서 종래에 사용되는 발효 탱크들도 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 현대의 발효 탱크들은 종종 생산성과 생산품의 품질을 높이는 자동 조절과 지속적인 발효작동장치를 구비하고 있다. 이러한 확대된규모의 활발한 액체 배양은 같은 배양 조건에서 잇따라 생성된 하나 또는 그 이상의 액체배양균을 포함하고, 이 각각의 액체 배양은 바로 직전의 배양보다는 확대된 배양 부피에서 수행된다. 이 배양은 대략 4.8 내지 5.2의 pH 하에서 28℃ 내지 30℃의 온도에서, 차 추출물을 포함하고 있는 액체 배양기에서 수행된다. 씨드 액을 준비하는 단계에서, 차 추출물이 액체 배양균에 첨가되고, 산출된 액체의 맛과 색깔에 기초하여 효과적인 세균 배양이 선택된다.

본 발명은 반복되는 활발한 액체 배양과 선별을 통해서, 대략 24시간 내지 30시간 안에 발효가 가능하며 우수한 맛과 영양상의 이익을 가지는 단일종에서 나온 박테리아성 균주의 가장 효과적인 세균 콜로니를 보호하는 효과적인 방식을 제공한다. 적합한 박테리아성 균주를 선별하고, 뒤이어 효과적인 씨드 액을 준비하는 것은 대규모 생산을 위해서 아주 중요하다. 이 씨드 액은 다른 오염된 박테리아가 전혀 없고 선별된 품종만 포함해야 하고, 높은 발효 효율성과 밝은 호박색을 가지고, 반투명이고, 풍부한 과일 맛과 냄새를 포함한다. 이 씨드 액은 확대된 규모의 활발한 액체 배양의 마지막 단계에서 준비되고 얻어진다. 바람직하게, 확대된 규모의 활발한 액체 배양의 640nm에서의 광학 밀도(OD)는 0.15 내지 0,20에 도달되고 pH는 배양 시간 주기의 마지막까지 대략 2.5 내지 2.8의 범위까지 감소된다. 잘 준비된 씨드 액은 확대된 규모의 배양의 마지막 단계에서는 풍부한 맛과 냄새를 가지게 된다.

액체 배양균 안에 있는 박테리아의 농도를 위한 지시자로서광학밀도(OD)를 사용하여 실험하는 원칙과 규정은 이 분야에서는 잘 알려져 있다. 본 발명에서는, 이 광학밀도는 420 내지 660 nm의 파장에서 설정될 수 있는 분광광도계에 의해 실험된다. 이 실험 파장은 반드시 표준화된 것이어야 하고 실험 물질에 따라 구체적으로 조절될 수 있어야 한다. 다른 박테리아성 균주들은 최고 파장흡수력이 반드시 동일하지 않을 수 있다. 본 발명의 실시예들 중 하나에 있어서, 본 발명에서는 640nm의 파장이 광학밀도를 실험하는 데 사용된다.

그 다음에는, 이 대규모의 발효작용은 지속적인 환기 및 혼합을 가지는 호기적인 조건 하에서 수행되고, 발효를 위한 시간은 30시간 이하, 바람직하게는 대략 24시간으로 조절된다. 액체 배양에 추가되는 씨드 액은 대규모의 발효 액체 배양의 전체 부피의 대략 3% 내지 10% 부피 비, 바람직하게는 대략 5% 부피 비이다. 이 대규모의 발효작용은 차 추출물을 포함하고 있는 액체 배양기에서 수행되는데, 배양을 위한 온도는 대략 28 내지 30℃이고, 환기율은 분당 대략 0.5v/v/m이고, 또한 액체 배양액의 시작 pH는 대략 4.8 내지 5.2이다. 대규모의 발효작용 마지막 단계에서는, 이 발효된 액체의 pH는 대략2.6 내지2.8에 도달하고 박테리아세균의 혼탁도는 광학밀도640(OD640)에서 대략 0.10내지 0.13이다. 대규모의 발효작용 마지막 단계에서는, 이 발효된 액체가 풍부한 과일맛과 냄새를 유지할 것이다.

나아가, 대규모의 발효는 다단계로 수행될 수 있다. 예를 들어, 대규모의 발효는 2 단계들로 수행될 수 있는데, 이때 첫번째 단계는 1 톤의 발효 탱크에서 수행되고 두번째 단계는 20 톤의 발효 탱크에서 수행된다.

본 발명으로 발효음료를 만드는 프로세스에 있어서, 발효음료를 생산하기 위해 사용하는 차는 어떤 종류이든지 어떤 지역에서 온 것이든지 가능하며, 특별히 차나무, 조각자나무 또는 대엽종차이 사용된다. 온갖 다양한 녹차, 반발효된 차, 홍차, 훈제홍자, 황차, 짙은색깔의 차, 하얀차(백차), 과일이나 식물종류의 허브차, 약재을 우려낸 차도 발효음료 생산을 위한 기초로서 사용될 수 있다. 바람직하게, 차 추출물은, 녹차와 물에 의해 준비될 수 있다. 박테리아성 세균이 발효 액체 배양과정에서 재생하고 번식할 때, 이 차 추출물은 설탕이나 탄소원의 공급으로는 할 수 없는 많은 양의 무기질과 영양소의 이득을 제공한다. 이 차 추출물을 첨가해주는 것은 박테리아성 세균의 최적의 성장에 필수적이다. 전통적으로 만들어진 차 추출물은 산업용으로 사용할 경우 비율은 대략 차1g:물25ml이고, 2번 물에 담그고 이 둘을 혼합하기 때문에 최종 비는 대략 차 1g: 물 50ml이다. 여기에는 질이 좋은 차이든지 질이 떨어진 차를 사용할 것인지에 대한 엄격한 요구사항은 없다. 바람직하게는, 녹차가 사용된다. 씨드 발효 탱크에 사용되는 차 추출물의 양은 100L액체 배양시 25L(대략 500g 건조된 차추출물)가 사용되는 한편, 대규모의 발효 탱크에서는, 100L액체 배양에 10L차추출물(대략200g 건조된 차추출물)이 사용된다.

그렇지 않으면, 차 추출물은 한의학에서 인기있는 허브, 예를 들면 인동과의 관목, 황기, 인삼, 산사나무 열매 등 탄산음료를 만들 수 있는 것으로 보충하거나 대체될 수 있다. 이러한 허브들은 일반적으로 알려져 있는 방법대로 물 같은 형태의 추출용용제 혹은 건조된 허브 상태로 첨가된다.

배양에는, 당분이 박테리아의 성장에 필요한 식량으로서 제공될 필요가 있다. 글루코스, 설탕, 또는 꿀을 포함하는 알려진 당분들이 배양액 안에 포함될 수 있다. 나아가, 다양한 과일들도 당분을 제공할 수 있도록 첨가될 수 있다. 배양 액체 안의 당분은 대략 10% 부피 비까지 일 수 있다.

또한, 발효음료를 만드는 프로세스는 여과에 의해 발효 액체로부터 박테리아성 균주들을 제거하는 단계가 포함될 수 있다. 이 발효된 액체에는 대량의 박테리아 콜로니집단이 있는데, 이 콜로니집단은 인체에 유익한 풍부한 단백질을 포함하고 있다. 하지만, 발효음료를 변함없이 안전하게 보존하기 위해서는, 발효작용 후 더이상 발효되는 것을 중단시키고 음료의 신맛을 안정시켜야 한다. 그러므로, 박테리아를 발효 음료로부터 제거해서 이 음료수가 1년 동안 효소활성과 맛을 유지할 수 있도록 해주어야 한다. 바람직하게, 박테리아는 저온 하에서 여과에 의해 발효된 음료로부터 제거된다. 예를 들면, 쿠노회사(Cuno)제품인 제타 에스 시리즈필터가 프리필터로 사용되고, 그리고 0.5μ 제타포르 (Zetapor ER) 필터막이 두번째 여과기로 사용되어 박테리아가 완전히 제거된 무균 발효음료가 획득된다. 발효 음료가 박테리아를 제거하기 위해 여과된 후, 이렇게 박테리아를 제거한 발효음료는 아주 밝은 반투명한 호박색과 신선한 풋사과같은 향을 가지게 된다.

선택적으로, 이 본 발명에 의한 발효음료를 만드는 프로세스에 있어서, 발효 음료의 산도, 맛, 질감은 더 맛좋은 발효 음료로 만들기 위해 조절될 수 있다. 이 발효작용 프로세스는 미생물들의 재생과 신진대사활동에 의존하고 있다. 발효음료 제조 동안, 아주 엄격히 생산 변수들을 제어함에도 불구하고, 상품이 균일한 내용물을 가지는 화학적으로 혼합된 음료와는 대조적으로 편차를 가질 수 있다. 일관성있는 음료제품을 만들기 위해서, 이 발효음료는 맛, 질감, 및 산도를 위해 혼합되고 조절될 수 있다. 매번 만들어지는 한 회분의 양 및 발효탱크들로부터의 음료 제품들은 혼합될 수 있고, 단맛, 신맛, 농도, 그리고 향은 소비자의 입맛에 맞게 더 조절될 수 있다. 산도는 음료의 섬세한 맛과 향을 유지하기 위해 2%의 희석으로 약간 조절될 수 있다. 만약 강한 맛을 원한다면, 소비자들이 좋아하는 천연 딸기 향료와 같은, 특정한 천연의 향미가 첨가될 수 있다. 최종적인 음료제품을 위해 어떤 종류의 방법이 사용되든, 제품은 인공의 재료들의 혼합에만 온전히 의존하는 대부분의 상업용 음료들과는 달리, 항상 자연적으로 양조하고 발효시킨 음료에 기초한다. 나아가, 이 발효음료는 와인과 같이 숙성될 수 있다. 일정한 장기적인 기간이 지난 후, 이 발효음료는 더 풍부한 향, 더 좋은 품질과 맛을 획득할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 프로세스들에 의해 만들어진 발효 액체, 씨드 액, 및 발효 음료를 제공한다. 이 발효 음료는 건조 물질을 만들기 위해 건조되고 다양한 건강 보조 식품에 첨가되거나 사용될 수 있다. 본 발명의 프로세스에 의해 준비된 것과 같은 발효음료에 있어서, 그 맛, 향 그리고 영양가치가 현재 시중에 나와 있는 어떤 음료수들보다 뛰어나다.

발효하고 재생하는 프로세스 동안, 미생물들이 아미노산, 비타민, 유기산, 그리고 효소를 포함하는 대량의 신진대사물질을 생산하는데, 이것은 인체에 유익하면서 풍부한 맛과 향을 여전히 가지고 있다.

본 발명은 이하의 실례들에서 더 보여진다. 이 실례들은 본 발명의 범위를 한정하지 않고, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 이 실례들을 변형할 수 있다.

실례1. 박테리아성균주의 활성화

초기 박테리아성균주 또는 냉장고나 냉동건조시켜서 보존되었던 박테리아성균주는 하나의 세균집단군락을 선별해내서 더 배양하기 이전에 활성화될 필요가 있다. 고체 배양기는 가열 조건에서 큰 용기 안에 글로코스 20.0g, 효모분말가루 10.0g, 쇠고기 추출물 3.0g, 탄산칼슘(CaCO3) 10.0g, 비타민 B복합체 혼합물 20mg, 그리고 한천 20g을 1000ml물에 6.0 내지 6.5의 자연 pH로 녹이고; 용해된 용액을 4ml 내지5ml씩 25ml의 작은 실험용 튜브에 붓고; 실험용 튜브를 면으로 봉인한 다음 120℃에서 30분간 저온살균하고; 실험용 튜브를 뜨거울 때 소정의 각도로 비스듬히 놓아두어 고체 배양기의 비스듬한 표면이 상부에 형성되게 하는 것에 의해 비스듬한 표면 상에 준비된다. 그 박테리아성 균주가 씨딩 루프에 의해서 이 비스듬한 표면 상에 시딩되고, 보온 인큐베이터에서 28℃ 내지30℃에서 24시간 내지 48시간 동안 배양된다.

실례2. 단일 콜로니의 정화 및 선택

고체 배양기는 큰 용기 안에 20.0g글루코스, 10.0g효모분말가루, 3.0g쇠고기 추출물, 10.0g탄산칼슘, 20mg비타민 B복합체 혼합물, 그리고 한천20.0g을 물 1000ml에 6.0 내지 6.5의 자연 pH로 녹이고; 용해된 용액 200ml을 각각 500ml실험용 플라스크에 붓고; 플라스크를 면으로 봉인하고 30분간 저온살균하고; 저온살균한 용액을 50℃ 내지 60℃로 냉각하고, 그리고 냉각하고 고체 수평 판 배양기를 형성하기 위해 용액 20ml를 9cm의 지름을 가지는 수평 판 상에 붓는 것에 의해 수평 표면 상에 준비된다.

다음으로, 실례1의 활성화된 세균 배양으로부터 몇 개의 박테리아성 균주가 씨딩 루프에 의해 선택되고 분리 선들을 그리는 것에 의해 수평판 상에 시딩된다.

이 수평판들은 28℃ 내지 30℃에서 48시간 내지 72시간 동안 인큐베이터 안에서 배양된다. 단일 콜로니들은 고체 배양으로 성장하게 되며 그 다음 단계를 위해 선별된다.

실례3. 단일 콜로니들의 비스듬한 표면 배양

실례 2에 나와 있는 살아있는 배양균의 단일 콜로니들은 비스듬한 표면 상에 더 배양된다. 수평 판에서 자란 단일 콜로니들은 실례1에서 볼 수 있듯이 씨딩 루프에 의해 선택되고 비스듬한 표면 상에 시딩된다.

더 크고 투명한 원형 모양으로 둥글게 모여있는 단일콜로니들은 건강한 콜로니들로서 선호된다. 박테리아세균이 자라고 번식하면서 산을 생산하는데, 이 산은 매개체에서 탄산칼슘과 반응하고; 탄산칼슘의 양이 줄어들면, 이 투명한 원형이 콜로니 주위에 형성되는데, 이것은 건강하게 성장하고 있음을 나타낸다.

각각의 단일 콜로니는 2,3개의 비스듬한 표면 배양 상에 시딩되고, 실험용 튜브는 28℃ 내지 30℃에서 대략 48시간 동안 인큐베이터에서 배양된다. 잘 자라고 전혀 오염되지 않은 단일 콜로니들은 다음 준비를 위해 냉장고에 보관된다.

실례4. 다단계 회전 베드 액체배양

액체 배양기는 용기에 글루코스 20.0g, 효모분말가루 10.0g, 쇠고기 추출물3.0g, 인산이수소칼륨(KH₂PO₃) 1.0g을 물1000ml에 녹이고; 이렇게 용해된 용액 100ml를 각각 500ml씩 삼각 플라스크에 붓고; 면으로 플라스크를 봉인하고 120℃에서 30분간 저온살균하는 것에 의해 준비된다. 액체 배양기는 냉각된 ? 준비된다. 실례 3의 비스듬한 표면 배양으로부터의 박테리아성 균주는 5ml 멸균수로 씻겨지고 500ml 삼각 플라스크 안에 100ml 액체 배양기로 시딩된다. 배양균은 28℃ 내지 30℃에서 대략 24시간 동안 분당 회전수 180 내지210(rpm)의 회전 속도를 가지고 회전 베드 상에 배양된다.

다음으로, 500ml 삼각 플라스크 안의 이전의 배양균으로부터의 1% 액체 배양균이 100ml 삼각 플라스크 안의 200ml 액체 배양기로 시딩된다. 배양기는 더 커진 비율과 양을 제외하고는 앞서 준비된 것과 동일하다. 이 배양은 28℃ 내지 30℃에서 대략 24시간 동안 분당 회전수 180 내지 210(rpm)의 회전 속도를 가지고 회전 베드 상에 수행되어 씨드 액을 준비하는 데 적절한 살아 있는 배양균을 획득하게 된다.

실례 5. 씨드 탱크 액체 배양 발효작용

액체배양기는 가압멸균처리된 발효 탱크 안에 글루코스3.0kg과 설탕6.0kg을 소독한 물75kg에 녹이는 것에 의해 준비된다. 이 탱크는 100℃로 가열되고 그 온도에서 15분간 유지된다. 냉각을 위해 온도가 내려가면, 차 추출물25kg과 식용에탄올900ml이 탱크 안에 첨가된다. 그후, 실례4에 있는 살아 있는 액체 배양균1%가 탱크 안에 첨가된다. 액체 배양균의 pH값은 수산화나트륨(NaOH)을 첨가시켜서 5.0±0.2로 조절된다. 배양은 28℃ 내지 30℃에서 대략 18 내지 24시간 동안 분당회전수 57(rpm)의 회전 속도를 가지고 회전 베드 상에 수행된다. 이 배양은 환기 하에 수행되고 분당환기율은 대략 0.5공기 부피/배양부피/분(v/v/m)이다. 단계의 마지막 에서, 박테리아세균의 혼탁도 광학밀도 값은 대략 0.150 내지 0.200이고, pH값은대략 2.5 내지 2.8로 감소되고, 과일 향과 풍부한 맛을 낼 수 있다. 그후, 씨드 액이 준비된 것이다.

실례6. 대규모의 발효 배양

액체배양기는 가압멸균처리된 탱크 안에 글루코스1.0kg, 설탕11.0kg을 소독한 물 80kg에 녹이는 것에 의해 준비된다. 이 탱크는 100℃로 가열되고 그 온도에서 15분간 유지된다. 냉각하기 위해 온도가 내려가면, 차 추출물10kg과 식용에탄올450ml이 탱크에 추가된다. 그후, 씨드 액을 실례5에 나와 있듯이 5% 부피 비로 탱크에 추가된다. 그 액체배양균의 pH값은 수산화나트륨을 더해줌으로 5.0까지 조절된다.이 배양은 28℃ 내지 30℃에서 24시간 동안 저어주면서 수행된다. 이 배양은 환기 하에서 수행되고, 분당환기율은 대략 0.5v/v/m이다. 발효작용의 마지막 단계에서는, OD640에서의 박테리아세균의 혼탁도 OD 값은 대략 0.10 내지 0.13이며, pH값은 대략 2.6 내지 2.8로 감소되고, 밝은 노란색의 반투명의 색깔을 가지고, 과일 향과 풍부한 맛을 낼 수 있다. 이제 발효된 액체 음료가 준비된 것이다.

Claims (20)

1. 사람이 먹는 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법에 있어서,
   초산균 아세트(Acetobacter aceti), 초산균 자일늄(Acetobacter xylinum), 글루코노박테르 세리누스(Glucobacter cerinus)를 포함하는 그룹에서 선택된 단일 종으로부터의 박테리아성 균주로 구성된 콜로니를 준비하는 단계,
   어떠한 오염 박테리아 없이 상기 단일 종의 콜로니의 배양으로 이루어진 씨드 액 (seed liquid)을 비스듬히 기울어진 면의 배양, 첫 단계의 소규모 활발한 액체 배양, 및 적어도 한번의 확대된 규모의 활발한 액체 배양을 순차적으로 거쳐 콜로니를 배양함으로써 씨드 액(seed liquid)을 준비하고 선택하는 단계, 및
   차 기반의 발효 음료를 획득하기 위해 상기 씨드 액을 대규모 활성 액체 배양으로 배양시키는 단계를 포함하고,
   상기 비스듬히 기울어진 면의 배양은 48 시간 동안 6.0 내지 6.5의 pH 하에서 수행되고,
   상기 첫 단계의 소규모 활성 액체 배양은 18 내지 24 시간 동안 대배양 액 내에 박테리아를 균일하게 분포시키도록 지속적인 환기 및 혼합을 가지는 호기적 성장 조건 하에 6.0 내지 6.5의 pH로 수행되며,
   상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양은 상기 배양 액의 25% 부피의 차 추출물이 있는 상태에서 4.8 내지 5.2의 시작 pH 하에 18 내지 24 시간 동안 상기 배양 액 내에 박테리아를 균일하게 분포시키는 지속적인 환기 및 혼합을 가지는 호기적 성장 조건 하에 수행되고,
   상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양을 위해 18 내지 24 시간 내에 누르스름한 색깔과 과일향을 갖고, 640nm 에서 0.150 내지 0.200의 OD를 가지며, 2.5 내지 2.8의 pH로 낮아진 배양 액을 갖는 상기 씨드 액은 상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양의 끝에서 선택되고,
   상기 대규모의 활발한 액체 배양은 차 기반의 발효 음료를 획득하기 위한 상기 대규모의 활발한 액체 배양을 위한 30 시간보다 적은 시간 내에 640nm에서 0.10 내지 0.13 의 OD와 2.6 내지 2.8로 낮아진 pH를 가지며 배양 액의 10% 부피의 차 추출물이 있는 상태에서 4.8 내지 5.2의 시작 pH 하에 30 시간 미만의 시간 동안 박테리아를 균일하게 분포시키는 지속적인 환기 및 혼합을 가지는 호기적 성장 조건 하에서 수행되는, 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 콜로니는 6.0 내지 6.5의 pH 하에서 48 내지 72 시간 동안 28℃ 내지 30℃에서 수평 배양기에 의해 준비되는, 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 단일 콜로니를 준비하기 전에 고체 배양기에서 보존한 박테리아성 균주를 활성화시키는 단계를 더 포함하고,
   상기 고체 배양기는 비타민 B복합체를 포함하고, 상기 배양은 6.0 내지 6.5의 pH 하에서 24 내지 48 시간 동안 28℃ 내지 30℃의 온도에서 비스듬히 기울어진 표면에서 수행되는, 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양은 액체 배양기 안의 중간 규모의 씨드 액 준비 탱크에서 수행되는, 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양은 두 개 또는 그 이상의 활발한 액체 배양들을 포함하고, 또한 각각의 확대된 규모의 활발한 액체 배양의 부피는 이전의 확대된 규모의 활발한 액체 배양의 20배 확대되는, 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 대규모의 액체 배양은, 0.5v/v/m의 환기율, 및 28℃ 내지 30℃에서 수행되는, 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법.
   
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양과 상기 대규모의 액체 배양 각각은 인동과의 나무, 황기, 인삼, 또는 산사나무 열매로 만든 허브 재료를 포함하는, 액체 배양기에서 수행되는, 차 기반의 발효 액체를 만들기 위한 방법.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 확대된 규모의 활발한 액체 배양 및 상기 대규모의 액체 배양 각각에 대한 배양기의 당분은 상기 배양 액의 10% 부피 비까지이고, 상기 당분은 글로코스, 설탕, 꿀 및 선택적으로 과일인, 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    여과 과정을 통해 상기 발효 액체로부터 박테리아성 균주들을 제거하는 단계를 더 포함하는, 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 발효 음료를 만들기 위해서 상기 발효 음료의 산도, 맛, 및 질감을 조절하는 단계를 선택적으로 더 포함하는, 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법.
    
12. 제 1 항의 방법에 의해 만들어진 차 기반의 발효 음료.
    
13. 제 8 항의 방법에 의해 만들어진 차 기반의 발효 음료.
    
14. 제 1 항에 있어서,
    건조 물질로 만들기 위해 상기 발효 음료를 건조시키는 단계를 더 포함하는, 차 기반의 발효 음료를 만들기 위한 방법.
    
15. 제 14 항의 방법에 의해 만들어진 상기 건조 물질을 포함하는, 건강 보조 식품.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

Images