KR102079571B1 - 글루탐산의 함량이 증대된 천연 발효 조미소재의 제조방법 - Google Patents

글루탐산의 함량이 증대된 천연 발효 조미소재의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 글루탐산 함량이 증대된 천연 발효 조미소재의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 천연 발효 조미소재의 제조방법은 글루텐을 대량 투입하는 경우에 문제가 되는 응집 현상이 전혀 발생하지 않으며, 단백질 코지 자체 효소에 의한 분해에 더하여 단백 효소와 글루타미나아제에 의해 분해되기 때문에 분해 시간이 단축되고 분해율이 높으며, 일정한 품질의 조미소재를 얻을 수 있는 장점이 있다.
또한, 종래의 천연 조미소재의 글루탐산 함량에 비하여 크게 향상된 25중량% 이상의 글루탐산 함량을 갖기 때문에 지미가 뛰어나고 코쿠미를 가진 천연 발효 조미소재를 제공할 수 있다.

Description

글루탐산의 함량이 증대된 천연 발효 조미소재의 제조방법{Method for Preparing Natural Fermented Flavor with Increased Glutamic Acid}
본 발명은 글루탐산의 함량이 증대된 천연 발효 조미소재의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미생물 발효 숙성 공정 및 효소 분해 공정이 융합된 복합발효분해법을 사용하여 글루탐산의 함량이 증대된 천연 발효 조미소재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
글루탐산(Glutaminc acid)은 1908년 일본 동경대학의 이케다(Ikeda) 박사가 다시마의 맛 성분 연구 중 이 다시마의 감칠맛을 내는 성분이라는 것을 밝혀낸 이후, 용해성이 높은 모노나트륨염(Monosodium Glutamate; MSG)의 형태로 제조 및 생산되어 식품첨가물로 사용되어 왔다.
일반적으로, 조미료에는 식품의 맛을 향상시키기 위하여 이와 같은 MSG를 대표적으로 사용하고 있으며, 이러한 인공 조미료는 조미성능을 발휘하는 물질만으로 구성되어 있기 때문에 단위 무게당 조미 특성이 우수하여 많이 사용되고 있다.
그러나, 인공 조미료는 짠맛, 신맛, 쓴맛을 완화시켜 맛을 조화롭게는 하지만 자체로 자극적인 맛 또는 강한 자극을 혀에 전달한다. 이러한 인공 조미료의 자극에 길들여지면, 인공 조미료의 첨가 없이는 음식의 맛을 느끼기 어렵게 되고 천연의 은근하고 복합화된 맛을 느끼지 못하는 상태에 이르게 된다. 뿐만 아니라 인공 조미료는 천연의 재료에 비하여 인체에 대한 독성이 높은 것으로 인식되고 있으며 과도한 사용은 실제로 인체에 문제를 발생하기도 한다. 특히 위나 장이 약한 사람에게는 적은 량을 사용하더라도 문제를 일으킨다.
이러한 글루탐산 나트륨을 구성하는 L-글루탐산은 미생물 중 효모(yeast)가 생산하는 주요 대사산물 중 하나로 알려져 있으며, 이 점에 착안하여 천연 지향적 조미소재 시장에서는 효모 엑기스 등을 활용한 조미소재의 개발이 지속되고 있다. 그러나, 천연 추출물을 기반으로 한 조미소재는 감칠맛이 MSG의 25% 수준에도 미치는 못하여 강도가 낮고 고가의 시장 가격을 이루고 있어 식품 산업부문에 보편적 적용이 어려운 실정이다. 따라서, 천연 조미소재의 글루탐산 함량을 높이기 위한 시도가 계속되고 있다.
예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-1343038호에서는 산분해 공정을 이용하여 옥수수 글루텐 가수분해물을 제조하는 방법을 기재하고 있다. 그러나, 산분해 공정은 글루탐산 함유량이 높은 장점이 있지만 산분해 과정에서 MCPD, PCD, 레불린산 등과 같은 위해물질이 발생하여 천연 소재로 분류하기 어려운 문제가 있다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0879378호에서는 탈지대두, 소맥 글루텐을 혼합 후 효소분해하여 농후감과 감칠맛이 증가된 식품을 제조하는 방법을 제공하고 있지만, 글루텐을 용해시킬 때 응집현상이 발생하기 때문에 소량 투입만 가능한 문제가 있으며, 효소분해 후에 단백앙금(침전물)이 발생하여 품질이 떨어지는 문제가 있다. 더욱이 글루탐산 함량도 MSG의 20% 이하에 불과하였다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0018587호에서는 멸균된 고체 배지에 미생물을 접종시켜 고체 배양기에서 고체 코지(solid koji)를 제조하는 단계를 포함하는 단백질 가수분해물의 제조방법을 제공하고 있다. 그리나, 고체 코지를 이용하는 방법은 정미력이 다소 부족하고 제조된 조미소재의 글루탐산의 편차가 크며, 결정적으로 글루탐산 함량이 여전히 18% 정도에 머무는 문제가 있었다.
이에 본 발명자들은 글루탐산의 함량이 MGS 대비 25% 이상으로 증대된 조미소재를 개발하기 위하여 계속 연구를 진행한 결과, 미생물 발효 숙성 공정 및 효소 분해 공정이 융합된 복합발효분해법을 사용하는 경우 글루탐산 함량이 25% 이상이고 원료 응집이나 단백앙금이 발생하지 않는다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 글루탐산의 함량이 증대된 천연 발효 조미소재의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한, 글루탐산의 함량이 증대된 천연 발효 조미소재를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 (a) 식물성 단백질 원료에 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주를 접종하여 단백질 코지(koji)를 제조하는 단계; (b) 상기 단백질 코지에 글루타민 또는 글루타민 발효물을 첨가하는 단계; (c) 상기 단백질 코지에 단백 효소 및 글루타미나아제(glutaminase)를 첨가하여 효소 분해하는 단계; 및 (d) 상기 효소 분해물을 여과 및 건조하는 단계를 포함하는 천연 발효 조미소재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 식물성 단백질 원료는 글루텐, 글루텐 및 소맥의 혼합물, 또는 글루텐 및 탈지대두의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 아스퍼질러스 속 균은 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) 및 아스퍼질러스 소재(Aspergillus sojae) 중 하나 이상일 수 있다.
본 발명에서, 상기 (a) 단계는 균주 접종 후 28 내지 32℃에서 2 내지 4일 동안 배양하여 수행될 수 있다.
본 발명의 방법은, 상기 (b) 단계 이전에, 상기 단백질 코지에 10 내지 20중량%의 염도를 갖는 염수를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 염수는 상기 단백질 코지의 중량에 대하여 30 내지 90중량부로 첨가될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 글루타민 또는 글루타민 발효물은 상기 단백질 코지의 중량에 대하여 30 내지 100중량부로 첨가될 수 있다.
본 발명에서, 상기 글루타민 또는 글루타민 발효물은 20 내지 80℃에서 첨가될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 단백 효소는 엑소펩티다아제(exo-peptidase)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 단백 효소 및 글루타미나아제는 단백질 코지와 글루타민 또는 글루타민 발효물의 용해액의 고형분 중량에 대하여 0.01 내지 20중량부로 첨가될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 효소 분해는 20 내지 80℃에서 24 내지 96시간 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 방법은, 상기 (c) 단계 이후에, 단백질 효소 분해물을 70 내지 95℃에서 10 내지 50분 동안 처리하여 효소를 실활시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 방법은, 상기 (c) 단계 이후에, 생성된 단백 가수분해물을 0 내지 30℃에서 24 내지 72시간 동안 냉각 숙성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 제조방법으로 제조된, 글루탐산의 함량의 증대된 천연 발효 조미소재를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 글루탐산의 함량이 증대된 천연 발효 조미소재를 포함하는 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 천연 발효 조미소재의 제조방법은 글루텐을 대량 투입하는 경우에 문제가 되는 응집 현상이 전혀 발생하지 않으며, 단백질 코지 자체 효소에 의한 분해에 더하여 단백 효소와 글루타미나아제에 의해 분해되기 때문에 분해 시간이 단축되고 분해율이 높으며, 효소 분해 후에 단백앙금이 전혀 발생하지 않고, 일정한 품질의 조미소재를 얻을 수 있는 장점이 있다.
또한, 종래의 천연 조미소재의 글루탐산 함량에 비하여 크게 향상된 25중량% 이상의 글루탐산 함량을 갖기 때문에 지미가 뛰어나고 코쿠미를 가진 천연 발효 조미소재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 천연 발효 조미소재의 제조 공정 절차도를 나타낸다.
도 2(a)는 실험실 규모에서 글루텐 분말에 정제수를 첨가한 후 교반한 경우의 뭉침 현상을 관찰한 결과이다.
도 2(b)는 공장 규모에서 글루텐 분말에 정제수를 첨가한 후 교반한 경우의 뭉침 현상을 관찰한 결과이다.
도 2(c)는 실험실 규모에서 단백질 코지에 정제수를 첨가한 후 교반한 경우의 뭉침 현상을 관찰한 결과이다.
도 2(d)는 공장 규모에서 단백질 코지에 정제수를 첨가한 후 교반한 경우의 뭉침 현상을 관찰한 결과이다.
도 3(a)는 글루텐 분말을 단백 원료로 하여 효소 분해를 진행한 후 단백앙금 생성 현상을 관찰한 결과이다.
도 3(b)는 단백질 코지를 단백 원료로 하여 효소 분해를 진행한 후 단백앙금 생성 현상을 관찰한 결과이다.
도 4는 글루타민 발효물의 농도 및 글루타미나이제 첨가 여부에 따른 글루타민 용해력을 시험한 결과이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명은 조미소재의 맛을 결정하는 글루탐산의 함량이 크게 증대된 천연 발효 조미소재의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서, 용어 "조미소재(flavor)"는 식품의 풍미를 증진시키기 위하여 첨가되는 소재로서, 맛 성분에 따라서 다양한 조미소재로 나누어질 수 있다. 즉, 풍미에 따라 뉴트럴(neutral) 조미소재, 소고기(beef) 풍미 조미소재, 닭고기(chicken) 조미소재, 돼지고기(pork) 조미소재, 코쿠미(kokumi) 조미소재 등이 있으며, '소고기 풍미 조미소재', '닭고기 조미소재' 및 '돼지고기 조미소재'는 각각 소고기, 닭고기 및 돼지고기의 풍미/향미를 가지는 조미소재를 의미한다.
본 발명에서, 용어 "코쿠미"는 일본어에서 유래된 단어로서, 영어권에서는 'mouthfulness', 'continuity', 'thickness', 'heartiness'라고도 표현되고, 우리말로는 '진한 맛', '두터운 맛', '입안에 꽉 차는 맛', '농후한 맛', '진득한 맛' 등으로 표현되는 맛을 의미한다.
본 발명의 천연 발효 조미소재는 별도의 추가 성분을 혼합하거나, 추가의 화학 공정을 거치지 않고, 본 발명의 방법으로 제조된 조미소재를 그대로 사용할 수 있으며, 그에 따라 합성 조미소재가 아닌 천연 발효 조미소재를 제공할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 천연 발효 조미소재의 제조방법은 다음의 방법을 포함할 수 있다:
(a) 식물성 단백질 원료에 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주를 접종하여 단백질 코지(koji)를 제조하는 단계;
(b) 상기 단백질 코지에 글루타민 또는 글루타민 발효물을 첨가하는 단계;
(c) 상기 단백질 코지에 단백 효소 및 글루타미나아제(glutaminase)를 첨가하여 효소 분해하는 단계; 및
(d) 상기 효소 분해물을 여과 및 건조하는 단계.
상기 (a) 단계에서, 상기 식물성 단백질 원료는 균주 발효가 가능한 당업계에 알려진 원료를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 글루텐, 소맥, 대두, 탈지대두, 옥수수, 쌀, 밀 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 식물성 단백질 원료는 글루텐, 글루텐 및 소맥의 혼합물, 또는 글루텐 및 탈지대두의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하며, 글루텐 및 소맥의 혼합물을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 식물성 단백질 원료로서 글루텐 및 소맥의 혼합물을 사용하는 경우, 글루텐과 소맥의 혼합비율은 5:5 내지 9:1의 중량비(w/w), 바람직하게는 6:4 내지 8:2의 중량비(w/w), 가장 바람직하게는 7:3의 중량비(w/w)일 수 있다.
상기 글루텐과 소맥의 혼합비율이 상기 범위를 벗어날 경우 천연 발효 조미소재의 맛이 부족하거나 향기가 부족하여 기호도를 저하시킬 우려가 있다.
상기 식물성 단백질 원료로서, 글루텐을 사용하는 경우, 글루텐 특유의 점성을 실활시키기 위하여 압출(extrusion) 가공을 하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 글루텐 및 소맥의 혼합물 원료를 압출기(extruder)를 이용하여 70 내지 150℃에서 3 내지 5초 동안 압출하여 사용할 수 있다.
상기 (a) 단계에서는, 상기 식물성 단백질 원료를 증자시킨 후, 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주를 접종하여 단백질 코지(koji)를 제조할 수 있다.
본 발명에서, 용어 '증자'란 발효 원료에 물을 가하고 수증기를 불어넣어 원료를 살균하는 것을 의미하며, 녹말이 주원료인 경우는 증자에 의해 α화하여 아밀라아제의 작용을 받기 쉽게 되어 잡균 포자가 살균된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 단백질 원료에 수분함량이 35 내지 50중량%가 되도록 가수하여 증자시킨 다음, 아스퍼질러스 속 균주를 접종하여 배양함으로써 배양 효율을 상승시킬 수 있다.
상기 아스퍼질러스 속 균으로는 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) 또는 아스퍼질러스 소재(Aspergillus sojae)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아스퍼질러스 속 균주는 상기 단백질 원료의 총 중량에 대하여 106 내지 108 cfu/ml의 양으로 접종할 수 있으며, 접종 후 28 내지 32℃에서 2 내지 4일 동안 배양하여 단백질 코지를 제조할 수 있다. 이 때 배양온도가 28℃ 미만일 경우 글루탐산의 함량이 증대되지 않으며, 배양온도가 32℃를 초과할 경우 조미소재의 풍미가 나빠질 우려가 있다. 또한, 배양기간이 2일 미만일 경우 글루탐산의 함량이 고효율로 증대되지 않으며, 배양기간이 4일을 초과할 경우 마찬가지로 조미소재의 풍미가 나빠질 우려가 있다.
상기 (a) 단계에 의하여 단백질 코지를 제조하면, 제조된 코지에 글루타민 또는 글루타민 발효물을 첨가하여 글루탐산의 함량을 극대화할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 글루타민 또는 글루타민 발효물을 첨가하기 전에 염수를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 염수의 온도는 0 내지 10℃인 것이 바람직하며, 10 내지 20중량%의 염도로 조정된 염수를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 염수의 농도가 낮으면 초산균, 효모 또는 부패균 등이 생육하여 효소 분해시 이취, 이미가 발생될 수 있어 품질 열위가 발생할 수 있으며, 농도가 높으면 효소 활성이 저하되어 원하는 품질에 도달하기 어렵다.
상기 염수는 상기 단백질 코지의 중량에 대하여 30 내지 90중량부로 첨가되는 것이 바람직하고, 30 내지 50중량부가 더욱 바람직하다. 단백질 코지의 중량에 대하여 염수 함량이 낮을 경우 응집 현상이 발생되어 교반에 어려움이 발생하며, 염수 함량이 높을 경우 단백질 코지의 단백질 성분이 희석되어 품질 열위가 발생될 수 있다. 더 나아가, 후술하는 글루타민 또는 글루타민 발효물을 첨가함에 있어서, 염수의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 글루타민 또는 글루타민 발효물의 용해력이 부족하게 되어 석출되는 문제가 발생할 수 있다.
단백질 코지에 염수를 첨가한 다음에는, 글루타민 또는 글루타민 발효물을 첨가할 수 있다. 상기 글루타민 또는 글루타민 발효물은 글루타민 분말, 글루타민 발효액, 글루타민 발효 농축액 등의 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-1983-0001260호에 기재된 방법으로 제조된 글루타민 발효물을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 특별히 제한되지 않는다.
종래 글루타민 또는 글루타민 발효액을 사용하여 조미소재를 제조하는 경우, 글루타민 분말 또는 글루타민 발효물에 함유되어 있는 글루타민의 용해력이 낮아 고온으로 용해해도 완전히 용해되지 않고 석출되버리는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위하여 글루타미나아제를 이용하여 글루타민을 글루타민산으로 전환시켜 용해력을 높이는 방법이 있으나, 강한 산미가 발생되어 관능이 열위되는 현상이 발생되는 문제가 여전히 존재하였다. 본 발명에서는, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 글루타민 또는 글루타민 발효물이 완전히 용해될 수 있는 최적의 조건을 설정하여 글루타민 또는 글루타민 발효물을 용해시킴으로써, 산미가 없고 정미력이 향상된 조미소재를 제조할 수 있도록 하였다.
상기 글루타민 또는 글루타민 발효물은 20 내지 80℃의 조건에서 첨가되는 것이 바람직하며 40 내지 60℃에서 첨가되는 것이 글루타민 또는 글루타민 발효물의 용해력의 관점에서 바람직하다.
상기 글루타민 또는 글루타민 발효물은 단백질 코지의 중량에 대하여 30 내지 100중량부로 첨가되는 것이 바람직하며, 50 내지 90중량부를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 글루타민 또는 글루타민 발효물이 너무 소량 첨가되는 경우 원하는 글루탐산 함량을 갖는 조미소재를 제조하기 어렵고, 과량 첨가되는 경우에는 조미소재의 산미가 증가하여 관능이 열위될 수 있다.
상기 (c) 단계에서는, 글루타민 또는 글루타민 발효물을 첨가한 단백질 코지에 단백 효소 및 글루타미나아제(glutaminase)를 첨가하여 효소 분해를 진행한다.
상기 효소 분해 단계는, 원료를 투입한 후 가온하여 온도가 35 내지 70℃에 도달하면 단백 효소 및 글루타미나아제(glutaminase)를 동시에 투입함으로써 수행될 수 있다.
상기 단백 효소로는 엑소펩티다아제(exo-peptidase)를 사용하는 것이 바람직하며, 리조푸스오리재(Rhizopus oryzae)에서 분리된 펩티다아제 R(peptidase R)를 사용할 수 있다.
종래 효소 분해를 위해서는 엑소펩티다아제 및 앤도펩티다아제(endo-peptidase)를 모두 사용하는 것이 일반적이었으나, 본 발명의 경우 엑소펩티다아제만을 사용하더라도 원하는 글루탐산 함량을 갖는 조미소재를 제조할 수 있어, 제작 비용이 절감되고 코쿠미가 부여되는 효과가 있다.
상기 글루타미나제(glutaminase)는 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)에서 분리된 글루타미나제(glutaminase)를 사용할 수 있다.
상기 단백 효소 및 글루타미나아제는 단백질 코지와 글루타민 또는 글루타민 발효물이 용해된 용해액의 고형분 중량에 대하여 0.01 내지 20중량부를 첨가할 수 있다.
특히, 상기 글루타미나아제는 전체 혼합물에 대하여 1 내지 10중량%로 함유되는 것이 바람직하며, 3 내지 7중량%로 함유되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 효소 분해는 통기교반(ariation) 또는 50 내지 500rpm으로 교반하면서, 20 내지 80℃에서 24 내지 96시간 진행할 수 있다.
본 발명의 방법에서는, 단백 원료로서 단백질 코지를 이용하기 때문에 효소 분해 원료 투입시 발생하는 응집 현상을 크게 개선하여 대량 생산이 용이하도록 하였다. 본 발명의 일 실시예에서는 글루텐 분말을 이용하는 경우에는 원료 투입시 응집 현상이 확인되지만, 단백질 코지를 이용하는 경우 작은 와류에도 응집현상이 발행하지 않는다는 것을 확인하였다.
또한, 본 발명의 방법에 따르면, 효소 분해 후에도 단백앙금이 전혀 발생하지 않아 제품의 품질이 크게 향상되는 효과를 발휘할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 단백질 코지를 이용하여 효소 분해를 수행하는 경우 여과 후에 단백앙금이 전혀 발생하지 않는다는 것을 확인하였다.
본 발명의 발명은, 상기 효소 분해 후, 상기 단백 효소 및 글루타미나아제를 실활시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 실활 단계는 단백질 효소 분해물을 70 내지 95℃에서 10 내지 50분 동안 처리하여 효소를 실활시킬 수 있다.
상기 효소들을 가열하여 실활한 후, 생성된 단백 가수분해물은 0 내지 30℃에서 24 내지 72시간 동안 냉각 숙성시켜 고형분을 침전시킬 수 있다.
본 발명의 조미소재는 상기 침전된 침전물을 층 분리한 효소 분해액을 여과 및 건조시켜 제조될 수 있다.
상기 여과는 공지의 방법을 이용하여 수행될 수 있으며, 예를 들어 여과포(5㎛)에 통과시켜 여과시키거나, 활성탄 처리 후 원심분리 또는 여과과정을 거쳐 발효물을 여과할 수 있다. 이 때, 활성탄 처리 후 여과보조제로서 규조토를 추가로 처리할 수 있다.
상기 여과된 효소 분해액을 건조하여 분말화할 수 있다. 상기 건조는 본 기술 분야의 일반적인 건조 공정을 사용할 수 있으며, 진공건조, 열풍건조, 분무건조, 동결건조 등 일반적인 건조방법을 이용할 수 있다.
본 발명의 방법으로 제조된 천연 발효 조미소재는, 종래 기술에 의한 천연 조미소재들의 글루탐산 함량이 최대 20중량% 수준이었던 것을 개선하여, 25 내지 50중량%의 글루탐산 함량을 갖는 조미소재를 제공할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 제조방법에 따라 제조된 글루탐산의 함량이 증대된 천연 발효 조미소재에 관한 것이다.
본 발명에 따른 천연 발효 조미소재는 천연 조미소재를 제조하기 위한 원료로서 그 자체로 제조되어 소비자의 기호에 따라 조미소재 제조 과정에서 사용될 수 있으며, 이에 의해 제조된 천연 조미소재는 각각의 맛을 내기 위한 목적에 맞는 식품에 첨가되어 식품의 맛을 극대화시킬 수 있으며, 동물의 사료 등에도 역시 적용 가능하다. 예컨대, 천연 뉴트럴 조미소재는 스낵시즈닝, 스프스톡, 시판용 조미료, 드레싱 등에 첨가되어 깔끔한 맛을 낼 수 있고, 천연 소고기 풍미 조미소재는 햄, 소시지 등에 첨가되어 소고기 풍미를 내는 데에 사용될 수 있으며, 천연 코쿠미 조미소재는 장류, 라면스프, 카레 등에 첨가되어 코쿠미를 내는 데에 사용 될 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 천연 발효 조미소재를 포함하는 식품 조성물을 제공한다. 이 때 적용 가능한 식품으로는 그 종류에 특별히 제한 없이 모든 식품에 적용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예
제조예 1: 단백질 코지 제조
단백질 코지를 제조하기 위하여, 글루텐 및 소맥분을 7:3의 중량비로 혼합한 다음, 압출기(extruder)를 이용하여 100℃에서 4초 동안 압출하였다.
압출된 혼합물을 500mL 플라스크에 정량한 다음 수분함량이 40중량%가 되도록 가수하여 115℃ 오토클레이브에서 15분간 증자하였다.
이어서, 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)를 상기 단백질 원료의 총 중량에 대하여 107cfu/ml의 양으로 접종한 다음 30℃에서 3일 동안 배양하여 단백질 코지를 제조하였다.
실험예 1: 원료 응집 시험
제조예 1에서 제조된 단백질 코지를 종래 기술의 글루텐 분말과 비교하여 원료 응집 시험을 수행하였다.
상기 제조예 1의 단백질 코지 및 글루텐 분말을 실험실 규모로 각각 500g씩 준비하고, 공장 규모로는 40kg씩 준비하였다.
상기 원료들에 대하여 70중량%의 정제수를 첨가한 후, 실험실 규모의 경우 교반기로 교반하고, 공장 규모의 경우 임팰러(impeller) 또는 에어레이션(aeration)으로 교반하여 응집 현상을 관찰하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2(a) 및 (b)는 각각 글루텐 분말을 이용하여 실험실 규모와 공장 규모로 교반을 수행한 결과를 나타낸다. 글루텐 분말의 경우 강한 교반에도 불구하고 원료의 뭉침 현상이 발생한 것을 육안으로 확인할 수 있다.
도 2(c) 및 (d)는 각각 단백질 코지를 이용하여 실험실 규모와 공장 규모로 교반을 수행한 결과를 나타낸다. 실험실 규모뿐만 아니라 공장 규모의 실험에서도, 작은 와류에도 뭉침 현상이 전혀 발생하지 않은 것을 육안으로 확인할 수 있다.
따라서, 단백질 코지를 원료로 이용하는 경우 효소 분해를 위한 원료 투입시 발생하는 응집 현상을 크게 개선하여 대량 생산을 용이하게 할 수 있다는 것을 확인하였다.
실험예 2: 단백앙금 생성 시험
상기 실험예 1에서 혼합한 실험실 규모의 단백질 코지 및 글루텐 분말 원료액을 기질로 하여 효소 분해 후 단백앙금이 생성되는지 여부를 확인하였다.
상기 원료액들에 대하여 각각 리조푸스 오리재(Rhizopus oryzae)에서 분리된 펩티다아제 R(peptidase R), 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)에서 분리된 프로테아스(ProteAX) 및 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)에서 분리된 글루타미나제(glutaminase)를 4중량% 첨가한 후 45℃에서 72시간 동안 효소 분해를 수행하였다.
효소 분해가 완료된 후, 85℃에서 40분 동안 효소를 실활시킨 후 생성된 단백 가수분해물을 10℃로 냉각하고 이틀간 침전시켰다.
상기 침전된 침전물을 층 분리한 효소 분해액을 규조토를 이용하여 여과 후 단백앙금의 생성 여부를 확인하였다.
도 3(a)에서 글루텐 분말을 단백 원료로 하여 효소 분해를 진행한 경우 단백앙금이 생성되어 여과 수율이 저하된 것을 확인할 수 있다.
반면, 도 3(b)에서 단백질 코지를 단백 원료로 사용한 경우 단백앙금이 전혀 생성되지 않아 여과 수욜이 높은 것을 확인할 수 있다.
제조예 2: 글루타민 발효물 제조
대한민국 등록특허공보 제10-1983-0001260호의 실시예 1에 기재된 공정에 따라 글루타민 발효물을 제조하였다. 구체적인 제조 공정은 아래와 같다:
- 사용균주: 코리네박테리움 글루타미컴 MWM-791012(KFCC-10032)
- 종배지: 포도당 5중량%, 펩톤 1중량%, 효모엑기스 1중량%, 염화나트륨 0.25중량%, 요소 0.3중량%, 비오틴 30mg/l, PH7.0
- 발효배지: 포도당 10중량%, 염화암모늄 3.5중량%, 유안 2중량%, 콘스팁리커(C.S.L) 0.5중량%, 육즙 0.7중량%, 제1인산카리 0.2중량%, 제2인산카리 0.2중량%, 황산마그네슘 300mg/l, 황산철 20mg/l, 황산망간 20mg/l, 황산아연 10mg/l, 치아민염산염 2mg/l, 요소 0.5중량%, 로이신배양액 2중량%, 탄산칼슘 5중량%(별도 멸균첨가), PH7.2
- 배양방법: 상기 종배지 50ml를 500ml 진탕플라스크에 분주하고 상법에 따라 가압 멸균한 후 MWM-791012 균주를 접종하고 30℃에서 24시간 동안 진탕 배양하여 종균배양액으로 하였다. 발효배지 20ml를 500ml 진탕플라스크에 삽입하고 120℃에서 10분간 가압멸균한 후 미리 준비한 종균배양액 2ml 접종하여 60시간 배양하였다.
- 배양조건: 온도 30℃ 진탕수 120rpm으로 배양한다.
실험예 3: 글루타민 발효물의 용해력 시험
상기 제조예 2에서 제조된 글루타민 발효물(Gln)에 정제수를 첨가하여, 각각 3, 5, 7 및 10중량%의 농도가 되도록 하였다.
10중량% 글루타민 발효물은 글루타미나아제(glutaminase)를 첨가한 시료와 첨가하지 않은 시료로 구분하여 실험을 수행하였으며, 효소를 첨가하지 않은 시료의 경우 100℃ 고온 용해와 일반 용해로 나누어 실험하였다.
각 시료에 대하여 72시간 동안 45℃에서(고온 용해의 경우 100℃에서) 교반한 후 글루타민의 용해 정도를 육안으로 확인하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에서, 글루타미나이제를 첨가한 Gln 10중량% 시료의 경우 글루타민이 완전히 용해된 것을 육안을 확인할 수 있다.
반면, 글루타미나아제를 첨가하지 않은 시료의 경우 적은 함량에도 완전히 용해되지 않고 남아 있는 것을 확인할 수 있으며, 고온 용해의 경우에도 완전히 용해되지 않아 불투명한 것을 확인할 수 있다.
실험예 4: 복합발효분해 시험
복합발효분해 조건에 따른 글루탐산의 함량을 확인하기 위한 실험을 수행하였다.
상기 제조예 1 및 2에서 각각 제조된 단백질 코지 및 글루타민 용해물을 아래의 표 1에 기재된 함량비로 혼합한 후, 리조푸스 오리재(Rhizopus oryzae)에서 분리된 펩티다아제 R(peptidase R) 및 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)에서 분리된 글루타미나제(glutaminase)를 이용하여 효소 분해를 수행하였다.
효소 분해는 45℃에서 72시간 동안 수행하였다.
효소 분해가 완료된 후, 85℃에서 40분 동안 효소를 실활시킨 후 생성된 단백 가수분해물을 10℃로 냉각하고 이틀간 침전시킨다. 상기 침전된 침전물을 층 분리한 효소 분해액을 규조토를 이용하여 여과 후 건조하여 분말을 제조하였다.
단백질 코지
(중량%)		 글루타민 발효물
(중량%)		 글루타미나아제
(중량%)		 분말 GA
(중량%)
비교예 1 30.0 0.0 0.87 7.0
비교예 2 30.0 0.0 1.50 8.3
비교예 3 16.3 0.0 0.87 5.3
비교예 4 15.0 10.0 0.87 20.1
비교예 5 15.0 10.0 0.87 20.0
비교예 6 15.0 13.0 0.87 19.4
실시예 1 15.0 10.0 5.00 27.7
실시예 2 15.0 13.0 5.00 33.1
재현성 15.0 10.0 5.00 25.9
15.0 10.0 5.00 26.7
15.0 10.0 5.00 28.3
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예의 경우 분말의 글루탐산 함량이 25중량% 이상으로 매우 높은 글루탐산 함량을 나타내었으며, 재현성도 우수한 것을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 내용의 특정부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 다음의 단계를 포함하는 천연 발효 조미소재의 제조방법:
    (a) 식물성 단백질 원료에 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주를 접종하여 단백질 코지(koji)를 제조하는 단계;
    (b-1) 상기 단백질 코지에 10 내지 20중량%의 염도를 갖는 염수를 단백질 코지 100중량부에 대하여 30 내지 90중량부 첨가하는 단계;
    (b-2) 상기 단백질 코지에 글루타민 또는 글루타민 발효물을 40 내지 60℃에서 단백질 코지 100중량부에 대하여 30 내지 100중량부 첨가하는 단계;
    (c) 상기 단백질 코지에 단백 효소 및 글루타미나아제(glutaminase)를 첨가하여 효소 분해하는 단계; 및
    (d) 상기 효소 분해물을 여과 및 건조하는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식물성 단백질 원료가 글루텐, 글루텐 및 소맥의 혼합물, 또는 글루텐 및 탈지대두의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 천연 발효 조미소재의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 아스퍼질러스 속 균이 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) 및 아스퍼질러스 소재(Aspergillus sojae) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 천연 발효 조미소재의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계가 균주 접종 후 28 내지 32℃에서 2 내지 4일 동안 배양하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 천연 발효 조미소재의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 단백 효소가 엑소펩티다아제(exo-peptidase)인 것을 특징으로 하는, 천연 발효 조미소재의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 단백 효소 및 글루타미나아제가 단백질 코지와 글루타민 또는 글루타민 발효물의 용해액의 고형분 중량에 대하여 0.01 내지 20중량부로 첨가되는 것을 특징으로 하는, 천연 발효 조미소재의 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 효소 분해가 20 내지 80℃에서 24 내지 96시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 천연 발효 조미소재의 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후에,
    단백질 효소 분해물을 70 내지 95℃에서 10 내지 50분 동안 처리하여 효소를 실활시키는 단계를 더 포함하는, 천연 발효 조미소재의 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후에,
    생성된 단백 가수분해물을 0 내지 30℃에서 24 내지 72시간 동안 냉각 숙성시키는 단계를 더 포함하는, 천연 발효 조미소재의 제조방법.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된, 글루탐산의 함량의 증대된 천연 발효 조미소재.
  15. 제 14 항에 따른 천연 발효 조미소재를 포함하는 식품 조성물.
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