KR102252564B1 - 자색고구마 알코올 발효기질로부터 다시마 자색 식초를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자색고구마를 알코올 발효를 한 후 다시마와 종초를 첨가하여 초산발효를 함으로써 자색의 안토시아닌 색소와 다시마의 유용성분이 함유된 다시마 자색 기능성 식초를 제조하는 방법에 대한 것으로, 본 발명의 식초는 성상은 자색의 액체이고, 고형물은 8±0.5 브릭스이며, pH 2.4±0.2, 총산도 5.8 w/v% 이상, 타르색소 및 보존료는 검출되지 않는 반면, 안토시아닌색소 함량이 1.5~2.0w/v% 인 것을 특징으로 한다.

Description

자색고구마 알코올 발효기질로부터 다시마 자색 식초를 제조하는 방법{PREPARATION METHOD OF PURPLE KELP VINEGAR FROM ALCOHOL-FERMENTED PURPLE SWEET POTATO}

본 발명은 자색고구마의 분말과 안토시아닌 색소를 활용하여 알코올 발효를 한 후 다시마와 종초를 첨가하여 초산발효를 함으로써 자색의 안토시아닌 색소와 다시마의 유용성분이 함유된 다시마 자색 기능성 식초를 제조하는 기술에 관한 것이다.

자색고구마는 일본 kyushu 지방에서 자생하던 ‘산천자(山川紫)’라고 알려진 식물을 국내에 도입하여 재배한 것으로 새로운 천연 식용 색소자원으로 주목받고 있다. 자색고구마는 표피층뿐만 아니라 육질 전체가 진한 자색을 띠고 있는데, 이는 수용성 안토시아닌(anthocyanins) 색소를 다량 함유하고 있고 전분과 단백질 이외에도 비타민, 무기질, 식이섬유 및 폴리페놀 등이 함유되어 있다. 따라서 고품질의 기능성 식품이나 건강기능식품 원료로서 활용이 기대되고 있으며 자색고구마를 이용한 요구르트제조, 설기떡 제조, 제빵 제조 및 항산화 활성이 증가된 동치미 냉면육수 등에 관한 연구가 보고되어 있다. 자색고구마에 존재하는 대표적인 안토시아닌은 페오니딘(peonidin)과 시아니딘(cyanidin)으로 그 조성과 함량은 품종에 따라 크게 달라진다. 안토시아닌은 온도, 빛, 산소, 전이금속 등의 다양한 인자에 의해 파괴되기 쉬운 불안정한 수용성 색소이기 때문에 조리 및 가공 과정에서 파괴될 가능성이 높다. 하지만 자색고구마에 함유된 안토시아닌의 81%는 클로로겐산(Chlorogenic acid) 등의 페놀산(phenolic acid)과 결합한 아실레이트 형(acylated form)으로 존재하기 때문에 다른 식물의 안토시아닌보다 온도 및 빛에 더 안정한 것으로 알려져 있다. 자색고구마 품종인 신자미의 조리에 의한 안토시아닌의 열안정성이 보고되었으며, 이러한 자색고구마의 특성을 이용하여 알코올음료, 요구르트, 양갱, 죽, 젤리, 식초, 케이크의 천연색소로 다양하게 이용되고 있다. 따라서 자색고구마의 안토시아닌 색소는 특히 강산성에서 적자색의 강도와 안전성이 매우 우수하므로 자색식초제조에 적합한 천연색소이다.

해조류 중 다시마는 수용성 식이섬유 32.8%과 비수용성식이섬유 17.9%로 이루어져 총 식이섬유 함량은 50.5%로 해조류와 식물 중에서 가장 높은 식이섬유 함량을 가지고 있다. 또한 다시마는 대표적인 갈조류로서 알긴산과 후코이단 같은 다당류로 구성되어 있다. 알긴산의 구조는 β-D-mannuronae(M)와 α-L-guluronate(G)의 2종류의 uronic acid가 α-1,4 결합 또는 β-1,4 결합으로 이루어져있고 hetero형 다당류로 한 종류의 단당으로 되어 있는 호모폴리머(homopolymer, poly M 또는 poly G) 형태이거나 M과 G가 적절히 포함된 헤테로폴리머(heteropolymer, polyMG) 형태로 되어있다. 알긴산 같은 해조 다당류를 기능성 올리고당으로 전환함으로서 올리고당은 비피도박테리아(Bifidobacteria)의 활성촉진, 항콜레스테롤 등 많은 연구가 되고 있다. 알긴산 올리고당을 0.6g/rat/day로 31일간 섭취시킨 쥐에서 대조군보다 매우 유의하게 콜레스테롤 수치가 낮아졌다고 보고하였다. 이러한 알긴산은 식품소재로 오래전부터 사용되었지만 농도가 증가할수록 높은 점성을 갖게 되어 식품고유의 특성을 잃게 되는 단점이 있다.

알긴산은 최근 프로바이오틱스이 코팅제로써 각광을 받고 있다. 비만은 유산균과도 연관이 있는데 유산균은 각종 산성물질이 체내 콜레스테롤 합성을 저해하고, 지방 대사와 지방 축적도 억제하기 때문에 항비만효과를 가지고 있다.

다시마의 올리고당은 유산균을 선택적으로 증식시켜 장 건강을 향상 시키고 체중 감소 효과와도 연관이 있다. 현재 다시마의 유산균은 오래전부터 섭취되어 왔고 각각 식용으로 안전성이 검증 되었다. 또한 여러 가지 생리활성물질에 의해 항비만 효과를 보이는 것으로 보고되었다.

본 발명은 자색고구마의 안토시아닌 색소와 다시마의 유용성분이 함유된 다시마 자색 기능성 식초를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 자색고구마를 알코올 발효를 한 후 다시마와 종초를 첨가하여 초산발효를 함으로써 자색의 안토시아닌 색소와 다시마의 유용성분이 함유된 다시마 자색 기능성 식초를 제조하는 방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명의 방법은,

a) 자색고구마 추출박과 자색고구마 분말을 중량비 1:1로 혼합한 후 물을 4-6배 가하여 95-100℃, 50-70분간 증자시키는 자색고구마 발효기질 제조단계;

b) 곡물로 지은 고두밥에 백국을 0.2~0.3%를 첨가하여 혼합 후 35-55℃에서 10-14시간 당화시킨 후 다시 36-40℃에서 2-3일간 당화시키는 것으로 구성되는 입국제조단계;

c) 상기 b)단계에서 제조된 입국과 물을 1:1 비율로 혼합한 후 건조효모분말을 0.4~0.6% 첨가하여 20-30℃에서 3-5일간 배양하는 것으로 구성되는 주모배양단계;

d) 상기 a) 단계에서 증자된 자색고구마 혼합물과 물을 1:18~22 의 중량비로 혼합한 후 20브릭스(BRIX)까지 보당하고 상기 c)단계에서 배양된 주모를 원료 중량 대비 15~20중량%까지 혼합한 후 20-30℃에서 10~15일간 배양하여 자색고구마 알코올 발효 기질을 제조하는 단계;

e) 상기 d) 단계에서 제조된 자색고구마 알코올 발효 기질에 초산균 배양액을 접종하여 20-30℃에서 6-8일간 진탕배양 하여 종초를 제조하는 단계,

f) 상기 d) 단계에서 제조된 자색고구마 알코올 발효 기질 50~60중량%에 상기 e) 단계에서 제조한 종초를 40~50중량% 혼합하여 초산발효 기질을 조제하는 단계;

g) 건조 다시마 분말에 물을 3~4배 첨가하여 95-100℃에서 4~5시간 가열한 후 여과한 다음 농축하여 고형물 함량을 20브릭스의 농도로 조절하여 얻어진 다시마 추출액(20Brix)과 건조 다시마를 2~3:7~8의 비율로 혼합한 다음 상기 f) 단계에서 제조된 초산발효기질을 다시마 원료 총 중량 대비 20~30중량%로 혼합한 후 27~30℃에서 4일 이상 1년 이하의 기간 동안 통기 발효시키는 단계;

h) 제조된 식초에 풍온을 5~10℃ 유지시키면서 매일 1~2회 교반하여 균막 형성을 억제시키는 후숙단계;

I) 후숙이 끝난 식초에 숯 또는 규조토를 첨가하여 여과하여 불순물과 이취를 감소시키는 여과단계; 및

j) 불순물이 여과된 식초를 75-85℃에서 4-6분 또는 60~65℃에서 25-35분간 가열하여 살균하는 단계로 구성되는 다시마 자색 기능성 식초의 제조방법에 대한 것이다.

가장 바람직하게는, 본 발명의 다시마 자색 기능성 식초 제조방법은 하기 단계로 구성된다:

a) 자색고구마 추출박과 자색고구마 분말을 수분함량 10%이하로 건조된 각 시료를 동량씩 혼합한 후 물을 원료 중량 대비 5배 가한 후 잘 혼합한 것을 100℃, 60분간 증자하는 것으로 구성되는 자색고구마 발효기질 제조단계;

b) 현미 고두밥에 백국 0.3중량%를 첨가한 후 혼합하여 45℃에서 12시간 당화시킨 후 다시 38℃에서 장시간 당화시키는 것으로 구성되는 입국제조단계;

c) 상기 b)단계에서 제조된 입국과 물을 1:1 비율로 혼합한 후 건조효모분말을 0.6중량% 첨가하여 25℃에서 4일간 배양하는 것으로 구성되는 주모배양단계;

d) 상기 a) 단계에서 증자된 자색고구마 혼합물과 물을 1:20의 중량비로 혼합한 후 20브릭스까지 보당하고 상기 c)단계에서 배양된 주모를 원료 중량 대비 20%까지 혼합한 후 25℃에서 15일간 배양하는 것으로 구성되는 자색고구마 알코올 발효 기질 제조단계;

e) 상기 d) 단계에서 제조된 자색고구마 알코올 발효 기질에 초산균인 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti, KCTC No.1010) 배양액을 접종하여 25℃에서 7일간 진탕배양 하여 종초를 제조하는 단계,

f) 상기 d) 단계에서 제조된 자색고구마 알코올 발효 기질 50중량%에 상기 e) 단계에서 제조한 종초를 50중량% 혼합하여 초산발효 기질을 조제하는 단계;

g) 건조 다시마 분말에 물을 4배 첨가하여 100℃에서 5시간 가열한 후 여과한 다음 농축하여 고형물 함량이 20브릭스가 되게 조절하여 얻어진 다시마 추출액(20Brix)과 건조 다시마를 3:7의 비율로 혼합한 다음 상기 f) 단계에서 제조된 초산발효기질 원료 중량 대비 30중량%로 혼합한 후 30℃에서 60일의 기간동안 통기 발효시키는 단계;

h) 제조된 식초에 품온을 10℃로 유지시키면서 매일 2회 교반하여 균막 형성을 억제시키는 후숙단계;

i) 후숙이 끝난 식초에 숯을 첨가하여 불순물을 제거하는 여과단계; 및

j) 불순물이 여과된 식초를 80℃에서 5분간 가열하여 살균하는 단계로 구성되는 다시마 자색 기능성 식초의 제조방법을 제공한다.

상기 단계 a의 자색고구마 추출박은 바람직하게는 50~60℃로 열풍건조한 자색고구마를 크기 2~3㎝, 두께3~5mm로 절단한 다음 20% 에탄올을 시료 중량대비 10배를 가한 후 30~40℃, 9~10시간 환류 추출한 것을 여과하고, 남은 자색고구마를 50~60℃로 열풍 건조하여 자색고구마 추출박을 제조한다.

얻어진 자색고구마 추출박은 탄수화물 81.7중량%, 조단백질 5.4중량%, 발효당 4.4중량%를 포함하는 물질로 구성되어 있어 알코올발효를 위한 좋은 기질이 된다. 증자된 자색고구마 혼합물은 단당류 및 이당류를 포함한 발효당의 함량이 증자전 4.4%에서 9.5~10.1중량%로 증가하여 좋은 알코올 발효 기질로 이용될 수 있다. 안토시아닌 색소도 증자전 30~35 mg/g에서 40~43mg/g으로 증가하였다.

상기 단계 d의 자색고구마 알코올발효기질의 알코올 함량은 7.5중량%, 총산도는 2.8%, 고형물 함량 9.1브릭스, pH4.0±0.1이다.

단계 f의 자색고구마 발효기질과 종초의 혼합액의 초기 산도는 2% 이상으로 유지되는 것이 바람직한데, 산도가 2% 이하일 경우 산막효모의 생육으로 초산균의 생육이 저해되어 초산 생성능력이 감소되는 것으로 확인되었다.

단계 g의 4일 이상 1년 이하의 기간 동안 통기 발효한 후 얻어지는 식초의 물성은 하기 표와 같다:

항목	결과
외관/성상	자색의 액체
고형물	8±0.5 Brix
pH	2.4±0.2
총산	5.8 w/v% 이상
타르색소 및 보존료	불검출

본 발명에 따르면, 재배가 용이하고 원료비가 저렴하면서 생리활성이 우수한 것으로 규명된 안토시아닌 색소가 다량 함유되어 있는 자색고구마와 다시마를 활용한 식초를 제공함으로써, 자색고구마와 다시마의 간 기능 개선, 모세혈관 확장, 눈 건강, 다이어트, 당뇨 등에 대한 유리한 활성을 갖고 장시간의 보존이 가능한 건강증진 기능성 식품의 재료로 활용할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명할 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것으로 해석되지 아니한다.

실시예 1: 자색고구마 발효기질 제조

수분함량 10%이하로 건조된, 자색고구마 추출박과 자색고구마 분말, 각 시료를 동량씩 혼합한 후 물을 원료 중량 대비 5배 가한 후 잘 혼합한 것을 100℃, 60분간 증자하여 자색고구마 발효기질을 준비하였다. 증자 자색고구마 혼합물은 단당류 및 이당류 등 발효당의 함량이 9.5~10.1중량%로 증가하여 좋은 알코올 발효 기질로 이용될 수 있다.

실시예2. 자색고구마 발효 기질로부터 알코올발효

① 입국제조 : 현미 고들 밥에 백국 0.3중량%를 첨가한 후 혼합하여 45℃에서 12시간 당화시킨 후 다시 38℃에서 2일간 당화시켰다.

② 주모배양 : 상기 ①의 입국과 물을 1:1 중량비로 혼합한 후 건조효모분말을 ]0.6% 첨가하여 25℃에서 4일간 배양하였다.

③ 담 금 : 실시예 1에서 제조된 증자 자색고구마 혼합물과 물을 1:20 비율로 혼합한 후 20브릭스까지 보당하고 상기 ②에서 배양된 주모를 원료 중량 대비 ]20중량%까지 혼합한 후 25℃에서 15일간 배양하였다. 이 자색고구마 알코올 발효 기질은 알코올 7.5%, 총산도 2.8%, 고형물9.1브릭스, pH4.1로 확인되었다.

실시예3. 종초 제조

실시예 2에서 제조된 자색고구마 알코올 발효 기질에 초산균 아세토박터 아세티(KCTC No.1010) 배양액을 0.5~1.0 중량%로 접종하여 25℃에서 7일간 진탕배양 하여 종초를 제조하였다.

실시예 4. 다시마 자색 초산 발효

① 초산발효 기질의 제조

실시예 2에서 조제한 자색고구마 발효기질 50중량%에 실시예 3에서 조제한 종초를 50중량%를 혼합하여 초산발효 기질을 조제하였다. 이 혼합액의 초기 산도를 2% 이상으로 유지하였다. 산도가 2% 이하로 되는 경우 초산 생성능이 감소되는 것으로 확인되었다.

② 다시마액 제조 및 첨가

우선 건조 다시마 분말에 물을 중량비로 4배 첨가하여 100℃에서 5시간 가열한 후 여과한 다음 농축하여 고형물 함량이 20브릭스가 되도록 조절하여 다시마 추출액을 얻었다.

상기 다시마 추출액(20Brix)과 건조 다시마를 3:7의 비율로 혼합한 다음 상기 ①의 초산발효기질 원료 중량 대비 30중량% 혼합한 후 다시마를 완전히 침지시켰다.

③ 초산발효

상기 ①과 ②를 잘 혼합한 후 30℃에서 4일 이상 통기 발효시켰다. 건조 다시마의 숙성 및 유용물질의 추출 및 생물전환을 위해서는 1년까지 발효할 수 있다.

실시예 5. 다시마 자색 식초의 후숙, 여과 및 살균

후숙단계

풍온을 10℃로 유지하면서 매일 2회 교반하여 균막 형성을 억제시켰다.

여과단계

후숙이 끝난 식초에 숯을 첨가하여 여과하여 불순물 제거 및 이취가 감소시키도록 하였다.

살균단계

살균은 80℃에서 5분간 하였다. 80℃ 이상에서 이보다 긴 시간동안의 살균은 초산함량을 감소시켰다.

실험예: 발효 식초의 물성의 검사

실시예 4의 발효 식초의 물성을 검사하여 하기와 같은 결과를 얻었다.

- 외관 및 성상 : 자색액체

- 고형물 : 8±0.5 Brix

- pH : 2.4±0.2

- 총산 : 5.8 w/v% 이상

- 타르색소 및 보존료 : 무검출

- 안토시아닌색소 : 1.5~2.0w/v%

Claims (3)

1. a) 50~60℃로 열풍건조한 자색고구마를 크기 2~3㎝, 두께3~5mm로 절단한 다음 20% 에탄올을 시료 중량대비 10배를 가한 후 30~40℃, 9~10시간 환류 추출한 것을 여과하고 남은 자색고구마를 50~60℃로 열풍 건조하여 자색고구마 추출박을 제조한 다음, 자색고구마 추출박과 자색고구마 분말을 중량비 1:1로 혼합한 후 물을 4-6배 가하여 95-100℃, 50-70분간 증자시키는 자색고구마 발효기질 제조단계;
   b) 곡물로 지은 고두밥에 백국을 0.2~0.3%를 첨가하여 혼합 후 35-55℃에서 10-14시간 당화시킨 후 다시 36-40℃에서 2-3일간 당화시키는 것으로 구성되는 입국제조단계;
   c) 상기 b)단계에서 제조된 입국과 물을 1:1 비율로 혼합한 후 건조효모분말을 0.4~0.6% 첨가하여 20-30℃에서 3-5일간 배양하는 것으로 구성되는 주모배양단계;
   d) 상기 a) 단계에서 증자된 자색고구마 혼합물과 물을 1:18~22 의 중량비로 혼합한 후 20브릭스(BRIX)까지 보당하고 상기 c)단계에서 배양된 주모를 원료 중량 대비 15~20중량%까지 혼합한 후 20-30℃에서 10~15일간 배양하여 자색고구마 알콜 발효 기질을 제조하는 단계;
   e) 상기 d) 단계에서 제조된 자색고구마 알코올 발효 기질에 초산균 배양액을 접종하여 20-30℃에서 6-8일간 진탕배양 하여 종초를 제조하는 단계;
   f) 상기 d) 단계에서 제조된 자색고구마 알코올 발효 기질 50~60중량%에 상기 e) 단계에서 제조한 종초를 40~50중량% 혼합하여 초산발효 기질을 조제하는 단계;
   g) 건조 다시마 분말에 물을 3~4배 첨가하여 95-100℃에서 4~5시간 가열한 후 여과한 다음 농축하여 고형물 함량을 20브릭스의 농도로 조절하여 얻어진 다시마 추출액(20Brix)과 건조 다시마를 2~3:7~8의 중량비로 혼합한 다음 상기 f) 단계에서 제조된 초산발효기질 원료 중량 대비 20~30중량%로 혼합한 후 27~30℃에서 4일 이상 1년 이하의 기간 동안 통기 발효시키는 단계;
   h) 제조된 식초의 품온을 5~10℃ 유지시키면서 매일 1~2회 교반하여 균막 형성을 억제시키는 후숙단계;
   i) 후숙이 끝난 식초에 숯 또는 규조토를 첨가하여 여과하여 불순물과 이취를 감소시키는 여과단계; 및
   j) 불순물이 여과된 식초를 75-85℃에서 4-6분 또는 60~65℃에서 25-35분간 가열하여 살균하는 단계로 구성되는,
   고형물 함량은 8±0.5 브릭스의 고형물 함량, 2.4±0.2의 pH, 5.8 w/v% 이상의 총산도 및 1.5~2.0w/v% 의 안토시아닌색소 함량을 갖는 다시마 자색 기능성 식초의 제조방법.
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