KR102266582B1 - 자색옥수수를 이용한 발포성 알코올 음료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자색옥수수를 80 내지 85℃의 수증기로 열처리하여 당화효율을 증가시키는 단계, 상기 자색옥수수, 맥아, 물 및 효소를 혼합하고 50 내지 70℃에서 당화시켜 당화액을 제조하는 단계 및 상기 당화액에 홉을 첨가하여 가열한 후, 효모를 첨가하여 발효시키는 단계를 포함하는 발포성 알코올 음료의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제조방법에 의해 제조된 발효성 알코올 음료는 자색옥수수 특유의 색을 유지할 뿐만 아니라 항산화 성분인 안토시아닌 함량이 높다. 또한, 수증기 열처리에 의해 당화효율이 개선되었으며, 맥아만을 사용할 때 보다 당화효율이 우수한 함량을 제공하여 알코올 생산 효율이 우수하여 경제적이다.
또한, 자색옥수수는 종래의 전분변성을 위해 수침하여 가열하는 공정과 비교하여 수증기를 이용하여 열처리하여 에너지 소비가 감소되며, 열처리 후에도 분말형태가 유지되어 별도의 분쇄공정이 없어 효율적이다.

Description

자색옥수수를 이용한 발포성 알코올 음료의 제조방법{Method for producing Sparkling alcohol beverage using purple corn}

본 발명은 자색옥수수를 이용한 발포성 알코올 음료의 제조방법에 관한 것이다.

맥주는 이미(異味), 이취가 없고 신맛, 쓴맛, 단맛 등의 여러 좋은 맛이 서로 조화되며, 마신 후에도 신선미가 있어서 상쾌감을 주어 지역, 계층, 연령에 상관없이 폭넓게 사랑 받고 있는 주류이다. 맥주는 통상적으로, 보리 또는 밀을 발아시키고 발아 시 생성된 각종 효소에 의해 보리 또는 밀 속의 전분을 당화시켜 당분으로 전환시킨 후 호프를 첨가하고 자비한 후, 효모를 첨가하여 알코올을 생성시키고, 숙성 중에 탄산가스를 잔류시키는 방식에 의하여 제조되고 있다.

맥주의 주원료인 맥아는 맥아효소인 아밀라아제(amylase)를 가지고 있어서 녹말을 효모가 이용할 수 있는 발효성 당으로 전환시키는 역할을 한다. 상기 맥아는 보리를 수확한 다음 보리가 충분한 발아력을 갖게 하기 위한 휴면단계, 보리 중의 협잡물을 제거하기 위한 정선단계, 정선한 대맥을 2-3일간 물에 침지시키고 적당한 습기와 온도 하에서 공기를 공급하여 발아시키는 단계, 맥아를 가열 건조하여 생장을 중지시키고 맥아 특유의 향기와 맥주에 필요한 색소를 갖게 하기 위한 배조단계, 정제한 다음 후숙하는 단계를 포함하는 다단계의 공정을 거쳐 제조된다. 따라서, 맥주의 제조에 있어서 주원료로 맥아를 사용하는 것은 그 제조공정이 복잡하며, 원가가 비싸다는 문제점이 있다.

수년 동안 전분, 쌀, 타피오카, 및 사탕수수와 같은 재료를 맥조 양조 업계에서 효모의 알코올 생산을 위해 맥아 대체물로 사용되어 왔다. 국내에서는 맥주제조 시 쌀을 이용하여 맥아를 대체하는 연구가 다양하게 진행되었고, 국외에서도 쌀을 이용하여 글루텐 프리 맥주를 양조하는 연구와 옥수수를 이용하여 맥아를 대체한 맥주연구 등이 진행되었다. 국내에서 쌀을 제외한 전분을 사용한 맥주는 자색고구마를 이용한 저맥아 맥주연구와 한국산 6조 보리를 사용한 맥주연구 등이 진행되었으나, 그 외 다양한 전분재료를 맥주에 적용한 발효연구와 맥주의 색에 영향을 줄 수 있는 재료를 적용한 연구는 미미한 실정이다.

한편, 맥주제조 회사들은 최근 소비자의 성향이 건강에 도움이 되는 음료를 선호하고 있음을 고려하여, 몸에 좋은 성분을 넣은 기능성 맥주를 제조하고 있다.

자색옥수수(Zea Mays L.)는 외떡잎식물 벼목 화본과의 한해살이 풀로서 음식과 음료 혹은 섬유를 염색하는 염색약으로 주로 사용되었다. 최근 항산화 효과 이외에 여러 생리활성 효과가 있는 것으로 확인되어 다양한 연구가 진행되었다. Huang 등은 자색옥수수 추출물을 마우스에 투여하여 항당뇨 효과를 확인하였고, 당뇨백내장을 유도한 렛트에 자색옥수수 추출물을 투여하여 백내장이 개선되는 효과를 확인하였다. 자색옥수수 속대 추출물을 함유하는 음료의 제조방법이 알려져 있으나(대한민국 공개특허 제10-2016-0087421호), 자색옥수수를 주류에 적용한 제품의 개발은 미비한 실정이다.

대한민국 공개특허 제10-2016-0087421호

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 자색옥수수를 80 내지 85℃의 수증기로 열처리하여 당화효율을 증가시키는 단계, 상기 자색옥수수, 맥아, 물 및 효소를 혼합하고 50 내지 70℃에서 당화시켜 당화액을 제조하는 단계 및 상기 당화액에 홉을 첨가하여 가열한 후, 효모를 첨가하여 발효시키는 단계를 포함하는 발포성 알코올 음료의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 상기 제조밥법에 이해 제조된 발포성 알코올 음료를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하고자 본 발명은 하나의 양태로 자색옥수수를 80 내지 85℃의 수증기로 열처리하여 당화효율을 증가시키는 단계, 상기 자색옥수수, 맥아, 물 및 효소를 혼합하고 50 내지 70℃에서 당화시켜 당화액을 제조하는 단계 및 상기 당화액에 홉을 첨가하여 가열한 후, 효모를 첨가하여 발효시키는 단계를 포함하는 발포성 알코올 음료의 제조방법을 제공한다.

본 발명에서 자색옥수수는 남아메리카 페루 안데스산맥의 특정 지역에서 자생하는 종으로 학명은 Zea Mays L.로 잎은 진한 녹색이며, 잎맥, 낱알, 속대는 진한 보라색을 띤다. 상기 자색옥수수는 안토시아닌을 풍부하게 함유하고 있으며, 그 구성성분은 cyanidin 3-O-β-D-glucoside, pelargnidin 3-O-β-D-glucoside, peonidin 3-O-β-D-glucoside 등으로 이루어진다. 안토시아닌은 다양한 식물에서 발견되는 플라보노이드의 일종으로, 최근 안토시아닌에 대한 연구 활동이 활발하게 이루어지고 있으며, 항염증, 항암, 항당뇨, 항산화, 특히 시력에 좋은 효과가 좋은 것으로 알려져 있다.

상기 자색옥수수는 바람직하게 자색옥수수 분말 또는 전분일 수 있다.

종래에는 당화효율을 개선시키고자 물에 자색옥수수 분말 또는 전분을 수침하여 가열하였다. 따라서 많은 양의 물을 가열하기 위해 에너지를 소비하였으며, 열처리 후 자색옥수수 분말 또는 전분과 물을 분리하기 어려웠고 또한, 이를 사용하기 위해 별도의 분쇄 공정이 필요하였다.

본 발명에서는 이를 개선하고자, 수증기를 이용하여 열처리하였다. 수증기로 열처리하여 더 적은 에너지를 이용하여 자색옥수수의 당화효율을 개선시킬 수 있으며, 수증기 처리 후에도 자색옥수수 분말 또는 전분이 종래의 가루 형태를 유지하여 별도의 분쇄공정이 필요하지 않아 사용 및 보관이 용이하다.

본 발명의 실시예에서 열처리 조건에 따른 자색옥수수의 용해성 변화를 확인하고자, 자색옥수수를 습열(수증기) 또는 건열(오븐) 조건에서 온도별로 열처리한 후 수분용해지수를 분석하였다.

130 내지 200℃에서 건열처리한 자색옥수수는 열처리하지 않은 분말과 비교하여 수분용해 지수가 감소하였다. 또한 100℃ 이상에서 습열 처리한 경우에도 열처리하지 않은 분말과 비교하여 수분용해지수가 감소하였다. 반면 80℃에서 수증기 처리한 경우 5분에서 15분으로 처리시간이 증가함에 따라 수분용해 지수가 증가하는 것을 확인하였다.

다음으로, 열처리 조건에 따른 당화효율 변화를 확인하고자, 습열(수증기) 또는 건열(오븐) 조건에서 온도별로 열처리한 자색옥수수 분말에 α-amylase를 첨가하여 당화액을 제조하고 환원당의 함량을 비교하였다.

환원당은 100℃ 이상 수증기 처리한 경우, 열처리 온도 및 시간이 증가할수록 감소하였다. 반면, 80℃로 수증기 처리한 자색옥수수는 열처리하지 않은 대조군(7.64 g/100㎖)보다 환원당 함량이 높았으며, 15분 처리한 경우 8.10g/100㎖으로 가장 높게 나타났다. 130 내지 200℃로 건열처리하는 경우, 당화액의 환원당 함량이 대조군과 비교하여 모두 감소하였다.

80℃에서 수증기 처리하는 경우, 자색옥수수 당화액에서 환원당 함량이 열처리 하지 않은 대조군보다 증가하여 자색옥수수 당화효율이 증가함을 확인하였다.

구체적으로, 열처리 하지 않은 대조군 자색옥수수 분말의 당화액의 가용성 고형분 측정결과는 7브릭스였으며, 70℃ 또는 75℃의 수증기로 열처리한 시료에서 당화액은 대조군과 동일하게 7 브릭스로 나타났다. 80℃로 처리한 경우는 7.6 브릭스, 85℃ 처리한 시료에서는 7.2 브릭스로 측정되어 열처리에 의해 대조군보다 가용성 고형분의 함량이 증가하였으며, 90℃ 처리한 경우에는 6.8 브릭스로 대조군보다 감소함을 확인하였다.

따라서 본 발명은 상기 자색옥수수를 80 내지 85℃의 수증기로 열처리하여 당화효율을 개선시키는 것을 특징으로 한다.

상기 수증기 처리 온도가 80℃ 미만인 경우 전분의 구조가 당화에 영향을 줄 만큼 변하지 않으며, 수증기 처리 온도가 85℃ 초과인 경우, 전분의 완전호화로 인하여 수분용해지수가 감소하고, 당화액의 환원당 함량이 낮아져 당화효율이 감소된다.

상기 실시예에서 80℃로 5 내지 15분간 수증기 처리한 자색옥수수가 수분용해지수가 가장 높았으며, 당화액의 환원당의 함량이 높음을 확인하였다. 구체적으로 15분 동안 처리한 경우 수분용해지수 및 당화액에서 환원당의 함량이 가장 높음을 확인하였다.

따라서 상기 자색옥수수는 80℃ 수증기로 열처리될 수 있다. 바람직하게는 80℃ 수증기로 15분간 처리될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 130 내지 200℃의 건열처리에서 자색옥수수에 포함된 안토시아닌이 열처리 시간 및 온도가 증가함에 따라 파괴되는 것을 확인하였다. 반면, 80 내지 121℃에서 습열처리하는 경우, 건열처리에 비해 안토시아닌의 파괴가 적게 나타났으며, 80℃에서 습열처리한 옥수수가 안토시아닌 파괴가 가장 낮음을 확인하였다.

따라서, 상기 80 내지 85℃의 수증기로 열처리시 자색옥수수의 안토시아닌 파괴가 최소화될 수 있다.

본 발명에서 맥아(malt)는 보리에 물과 공기를 가하여 발아시킨 후 건조한 것으로, 바람직하게는 침맥, 발아 및 배조의 공정을 거쳐 제조될 수 있다.

본 발명에서 당화액은 자색옥수수, 맥아, 물 및 효소를 혼합하여 맥아 또는 자색옥수수로부터 효모가 소화 가능한 발효성 당을 추출한 액체를 의미한다.

상기 효소는 아밀레이즈 또는 글루코아밀레이즈일 수 있다.

상기 당화 50 내지 70℃의 온도에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 65 내지 69℃에서 진행될 수 있다. 당화 온도가 70℃ 초과인 경우, 당화효소의 활성이 감소하며 단백질로 구성된 당화효소의 구조 변형으로 효소가 파괴되어 당화효율이 감소되며, 50℃ 미만의 경우, 당화효소 최적 활성온도(아밀레이즈: 60~70℃, 글루코아밀레이즈: 50~60℃)범위에서 벗어나 활성이 급격히 감소하여 당화속도 및 효율이 감소한다.

본 발명의 실시예에서 당화액을 필터링 한 후, 홉을 첨가하여 60분간 끊인 후, 효모를 첨가하여 25℃에서 5일간 발효시켜 맥주를 제조하였다.

따라서 본 발명의 제조방법은 당화액을 필터링 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법은 상기 당화액에 홉을 첨가하여 60분간 가열한 후, 효모를 첨가하여 25℃에서 발효시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 자색옥수수와 맥아의 혼합비율에 따른 당화액의 환원당 함량을 비교하였다. 자색옥수수는 80℃의 수증기로 15분간 열처리한 자색옥수수와 열처리하지 않은 자색옥수수를 사용하였으며, 맥아만을 이용하여 제조된 맥주를 대조군으로 이용하였다. 대조군에 포함된 맥아의 총중량을 기준으로 20%, 40% 또는 60%를 자색옥수수로 대체하여 자색옥수수-맥아 맥주를 제조하고, 자색옥수수의 대체비율에 따른 환원당 및 가용성 고형분의 함량을 비교하였다.

먼저 발효 전 단계(자색옥수수-맥아 당화액)에서 환원당을 비교한 결과. 맥아의 20% 내지 40%를 자색옥수수로 대체한 경우, 대조군에 비해 환원당의 함량이 가장 높게 나타나는 것을 확인하였다. 구체적으로 맥아의 20%를 자색옥수수로 대체한 시료가 가장 환원당의 함량이 높음을 확인하였다.

또한, 자색옥수수가 동일한 비율로 포함된 경우, 수증기로 열처리한 자색옥수수가 환원당 함량이 더 높게 나타나는 것을 확인하였다.

가용성 고형분은 환원당의 함량과 유사하게 맥아의 20%를 자색옥수수로 대체한 경우 가용성 고형분의 함량이 가장 높았으며, 40% 대체군, 맥아만을 이용한 대조군, 60% 대체한 시료의 순서로 나타났다. 또한 수증기로 열처리한 경우, 열처리 하지 않은 시료보다 가용성 고형분의 함량이 높은 것으로 나타났다.

또한 가용성 고형분의 함량은 초기 12.27 내지 15.83에서 발효기간 동안 급격하게 감소하여 저장기간 동안 6.07 내지 6.97로 유지되었고 저장기간 후 6.2 내지 6.97로 나타났다.

다음으로 자색옥수수의 비율에 따른 자색옥수수-맥아 당화액의 당의 조성을 분석한 결과, 프룩토오스는 함량에 자색옥수수의 비율이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타냈고, 글루코오스는 맥아만을 사용한 대조군에서 7.30 g/L 가장 낮게 나타나며, 자색옥수수를 포함하는 시료는 8.01 내지 8.98 g/L로 대조군에 비해 높았다. 수크로오스의 함량은 대조군이 가장 높게 나타났으며, 자색옥수수의 비율이 증가할수록 수크로오스의 함량이 감소하였다. 말토스는 자색옥수수의 비율이 증가함에 따라, 말토오스의 함량이 감소되는 경향을 보였다.

자색옥수수의 비율에 따른 자색옥수수-맥아 맥주의 비중을 측정한 결과, 발효전에는 20% 대체군이 각각 1.067 g/㎤와 1.071 g/㎤으로 가장 높았고 40% 대체군, 대조군 그리고 60% 대체군 순으로 높게 나타났다. 또한 수증기로 열처리한 자색옥수수가 열처리하지 않은 시료보다 비중이 높게 나타났다.

발효기간 동안 비중은 급격하게 감소하여 저장기간 동안 1.011 g/㎤ 내지 1.012 g/㎤으로 유지되었다. 이는 일반적인 맥주 비중인 1.01 내지 1.02g/㎤에 포함되어, 모든 시료가 발효가 적절히 진행된 것으로 판단된다.

알코올 함량을 측정한 결과, 발효기간에 알코올 함량이 급격하게 증가하였다. 발효 후 알코올 농도는 당이 알코올로 전환되는 특성상 환원당과 가용성 고형분 함량 그리고 비중 값이 높은 시료가 높은 알코올 함량을 나타내었으며, 맥아의 20%를 수증기로 열처리한 자색옥수수로 대체한 경우, 알코올 농도가 8.63%로 가장 높은 값을 나타내었다. 저장기간 동안 모든 시료의 알코올 함량은 발효 후 알코올 함량이 유지되는 경향을 나타내었다.

즉, 자색옥수수와 맥아를 20: 80의 중량비로 혼합된 경우, 당화액의 환원당 및 가용성 고형분의 함량이 가장 우수하며, 맥주 제조시 알코올 함량이 맥아만을 이용하여 제조된 맥주보다 높음을 확인하였다.

따라서 본 발명에서 상기 자색옥수수와 맥아는 20: 80의 중량비로 혼합될 수 있다.

본 발명에서 발포성 알코올 음료는 맥아와 자색옥수수를 혼합하고, 발효시켜 제조된 알코올 음료이다. 상기 발포성 알코올 음료는 맥주, 발포주 또는 맥주맛 음료일 수 있다.

상기 맥주는 상면발효 맥주 또는 하면발효 맥주일 수 있다. 상면발효 맥주의 예로는 라거, 드리프트, 필스너, 보크 맥주, 뮌헨 맥주 등일 수 있다. 하면발효 맥주의 예로서는 에일, 포터, 스타우트 등일 수 있으며, 그 종류가 제한되지 않는다. 또한, 상기 발포성 알코올 음료는 재료에 따라 가향 또는 가미가 가능하다

상기의 과제를 해결하고자 본 발명은 다른 양태로 상기 제조방법으로 제조된 발포성 알코올 음료를 제공한다.

본 발명에서 발포성 알코올 음료에 대한 설명은 전술한 바와 같다.

본 발명의 발포성 알코올 음료는 자색옥수수를 80 내지 85℃의 수증기로 열처리하여 당화효율을 증가시키고, 상기 자색옥수수, 맥아, 물 및 효소를 혼합하고 50 내지 70℃에서 당화시켜 당화액을 제조한 후 상기 당화액에 홉을 첨가하여 가열한 후, 효모를 첨가하여 발효시켜 제조된다.

상기 맥아와 자색옥수수는 20: 80의 중량비로 혼합될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 따라 제조된 맥주는 자색옥수수 특유의 색도를 유지하며, 안토시아닌의 파괴가 최소화 되어 다량의 안토시아닌을 함유하며, 또한 관능검사에서 단맛, 신맛, 쓴맛, 입안에서의 느낌 향기, 전반적인 만족도를 평가한 결과, 맥아만을 이용한 대조군과 자색옥수수 대체군간의 유의한 차이가 없는 것을 확인하였다. 즉, 맥아의 자색옥수수 대체가 기호도에 큰 영향을 주지 않음을 확인하였다.

따라서 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 맥주는 자색옥수수를 포함하여 천연색소인 안토시안닌의 기능성이 부여될 수 있으며, 색감이 우수하다. 또한, 맥아의 사용량을 감소되어도 종래의 맥주의 관능미가 유지될 수 있다.

본 발명은 자색옥수수를 80 내지 85℃의 수증기로 열처리하여 당화효율을 증가시키는 단계, 상기 자색옥수수, 맥아, 물 및 효소를 혼합하고 50 내지 70℃에서 당화시켜 당화액을 제조하는 단계 및 상기 당화액에 홉을 첨가하여 가열한 후, 효모를 첨가하여 발효시키는 단계를 포함하는 발포성 알코올 음료의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 제조방법에 의해 제조된 발효성 알코올 음료는 자색옥수수 특유의 색을 유지할 뿐만 아니라 항산화 성분인 안토시아닌 함량이 높다. 또한, 수증기 열처리에 의해 당화효율이 개선되었으며, 맥아만을 사용할 때 보다 당화효율이 우수한 함량을 제공하여 알코올 생산 효율이 우수하여 경제적이다.

또한, 자색옥수수는 종래의 전분변성을 위해 수침하여 가열하는 공정과 비교하여 수증기를 이용하여 열처리하여 에너지 소비가 감소되며, 열처리 후에도 가루형태가 유지되어 별도의 분쇄공정이 없어 효율적이다.

도 1은 습열처리한 자색옥수수의 수분용해지수를 측정한 결과이다.
도 2는 건열처리한 자색옥수수의 수분용해지수를 측정한 결과이다.
도 3은 열처리한 자색옥수수 당화액의 안토시아닌 함량을 측정한 결과이다.
도 4는 습열처리한 자색옥수수 당화액의 색도를 L, a, b값을 나타낸 것이다.
도 5는 건열처리한 자색옥수수 당화액의 색도를 L, a, b값을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자색옥수수 맥주의 제조방법을 나타낸 블록도이다.
도 7은 자색옥수수로 맥아를 대체한 맥주 시료들과 맥아로만 제조한 맥주(대조군)의 발효 및 저장기간 중 환원당 함량의 변화를 측정한 결과이다.
도 8은 자색옥수수로 맥아를 대체한 맥주 시료들과 맥아로만 제조한 맥주(대조군)의 발효 및 저장기간 중 가용성 고형분 함량의 변화를 측정한 결과이다.
도 9는 자색옥수수로 맥아를 대체한 맥주 시료들과 맥아로만 제조한 맥주(대조군)의 발효 및 저장기간 중 비중의 변화를 측정한 결과이다.
도 10은 자색옥수수로 맥아를 대체한 맥주 시료들과 맥아로만 제조한 맥주(대조군)의 발효 및 저장기간 중 알코올 함량의 변화를 측정한 결과이다.

<재료 및 방법>

원료의 준비

자색옥수수 분말은 강원도 홍천군 효성농원으로부터 구입하고 표준체(25 mesh)를 사용하여 체에 통과시킨 후 통과한 시료를 따로 분리하여 사용하였다. 당화용 효소제는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 생산된 액상효소 Spezyme LT300(α-amylase)을 ㈜비전바이오캠(성남, 대한민국)로부터 제공받아 사용하였고 α-amylase 역가는 식품첨가물공전 세균성 α-amylase 역가 방법으로 분석 시 40,000 BAU/g이였다. 효모는 Lesaffre사(마르크앙바뢸, 프랑스)의 Safale US-05 에일 이스트(Ale Yeast, Saccharomyces cerevisiae)를 구입하여 사용하였다. 효모의 활성화를 위하여 250 ㎖ 삼각플라스크에 맥아 23.25 g을 넣고 증류수 100 ㎖을 첨가한 후 67℃에서 1시간 당화하여 당화물(200 ㎖)을 제조하였다. 이후 고압멸균하고 효모를 1g 첨가하여 25℃에서 24시간동안 2회 계대 배양한 후 맥주 발효 시 액상형태로 접종하여 사용하였다.

자색옥수수의 가열처리

습열처리 과정은 포화 수증기를 이용하여 열을 가하는 방식으로 스테인레스 트레이(가로 25 ㎝, 세로 35 ㎝, 높이 7 ㎝)에 자색옥수수분말의 높이가 0.5 ㎝ 이하가 되도록 고루 펼친 다음 오토클레이브(MLS-3020, Sanyo Electric Co. Ltd.)에 넣고 70℃, 75℃, 80℃, 85℃, 90℃ 100℃, 또는 121℃에서 각각 5분, 10분, 또는 15분에서 가열하여 표 1과 같이 제조하였다.

시료의 명칭	습열 처리 온도(℃)	열처리 시간(분)
MH70/15	70	15
MH75/15	75	15
MH80/5	80	5
MH80/10	80	10
MH80/15	80	15
MH85/15	85	15
MH90/15	90	15
MH100/5	100	5
MH100/10	100	10
MH100/15	100	15
MH121/5	121	5
MH121/10	121	10
MH121/15	121	15

자색옥수수 분말을 오븐에서 건열처리하여 표 2와 같이 제조하였다. 건열처리 과정은 습열처리 과정에서 사용한 동일한 트레이에 자색옥수수 분말의 높이가 0.5 ㎝ 이하가 되도록 고루 펼친 다음 오븐(HPDO-2003, Hanyoung food machinery, 부산, 대한민국)에 넣고 130℃, 170℃, 그리고 200℃에서 각각 5분, 10분, 그리고 15분 동안 열처리하였다.

열처리 후, 얼음을 이용하여 트레이 온도를 낮추었으며, 그 후 데시케이터에 2시간 방치시킨 후 사용하였다.

시료의 명칭	건열 처리 온도(℃)	열처리 시간(분)
DH130/5	130	5
DH130/10	130	10
DH130/15	130	15
DH170/5	170	5
DH170/10	170	10
DH170/15	170	15
DH200/5	200	5
DH200/10	200	10
DH200/15	200	15

가열 처리한 자색옥수수 당화액의 제조

열처리 조건에 따른 자색옥수수의 당화액의 특성 변화를 확인하고자 열처리한 자색옥수수에 액상효소(α-amylase)를 첨가하여 당화액을 제조하였다. 먼저 50 ㎖ 시험관에 열처리한 자색옥수수 분말 6.975 g, 물 30 ㎖, 효소제(0.1%)을 혼합하고, 항온수조에서 67℃를 유지하여 1시간 반응시켰다. 그 후 원심분리기로 6000 rpm에서 15분간 원심분리하여 상등액을 분리하고, 상등액을 실린지(Sylinge) 필터로 여과하여 환원당과 가용성 고형분, 수분용해지수, 색도를 측정하였다.

자색옥수수-맥아 맥주의 제조

대조군은 맥아만을 이용하여 제조하였으며, 대조군 맥주에 포함된 맥아 전체 중량의 20, 40 또는 60%(w/w) 를 자색옥수수 분말 또는 80℃에서 15분 습열처리한 자색옥수수(MH80/15) 로 대체하여 표 3과 같이 자색옥수수 맥주를 제조하였다.

도 6은 본 발명의 자색옥수수 맥주의 제조방법의 블록도이다.

2 L 삼각플라스크에 맥아와 자색옥수수를 정량하여 넣고 맥아와 자색옥수수 총량의 0.1%(w/w)에 해당하는 α-amylase와 67℃의 온수를 첨가하였다. 이후 항온수조에서 67℃로 60분간 효소반응 시키면서 10분마다 1분씩 100 rpm으로 흔들어 당화시킨 후, 필터링 하여 자색옥수수-맥아 당화액을 제조하였다.

상기의 제조된 당화액에 홉 1.25 g 첨가하고 100℃로 60분간 가열하였다. 맥아즙 총량의 0.5%(v/v)에 해당하는 효모액을 접종한 후 25℃에서 5일간 발효시키고, 2℃에서 15일간 저장하였다.

대조군 맥주는 자색옥수수를 이용하는 것을 제외하고 위와 동일한 방법으로 제조하였다.

원 료	맥주 제조예
	대조군	P20	PH20	P40	PH40	P60	PH60
열처리하지 않은 자색옥수수(g)	0	46.5	0	93	0	139.5	0
80℃에서 15분간 열처리한 자색옥수수(g)	0	0	46.5	0	93	0	139.5
맥아(g)	232.5	186	186	139.5	139.5	93	93
액상효소 (㎕)	233	233	233	233	233	233	233
홉 (g)	1.25	1.25	1.25	1.25	1.25	1.25	1.25
물 (㎖)	1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000

수분용해지수 측정

먼저 열처리 조건에 따른 자색옥수수의 수용성 성질 변화를 분석하고자 수분용해지수를 측정하였다. 열처리 조건이 상이한 표 1과 표 2의 자색옥수수 시료를 유리플레이트를 105℃로 설정된 열풍건조기(FHB-502mP, Han Beak Co., Bucheon, Korea)에서 2시간 동안 건조한 후 데시케이터에 30분 방치하여 항량에 도달하게 하였다. 50 ㎖ 시험관(Test tube)에 물 30 ㎖와 가열처리를 달리한 자색옥수수분말을 6.975 g를 혼합한 후 시험관을 항온수조에 넣고 67℃에서 60분간 유지시켰다. 그 후 혼합액을 원심분리기로 6000rpm에서 15분간 원심분리하고 상등액을 유리플레이트에 부어 105℃로 설정된 열풍건조기에서 2시간 동안 건조하였다. 건조한 유리플레이트를 데시케이터에서 30분간 방냉한 후 수분용해지수(water soluble index, WSI)를 수학식1을 이용하여 계산하였다.

환원당 측정

당화액 또는 맥주 시료의 환원당 측정은 DNS법으로 측정하였다. 시험관에 DNS용액 2 ㎖과 증류수 7 ㎖을 혼합한 후, 시료 1 ㎖을 혼합하여 100℃에서 10분간 중탕하였다. 가열된 시료의 온도를 상온까지 낮춘 후, UV 분광광도계(Genesys10UV, Thermo spectronic Co., 미국)로 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 각 농도별로 증류수에 희석한 글루코스(glucose)를 이용하여 작성하였다.

가용성 고형분

당화액 또는 맥주 시료의 가용성 고형분은 당도계(N-2E, Atago, Tokyo, Japan)로 측정하여 브릭스(Brix°)로 나타내었다.

색도 측정

당화액 또는 맥주 시료 10 ㎖을 투명한 페트리 접시(50×12 mm)에 담아 색차계(Color Reader, CR-20, Konica Minolta, Inc., 도쿄, 일본)를 사용하여 명도(L), 적색도(a), 황색도(b)를 측정하였다. 이때 표준 백색판의 L, a, b 값은 각각 95.1, -0.1, 3.9이었다. 각 실험은 3회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.

안토시아닌 함량 측정

당화액 또는 맥주 시료의 총 안토시아닌 함량(Total Anthocyanin content) 측정은 시료 1 ㎖에 2 ㎖의 pH 1.0 버퍼(0.2 M KCl + 0.2 M HCl) 또는 pH 4.5 버퍼(0.2 M 인산칼륨 + 0.1 M 구연산)를 각각 혼합한 후 520 nm와 700 nm에서 UV 분광광도계로 흡광도를 측정하고 아래 수학식2와 같이 계산하였다.

상기 식에서 A는 흡광도로, (pH 1 버퍼시료의 520 nm 흡광도- 700 nm 흡광도)-(pH 4.5 버퍼시료의 520 nm 흡광도- 700 nm 흡광도) 값을 나타낸다.

상기 MW는 cyanidin-3-glucoside의 분자량(449.2 g/mol)이다.

상기 DF는 희석배율(dilution factor)이다.

상기 ε는 몰 흡광계수(26,900 L/cmㆍmol)이다.

알코올 함량 측정

자색옥수수-맥아 맥주의 알코올 함량은 증류법으로 분석하였으며, 증류 후 알코올-온도 보정표에서 15℃로 보정한 알코올 함량을 표준 보정곡선에 대입하여 알코올 함량(%, v/v)을 계산하였다.

비중 측정

자색옥수수-맥아 당화액과 맥주(발효물)의 비중은 100 ㎖ 메스실린더에 시료 100 ㎖을 넣고 비중계(200-DK-6, Deakwang, Seoul, Korea)를 이용하여 측정하였다.

HPLC를 이용한 당 분석

사용된 기기는 Dionex사의 P680을 사용하였으며, 칼럼(column)은 Waters Carbohydrate High Performance 4㎛ (4.6×250 mm)(Waters, Massachusetts, USA)을 사용하여 분석하였다. HPLC 분석에 사용된 이동상은 Acetonitrile용매, HPLC용 Water용매를 79:21(v:v)의 비율로 사용하였으며 모든 용매는 사용 전 필터로 여과 후 탈기하여 사용하였다. 칼럼의 유속은 1.0 ㎖/분이었으며 분석시간은 isocratic으로 20분간 분석하였다. 시료는 10 ㎕를 주입하였다. 표준용액 조제와 시험용액에 사용한 희석액은 3차 증류수를 사용하였다. HPLC 기기분석에 사용한 시약은 하니웰(Honeywell B&J ACS)에서 구입한 아세토나이트릴(Acetonitrile)과 피셔(Fisher)사의 HPLC용 증류수(Water)를 사용하였다.

본 실험에서 사용된 프룩토오스, 글루코스, 수크로스, 말토오스, 락토스 표준품은 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, Mo, 미국)를 구입하여 사용하였다. HPLC 분석조건은 표 4와 같이 설정하였다.

HPLC 분석조건

장비	조건
칼럼 종류	Waters Carbohydrate High Performance
	4 ㎛(4.6×250㎜)
이동상	Acetonitrile : Water (HPLC) = 79 : 21
검출기	RI 검출기
칼럼 온도	30℃
유속	1.0 ㎖/min
시료투입량	10 ㎕

통계처리

실험결과는 SPSS 22.0 (Statistical package for social science, SPSS Inc., Chicago, IL, 미국)을 이용하여 평균값과 표준편차를 계산하고, 분산분석(ANOVA)을 이용하여 p<0.05 수준에서 다중범위 검정(Duncan's multiple range test)을 실시하여 시료 간 유의적인 차이를 검증하였다.

<실험결과>

A. 습열처리와 건열처리의 비교

<실험예1> 열처리 조건에 따른 자색옥수수의 수분용해지수 측정

<실험예1-1> 습열조건

자색옥수수의 열처리 조건에 따른 용해성의 변화를 측정하기 위하여 습열처리한 자색옥수수를 증류수에 넣고 67℃에서 60분간 수침하였을 때 수분용해지수를 도 1에 나타내었다. 대조군은 열처리 하지 않은 자색옥수수 분말을 이용하였다.

80℃에서 5분, 10분, 그리고 15분 습열처리한 MH80/5, MH80/10, MH80/15 시료의 수분용해지수는 각각 4.56%, 4.89%, 그리고 4.98%로 4.41%인 대조군보다 모두 수분용해지수가 유의적으로 높았고 80℃에서 습열처리 시간이 증가할수록 자색옥수수의 수분용해지수가 유의적으로 증가하였다(p<0.05).

100℃에서 5분, 10분, 그리고 15분 습열처리한 MH100/5, MH100/10, MH100/15 시료의 수분용해지수는 각각 4.16%, 4.02%, 그리고 4.04%로 대조군보다 모두 수분용해지수가 낮았고 100℃에서 습열처리 시간이 증가할수록 수분용해지수가 감소하였다(p<0.05).

121℃에서 5분, 10분, 그리고 15분 습열처리한 MH121/5, MH121/10, MH121/15 시료의 수분용해지수는 각각 1.21%, 1.07%, 그리고 1.06%으로 다른 습열처리 시료의 수분용해지수보다 급격히 감소하였다.

<실험예1-2> 건열조건

다음으로 건열처리한 자색옥수수를 증류수에 넣고 67℃에서 60분간 수침하였을 때 수분용해지수를 도 2에 나타내었다. 대조군은 열처리 하지 않은 자색옥수수 분말을 이용하였다.

건열처리한 시료의 수분용해지수는 4.41%인 대조군보다 모두 낮았다(p<0.05). 구체적으로 130℃에서 5분, 10분, 그리고 15분 건열처리한 시료인 DH130/5, DH130/10, 그리고 DH130/15의 수분용해지수는 각각 4.22%, 3.73%, 그리고 2.32%로 가열처리 시간이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 170℃에서 5분, 10분, 그리고 15분 건열처리한 시료인 DH170/5, DH170/10, 그리고 DH170/15의 수분용해지수는 각각 3.18%, 1.26%, 그리고 1.08%로 가열처리 시간이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 200℃에서 5분, 10분, 그리고 15분 건열처리한 시료인 DH200/5, DH200/10, 그리고 DH200/15의 수분용해지수는 DH170/15과 유의적인 차이가 없는 낮은 값을 나타내었다(p<0.05).

<실험예2> 열처리 조건에 따른 자색옥수수 당화액의 환원당 및 가용성고형분의 함량

<실험예2-1> 습열조건

습열처리한 자색옥수수를 α-amylase를 이용하여 당화하였을 때 당화액의 환원당의 측정하여 표 5에 나타내었다. 환원당은 80℃에서 습열처리한 시료인 MH80/5와 MH80/10, MH80/15 당화액의 환원당 농도가 각각 7.80과 7.82, 8.10 g/100㎖으로 7.64 g/100㎖인 대조군보다 유의적으로 높게 나타났고 그 중 15분 가열처리한 시료인 MH80/15 당화액이 가장 높았다(p<0.05). 습열처리 온도가 100℃ 이상인 경우, 열처리 온도 및 시간이 증가할수록 시료 당화액의 환원당 농도가 유의적으로 감소하여 MH/121/15 당화액이 4.42g/100㎖로 가장 낮은 값을 나타내었다(p<0.05).

습열처리한 자색옥수수 당화액의 환원당 함량

열처리방법	환원당함량
	(g/100 ㎖)
대조군	7.64±0.03c2)3)
MH80/5	7.80±0.03ab
MH80/10	7.82±0.06ab
MH80/15	8.10±0.02a
MH100/5	7.24±0.53c
MH100/10	6.28±0.24d
MH100/15	5.57±0.37e
MH121/5	5.74±0.22e
MH121/10	5.77±0.07e
MH121/15	4.42±0.30f

<실험예2-2> 건열조건

건열처리한 자색옥수수를 α-amylase를 이용하여 당화하였을 때 당화액의 환원당을 측정하여 표 6에 나타내었다.

건열처리한 실험군 당화액의 환원당은 2.23 내지 3.51g/100 ㎖로 열처리 하지 않은 대조군 당화액의 환원당 함량인 7.64g/100 ㎖보다 유의적으로 낮았다(p<0.05).

건열처리한 자색옥수수 당화액의 환원당 함량

시료명	환원당함량
	(g/100 ㎖)
대조군	7.64±0.03a
DH130/5	3.51±0.03c
DH130/10	3.23±0.11b
DH130/15	2.96±0.05c
DH170/5	3.42±0.01b
DH170/10	3.31±0.23b
DH170/15	2.24±0.17d
DH200/5	3.24±0.04b
DH200/10	2.36±0.20d
DH200/15	2.23±0.19d

상기 결과를 통해, 80℃에서 수증기 처리하는 경우, 자색옥수수 당화액에서 환원당 함량이 열처리 하지 않은 대조군 보다 증가하여 자색옥수수의 당화효율이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 80℃에서 15분간 수증기 처리한 자색옥수수가 당화효율일 가장 우수함을 확인하였다.

<실험예2-3> 습열처리 온도에 따른 가용성 고형분의 함량

상기에서 80℃에서 15분간 열처리한 경우 당화효율이 우수함을 확인하였다 이에, 수증기 열처리 온도 조건에 따른 당화효율의 변화를 구체적으로 확인하고자, 70 내지 90℃ 온도로 15분간 수증기 처리한 자색옥수수로 당화액을 제조하고, 가용성 고형분의 함량을 측정하였다.

분석결과, 열처리 하지 않은 대조군 자색옥수수 분말의 당화액의 가용성 고형분 측정결과는 7 브릭스였으며, 70℃ 또는 75℃의 수증기로 열처리한 시료에서 당화액은 대조군과 동일하게 7 브릭스로 나타났다.

80℃로 처리한 경우는 7.6 브릭스, 85℃ 처리한 시료에서는 7.2 브릭스로 측정되어 열처리에 의해 대조군보다 가용성 고형분의 함량이 증가하여 당화효율이 열처리에 의해 증가하는 것을 확인하였다.

반면, 90℃ 처리한 경우에는 6.8 브릭스로 대조군보다 감소함을 확인하였다.

발효시 당이 알코올로 전환된다. 따라서, 환원당의 함량이 우수한 80℃에서 15분간 수증기 처리한 자색옥수수 당화액을 이용하여 맥주를 제조하는 경우 알코올 생성 효율일 우수할 것으로 판단하였다.

<실험예3> 열처리한 자색옥수수 당화액의 안토시아닌 함량

다음으로, 열처리 조건에 따른 자색옥수수 당화액의 안토시아닌 함량을 측정하여 도 3에 나타내었다. 열처리하지 않은 대조군 당화액의 안토시아닌 함량이 23.06mg/L로 가장 높았고, 습열처리군과 건열처리군에서 모두 자색옥수수에 열처리 온도가 증가할수록 안토시아닌 함량이 감소하는 경향을 나타내었다. 습열처리군의 경우 처리온도가 상대적으로 높은 건열처리군보다 안토시아닌 함량의 감소가 적게 나타났으나 MH121/10과 MH121/15 당화액은 각각 11.34 mg/L와 10.09 mg/L로 대조군과 비교하여 절반이상 감소하였다. 처리온도가 상대적으로 높은 건열처리군은 모두 안토시아닌 함량이 급격하게 감소하여 3.83 내지 5.72 mg/L로 낮게 나타났다.

<실험예4> 열처리 조건에 따른 자색옥수수 당화액의 색도변화

<실험예4-1> 습열조건

습열처리한 자색옥수수 당화액의 색도를 도 4에 나타내고 L값, a값, b값으로 나타내었다. 습열처리한 자색옥수수 당화액의 L값은 80℃로 처리한 실험군이 대조군보다 높게 나타났고 그 중 15분 열처리한 MH80/15 당화액의 L값이 29.9로 유의적으로 가장 높았다. 100도 처리군과 121도 처리군은 열처리 시간이 증가할수록 L값이 유의적으로 감소하여 MH121/15 당화액의 명도가 23.5로 가장 낮게 나타났다. 습열처리한 자색옥수수 당화액의 a값은 대조군이 3.83으로 가장 높았고 습열처리 온도와 시간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내어 MH121/15 당화액이 2.7로 유의적으로 가장 낮았다. 습열처리한 자색옥수수 당화액의 b값은 열처리 온도와 시간이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었고 그 중 MH121/5, MH121/10, MH121/15 당화액의 b값은 각각 1.3, 1.37, 1.53로 높게 나타났다.

<실험예4-2> 건열조건

건열처리한 자색옥수수 당화액의 색도를 도 5에 나타내고 L값, a값, b값으로 나타내었다. 건열처리한 자색옥수수 당화액의 L값은 대조군보다 건열처리한 실험군이 높게 나타났고 그 중 DH170/5 당화액의 L값이 가장 높게 나타났다. 건열처리한 자색옥수수 당화액의 a값은 건열처리 시 급격하게 감소하여 열처리 하지 않은 대조군이 유의적으로 가장 높았다. 건열처리한 자색옥수수 당화액의 b값은 건열처리 온도와 시간이 증가할수록 증가하였다.

습열처리는 건열처리와 비교하여, 적색도의 감소가 적으며, 황색도의 증가가 적어 자색옥수수 특유의 색을 보유하였다. 따라서 맥주 제조시 자색옥수수 특유의 색상을 유지하는데 습열처리가 유용함을 확인하였다. 구체적으로 80℃에서 습열처리가 자색옥수수의 고유의 색상을 유지하는데 적합함을 확인하였다.

B. 자색옥수수와 맥아의 혼합비율 비교

<실험예5> 자색옥수수-맥아 맥주의 발효 및 저장기간 중 환원당과 가용성 고형분 변화

다음으로 자색옥수수와 맥아의 혼합비율에 따른 당화액의 환원당 함량을 비교하였다. 대조군은 맥아만을 이용하여 제조된 맥주를 사용하였으며, 대조군에 포함된 맥아의 총중량을 기준으로 20%, 40% 또는 60%를 자색옥수수로 대체하여 자색옥수수-맥아 맥주를 제조하고, 자색옥수수의 대체비율에 따른 환원당 및 가용성 고형분의 함량을 비교하였다.

상기에서 80℃로 15분간 습열처리한 자색옥수수(MH80/15)가 당화효율이 가장 우수하고, 안토시아닌의 감소가 가장 적음을 확인하였는바, 습열처리한 자색옥수수를 맥주제조에 이용하였으며, 습열처리에 따른 효과를 비교하고자 열처리 하지 않은 자색옥수수로 맥주를 제조하고 비교하였다.

자색옥수수-맥아 맥주를 5일간 발효하면서 매일 환원당(도 7)과 가용성 고형분(도 8) 함량을 측정하였고 이 후 15일간 저장하면서 5일마다 동일항목을 측정하였다. 발효 전 자색옥수수-맥아 당화액의 환원당 함량을 대체 비율별로 비교하였을 때 20% 대체군(P20과 PH20)이 가장 높았고 40% 대체군(P40과 PH40), 대조군 그리고 60% 대체군(P60과 PH60) 순으로 높게 나타났다.

동일한 대체 비율 시료 간에 환원당 함량은 습열처리한 자색옥수수(MH80/15)로 맥아를 대체한 실험군이 비열처리 자색옥수수로 대체한 실험군보다 높게 나타났다. 발효기간 동안 효모에 의하여 환원당이 알코올로 전환되어 환원당 함량이 감소하였고 저장 이후 6.14 내지 5.09 g/100㎖로 감소하였다.

발효 전 당화액의 가용성 고형분은 20% 대체군(P20과 PH20)이 가장 높았고 40% 대체군(P40과 PH40), 대조군 그리고 60% 대체군(P60과 PH60) 순으로 높게 나타났다. 또한 습열처리한 자색옥수수(MH80/15)로 맥아를 대체한 실험군이 비열처리 자색옥수수로 대체한 실험군보다 높게 나타나 환원당 함량의 경향과 유사하였다. 발효기간 동안 가용성 고형분은 초기 12.27 내지 15.83에서 급격히 감소하여 저장기간 동안 6.07 내지 6.97로 유지되었고 저장기간 후 6.2 내지 6.97로 나타났다.

본 실험에서 자색옥수수 20% 대체군과 40% 대체군이 당화 후 대조군보다 높은 환원당 함량을 나타낸 반면 60% 대체군은 대조군보다 환원당 함량이 낮았다. 이는 맥아의 대체 비율이 증가하면서 맥아에 포함된 효소가 감소하여 당화력이 감소한 결과로 사료되었고 추가 효소(α-amylase)를 첨가하였지만 맥아가 가지고 있던 전분 분해효소의 양에 미치지 못한 것으로 판단되었다.

<실험예6> HPLC 분석법에 의한 자색옥수수-맥아 당화액의 당 정량

자색옥수수분말을 80℃에서 15분 습열가열한 MH80/15와 열처리하지 않은 자색옥수수 분말을 이용하여 맥아를 각각 20%, 40%, 60% 대체하여 당화액을 제조한 후, 각 당 성분을 측정하여 표 7에 나타내었다.

자색옥수수 맥주의 당조성 측정결과

맥주 시료	당 조성 (g/L)
	Fructose	Glucose	Sucrose	Maltose
대조군	0.74±0.39NS	7.30±0.34c	5.46±0.62a	64.94±2.92a
P20	0.68±0.18	8.71±0.41ab	4.73±0.25abc	63.18±1.65a
P40	0.66±0.18	8.34±0.23ab	4.12±0.40bcd	56.45±3.35b
P60	0.61±0.19	8.01±0.79bc	3.51±0.56d	47.94±3.58d
PH20	0.62±0.18	8.98±0.17a	5.18±1.02ab	66.54±6.43a
PH40	0.65±0.12	8.38±0.59ab	3.78±0.43cd	54.76±4.31bc
PH60	0.53±0.28	8.73±0.14ab	3.32±0.71d	48.98±0.96cd

표 7을 참조하면, 자색옥수수-맥아 당화액에서 자색옥수수함량이 증가할수록 프룩토오스(fructose) 함량은 감소하는 경향을 나타내었지만, 시료 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았다(p<0.05).

글루코스(glucose) 함량은 환원당 함량이 가장 높았던 PH20이 8.98 g/L로 가장 높게 나타났으며, 맥아만 사용한 대조군이 7.30 g/L로 가장 낮게 나타났다(p<0.05). 대조군과 PH20을 제외한 당화액 시료들은 8.01 내지 8.73 g/L로 유사하였다(p<0.05).

수크로오스(sucrose) 함량은 대조군이 5.46 g/L로 가장 높았고 당화액의 자색옥수수함량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내어 P60이 3.32 g/L로 가장 낮게 나타났다(p<0.05).

말토오스(maltose) 함량은 대조군과 P20 그리고 PH20이 각각 64.94 g/L, 63.18 g/L그리고 66.54 g/L로 당화액 시료 중 가장 높게 나타났다(p<0.05). 맥아 함량이 감소하고 자색옥수수의 대체 비율이 증가하면서 말토오스의 함량은 감소하는 경향을 나타내었다.

<실험예7> 자색옥수수-맥아 맥주의 발효 및 저장기간 중 알코올함량과 비중 변화

자색옥수수-맥아 맥주를 5일간 발효하면서 매일 비중(도 9)과 알코올함량(도 10)을 측정하였고, 이 후 15일간 저장하면서 5일마다 동일항목을 측정하였다.

발효 전 자색옥수수-맥아 당화액의 비중은 20% 대체군(P20과 PH20)이 각각 1.067 g/㎤와 1.071 g/㎤으로 가장 높았고 40% 대체군(P40과 PH40), 대조군 그리고 60% 대체군(P60과 PH60) 순으로 높게 나타났다. 또한 습열처리한 자색옥수수(MH80/15)로 맥아를 대체한 실험군이 비열처리 자색옥수수로 대체한 실험군보다 높게 나타나 환원당 함량과 가용성 고형분 함량의 경향과 유사하였다. 발효기간 동안 비중은 초기 1.054 g/㎤ 내지 1.071 g/㎤에서 급격히 감소하여 저장기간 동안 1.011 g/㎤ 내지 1.012 g/㎤로 유지되었다. 일반적인 맥주 비중은 1.01 내지 1.02g/㎤로 본 실험에서 모든 시료의 발효가 적절히 진행된 것으로 판단되었다.

자색옥수수-맥아 맥주의 알코올 함량은 모든 시료가 발효기간에 급격히 증가하였다. 발효 후 알코올 농도는 당이 알코올로 전환되는 특성상 환원당과 가용성 고형분 함량 그리고 비중 값이 높은 시료가 높은 알코올 함량을 나타내었으며 시료 PH20의 알코올 농도가 8.63%로 가장 높은 값을 나타내었다. 저장기간 동안 모든 시료의 알코올 함량은 발효 후 알코올 함량이 유지되는 경향을 나타내었다.

상기 실험결과에서 PH20 당화액이 주발효성 당인 glucose함량이 증가하고 maltose함량이 대조군과 유사하여 가장 높은 환원당 함량(16.48 g/100㎖)을 나타낸 것으로 판단되었으며 발효 후 맥주의 알코올 함량(8.67%) 또한 가장 높게 나타나 맥아 20%를 자색옥수수로 대체할 때 알코올 생산에 가장 효과적임을 확인하였다. 또한 동일한 비율의 자색옥수수를 이용할 때 80℃로 15분간 습열처리한 자색옥수수를 이용하는 경우 알코올 함량이 가장 증가됨을 확인하였다

<실험예8> 자색옥수수-맥아 맥주의 관능평가

자색옥수수-맥아 맥주의 단맛, 신맛, 쓴맛, 입안에서의 느낌, 향기, 전반적인 기호도를 평가한 결과를 표 8에 나타내었다.

단맛, 신맛, 쓴맛, 입안에서의 느낌, 향기, 전반적인 기호도의 평가점수는 자색옥수수 대체비율과 습열처리 유무에 관계없이 모두 유의적인 차이가 없었다(p<0.05). 따라서 80℃에서 15분간 습열처리한 자색옥수수의 이용과 20%, 40%, 60%의 맥아대체가 기호도에 큰 영향을 주지 않은 것으로 판단되었으며 안토시아닌이 함유된 기능성 음료로서의 맥주가 관능적으로 기존 맥아만 사용한 맥주만큼 우수함을 확인하였다.

자색옥수수가 첨가된 맥주와 대조군 맥주의 관능검사

맥주시료	단맛	신맛	쓴맛	입안에서의 느낌	향기	전반적인 만족도
대조군	5.64±2.02NS	5.07±1.86NS	5.57±1.91NS	5.71±1.98NS	5.43±1.60NS	5.54±1.11NS
P20	5.50±2.03	4.71±1.44	4.79±2.12	5.21±1.76	5.64±1.69	5.30±1.00
P40	5.21±1.97	5.21±1.42	5.86±2.14	5.86±2.14	4.29±1.94	5.39±1.35
P60	5.71±1.64	5.86±1.56	5.29±1.98	5.36±2.31	5.79±1.67	5.74±1.22
PH20	5.36±2.06	4.93±1.82	5.50±2.65	5.36±1.69	4.79±1.97	5.17±1.36
PH40	5.79±1.72	5.79±1.53	5.71±1.64	5.50±2.03	5.36±1.82	5.65±1.08
PH60	5.43±1.79	4.93±1.33	5.14±1.96	5.21±1.76	4.79±1.63	5.37±1.08

※점수는 각 항목에 대한 기호도임

Claims (5)

1. (a) 자색옥수수 분말 또는 전분을 80℃의 수증기로 열처리하여 당화효율을 증가시키는 단계;
   (b) 열처리한 자색옥수수 분말 또는 전분에, 맥아, 물 및 효소를 혼합하고 50 내지 70℃에서 당화시켜 당화액을 제조하는 단계; 및
   (c) 상기 당화액에 홉을 첨가하여 가열한 후, 효모를 첨가하여 발효시키는 단계를 포함하는, 발포성 알코올 음료의 제조방법.
2. 제1항에서,
   상기 (a) 단계에서, 자색옥수수 분말 또는 전분은 15분간 열처리되는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
3. 제1항에서,
   상기 자색옥수수와 맥아는 20: 80의 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
4. 제1항 내지 3항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 발포성 알코올 음료.
5. 제4항에서,
   상기 발포성 알코올 음료는 맥주, 발포주 또는 맥주맛 음료인 것을 특징으로하는, 발포성 알코올 음료.

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