KR102649325B1 - 헴프씨드 케이크를 유효성분으로 포함하는 알코올 발효 촉진제 및 이를 이용한 알코올 발효 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 헴프씨드 케이크(Hempseed cake)를 포함하는 알코올 발효 촉진제, 상기 알코올 발효 촉진제를 알코올 발효에 사용하는 알코올 발효 방법, 상기 방법을 이용한 발효주에 관한 것이다. 본 발명의 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제는 발효 속도의 폭발적인 증가와 함께 최종 발효 수율을 증대시키며 발효액 내의 당을 효율적으로 알코올로 발효시키는 효과가 강력하므로 경제성 증대는 물론, 발효 폐액 처리의 환경적 부담 감소를 기대할 수 있다. 또한, 본 발명의 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제를 이용한 발효주는 목넘김과 관능성이 우수하며, 특유의 알싸한 맛으로 기호성이 증대되고, 우수한 항산화 활성을 나타내어 발효 식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

헴프씨드 케이크를 유효성분으로 포함하는 알코올 발효 촉진제 및 이를 이용한 알코올 발효 방법{ALCOHOL FERMENTATION ENHANCER COMPRISING HEMPSEED CAKE AND ALCOHOL FERMENTATION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 헴프씨드 케이크(Hempseed cake)를 포함하는 알코올 발효 촉진제, 상기 알코올 발효 촉진제를 알코올 발효에 사용하는 알코올 발효 방법, 상기 방법을 이용한 발효주에 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 하며, 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.
주류 발효 효모의 경우 고분자 다당류 분해 활성이 거의 없어, 효모 발효를 위해서는 고가의 당류를 제공하거나 전분을 효소처리하여 당류를 공급하여야 한다. 또한, 다양한 비타민, 미네랄을 공급하여 효모 내의 효소 시스템(해당경로 효소 및 Alcohol dehydrogenase, acetladehyde 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 비타민, 미네랄 등의 생육인자, 발효촉진인자들을 공급하게 된다.
효모 중 인간에게 무해하다고 알려진 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)와 한국 전통식품에 일반적으로 발견되는 이사첸키아 오리엔탈리스(Issatchenkia orientalis)는 GRAS(Generally Recognized As Safe) 미생물로 알려져 있으며, 다양한 주류 및 발효 식품 제조에 사용되고 있다. 이러한 효모들의 발효속도가 낮은 경우, 발효조 유지 및 운전비용이 증가되어 경제성이 낮게 되며, 세균 오염 가능성이 증가되며, 또한 최종 발효 수율이 낮은 경우 고가의 당의 낭비는 물론 잔당이 남아 있는 발효폐액 처리에 많은 환경적 부담을 안게 된다. 따라서, 효모 발효시 발효 속도 증가와 최종 발효 수율의 증대는 발효산업에서 매우 중요하게 고려되고 있다.
한편, 헴프씨드(Seed of Cannabis sativa L.)는 삼과의 한해살이풀인 대마의 씨앗으로, 껍질에 있는 환각성분인 THC(Tetrahydrocanabinol)를 제거하여 식용 가능한 상태를 말한다. 원산지는 중앙아시아이며, 현재는 전 세계 다양한 지역에서 재배하고 있다. 헴프씨드는 고소하면서도 부드러운 식감을 가지고 있어 여타의 견과류와 유사한 맛을 나타내며, 단백질, 필수 아미노산 및 미네랄 함량이 높아 영양적으로 우수하며, 지방 함량이 높아(25~35%) 압착, 추출하여 식용유로도 이용되고 있다. 또한, 헴프씨드의 오일은 알파 리놀레산(Alpha-Linolenic Acid; ALA)과 감마 리놀레산 등의 다가 불포화 지방산(Polyunsaturated fatty acid) 등이 풍부하여, 콜레스테롤 감소, 혈관염증 완화, 피부 질환, 아토피 감소 효과가 우수하다고 알려져 있다. 한편, 헴프씨드를 한방에서는 마자인으로 부르며, 난치성 변비, 소갈증, 각종 통증질환, 월경불순, 피부질환 및 이질 등에 사용하며, 최근에는 신경염증 억제 및 신경세포 보호 활성 등이 잘 알려져 있다.
헴프씨드와 관련된 연구로는, 지방산 분석(Koh DH, 1990, Korean J Food Nutr 3: 201-206.), 헴프씨드 내의 항산화 활성의 펩타이트(Lu RR, 등, 2010. Food Chem 123: 1210-1218), 항고혈압성 펩타이드(Girgih AT 등, 2014. J. Funct Foods 6: 384-394) 및 신경세포 항염증 및 신경세포 보호 활성(Zhou Y 등, 2018. Phytochem Lett 23: 57-61) 등의 활성이 알려져 있다. 또한, 헴프씨드의 섭취에 의한 인지기능의 개선(배길준 외, 2015, Journal of Korean Medicine Rehabilitation 25: 1-15) 및 아토피 피부염 완화(박신희, 2018, 조선대학교 박사논문)이 알려져 있다. 또한, 혈전증과 관련하여 헴프씨드를 식이로 공급한 경우의 렛트에서의 혈소판 응집저해 활성이 보고(Richard MN 등, 2007, Journal of thrombosis and haemostasis, 5: 424-425)된 바 있으나, 이는 헴프씨드의 linoleic acid(LA) 및 alpha-linolenic acid(ALA) 등의 다가불포화지방산에 의한 것으로 알려져 있다.
또한, 헴프씨드와 관련된 특허로는 대한민국 등록특허 제10-1844849호 [헴프씨드 오일과 케나프씨드 오일을 함유하는 복합 조성물 및 그 제조 방법], 제10-1828217호 [대마씨 및 광천수를 배지로 한 동충하초 배양 및 생육방법], 제10-1492976호 [대마씨 성분이 함유된 면 및 그 제조방법], 제10-1886421호 [대마씨를 이용한 두부제조방법], 제10-2030923호 [햄프씨드를 이용한 두부형태의 가공식품 및 그 제조방법], 제10-1921331호 [대마씨를 함유한 육개장 칼국수와 그 제조방법], 제10-1820836호 [대마씨앗을 이용한 과립의 제조방법], 제10-1811000호 [청삼 종실유 및 그의 제조방법], 제10-0829997호 [청삼 종실유의 제조방법 및 그에 의해 제조된 청삼 종실유], 제10-0829999호 [청삼 종실유의 4급 아민염 제조방법 및 그에 의해 제조된 청삼 종실유의 4급 아민염], 제10-1871343호 [탈모 방지 비누의 제조방법], 제10-2011349호 [항고혈압 활성이 개선된 혼합 씨앗즙] 및 일본특허 JP-0044143호 [PRODUCTION OF MISO CONTAINING THRESHED HEMPSEED]가 개시되어 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2012-0111125호 [마자인 추출물을 포함하는 신장암 치료용 조성물 및 건강 기능성 식품], 제10-2012-0111126호 [마자인 추출물을 포함하는 췌장암 치료용 조성물 및 건강 기능성 식품], 제10-2010-0008541호 [괄루인 또는 마자인 추출물을 함유하는 인간 중간엽 줄기세포의 지방세포로의 분화 촉진용 조성물]이 공개되어 있으며, 제10-2019-0066702호 [대마씨 음료 및 그 제조방법], 제10-2019-0068982호 [대마씨에서 단백질 및/또는 지방을 추출하는 방법], 제10-2019-0087701호 [시린이 방지용 대마씨유와 참마를 함유하는 치약조성물], 제10-2019-0066701호 [대마씨 탈각을 위한 전처리 방법], 제10-2017-0128028호 [대마씨를 함유하는 기능성 국수와 기능성 국수의 제조방법], 제10-2014-0081966호 [초임계유체를 이용한 청삼 종실유의 추출방법 및 그에 의해 제조된 청삼 종실유], 제10-2014-0081967호 [청삼 종실유를 함유한 아토피 피부 개선 기능성 화장품 조성물], 제10-2016-0014963호 [헴프팩 및 이의 제조방법], 제10-2013-0076658호 [한약밥 처방명과 당뇨밥]이 공개되어 있으며, 국제특허 WO-9531176호 [COSMETIC PRODUCT CONTAINING HEMPSEED OIL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME], WO-0180358호 [AGENT FOR PROMOTING HAIR GROWTH AND METHOD FOR PREPARING SAME]이 공개되어 있다.
한편, 헴프씨드로부터 착유하고 남은 박(헴프씨드 케이크)은 다량의 단백질, 지질, 탄수화물, 비타민, 미네랄을 함유하고 있어 외국에서는 유기농 헴프씨드 케이크로부터 근육강화를 위한 식물성 단백질 파우더(Hempseed protein powder) 제품을 개발하여 판매하고 있다. 또한, 헴프씨드 케이크 가수분해물의 항산화 활성(Logarusic 등, 2019. Mol. Biol. Rep. 46: 6079-6085), 장내 분해, 소화 흡수(Karlsson L. 등, 2012. Asian-Australas J. Anim. Sci. 25: 1559-1567) 및 축산업의 사료적 가치(Karlsson L. 등, 2010. Animal. 4: 1854-1860) 등이 보고되고 있다. 그러나, 현재까지 헴프시드 케이크에 대한 알코올 발효촉진 연구나 관련 특허가 알려진 바는 없다.
KR 10-2137385 B KR 10-2019-0066702 A
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 헴프씨드를 착유한 후의 박으로서 별도의 용도 없이 폐기되고 있는 헴프씨드 케이크를 재활용함으로서 경제성을 확보할 뿐만 아니라, 효모의 알코올 발효시 발효 속도를 획기적으로 증대시키며, 발효 수율을 증대시켜 배지 내의 당을 효율적으로 모두 사용할 수 있게 하며, 최종 발효 알코올 농도를 증대시키면서도 관능성과 기능성을 증대시키는 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제, 이를 이용한 알코올 발효 방법 및 이에 의해 제조된 발효주를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제를 제공한다.
또한, 본 발명은 알코올 발효 배지에 상기 기재된 알코올 발효 촉진제를 첨가하고 효모를 접종하여 발효시키는 알코올 발효 방법을 제공한다.
상기 알코올 발효 촉진제는 상기 알코올 발효 배지 중 0.25~1.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 기재된 알코올 발효 방법에 의하여 제조되는 발효주를 제공한다.
상기 발효주는 항산화 및 항당뇨 활성을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제는 발효 속도의 폭발적인 증가와 함께 최종 발효 수율을 증대시키며 발효액 내의 당을 효율적으로 알코올로 발효시키는 효과가 강력하므로 경제성 증대는 물론, 발효 폐액 처리의 환경적 부담 감소를 기대할 수 있다. 또한, 본 발명의 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제를 이용한 발효주는 목넘김과 관능성이 우수하며, 특유의 알싸한 맛으로 기호성이 증대되고, 우수한 항산화 활성을 나타내어 발효 식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명에 사용된 헴프씨드(위)와 헴프씨드 케이크(아래)의 사진도이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 유용 지방산, 아미노산, 비타민, 미네랄을 다량으로 함유하면서도 별도의 용도가 없어 폐기되고 있는 헴프씨드 케이트를 이용한 발효주를 개발하는 과정에서, 이를 발효 배지에 첨가하여 효모 생육 촉진 및 발효 촉진 활성을 평가한 결과, 일정량의 헴프씨드 케이크 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. 또한, 헴프씨드 케이크의 첨가는 효모의 생육 촉진과 발효 촉진 활성 뿐만 아니라, 제조된 발효주의 관능성을 향상시키고, 항산화 활성도 증대시키는 부가적인 효과를 가짐을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제를 제공한다.
상기 헴프씨드 케이크는 헴프씨드를 저온 착유한 후 얻어지는 착유박을 의미하며, 예를 들어, 분말 또는 추출물 등의 형태로 제공될 수 있으며, 상기 추출물은 열수, 탄소수 1 내지 4의 알코올, 헥산, 에틸아세테이트 등의 추출용매를 이용하여 추출액을 얻고, 이를 동결건조, 열풍건조, 분무건조, 자연건조 등의 방법으로 추출물의 형태로 수득될 수 있다.
또한, 본 발명은 알코올 발효 배지에 상기 기재된 본 발명의 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제를 첨가하고 효모를 접종하여 발효시키는 알코올 발효 방법을 제공한다.
본 발명의 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제는 통상의 알코올 발효 배지에 첨가하여 사용될 수 있다. 상기 알코올 발효 촉진제는 상기 알코올 발효 배지 중 0.25~1.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 알코올 발효 배지는 탄소원, 질소원, 각종 미네랄, 비타민 및 미량원소가 포함된다. 예를 들어, 탄소원으로서 포도당이 사용될 수 있고, 질소원, 미네랄, 비타민 및 미량원소로서 효모 추출물을 사용할 수 있다. 바람직한 구체예로서, 포도당은 알코올 발효 배지 중 15~25중량%일 수 있고, 효모 추출물은 알코올 발효 배지 중 0.1~0.5중량%일 수 있다.
본 발명의 발명자들은 상기 설명된 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제를 이용하여 알코올 발효하는 경우, 효모 생육 촉진 및 알코올 발효 수율 향상 등의 알코올 발효 촉진 효과를 확인하였다.
본 발명의 알코올 발효 방법은 상기 설명된 본 발명의 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제를 알코올 발효 배지에 첨가하여 사용하는 것을 제외하고는, 통상의 알코올 발효 방법을 그대로 사용할 수 있다. 바람직한 구체예로서, 본 발명의 헴프씨드 케이크를 포함하는 알코올 발효 촉진제가 첨가된 알코올 발효 배지를 121℃에서 10분 동안 고압멸균한 후 방냉하고, 여기에 발효 균주로서 상업적으로 이용 가능한 효모를 전배양하여 일정량 접종하고, 30℃에서 48~96시간 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 발명의 알코올 발효 방법에 의하여 발효주를 제조할 수 있으며, 상기 방법에 의하여 제조되는 발효주는 제조 효율이 향상될 뿐만 아니라, 관능성 측면에서 특유의 알싸한 맛을 나타내게 되며 목넘김이 우수한 특징을 나타내며, 증가된 항산화 활성을 나타낸다.
따라서, 본 발명은 상기 기재된 본 발명의 알코올 발효 방법에 의하여 제조되는 발효주를 제공한다.
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: 헴프씨드로부터 헴프씨드 케이크의 제조
시판 헴프씨드(캐나다산)를 구입하여 50℃에서 10분간 로스팅 이후, 프레스 타입의 저온착유기를 사용하여 헴프씨드 오일을 회수하였다. 이때, 평균 회수율은 20~25%를 나타내었으며, 착유 후 박(케이크)은 75~80%를 회수하였다. 회수된 헴프씨드 케이크(도 1)의 이화학적 특성과 영양성분 분석결과는 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 헴프씨드 케이크는 상당량의 영양성분을 가지고 있었으며 헴프씨드에 비해 높은 명도와 당도 및 산도를 보였다. 따라서, 헴프씨드 케이크는 식품위생법상의 식품규격(예, 환각성분인 THC 규격)을 재정비하는 경우 식품소재로도 이용 가능함을 확인하였다.
[표 1] 헴프씨드 및 헴프씨드 케이크의 이화학적 특성
[표 2] 헴프씨드 및 헴프씨드 케이크의 영양성분
실시예 2: 효모 알코올 발효속도 및 발효수율에 미치는 헴프씨드 케이크의 효과 분석
효모 알코올 발효에 미치는 헴프씨드 케이크의 영향을 확인하기 위해, 발효용 기본배지(15% 포도당, 0.5% 효모추출물)에 헴프씨드 케이크(도 1)를 각각 0.25, 0.5, 1.0 및 1.5중량% 첨가하고, Saccharomyces cerevisiae IFO S-07 효모 균주(2%)를 접종하여 발효를 진행하였다. 이때, 헴프씨드 케이크는 별도의 처리없이 착유 후 분쇄한 분말상(~100메쉬)으로 사용하였다. 접종용 S. cerevisiae S-07 균주는 YPD 액체배지(효모 추출물 0.5%, 폴리펩톤 0.5%, 포도당 1%)에서 12시간 전배양한 신선종균을 사용하였다. 포도당은 규원 함수결정포도당[(주)삼양제넥스, 한국]을, 효모 추출물과 폴리펩톤은 디프코사(Difco Co., USA) 제품을 사용하였다. 발효는 30℃에서 24시간 및 48시간 진행하였으며, 경시적으로 알코올 농도를 측정하여 발효속도 및 발효율을 계산하였다. 알코올 농도는 발효관이 장착된 발효용기의 무게감소를 측정하여 계산하였으며, 최종적으로는 발효액을 증류하여 알코올 농도를 주정계로 측정하고 온도 보정하여 %(v/w)로 나타내었다. 최종 발효액의 산도는 초산을 표준품으로 하여 정량하였다. 헴프씨드 케이크 첨가 농도별 1일 및 2일 동안의 발효 결과는 표 3에 나타내었다.
[표 3] S. cerevisiae S-07의 알코올 발효율 및 발효속도에 미치는 헴프씨드 케이크 첨가 효과
표 3에 나타낸 바와 같이, 헴프씨드 케이크를 0.25중량% 첨가시에도 무첨가구에 비해 발효율의 증가가 나타났으며, 발효속도의 증가도 확인되었다. 그러나, 1.5중량% 까지 첨가농도를 증가시키더라도 발효율의 증가 및 발효속도 증가는 비례적으로 증가하지는 않았으며, 가장 높은 발효속도 및 발효율은 1중량%를 첨가한 경우에서 나타났다. 이러한 발효율의 증가 및 발효속도 증가가 개별 효모의 발효능력 증가 때문인지, 효모 성장 증대에 따른 효모수의 증가에 의한 것인지 확인하기 위해 무첨가구와 1중량% 헴프씨드 케이크 첨가 후 발효구의 효모 수를 확인한 결과, 무첨가구의 5.0~6.5×108cell/ml에 비해 1중량% 헴프씨드 케이크 첨가구에서는 1.4~1.7×109cell/ml로 확인되어 헴프씨드 케이크 첨가는 효모 증식을 높혀 발효속도 및 최종 발효율을 증대시키는 것임을 확인하였다.
실시예 3: 헴프씨드 케이크 첨가 후 발효시킨 S. cerevisiae IFO S-07의 알코올 발효액의 유용 성분, 항산화 활성 증가 및 관능성 평가
실시예 2에서 제조된 헴프씨드 케이크 첨가 발효주의 유용성분 분석의 일환으로 발효주의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 측정하였으며 그 결과는 표 4에 나타내었다. 이때, 총 폴리페놀 함량은 추출 검액 400μl에 50μl의 Folin-ciocalteau, 100μl의 Na2CO3 포화용액을 넣고 실온에서 1시간 방치한 후 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총 플라보노이드 함량은 각각의 시료를 18시간 메탄올 교반 추출하고, 여과한 추출 검액 400μl에 90% diethylene glycol 4ml를 첨가하고, 다시 1N NaOH 40μl를 넣고 37℃에서 1시간 반응 후 420nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준시약으로는 rutin을 사용하였다.
[표 4] 헴프씨드 케이크를 첨가하여 발효시킨 S. cerevisiae IFO S-07 알코올 발효액의 유용성분 분석
표 4에 나타낸 바와 같이, 헴프씨드 케이크를 첨가한 경우 첨가농도에 비례하여 총 폴리페놀 농도가 증가함을 확인하였다. 실제 0.25중량% 헴프씨드 케이크 첨가시에는 무첨가구의 발효액에 비해 1.37배의 총 폴리페놀 증가가 나타났으며, 0.5중량% 헴프씨드 케이크 첨가시에는 무첨가구의 발효액에 비해 1.51배의 총 폴리페놀 증가가 나타났다. 반면, 총 플라보노이드 함량의 급격한 증가는 나타나지 않았다.
한편, 실시예 2에서 제조된 헴프씨드 케이크를 첨가하여 발효시킨 발효주의 항산화 활성은 DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) 음이온 라디칼 소거능, ABTS[2,2-azobis(3-ethylbenzo thiazoline-6-sulfonate)] 양이온 라디칼 소거능 및 환원력을 각각 측정하여 평가하였으며, 그 결과는 각각 3회 반복한 실험의 평균과 편차로 표시하였다(표 5). 이때, DPPH 소거능의 경우 다양한 농도로 희석한 시료 20μl에, 99.5% 에탄올에 용해시킨 2×10-4M DPPH 용액 380μl를 넣고 혼합하여 37℃에서 30분 동안 반응시킨 후, 516nm에서 microplate reader(Asys Hitech, Expert96, Asys Co., Austria)를 사용하여 흡광도를 측정하였다. DPPH radical 소거능은 시료첨가구와 비첨가구의 백분율로 표시하였다. ABTS 소거능의 경우 7mM ABTS(Sigma Co., USA) 5ml와 140mM potassium persulfate 88ml를 섞은 후 상온에서 16시간 빛을 차단하여 ABTS 양이온을 형성시켰으며, 이후 이 용액을 414nm에서 흡광도 값이 1.5가 되도록 에탄올로 희석하였다. 조제된 희석용액 190ml와 다양한 농도로 조제된 시료 10ml를 혼합한 후 상온에서 6분간 반응시킨 후 734nm에서 흡광도를 측정하고, 다음의 식에 의해 ABTS radical 소거능을 계산하였다.
ABTS radical 소거능 (%) = [(C-S)/C] x 100,
C: 용매 대조구 DMSO 첨가시의 흡광도, S: 시료 첨가시의 흡광도.
환원력 평가의 경우 Oyaizu 등의 방법을 변형(안선미 등, 2011. J. Life Sci. 21: 576-583)하여 측정하였다. 에탄올에 용해한 시료 2.5ml에 0.2M sodium phosphate buffer(pH 6.6) 2.5ml와 10% potassium ferricyanide 2.5ml를 첨가하고, 50℃에서 20분간 반응시킨 후, 10% trichloroacetic acid 2.5ml를 첨가하여 반응을 종료하고 4,000rpm에서 10분간 원심분리하여 상등액을 회수하였다. 회수한 상등액은 증류수로 2배 희석한 후, 신선하게 조제된 0.1% ferric chloride 용액과 5:1(v/v) 비율로 혼합하고 700nm에서 흡광도를 측정하여 평가하였다.
[표 5] 헴프씨드 케이크를 첨가하여 발효시킨 S. cerevisiae IFO S-07 알코올 발효액의 항산화 활성 변화
표 5에 나타낸 바와 같이 헴프씨드 케이크를 첨가하여 발효시킨 경우, 발효액은 무첨가구에 비해 유의적으로 항산화 활성이 증가하였으며, DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능 및 환원력 모두에서 의미있는 증가를 나타내었다. 이러한 항산화 활성의 증대는 헴프씨드 케이크 첨가 발효액의 증가된 총 폴리페놀 함량과 관련된 것으로 이해되며, 이는 헴프씨드 케이크 자체에서 유래된 것보다는 발효과정에서 유래된 것으로 이해된다.
한편, 실시예 2에서 제조된 다양한 헴프씨드 케이크 첨가 발효주의 관능성을 안동대학교 식품영양학과 전문연구원 5명에 의해 7점 척도법으로 평가하였으며, 그 결과 헴프씨드 케이크를 0.5~1.5중량% 첨가하여 발효한 경우 맛, 향, 색감 및 전체적 선호도 모두에서 무첨가 발효구보다 우수함을 확인하였다(표 6). 이러한 결과는 효모의 알코올 발효시 헴프씨드 케이크 첨가에 의해 발효속도 증가, 발효율 증대가 가능하며, 제조된 헴프씨드 케이크 첨가 발효주는 관능성 및 기능성이 우수함을 의미하고 있다.
[표 6] 헴프씨드 케이크 첨가 후 발효시킨 S. cerevisiae IFO S-07의 알코올 발효주의 관능성 평가
실시예 4: 다양한 발효균주에서 헴프씨드 케이크 첨가에 따른 알코올 발효율 및 발효속도 증가 효과
헴프씨드 케이크 첨가에 의한 알코올 발효 촉진효과가 다양한 효모균에 공통적으로 나타나는지를 확인하기 위해 헴프씨드 케이크 1중량%를 첨가한 발효 기본배지에 다양한 상업용 발효 효모를 각각 2중량% 접종하여 2일간 발효하였다. 표 7에 나타낸 바와 같이, 가장 높은 촉진효과는 S. cerevisiae KCCM 12233 (발효율 87.4%)에서 나타났으며, 가장 낮은 발효 촉진효과는 S. cerevisiae IFO 0233(발효율 79.0%)에서 나타났다. 그러나, 무첨가 발효시 발효율이 70~75%임을 고려한다면, 실험에 사용한 상업용 균주 5종 모두에서 헴프씨드 케이크에 의한 발효 촉진효과를 확인하였다.
[표 7] 헴프씨드 케이크 첨가가 다양한 효모의 알코올 발효 및 최종 발효율의 증가에 미치는 영향
실시예 5: 헴프씨드 케이크 발효주 제조를 위한 S. cerevisiae IFO S-07의 최적 당 농도 결정
S. cerevisiae IFO S-07을 이용한 헴프씨드 케이크 첨가 발효주 제조를 위한 최적 당 농도를 평가를 위해, 1중량% 헴프씨드 케이크와 0.5중량% 효모 추출물을 포함하는 배지에 포도당을 각각 15, 20, 25 및 30중량%를 첨가한 후, 실시예 2과 동일하게 발효를 진행하였으며, 1일 및 2일 동안 발효한 결과는 표 8에 나타내었다.
[표 8] 최적의 헴프씨드 케이크 발효촉진 효과를 위한 S. cerevisiae IFO S-07의 최적 포도당 농도 결정
그 결과, 1일 발효시에는 포도당 농도가 15중량%에서 30중량%로 증가될수록 최종 발효율의 감소가 나타났으나, 2일 발효시에는 15~25% 당농도 모두에서 86.8~91.1%의 높은 발효율을 보였다. 다만, 30% 당농도에서는 80.1%의 상대적으로 낮은 발효율을 보였으며, 산도 증가가 나타났다. 따라서, 헴프씨드 케이크 첨가 발효주 제조를 위한 최적 당 농도는 15~25중량% 농도로 확인되었다.

Claims (5)

  1. 헴프씨드 착유 후 남은 박(cake)을 유효성분으로 포함하는 알코올 발효 촉진제.
  2. 알코올 발효 배지에 제 1항에 기재된 알코올 발효 촉진제를 0.25~1.5중량% 첨가하고 효모를 접종하여 발효시키는 알코올 발효 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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