KR20010048371A - 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술 - Google Patents
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Abstract
고형분 함량이 높으며 새로운 색조를 띠고 영양이 풍부한 새로운 유산발효식품을 제공할 수 있도록, 자색고구마를 세척하여 90∼120℃의 증기를 20∼40분동안 가하여 익히고 껍질을 제거하여 퓌레형상으로 고구마원료를 만드는 원료공정과, 우유 100중량%, 탈지분유 5∼20중량%, 고구마원료 30∼70중량%를 혼합 및 균질화시켜 발효기질을 만드는 혼합공정과, 균질화된 발효기질을 90∼110℃에서 10∼30분동안 멸균하고 30∼50℃로 냉각시키는 멸균공정과, 유산균 배양액 2∼5%(w/v)를 멸균된 발효기질에 접종하여 30∼40℃에서 20∼28시간 발효시키는 발효공정으로 이루어지는 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술을 제공한다.
발효공정에서 접종하는 유산균으로는 락토바실러스 불가리쿠스, 스트렙토코쿠스 락티스, 비피도박테리움 비피둠, 루코노스톡 락티스, 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스 등을 이용한다.
Description
본 발명은 자색고구마를 첨가하여 유산균을 발효시키므로써 얻어진 유산발효식품이 천연색소인 자색이 소실되지 않고 조섬유가 풍부하며 유산균의 생균수가 기준치 이사이 되는 유산발효식품을 제조할 수 있는 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술에 관한 것이다.
일반적으로 고구마는 섬유질, 단백질 및 무기질 등이 풍부한 고에너지식품으로 알려져 있으며, 황미나 율미 고구마와 같은 일반 황색고구마와 자색고구마 등으로 분류된다.
또 고구마는 특유의 냄새와 저장성의 문제로 가공식품으로의 개발에 제한이 되고 있으며, 그 용도가 극히 제한되고 있다.
특히 자색고구마는 일반 황색고구마에 비하여 유리당 함량이 1/3정도이며, 천연색소인 안토시아닌(anthocyanin)색소를 다량 함유하고 있어, 일반 가정에서 찐고구마나 군고구마로 이용할 경우 당도가 떨어지고, 색소의 용출이 많아 소비자들의 기호도가 낮은 품종이다.
최근에는 유산발효식품으로서 액상 및 호상 요구르트의 지속적인 개발 식품이 생산, 시판되고 있으며, 고형분 함량을 높인 호상 요구르트의 제조에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
아울러 최근의 식품에 대한 기호성이 식물성 식품으로 변화하고 있어 요구르트에 대한 미각의 폭을 확대하기 위하여 각종 과일 등의 식물성 원료를 혼합하고 있지만, 일반 식물성 원료는 유산균에 의해 발효되는 과정에서 단백질의 변성 응고작용에 지장을 주므로 좋은 요구르트 상태를 유지할 수 없다는 단점이 있다.
그러나 자색고구마는 우유와의 상성이 좋아 다량을 첨가하여도 유단백질의 응고에 문제가 없으며, 카로틴(carotene)과 안토시아닌 색조를 조화시킨 새로운 요구르트의 가공식품 원료로서의 가치가 높고, 자색고구마는 일반 황색고구마에 비하여 식이섬유와 전분 및 각종 무기질과 비타민을 많이 함유하고 있으므로 유산균의 생육에 좋은 소재가 될 수 있으며, 자색고구마에 함유된 안토시아닌색소도 색소의 특성상 pH가 산성쪽일 때 색소의 안정도가 좋다.
본 발명의 목적은 자색고구마의 상기와 같은 특성을 이용하여 소정의 색조를 띠므로 상품성이 증대되고, 각종 무기질과 비타민이 다량 함유되며, 유산균의 발효가 효과적으로 이루어지며, 전분에 의하여 점도가 증가되고 유청의 분리가 방지되는 유산발효식품을 제조할 수 있는 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술을 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술의 일실시예를 개략적으로 나타내는 공정 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술로 제조한 실시예 1∼실시예 5의 발효시간에 따른 pH 변화를 나타내는 그래프.
도 3은 종래 기술로 제조한 비교예 1∼비교예 5의 발효시간에 따른 pH 변화를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술로 제조한 실시예 1∼실시예 5의 발효시간에 따른 적정산도 변화를 나타내는 그래프.
도 5는 종래 기술로 제조한 비교예 1∼비교예 5의 발효시간에 따른 적정산도 변화를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술로 제조한 실시예 1∼실시예 5의 발효시간에 따른 생균수 변화를 나타내는 그래프.
도 7은 종래 기술로 제조한 비교예 1∼비교예 5의 발효시간에 따른 생균수 변화를 나타내는 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술로 제조한 실시예 1∼실시예 5의 발효시간에 따른 흡광도 변화를 나타내는 그래프.
도 9는 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술로 제조한 실시예 1∼실시예 5의 저장기간에 따른 pH 변화를 나타내는 그래프.
도 10은 종래 기술로 제조한 비교예 1∼비교예 5의 저장기간에 따른 pH 변화를 나타내는 그래프.
도 11은 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술로 제조한 실시예 1∼실시예 5의 저장기간에 따른 적정산도 변화를 나타내는 그래프.
도 12는 종래 기술로 제조한 비교예 1∼비교예 5의 저장기간에 따른 적정산도 변화를 나타내는 그래프.
도 13은 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술로 제조한 실시예 1∼실시예 5의 저장기간에 따른 생균수 변화를 나타내는 그래프.
도 14는 종래 기술로 제조한 비교예 1∼비교예 5의 저장기간에 따른 생균수 변화를 나타내는 그래프.
도 15는 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술로 제조한 실시예 1∼실시예 5의 저장기간에 따른 흡광도 변화를 나타내는 그래프.
본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술은 도 1에 나타낸 바와 같이, 자색고구마를 세척하여 익히고 껍질을 제거하여 퓌레(puree)형상으로 고구마원료를 만드는 원료공정(P1)과, 우유와 탈지분유(skim milk powder) 및 고구마원료를 소정의 비율로 혼합 및 균질화시켜 발효기질을 만드는 혼합공정(P2)과, 균질화된 발효기질을 소정의 온도에서 소정의 시간동안 멸균 및/또는 살균을 행하고 소정의 온도로 냉각시키는 멸균공정(P3)과, 유산균 배양액을 소정의 비율로 멸균 및/또는 살균된 발효기질에 접종하여 소정의 시간동안 발효시키는 발효공정(P4)으로 이루어진다.
상기한 원료공정(P1)은 대략 90∼120℃ 정도의 증기를 이용하여 대략 20∼40분 정도의 시간동안 찌는 것에 의하여 자색고구마를 익히고 껍질을 벗겨내어 제거한 다음 퓌레형상으로 만드는 과정으로 이루어진다.
상기에서 증기는 대략 100℃정도로 유지하고, 찌는 시간은 대략 30분 정도로 유지하는 것이 바람직하다.
상기한 혼합공정(P2)에서 혼합비율은 우유 100중량%, 탈지분유 5∼20중량%, 고구마원료 30∼70중량% 정도의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.
또 상기한 혼합공정(P2)에서는 대략 3∼10중량% 정도의 설탕 및/또는 대략 1∼5중량% 정도의 발단배양제(starter culture preparation)를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기한 혼합공정(P2)의 혼합과 균질화는 오스터라이저혼합기(osterizer blender)에서 행한다.
다음의 표 1에는 상기한 혼합공정(P2)에서 각 성분을 혼합하는 혼합비율의 일예를 나타낸다.
| 구분 | 우유 | 탈지분유 | 고구마원료 | 총 고형분함량(%) |
| 고형분 함량(%) | 12 | 97 | 28.9 | |
| 본 발명 (g) | 100 | 10 | 50 | 22.6 |
| 비교예 (g) | 100 | 10 | - | 19.7 |
상기한 표 1에 있어서 본 발명과 비교예 모두 설탕 5중량% 정도와 발단배양제 3중량% 정도를 더 포함한다.
상기한 멸균공정(P3)은 대략 90∼110℃ 정도의 온도에서 대략 10∼30분 정도의 시간동안 멸균 및/또는 살균을 행하고, 대략 30∼50℃ 정도의 온도로 냉각시키는 과정으로 이루어진다
상기한 멸균공정(P3)의 멸균 및/또는 살균은 오토클레이브(autoclave)에서 행하고, 냉각은 방냉(防冷)으로 행한다.
상기한 발효공정(P4)에서 접종하는 유산균 배양액의 비율은 대략 2∼5%(w/v)정도가 바람직하고, 대략 30∼40℃ 정도의 온도에서 20∼28시간 정도의 시간동안 발효시키는 것이 바람직하다.
상기에서 w/v는 중량/부피(weight/volume)를 나타낸다.
상기한 발효공정(P4)에서 접종하는 유산균으로는 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 스트렙토코쿠스 락티스(Streptococcus lactis), 비피도박테리움 비피둠(Bifidobacterium bifidum), 루코노스톡 락티스(Leuconostic lactis), 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스(Lactobacillus delbruekii sub. sp. lactis) 등이 바람직하다.
상기한 유산균 배양액에 있어서 유산균의 보존용 배지로서는 MRS한천배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)를 사용한다.
상기한 발효공정(P4)에서 접종하는 유산균 배양액은 상기한 MRS액체배지에서 상기한 유산균을 24시간 정도 배양하여 사용한다.
상기와 같은 과정을 통하여 제조되는 유산발효식품인 요구르트의 평가항목으로는 pH 및 적정산도, 생균수측정, 색도측정, 저장성조사 등이 있다.
상기한 요구르트의 pH 및 적정산도의 측정은 유산균의 산생성을 조사하기 위하여 행하는 것으로, 시료 10g을 취하여 증류수 30ml를 가한 다음, pH는 pH 측정기(pH meter)로 측정하고, 적정산도는 0.1N NaOH로 pH 8.1까지 적정하여 유산으로 환산하여 측정한다.
상기한 요구르트의 생균수측정은 적정농도로 희석한 시료 1ml를 B.C.P. 접시한천배양기(plate count agar)에 도말하여 37℃에서 48시간 배양한 다음 나타난 군체(colony)수를 측정하여 행한다.
상기한 요구르트의 색도측정은 시료 10g을 증류수 30ml에 용해시켜 여과한 다음, 분광광도계를 사용하여 550nm 파장의 빛에 대한 흡광도를 측정하여 색도의 변화를 비교하여 행한다.
상기한 요구르트의 저장성조사는 발효가 완료된 각각의 시료를 밀폐시킨 상태에서 2∼3℃의 냉장고에 보관하면서 저장기간에 따른 생균수, 적정산도, pH 및 색도를 측정하여 행한다.
(실시예 1)
자색고구마를 세척하여 100℃에서 30분간 증기로 찐 다음 껍질을 제거하고, 퓌레형상으로 만들어 고구마원료를 제조하였다.
이어서 발효기질의 고형분 함량을 증가시키기 위하여 우유 100중량%, 탈지분유 10중량%, 고구마원료 50중량%에 설탕 5중량% 및 발단배양제 3중량%를 혼합하여 오스터라이저 혼합기로 균질화시킨 다음, 오토클레이브에서 95℃로 15분간 멸균을 실시하였다.
멸균한 원료를 40℃로 방냉시킨 다음, MRS액체배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)에서 24시간 배양시킨 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus, 대한민국 생명공학연구소에서 배양한 KCTC 3188 균주)균 배양액을 3%(w/v)의 비율로 접종하여 37℃ 항온에서 24시간 발효시켜 요구르트를 제조하였다.
(실시예 2)
자색고구마를 세척하여 100℃에서 30분간 증기로 찐 다음 껍질을 제거하고, 퓌레형상으로 만들어 고구마원료를 제조하였다.
이어서 발효기질의 고형분 함량을 증가시키기 위하여 우유 100중량%, 탈지분유 10중량%, 고구마원료 50중량%에 설탕 5중량% 및 발단배양제 3중량%를 혼합하여 오스터라이저 혼합기로 균질화시킨 다음, 오토클레이브에서 95℃로 15분간 멸균을 실시하였다.
멸균한 원료를 40℃로 방냉시킨 다음, MRS액체배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)에서 24시간 배양시킨 스트렙토코쿠스 락티스(Streptococcus lactis, 대한민국 생명공학연구소에서 배양한 KCTC 3191 균주)균 배양액을 3%(w/v)의 비율로 접종하여 37℃ 항온에서 24시간 발효시켜 요구르트를 제조하였다.
(실시예 3)
자색고구마를 세척하여 100℃에서 30분간 증기로 찐 다음 껍질을 제거하고, 퓌레형상으로 만들어 고구마원료를 제조하였다.
이어서 발효기질의 고형분 함량을 증가시키기 위하여 우유 100중량%, 탈지분유 10중량%, 고구마원료 50중량%에 설탕 5중량% 및 발단배양제 3중량%를 혼합하여 오스터라이저 혼합기로 균질화시킨 다음, 오토클레이브에서 95℃로 15분간 멸균을 실시하였다.
멸균한 원료를 40℃로 방냉시킨 다음, MRS액체배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)에서 24시간 배양시킨 비피도박테리움 비피둠(Bifidobacterium bifidum, 대한민국 생명공학연구소에서 배양한 KCTC 3202 균주)균 배양액을 3%(w/v)의 비율로 접종하여 37℃ 항온에서 24시간 발효시켜 요구르트를 제조하였다.
(실시예 4)
자색고구마를 세척하여 100℃에서 30분간 증기로 찐 다음 껍질을 제거하고, 퓌레형상으로 만들어 고구마원료를 제조하였다.
이어서 발효기질의 고형분 함량을 증가시키기 위하여 우유 100중량%, 탈지분유 10중량%, 고구마원료 50중량%에 설탕 5중량% 및 발단배양제 3중량%를 혼합하여 오스터라이저 혼합기로 균질화시킨 다음, 오토클레이브에서 95℃로 15분간 멸균을 실시하였다.
멸균한 원료를 40℃로 방냉시킨 다음, MRS액체배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)에서 24시간 배양시킨 루코노스톡 락티스(Leuconostic lactis, 대한민국 생명공학연구소에서 배양한 KCTC 3528 균주)균 배양액을 3%(w/v)의 비율로 접종하여 37℃ 항온에서 24시간 발효시켜 요구르트를 제조하였다.
(실시예 5)
자색고구마를 세척하여 100℃에서 30분간 증기로 찐 다음 껍질을 제거하고, 퓌레형상으로 만들어 고구마원료를 제조하였다.
이어서 발효기질의 고형분 함량을 증가시키기 위하여 우유 100중량%, 탈지분유 10중량%, 고구마원료 50중량%에 설탕 5중량% 및 발단배양제 3중량%를 혼합하여 오스터라이저 혼합기로 균질화시킨 다음, 오토클레이브에서 95℃로 15분간 멸균을 실시하였다.
멸균한 원료를 40℃로 방냉시킨 다음, MRS액체배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)에서 24시간 배양시킨 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스(Lactobacillus delbruekii sub. sp. lactis, 대한민국 생명공학연구소에서 배양한 KCTC 3656 균주)균 배양액을 3%(w/v)의 비율로 접종하여 37℃ 항온에서 24시간 발효시켜 요구르트를 제조하였다.
(비교예 1)
우유 100중량%, 탈지분유 10중량%에 설탕 5중량% 및 발단배양제 3중량%를 혼합하여 오스터라이저 혼합기로 균질화시킨 다음, 오토클레이브에서 95℃로 15분간 멸균을 실시하였다.
멸균한 원료를 40℃로 방냉시킨 다음, MRS액체배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)에서 24시간 배양시킨 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus, 대한민국 생명공학연구소에서 배양한 KCTC 3188 균주)균 배양액을 3%(w/v)의 비율로 접종하여 37℃ 항온에서 24시간 발효시켜 요구르트를 제조하였다.
(비교예 2)
우유 100중량%, 탈지분유 10중량%에 설탕 5중량% 및 발단배양제 3중량%를 혼합하여 오스터라이저 혼합기로 균질화시킨 다음, 오토클레이브에서 95℃로 15분간 멸균을 실시하였다.
멸균한 원료를 40℃로 방냉시킨 다음, MRS액체배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)에서 24시간 배양시킨 스트렙토코쿠스 락티스(Streptococcus lactis, 대한민국 생명공학연구소에서 배양한 KCTC 3191 균주)균 배양액을 3%(w/v)의 비율로 접종하여 37℃ 항온에서 24시간 발효시켜 요구르트를 제조하였다.
(비교예 3)
우유 100중량%, 탈지분유 10중량%에 설탕 5중량% 및 발단배양제 3중량%를 혼합하여 오스터라이저 혼합기로 균질화시킨 다음, 오토클레이브에서 95℃로 15분간 멸균을 실시하였다.
멸균한 원료를 40℃로 방냉시킨 다음, MRS액체배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)에서 24시간 배양시킨 비피도박테리움 비피둠(Bifidobacterium bifidum, 대한민국 생명공학연구소에서 배양한 KCTC 3202 균주)균 배양액을 3%(w/v)의 비율로 접종하여 37℃ 항온에서 24시간 발효시켜 요구르트를 제조하였다.
(비교예 4)
우유 100중량%, 탈지분유 10중량%에 설탕 5중량% 및 발단배양제 3중량%를 혼합하여 오스터라이저 혼합기로 균질화시킨 다음, 오토클레이브에서 95℃로 15분간 멸균을 실시하였다.
멸균한 원료를 40℃로 방냉시킨 다음, MRS액체배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)에서 24시간 배양시킨 루코노스톡 락티스(Leuconostic lactis, 대한민국 생명공학연구소에서 배양한 KCTC 3528 균주)균 배양액을 3%(w/v)의 비율로 접종하여 37℃ 항온에서 24시간 발효시켜 요구르트를 제조하였다.
(비교예 5)
우유 100중량%, 탈지분유 10중량%에 설탕 5중량% 및 발단배양제 3중량%를 혼합하여 오스터라이저 혼합기로 균질화시킨 다음, 오토클레이브에서 95℃로 15분간 멸균을 실시하였다.
멸균한 원료를 40℃로 방냉시킨 다음, MRS액체배지(미합중국 Difco Lab. 제조 제품)에서 24시간 배양시킨 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스(Lactobacillus delbruekii sub. sp. lactis, 대한민국 생명공학연구소에서 배양한 KCTC 3656 균주)균 배양액을 3%(w/v)의 비율로 접종하여 37℃ 항온에서 24시간 발효시켜 요구르트를 제조하였다.
상기와 같이 요구르트를 제조하는 실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1∼비교예 5에 있어서, 발효과정에서 시간의 변화에 따른 pH의 변화와 적정산도의 변화를 도 2∼도 5에 나타낸다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 실시예 1 및 비교예 1이 발효시작 12시간만에 pH의 저하가 가장 심하여, 실시예 1은 pH 4.22을 나타내고, 비교예 1은 pH 4.20을 나타내는 등 pH의 변화가 비슷한 양상을 보여준다.
그러나 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 5는 비교예 5에 비하여 24시간 발효후 더 낮은 pH를 나타내었으며, 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 실시예 3은 pH의 변화가 서서히 감소하여 발효 24시간후에 pH 5.25로 가장 pH변화가 적었음을 알 수 있다.
또 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 적정산도의 변화도 pH의 변화와 유사한 경향을 보여 주었으며, 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 5 및 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 실시예 1이 산생성이 가장 높게 나타나 24시간 발효후 적정산도가 각각 1.512%와 1.377%이었다.
이는 일반 고구마를 12중량% 첨가하여 요구르트를 제조하여 적정산도를 측정한 결과(J. L. Collins, C. B. Ebah, J. R. Mount, B. J. Demott 및 F. A. Draughon 저 1991년 Production and evaluation of milk-sweet potato mixtures fermented with yogurt bacteria. J. of Food Sci., 56(3) 685-688 참조)인 0.7∼0.9%에 비하면 본 발명에 따른 실시예에 있어서 산생성량이 높음을 알 수 있다.
또 도면에는 나타내지 않았지만, 율미 및 황미 고구마를 이용하여 요구르트를 제조하여 측정한 결과 자색고구마가 일반고구마보다 pH가 낮고 산생성량이 높음을 알 수 있었다(실험데이터 생략).
따라서 자색고구마가 일반고구마에 비하여 유리당 함량은 떨어지나 총 당 함량 및 전분 함량이 많고, 단백질 및 필수 아미노산 함량도 많아 유산균의 생육기질로 일반고구마보다 자색고구마가 적합한 것을 알 수 있다.
또 실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1∼비교예 5에 있어서, 발효시간에 따른 요구르트의 생균수 변화를 측정한 결과를 도 6 및 도 7에 나타낸다.
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 실시예 1 및 비교예 1, 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 5 및 비교예 5는 발효 초기에 생균수 증가가 빨랐으며, 루코노스톡 락티스균을 접종한 실시예 4 및 비교예 4는 발효개시 18시간까지 느린 속도로 생균수가 증가하고 18시간후부터는 약간 증가함을 보였다.
또한 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 실시예 1 및 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 5는 각각 비교예 1 및 비교예 5에 비하여 생균수가 높아 각각 1.040×109CFU/ml 및 1.030×109CFU/ml로 가장 높았고, 스트렙토코쿠스 락티스균을 접종한 실시예 2는 비교예 2에 비하여 생균수가 낮았다.
이는 도 4 및 도 5에 나타낸 적정산도와 비교하여 적정산도가 높은 경우와 일치함을 보여주어 유산균의 활발한 증식이 산생성량을 높임을 알 수 있다.
그리고 실시예 1∼실시예 5에 있어서, 발효시간에 따른 요구르트 자색소의 안정성을 관찰한 결과를 도 8에 나타낸다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 실시예 1의 경우 발효시간에 따른 색소의 소실이 가장 많았으며, 산생성량이 그다지 높지 않았던 스트렙토코쿠스 락티스균을 접종한 실시예 2의 경우도 발효개시후 24시간까지 계속적으로 색소의 소실이 크게 나타났고, 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 5의 경우가 발효시간동안 색소가 가장 안정된 것으로 나타났다.
상기한 결과로부터 안토시아닌색소가 산성쪽에서 자색으로 안정한 성질을 띠는 것으로 알려져 있으나, 스트렙토코쿠스 락티스균을 배양할 때의 pH 저하가 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 배양할 때의 pH 저하보다 낮지는 않았으나 색소의 소실은 스트렙토코쿠스 락티스균을 접종한 실시예 2의 경우가 더 크게 나타나므로 유산균이 균종에 따라 생육증식에 안토시아닌색소를 이용하던지 또는 아스코르빈산(ascorbic acid) 또는 말로닉산(malonic acid) 등의 유기산이 안토시아닌색소의 안정성을 떨어뜨려(이란숙, 임종환, 김선재 및 정병춘 저 1996년 자색고구마 색소의 안정성에 관한 연구. 한국식품과학회지, 28(2), 352-359 참조) 유산균의 생육중에 대사산물 특히 유기산에 의해 안토시아닌색소의 안정성이 저하되는 것으로 판단된다.
그리고 실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1∼비교예 5에 있어서, 발효가 완료된 호상(curd) 요구르트의 저장성을 알아보기 위하여 2∼3℃에서 저장하면서 HpH, 적정산도, 생균수 및 색도의 변화를 측정한 결과를 도 9∼도 15에 나타낸다.
도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 14일동안의 저장기간중 실시예 1∼실시예 5 및 비교예 1∼비교예 5 모두 대부분 pH의 변화가 극히 작았으나, 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 실시예 3의 요구르트는 저장기간동안 pH의 변화가 아주 작지만 지속적으로 저하하는 경향을 보였다.
또 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 적정산도의 경우 비교예에서는 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 비교예 3의 요구르트가 약간 증가하는 경향을 보였고, 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 실시예 1의 요구르트는 저장기간중 pH의 변화는 없었으나 적정산도는 약간 증가하는 경향을 보였으며, 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 실시예 3의 요구르트는 저장 7일까지는 증가하다가 그 이후 약간 감소하는 경향을 보였고, 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 5의 요구르트는 저장 11일까지 계속적으로 아주 작지만 증가하다가 14일째 감소하는 경향을 보였으며, 스트렙토코쿠스 락티스균을 접종한 실시예 2 및 루코노스톡 락티스균을 접종한 실시예 4의 요구르트는 저장기간중 아주 작지만 계속적으로 감소하는 경향을 보였다.
그러나 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 실시예 3을 제외하고는 다른 실시예의 경우는 각각 비교예보다 저장기간중 산생성량이 높게 나타났다.
그리고 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 저장기간중 생균수의 변화를 보면, 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 비교예 1의 요구르트가 생균수의 변화가 거의 없었으며 실시예 1의 요구르트는 저장 7일후 급격히 감소하였고, 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 1 및 비교예 1의 요구르트는 모두 저장 7일후 감소현상을 보였으며, 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 실시예 3 및 비교예 3의 요구르트는 모두 저장 3일후 급격히 증가하였으며 특히 실시예 3은 생균수가 월등하게 증가함을 볼 수 있었다.
상기한 결과로부터 배양중에 비피도박테리움 비피둠균은 산생성량도 적고 저장중 적정산도의 변화도 거의 없었으나, 저온에서 저장시 생균수가 큰 폭으로 증가하는 것은 이 균이 저온에서도 증식이 계속적으로 일어남을 알 수 있었으며, 특히 이 균은 혐기성균으로서 저장중에서도 기질을 이용하여 증식이 계속하여 이루어짐을 알 수 있다.
상기와 같이 실시예 1∼실시예 5의 요구르트는 고구마와 호박을 첨가하여 제조한 요구르트(신용서, 이갑상 및 김동환 저 1993년 고구마와 호박을 첨가한 요구르트 제조에 관한 연구. 한국식품과학회지, 25(6), 666-671 참조)나 감자를 첨가하여 제조한 요구르트(신용서, 성현주, 김동한 및 이갑상 저 1994년 감자를 첨가한 요구르트의 제조와 특성. 한국식품과학회지, 26(3), 266-271 참조)보다 생균수가 적기는 하지만, 호상요구르트의 식품기준치(보사부 1991년 식품공전. 한국식품공업협회, p.97 참조)보다 높게 나타나, 본 발명에 따른 유산발효식품인 요구르트의 제조에 문제가 없음을 알 수 있다.
또 도 15에 나타낸 바와 같이, 색도는 발효기간중 색소의 소실이 많았던 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 실시예 1 및 스트렙토코쿠스 락티스균을 접종한 실시예 2의 요구르트는 저장기간중에 더 이상 감소하지 않았고 오히려 극미량 색도가 높아지는 것을 볼 수 있었으며, 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 실시예 3의 요구르트는 저장 7일후부터 색소의 소실이 증가하여 저장 7일째 색도의 소실이 가장 컷던 실시예 2의 요구르트보다 더 낮은 색도값을 보였다.
이는 비피도박테리움속은 헤테로(hetero)형 유산균으로서 저장기간중에 생균수가 증가되는 결과로부터 생육중에 유산 이외의 유기산을 생성시키므로 색소의 안정성을 떨어뜨리는 것으로 판단된다.
그리고 발효기간중 색도의 안정성이 가장 좋았던 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 5의 요구르트는 저장기간중에도 약간 감소는 하였지만 큰 변화는 없었다.
따라서 안토시아닌색소를 이용한 유산발효식품을 제조할 때 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 이용하는 것이 가장 효과적인 것을 알 수 있다.
상기한 결과를 종합하면, 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 실시예 1의 경우가 유산균의 증식과 산생성이 가장 빨라 발효개시 12시간만에 1.04×109CFU/ml의 생균수와 pH 4.22를 나타냈고, 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 실시예 3의 경우에는 발효개시 24시간까지 유산균의 증식이 느리게 이루어져 발효개시 36시간에 도달할 때 3.3×108CFU/ml의 생균수와 pH 5.1을 나타냈다.
또 발효종료후 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 실시예 3의 경우에 색도가 가장 안정되었고, 루코노스톡 락티스균을 접종한 실시예 4, 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 5, 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 실시예 1의 순서로 안정하였으며, 스트렙토코쿠스 락티스균을 접종한 실시예 2의 경우에 색소의 소실이 가장 많았다.
그리고 2∼3℃에서 저장시 저장 2주까지 pH의 변화는 거의 없었고, 생균수의 변화는 락토바실러스 불가리쿠스균을 접종한 실시예 1 및 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 5의 요구르트는 저장 1주까지 변화가 없었으나 그 이후는 약간 감소하였으며, 스트렙토코쿠스 락티스균을 접종한 실시예 2 및 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 실시예 3의 요구르트는 저장 1주까지 저온에서도 생균수가 소량 증가하였고, 색도는 저장 2주후 비피도박테리움 비피둠균을 접종한 실시예 3의 요구르트가 색소의 소실이 많았으며, 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균을 접종한 실시예 5의 요구르트가 가장 안정하였다.
따라서 자색고구마를 첨가하여 호상요구르트를 만들 경우 요구르트내의 산생성량이 가장 높은 균은 락토바실러스 불가리쿠스균이고, 생균수가 가장 많은 균은 비피도박테리움 비피둠균이며, 이 두 균주는 발효기간 및 저장기간동안 색도의 소실이 크고, 산생성량 및 생균수가 모두 많았던 균주는 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스균임을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술에 의하면, 건강식품으로 자색고구마를 첨가하여 발효시킨 유산발효식품인 요구르트는 pH, 산생성량 및 생균수에서 적정한 조건을 갖추고 있다.
그리고 요구르트는 품질결정에 외관 및 맛이 중요한 요소로 작용하는 데, 외관적인 측면에서는 천연색소인 자색(안토시아닌색소)을 이용한 면에서 유행성을 갖춘 신제품으로 그 효과가 높으며, 조직면에서도 유청이 분리되지 않고 고구마 특유의 조섬유가 풍부하다.
또한 본 발명에 의하면, 자색고구마에 풍부하게 함유된 각종 무기질과 비타민 등이 요구르트에 함유되므로 영양이 풍부한 유산발효식품의 제공이 가능하다.
Claims (7)
- 자색고구마를 세척하여 익히고 껍질을 제거하여 퓌레형상으로 고구마원료를 만드는 원료공정과,우유와 탈지분유 및 고구마원료를 소정의 비율로 혼합 및 균질화시켜 발효기질을 만드는 혼합공정과,균질화된 발효기질을 소정의 온도에서 소정의 시간동안 멸균 또는 살균을 행하고 소정의 온도로 냉각시키는 멸균공정과,유산균 배양액을 소정의 비율로 멸균 또는 살균된 발효기질에 접종하여 소정의 시간동안 발효시키는 발효공정으로 이루어지는 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술.
- 제1항에 있어서, 상기한 원료공정은 90∼120℃의 증기를 이용하여 20∼40분동안 찌는 것에 의하여 자색고구마를 익히도록 구성되는 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술.
- 제1항에 있어서, 상기한 혼합공정에서 혼합비율은 우유 100중량%, 탈지분유 5∼20중량%, 고구마원료 30∼70중량%의 범위에서 선택하는 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기한 혼합공정에서 3∼10중량%의 설탕 및 1∼5중량%의 발단배양제를 더 첨가하는 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술.
- 제1항에 있어서, 상기한 멸균공정은 90∼110℃에서 10∼30분동안 멸균 또는 살균을 행하고, 30∼50℃로 냉각시키는 과정으로 이루어지는 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술.
- 제1항에 있어서, 상기한 발효공정에서 접종하는 유산균 배양액의 비율은 2∼5%(w/v)이고, 30∼40℃에서 20∼28시간동안 발효시키는 과정으로 이루어지는 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술.
- 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기한 발효공정에서 접종하는 유산균으로는 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 스트렙토코쿠스 락티스(Streptococcus lactis), 비피도박테리움 비피둠(Bifidobacterium bifidum), 루코노스톡 락티스(Leuconostic lactis), 락토바실러스 델브루키 변이균주인 락티스(Lactobacillus delbruekii sub. sp. lactis) 중의 하나이상을 선택하는 자색고구마를 이용한 유산발효식품 제조기술.
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1999
- 1999-11-26 KR KR1019990053047A patent/KR20010048371A/ko not_active Application Discontinuation
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