KR20010095935A

KR20010095935A - 발효 향미액

Info

Publication number: KR20010095935A
Application number: KR1020000019421A
Authority: KR
Inventors: 박윤중; 손천배
Original assignee: 박윤중
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-11-07
Also published as: KR100363616B1

Abstract

4-비닐 구아이아콜(4-vinyl guaiacol)과 관련성분인 4-에틸 구아이아콜(4-ethyl guaiacol)은 과실주,간장 등의 발효식품에 미량(0∼5ppm) 함유되는 향미성분으로서, 식품의 향미에 크게 기여하고 있다. 그러나, 4-비닐 구아이아콜 또는 4-에틸 구아이아콜을 비교적 고농도로 함유하는 향미액(향미료)을 발효법에 의하여, 단기간에 쉽게 제조하는 방법은 알려져 있지 않다. 이와같은 관점에서, 본 발명자 등은 4-비닐 구아이아콜을 주성분으로 하는 향미액을 발효법에 의하여, 단기간에 안전하게 제조하는 방법과 그 이용에 대한 발명을 하게 되었다.

본 발명은 밀기울에서 페룰산(ferulic acid)을 유리시켜 얻는 페룰산액과, 패룰산 변환능이 높은 사카로미세스속 호모를 증식시켜 얻는 효모배양액을 혼합하고, 이 혼합액의 발효에 의하여 4-비닐 구아이아콜을 비교적 고농도로 함유하는 향미액을 얻고, 이 향미액을 식품제조 또는 가공에 있어서, 향미개량의 재료로 사용하는 방법에 관한 것이다.

Description

발효 향미액 {Femented liquor for flavoring}

향미액 제조에 대하여 공정별로 상세히 설명한다.

(1) 페룰산액의 조제

맥류, 쌀, 옥수수 등의 곡류 가공시, 부산물로 얻는 기울이나 겨에는 결합형 페룰산이 함유되므로, 이들 곡물의 기울이나 겨는 페룰산 원료로 이용할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 원료의 수집, 처리시의 문제점, 발효제품에 미치는 영향 등을 비교·검토하여, 밀기울을 보다 유리한 원료로 선택하였다.

본 발명의 방법에서는 페룰산 원료로서, 밀기울에 100량의 물(v/w)을 살수·혼합하고 증자한 것을 사용하였다. 또 페룰산 유리효소의 생산균으로서는 황국균(Aspergillus oryzae)을 택하고, 황국균을 상법에 따라 증자한 밀기울에 배양하여 사용하였다.

페룰산액 조제에 있어서는 상기한 증자밀기울과 황국균을 배양한 밀기울국을 10:1(원료 밀기울량으로 환산)의 비율로 사용하고, 이들을 합한 양에 대하여 3.5∼5배량의 온수(v/w)를 가한 후, 45∼55℃에서 6∼8시간 보온하여, 페룰산을 유리시키고, 이어서 밀기울을 분리하여 페룰산액을 얻는다. 조제한 페룰산액은 75℃로 15분간 가열처리 후 사용하였다.

(2) 효모 배양액의 제조

본 발명에서는 페룰산을 4-비닐 구아이아콜로 변환하는 효모로서, ATCC 36029와 NRRL Y-1373균주를 선발하여 사용하였다. 이들 균주는 페룰산 변환능이 높고, 발효시의 발효생성물의 향미도 양호하여, 본 발명의 목적에 적합하였다. 효모의 배양에는 알콜 발효를 고도로 억제하면서 증식시키는 방법과, 효모의 증식과 함께 알콜발효를 진행시키는 방법이 있으나, 본 발명에서는 후자의 방법을 택하고, 효모배양 공정에서 잡균의 오염을 방지하기 위하여, 낮은 pH의 산성배지에서 효모를 배양하였다.

본 발명의 방법에서는 밀가루에 25량의 물(v/w)을 살수·혼합하여 증자한 후, 이것에 백국균(Aspergillus awamori의 백색 변이주)을 번식시켜, 효소와 함께 다량의 구연산을 생성시킨 밀가루국(麴)을 만들고, 이것을 효모배지의 원료로 하였다. 밀가루국을 상법에 따라 당화하고, 여과한 국 당화액 배지 또는 물에 밀가루국을 담금한 수국(水麴) 배지를 만들었다. 이렇게 만든 배지의 pH는 3.0∼3.5이나, 산성이 약한 경우에는 양조용 젖산 또는 구연산을 첨가하여 산을 보충할 수도 있다. 이들 배지에 종효모(yeast starter)를 첨가하고, 25℃로 1∼2일간 배양하였다.

(3) 페룰산을 변환시키는 발효공정

상기한 효모배양액과 페룰산액을 1:1∼3(v:v)의 비율로 혼합한 후, 혼합액을 25℃에 보온하고 교반을 계속하면서, 4-비닐 구아이아콜의 생성반응을 1∼2일간 진행시킨다.

본 발효공정에서는 발효액중에 페룰산 변환효모의 생균수가 많을수록, 교반에 의한 효모균과 페룰산의 접촉이 빈번할수록, 4-비닐 구아이아콜의 생성속도는 빠르게 된다. 그러나, 발효액 중에 효모균체 외의 고형의 입자가 과다하게 섞여 있으면 반응은 지체된다. 그러므로, 발효공정에서는 다수의 효모생균수를 확보하고, 충분히 교반하는 등의 방법에 의하여, 발효를 안전하게, 단기간에 완료할 수 있다. 발효액은 그대로 또는 여과하거나 수증기 증류하여 향미액으로서 사용한다.

[실시예]

실시예 1. 폐률산액의 조제

페룰산 원료인 밀기울에 100량의 물(v/w)을 살수·혼합하고, 120℃에서 40분간 가압살균한 후 냉각하여 사용하고, 페룰산 유리효소 생산균으로서는 황국균을 선택하고, 상법에 따라 증자한 밀기울에 30℃로 2일간 배양한 밀기울국을 사용하였다.

상기의 증자한 밀기울 100g과 황국균을 배양한 밀기울국 10g(이들의 량은 원료 밀기울로 환산)을 1ℓ 삼각 플라스크에 넣고, 이것에 물440㎖를 가하여 혼합한 후, 온수욕(water bath)에서 45℃로 3시간 → 50℃로 3시간 → 55℃로 1시간 보온하여 페룰산을 유리시키고, 삼베로 여과하여 페룰산액 494㎖를 얻었다. 페룰산액은 75℃에서 15분간 가열처리하고 냉각 후에 사용하였다.

실시예 2. 국 당화액에서의 효모배양

백국균(Aspergillus awamori의 백색 변이주)을 밀가루에 배양한 국을 배지원료로 사용하기 위하여, 먼저 밀가루에 25의 물(v/w)을 살수하여 고루게 섞어주고,이어서 뭉쳐진 덩어리를 부수고, 시루에서 증기를 통하여 1시간 증지한 후, 약 30。C까지 냉각하였다. 이것에 백국균의 종국(種麴)을 혼합하고, 상법에 따라 30℃로 42시간 배양하여 밀가루국을 얻었다.

1ℓ 삼각 플라스크에 밀가루국 150g과 물 600㎖을 넣어 섞어주고, 온수욕(water bath)에서 55∼58℃로 8시간 당화시킨 후, 삼베로 여과하여 국 당화액 575㎖를 얻었다. 이 국 당화액은 75℃로 15분간 가열처리하고, 냉각 후 사용하였다.

한편, 맥아즙을 조제하고, 양조용 젖산을 0.5농도가 되게 첨가한 배지에, ATTC 36029균주를 접종하고, 25℃에서 40시간 배양하여, 이것을 종효모(yeast starter)로 하였다.

1ℓ 삼각 플라스크에 상기한 국 당화액 500㎖를 넣고 종효모액 40㎖를 첨가한 후, 삼각 플라스크 주둥이를 알루미늄 호일(foil)로 덮어 씌우고, 자기교반기(magnetic stirrer)로 교반하면서 24시간 배양하였다. 배양 종료후의 배양액의 분석치는 표 1과 같고, 배양종료 후의 효모 생존균수는 ㎖당 1.78× 10⁸개 였다.

실시예 3. 수국(水麴)배지에서의 효모배양

효모배지의 원료로서는 실시예 2와 같이, 밀가루국을 사용하였다. 1ℓ 삼각 플라스크에 물 400㎖를 넣고, 밀가루국 200g을 첨가, 혼합하여 수국배지를 만든 후, 실시예 2와 동일하게 만든 종효모액 40㎖를 첨가하여, 25℃로 40시간 효모배양과 알콜발효를 병행시켰다. 효모배양 종료후의 배양액의 분석치는 표 2와 같고, 배양액중의 효모 생존균수는 ㎖당 2.4 ×10⁸개 였다.

실시예 4. 향미액의 제조(1)

실시예 1과 동일하게 조제한 페룰산액(페룰산 농도 272.8ppm) 400㎖와 실시예 2와 동일하게 제조한 효모 배양액 200㎖를 1ℓ 삼각 플라스크에 넣고, 주둥이를 알루미늄 호일로 덮어 씌운뒤 25℃의 항온기에 넣고, 액을 자기교반기로 계속 교반하면서, 1일 및 2일간 발효시켜 향미액을 얻었다. 발효액 중의 ㎖당 효모 생존균수는 발효 1일 후에 7.5×10⁷개, 발효 2일 후에 8.3× 10⁷개 였다. 발효액을 여과하여 얻은 향미액의 일반성분 분석치와 페놀 화합물의 분석치는 표 3 및 표 4와 같다.

향미액의 발효과정에 있어서, 페룰산에서 4-비닐 구아이아콜로 변환되는 변환율은 발효1일 후에 약 82가 되고, 발효 2일후에는 100가깝게 변환되었다. 발효중에는 향미성분으로서, 4-비닐 구아이아콜과 함께 4-비닐 페놀도 소량 생성 되는 데, 4-비닐 페놀은 4-비닐 구아이아콜 보다는 향미가치가 낮으므로, 4-비닐 페놀량이 적고, 4-비닐 구아이아콜이 비교적 다량(100ppm이상) 함유되는 것은 향미성분의 조성으로 볼 때 바람직한 것이다.

실시예 5. 향미액의 제조(2)

실시예 1과 동일하게 조제한 페룰산액(페룰산 농도 252.6ppm) 400㎖와 실시예 3과 동일하게 제조한 효모배양액 200㎖를 1ℓ 삼각 플라스크에 넣고, 실시예 4와 동일한 조건하에서 발효시켜 향미액을 얻었다. 발효액을 여과하여 얻는 향미액의 일반성분 분석치와 페놀 화합물의 분석치는 표 5 및 표 6과 같다.

발효액중의 ㎖당 효모 생균수는 발효 1일 후에 1.19×10⁸개, 발효 2일 후에 1.33×10⁸개로 많았으나, 실시예 4의 경우에 비하여, 발효액 중에 고형 입자의 량이 많아, 페룰산을 4-비닐 구아이아콜로 변환하는 반응이 더디게 되고, 4-비닐 구아이아콜의 함량도 약간 적었다. 그러나, 본 실험에서 사용한 효모 배양법은 비교적 간단히 실시할 수 있는 장점이 있고, 향미액도 식품의 향미개선에 효과적으로 사용할 수 있다.

실시예 6. 식품의 향미개선 시험(1)

혼합간장 (산분해 간장과 양조간장을 9:1로 혼합한 것)에, 실시예 4 에서 2일간 발효시켜 여과한 향미액(4-비닐 구아이아콜 약 150ppm 함유)을 첨가하되, 4-비닐 구아이아콜로서 0.8-2.4ppm 범위로 첨가한 몇개의 시험구를 만들고 1주일간 실온에 보관한 후, 5명의 패널에 의하여 관능시험을 하였다. 그 결과 향미액을 첨가한 간장은 무첨가의 것에 비하여, 신분해 간장 특유의 불쾌취가 거의 소실되고, 간장맛(간장과 물을 6:4로 혼합하여 관능시험)에 감칠맛이 부여되고, 짠맛이 순화되어 부드럽다고, 패널 전원이 동의 하였다. 관능상으로는 간장에 4-비닐 구아이아콜로서, 1.2∼2.0ppm 첨가한 것이 바람직하다고 판정하였다.

양조간장에 상기와 같이 향미액을 첨가하여 관능시험한 결과, 향미액의 첨가효과가 유사하게 인정되었다. 또 간장양조시에, 담금한 후 2∼3개월간 발효시킨 간장 덧(mash)에 상기와 같이 향미액을 첨가하고, 이어서, 2∼3주간 발효시키면 향미가 양호한 간장을 얻을 수 있고, 양조기간도 단축되었다. 이 경우, 간장덧 중의 내염성 후숙효모에 의하여 4-비닐 구아이아콜이 4-에틸 구아이아콜로 변환될 수 있는데, 4-에틸 구아이아콜은 간장의 특징적인 향미성분으로서 향미형성에 기여하게 된다.

실시예 7. 식품의 향미개선 시험(2)

희석식 소주(에타놀 25)에 실시예 1에서 2일간 발효시켜 얻은 향미액을 첨가하되, 4-비닐 구아이아콜로서, 0.2∼0.8ppm 범위로 첨가한 몇개의 시험구를 만들고, 1주일간 실온에 보관한 후, 5명의 패널에 의하여 관능시험을 하였다. 그 결과 미량 (0.2∼0.4ppm 농도로)의 4-비닐 구아이아콜을 첨가한 시험구에서도 순한 방향을 내는 것이 패널 전원일치로 인정되었고, 맛도 순하고 양호하다고 평가되었다.

소주나 기타 증류주에 함유되는 4-비닐 구아이아콜은, 장기간 저장중에 바닐린등으로 변환되어, 장기숙성주의 독특한 방향을 내는 것으로 알려져 있다. 그러므로 증류주의 장기숙성주를 만들 경우, 본 발명의 향미액은 매우 유용한 재료로 사용될 수 있다.

또, 포도주에 상기와 같이 향미액을 첨가하여, 관능시험한 경우에는, 향미액 첨가에 의하여 포도주의 향과 맛이 순해지고, 떫은 맛이 소실되는 것으로 평가되었다.

4-비닐 구아이아콜(4-vinyl guaiacol)을 주성분으로 하는 향미액(향미료)을 발효법에 의하여, 단기간에 안전하게 제조하는 기술과, 향미액을 식품제조 또는 가공의 재료로 사용하여, 식품의 향미를 개선하는 방법을 제공한다.

본 발명은 결합형 페롤산(ferulic acid)을 함유하는 밀기울을 주원료로 하고, 발효법에 의하여 4-비닐 구아이아콜을 주성분으로 하는 향미액(향미료)을 제조하는 기술에 관한 것이며, 이것은 식품공업 또는 발효공업 분야의 향미료 제조기술에 속한다. 종래, 발효법에 의하여 향미개선제(향미료)를 제조하는 기술로서는, 초산에틸 에스테르(ester)생산균을 주박 또는 주류 증류폐액으로 조제한 배지에 배양하고, 그 배양액을 가공하여 얻는 향미료의 제조법(일본 공개특허공보 소 54-126795), 쌀겨를 아밀라제(amylase)효소제, 국균(麴菌)을 배양한 국(麴) 등으로 가수분해 하여 페룰산(ferulic acid), 카페산(caffeic acid) 등의 페놀 카르복실산류를 생성시킨 향미액을 제조하고, 이 향미액을 식품에 첨가하는 향미증강법(일본 특허공보 소 55-48779) 등이 알려져 있다.

4-비닐 구아이아콜과 관련성분인 4-에틸 구아이아콜(4-ethyl guaiacol)은 과실주, 간장 등의 발효제품 제조시, 장기간의 발효·숙성과정을 거쳐서, 미량(0∼5ppm) 생산되는 것이 알려져 있다.

그러나, 이들 발효식품에서 보다, 많은 4-비닐 구아이아콜을 고농도로 함유하는 향미액(향미료)의 제조에 대하여는 보고된 것이 없다. 이러한 실정하에서, 본 발명자들은 황국균(Aspergillus oryzae)의 효소작용에 의하여, 밀기울에서 페룰산을 유리시키고, 이어서 페룰산 변환능이 높은 효모에 의하여, 4-비닐 구아이아콜을 생성시켜, 향미액을 제조하는 방법을 제시하였다.(한국 특허 출원번호 98-40406) 그러나, 향미액의 제조에 있어서 발효기간의 단축과 안전발효를 위해서는, 제조공정에 개량할 여지가 남아 있었다.

본 발명은 밀기울을 주원료로 하고, 발효법에 의하여 4-비닐 구아이아콜을 비교적 고농도로 함유하는 향미액(향미료)을 단기간에 안전하게 제조하는 기술을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명자 등은 상기한 과제를 해결하기 위하여, 상세히 연구·검토한 결과, 향미액 제조시, 페룰산을 4-비닐 구아이아콜로 변환하는 효모의 배양공정에서는, 효모를 낮은 pH의 산성배지에 배양하여, 잡균의 오염을 방지하고, 발효공정에서는 발효액을 교반하여, 효모와 기질인 페룰산의 접촉을 빈번하게 하므로써, 반응을 촉진하는 등의 조작이 매우 중요함을 알게 되었고, 이 식견에 의하여 본 발명을 완성하였다. 즉, 본 발명은 결합형 페룰산의 원료인 밀기울에서, 황국균의 효소작용에 의하여 페룰산을 유리시킨 후, 밀기울을 분리하여 페룰산액을 얻는 공정과 페룰산변환능이 높은 사카로미세스(Saccharomyces)속 효모를 낮은 pH의 배지에 배양하는 공정을 각각 실시하고, 이들 두 액을 혼합한 후, 혼합액을 교반하면서 발효시켜, 4-비닐 구아이아콜을 상당히 고농도로 함유하는 향미액을 단기간에 안전하게 제조하는 것이다.

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본 발명에 의하여, 4-비닐 구아이아콜을 상당히 고농도로 함유하는 향미액(향미료)을 쉽게 제조할 수 있게 되었고, 이 향미액을 증류주, 발효주 등의 각종 주류, 간강, 된장 등의 장류, 조미액, 훈제품 등의 제조에 있어서, 향미개량 또는 향미 부여를 위한 재료로 유효하게 이용할 수 있다.

Claims

증자한 밀기울에 황국균 배양물의 효소를 작용시켜 페룰산을 유리시킨 뒤, 밀기울을 분리하여 얻는 페룰산액과, 페룰산 변환능이 높은 사카로미세스속 효모를 낮은 pH의 배지에 증식시켜 얻는 효모배양액을, 각각 만들어 혼합하고, 이 혼합액을 교반하면서, 4-비닐 구아이아콜의 생성반응을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 4-비닐 구아이아콜을 주성분으로 하는 향미액의 제조법.
식품제조 또는 가공에 있어서, 청구항 1에 기재한 향미액을 첨가재료로 사용하여 식품의 향미를 개선하는 방법