KR20040049402A

KR20040049402A - 두부숨물을 이용한 간장의 제조방법

Info

Publication number: KR20040049402A
Application number: KR1020020076804A
Authority: KR
Inventors: 곽태환; 박명규; 주재훈; 신명숙; 노태철; 최미희
Original assignee: 주식회사 엠디바이오알파
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-06-12
Also published as: KR100545835B1

Abstract

본 발명은 두부숨물을 이용하여 간장을 제조하는 것으로 양조간장과 효소간장의 장점을 모두 살릴 수 있는 효과적인 방법을 개발하여 버려지는 폐수를 활용함으로써 환경친화적인 공정의 개발 그리고 대두의 활용도를 극대화하는 방법을 제공하는데 있다.

Description

두부숨물을 이용한 간장의 제조방법 {Process of soy sauce production using waste water of the beancurd}

간장은 콩을 주원료로 하여 밀 쌀 등의 곡류를 증자시켜서 코오지균을 배양하여 당화된 것에 소금 등을 넣어 발효 숙성시켜 얻어진 액체조미료이다. 다시 말하면 아미노산에 의한 구수한 맛 당분에 의한 단 맛, 소금에 의한 짠 맛, 그리고 여러 가지 유기성분에 의한 향기와 색이 조화된 이상적이 조미료이다.

간장을 제조는 크게 산분해간장, 양조간장 그리고 효소분해간장이 있다. 효소분해간장은 대두분리단백을 분해효소를 이용하여 제조함으로 제조시간은 매우 빠르고 경제적인 면에서 장점은 있으나 맛과 향이 부족하다. 반면에 양조간장은 코오지를 이용하여 오랜 기간 숙성을 통하여 제조함으로 맛과 향이 뛰어난 장점은 있으나 제조시간이 오래 걸리는 단점을 갖고 있다. 산분해간장은 속성으로 대량생산에 용이하며 경제적이고 맛이 뛰어나 최근까지 가장 많이 선호하는 공정이었으나 산분해시 발생되는 발암성물질의 하나인 MCDP의 생성으로 인하여 소비자들로부터 외면을 당하고 있는 실정으로 최근에는 양조간장을 제조하는 방법이 더욱 선호되고 이에 대한 연구개발이 이루어지고 있다. 코오지에 주로 사용되는 소재는 콩, 밀 쌀 등이 있으며 이들에 사용되는 코오지 균주는 아스퍼질러스 오리자에, 또는 소자에 등이 있으며 향기의 부여를 위하여 사카로마이세스 로욱시를 사용하기도 한다. 효소는 주로 단백질분해효소와 당분해효소가 주로 사용되고 잇다.

숨물은 두부제조 시 압착공정에서 나오는 부산물로서 원료 대두유의 80-85% 정도를 차지하며 대두에서 유래하는 단백질, 탄수화물, 비타민, 무기염류 등의 영양성분을 함유하고 있다.

숨물의 BOD는 11,500mg/l로 환경오염에 많은 영향을 주고 있다. 숨물은 대부분 현재 폐수로 배출 되고 있는 실정이며 이를 이용하고자하는 연구가 다수 있다. 정 등은(한국식품영양과학회지, 26(5), 872-877, 1997) 숨물을 이용한 유산균 배양용 배지로서의 이용 타당성을 검토하였으며, 신등은(특허출원번호: 1020000012882, 1020000012881) 숨물로부터 생리활성소재인 카이로이노시톨을 추출 분리하는 공정을 개발하는 특허를 출원하였으며, 이등은(특허출원번호: 1019990060071) 두부숨물로부터 이소플라본의 회수에 관한 특허를 출원하였으며 김등은(특허출원번호: 1019990047771) 숨물을 첨가한 김치의 제조방법에 대한 특허를 출원하였다.

기존의 기술은 숨물로부터 생리활성소재를 회수하기 위하여 공정을 개발하는 것이 주요 분야 이었으며 일부 숨물을 첨가물형태로 사용하는 정도에 지나지 않았다. 상당량의 숨물이 매일 배출되어 이를 처리하는데 따른 경제적인 손실이 많은데 이들 종합적으로 이용할 수 있는 개발은 이루어지지 않았다. 따라서 본 발명자는 식품의 조미분야에서 대두를 이용한 제품 중에 장류 특히 간장의 제조에 원료로서 사용이 가능한지의 타당성을 검토하였다.

숨물을 이용한 간장의 제조시 장점은 1. 버려지는 숨물을 이용하므로 환경친화적인 공정의 개발이 가능하며, 2. 대두에 있는 수용성의 다양한 생리활성 성분을 그대로 이용할 수 있음으로 인하여 기능적인 면에서 양조간장과 동일한 효과를 낼 수 있으며 3. 양조간장과 효소분해간장의 제조공정을 동시에 도입하여 제조할 수 있음으로 인하여 제조공정시간을 줄이면서 맛은 그대로 유지할 수 있어 경제적인 장점, 4. 대두의 단백질과 올리고당을 그대로 이용함으로 원가절감의 효과, 5. 두부제조공정의 부산물을 이용함으로 인하여 부가가치를 높여서 대두의 활용도를 높이는 장점 등을 갖고 있다.

숨물의 조성비는 건물 g당 단백질 10~20(15)%, 총당 30~50(40)%, isoflavone 0.2~2(0.5)%, 사포닌 1~5(3)%, pinitol 1~5(3)%, 회분 20~40 (30)%를 포함하는 조성으로 숨물의 조성비는 조성 범위 내에서 변화될 수 있다.

숨물을 장류로 이용하기위해서는 단백질의 함량을 보충해야할 필요가 있다. 총질소의 함량이 일반간장의 경우 1.0-1.5%내외이기 때문에 일반규격에 맞는 제품을 제조하기 위해서는 단백질의 보완이 필요하다. 한편으로는 숨물을 진공농축 혹은 역삼투압 농축을 하여 총질소의 함량을 1-1.5%가 되도록 맞춘 후 효소 혹은 코오지를 이용하여 제조할 수 있다.

숨물에 있는 단백질의 대부분은 수용성의 단백질로서 코오지 혹은 효소에 의한 가수분해가 용이하게 일어나는 장점을 갖고 있다. 숨물은 또한 일반적으로 대두분리단백 혹은 밀단백 등 단백을 원료로하여 제조되는 간장에 비하여 월등한 생리활성 소재를 풍부하게 함유하고 있어 기능성성류로서의 특징을 동시에 갖고 있다.

도 1은 두부숨물을 이용한 제조공정을 요약하여 도시한 그림이다.

상기목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 두부숨물을 이용한 간장의 제조방법에 있어서 대두코오지, 효소, 대두분리단백, 밀단백, 소금, 효모등을 사용하여 두부순물 간장의 제조방법 및 그방법에 의하여 제조된 간장을 제공한다.

간장은 콩원료내에 있는 단백질이 단백분해효소에 의하여 아미노산으로 분해 됨으로써 그리고 전분질이 당분해효소에 의하여 분해 됨으로써 간장 특유의 맛을 갖는다.

따라서 두부숨물을 이용한 간장을 제조하기 위하여 사용될 수 있는 미생물은 곰팡이와 세균으로 구분되며 곰팡이로는 아스퍼질러스 아와모리(Aspergillus awamori), 아스퍼질러스 카와치(Asp. kawachii), 아스퍼질러스 니거(A. niger), 아스퍼질러스 오리자에(A. oryzae), 아스퍼질러스 시로우사미(A. shirousamii), 아스퍼질러스 소자에(A. sojae), 아스퍼질러스 타마리(A. tamarii), 리조푸스 델레마(Rhizopus delemar), 리조푸스 올리고스포러스(Rhizopus oligosporus) 등이 있고, 상기 세균에는 바실러스 브레비스(Bacillus brevis), 바실러스 리첸니포르미스(B. licheniformis), 바실러스 나토(B. natto), 바실러스 폴리믹사(B. polymixa), 바실러스 푸밀리스(B. pumilis), 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) 등이 있다.

본 발명에서는 프로테아제 및 아밀라아제 생산 능력이 우수한 것으로 알려진 황국균(Aspergillussp.)을 코오지균으로 사용하였다.

코오지로 사용가능한 원료는 대두, 밀쌀, 찹쌀, 멥쌀, 보리 등의 곡류 중 1종 이상을 함께 첨가하여 코오지화한다.

사용되는 효소는 amylase, protease, pectinae, glucosidase, cellulase, xyalse 등의 효소가 사용될 수 있으며 본 발명에서는 amylase, protease를 사용하였다.

사용가능한 질소원의 공급원은 대두분리단백, 카제인, 밀단백, 유청단백, 난단백, 젤라틴, 어단백(정어리,명태,참치, 가다랭이...), corn albumin, 콜라겐 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서는 대두분리단백과 밀단백을 질소원의 공급원으로 사용하였다.

효모균주의 사용은 내염성 효모인 candida torulopsis, zygosaccharomyces rouxii를 사용하였다.

본 발명에 의한 두부숨물의 간장 제조 방법의 구체 예는 다음과 같다.

간장의 총질소량이 1에서 5%정도가 되도록 질소공급원인 대두, 밀쌀, 대두분리단백, 밀단백 등을 단독 혹은 2종이상으로 배합하여 첨가하였으며, 코오지의 첨가량은 1%에서 50%까지 사용할 수 있으며 바람직하게는 5%-20%를 첨가하였다. 효소의 첨가량은 0.01%에서 10%까지 사용할 수 있으며 바람직하게는 0.1-5%를 첨가하였다.

소금의 첨가량은 숨물의 부피대비 5%에서 30%까지 사용할 수 있으며 바람직하게는 10%에서 20%를 첨가하였다.

코오지 및 효소에 의한 발효 및 분해공정 동안의 온도는 0도에서 100도까지 바람직하게는 10도에서 60도에서 실시한다. pH는 4에서 10범위에서 바람직하게는 pH4에서8사이에서 실시한다.

이상과 같은 본 발명의 제조공정을 요약, 도시하면 도1과 같다.

실시예 1 : 숨물을 이용한 양조간장의 제조

대두코오지(코오지곰팡이는 아스퍼질러스 오리자에) 2kg에 5kg의 밀단백을 넣고 소금 5kg 그리고 물 대신 42리터의 숨물을 넣은 후 혼합기로 혼합을 한 후 5일 동안 43도에서 반응을 시켰다. 가수분해 후 분석한 결과 총 질소 함량은 1.5% 총 염도는 12%였다. 이때 2.7kg의 소금을 넣어 염도가 18%가 되도록 조정한 후 온도를 10도로 낮추었다. 이후 정치상태에서 5일을 숙성시킨 후 감압하에서 여과하여 간장을 얻었다..

실시예 2 : 양조 및 효소분해의 혼합간장 제조

숨물을 pH6.0이 되도록 조절한 후 121도에서 15분간 멸균한 후 아스퍼질러스 오리자에를 접종하여 37도에서 호기 배양한 10리터의 액상발효코오지(아스퍼질러스 오리자에)에 500g의 대두분리단백 및 2kg의 밀단백을 넣은 후 1.2kg의 소금을 넣은 후 43도에서 5일을 반응시켰다. 총질소 함량은 1.5%였으며 염도는 11.5%였다. 여기에 800g의 소금을 넣어 염도를 20%로 조정한 후 온도를 25도로 조정하여 5일 동안 숙성시켰다. 80도에서 30분간 가열하여 효소를 실활 시켰다. 반응정지 시킨 후 규조토여과를 하여 간장을 얻었다.

실시예 3 : 효소분해간장제조

1kg의 대두분리단백에 30g의 단백분해효소, 그리고 7.7리터의 숨물을 넣어 55도에서 24시간 교반하며 효소반응을 시켰다. 1.4kg의 소금을 효소처리 반응조에 넣은 후 20도에서 48시간숙성 시켰다. 80도로 가열하여 식힌 후 여과하여 효소분해간장을 얻었다. 총질소의 농도는 1.3%였으며 염도는 18.0%이었다.

실시예 4 : 숨물 간장제조시 효모의 사용

대두코오지(코오지곰팡이는 아스퍼질러스 오리자에) 2kg에 5kg의 밀단백을 넣고 소금 5kg 그리고 물 대신 42리터의 숨물을 넣은 후 혼합기로 혼합을 한 후 5일 동안 43도에서 반응을 시켰다. 가수분해 후 zygosaccharomyces rouxii의 세포수가 106이 되도록 넣은 후 소금을 넣어 염도가 18%가 되도록 조정한 후 온도를20도로 낮추었다. 이후 정치상태에서 10일을 숙성시킨 후 감압하에서 여과하였다. 총질소가 1.5%, 염도가 18%, 알콜이 0.8%이었다.

실시예 5 : 숨물농축물을 이용한 간장의 제조

총질소가 0.6%이며 총당이 1.5%인 숨물100리터를 60도에서 진공 농축하여 30리터로 농축하여 총질소 함량 2%되게 조절한 후 30g의 단백분해효소를 넣어 55도에서 24시간 교반하며 효소반응을 시켰다. 5.5kg의 소금을 효소처리 반응조에 넣은 후 20도에서 48시간숙성 시켰다. 80도로 가열하여 식힌 후 여과하여 효소분해간장을 얻었다. 총질소의 농도는 1.2%였으며 염도는 18.0%이었다.

시험예 1 : 유리아미노산 조성분석

상기 실시예 5에서 제조된 간장 및 시판중인 양조간장(콩100%, (유) 대한식품)내 유리아미노산의 조성을 PICO-tag 방법을 이용하여 분석하였으며 그 결과는 다음과 같다.

아미노산의 조성을 보면 100% 양조간장과 비교 시 소수성 아미노산의 조성 비율이 양조간장에 비하여 상대적으로 낮은 경향을 보이는데 이는 숨물에 있는 대부분의 단백질이 수용성으로 이루진 것에 의하는 것으로 사료되며 기존의 간장에 비하여 아미노산의 조성에서 커다란 차이가 없음을 알 수 있다.

유리아미노산	조성 (%)
유리아미노산	실시예 5(숨물농축물)	대조군(콩 간장)
Cys	1.78	1.11
Asp	7.36	1.57
Glu	17.57	19.22
Ser	7.18	6.75
Gly	7.25	5.25
His	0.95	0.68
Arg	0.45	0.29
Thr	5.68	5.09
Ala	13.58	15.54
Pro	6.45	5.53
Tyr	1.24	0.36
Var	7.45	7.31
Met	1.28	1.66
Cys2	0.25	0.10
Ile	6.47	6.37
Leu	8.52	9.60
Phe	1.32	4.64
Trp	0.83	1.30
Lys	4.39	7.63

시험예 2: 간장의 성분분석 비교

본 발명에 따른 숨물을 이용한 간장의 제조 시 기존의 양조간장과 성분을 비교하여 간장으로서의 품질을 입증하고자 하였다. 환원당의 함량이 상대적으로 높은 수치는 숨물에 녹아있는 대두올리고당의 함량이 상대적으로 높은데서 기인하는 것으로 사료된다.

분석항목	실시예5	양조간장
총질소태(%)	1.21	1.37
아미노태(%)	0.86	0.82
pH	4.5	4.3
염도(%)	18	19
환원당(%)	6.5	4.6
O.D at 540nm	5.2	4.9

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 두부숨물로 부터 제조한 간장은 폐수를 활용함으로써 환경친화적일뿐만 아니라 대두의 활용도를 극대화한다. 또한 기능적으로도 양조간장과 동일한 효과를 보임으로써 간장제조에 활용될 수 있다.

Claims

간장의 제조방법에 있어서, 대두, 밀쌀, 찹쌀, 멥쌀, 보리, 콩, 밀 등에서 선택된 1종 이상의 곡류를 증자하여 메주로 제조하거나 코오지화하는 단계 ; 선택적으로, 간장의 총질소량을 조절하기 위하여 질소공급원을 배합하여 첨가하는 단계 ; 선택적으로, amylase, protease, pectinase, glucosidase, cellulase, xylase 등에서 선택된 1종 이상의 효소를 첨가하는 단계 ; 효모균 등을 종균하여 일정기간 일정온도에서 배양하여 숙성시키는 단계 ; 소금 또는 염수을 첨가한 후, 필요에 따라 교반하면서 일정기간 코오지 및 효소에 의한 발효 및 숙성하여 간장을 용출시키는 단계와, 상기 단계 중 적어도 하나 이상의 단계에서 숨물을 주재료 대신 또는 추가로 사용하여 간장을 제조하는 것임을 특징으로 하는 두부숨물 간장의 제조방법
제 1 항에 있어서, 코오지를 제조하는 단계, 선택적으로 코오지 1 내지 50% 범위에서 간장의 총질소량이 1에서 5%정도가 되도록 대두, 밀쌀, 대두분리단백, 밀단백 등에서 선택된 적어도 1 종 이상의 질소공급원을 배합하여 첨가하는 단계 ; 필요에 따라 선택된 효소를 0.01%에서 10% 농도로 첨가하는 단계 ; 숨물의 부피대비 5%에서 30% 농도로 소금을 첨가하는 단계 ; 0도에서 100도의 온도범위와 pH 4에서 10의 조건에서 코오지 및 효소에 의한 발효 및 분해공정 단계 ; 필요에 따라 교반하면서 20시간 내지 5일간 코오지 및/또는 효소를 사용하여 발효 및 숙성하여간장을 용출시키는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법
제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 코오지 대신 또는 추가로 숨물을 이용하는 것임을 특징으로 하는 방법
제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 총질소량을 조절하기 위한 질소공급원 대신 또는 추가로 숨물을 이용하는 것임을 특징으로 하는 방법
제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 효소 대신 또는 추가로 숨물을 이용하는 것임을 특징으로 하는 방법
제 1 항 내지 제 2항에 있어서, 소금 또는 염수를 첨가하는 대신 또는 추가로 적당한 염분을 포함한 숨물을 이용하는 것임을 특징으로 하는 방법
상기 제 1 항 내지 제 6 항에 있어서, 숨물은 농축된 것임을 특징으로 하는방법
상기 제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 코오지화는 고상 또는 액상발효임을 특징으로 하는 방법
상기 제 1 항 내지 제 6 항에 있어서, 숨물은 건물 g당 단백질 10~20%, 총당 30~50%, isoflavone 0.2~2%, 사포닌 1~5%, pinitol 1~5%, 회분 20~40%를 포함하는 조성으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 방법
제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 코오지화 및/또는 종균에 사용되는 미생물은 곰팡이로서 아스퍼질러스 아와모리(Aspergillus awamori), 아스퍼질러스 카와치(Asp. kawachii), 아스퍼질러스 니거(A. niger), 아스퍼질러스 오리자에(A. oryzae), 아스퍼질러스 시로우사미(A. shirousamii), 아스퍼질러스 소자에(A. sojae), 아스퍼질러스 타마리(A. tamarii), 리조푸스 델레마(Rhizopus delemar), 리조푸스 올리고스포러스(Rhizopus oligosporus) 등, 세균으로서 바실러스 브레비스(Bacillus brevis), 바실러스 리첸니포르미스(B. licheniformis), 바실러스 나토(B. natto), 바실러스 폴리믹사(B. polymixa), 바실러스 푸밀리스(B.pumilis), 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) 등에서 선택된 하나 이상의 것임을 특징으로 하는 방법
제 10 항에 있어서, 코오지균으로써 황국균(Aspergillussp.)을 사용하는 것임을 특징으로 하는 방법
제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 코오지로 사용가능한 원료는 대두, 밀쌀, 찹쌀, 멥쌀, 보리 등의 곡류 중에서 선택된 1종 이상 곡류로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 사용되는 효소는 amylase, protease, pectinase, glucosidase, cellulase, xylase 등에서 선택된 하나 이상의 효소임을 특징으로 하는 방법
제 13 항에 있어서, 사용되는 효소는 amylase, protease인 것을 특징으로 하는 방법
제 1 항 내지 제 2 항에 있어서 사용가능한 질소원의 공급원은 대두분리단백, 카제인, 밀단백, 유청단백, 난단백, 젤라틴, corn albumin, 콜라겐 및 정어리, 명태, 참치, 가다랑이 등의 어단백 등에서 선택된 하나 이상의 것임을 특징으로 하는 방법
제 15 항에 있어서, 사용가능한 질소원의 공급원은 대두분리단백과 밀단백임을 특징으로 하는 방법
제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 효모균주는 내염성 효모인 candida torulopsis, zygosaccharomyces rouxii를 사용함을 특징으로 하는 방법.