KR20070110989A - 식물성 유산균 또는 바실러스균을 이용한 콩 발효음료의제조방법 - Google Patents

식물성 유산균 또는 바실러스균을 이용한 콩 발효음료의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콩 발효 음료의 제조방법에 관한 것으로서, (a) 콩을 분쇄하여 수득한 콩 분쇄액을 포함하는 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 배지에 식물성 유산균, 식물성 바실러스균 또는 이의 혼합 균을 접종하는 단계; 및 (c) 상기 배지에 접종된 균을 배양하여 콩 발효 음료를 수득하는 단계를 포함한다.
콩, 전처리, 식물성 유산균, 바실러스균, 배양, 발효음료

Description

식물성 유산균 또는 바실러스균을 이용한 콩 발효음료의 제조방법{Method for Preparing Fermented Bean Beverage Using Plant－Originated Lactic Acid Bacteria or Bacillus}
도 1은 본 발명의 방법 중 콩을 원료로 하여 콩 발효 음료를 제조하는 본 발명의 일 실시예를 보여주는 개략도이다.
본 발명은 콩 발효 음료의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식물성 유산균 및/또는 바실러스균을 전처리한 콩에 접종 배양함으로써 특유의 풍미를 갖고 각종 생리활성을 보유한 콩 발효 음료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
유산균(lactic acid bacteria, LAB)은 치즈, 발효유 및 유산균음료 등의 발효 유제품을 비롯하여 각종 발효 식품의 제조에 전 세계적으로 광범위하게 응용되고 있는 산업적으로 중요한 미생물이다. 특히, 국내 대부분의 발효유는 우유를 원료로 하여 제조된 살아있는 유산균을 섭취하기 용이하도록 제조된 대표적인 식품이라 할 수 있다.
발효유를 통해 섭취된 유산균은 장내 유용균의 증식을 촉진하는 반면, 유해균의 증식을 억제하여 유익균이 우위를 차지하도록 장내 균총의 균형을 개선하며, 그 결과 ① 장관 감염과 식중독의 방지, ② 장내 부패억제, ③ 장의 운동을 촉진하여 변비방지, ④ 면역력 증가, ⑤ 발암 억제 및 ⑥ 비타민 B군의 생산 등 여러 가지 생리적 기능을 가지는 것으로 밝혀지고 있다. 따라서 유럽 등 서구에서는 요구르트, 유산균 음료와 분말, 과립, 정제 형태의 유산균 생균 제품이 기능성 식품으로서 가장 큰 시장을 형성하고 있다.
이러한 기능성을 보유한 발효유의 경우 대부분의 발효균주를 외국에서 수입하고 있으며 특히 이들 유산균은 치즈 등의 발효된 유제품에서 분리된 균주이다. 따라서 일반 유산균의 경우에는 우유 이외의 제품을 발효시킬 경우 발효 제품의 풍미 및 발효 중에 생산되는 각종 생리활성 물질에 한계가 있는 것이 사실이다.
최근에는 이렇게 우유, 치즈 등에서 분리된 유산균과는 별도로 식물성 유산균의 장점이 부각되고 있다. 식물성 유산균은 Plant Originated Lactic Acid Bacteria(POLAB)로 지칭되어 일반 유산균과 차별적으로 취급되고 있으며, 동양에서 예로부터 섭취하던 식물 원료의 발효 식품에서 분리된 유산균을 말한다. 즉 한국의 김치는 식물성 유산균(POLAB)의 대표적인 보고라 할 수 있다. 이러한 식물성 유산균은 일반 유산균보다 척박한 환경에서 생육하기 때문에 각종 생리활성물질의 생산력이 뛰어난 것으로 알려져 있다.
콩은 단백질과 지방이 풍부한 식품으로 우리 식생활에 다양하게 이용되어 왔다. 일반적으로 섭취되는 콩의 종류는 다양하여 대두, 녹두, 검은콩, 서목태, 완두콩, 강낭콩 등이 있으며 각각의 특징에 따라 두부, 두유 등의 가공제품으로 섭취되거나, 밥을 지을 때 넣거나 미숫가루를 제조할 때 사용되기도 한다.
여러 종류의 콩은 그 기능과 구성성분에서 약간의 차이는 있으나 콩의 종류에 상관없이 40% 가량을 차지하는 단백질에는 필수 아미노산이 균형 있게 배합되어 있으며 다른 식품성 단백질에는 부족 되기 쉬운 리신이 많은 것이 특징이다. 지방 함유량은 18% 정도인데, 대부분이 불포화지방산이며 50% 이상이 최상급의 리놀렌산이다. 또 리놀렌산의 작용을 돕는 비타민 E도 충분하여 동물성 지방의 과잉섭취로 인한 콜레스테롤을 제거하는 역할도 한다. 그 외에 비타민 B가 풍부하여 피로회복을 도우며, 칼슘, 철분 등의 영양성분도 풍부하다. 이밖에도 항암작용, 동맥경화 및 노화 방지 등 콩의 식품학적 가치는 이루 헤아릴 수 없을 정도로 많다고 할 수 있다.
이처럼 콩은 단백질과 지방의 영양공급원으로 중요한 역할을 하지만, 조직이 견고하여 소화 흡수가 매우 어렵다. 또한 풋내와 소화가 잘되지 않는 탄수화물, 트립신 저해제 등의 생리적인 저해 물질로 인하여 가공처리가 잘못될 경우 소화 흡수에 문제가 발생하여 설사 등의 부작용을 유발할 수 있다.
콩을 원료로 하여 식품에 사용이 가능한 미생물을 이용하여 발효를 할 경우 발효 중에 미생물이 생산하는 각종 효소 등에 의하여 이러한 소화 흡수 및 풍미 등의 문제를 해결할 수가 있으며 또한 콩이 보유한 각종 영양성분에 발효 균주가 생 산하는 각종 생리활성 물질의 기능을 첨가할 수가 있다.
최근 국내에서 생산되기 시작한 콩을 원료로 한 발효음료는 발효유를 제조하는 일반 유산균을 사용하여 나온 제품이다. 콩은 식물성 원료이기 때문에 발효시키기 위해서는 일반 유산균보다는 식물성 유산균이 풍미나 기능을 향상시키는데에 유리하다.
또한 김치를 제외한 발효식품의 대명사인 된장은 콩을 발효시킨 대표적인 발효식품으로 각종 바실러스균의 보고이다. 널리 알려진 바와 같이 된장을 발효시키는 바실러스균은 혈전용해 효소 등 각종 생리활성 물질을 생산하는 것으로 알려져 있다.
국내에 출원되거나 등록되어 있는 콩을 원료로 하는 음료 관련 특허를 보면, 우선 원료가 주로 대두로 한정될 뿐만 아니라 대두의 수용성 성분만을 추출하여 제조한 대두분말을 사용하였거나(특허 제0348461호), 두유를 사용하였다(특허 제0471631호). 이는 우선 콩을 일차적으로 가공한 상태로 콩 껍질 및 비지에 함유되어 있는 풍부한 식이 섬유가 제거되어 최종제품의 생리적인 효과가 감소하게 되며 콩의 유용성분의 일부가 제거된다는 단점이 있다. 또한 대두분말 및 대두유를 이용한 발효 제품에서 사용한 균주를 살펴보면, 비피도박테리움 브레이브(특허 제0471631호), 락토바실러스 불가리쿠스, 락토바실러스 카세이와 락토바실러스 아시도필루스의 혼합균주 또는 그 중 한 가지(특허 제04547620호)로서, 식물성 유산균이 아닌 유제품 발효에 사용하는 유산균을 주로 사용하였다. 바실러스 필무스를 이용하거나(특허출원공개 제2005-0023518호), 바실러스 서브틸리스를 사용하여 콩 을 발효시킨 예는 있으나(특허출원공개 제2001-0069777호), 각각 2단 발효법을 이용하거나, 음료가 아닌 고체 발효 형식을 이용하는 것으로 본 발명에서 추구하고자 하는 바와는 구성이나 기능면에서 많은 차이가 있다고 할 수 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명자들은 종래 기술보다 개선된 콩 발효 음료의 생산 시스템을 구축하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 콩의 전체 부분을 발효 원료로 하여 식물성 유산균 및/또는 식물성 바실러스균으로 발효하는 경우에는, 기호도 및 영양적인 측면에서 모두 우수한 발효 음료를 제조할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 식물성 유산균 및/또는 바실러스 균을 사용하여 콩 발효 음료를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 식물성 유산균 및/또는 바실러스 균을 포함하는 콩 발효 음료를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 콩 발효 음료의 제조방법을 제공한다: (a) 콩을 분쇄하여 얻은 콩 분쇄액을 포함하는 배지를 제조하는 단계; (b) 상기 배지에 식물성 유산균, 식물성 바실러스균 또는 이의 혼합 균을 접종하는 단계; 및 (c) 상기 배지에 접종된 균을 배양하여 콩 발효 음료를 수득하는 단계.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기의 본 발명의 방법에 의해 제조된 콩 발효 음료로서, 상기 콩 발효 음료는 식물성 유산균, 식물성 바실러스균 또는 이의 혼합 균을 포함하는 것을 특징으로 하는 콩 발효 음료를 제공한다.
본 발명자들은 종래 기술보다 개선된 콩 발효 음료의 생산 시스템을 구축하기 위하여, 우선 발효 균주로서 식물성 유산균(Plant Originated Lactic Acid Bacteria, POLAB) 및/또는 식물성 바실러스균을 선택하였고, 또한 다양한 콩의 전처리 실험을 실시하여 콩 발효 음료를 생산하는 데 가장 적합한 프로토콜을 정립하였다. 본 발명의 방법에 따르면, 최소한의 열처리와 효소처리를 통해 비지의 제거 없이 콩의 전체 부분을 발효 원료로 사용할 수 있고, 콩의 풋내를 제거하여 기호도가 우수하고 영양성분이 풍부한 콩 발효 음료를 제공할 수 있다.
본 발명의 콩 발효 음료의 제조방법을 각 단계로 구분하여 설명하면 다음과 같다:
(a) 콩 배지의 제조 단계
우선, 콩을 분쇄하여 얻은 콩 분쇄액을 포함하는 배지를 제조한다.
본 발명에 있어서 최종 콩 발효음료가 동일한 품질을 유지할 수 있도록 동일한 지역에서 지속적으로 동일한 종류의 콩을 공급받아 이를 이용하는 것이 유리하나, 품질의 차이에 따른 완제품의 차이는 풍미의 약간의 차이이며 발효 자체에는 큰 문제가 되지 않는다. 특히 콩의 종류에 따라 영양성분의 차이가 어느 정도 있으나 탄수화물 및 단백질의 함량 차이가 발효에 영향을 미칠 정도는 아니기 때문에 콩의 종류도 발효 자체에는 큰 영향을 미치지 않는다. 또한 영양학적 구성 성분이 같은 수입콩을 사용할 경우에도 제품의 품질에는 큰 영향을 미치지 않는다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서 원료로 이용되는 콩은 대두, 녹두, 검은콩, 서목태, 완두콩 또는 강낭콩이다.
콩을 분쇄하기 이전에 우선은 세척공정을 거치는 것이 바람직하다. 콩은 일반적으로 외피에 싸여 있어 표면에 잔류하는 농약이 거의 없기 때문에 과도한 세척은 불필요하다. 세척공정은 30℃ 이하의 냉수를 사용하는 것이 바람직하며, 수용성 영양성분의 유출을 방지하기 위하여 가능한 30분 이내의 짧은 시간에 처리하는 것이 유리하다. 세척수의 온도가 30℃를 넘고 세척에 소요되는 시간이 30분을 넘을 경우 콩의 영양성분이 손실될 수 있다.
세척이 끝난 콩은 물에 불리는 것이 바람직하다. 물에 불리는 공정은 통상적으로 콩의 최대 흡수량까지 실시된다. 불리는 공정 역시 30℃ 이하의 온도에서 진행하는 것이 좋은 데 이보다 불리는 물의 온도가 높을 경우 여름철에는 공정 중에 다른 미생물의 생육이 가능하여 문제가 있다. 불리는 시간은 여름철(25-32℃)에는 4-5시간이면 충분하고 겨울철(5-15℃)에는 16-24시간 정도면 된다.
이렇게 물에 완전히 불은 콩을 이용하여 분쇄한다. 콩의 분쇄는 당업계에 통상적으로 알려진 공정에 따라 실시될 수 있으며, 바람직하게는 미세분쇄기를 이용하여 실시된다. 분쇄물의 최종 입자 크기는 20-200 ㎛가 바람직하며, 보다 바람직하게는 30-150 ㎛이다. 분쇄물의 입자 크기가 200 ㎛를 초과하면, 발효 후 식감이 좋지 않은 문제점이 있으며, 20 ㎛ 미만이면 분쇄 시 많은 에너지가 소요되는 단점이 있다. 분쇄 시 물을 추가적으로 첨가하는 것이 바람직하다. 첨가하는 물의 양은 최종 발효(배양) 단계에서 목적으로 하는 콩의 고형분 함량에 따라 조절이 가능한데, 보통 콩의 무게에 대하여 3배에서 20배 정도를 첨가하며 바람직하게는 5-15배이다. 물의 양이 너무 적은 경우에는 분쇄 효율이 떨어지는 단점이 있으며, 물의 양이 많은 경우에는 최종 발효에 적합한 고형분 함량보다 분쇄물의 콩의 고형분 함량이 낮아지는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 콩 분쇄물은 콩 전 부분을 분쇄하여 수득한다. 일반적으로 판매되는 콩 음료(예컨대, 두유)들은 콩의 전 부분을 이용하여 수득한 것이 아니라, 콩의 일부분 또는 콩을 열수 추출하여 얻은 추출물을 이용한다. 이러한 종래의 콩 음료는 콩이 가지는 전체적인 영양분을 충분히 이용하 지 못한다. 그러나 본 발명에서는 콩 전 부분을 이용하여 분쇄하여 수득한 분쇄물을 음료의 원료로 하기 때문에 종래의 콩 음료들보다 영양학적으로 매우 유리하다. 예를 들어, 본 발명에서는 콩의 껍질을 제거하지 않고 콩 전체를 이용하여 배지를 제조하기 때문에, 최종적으로 얻는 발효 음료에는 천연식이 섬유가 풍부하여 장내 균총을 개선시키며 변비를 개선하는 효과가 탁월하게 된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 단계 (a)의 배지, 보다 바람직하게는 상기 분쇄액을 1차 살균하는 과정을 추가적으로 포함한다. 1차 증숙 공정은 콩의 발효 시 미생물에 의한 영양소의 사용 효율을 높이는 장점이 있으며, 오염된 잡균을 살균하여 효소 처리 공정 중 콩 분쇄물의 변패를 방지하는 효과를 갖는다. 살균은 80-121℃의 온도에서 5-20분을 실시하는 것이 바람직하다. 살균 시간이 너무 길어질 경우 갈변화에 의한 변색에 의하여 최종제품의 색이 갈색으로 변하여 상품성이 떨어지는 것은 물론 발효 중에 발생하는 상쾌한 향을 감소시키는 문제점이 있으며 너무 짧은 경우에는 충분한 살균효과를 나타내지 못하여 효소처리 공정 중 이상 발효가 발생할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 1차 살균 공정이 끝난 콩 분쇄액은 효소처리 공정을 거치게 된다. 이러한 효소처리 공정은, 콩에 존재하는 섬유소 및 단백질을 분해하여 발효 공정 중 첨가되는 각종 미생물들이 이용하기 좋은 형태로 전환시켜주는 작용을 한다. 효소처리 공정에서 이용되는 효소는 프로테아제, 셀룰라아제 또는 이의 조합, 보다 바람직하게는, 프로테아제와 셀룰라아제의 혼합 효소이다. 이러한 효소로서, 식품용으로 시판되는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 효소의 사용량은 콩 분쇄액에 있는 콩 고형분 전체 중량을 기준으로 0.05-1.0 %(w/w)이다. 효소의 양이 0.05 %(w/w) 미만인 경우에는 셀룰로오스나 단백질의 분해율이 떨어져 발효 중 유산균 및 바실러스 균의 생육이 활발하지 않고, 반대로 효소의 양이 1.0 %(w/w)을 초과하는 경우에는 처리 비용이 너무 높아질 뿐 아니라 효소에 사용된 부형제로 인하여 발효에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.
효소 처리 과정은 20-80℃, 바람직하게는 30-80℃, 보다 바람직하게는 40-70℃, 가장 바람직하게는 40-70℃에서 2-24시간 동안 실시된다. 온도가 너무 낮은 경우에는 효소의 활성이 약해지며 반대로 너무 높은 경우에는 효소의 활성이 없어지는 문제점이 발생한다. 반응시간 역시 너무 짧은 경우에는 효소의 작용이 충분치 않고, 너무 긴 경우에는 공정 상 많은 비용이 드는 문제점이 발생한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 효소 처리가 끝난 콩 분쇄액에 소량의 탄소원을 추가적으로 첨가한다. 본 발명의 추가적인 탄소원으로 적합한 것은, 글루코오스, 수크로스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노스 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되며, 바람직하게는, 수크로스, 프럭토스, 글루코오스, 갈락토오스, 아라비노스 및 락토오스이고, 보다 바람직하게는 수크로스, 프럭토스 및 글루코스이며, 가장 바람직하게는 수크로스이다.
추가적인 탄소원의 사용량은 바람직하게는, 콩 분쇄액의 0.1-20 중량% 이고, 보다 바람직하게는 0.5-10 중량% 이며, 가장 바람직하게는 1-3 중량%이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 추가적 탄소원이 첨가된 콩 분쇄액은 2차 살균 공정을 거치게 되는데 열에 의한 영양성분 변화 및 갈변을 최소화하기 위 하여 저온살균이 바람직하다. 2차 살균은 70-100℃, 바람직하게는 80-100℃에서 10-30분이다. 2차 살균 온도가 낮거나 시간이 너무 짧은 경우에는 원하는 살균 효과를 얻기 힘들고 온도가 너무 높거나 시간이 긴 경우에는 영양소 파괴나 색깔 변화의 문제점이 있다.
본 발명의 특징 중 하나는, 식물성 유산균 및/또는 식물성 바실러스균을 배양함에 있어서, 콩 분쇄액만을 배지의 성분으로 이용할 수 있다는 것이다. 상술한 추가적 탄소원을 부원료로 콩 분쇄액에 첨가하여 미생물을 배양하면, 최종 균의 수 및 기호도가 증가하기는 하지만, 콩 분쇄액만으로도 본 발명의 목적을 부분적으로 달성할 수 있다. 또한, 콩 분쇄액에 추가적 탄소원을 추가하여 이를 배지로 이용하는 경우에는, 다른 배지성분(질소원, 무기질 등)을 필요로 하지 않는다는 것도 본 발명의 특징 중 하나이다.
(b) 식물성 유산균, 식물성 바실러스균 또는 이의 혼합 균을 접종하는 단계
상기 과정을 거쳐 제조된 콩 배지에 식물성 유산균, 식물성 바실러스균 또는 이의 혼합 균을 접종한다.
본 발명의 큰 특징은 콩 발효 음료를 제조하는 데 있어서, 종래의 동물성 유산균이 아닌, 식물성 유산균 및/또는 식물성 바실러스균을 이용한다는 것이다.
본 명세서에서 용어 “유산균(lactic acid bacteria)는 탄수화물 대사의 주 산물로서 유산을 생산하는 박테리아 군을 의미하며, 예컨대, 락토코커스(Lactococcus), 락토바실러스(Lactobacillus), 류코노스톡(Leuconostoc), 프로리오 니박테리움(Propionibacterium), 비피도박테리움(Bifidobacterium), 스트렙토코커스(Streptococcus) 및 페디오코커스(Pediococcus)를 포함하며, 가장 바람직하게는 락토바실러스이다.
본 명세서에서 용어 “식물성 유산균”은 식물 원료의 발효 식품으로부터 유래된 유산균을 의미한다. 본 발명에 이용되는 식물성 유산균은 바람직하게는 김치로부터 분리한 유산균이며, 보다 바람직하게는, 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei), 락토바실러스 브레비스 (Lactobacillus brevis) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)이고, 보다 더 바람직하게는 락토바실러스 사케이 및 락토바실러스 플란타럼이며, 가장 바람직하게는, 락토바실러스 사케이와 락토바실러스 플란타럼의 혼합 유산균이다. 락토바실러스 사케이의 가장 바람직한 예는, 본 발명자에 의해 김치로부터 분리한 락토바실러스 사케이 B2-16(, KFCC-11321, 대한민국 특허 제0549094호)이고, 락토바실러스 브레비스의 가장 바람직한 예는 본 발명자에 의해 김치로부터 분리한 락토바실러스 브레비스 B3-18(대한민국 특허 제0549094호)이다.
본 명세서에서 용어 “식물성 바실러스균”은 식물 원료의 발효 식품으로부터 유래된 바실러스균을 의미한다. 본 발명에 이용되는 식물성 바실러스균은 바람직하게는 된장으로부터 분리한 유산균이며, 보다 바람직하게는, 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis)이고, 가장 바람직하게는 본 발명자에 의해 청국장으로부터 분리한 바실러스 서브틸리스 TP6(대한민국 특허출원 제2005-0008322호, KFCC 11343P)이다. 바실러스 서브틸리스 TP6는 콩에 함유된 탄수화물을 발효할 수 있 는 능력을 갖는다.
김치에서 분리한 유산균을 종균 배양하는 배지로는 MRS 브로스(deMan Rogosa Sharpe broth), APT(All Purpose with Tween) 배지 또는 BHI(Brain Heart Infusion) 배지가 적합하며, 가장 바람직하게는 MRS 브로스 배지이다. 이러한 배지에서 김치에서 분리한 유산균을 30℃에서 8-16시간 배양하면 원하는 균의 활성을 얻을 수 있다. 또한, 바실러스 서브틸리스의 경우에는 변형 영양 배지(5 g/L 소이톤, 5 g/L 비프 추출물 및 20 g/L 자일로오스, pH 7.0)를 사용하여 37℃에서 12-24시간 배양하는 것이 적당하다. 본 배양에 사용되는 락토바실러스 균주 및 바실러스 균 모두 본 발명의 콩 분쇄액 배지에서 생육이 가능하기 때문에 본 발명의 콩 분쇄액 배지를 종균배양에 사용해도 무방하며, 이때의 생육조건은 각각 MRS 브로스 및 변형 영양 배지를 사용한 경우와 동일하다.
김치에서 분리한 유산균은 식물성 유산균의 대표적인 특성을 나타내며, 그 중에서도 락토바실러스 사케이, 락토바실러스 브레비스 및 락토바실러스 플란타럼은 콩을 배지로 하여 왕성한 생육을 나타내며 생육 중에 좋은 향미를 형성함으로써 기호도가 높은 발효 두유를 생산할 수 있다. 또한, 된장에서 분리한 바실러스 서브틸리스는 장시간에 걸친 고체 발효 시에는 전형적인 된장 및 청국장의 향미가 발현되지만, 본 발명의 콩 배지에서는 유산균과 유사한 형태로 생육하며 좋은 향미를 내기 때문에 발효 미생물로서 사용이 가능하다.
김치에서 분리한 유산균인, 락토바실러스 사케이, 락토바실러스 브레비스 및 락토바실러스 플란타럼과 된장에서 분리한 바실러스 서브틸리스는 혼합 접종하여도 균주들 간의 공생관계가 우수하여 소망하는 콩 발효 음료를 제조할 수 있는 이점이 있다. 또한, 김치에서 분리한 락토바실러스 사케이 균주는 단맛을 좋게 하고, 락토바실러스 플란타럼은 신맛, 그리고 바실러스 서브틸리스는 구수한 맛을 좋게 하는 경향을 나타낸다. 따라서 이러한 균주들의 맛에 대한 기여를 고려하여, 균주의 종류를 선택하여 사용하면 다양한 기호도의 콩 발효 음료를 제조할 수 있다.
미생물의 접종량은 접종 후의 초기 균수가 105-109 cfu/g 또는 105-109 cfu/ml이 되게 하는 것이 바람직하다. 접종량이 105 cfu/g 미만인 경우에는, 콩을 발효시키는데 많은 시간이 소요되어 제품 생산을 위한 배양시간이 길어지며, 109 cfu/g을 초과하는 경우에는, 접종용 종균의 생산에 부담이 된다.
(c) 접종된 균을 배양하여 콩 발효 음료를 수득하는 단계
콩 배지에 접종된 균을 배양하여 최종적으로 콩 발효 음료를 수득한다.
미생물이 접종이 된 콩 배지를 골고루 혼합하고 적합한 온도에서 발효시킨다. 발효 온도는 20-40℃가 바람직하며, 가장 바람직하게는 약 30℃이다. 20℃ 미만에서는 발효가 쉽게 일어나지 않으며, 40℃를 초과하게 되면 열에 약한 유산균이 생육하지 못함으로써 발효 두유를 생산할 수 없는 문제점이 있다. 유산균을 배양하는 시간은 3-24시간이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4-12시간이고, 가장 바람직하게는 6-10시간이다.
미생물의 배양 및 발효의 상세한 내용은 Kubitschek, H. E., Introduction to Research with Continuous Cultures. Englewood Cliffs, N.J.:Prentice-Hall, Inc., 1970; Mandelstam, J., et al., Biochemistry of Bacterial Growth, 3rd ed. Oxford:Blackwell, 1982; Meynell, G.G., et al., Theory and Practice in Experimental Bacteriology, 2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press, 1970; Gerhardt, P., ed., Manual of Methods for General Bacteriology, Washington: Am. Soc. Microbiol, 1981에 개시되어 있으며, 상기 문헌들은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.
본 발명에 따라 식물성 유산균 및/또는 바실러스균에 의하여 발효가 완료된 콩 발효 음료는 그 자체로 기호성이 좋기 때문에 플레인 타입(plain type)으로 바로 상품화가 가능하며, 또한 음료에 통상적으로 첨가되는 성분들을 첨가시켜 다양한 제품을 만들 수 있다. 본 발명의 콩 발효 음료에는 향미제 또는 천연 탄수화물을 추가 성분으로서 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 천연 탄수화물은 모노사카라이드(예컨대, 글루코오스, 프럭토오스 등); 디사카라이드(예컨대, 말토스, 수크로오스 등); 올리고당; 폴리사카라이드(예컨대, 덱스트린, 시클로덱스트린 등); 및 당알코올(예컨대, 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등)을 포함한다. 향미제로서 천연 향미제(예컨대, 타우마틴, 스테비아 추출물 등) 및 합성 향미제(예컨대, 사카린, 아스파르탐 등)을 이용할 수 있다.
본 발명의 콩 발효 음료는, 바람직하게는 5 x 108-3.5 x 109 cfu/ml, 보다 바람직하게는 1 x 109-3.5 x 109 cfu/ml, 보다 더 바람직하게는 1.5 x 109-3.5 x 109 cfu/ml, 가장 바람직하게는 2 x 109-3.5 x 109 cfu/ml의 생균을 포함한다.
본 발명의 콩 발효 음료의 pH는, 바람직하게는 4.0-5.0, 보다 바람직하게는 4.2-4.8, 가장 바람직하게는 4.3-4.6이다.
본 발명의 콩 발효음료는 기존에 상품화된 발효 두유에 비하여 향미가 우수할 뿐 아니라, 인체에 유익한 균으로 알려진 유산균 및/또는 바실러스의 균수가 많다. 또한, 본 발명의 콩 발효 음료는 콩의 껍질을 제거하지 않고 콩 전체를 이용하여 제조하였기 때문에, 콩의 영양성분이 모두 포함되어 있으며, 특히 천연식이 섬유가 풍부하여 장내 균총을 개선시키며 변비를 개선하는 효과가 있다. 또한, 발효균주가 기존의 동물성 유산균이 아닌 김치 및 된장에서 분리된 식물성 유산균 및 바실러스 균이기 때문에 본 발명의 콩 발효음료는 100% 국산 소재로 제조되는 장점이 있다고 할 수 있다.
또한, 많은 기능성 및 영양성분을 갖고 있으면서도 가공형태가 두유, 두부 등으로 한정되거나 밥에 혼합하여 섭식하는 등의 소비형태에 한계를 가지고 있는 다양한 종류의 콩을 이용하여, 본 발명은 기호성 및 기능성을 모두 보유한 제품을 개발함으로써 국민 건강에 이바지한다는 의미를 갖는다고 할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 “%“는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.
실시예 1: 콩 발효 음료 생산을 위한 대두 배지의 제조
농협에서 구매한 대두를 이용하여 냉수에 3회 세척하여 표면에 묻은 먼지 및 이물질을 제거하였다. 세척된 대두 1 kg을 4 L의 냉수에 12시간 침지하였다. 침지가 끝난 대두에 6 L의 물을 더 첨가한 후 미분쇄기를 사용하여 200 mesh로 분쇄한 후 110℃에서 10분간 1차 살균을 진행하였다.
살균이 끝난 대두 분쇄물을 50℃로 냉각한 후 1 g의 셀룰라아제((주)바이오랜드)와 1 g의 프로테아제((주)바이오랜드)를 첨가한 후 55℃에서 2시간 방치하여 대두껍질의 셀룰로오스 성분과 단백질 성분의 일부를 분해하여, 첨가해주는 유산균 및/또는 바실러스 균이 쉽게 사용할 수 있는 형태로 전환시켰다.
효소처리가 끝난 대두 분쇄액에 20 g의 수크로스를 첨가한 후 80℃에서 15분간 2차 살균하여 두유 배지를 완성하였다.
실시예 2: 김치유산균 및 바실러스 균을 이용한 발효 두유의 생산
삼각플라스크에 1 L씩 준비된 4개의 두유 배지(실시예 1에서 제조된 것)에, MRS 브로스 (deMan Rogosa Sharpe broth)에서 18시간 동안 배양한 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei B2-16, KFCC-11321, 대한민국 특허 제0549094호), 락토바실러스 브레비스 (Lactobacillus brevis B3-18, (주)바이오벤, 대한민국 특허 제0549094호) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum P-23, (주)바이오벤)을 각각 최종 균 농도가 108 cfu/g 되도록 접종한 후 12시간 동안 배양하였다. 또한 변형 영양 배지(5 g/L 소이톤, 5 g/L 비프 추출물 및 20 g/L 자일로오스, pH 7.0)에서 16시간 배양된 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis TP6, 대한민국 특허출원 제2005-0008322호, KFCC 11343)를 최종균 농도가 108 cfu/g 되도록 대두 배지에 접종한 후 8시간 동안 배양하였다. 30℃를 유지하며 였으며 정치배양을 하였다. 이때 배지의 초기 pH는 6.3이었다. 발효가 끝난 두유의 pH 및 생균수는 표 1에 기재되어 있다.
본 실험에 사용된 3종의 락토바실러스 균은 모두 김치에서 분리된 균이며 바실러스 서브틸리스균은 된장에서 분리된 균주이다.
접종 균주 발효 후 세포수 (cfu/ml) 발효 후 pH 비고
락토바실러스 사케이 1.7× 109 4.6 김치분리균
락토바실러스 브레비스 9.5× 108 4.5 김치분리균
락토바실러스 플란타럼 2.5× 109 4.3 김치분리균
바실러스 서브틸리스 1.1× 109 4.6 된장 분리균
표 1 에서 보듯이, 최종 제품의 pH는 모두 4.2-4.8의 범위로 기존의 우유원료의 유산균 발효유와 큰 차이가 없었으며, 생균수도 모두 108 cfu/ml 이상을 나타내어 발효음료로서의 조건을 충분히 보유하는 것을 알 수 있었다.
실시예 3 : 유산균 및 바실러스균 혼합 배양에 의한 발효 두유의 생산
MRS 브로스 (deMan Rogosa Sharpe broth)에 18시간 동안 배양된 락토바실러스 사케이 (Lactobacillus sakei B2-16, KFCC-11321, 대한민국 특허 제0549094호), 락토바실러스 브레비스 (Lactobacillus brevis B3-18, (주)바이오벤, 대한민국 특허 제0549094호) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum P-23, (주)바이오벤) 및 변형 영양 배지에서 18시간 동안 배양된 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis, 대한민국 특허출원 제2005-0008322호, KFCC 11343)를 2-4종을 혼합하여 실시예 1과 같은 방법으로 제조된 두유 배지에 최종균 농도가 3× 108 cfu/g 되도록 접종한 후 8시간 동안 배양하였다.
혼합 균주를 사용하여 발효가 끝난 두유의 pH 및 생균수, 맛에 대한 평가는 표 2에 정리되어 있다. 맛에 대한 평가는 7명의 패널을 이용하여 5 포인트를 만점으로 하여 실시한 결과를 나타내었다.
접종 균주 발효 후 세포수 (cfu/ml) 발효 후 pH 관능평가
신맛 단맛 쓴맛 떫은맛 구수한맛
락토바실러스 사케이 락토바실러스 브레비스 2.7× 109 4.5 3.5 3.6 4.0 3.5 4.0
락토바실러스 사케이 락토바실러스 플란타럼 3.1× 109 4.3 4.0 4.1 3.5 4.0 4.1
락토바실러스 사케이 바실러스 서브틸리스 9.8× 108 4.6 3.0 3.3 4.3 3.3 3.8
락토바실러스 브레비스 락토바실러스 플란타럼 2.5× 109 4.5 3.3 3.2 3.5 3.4 3.9
락토바실러스 브레비스 바실러스 서브틸리스 6.4× 108 4.3 3.0 3.1 3.1 4.0 4.2
락토바실러스 플란타럼 바실러스 서브틸리스 2.7× 109 4.2 3.6 3.4 3.3 3.6 4.1
락토바실러스 사케이 락토바실러스 브레비스 락토바실러스 플란타럼 2.2× 109 4.3 4.1 3.5 3.2 3.5 3.9
락토바실러스 브레비스 락토바실러스 플란타럼 바실러스 서브틸리스 1.8× 109 4.4 4.2 3.3 4.0 3.5 4.0
락토바실러스 사케이 락토바실러스 플란타럼 바실러스 서브틸리스 2.5× 109 4.4 4.3 4.1 3.9 4.2 4.4
락토바실러스 사케이 락토바실러스 브레비스 락토바실러스 플란타럼 바실러스 서브틸리스 1.7× 109 4.3 3.9 4.0 3.6 3.4 3.9
* 관능평가 : 1; 아주 나쁘다, 2; 나쁘다, 3; 보통이다, 4; 좋다, 5; 아주 좋다
표 2에서 보듯이 본 발명에 의해 제조된 대두 배지에서는 김치에서 분리한 유산균 및 청국장에서 분리한 바실러스균을 2종에서 4종까지 혼합 접종하여도 기호도가 크게 변하지 않으며 균주들 간의 공생관계가 우수하여 발효 두유를 제조하는데 문제가 없었다. 특히 관능평가에서 락토바실러스 사케이 균주는 단맛을 좋게 해주며, 락토바실러스 플란타럼은 신맛, 바실러스 서브틸리스는 구수한 맛을 좋게 하는 경향을 나타내어 각 균주별로 콩 발효음료를 구성하기 위한 특징을 보였으며 락토바실러스 브레비스의 경우에는 높은 생균수를 나타내었다.
뿐만 아니라, 균주의 혼합에 의해서 각 균의 특징이 보강되는 효과를 나타내어 본 발명에서 사용된 균주는 콩 발효음료를 제조하는데 있어서 단독, 또는 혼합으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 4: 각종 콩을 사용한 발효 음료의 제조
농협에서 대두, 녹두, 검은콩, 서목태, 완두콩 및 강낭콩을 구매한 후 냉수에 3회 세척하여 표면에 묻은 먼지 및 이물질을 제거하였다. 세척이 끝난 콩 100 g 씩을 1 L의 냉수에 10시간 침지하였다. 침지가 끝난 대두에 2 L의 물을 더 첨가한 후 미분쇄기를 사용하여 300 mesh로 분쇄한 후 110℃에서 10분간 1차 살균을 진행하였다.
살균이 끝난 대두 분쇄물을 50℃로 냉각한 후 0.5 g의 셀룰라아제와 0.5 g의 프로테아제를 첨가한 후 60℃에서 4시간 방치한 후 3 g 씩의 수크로스를 첨가한 후 80℃에서 20분간 2차 살균하여 각종 콩을 이용한 배지를 완성하였다.
살균이 끝난 두유배지에 15시간 동안 MRS 브로스 (deMan Rogosa Sharpe broth)에서 배양한 락토바실러스 사케이 (Lactobacillus sakei B2-16, KFCC-11321) 및 락토바실러스 플란타럼 (Lactobacillus plantarum p-23, (주)바이오벤) 및 변형 영양 배지에서 18시간 배양한 바실러스 서브틸리스(대한민국 특허출원 제2005-0008322호, KFCC 11343)를 동일한 부피로 혼합하여 최종 균 농도가 8.0 x 107 cfu/ml 되도록 접종한 후 9시간 동안 배양하였다.
배양이 끝난 각종 콩 원료의 콩 발효 음료의 pH, 생균수 및 기호도는 표 3에 기재되어 있다. 관능 평가 결과는 7명의 패널을 이용하여 5 포인트를 만점으로 하여 종합적 기호도를 평가한 결과이다.
종류 pH 발효 후 세포수 (cfu/ml) 관능평가
대두 4.38 2.7× 109 4.5
녹두 4.43 1.1× 109 3.8
검은콩 4.48 9.2× 108 4.3
서목태 4.52 5.5× 108 4.2
완두콩 4.62 6.1× 108 3.7
강낭콩 4.58 4.7× 108 3.5
* 관능평가 : 1; 아주 나쁘다, 2; 나쁘다, 3; 보통이다, 4; 좋다, 5; 아주 좋다
표 3에 나타난 바와 같이, 다양한 종류의 콩을 이용하여 콩 발효음료를 제조할 수 있었다. 기호도는 대두, 검은콩, 서목태 등이 좋았으며 강낭콩 및 완두콩의 경우 기호도는 약간 떨어지나 음용은 가능한 수준이며 생균 수는 발효 음료로서의 충분한 상품성을 나타내었다.
실시예 5 : 발효 두유의 저장 중 미생물 변화
농협에서 구매한 대두를 냉수에 세척하여 표면에 묻은 먼지 및 이물질을 제거하였다. 세척이 끝난 대두 2 kg을 15 L의 냉수에 12시간 침지하였다. 침지가 끝난 대두에 6 L의 물을 더 첨가한 후 미분쇄기를 사용하여 250 mesh로 분쇄한 후 110℃에서 15분간 1차 살균을 진행하였다.
살균이 끝난 대두 분쇄물을 55℃로 냉각한 후 1 g의 셀룰라아제와 1 g의 프로테아제를 첨가한 후 60℃에서 4시간 방치한 후 30 g의 수크로스를 첨가한 후 80℃에서 15분간 2차 살균하여 두유 배지를 완성하였다.
살균이 끝난 두유배지에 15시간 동안 MRS 브로스 (deMan Rogosa Sharpe broth)에서 배양한 락토바실러스 사케이 (Lactobacillus sakei B2-16, KFCC-11321) 및 락토바실러스 플란타럼 (Lactobacillus plantarum p-23, (주)바이오벤) 및 변형 영양 배지에서 16시간 배양한 바실러스 서브틸리스(대한민국 특허출원 제2005-0008322호, KFCC 11343)를 동일한 부피로 혼합하여 최종 균 농도가 3× 108 cfu/ml 되도록 접종한 후 7시간 동안 배양하였다.
배양이 끝난 발효 두유를 10℃에서 30일간 저장하면서 pH 및 균수 변화를 살펴본 결과를 표 4에 나타내었다. 관능 평가 결과는 7명의 패널을 이용하여 5 포인트를 만점으로 하여 종합적 기호도를 평가한 결과이다.
저장일수 pH 최종 세포수 (cfu/ml) 관능평가
0 4.48 1.60× 109 4.5
1 4.43 2.30× 109 4.6
2 4.28 1.50× 109 4.6
5 4.22 1.20× 109 4.6
7 4.2 1.00× 109 4.5
10 4.29 2.10× 109 4.4
15 4.33 1.30× 109 4.5
20 4.28 1.80× 109 4.3
30 4.14 4.50× 109 4.3
* 관능평가 : 1; 아주 나쁘다, 2; 나쁘다, 3; 보통이다, 4; 좋다, 5; 아주 좋다
표 4에 나타난 바와 같이 발효 후 30일까지도 생균수는 109 cfu/ml 이상 유지되었으며 pH도 4.1 이상을 유지하여 음용에 아무런 문제가 없었을 뿐 아니라 기호도도 저장 중 큰 감소가 없어 본 발명은 냉장 보관시 생산 후 30일 이상 유통이 가능한 것을 알 수 있었다.
실시예 6 : 두유 배지 제조 중의 효소처리 효과
농협에서 구매한 대두를 냉수에 2회 세척하여 표면에 묻은 먼지 및 이물질을 제거하였다. 세척이 끝난 대두 1 kg을 5 L의 냉수에 6시간 침지하였다. 침지가 끝난 대두에 6 L의 물을 더 첨가한 후 미분쇄기를 사용하여 300 mesh로 분쇄한 후 110℃에서 15분간 1차 살균을 진행하였다.
살균이 끝난 대두 분쇄물을 50℃로 냉각한 후 1 g의 셀룰라아제와 1 g의 프로테아제를 단독 또는 혼합 첨가한 후 60℃에서 4시간 방치한 후 20 g의 수크로스를 첨가한 후 80℃에서 15분간 2차 살균하여 두유 배지를 완성하였다. 또한 효소를 첨가하지 않고 바로 2차 살균한 두유배지를 준비하여 대조군으로 사용하였다.
살균이 끝난 각각의 두유배지에 15시간 동안 MRS 브로스 (deMan Rogosa Sharpe broth)에서 배양한 락토바실러스 플란타럼 (Lactobacillus plantarum p-23, (주)바이오벤) 및 변형 영양 배지에서 18시간 배양한 바실러스 서브틸리스(대한민국 특허출원 제2005-0008322호, KFCC 11343)를 1:0.7(v:v)의 비율로 혼합하여 최종 균 농도가 1.5 x 108 cfu/ml 되도록 접종한 후 6시간 동안 배양한 결과를 표 5에 나타내었다.
사용 효소 발효 후 세포수 (cfu/ml) 발효 후 pH 관능평가
신맛 단맛 쓴맛 떫은맛 구수한맛
프로테아제 1.7× 109 4.6 3.5 3.5 3.2 3.5 4.1
셀룰레아제 1.9× 109 4.6 3.7 3.5 3.3 3.8 3.9
프로테아제+셀룰레아제 2.1× 109 4.4 3.6 3.4 3.3 3.6 4.1
무처리 8.5× 108 4.8 2.6 2.1 2.9 1.9 2.4
* 관능평가 : 1; 아주 나쁘다, 2; 나쁘다, 3; 보통이다, 4; 좋다, 5; 아주 좋다
표 5 에서 보듯이, 효소처리를 하지 않은 경우 콩의 이용률이 떨어져 최종 발효두유의 균수가 떨어질 뿐 아니라 기호도에서 낮은 값을 나타내었다. 따라서 본 발명의 효과를 충분히 나타내기 위해서는 배지의 제조시 프로테아제 및 셀룰레아제를 처리하는 것이 필요하다고 할 수 있다. 각 효소별로는 커다란 차이를 나타내지 않아 두개의 효소를 단독 또는 혼합 사용할 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 7: 부원료 종류에 따른 대두 발효유의 특성 변화
농협에서 구매한 대두를 냉수에 2회 세척하여 표면에 묻은 먼지 및 이물질을 제거하였다. 세척이 끝난 대두 1 kg을 5 L의 냉수에 12시간 침지하였다. 침지가 끝난 대두에 6 L의 물을 더 첨가한 후 미분쇄기를 사용하여 150 mesh로 분쇄한 후 110℃에서 15분간 1차 살균을 진행하였다.
살균이 끝난 대두 분쇄물을 55℃로 냉각한 후 1 g의 셀룰라아제와 1 g의 프로테아제를 첨가한 후 60℃에서 4시간 방치한 후 살균이 끝난 두유배지에 수크로스, 프럭토스, 글루코스, 갈락토스, 락토스 및 이들 중 두가지 이상으로 구성된 탄소원을 동일한 비율로 총 첨가량이 30 g이 되도록 첨가하여 80℃에서 15분간 2차 살균하여 콩 배지를 완성하였다.
12시간 동안 콩 배지에서 배양한 락토바실러스 사케이 (Lactobacillus sakei B2-16, KFCC-11321), 락토바실러스 플란타럼 (Lactobacillus plantarum p-23, (주)바이오벤) 및 바실러스 서브틸리스(대한민국 특허출원 제2005-0008322호, KFCC 11343)를 동일한 부피로 혼합하여 최종 균 농도가 1 x 108 cfu/ml 되도록 접종한 후 6시간 동안 배양한 결과를 표 6에 나타내었다.
탄소원 발효 후 세포수 (cfu/ml) 발효 후 pH 관능평가
신맛 단맛 쓴맛 떫은맛 구수한맛
수크로스 2.7× 109 4.4 3.5 4.6 4.0 3.5 4.0
프럭토오스 2.1× 109 4.3 4.0 4.1 3.5 4.0 4.1
글루코스 9.2× 108 4.6 3.0 3.3 4.3 3.3 3.8
갈락토오스 1.5× 109 4.5 3.3 3.2 3.5 3.4 3.9
락토오스 6.4× 108 4.7 3.0 3.1 3.1 3.5 3.2
수크로스 +프럭토오스 2.4× 109 4.3 4.3 4.4 4.3 3.6 4.1
수크로스+글루코오스 2.1× 109 4.3 4.1 4.2 3.2 3.5 3.9
수크로스+갈락토오스 1.8× 109 4.4 3.6 3.3 4.0 3.5 4.0
수크로스+락토오스 2.2× 109 4.4 4.0 4.1 3.9 4.2 4.0
수크로스 +프럭토오스+글루코오스 1.5× 109 4.4 3.9 4.0 3.6 3.4 3.9
수크로스 +프럭토오스+갈락토오스 2.3× 109 4.3 3.5 3.6 4.0 3.5 4.0
수크로스 +프럭토오스+락토오스 3.1× 109 4.3 4.0 4.0 3.5 4.0 4.1
수크로스 +프럭토오스+글루코오스 +갈락토오스 9.8× 108 4.6 3.0 3.5 4.3 3.3 3.8
수크로스 +프럭토오스+글루코오스 +락토오스 2.5× 109 4.5 3.3 3.3 3.5 3.4 3.9
수크로스 +프럭토오스+글루코오스 +갈락토오스+락토오스 6.4× 108 4.3 3.8 3.1 3.1 4.0 4.2
* 관능평가 : 1; 아주 나쁘다, 2; 나쁘다, 3; 보통이다, 4; 좋다, 5; 아주 좋다
표 6에서 나타난 바와 같이 본 발명에 의하여 제조된 콩 분쇄 배지에 첨가하는 탄소원으로서의 부원료는 그 종류 및 조합에 큰 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다. 모든 탄소원의 단독 및 혼합 사용 군에서 높은 생균수를 나타내었으며 관능적인 면에서도 모든 조합에서 보통 이상의 결과를 나타내었다.
실시예 8: 부원료 첨가량에 따른 콩 발효음료의 특성 변화
농협에서 구매한 1 kg의 대두를 냉수에 세척한 후 12 L의 냉수에 12시간 침지하였다. 침지가 끝난 대두를 미분쇄기를 사용하여 200 mesh로 분쇄한 후 110℃에서 15분간 1차 살균을 진행하였다.
살균이 끝난 대두 분쇄물을 60℃로 냉각한 후 0.7 g의 셀룰라아제와 프로테아제를 첨가한 후 60℃에서 4시간 방치한 후 수크로스 및 프럭토오스를 농도별로 첨가한 후 80℃에서 15분간 2차 살균하여 두유 배지를 완성하였다.
살균이 끝난 두유배지에 15시간 동안 MRS 브로스 (deMan Rogosa Sharpe broth)에서 배양한 락토바실러스 사케이 (Lactobacillus sakei B2-16, KFCC-11321) 및 락토바실러스 플란타럼 (Lactobacillus plantarum p-23, (주)바이오벤) 및 변형 배지 영양 배지에서 18시간 배양한 바실러스 서브틸리스를 동일한 부피로 혼합하여 최종 균 농도가 1.5× 108 cfu/ml 되도록 접종한 후 6시간 동안 배양한 결과를 표 7에 나타내었다. 관능 평가 결과는 7명의 패널을 이용하여 5 포인트를 만점으로 하여 종합적 기호도를 평가한 결과이다.
부원료 첨가량(w/v) pH 발효 후 세포수 (cfu/ml) 관능평가
수크로스 0 4.78 7.60× 108 3.3
0.5 4.63 1.10× 109 4.2
1 4.58 1.50× 109 4.4
2 4.50 1.20× 109 4.5
3 4.48 2.00× 109 4.7
5 4.48 2.10× 109 4.3
10 4.45 2.30× 109 4.2
프럭토오스 0 4.79 7.60× 108 3.3
0.5 4.64 1.00× 109 4.2
1 4.57 1.54× 109 4.4
2 4.49 1.29× 109 4.4
3 4.47 2.10× 109 4.6
5 4.48 2.10× 109 4.5
10 4.44 2.30× 109 4.1
* 관능평가 : 1; 아주 나쁘다, 2; 나쁘다, 3; 보통이다, 4; 좋다, 5; 아주 좋다
표 7에서 보는 바와 같이, 부원료를 첨가하지 않은 경우에도 효소에 의하여 분해된 영양성분에 의하여 첨가한 균이 생육은 하지만 부원료를 첨가해 준 경우에 비하여 생육 정도가 약하고 관능치가 많이 떨어지는 것을 알 수 있다. 또한 탄소원의 첨가량이 증가하여도 기질 억제(substrate inhibition) 효과는 나타나지 않았으나 사용되지 않은 기질에 의하여 단맛이 너무 강해져 기호도가 약간 떨어지는 경향을 나타내었다.
실시예 9: 호상 콩 발효음료의 제조
농협에서 구매한 1 kg의 검은콩을 냉수에 세척한 후 8 L의 냉수에 10시간 침지하였다. 침지가 끝난 대두를 미분쇄기를 사용하여 300 mesh로 분쇄한 후 110℃에서 15분간 1차 살균을 진행하였다.
살균이 끝난 검은콩 분쇄물을 55℃로 냉각한 후 2 g의 셀룰라아제와 1 g의 프로테아제를 첨가한 후 60℃에서 8시간 방치한 후 수크로스 및 글루코오스를 농도별로 첨가한 후 80℃에서 15분간 2차 살균하여 검은콩 배지를 완성하였다.
살균이 끝난 두유배지에 15시간 동안 MRS 브로스 (deMan Rogosa Sharpe broth)에서 배양한 락토바실러스 사케이 (Lactobacillus sakei B2-16, KFCC-11321) 및 락토바실러스 플란타럼 (Lactobacillus plantarum p-23, (주)바이오벤) 및 변형 영양 배지에서 15시간 배양한 바실러스 서브틸리스(대한민국 특허출원 제2005-0008322호, KFCC 11343)를 동일한 부피로 혼합하여 최종 균 농도가 4 x 108 cfu/ml 되도록 접종한 후 8시간 동안 배양하여 숟가락으로 떠먹을 수 있는 검은콩 발효 음료를 완성하였다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명은 콩을 원료로 하여 식물성 유산균 및/또는 바실러스를 이용하여 콩 발효 음료를 제조하는 방법 및 콩 발효 음 료를 제공한다.
본 발명의 콩 발효음료는 기존에 상품화된 발효 두유에 비하여 향미가 우수할 뿐 아니라, 인체에 유익한 균으로 알려진 유산균 및/또는 바실러스의 균수가 많다. 또한, 본 발명의 콩 발효 음료는 콩의 껍질을 제거하지 않고 콩 전체를 이용하여 제조하였기 때문에, 콩의 영양성분이 모두 포함되어 있으며, 특히 천연식이 섬유가 풍부하여 장내 균총을 개선시키며 변비를 개선하는 효과가 있다. 또한, 발효균주가 기존의 동물성 유산균이 아닌 김치 및 된장에서 분리된 식물성 유산균 및 바실러스 균이기 때문에 본 발명의 콩 발효음료는 100% 국산 소재로 제조되는 장점이 있다고 할 수 있다.
또한, 많은 기능성 및 영양성분을 갖고 있으면서도 가공형태가 두유, 두부 등으로 한정되거나 밥에 혼합하여 섭식하는 등의 소비형태에 한계를 가지고 있는 다양한 종류의 콩을 이용하여, 본 발명은 기호성 및 기능성을 모두 보유한 제품을 개발함으로써 국민 건강에 이바지한다는 의미를 갖는다고 할 수 있다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (16)

  1. 다음의 단계를 포함하는 콩 발효 음료의 제조방법:
    (a) 콩을 분쇄하여 수득한 콩 분쇄액을 포함하는 배지를 제조하는 단계;
    (b) 상기 배지에 식물성 유산균, 식물성 바실러스균 또는 이의 혼합 균을 접종하는 단계; 및
    (c) 상기 배지에 접종된 균을 배양하여 콩 발효 음료를 수득하는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 콩은 대두, 녹두, 검은콩, 서목태, 완두콩 또는 강낭콩인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a)는 물에 불린 콩을 20-200 ㎛ 크기로 미분쇄하여 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 단계 (a)의 배지를 80-121℃에서 5-20분간 1차 살균하는 과정을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 단계 (a)의 배지를 프로테아제, 셀룰라아제또는 이의 조합으로 효소 처리하는 과정을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 콩 분쇄액은 콩 전(全) 부분을 분쇄하여 수득한 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 배지는 글루코오스, 수크로스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노스 및 그의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 식물성 유산균은 김치에서 분리한 락토바실러스 속 균주인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 락토바실러스 속 균주는 락토바실러스 사케이 (Lactobacillus sakei), 락토바실러스 브레비스 (Lactobacillus brevis) 또는 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 바실러스균은 된장에서 분리한 바실러스 속 균주인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 식물성 유산균, 식물성 바실러스균 또는 이의 혼합 균의 접종량은 105-109 cfu/g 또는 105-109 cfu/ml 인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 배양은 20-40℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 배양은 3-24시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 상기 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 콩 발효 음료로서, 상기 콩 발효 음료는 식물성 유산균, 식물성 바실러스균 또는 이의 혼합 균을 포함하는 것을 특징으로 하는 콩 발효 음료.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 콩 발효 음료는 5 x 108-3.5 x 109 cfu/ml 생균수를 가지는 것을 특징으로 하는 콩 발효 음료.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 콩 발효 음료의 pH는 4.0-5.0인 것을 특징으로 하는 콩 발효 음료.
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