KR20100123337A - 양조간장의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제국한 대두를 염수에 사입하고 1 차 발효시켜 단백질을 가수분해하는 단계;

상기 1 차 발효물로부터 액상의 1 차 발효간장과 고형분을 분리하는 단계;

상기 분리한 1 차 발효간장을 제국한 전분질원과 혼합하고 2 차 발효시켜 탄수화물을 가수분해하는 단계; 및

상기 2 차 발효물로부터 액상의 2 차 발효간장과 고형분으로 분리하는 단계;

를 포함하는 양조간장의 제조방법을 제공한다.

양조간장

Description

양조간장의 제조방법{A fermentation process for soybean sauce production}

본 발명은 대두를 이용한 양조간장의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통상적으로 사용되는 양조간장의 원료로서 단백질원인 대두와 탄수화물원인 소맥에 대한 각각의 미생물에 의한 효소분해과정을 분리 적용, 제공함으로써 각각의 가수분해효소의 활성과 반응효율을 높임으로 보다 간편하게, 짧은 기간에 양조간장을 제조하는 방법에 관한 것이다.

간장은 우리나라 사람의 식생활과 가공식품의 생산에 있어 중요한 기초 조미료의 하나이며, 간장제조의 원료로는 대두 또는 탈지대두와 밀을 주원료로 하여 발효와 숙성과정을 거쳐 만들어지는 전통적인 발효 조미료이다.

간장은 제조방법, 사용하는 원료, 발효에 사용하는 종균 미생물, 발효숙성방법 등에 따라 간장의 품질, 즉 향, 맛, 색상 등이 다양해진다. 전통적인 간장 제조방법은 콩으로 메주를 만들어 간장과 된장을 함께 만드는 한식간장의 제조법과 일본식으로 단백질과 전분질 원료를 혼합하고, 간장누룩의 종균으로 황국균(Aspergillus oryzae)을 증식시키고 나서, 소금물과 함께 발효탱크에 넣고 발효와 숙성을 거쳐 간장을 만드는 개량식 제조법으로 구분된다.

한식간장은 한식메주를 주원료로 사용하며, 한식메주는 대두를 물에 충분히 불리고 나서, 물기를 빼고, 가열하여 찐 다음 찧어서 성형하고, 일정기간 동안 적절한 온도와 습도를 유지하며 자연발효, 숙성을 거쳐 완성된다. 이렇게 만든 메주를 소금물에 넣고 발효와 숙성과정을 거친 후에 혼합액으로부터 고형분은 건져내서 한식된장으로 만들고, 남아 있는 액체는 간단한 여과와 열처리를 거쳐 한식간장으로 완성된다.

종래 양조간장의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이 대두 또는 탈지 대두를 증자, 냉각하여 얻은 증자대두에 소맥을 볶고 분쇄한 소맥분말을 약 50:50의 중량비로 혼합하여 혼합원료를 준비하고, 이 혼합원료에 일정 분량의 누룩 곰팡이(麴菌)인 아스퍼질러스 오라이자(Aspergillus oryzae) 또는 아스퍼질러스 소자에(Aspergillus sojae)의 포자를 일정 중량부(보통은 1,400:1의 혼합비율)로 접종하고 일정한 온도와 습도를 유지하는 공간에서 일정시간 발효시켜 간장용 누룩을 완성한다. 완성된 간장용 누룩은 용수 대비 염분이 약 22 %인 염수와 함께 발효탱크에 섞어 넣고, 일정한 온도에서 6-18개월간의 발효를 거치며, 발효와 숙성과정을 통하여 대두(혹은 탈지대두)의 단백질과 밀 전분의 분해와 분해산물의 발효 진행에 따라 양조간장 특유의 풍미가 나타난다.

한편 종전까지 일반가정에서는 메주를 만들고, 직접 장을 담아 한식간장을 만들어 왔으나, 식생활의 변화와 함께 각 가정에서 한식간장을 만들기 보다는 식품가공공장에서 생산된 다양한 간장을 구입하여 사용하고 있으며, 소비경향 역시 한식간장 보다는 양조간장을 선호하는 추세이며, 양조간장의 소비가 점차 증가하고 있으며, 양조간장의 향과 맛에 대한 품질을 개선하며, 보다 효율적인 산업화된 공정을 정립하기 위한 노력이 이루어지고 있다.

양조간장의 생산에는 6-18 개월간의 발효와 숙성기간이 소요되므로, 잡균 오염에 의한 품질저하 가능성도 충분히 있으므로, 발효숙성 기간 중의 잡균에 의한 오염가능성을 낮추며 동시에 유지 관리비용을 절감하기 위해 비교적 단기간 내에 양조간장 생산을 위한 노력이 진행되고 있으나, 종래의 양조간장은 발효와 숙성 기간이 짧아지면, 양조간장 고유의 향, 맛, 색상이 저하하는 단점이 있다.

또한, 숙성된 발효 혼합물은 압착 공정에 의해 간장만을 분리 여과를 거쳐 생산하게 되는데, 대한민국 공개특허 2002-0087506호에서는 선행발명의 여과과정에 있어서 1차로 여과포를 이용하여 자연압에서 여액과 고형물을 분리하고, 2차로 70 t/㎡의 가압장치를 이용하여 고형물 내 침투되어있는 양조간장 원액을 압착 분리하며, 다시 3차로 700 t/㎡의 압력을 가하여 압착 여과를 수행하는 일반적인 절차를 제시하고 있다(도 1 참조).

이와 같은 분리여과 공정은 양조간장의 원료로 사용된 대두 혹은 탈지대두, 소맥 그리고 염수로부터 발효 숙성된 간장의 여과공정에 상기와 같은 3단계의 각 공정에 적합한 여과장치와 여과압착을 위한 충분한 작업시간이 요구되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 양조간장의 제조시 일반적으로 장기간 소요되는 공정기간을 현저하게 단축시키면서, 간장의 맛과 향미가 우수한 양조간장의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 양조간장의 제조 후 폐기되는 슬러리를 한식된장의 제조에 재활용할 수 있도록 하는 양조간장의 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.

(1) 제국한 대두를 염수에 사입하고 1차 발효시켜 단백질을 가수분해하는 단계;

상기 1차 발효물로부터 액상의 1차 발효간장과 고형분을 분리하는 단계;

상기 분리한 1차 발효간장을 제국한 전분질원과 혼합하고 2차 발효시켜 탄수화물을 가수분해하는 단계; 및

상기 2차 발효물로부터 액상의 2차 발효간장과 고형분으로 분리하는 단계를 포함하는 양조간장의 제조방법.

(2) 상기 제 1항에 있어서,

단백질 가수분해 및 탄수화물 가수분해는 황국균에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.

(3) 상기 제 1항에 있어서,

1차 발효는 염분농도가 18-20 %인 소금물에 침지하여 발효하는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.

(4) 상기 제 1항에 있어서,

1차 발효는 10-20 ℃의 저온에서 수행하는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.

(5) 상기 제 1항에 있어서,

2차 발효 초기에 효모균을 접종하는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.

(6) 상기 제 1항에 있어서,

2차 발효는 28-30 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.

(7) 상기 제 1항에 있어서,

2차 발효간장과 고형물의 분리는 여과포만을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법

본 발명에 의하면, 양조간장의 제조시 일반적으로 6 개월 이상 소요되는 공 정기간을 단지 단백질원과 탄수화물원에 대한 이원화된 숙성기간을 거침으로써 제조기간을 4 개월 정도로 단축한다.

또한 본 발명에 의하면, 단기간의 발효 숙성공정에도 불구하고 간장의 맛과 향미가 우수한 간장을 제공한다.

동시에 본 발명에 의하면 기계장치를 요구하는 다단여과공정을 필요치 않고 단지 여과포만을 이용하여 자연압이나 약간의 추가적인 압력에 의해 양조간장과 고형물을 분리할 수 있으며, 따라서, 종래 양조간장의 제조 후 폐기되던 슬러리는 한식된장의 제조에도 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 도 2에 제시된 바와 같이, 제국한 대두를 염수에 사입하고 1차 발효시켜 단백질을 가수분해하는 단계;

상기 1차 발효물로부터 액상의 1차 발효간장과 고형분을 분리하는 단계;

상기 분리한 1차 발효간장을 제국한 전분질원과 혼합하고 2차 발효시켜 탄수화물을 가수분해하는 단계; 및

상기 2차 발효물로부터 액상의 2차 발효간장과 고형분으로 분리하는 단계를 포함하는 양조간장의 제조방법을 포함한다.

본 발명에서는 간장의 발효과정을 효소에 의한 단백질원의 가수분해 반응과 탄수화물의 가수분해반응을 분리하여 별도로 진행시킨다. 일반적으로 단백질원으 로 사용되는 대두는 단백질 함량이 35.0-40.0 %를 이루며, 조지방과 당질이 각각 약 20.0 %로 되어 있으나 소맥은 약 80.0 %가 탄수화물로 구성되며 약간의 단백질을 함유하고 있을 뿐이다. 따라서, 이러한 구성성분의 차이로 인해 간장 제조를 위한 단백질원과 탄수화물원에 대한 가수분해를 위한 효소의 종류와 각 효소의 최적 반응조건 등에 차이를 보이게 된다. 즉, 단백질이 주성분인 대두의 경우 단백질 분해효소(protease) 활성이 높은 누룩 곰팡이의 역할이 요구되며, 탄수화물의 경우 전분 분해효소(amylase) 활성이 높은 누룩 곰팡이의 역할이 요구된다. 따라서 원료 곡물을 동시에 가수분해시키기 위해서는 단백질과 탄수화물의 분해효소를 동시에 분비하는 누룩균이 요구되며, 이들 각각의 가수분해를 효소가 원활이 수행할 수 있는 가수분해 반응조건이 요구된다. 그러므로 누룩균에 의해 분비되는 2종의 가수분해효소가 공통적으로 작용할 수 있는 원만한 반응조건이 요구되므로 기존의 양조간장 발효에는 통상 6 개월 이상, 길게는 18 개월의 장기간 발효 숙성기간이 요구된다.

이와 같은 문제는 단백질 가수분해 반응과 탄수화물 가수분해 반응을 2 원화하여 별개의 단계에서 수행하는 것으로 해결이 가능하다. 따라서, 본 발명에서는 1차 발효과정에서 대두의 단백질을 가수분해하고, 2차 발효과정에서 전분질원에 대한 탄수화물 가수분해 반응을 구분하여 실시함으로써 사용된 종균이 분비하는 각 성분의 가수분해 효소에 대한 최적의 반응조건을 별도로 두어 발효기간을 단축시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 단백질의 가수분해 과정인 1차 발효과정과 탄수 화물의 가수분해 과정인 2 차 발효과정에 대하여 순차적으로 설명하고자 한다.

본 발명에 따른 1 차 발효과정은 단백질원을 이용한 단백질 가수분해 과정으로, 이 과정에 사용되는 단백질원으로는 대두 또는 탈지대두가 사용될 수 있다. 대두를 이용하여 메주를 제조하는 과정은 수세, 수침, 증자, 냉각, 종균접종, 성형 및 발효 공정을 포함하는 전통적인 한식메주 공정에 따를 수 있다. 이때 제국과정에 황국균(Aspergillus oryzae , 또는 Aspergillus sojae)의 포자가 접종된다. 황국균의 포자의 접종량은 전통적인 제조방법에서와 마찬가지로 대략 1,400 : 1의 혼합비율로 투입하여도 좋다.

제국된 대두는 염분농도가 18-20 %인 염수와 함께 발효탱크에 투입되고, 일정기간 동안 바람직하게는 저온 상태에서 1 차 발효과정을 거친다. 염분농도가 20 %를 초과하게 되면 저염식품의 제조가 어렵고, 18 %를 밑도는 경우에는 간장덧의 숙성기간 중 변질이 우려된다. 1차 발효온도는 바람직하게는 20 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 10-20 ℃ 범위에서 이루어지는 것이 좋다. 상기와 같은 온도범위에서 황국균은 단백질 분해효소의 활성을 최적으로 유지할 수 있고, 발효나 숙성과정에서 우점종을 이루게 된다. 상기 범위를 초과하는 고온의 환경에서는 고온 발효시 표면건조와 수분부족에 의해 수율과 제품특성이 하락할 우려가 있고, 젖산균과 같은 유기산을 생성하는 발효미생물의 증식으로 인한 품질의 하락도 우려된다.

이와 같은 저온상태에서의 1 차 발효과정은 대략 60 일 이내, 바람직하게는 30-60 일 이내에서 완료할 수 있다. 이 과정을 통해 단기간 동안의 발효과정에 의해서도 대두의 단백질을 효과적으로 가수분해하여 유용한 저분자 펩타이드나 아미 노산을 함유한 액상분(「1차 발효간장」이라 한다)을 수득할 수 있다. 이때 1차 발효결과 얻어지는 고형분은 따로 분리하여 2차 숙성과정을 통해 한식된장의 원료로서 제공한다.

본 발명에 따른 2 차 발효과정은 상기 1 차 발효과정에서 얻은 1 차 발효간장과 제국한 전분질 원료를 혼합하고 2 차 발효하는 과정을 포함한다. 이때 전분질 원료로는 밀쌀, 소맥, 밀가루, 보리쌀 등의 다양한 전분질이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 소맥이 주로 사용되며 이하에서는 소맥을 예로 하여 설명한다.

소맥을 이용하여 제국하는 과정은 소맥을 볶아 분쇄하거나 또는 증자한 것에 종균 포자를 접종하는 과정을 포함한다. 소맥에 접종되는 종균은 1차 발효과정에 사용된 누룩에서와 동일한 황국균을 사용하여도 좋고 다른 균주를 사용하여도 좋다. 이는 1차 발효과정과 2차 발효과정을 분리하여 진행하므로 1차 발효과정과 동일한 균주에 한정할 필요는 없기 때문이다. 즉, 탄수화물의 가수분해 활성이 높은 효소를 분비하는 미생물이라면 특히 한정될 필요는 없다. 이와 같이 2 차 발효과정은 소맥누룩을 이용하여 소맥을 구성하는 탄수화물을 가수분해하는 과정으로, 이 과정에 의해 당질은 다당류, 단당류 등으로 분해된다.

2 차 발효시 배양 온도는 황국균이 분비하는 탄수화물 가수분해 효소의 최적 활성을 유지하도록 28-30 ℃의 범위에서 유지하는 것으로 한다. 이와 같은 2 차 발효과정에 의하면 동 과정도 1 차 발효과정에서와 마찬가지로 단기간인 60 일 이하, 바람직하게는 30-60 일 내에 완료할 수 있다.

2 차 발효과정의 초기에 간장의 향기성분을 배가하여 풍미를 부여할 목적으 로 효모균을 접종하는 것이 바람직하다. 이러한 목적으로 사용가능한 효모균은 사카로마이세스속 균(예를 들어, Saccharomyces ruxii)이나 칸디다속 균(예를 들어, Candida torulopsis)을 사용할 수 있다. 효모균은 1차 발효간장과 소맥누룩의 혼합물에 효모종균의 배양액을 0.1-0.2 % (v/v) 접종하는 것에 의해 이루어진다. 효모균의 증식을 촉진하기 위해 0.05-0.2 vvm, 바람직하게는 약 0.1 vvm으로 여과된 공기를 하루 1-3 시간씩 1-3 차례 공급한다.

상기 연속한 1 차 발효과정과 2 차 발효과정을 거쳐 각종 유용한 성분을 함유하는 액상분(「2차 발효간장」이라 함)을 수득할 수 있고, 고형분은 따로 분리한다. 본 발명에서는 1 차 발효과정에서 발생한 고형분을 분리하여 이를 한식된장의 원료로 제공하므로 폐자원의 재활용과 함께 2 차 발효과정에서 발생하는 고형분의 양을 상당한 정도로 줄일 수 있다.

본 발명에서는 고형분의 분리를 위해 복잡하고 많은 압력을 요구하는 여과장치는 요구되지 않는다. 따라서, 본 발명에서는 2 차 발효간장의 회수를 위해 종래 다단 방식의 가압 여과장치가 필요치 않으며, 여과포를 이용한 자연압에 의한 여과만으로도 75 % 이상의 간장을 회수할 수 있다. 여과포에 약간의 압력을 가할 경우 90 % 이상의 간장을 회수하는 것도 가능하다.

이와 같이 2 차 발효과정을 거쳐 얻어지는 2 차 발효간장은 규조토 등을 이용하는 여과공정을 거쳐 열처리 공정과 열변성에 의한 단백질 부유물 등을 제거하여 양조간장으로 완성된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 양조간장의 제조공정은 1 차 발효공 정과 2 차 발효공정을 합한 전 공정기간이 4 개월 이내로 단기간내에 이루어질 수 있다는 장점을 가진다. 또 1 차 발효과정에서 증자대두의 발효 후 발생하는 고형분을 미리 제거하여 한식된장의 원료로 제공하므로 폐자원의 재활용과 함께 후속하는 2 차 발효공정을 마친 후 발생하는 고형분의 양을 상당 정도 감소시킨다. 이에 따라 고형분에 잔류하는 간장의 회수를 위한 여과공정에서 자연압만으로도 상당량의 간장을 회수할 수 있다는 장점도 제공한다.

이하, 본 발명의 내용을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니될 것이다.

[실시예 1]

대두 2 톤을 3 배량의 물로 실온에서 12 시간 수침하고, 2 시간 동안 푹 삶아 분쇄한 후 여기에 황국균인 아스퍼질러스 오라이제(Aspergillus oryzae)의 포자를 1400 : 1의 중량비가 되도록 접종하고, 네모난 형상으로 성형한 후 발효시켜 한식메주를 제조하였다.

완성된 메주는 염분농도가 20 % 인 소금물과 함께 숙성탱크에 넣고, 20 ℃의 온도에서 2 개월간 1 차 발효를 시켰다. 1 차 발효의 완료 후 액상의 1 차 발효간장과 고형분을 각각 분리하고, 고형분은 2 차 숙성과정을 거쳐 한식된장을 만들었다.

1 차 발효간장은 소맥으로 만든 누룩과 함께, 발효탱크에 넣고, 2 개월간에 걸쳐 2 차 발효를 시켰다. 2 차 발효 초기에는 종균으로 배양한 효모(Saccharomyces ruxii)의 종균 배양액을 0.1-0.2 % (v/v) 접종하고, 배양 온도는 28-30 ℃를 유지하며, 효모균의 증식을 촉진하기 위해 0.1 vvm으로 여과된 공기를 하루 2 시간씩 2 차례 공급하였다.

혼합액을 2 개월 동안 2 차 발효시키고, 그 후 여과포를 사용하여 자연압에 의해 계산치 75 %의 간장을 회수하고, 잔류하는 여과포에 약간의 압력을 가하여 계산치의 약 90 % 정도의 간장을 회수하였다. 회수한 간장은 통상 생간장이라고 하며, 생간장은 열처리 공정과 열변성에 의한 단백질 부유물 등을 제거하기 위한 규조토 여과를 거쳐 양조간장을 완성하였다.

[비교예 1]

증자한 탈지대두 혹은 대두와 볶은 밀을 같은 중량으로 혼합하고, 여기에 종균으로 황국균을 접종하고 40 ℃ 이하로 유지되는 발효실에서 약 40 시간 발효시켜, 간장용 누룩을 완성하였다. 간장용 누룩은 염분 농도 22 %의 소금물과 함께 간장발효탱크에 넣고 28-30 ℃의 품온을 유지하며 6 개월간 발효시켰다. 6 개월간 발효를 거친 발효 숙성액으로부터 3 단계에 걸친 압착공정을 거쳐 여과액을 얻었다. 1 단계는 자연여과 방식으로, 여과포에 발효숙성액을 넣고, 중력에 의해 여과하는 방식으로 숙성액에서는 계산치의 약 70 %의 간장이 회수되었다.

2 단계에서는 1 단계의 여과잔사에 100-150 kg/㎠ 압력을 가하여 잔류하는 30 %로부터 약 15-20 %를 회수하였다.

마지막 3 단계에서는 200-300 kg/㎠ 압력을 가하여 잔류하는 간장을 회수하였으며, 이러한 3 단계에 걸친 압착여과 공정을 거쳐 회수한 간장은 계산치의 약 90 % 이었다. 회수한 간장은 통상 생간장이라고 하며, 생간장은 열처리 공정과 열변성에 의한 단백질 부유물 등을 제거하기 위한 규조토 여과를 거쳐 양조간장을 완성하였다.

[비교예 2]

비교예 1과 동일하나, 단, 숙성기간을 3 개월로 발효기간을 단축하고, 기타의 공정은 동일하게 하였다.

[표 1]실시예와 비교예에 따른 간장 제조공정 및 효과 비교

구분	기간 (개월)	맛	향미	압착여과		한식된장 작업가능성
				작업성	소요압력
실시예1	4	4.5	4.0	4.5	< 50㎏/㎠	가능
비교예1	7	4.5	4.0	3.5	100-150㎏/㎠	불가능
비교예2	4	3.5	3.0	3.0	200-300㎏/㎠	불가능

* 맛과 향미는 소비자 관능평가를 통하여, 그리고 압착여과는 작업자의 평가를 통하여 5 점 척도로 수행되었다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 양조간장의 제조공정도

도 2는 본 발명에 따른 양조간장의 제조공정도

Claims (7)

1. 제국한 대두를 염수에 사입하고 1 차 발효시켜 단백질을 가수분해하는 단계;

   상기 1 차 발효물로부터 액상의 1 차 발효간장과 고형분을 분리하는 단계;

   상기 분리한 1 차 발효간장을 제국한 전분질원과 혼합하고 2 차 발효시켜 탄수화물을 가수분해하는 단계; 및

   상기 2 차 발효물로부터 액상의 2 차 발효간장과 고형분으로 분리하는 단계;

   를 포함하는 양조간장의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   단백질 가수분해 및 탄수화물 가수분해는 황국균에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   1 차 발효는 염분농도가 18-20 %인 소금물에 침지하여 발효하는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   1 차 발효는 10-20 ℃의 저온에서 수행하는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   2 차 발효 초기에 효모균을 접종하는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,

   2 차 발효는 28-30 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,

   2차 발효간장과 고형물의 분리는 여과포만을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 양조간장의 제조방법.

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