KR20110054601A

KR20110054601A - 불쾌취가 저감화된 청국장고추장의 제조 방법

Info

Publication number: KR20110054601A
Application number: KR1020090111313A
Authority: KR
Inventors: 김영수; 한금수; 정도연; 신미진; 전현일; 차미나; 신미소
Original assignee: 전북대학교산학협력단; 순창군
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-05-25
Also published as: KR101163386B1

Abstract

본 발명은 대두를 물에 침지시키고 증자하여 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) SCD121067 균주(KCCM 11054P)의 혼합 균주를 접종한 후, 34~36℃에서 34~38시간 동안 발효하는 단계, 상기 발효물을 4~6℃에서 22~26시간 동안 후숙(aging)하여 청국장 분말을 제조하는 단계 등을 포함하는 청국장고추장의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 불쾌취가 저감화된 청국장고추장에 관한 것이다.

본 발명의 선택된 발효 조건으로 제조한 청국장 분말로 만든 청국장고추장은 프로테아제 활성, 아미노태 질소 함량 및 높은 혈전 용해능을 나타내었으며, 또한 관능적으로 우수하였다.

바실러스 서브틸리스, 후숙, 청국장, 아스퍼질러스 오리재, 청국장고추장

Description

불쾌취가 저감화된 청국장고추장의 제조 방법{Method for producing Chungkookjang Kochujang with reduced unpleasant odor}

본 발명은 불쾌취가 저감화된 청국장고추장의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 대두를 물에 침지시키고 증자하여 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 리케니포르미스 SCD121067 균주(KCCM 11054P)의 혼합 균주를 접종한 후, 34~36℃에서 34~38시간 동안 발효하는 단계, 상기 발효물을 4~6℃에서 22~26시간 동안 후숙(aging)하여 청국장 분말을 제조하는 단계 등을 포함하는 청국장고추장의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 불쾌취가 저감화된 청국장고추장에 관한 것이다.

대두 가공식품의 일종인 장류는 필수 영양소(불포화지방산, 필수아미노산, 비타민K 등)와 생리활성물질(식이섬유, 이소플라본, 트립신 저해제 등)의 함량이 높은 것으로 알려졌다 (Yoon et al., 1984, Korean J. Food Sci. Technol., 16(4), 357-382). 청국장은 혈전용해능 (Chang et al., 2005, Korean J. Food Sci. Technol, Vol. 37, No. 2, pp. 255-260), 항산화효과 (Shon et al., 2000, Korean J. Food Sci. Technol, Vol. 32, No. 4, pp. 936-941), 혈압강하 및 항동맥경화 (양정례 등, 2003, 한국식품영양과학회지 35:899-905) 등의 기능성 식품으로 관심을 받고 있는 한편 발효 중 생성되는 휘발성물질(부탄산, 3-메틸-부탄산)과 암모니아 성분의 특이한 냄새로 인해 소비자들이 기피하고 있다 (Lee et al., 2005, Food Science and Industry, Vol. 38, No. 2). 최근 여러 방법 (발효 균주, 발효 조건, 첨가물 등)으로 청국장의 불쾌취를 저감화하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다 (Woo et al., 2006, Korean J. Food Preserv.. Vol. 13, No. 1, pp. 77-82).

고추장은 여러 재료 (메주, 전분질, 고춧가루 등)를 혼합해서 발효시킨 우리나라 특유의 발효식품이다 (이한창, 2004, 발효식품학, 신광출판사). 최근 식품소재 (매실, 버섯, 마늘유 등)를 첨가하여 고추장의 관능 및 기능성을 높이는 연구가 진행되고 있다 (Lim et al., 2006, Korean J. Food Sci. Technol., Vol. 38, No. 6, pp. 779-784). 고추장의 맛은 제조공정 (원료, 배합비율, 제조방법 및 숙성조건 등)에 따라 품질차이가 나며, 메주 또는 코오지에 번식하는 미생물에 의해 영향을 받는다 (Cho et al., 1981, Korean J. Food Sci. Technol, Vol. 13, No. 4). 재래식 고추장은 메주에 있는 미생물의 작용으로 불쾌취가 생성되고 (Choi et al., 2000, Korean J. Food Sci. Technol, Vol. 32, No. 1, pp. 125-131), 개량식 고추장은 재래식 고추장 같은 깊은 맛을 내지 못하는 단점이 있다.

따라서 기존 메주를 이용한 고추장을 대체하여 고추장과 청국장을 한번에 먹을 수 있는 건강식품 개발로 전통 그대로의 맛을 유지하며 불쾌취는 적고 청국장의 효능은 유지할 수 있는 제품 개발이 필요하다.

한국특허등록 제590733호에는 청국장고추장의 제조 방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 방법과는 상이하다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 고추장의 맛은 제조공정 (원료, 배합비율, 제조방법 및 숙성조건 등)에 따라 품질차이가 나며, 메주 또는 코오지에 번식하는 미생물에 의해 영향을 받으므로, 본 발명은 고추장 제조시 청국장을 혼합하여 첨가함으로써 고추장의 품질을 향상시킬 수 있고, 불쾌취를 저감화시키기 위해 청국장의 발효조건 및 발효 미생물을 선택하고 저온에서 후숙하여 청국장고추장을 제조하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 청국장 제조를 위한 특정 발효조건 및 발효 미생물을 선택하고 저온에서 후숙하는 단계를 포함하는 청국장고추장의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 불쾌취가 저감화된 청국장고추장을 제공한다.

본 발명의 선택된 발효 조건으로 제조한 청국장 분말로 만든 청국장고추장은 불쾌취가 저감되었으며, 프로테아제 활성, 아미노태 질소 함량 및 높은 혈전 용해능을 나타내었으며, 또한 관능적으로 우수하였다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

대두를 물에 침지시키고 증자하여 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) SCD121067 균주(KCCM 11054P)의 혼합 균주를 접종한 후, 34~36℃에서 34~38시간 동안 발효하는 단계;

상기 발효물을 4~6℃에서 22~26시간 동안 후숙(aging)하여 청국장 분말을 제조하는 단계;

증자한 소맥분에 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)를 접종하고, 33~35℃에서 46~50시간 동안 곡을 띄우는 단계;

증자된 밀쌀, 찹쌀, 염수 및 상기 제조된 청국장 분말을 혼합하고 24~26일 숙성하는 단계;

숙성이 완료된 당화물에 물엿을 넣고 가열 살균 후 고추가루를 첨가하는 단계; 및

냉각을 한 후 주정을 첨가하고 천일염을 후첨하는 단계;

를 포함하는 청국장고추장의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 청국장고추장의 제조 방법은 먼저 대두를 물에 침지시키고 증자하여 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 리케니포르미스 SCD121067 균주(KCCM 11054P)의 혼합 균주를 접종한 후, 34~36℃에서 34~38시간 동안 발효하는 단계를 포함한다. 침지는 20시간 동안 수행하고, 증자는 121℃에서 30분 동안 수행하는 것이 바람직하다. 발효균은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 리케니포르미스 SCD121067 균주(KCCM 11054P)의 혼합 균주를 이용하는 것이 바람직하며, 상기 혼합 균주는 1 중량% 접종하는 것이 바람직하 다. 바실러스 리케니포르미스 SCD121067 균주는 2009년 11월 9일자로 한국미생물보존센터에 기탁하였다 (기탁번호: KCCM 11054P).

상기 혼합 균주를 이용한 발효 조건이 중요한데, 혼합 균주를 접종한 후, 34~36℃에서 34~38시간 동안 발효하며, 바람직하게는 35℃에서 36시간 동안 발효한다. 고추장의 맛은 발효 조건 및 발효 미생물에 의해 영향을 받으므로, 본 발명에서는 특정 미생물 및 특정 발효 조건으로 청국장고추장의 불쾌취를 저감시켰다.

본 발명의 방법은 다음으로, 상기 발효물을 4~6℃에서 22~26시간 동안 후숙(aging)하고 건조하여 청국장 분말을 제조하는 단계를 포함한다. 청국장고추장의 맛을 결정하는 중요한 단계 중의 하나가 후숙 공정이다. 본 발명에서는 상기 후숙 공정을 4~6℃에서 22~26시간 동안 수행하며, 바람직하게는 5℃에서 24시간 동안 수행한다. 상기 과정을 통해 청국장 분말을 제조하였으며, 이후 단계에서는 제조된 청국장 분말을 이용하여 청국장고추장을 제조하는 공정을 기술한다.

본 발명의 방법은 다음으로, 증자한 소맥분에 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)를 접종하고, 33~35℃에서 46~50시간 동안 곡을 띄우는 단계를 포함한다. 상기 아스퍼질러스 오리재의 접종량은 바람직하게는 0.1 중량%이며, 곡을 띄우는 시간은 바람직하게는 48시간이다.

본 발명의 방법은 다음으로, 증자된 밀쌀, 찹쌀, 염수 및 상기 제조된 청국장 분말을 혼합하고 24~26일 숙성하는 단계를 포함하며, 바람직하게는 증자된 밀쌀, 찹쌀, 염수 및 상기 제조된 청국장 분말을 식염농도 7.8%가 되게 혼합하고 25일 숙성하는 단계를 포함한다. 25일 정도 숙성하면 아미노태 질소 함량이 280 mg% 이상이 된다.

본 발명의 방법은 다음으로, 숙성이 완료된 당화물에 물엿을 넣고 가열 살균 후 고추가루를 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 가열 살균은 바람직하게는 65℃에서 10분 동안 수행한다.

본 발명의 방법은 마지막으로, 냉각을 한 후 주정을 첨가하고 천일염을 후첨하는 단계를 포함하며, 바람직하게는 35℃로 냉각을 한 후 주정을 첨가하고 최종 제품의 식염 함량 6.8%로 맞추기 위해 천일염을 후첨하는 단계를 포함한다.

따라서, 본 발명의 청국장고추장의 제조 방법은 가장 바람직하게는

대두를 물에 침지시키고 증자하여 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 리케니포르미스 SCD121067 균주(KCCM 11054P)의 혼합 균주를 1 중량% 접종한 후, 35℃에서 36시간 동안 발효하는 단계;

상기 발효물을 5℃에서 24시간 동안 후숙(aging)하고 건조하여 청국장 분말을 제조하는 단계;

증자한 소맥분에 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)를 0.1 중량% 접종하고, 33~35℃에서 48시간 동안 곡을 띄우는 단계;

증자된 밀쌀, 찹쌀, 염수 및 상기 제조된 청국장 분말을 식염농도 7.8%가 되게 혼합하고 25일 숙성하는 단계;

숙성이 완료된 당화물에 물엿을 넣고 65℃에서 10분 동안 가열 살균 후 고추가루를 첨가하는 단계; 및

35℃로 냉각을 한 후 주정을 첨가하고 최종 제품의 식염 함량 6.8%로 맞추기 위해 천일염을 후첨하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조된 불쾌취가 저감화된 청국장고추장을 제공한다. 본 발명의 선택된 발효 조건으로 제조한 청국장 분말로 만든 청국장고추장은 불쾌취가 저감되었으며, 프로테아제 활성, 아미노태 질소 함량 및 높은 혈전 용해능을 나타내었으며, 또한 관능적으로 우수하였다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

재료 및 방법

1. 실험재료

1) 원료

토박이순창식품(주)에서 청국장 제조 시 사용하는 대두를 사용하였다. 고추장 제조에는 소맥분, 물엿, 고추가루, 천일염, 밀쌀, 주정, 찹쌀을 사용하였다.

2) 사용 균주

청국장 제조에 사용한 균주는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)(대상식품), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) SCK121058(KCCM 11053P) 및 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) SCD121067(KCCM 11054P)를 순창장류연구센터에서 분양받았다. 바실러스 리케니포르미스 SCK121058 균주는 2009년 11월 9일자로 한국미생물보존센터에 기탁하였다 (기탁번호: KCCM 11053P).

고추장 제조에 사용된 종국은 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)(토박이순창식품(주))을 사용하였다.

2. 청국장고추장 제조방법

1) 청국장 제조

청국장 제조공정은 도 1과 같다. 대두는 실온에서 침지(20 시간)와 탈수(30분)한 다음 증자(121℃, 30분)하였다. 증자한 대두를 삼각 플라스크(1000 ml)에 100 g을 넣고 멸균(121℃, 15분)하였다. 발효균은 Tryptic Soy Broth(Bacto^™, USA)에서 배양(30℃, 15시간)하고 멸균 증류수로 희석(10⁷~10⁸ CFU/ml)하여 증자 대두의 1%(w/w)로 접종하였다. 60시간 동안 발효(35℃, 40℃, 45℃)하고, 청국장의 발효조건이 선택된 후 60시간 후숙(5℃, 10℃, 15℃) 하였다. 발효 균주는 단일균주(Bacillus subtilis , KCCM11053P, KCCM11054P)와 혼합균주( Bacillus subtilis+KCCM11053P, Bacillus subtilis +KCCM11054P, KCCM11053P+KCCM11054P)를 접종하였다.

2) 고추장 제조

청국장 고추장 제조공정은 도 2와 같다. 증자한 소맥분에 Aspergillus oryzae을 0.1% 접종하여 곡을 띄웠다(33~35℃, 48시간). 증자된 밀쌀, 찹쌀, 염수(19 Brix) 및 청국장 분말을 식염농도 7.8%가 되게 혼합하고 25일 정도 숙성(아 미노태 질소 함량 280 mg% 이상)하였다. 숙성이 완료된 당화물에 물엿을 넣고 가열 살균(65℃, 10분) 후 고추가루를 첨가하여 교반하였다. 냉각(35℃)을 한 후 주정을 첨가하였고 최종 제품의 식염 함량 6.8%로 맞추기 위해 천일염을 후첨하였다.

3. 실험 방법

① 청국장의 발효조건 및 후숙 조건 선정

1) 수분함량

수분은 105℃ 건조법으로 분석하였다.

2) pH, 산도

pH는 시료(5 g)를 증류수(45 ml)로 희석하여 실온에서 진탕시킨 후 pH meter(ORION Model 420A+, Thermo Orion., USA)를 이용하여 측정하였다. 산도는 시료(5 g)를 증류수(45 ml)로 희석하여 실온에서 진탕시킨 후 0.1N NaOH로 pH 8.3으로 적정하였다. 다음 식에 따라 구연산 함량으로 표시하였다.

Titratable acidity(%)= V x F x A x 100/W

V : 0.1N-NaOH 용액의 적정소비량(mL)

F : 0.1N-NaOH 용액의 역가

A : 0.1N-NaOH 용액 1mL에 상당하는 유기산의 양(citric acid : 0.0064)

W : 시료의 채취량(g)

3) 색도

색도는 색도측정기(color and color difference meter, model SP-80, Japan)를 사용하여 L, a 및 b를 측정하였다.

4) 아미노태 질소

아미노태 질소는 Formol법으로 측정하였다. 시료(2 g)를 삼각 플라스크(250 ml)에 취하여 증류수(100 ml)를 가하고 교반(1시간)한 다음 0.1N NaOH 용액으로 적정하여 pH 8.4로 한다. 여기에 중성 포르말린(20 ml)을 가하고 다시 0.1N NaOH 용액으로 pH 8.4가 되도록 중화적정하였다. 별도로 증류수에 대한 바탕시험을 실시하였으며, 다음 식에 따라 아미노태 질소 함량을 구하였다.

Amino-type nitrogen =

A : 0.1N NaOH 용액의 시료적정량(ml)

B : 0.1N NaOH 용액의 blank test(ml)

F : 0.1N NaOH 용액의 역가

5) 암모니아태 질소

암모니아태 질소는 아미노태 질소 측정과 동일한 시료액(0.1 ml)을 취해 phenol-hypochloride 반응에 의하여 A 용액(증류수 1,000ml 중의 페놀 10g 및 sodium nitroprusside dihydrate 0.05g)과 B 용액(증류수 1,000ml 중의 Na₂HPO₄· 12H₂O 9g, NaOH 6g 및 NaOCl 10ml)을 각각 2 ml씩 넣어 반응시켰다(37℃, 20분). 반응액을 UV spectrophotometer(UV-1650PC, Shimadzu)로 630 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 (NH₄)₂SO₄를 사용하였다.

6) 효소 활성도 측정

(1) 조효소액의 제조

조효소액은 시료(10 g)에 증류수(190 ml)를 넣고 추출(20℃, 3시간, 150 rpm)한 후 원심분리(Model J2-21 Centrifuge, Beckman LTD., USA))(10000 rpm, 10분)하여 얻은 상등액을 취하여 여과(Syringe filter, 0.2μ)한 여액을 조효소액으로 사용하였다.

(2) 아밀라아제

α-아밀라아제 활성은 조효소액(1 ml)과 0.02M 인산염 완충액(pH. 6.9)에 녹인 1% 가용성 전분 용액(1 ml)을 반응(40℃, 30분)시킨 후 1M 아세트산(10 ml)을 가하여 반응을 중지시켰다. 요오드 용액(0.05% 요오드 + 0.5% KI)(1 ml)을 첨가하여 실온에서 발색시켜 UV spectrophotometer로 흡광도(660 nm)를 측정하였다. blank의 흡광도 값을 10% 감소시키는 것을 1 unit으로 하여 시료 1 g로 환산시킨 후 표시하였다.

β-아밀라아제 활성은 DNS(dinitrosalicylic acid)법에 의하여 측정하였다. 조효소액(1 ml)과 0.4M 아세트산 완충액(pH 4.8)에 녹인 0.5% 가용성 전분 용액(1 ml)을 반응(30℃, 30분)시킨 후 DNS시약(1 ml)을 첨가하여 5분간 끓였다. 끓인 후 재빨리 냉각시키고 증류수(10 ml)을 첨가하여 흡광도(540 nm)를 측정하였다. 표준 검량곡선은 D(+)-말토스를 이용하여 작성하였으며 시료의 흡광도가 유효한 범위에 들어오도록 다단계로 희석하여 사용하였다. 효소의 역가는 효소액 1 ml이 30분 동안 말토스 1 mg을 유리시키는 효소량을 1 unit로 하여 시료 1 g로 환산시킨 후 표시하였다.

(3) 프로테아제

산성 프로테아제 활성은 조효소액(1 ml)과 pH 3으로 조정한 0.6% 카제인 기질용액(3 ml)을 반응(30℃, 10분)시킨 후 0.4M-TCA(Trichloroacetic acid)(5 ml)을 가하여 반응을 정지시켰다. 이 반응액을 정치(30℃, 30분)시키고 여과(Whatman, No.2)했다. 위 여과액(2 ml)을 취하여 0.4M-Na₂CO₃(5 ml)와 1N-Folin reagent(Phenol reagent)(1 ml)을 신속히 넣고 발색시킨 후(30℃, 30분간) 흡광도(660 nm)를 측정하였다. 효소활성은 효소액 1 ml이 1분동안 1 μg의 tyrosine을 생성시키는 효소량을 1 unit로 하였고 tyrosine을 표준물질로 이용하여 검량선을 작성하였다.

중성 프로테아제 활성은 조효소액(1 ml)에 pH 7로 조정한 0.6% 카제인 기질 용액을 이용하였고 실험방법은 산성 프로테아제 활성측정과 같다.

7) 관능검사

(1) 실험 설계 및 통계 처리

관능검사 시 시료의 배치와 제시 순서는 랜덤하게 계획되었다. 각 관능적 특성의 평가 결과에 대하여 SAS(statistical analysis system) 통계 package(SAS 9.1)를 이용하여 평균 및 표준편차를 구하였으며, ANOVA 분석(duncan's multiple range test)으로 유의성을 검정하였다.

(2) 관능검사원의 선정 및 시료 준비

관능검사원은 관능검사 경험이 있는 전북대학교 식품공학 전공 대학원 및 학부생 10명으로 구성하였다. 청국장의 관능검사를 하기 위하여 생청국장(100 g)를 시료로 하여 실시하였다. 제시 순서는 랜덤하게 정하였고, 검사요원에게는 입을 가실 수 있는 물과 시료를 평가하는데 필요한 젓가락을 함께 제공하였다.

(3) 평가 내용 및 방법

평가된 항목은 색, 맛, 이취, 기호도로 4개의 검사항목으로 평가되었다. 평가는 9점 척도를 사용하였고, 평가 시 1점으로 갈수록 강도가 약해지고, 9점으로 갈수록 특성의 강도가 강해지는 것을 나타내도록 하였다.

② 청국장고추장의 품질분석

1) 수분함량, pH, 산도, 아미노태 질소, 암모니아태 질소 및 효소 활성도

상기 청국장 발효조건 및 후숙 조건 선정의 실험방법과 같다.

2) 미생물수

고추장을 생리식염수로 희석한 다음 호기성 세균과 혐기성 세균 및 효모, 곰팡이 측정용 3M사 petrifilm^™ plate를 이용하여 세균은 30℃에서 36시간 동안, 효모 및 곰팡이는 25℃에서 72~96시간 배양 후 형성된 집락을 계수하였다.

3) 혈전 용해능

청국장 발효에 사용된 균주와 청국장 고추장의 균주를 Tryptic Soy Broth(Bacto^™, USA)에 배양하여 배양액의 혈전 용해능 분석을 실시하였다. 혈전 용해능 측정을 위하여 고추장을 10 배 희석한 후, 고추장 희석액 내의 균이 10⁷ CFU/ml 수준이 되도록 조제하여 혈전 용해능을 측정하였다. 혈전 용해능은 피브린 플레이트법의 변형된 방법을 사용하였다. 0.15M NaCl을 포함한 50mM Tris-HCl 완충액(pH 7.4)를 이용하여 제조한 0.3% 피브리노겐 용액(10 ml)에 동일한 완충용액에 제조한 2% 아가로스(10 ml)을 첨가하였다. 트롬빈(10 unit)을 전체의 0.1% 가하여 균일한 두께의 피브린 clot를 형성시킨 후 실온에서 1시간 방치하여 혈전용해능 측정에 사용하였다. 활성 측정은 제조한 피브린 플레이트에 paper disc (8mm, Toyo Roshi, Tokyo, Japan)을 놓고 균주 배양액을 20 μl를 점적하여 반응(37℃, 18시 간) 후 생성된 투명한 부위의 직경을 조사하였고, 가장 긴지름(d₁)과 가장 짧은 지름(d₂)을 측정하여 lyzed zone의 면적 (cm²=p×d₁×d₂)을 계산하였다. 생성된 효소의 활성은 plasmin(Sigma, St. Louis, MO, USA) 1 unit을 피브린 플레이트에 20 μl 가하여 형성된 lyzed zone의 면적을 측정한 후 plasmin과의 비율로 나타내었다.

4) 관능검사

실시예 1. 청국장 발효조건 선정

① 청국장 발효 균주 및 발효 온도 선정

1) 수분함량

청국장 발효 중 수분함량 변화는 표 1과 같다. 발효 초기에 59.04%를 나타냈으며 발효가 진행되면서 수분함량은 증가하다가 발효 후기 감소하였고 발효 온도에 따라 큰 차이는 없었다. 혼합균주(B. subtilis + KCCM11053P와 B. subtilis + KCCM11054P)로 발효된 청국장의 24시간의 수분함량은 약 65.20~62.38% 수분 함량을 나타냈다. 혼합균주(KCCM11053P + KCCM11054P)는 35℃에서 48시간(60.90%)에 최고 수분함량을 나타내었고 40℃에서 36시간(63.21%), 45℃에서 12시간(63.23%)에 최고 수분함량을 나타냄으로써 발효온도가 높을수록 수분함량의 감소가 빨리 일어났다. 혼합균주(B. subtilis + KCCM11053P와 B. subtilis + KCCM11054P)는 모든 온도에서 비교적 높은 수분함량(65.20%와 63.57%)을 나타냈다.

표 1. 다양한 발효균 및 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 수분 함량의 변화.

2) pH 및 산도

청국장 발효 중 pH와 산도의 변화는 표 2와 같다. 발효 중 pH는 초기(pH 6.56)보다 증가하여 60시간에 6.73~7.64(35℃), 7.13~7.70(40℃) 및 7.43~7.52(45℃)였다. 35℃에서 pH는 발효가 진행됨에 따라 증가하였고, 40℃에서 pH는 증가하나 B. subtilis 처리구와 혼합균주(B. subtilis + KCCM11053P와 B. subtilis + KCCM11054P)는 36시간 또는 48시간 이후로 감소하였다. 45℃에서 발효시킨 청국장의 경우 시간이 경과함에 따라 pH가 증가하여 60시간에서는 모든 균주가 비슷한 범위의 pH(7.46~7.52)를 나타냈다. 발효가 진행되면서 pH가 증가하다 최대 pH를 보인 후 감소하는 경향을 보였다.

35℃에서 청국장의 산도는 감소하다 24시간(0.11~0.20%) 이후 증가(0.20~0.40%) 하였다. B. subtilis + KCCM11054P 처리구가 발효 36시간(0.18%)에 가장 낮았다. 40℃와 45℃에서 단일균주(KCCM11053P와 KCCM11054P)와 혼합균주(KCCM11053P + KCCM11054P)의 산도는 발효가 시작되고 12시간(0.47~0.56%)까지 급격히 증가하나 그 이후에 서서히 감소하였다.

표 2. 다양한 발효균 및 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 pH 및 산도의 변화.

3) 색도

청국장 발효 중 색도의 변화는 표 3~표 5와 같다. 청국장의 L와 b는 발효가 진행됨에 따라 감소하였고 a는 증가하였다. 35℃, 60시간에 KCCM11053P 처리구(30.94, 13.21)는 B. subtilis(39.43, 14.61)와 KCCM11054P(35.66, 13.94)에 비해 낮은 L와 b를 나타냈다. KCCM11053P 균주의 영향으로 혼합균주(B. subtilis + KCCM11053P와 KCCM11053P + KCCM11054P) 역시 낮은 L(34.34~29.02)와 b(13.85~12.01)를 나타냈다. 발효 온도를 다르게 하여 측정한 결과 L, a, b 의 변화는 처리구에 따라 큰 차이를 관찰할 수 없었다.

표 3. 35℃에서 다양한 발효균에 따라 발효 시간 동안 청국장의 색도의 변화.

표 4. 40℃에서 다양한 발효균에 따라 발효 시간 동안 청국장의 색도의 변화.

표 5. 45℃에서 다양한 발효균에 따라 발효 시간 동안 청국장의 색도의 변화.

5) 아미노태 질소

청국장 발효 중 아미노태 질소 변화는 도 3과 같다. B. subtilis 처리구보다 단일균주(KCCM11053P와 KCCM11054P)가 높았으며 특히 혼합균주(KCCM11053P + KCCM11054P)로 제조된 청국장이 가장 높은 아미노태 질소 함량을 나타내었다. 35℃에서 발효 60시간에 KCCM11053P 처리구(586.25 mg%)가 KCCM11054P 처리구(597.1 mg%)보다 낮은 아미노태 질소 함량을 나타내었고 B. subtilis + KCCM11053P 처리구(351.40 mg%) 역시 B. subtilis + KCCM11054P 처리구(486.50 mg%) 보다 낮은 함량을 나타내었다. 40℃에서도 비슷한 경향을 나타내었다. 발효 60시간에 KCCM11053P 처리구(696.85 mg%), KCCM11054P 처리구(817.6 mg%), B. subtilis + KCCM11053P 처리구(462 mg%) 및 B. subtilis + KCCM11054P 처리구(493.15 mg%을)를 나타내었다. 아미노태 질소 함량은 청국장이 발효되면서 72 시간까지 계속 증가하고 발효 균주에 따라 아미노태 질소의 생성에 차이가 있다고 한 Lee 등(1991, Korean J. Food Sci. Technol, Vol. 23, No. 4, pp. 478-484)의 결과와 일치하였다. B. subtilis + KCCM11054P 처리구의 경우 60시간에 486.50 mg%(35℃), 493.15 mg%(40℃)및 527.10 mg%(45℃)로 온도가 높을수록 함량이 증가함을 볼 수 있었다.

6) 암모니아태 질소

청국장 발효 중 암모니아태 질소 변화는 도 4와 같다. 암모니아태 질소 함량은 발효시간이 경과함에 따라 증가하였는데 이는 Seok (1994, Korean Soc. Appl. Biol. Chem., Vol. 37, No. 2, pp. 65-71) 등의 Bacillus licheniformis CN-115 균주를 이용한 청국장이 발효 초기에는 거의 일정하다 24시간 이후 증가하여 60시간에 가장 높은 함량을 나타냈다는 보고와 일치하였다. 발효가 시작되고 12시 간(4.75~11.98 mg%)까지는 서서히 증가하다 12시간 이후 암모니아태 질소의 함량이 급격히 증가하였다. 48시간 이후로 B. subtilis 처리구(45.82~46.38 mg%)를 제외한 모든 균주에서 비슷한 암모니아태 질소 함량(70.88~82.65 mg%)을 나타냈다. 발효 60시간에는 B. subtilis 처리구(46.38 mg%)가 가장 낮았고 KCCM11054P 처리구(88.45 mg%)가 가장 높았다. 60시간 발효시킨 청국장은 82.40~87.71 mg%(40℃), 84.23~87.48 mg%(45℃) 범위의 암모니아태 질소 함량을 나타내었다.

7) 효소 활성

(1) 아밀라아제 활성

① α-아밀라아제 활성

청국장 발효 중 α-아밀라아제 활성 변화는 도 5와 같다. 35℃에서 발효가 진행됨에 따라 증가하는 경향을 나타냈다. 발효 60시간에 B. subtilis 처리구는 6.70 unit/g을 나타내었고 단일균주(KCCM11053P와 KCCM11054P)와 혼합균주(B. subtilis +KCCM11053P, B. subtilis + KCCM11054P 및 KCCM11053P + KCCM11054P)는 8.93~9.64 unit/g을 나타냈다. 40℃에서 발효시간에 따라 α-아밀라아제 활성이 증가하다가 48시간(8.40~9.24 unit/g) 이후 감소하였다. 45℃에서 B. subtilis 처리구와 혼합균주(B. subtilis + KCCM11053P와 B. subtilis + KCCM11054P)는 발효가 진행됨에 따라 증가(7.61~7.91 unit/g)하였지만 단일균주(KCCM11053P와 KCCM11054P)와 혼합균주(KCCM11053P + KCCM11054P)는 24~48시간(0~2.82 unit/g) 이후 감소하였다.

② β-아밀라아제 활성

청국장 발효 중 β-아밀라아제 활성 변화는 도 6과 같다. 35℃에서 발효 초기 0.22 unit/g의 활성을 보이다가 12시간(36.52~60.22 unit/g)까지 급격히 증가하였고 이후 발효가 진행됨에 따라 감소하였다. 40℃, 45℃에서도 비슷한 경향이 나타났다. Oh (2008, Korean J. Food Sci. Technol, Vol. 40, No. 1, pp. 56-62) 등의 발아 대두 청국장에서 12시간까지 급격히 증가한 β-아밀라아제 활성을 보이고 24시간 이후 감소한 보고와 유사하였다. β-아밀라아제 활성은 발효 12시간에 KCCM11053P + KCCM11054P 처리구가 35℃(60.22 unit/g)에서 가장 높게 나타났고 B. subtilis 처리구가 45℃(16.52 unit/g)에서 가장 낮게 나타났다. B. subtilis + KCCM11054P 처리구는 발효 12시간에 52.81 unit/g(35℃), 48.37 unit/g(40℃) 및 36.52 unit/g(45℃)로 35℃에서 활성이 높게 나타났다.

(2) 프로테아제 활성

① 산성 프로테아제

청국장 발효 중 산성 프로테아제 활성 변화는 도 7과 같다. 35℃에서 산성 프로테아제 활성은 발효 시간이 경과할수록 증가하였다. 발효 초기 13.92 unit/g에서 발효 48시간에 32.79 unit/g(B. subtilis 처리구)로 2배 이상 증가하였다. 균주별 산성 프로테아제 활성은 B. subtilis 처리구(33.15 unit/g)를 제외한 모든 균주(48.59~77.67 unit/g)에서 높은 산성 프로테아제 활성을 나타냈다. 40℃에서 발 효한 청국장의 경우 35℃의 산성 프로테아제 활성 변화와 비슷하게 나타났다. 45℃에서도 역시 비슷한 경향을 나타냈으나 24시간(17.26~27.92 unit/g)까지 완만한 증가를 보이다 36시간(24.23~44.85 unit/g) 이후 급격한 증가를 하였다. 발효 60시간 산성 프로테아제 활성을 보면 B. subtilis 처리구는 40℃(37.26 unit/g)에서 활성이 가장 높게 나타났고, 단일균주(KCCM11053P와 KCCM11054P)와 혼합균주(B. subtilis +KCCM11053P, B. subtilis + KCCM11054P 및 KCCM11053P + KCCM11054P)는 35℃(48.59~77.67 unit/g)에서 활성이 가장 높게 나타났다.

② 중성 프로테아제

청국장 발효 중 중성 프로테아제 활성 변화는 도 8과 같다. 발효가 진행되면서 중성 프로테아제 활성은 증가하였다. 35℃에서(36시간) B. subtilis 처리구가 12.59 unit/g로 가장 낮은 활성을 나타냈고 KCCM11053P 처리구가 56.95 unit/g로 가장 높은 활성을 나타냈다. B. subtilis 처리구(33.15 unit/g)를 제외한 모든 균주(48.59~77.67 unit/g)가 35℃에서 활성이 높게 나타났다. B. subtilis + KCCM11054P 처리구를 36시간 발효시켰을 때 20.00 unit/g(35℃), 18.28 unit/g(40℃), 18.24 unit/g(45℃)을 나타냄으로써 35℃에서 가장 높은 중성 프로테아제 활성을 나타났다.

8) 관능검사

청국장의 발효조건 선정을 하기 위한 관능평가결과는 표 6과 같다. 균주별 관능을 조사하기 위하여 각 균을 접종하여 36시간 발효한 후 생청국장으로 관능검사를 하였다. 대조구로 B. subtilis를 사용하고 청국장 불쾌취의 저감화 방안으로의 단일균주(B. subtilis , KCCM11053P 및 KCCM11054P) 및 혼합균주(B. subtilis + KCCM11053P, B. subtilis + KCCM11054P, 및 KCCM11053P + KCCM11054P)로 제조한 청국장을 비교하였을 때 색은 KCCM11053P 처리구의 선호도가 가장 높았다. 맛은 B. subtilis + KCCM11054P 처리구가 가장 높은 평점을 받았으며 KCCM11053P 처리구가 가장 낮은 평점을 받았다. 이취에 있어서도 역시 B. subtilis + KCCM11054P 처리구가 가장 낮은 평점으로 이취가 가장 적다는 평을 받았으며 B. subtilis + KCCM11054P > B. subtilis + KCCM11053P > B. subtilis > KCCM11054P > KCCM11053P + KCCM11054P > KCCM11053P 순의 기호도를 보였다. 종합적으로 보아 향, 맛 그리고 전체적인 선호도 등 대부분의 항목에 있어서 B. subtilis + KCCM11054P 처리구가 가장 높은 평점을 받았다. 따라서 청국장 제조에 있어서 발효 균주 선정을 위한 결과로 B. subtilis + KCCM11054P 처리구가 관능개선의 측면에서 효과적일 것으로 평가되었다.

청국장의 발효 온도에 따른 관능평가 결과는 표 7과 같다. 색은 45℃의 시료가 가장 높은 평점을 받았고 맛은 35℃에서 발효한 시료가 가장 높은 평점을 받았다. 이취는 35℃에서 발효한 청국장이 제일 낮은 점수를 받으면서 이취가 가장 적었다고 평가되었다. 전체적인 선호도 역시 35℃에서 발효시킨 청국장이 가장 높은 평점을 받았다.

따라서 청국장고추장의 불쾌취를 줄이기 위하여 균주와 발효온도를 선발하는 데 있어 관능검사 결과 B. subtilis + KCCM11054P(35℃, 36시간)를 청국장고추장의 시료로 사용하는 것이 효과적이다.

표 6. 발효균에 따른 청국장의 관능 특성.

표 7. 발효 온도에 따른 청국장의 관능 특성.

② 청국장 후숙 조건 선정

청국장의 불쾌취 감소를 위한 실험으로 발효균주(B. subtilis + KCCM11054P)와 발효 시간(36 hr) 및 온도(35℃)를 선발하였다. 발효가 된 청국장을 각각 5℃, 10℃, 15℃에서 60시간까지 후숙시켜 12시간 간격으로 분석하였다.

1) 수분함량, pH 및 산도

수분함량은 발효시간이 지날수록 점점 감소하다가 36시간 이후에 약간 증가하였으나 눈에 띄는 수분함량의 변화는 볼 수 없었다.

pH는 5℃에서 후숙이 진행되면서 pH가 증가하다 24시간(pH 7.52)에 최고 pH를 나타내었고 그 후 감소하였다. 10℃와 15℃에서 후숙한 pH 역시 증가하다 48시간(pH 7.69~7.72)에 최고 pH를 띈 후에 감소하였다. 후숙 시간에 따라 pH는 증가하였다가 감소하는 경향을 볼 수 있었다.

산도는 후숙 초기 0.18%에서 12시간(0.43~0.48%) 이후 감소하였다. 15℃에서 후숙이 진행됨에 따라 48시간(0.29%)까지 감소하다 이후 다시 증가함을 볼 수 있었다.

표 8. 다양한 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 pH의 변화.

2) 아미노태 질소 및 암모니아태 질소

아미노태 질소 함량은 후숙 초기보다 2배 이상 증가함을 볼 수 있었다. 12시간에 15℃(536.20 mg%) 후숙이 가장 높은 아미노태 질소 함량을 나타냈다. 5℃와 10℃에서 아미노태 질소 함량은 후숙이 되면서 증가하다가 48시간(616.70 mg%, 642.25 mg%) 이후 감소하였다. 15℃에서는 후숙 중 증가하지만 48시간(540.75 mg%)에 약간 감소한 후 다시 증가하였다(614.95 mg%).

암모니아태 질소는 12시간(85.59~84.12 mg%)에 급격하게 증가했지만 24시간(79.82~83.92 mg%)에 약간 감소하였고 이후 일정하게 유지되었다. 후숙 온도가 높을수록 암모니아태 질소 함량이 높게 나타났고, 5℃에서 24시간(79.82 mg%) 후숙 시킨 청국장이 가장 낮은 암모니아태 질소 함량을 나타냈다.

3) 효소 활성

(1) α-아밀라아제 활성 및 β-아밀라아제 활성

α-아밀라아제 활성은 0시간에 6.90 unit/g인 청국장이 후숙을 하면서 약간 증가하였지만 24시간(8.97~9.52 unit/g) 이후 일정한 활성을 나타냈다. β-아밀라아제 활성은 후숙이 진행됨에 따라 감소되었다. 0시간에 26.89 unit/g을 나타내었고 이후 모든 후숙 온도에서 2.44~0.22 unit/g 범위의 β-아밀라아제 활성을 나타내었다.

(2) 산성 프로테아제 활성 및 중성 프로테아제 활성

청국장의 산성 프로테아제 활성은 후숙 중 39.15~43.46 unit/g 범위를 나타내면서 큰 변화는 없었다. 중성 프로테아제 활성은 후숙 0시간(20.08 unit/g) 이후 증가하였다. 24시간(33.32~35.08 unit/g) 이후에 약간 증가하였고 후숙 온도가 높을수록 중성 프로테아제 활성이 높게 나타났다.

4) 관능평가

후숙을 한 청국장의 관능평가는 표 9와 같다. 청국장을 발효시킨 후 온도별로 후숙을 하고 불쾌취가 가장 적은 5℃에서 후숙시킨 청국장을 이용하여 관능평가를 하였다. 후숙 기간을 선정하기 위하여 0시간부터 36시간 동안 후숙시킨 시료를 이용하여 관능평가를 하였다. 전체적으로 구수한 맛을 나타냈으나 36시간 이상 후숙을 하였을 경우 쓴맛이 강하게 느껴져 36시간 이상 후숙시킨 시료는 관능평가 대상에서 제외시켰다. 그 결과 색은 24시간 > 36시간 > 12시간 > 0시간 순으로 높은 평점을 나타냈다. 맛은 24시간 > 12시간 > 0시간 > 36시간 순으로 높은 평점을 나타냈다. 후숙 시간에 따른 불쾌취는 24시간 후숙한 청국장이 가장 낮은 것으로 평가되었다. 전체적인 선호도는 후숙한 청국장이 후숙하지 않은 청국장보다 선호도가 좋았다. 후숙한 시간에 따라 24시간 > 12시간 > 36시간 순으로 평가되었다.

표 9. 5℃에서 발효 시간에 따른 청국장의 관능 특성.

청국장고추장의 불쾌취를 저감화하기 위하여 발효(B. subtilis + KCCM11054P, 35℃, 36시간)와 후숙(5℃, 24시간) 조건을 선택하였다. 이 청국장을 건조한 후 분말화하여 청국장고추장의 제조시 사용하였다.

② 청국장고추장의 품질분석

1) 이화학적 품질 특성 분석

토박이순창식품(주)에서 제조한 청국장 고추장과 본 발명의 전북대학교에서 제조한 청국장 고추장의 품질특성 비교는 표 10과 같다. 본 발명의 전북대학교에서 제조한 청국장고추장이 수분함량(47.27%), pH(pH 4.81) 및 산도(1.28%)가 높게 나타났다. 또한 아미노태 질소 함량이 높았고(420 mg%), 중성 및 산성프로테아제 활성(73.24 unit/g, 92.29 unit/g)이 우수하였다. 암모니아태 질소 함량은 전북대학교 청국장 고추장(31.98 mg%)이 높게 나타났다.

표 10. 청국장고추장의 이화학적 특성.

2) 혈전용해능

청국장고추장에 사용한 미생물을 이용하여 혈전용해활성을 조사한 결과는 표 11과 도 12에서 보여주는 것과 같다. 미생물을 Tryptic Soy Broth(Bacto^™, USA) 배지에 접종하여 배양한 후 배양액을 이용하여 피브린 플레이트 방법을 이용한 혈전용해 활성을 측정하였다. 전북대학교에서 제조한 청국장고추장의 균주(266.80 %)가 토박이순창식품(주)에서 제조한 청국장 고추장 균주(156.64 %)보다 높은 혈전용해 활성을 나타내었다. 청국장고추장의 혈전용해 활성은 청국장 균주(147.66 %, 177.34%)보다 높은 혈전용해 활성을 나타내었다.

표 11. 발효균 및 청국장고추장의 혈전용해 활성.

3) 관능검사

토박이순창식품(주)에서 제조한 청국장고추장과 전북대학교에서 제조한 청국장고추장의 관능평가 결과는 표 12와 같다. 색, 맛, 전체적인 선호도에서 전북대학교 청국장고추장이 좋다고 평가되었고 이취는 적은 것으로 평가되었다.

표 12. 청국장고추장의 관능 특성.

청국장고추장 분석 결과, 본 발명의 전북대학교에서 제조한 청국장으로 만든 청국장고추장이 프로테아제 활성과 아미노태질소 함량이 높으며, 높은 혈전용해능을 나타내었다. 또한 관능적으로 우수하였다.

도 1은 청국장 제조 공정이다.

도 2는 청국장고추장의 제조 공정이다.

도 3은 다양한 발효균 및 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 아미노태 질소 함량의 변화를 보여준다. A: 35℃, B: 40℃, C: 45℃

도 4는 다양한 발효균 및 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 암모니아태 질소 함량의 변화를 보여준다. A: 35℃, B: 40℃, C: 45℃

도 5는 다양한 발효균 및 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 α-아밀라아제 활성의 변화를 보여준다. A: 35℃, B: 40℃, C: 45℃

도 6은 다양한 발효균 및 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 β-아밀라아제 활성의 변화를 보여준다. A: 35℃, B: 40℃, C: 45℃

도 7은 다양한 발효균 및 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 산성 프로테아제 활성의 변화를 보여준다. A: 35℃, B: 40℃, C: 45℃

도 8은 다양한 발효균 및 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 중성 프로테아제 활성의 변화를 보여준다. A: 35℃, B: 40℃, C: 45℃

도 9는 다양한 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 아미노태 질소 및 암모니아태 질소의 변화를 보여준다. A: 아미노태 질소, B: 암모니아태 질소

도 10은 다양한 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 α-아밀라아제 활성 및 β-아밀라아제 활성의 변화를 보여준다. A: α-아밀라아제 활성, B: β-아밀라아제 활성

도 11은 다양한 온도에 따라 발효 시간 동안 청국장의 산성 프로테아제 활성 및 중성 프로테아제 활성의 변화를 보여준다. A: 산성 프로테아제 활성, B: 중성 프로테아제 활성

도 12는 피브린 플레이트 상의 lysed zone의 크기에 의해 평가된 발효균 및 청국장고추장의 혈전용해 활성을 보여준다. A: 대조구, B: B. subtilis , C: KCCM11054P, D: Tobagi, E: CNU

Claims

대두를 물에 침지시키고 증자하여 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) SCD121067 균주(KCCM 11054P)의 혼합 균주를 접종한 후, 34~36℃에서 34~38시간 동안 발효하는 단계;

상기 발효물을 4~6℃에서 22~26시간 동안 후숙(aging)하고 건조하여 청국장 분말을 제조하는 단계;

증자한 소맥분에 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)를 접종하고, 33~35℃에서 46~50시간 동안 곡을 띄우는 단계;

증자된 밀쌀, 찹쌀, 염수 및 상기 제조된 청국장 분말을 혼합하고 24~26일 숙성하는 단계;

숙성이 완료된 당화물에 물엿을 넣고 가열 살균 후 고추가루를 첨가하는 단계; 및

냉각을 한 후 주정을 첨가하고 천일염을 후첨하는 단계;

를 포함하는 청국장고추장의 제조 방법.
제1항에 있어서,

대두를 물에 침지시키고 증자하여 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) SCD121067 균주(KCCM 11054P)의 혼합 균주를 1 중량% 접종한 후, 35℃에서 36시간 동안 발효하는 단계;

상기 발효물을 5℃에서 24시간 동안 후숙(aging)하고 건조하여 청국장 분말을 제조하는 단계;

증자한 소맥분에 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)를 0.1 중량% 접종하고, 33~35℃에서 48시간 동안 곡을 띄우는 단계;

증자된 밀쌀, 찹쌀, 염수 및 상기 제조된 청국장 분말을 식염농도 7.8%가 되게 혼합하고 25일 숙성하는 단계;

숙성이 완료된 당화물에 물엿을 넣고 65℃에서 10분 동안 가열 살균 후 고추가루를 첨가하는 단계; 및

35℃로 냉각을 한 후 주정을 첨가하고 최종 제품의 식염 함량 6.8%로 맞추기 위해 천일염을 후첨하는 단계;

를 포함하는 청국장고추장의 제조 방법.
제1항 또는 제2항의 방법에 의해 제조된 불쾌취가 저감화된 청국장고추장.