KR20110111157A - 옥수수 유래의 액상포도당을 이용한 발효시간, 발효수율 및 관능성이 향상된 식초 및 식초음료 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식초 및 식초음료 제조방법과 이의 방법에 의하여 제조된 식초 및 식초음료를 제공한다. 본 발명은 옥수수 유래의 액상포도당을 이용을 통하여 매우 효율적으로 식초의 발효시간 및 발효수율을 향상시킬 수 있을 뿐 만 아니라 초산발효에 의하여 발생하는 발효취가 거의 없는 우수한 관능성(특히, 맛(taste)과 향(odor))을 가진 식초 및 식초음료 제조가 가능하다. 또한, 본 발명은 과실 본래의 맛을 최대한 살릴 수 있으며, 관능성 향상 및 기능성이 부여와 식초의 신맛에 대한 거부감을 낮춤으로써, 식초 또는 식초음료 섭취를 통하여 국민 건강 기여 및 식초 관련 산업에 있어서 응용이 가능하다는 장점이 있다.

Description

옥수수 유래의 액상포도당을 이용한 발효시간, 발효수율 및 관능성이 향상된 식초 및 식초음료 제조방법{Preparation Methods of Vinegar and Vinegar Drink with Improved Fermentation Time, Yield and Sensory Attributes Using Liquid Glucose Derived from Corn}

본 발명은 신규한 옥수수 유래의 액상포도당을 이용한 발효시간, 발효수율 및 관능성이 향상된 식초 및 식초음료 제조방법에 관한 것이다.

식초는 동·서양을 막론하고 오랜 옛날부터 제조, 이용되어온 발효식품의 하나이며, 일상생활에서 쉽게 사용되는 신맛을 가지는 대표적인 조미료이다.

식초는 제조방법에 따라 발효식초와 합성식초로 구분되어 진다. 발효식초는 자연적 혹은 인위적으로 발효시켜 만든 식초를 말하며, 합성식초는 발효과정 없이 화학적 반응으로 제조된 빙초산 또는 초산을 희석하여 만든 식초를 말한다. 발효식초는 만드는 방법에 따라 천연 발효식초와 알코올 발효식초로 나뉘는데 천연 발효식초는 알코올을 발효시켜 술을 만든 후 그것을 다시 초산 발효시켜 만드는 것이다. 알코올 발효식초는 순도 99% 이상의 에틸알코올을 원료로 하여 초산을 발효시킨 것이다. 또한 식초는 원료에 따라 크게 두 가지로 구분되어지며 곡물을 원료로 발효시킨 곡물식초, 과실을 원료로 발효시킨 과실식초로 나누어진다.

이러한 식초에는 다양한 유기산과 아미노산이 존재하고 있어 체내 에너지 대사에 관여함으로서 피로물질인 젖산의 축적을 막아주며 동맥경화증이나 혈전증 등의 질병을 일으키는 과산화지질의 생성을 막아주는 역할을 한다. 또한 비만을 방지하고 피부 건강과 미용에도 좋을 뿐만 아니라 인체 내 독성 제거 및 숙취 제거 등에도 효능이 있다. 그 외로는 칼슘 흡수율 증가, 변비 해소, 눈의 피로 완화, 저항력 상승 등 많은 효능들이 알려져 있다.

식초는 발효방법에 따라 표면발효와 심부발효로 나누어진다. 표면발효는 배지에 아세토박터(Acetobacter) 속 균주의 초산균을 접종한 후 정치된 상태에서 식초발효를 진행하는 것을 말한다. 그러나 표면발효는 발효설비가 간단하여 초기 투자비용을 최소화 할 수 있으며 부드러운 신맛을 낼 수 있으나, 초산균 특성에 맞는 발효온도나 통기량 등의 발효조건을 조절하기 곤란하므로 장시간의 발효시간이 요구되며, 수율이 낮고 얻어지는 식초에 역한 발효취가 잔류하는 문제점이 있다. 심부발효는 발효온도, 통기량 등의 발효조건 조절이 가능하여 표면발효에 비해 발효기간이 짧고, 생성물 즉 식초의 수율 및 산도를 높일 수 있는 발효방법이나 생성물이 톡 쏘는 강한 신맛을 나타내므로 관능성이 만족스럽지는 못하다.

최근에 식초의 효능에 대한 관심이 높아지면서 식초 및 식초음료를 섭취하고자 하는 이들이 많아지고 있다. 이로 인하여 식초의 신맛을 낮춰주면서 효능 및 기능성이 잘 알려진 다양한 과실 및 곡물을 이용한 식초 및 식초음료로 제조된 제품들이 다양하게 출시되었으며, 이와 관련된 특허 출원 혹은 등록된 것들이 많아졌다.

이 여파로 인하여 다양한 방법을 이용한 식초 및 식초음료 제조가 이루어지고 있다. 예를 들면 곡물을 이용하여 알코올 발효액을 제조 한 후 표면발효를 통해 식초를 제조하는 방법이 있으나 이는 장시간의 발효시간이 필요하며, 발효수율이 낮으며, 발효취 생성에 의해 관능성이 떨어지는 문제점이 있다. 또 다른 예로는 관능성 향상을 위해 과실원료를 이용하여 알코올 발효액을 제조 한 후 심부발효를 통해 식초를 제조하는 방법이 있으나 이 또한 장시간의 발효시간과 낮은 발효수율의 문제점이 있다.

따라서, 식초의 발효시간 및 발효수율이 향상됨과 동시에 관능성이 우수한 신규한 식초 및 식초음료의 제조방법의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명자들은 식초의 발효시간 및 발효수율이 향상됨과 동시에 관능성이 우수한 식초 및 식초음료를 제조할 수 있는 방법을 발굴하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 옥수수 유래의 액상포도당을 이용하여 알코올 발효액을 제조한 후 제조된 알코올 발효액과 초산균을 혼합하여 심부발효 공정을 통하여 식초를 제조하는 경우 식초에서 발효취가 거의 나지 않고 발효시간 및 발효수율 부분이 매우 향상됨을 규명함으로써, 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 신규한 식초 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 식초 제조방법에 의하여 제조된 식초를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 신규한 식초음로 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 식초음료 제조방법에 의하여 제조된 식초음료를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명은 다음 단계를 포함하는 식초 제조 방법을 제공한다:

(a) 옥수수(Zea mays L.) 유래의 액상포도당이 포함된 수성 배지에 효모를 접종하여 알코올 발효시킨 후 알코올 발효액을 수득하는 단계; 및

(b) 상기 단계 (a)로부터 수득된 ⅰ)알코올 발효액 또는 ⅱ) 알코을 발효액및 과실 농축액이 포함된 수성배지에 초산균을 접종하여 심부발효시키는 단계.

본 발명자들은 식초의 발효시간 및 발효수율이 향상됨과 동시에 관능성이 우수한 식초제조 및 식초음료를 제조할 수 있는 방법을 발굴하고자 예의 연구 노력하였으며, 그 결과, 옥수수 유래의 액상포도당을 이용하여 알코올 발효액을 제조한 후 제조된 알코올 발효액과 초산균을 혼합하여 심부발효 공정을 통하여 식초를 제조하는 경우 식초에서 발효취가 거의 나지 않고 식초 발효시간 및 발효수율 부분이 매우 향상되는 효과를 확인하였다.

본 발명의 제조방법을 각각의 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 이용하는 옥수수 유래의 액상포도당은 옥수수 전분을 산 또는 효소로 가수분해하여 포도당을 제조한 후 얻어지는 당밀을 의미하며, 당업계에서는 하이드롤 당이라는 명으로 함께 혼용되어 사용된다.

상기 옥수수 유래의 액상포도당은 옥수수 전분을 정제수와 액화효소(예컨대, 알파-아밀라아제)를 혼합하여 액화시키는 단계; 당화효소(예컨대, 글루코아밀레이즈) 및 건맥아를 가하여 당화시키는 단계; 효소실활, 압착여과, 탈색, 이온정제 및 농축하는 단계; 및 농축된 포도당을 결정화 및 농축하는 단계를 통하여 제조가 가능하다.

당업계에서 통상적으로 과실농축액로부터 식초를 제조하는 경우에는 과실 농축액을 효모와 혼합하여 알코올(에탄올) 발효액을 제조하고 곡류(예컨대, 쌀이나 현미)로부터 식초를 제조하는 경우에는 곡류농축액의 당화 공정 후 효모와 혼합하여 알코올(에탄올) 발효액을 수득한다. 그러나, 상기와 같은 식초 제조방법은 농축액 안에 포함된 불순물이나 원료의 특성으로 인하여 저농도의 알코올이 포함된 알코올 발효액을 수득할 뿐 만 아니라 낮은 식초 발효수율, 장기간의 발효 시간 및 낮은 관능성(발효취)을 가지는 식초를 수득하게 된다.

본 발명은 옥수수 유래 액상포도당을 식초 제조 원료로 사용하여 단기간의 발효 시간과 높은 수율로 초산을 수득할 수 있는 식초제조방법이며, 특히, 관능성(예컨대, 발효취가 거의 없는)이 매우 향상된 식초를 제조할 수 있는 신규한 식초 제조방법이다.

본 발명에서 이용하는 효모 균주는 탄소원으로 당(glucose)을 이용하여 알코올(에탄올) 생산할 수 있는 효모균주라면 어떠한 효모 균주라도 가능하다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서 이용하는 효모는 사카로마이스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae), 사카로마이스 바야누스(Saccharomyces bayanus) 또는 사카로마이스 파스토리아누스(Saccharomyces pastorianus)이며, 보다 바람직하게는 사카로마이스 세레비시에 또는 사카로마이스 바야누스이고, 가장 바람직하게는 사카로마이스 세레비시에이다.

본 발명의 명세서에서 용어 “브릭스(Brix)”는 당도를 나타내는 단위로서, 순수한 물 100g 중 들어있는 설탕의 무게(g)를 의미하며, 브릭스 비중계 등을 사용하여 측정된다.

본 발명에서 상기 단계 (a)에서의 수성 배지는 옥수수 유래 액상포도당, 효모 발효영양원 및 정제수를 혼합하여 제조되며, 배지의 브릭스(Brix)가 20-35 브릭스로 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 단계 (a)에서의 수성 배지는 전체 중량 대비 10-70 중량% 옥수수 유래 액상포도당 및 1-20 중량% 효모 발효영양원을 정제수에 혼합하여 제조되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 15-60 중량% 옥수수 유래 액상포당 및 1-15 중량% 효모 발효영양원을 정제수에 혼합하고, 가장 바람직하게는 20-50 중량% 옥수수 유래 액상포당 및 1-10 중량% 효모 발효영양원을 정제수에 혼합하여 수성 배지가 제조된다.

상기 효모 발효영양원은 효모의 생육을 위한 기본적인 물질인 수소(H), 산소(O), 탄소(C), 질소(N), 인산(P)이 포함된 원료를 의미한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서 이용하는 효모 발효 영양원은 함수결정포도당, 인산암모늄, 인산칼륨, 황산마그네슘 및 효모 추출물로 구성성된 군으로부터 하나 이상의 성분을 포함하고, 보다 바람직하게는 함수결정포도당, 인산암모늄, 인산칼륨, 황산마그네슘 및 효모 추출물 성분을 포함한다.

보다 구체적으로는, 상기 효모 발효 영양원은 1-10 중량% 함수결정포도당, 1-10 중량% 인산암모늄, 1-10 중량% 인산칼륨, 0.1-1 중량% 황산마그네슘, 1-10 중량% 효모엑기스 및 60-93.9 중량% 정제수가 포함된다.

그 다음, 상기 옥수수 유래 액상포도당, 효모 발효영양원 및 정제수가 혼합된 수성배지에 효모를 접종하여 알코올 발효를 실시한다. 바람직하게는, 수성배지 전체 중량 대비 1-10 중량%의 효모를 배지에 접종하고, 보다 바람직하게는 1-7 중량%의 효모, 가장 바람직하게는 1-5 중량%의 효모를 배지에 접종하여 알코올 발효 단계를 실시한다.

상기의 (a)단계에서 얻어지는 알코올 발효액은 통상의 방법에 따라 불순물을 제거하는 단계를 적용할 수 있다. 상기 불순물 제거는 예컨대, 활성탄 처리, 벤토나이트를 이용한 침전 및/또는 필터프레스 여과를 통하여 수행될 수 있다.

본 발명에서 상기 단계 (b)는 ⅰ) 알코올 발효액 또는 ⅱ) 알코올 발효액 및 과실농축액에 정제수를 첨가하여 제조된 수성 배지에 초산균을 접종하여 실시된다.

상기의 (b)단계에서 사용되는 과실농축액은 과실 찌거기가 완전히 제거된 과실이 주로 사용되어진다. 과실 찌거기가 존재 할 경우 장시간의 여과과정 및 식초발효액 여과수율이 떨어지게 된다. 과실농축액은 파쇄(chopping)하여 정제수와 효소, 예컨데 비스코자임(Viscozyme)을 혼합하여 효소 분해시킨 다음 상기 효소를 실활 시킨 후 압착여과 및 농축하는 단계를 통하여 얻어질 수 있다. 상기 효소분해 단계는 예컨대 40-45℃에서 1-2시간 동안 배양(incubation)함으로써 수행 할 수 있으며, 상기 효소 실활은 80℃에서 30분 동안 가열함으로써 수행할 수 있고, 압착여과 및 농축은 통상의 압착방법, 여과방법 및 농축방법을 수행하여 얻어질 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서 상기 단계 (b)는 수성 배지에 정제수를 첨가하여 알코올 농도 및 산도를 조절하는 단계를 추가적으로 실시할 수 있다.

본 발명에서 상기 단계 (b)에서의 수성 배지에서의 알코올 농도는 정제수를 첨가하여 유지되며, 산도 조절은 식초를 이용하여 유지될 수 있다.

보다 구체적으로는, 상기의 (b)단계는 상기 (a)단계에서 얻은 알코올 발효액 또는 알코올 발효액 및 과실농축액을 혼합한 수성배지에 정제수를 투입하여 알코올 농도가 1-4 w/v%로 유지되는 용액을 얻은 다음 용액의 산도를 4-7 w/v%로 조절한 후 초산균을 접종하고, 알코올 농도가 0.5 w/v％ 이하로 감소되지 않도록 30± 2℃에서 0.1-0.2 vvm의 통기량으로 조절 가능한 발효탱크에서 반연속식 심부발효 또는 연속식 심부발효가 되도록 심부발효를 실시할 수 있다.

미생물배양은 배지의 형태에 따라 액체배양과 고체배양으로 구분된다. 또한 기질(substrate)의 공급방법에 따라 회분식배양(batch culture), 연속배양(continuous culture) 및 유가식배양(fed-batch culture)이 있다.

액체배양 방법에는 표면배양법(surface culture method)과 심부배양법(submerged culture method)이 있다.

표면배양(surface culture)은 배양기 내의 배양액의 부피에 비하여 공기와 접촉하는 표면적을 크게 하고 깊이는 낮게 하여 기액계면(gas-liquid interface)에서 액체쪽으로의 산소이동을 증가시켜 산소를 미생물에 공급하는 방법이다. 액체의 표면에서 미생물을 번식시키는 방법으로서 미생물의 막이 항상 공기와 접촉되어 있어 액체 표면에서 용해된 용존산소를 잘 이용할 수 있다. 표면배양은 배지를 교반하거나 공기를 스파징하지 않는다.

심부배양(submerged culture)은 공기를 강제적으로 발효조의 아래로부터 스파징시키고 동시에 교반하여 공기를 미립화하여 산소용해를 촉진시키는 배양법이다. 배지 상부의 표면을 통한 자연확산에 의한 산소용해보다 더 많은 양의 산소가 배지 중에 전달될 수 있다. 이 방법은 배양액에 존재하는 미생물을 균일하게 분산시키며, 열 이동을 촉진하고, pH 조절이 용이하며, 배양기 내의 배지농도를 균일하게 유지하는 데 유리하다. 심부배양시 사입액을 첨가시키는데, 용어 “사입액”은 심부배양에서의 초산균 영양분을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명에서의 심부발효 단계에서 첨가하는 사입액은 단계 (a)에서 수득된 ⅰ) 알코올 발효액 또는 ⅱ) 알코올 발효액 및 과실농축액에 정제수가 혼합된 용액을 의미한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서의 초산발효는 액체배양 방법 중 심부배양을 이용하며, 보다 바람직하게는 본 발명은 심부배양을 하면서 연속적 배양 또는 반연속 배양 방법으로 초산발효를 실시한다.

본 발명은 식초 제조 원료로 옥수수 유래 액상포도당을 이용하여 심부발효(배양)시킴으로써, 당업계에서 이용하고 있는 과실 또는 곡물을 원료로 하여 제조된 식초 제조 방법보다 짧은 발효시간 동안 높은 수율(초산)로 발효취가 거의 없는 식초 제조가 가능하다(참조: 본 발명의 도면 2).

또한, 상기의 (b)단계는 상기 (a)단계에서 얻은 알코올 발효액 또는 알코올 발효액에 과실농축액을 혼합한 수성배지에 정제수를 투입하였을 경우 알코올 농도가 1-4 w/v%의 범위인 것이 바람직한데, 알코올 농도가 1 w/v% 미만일 경우 아세토박터(Acetobacter) 속 균주의 초산균 오염으로 수율이 낮아지거나 발효를 중단하여야 하는 경우가 발생할 수 있고, 4 w/v％를 초과할 경우 높은 알코올 농도로 인한 쇼크로 아세토박터(Acetobacter) 속 균주의 초산균 생육이 진행되지 않을 수도 있다.

본 발명에 이용하는 초산균은 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti), 아세토박터 세레비시에(Acetobacter cerevisiae), 아세토박터 시비논젠시스(Acetobacter cibinongensis), 아세토박터 에스투넨시스(Acetobacter estunensis), 아세토박터 인도네시엔시스(Acetobacter indonesiensis), 아세토박터 리퀘파시엔스(Acetobacter liquefaciens), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 말로룸(Acetobacter malorum, 아세토박터니트로겐니피젠스(Acetobacter nitrogenifigens), 아세토박터 오에니(Acetobacter oeni), 아세토박터 오리엔탈리스(Acetobacter orientalis), 아세토박터 오를린넨시스(Acetobacter orleanensis), 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus), 아세토박터 퍼옥시단스(Acetobacter peroxydans), 아세토박터 포모룸(Acetobacter pomorum), 아세토박터 시지지이(Acetobacter syzygii), 아세토박터 트로피칼리스(Acetobacter tropicalis) 또는 글루콘아세토박터 자일리누스(Gluconacetobacter xylinus)균이 바람직하다. 보다 바람직하게는 아세토박터 아세티, 아세토박터 오를린넨시스, 아세토박터 파스테리아누스 또는 글루콘아세토박터 자일리누스이며, 보다 더 바람직하게는 아세토박터 아세티 또는 글루콘아세토박터 자일리누스이고, 가장 바람직하게는 아세토박터 아세티이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서 상기 단계 (b)에서 접종시키는 초산균의 양은 전체 배지 중량을 기준으로 1-10 중량%이며, 보다 바람직하게는 2-5 중량%이고, 가장 바람직하게는 3-4 중량%이다.

본 발명에서의 상기의 단계 (b)에서 수득진 식초발효액은 통상의 방법에 따라 불순물을 제거하는 단계를 적용할 수 있다. 상기 불순물 제거는 예를 들어, 활성탄 처리, 벤토나이트를 이용한 침전 및/또는 필터프레스 여과를 통하여 수행될 수 있다.

본 발명은 관능성 향상을 위하여 식초발효액에 과실농축액 및 산도조절제를 포함시킬 수 있고, 기능성 부여를 위하여 기능성 원료를 포함시킬 수 있다.

본 발명에서 이용하는 과실농축액, 산도조절제 및 기능성 원료는 상업적으로 제조되어 유통되는 제품이라면 어느 것이라도 무방하다.

본 발명에서 이용하는 “과실농축액”은 사과농축액, 배농축액, 복숭아농축액, 감귤농축액, 한라봉농축액, 포도농축액, 감농축액, 복분자농축액, 오디농축액, 자두농축액, 거봉농축액, 키위농축액, 대추농축액, 살구농축액, 매실농축액, 블루베리농축액, 파인애플농축액, 바나나농축액 및 석류농축액으로 구성된 군으로부터 하나 이상의 농축액을 포함시킬 수 있다.

바람직하게는, 본 발명은 (b)단계에서 제조된 식초발효액에 관능성 향상을 목적으로 상큼한 신맛과 단맛을 제공하기 위해 전체 중량 대비 10-50 중량%의 과실농축액과 1-5 중량%의 산도조절제를 포함시킬 수 있으며, 기능성 부여를 위해 전체 중량 대비 1 ~ 5 중량%의 기능성 원료를 혼합하여 식초를 제조할 수 있다. 상기 과실농축액, 산도조절제 및 기능성원료는 제품 목적에 따라 사용여부를 결정할 수 있으며, 제품 목적에 따라 사용 원료를 변경하여도 무관하다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명은 식초발효액에 과실농축액, 산도조절제 및 기능성 원료로 구성된 군으로 선택된 하나 이상의 첨가물을 첨가시키는 단계를 추가적으로 포함하며, 보다 바람직하게는 식초발효액에 과실농축액, 산도조절제 및 기능성 원료로 구성된 군으로 선택된 두개 이상의 첨가물을 첨가시키는 단계를 추가적으로 포함하고, 가장 바람직하게는 식초발효액에 과실농축액, 산도조절제 및 기능성 원료 첨가물을 모두 첨가시키는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.

본 발명의 명세서에서 용어 “산도조절제”는 식품의 산도(pH)를 바꿔주는 첨가물을 의미한다.

바람직하게는, 본 발명의 명세서어서 산도조절제는 구연산(Citric Acid), 구연산삼나트륨(Trisodium Citrate), 구연산칼륨, DL-사과산(DL-Malic Acid), 글루코노델타락톤(Glucono Lactone), 글루콘산(Gluconic Acid), 글루콘산칼슘(Calcium Gluconate), DL-사과산나트륨(Sodium DL-Malate), 수산화나트륨(Sodium Hydroxide), 수산화칼륨(Potassium Hydroxide), 수산화칼슘(소석회; Calcium Hydroxide), 아디핀산(Adipic acid), 1인산나트륨(Monosodium Phosphate), 2인산나트륨(Disodium Phosphate), 3인산나트륨(Trisodium Phosphate), 1인산암모늄(Monoammonium Phosphate), 2인산암모늄(Diammonium Phosphate), 1인산칼륨(Monopotassium Phosphate), 2인산칼륨(Dipotassium Phosphate), 3인산칼륨(Tripotassium Phosphate), 1인산칼슘(Monocalcium Phosphate), 2인산칼슘(Dicalcium Phosphate), 3인산칼슘(Tricalcium Phosphate), 젖산(Lactic Acid), 젖산칼슘(Calcium Carbonate), L-주석산(L-Tartaric Acid), 중탄산나트륨(탄산수소나트륨; Sodium Bicarbonate), 중탄산암모늄(탄산수소암모늄; Ammonium Bicarbonate), 탄산나트륨(경회,중회; Sodium Carbonate), 탄산마그네슘(Magnesium Carbonate), 탄산칼륨(Potassium Carbonate), 푸마르산(Fumaric acid), 호박산(Succinic Acid) 또는 황산알루미늄칼륨(소명반; Ammonium Potassium Sulfate)이며, 보다 바람직하게는 구연산, 구연산삼나트륨, 구연산칼륨이고, 보다 더 바람직하게는 구연산 또는 구연산삼나트륨이며, 가장 바람직하게는 구연산이다.

본 발명의 명세서에서 용어 “기능성 원료”란 동물, 식물, 미생물 기원의 원재료를 그대로 가공한 것으로서 복용시 생체조절기능 효과를 나타내는 원료를 의미한다. 생체조절기능은 예컨대, 소화촉진, 변비억제, 면역기능의 강화, 노화 억제, 질병의 예방과 회복, 체내의 리듬 조절 등을 들 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에서 이용하는 기능성 원료는 인삼 , 홍삼 , 엽록소함유식물 또는 스피루리나/클로렐라와 같은 터핀류, 녹차추출물, 알로에전잎(알로에제품) 또는 프로폴리스추출물과 같은 페놀류, 오메가-3 지방산 함유유지(EPA/DHA함유제품), 감마리놀렌산함유유지, 레시틴, 스쿠알렌, 식물스테롤/식물스테롤함유유지, 알콕시글리세롤 함유 상어간유(알콕시글리세롤함유 유지) 또는 옥타코사놀함유유지와 같은 지방산 또는 지질류, 글루코사민, N-아세틸글루코사민, 뮤코다당·단백, 식이섬유(구아검/구아검가수분해물, 글루코만난, 귀리, 난소화성, 말토덱스트린, 대두식이섬유, 목이버섯, 밀식이섬유, 보리식이섬유, 아라비아검, 옥수수겨, 이눌린/치커리 추출물, 차전자피, 폴리덱스트로스, 호로파종자), 알로에겔(알로에제품), 영지버섯자실체추출물, 석류추출물, 매실추출물, 키토산/키토올리고당 또는 프락토올리고당과 같은 당 또는 탄수화물류, 프로바이오틱스(유산균함유제품) 또는 홍국과 같은 발효미생물류, 대두단백과 같은 아미노산 또는 단백질류 및 로얄제리로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하고, 보다 바람직하게는 폴리덱스트로스, 말토덱스트린, 대두식이섬유, 밀식이섬유, 보리식이섬유 석류추출물 및 매실추출물로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하며, 보다 더 바람직하게는 폴리덱스트로스, 말토덱스트린, 대두식이섬유, 석류추출물 및 매실추출물로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하고, 가장 바람직하게는 폴리덱스트로스 및 석류추출물 성분을 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 제조 방법에 의하여 제조된 식초를 제공한다.

본 발명은 상기 식초 제조 방법을 이용하여 제조되기 때문에, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조된 식초에 당류를 혼합시키는 단계를 추가적으로 포함하는 식초음료 제조방법을 제공한다.

본 발명에서 이용하는 당류는 식초의 신맛에 대한 거부감을 낮추기 위해서 첨가하는 원료이며, 백설탕, 갈색설탕 또는 흑설탕과 같은 설탕류, 액상포도당, 정제포도당, 함수결정포도당 또는 무수결정포도당과 같은 포도당류, 액상과당 또는 결정과당과 같은 과당류, 물엿, 맥아엿, 가루엿 또는 덩어리엿과 같은 엿류, 당밀시럽 또는 단풍당시럽과 같은 당시럽류, 덱스트린 및 프락토올리고당, 이소말토올리고당, 갈락토올리고당, 말토올리고당 또는 혼합올리고당과 같은 올리고당을 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에서 사용하는 당류는 옥수수 유래의 액상과당, 올리고당, 저감미당이며, 당류의 혼합비율은 액상과당은 전체 중량 대비 10-40 중량%, 올리고당은 전체 중량 대비 5-20 중량%, 저감미당은 전체 중량 대비 5-20 중량%로 첨가하여 혼합된다.

본 발명의 방법에 의하여 제조된 식초음료는 70-90℃의 열교환기를 통해 순간살균을 실시하고, 그 다음 0.1-3 ㎛의 여과필터를 1-4차례 통과시켜 여과 시킨 후 50-70℃로 냉각하여 충진한다.

본 발명은 상기 식초 제조 방법을 이용하여 제조되기 때문에, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조된 식초에 당류를 혼합시키는 단계를 추가적으로 실시하여 제조된 식초음료를 제공한다.

본 발명은 상기 식초 및 식초음료 제조 방법을 이용하여 제조되기 때문에, 이들 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:

(ⅰ) 본 발명은 식초 및 식초음료 제조방법과 이의 방법에 의하여 제조된 식초 및 식초음료를 제공한다.

(ⅱ) 본 발명은 옥수수 유래의 액상포도당을 이용을 통하여 매우 효율적으로 식초의 발효시간 및 발효수율을 향상시킬 수 있을 뿐 만 아니라 초산발효에 의하여 발생하는 발효취가 거의 없는 우수한 관능성(특히, 맛(taste)과 향(odor))을 가진 식초 및 식초음료 제조가 가능하다.

(ⅲ) 또한, 본 발명은 과실 본래의 맛을 최대한 살릴 수 있으며, 관능성 향상 및 기능성이 부여와 식초의 신맛에 대한 거부감을 낮춤으로써, 식초 또는 식초음료 섭취를 통하여 국민 건강 기여 및 식초 관련 산업에 있어서 응용이 가능하다는 장점이 있다.

도 1은 옥수수 유래의 액상포도당과 효모 발효영양분을 사용하여 알코올 발효를 수행하면서 브릭스(Brix), pH 및 알코올 함량의 변화 추이를 측정한 결과이다. 옥수수 유래의 액상포도당과 효모를 혼합하여 알코올(에탄올) 발효를 시키는 경우, 배양 108시간에 14 w/v% 농도의 알코올이 포함된 알코올 발효액을 수득할 수 있었다.
도 2는 액상포도당과 효모 발효영양분의 혼합물로부터 얻어진 알코올 발효액에 식초와 정제수를 혼합한 후 심부발효를 수행하면서 에탄올 함량, 총 산도, 사입액량(feeding rate; L/hr), 및 GK (Gross Keep)의 변화 추이를 측정한 결과이다. 옥수수 유래의 액상포도당을 이용하여 알코올 발효를 시킨 후 수득된 알코올 발효액으로 초산발효를 하는 경우 배양 시작 후 72시간 만에 12.9 w/v% 농도의 초산을 수득할 수 있었다.

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 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 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: 알코올 발효 단계

옥수수 유래의 액상포도당(82 Brix, (주)대상) 350 ㎏과 효모 발효영양원(함수결정포도당, 인산암모늄, 인산칼륨, 황산마그네슘 및 효모 추출물 포함 50 ㎏을 정제수 600 ㎏에 가한 다음 위와 동일한 원료 및 함량으로 발효한 효모발효액 3 ㎏(Saccharomyces cerevisiae, 생물자원센터)을 접종하고 28℃에서 3일 동안 정치 발효하여 알코올 발효액을 얻었다.

상기의 수득된 알코올 발효액 중의 알코올(즉, 에탄올) 농도를 측정한 결과 농도가 14 w/v(weight/volume)％이었다. 얻어진 알코올 발효액에 활성탄 0.05 중량％를 처리한 후, 벤토나이트(bentonite)를 3 중량%를 가한 다음, 필터프레스 여과를 실시하여 불순물이 제거된 발효액을 얻었다.

상기 알코올 발효를 수행하면서 측정한 발효액의 브릭스(Brix), pH 및 알코올 함량의 변화 추이를 도 1에 나타내었다.

실시예 2: 심부 발효 단계

상기 실시예 1에 의하여 수득된 알코올 발효액을 정제수로 알코올 농도를 4.0 w/v%로 희석하고, 초산을 사용하여 혼합물의 산도를 6 w/v%로 조절한 다음, 초산균(Acetobacter aceti; 생물자원센터)발효액을 총 중량을 기준으로 3.5 중량%를 접종하였다.

알코올 농도와 산도가 조절된 상기 혼합액을 심부 발효관으로 이송하고 심부 발효관 내의 온도를 30℃의 온도로 유지하고, 0.1-0.2 vvm(volume of air per volume of culture medium per minute)의 통기량 조건에서 심부발효액의 알코올 농도가 0.6± 0.2 w/v％로 유지되도록 상기 혼합액을 공급하면서 연속식 발효를 실시하여 식초발효액을 얻었다. 연속식 발효시 사입액을 첨가하여 초산균이 초산발효를 할 수 있도록 하였다.

도 2의 볼 수 있듯이, 본 제조방법에 의해 심부발효 약 10시간부터 산도(즉, 초산 함량)가 급격하게 증가하였으며, 심부발효 약 60시간째에 약 12.6 w/v%의 산도를 나타내었고, 심부발효 약 72시간째부터 120시간째 동안 12.9 w/v％의 산도를 나타내었다. 이러한 결과를 통하여, 본 연구자들은 당업계에서 흔히 사용하고 있는 과실농축액 또는 곡물농축액을 사용하는 것보다 옥수수 유래 액상포도당을 사용하는 경우 짧은 초산발효 시간 동안 높은 농도의 초산을 수득할 수 있다는 것을 확인하였다.

또한, 약 120 시간의 연속식 발효에 의해 최종적으로 얻은 식초발효액의 산도를 측정한 결과 12.9 w/v％ 이었으며, 잔여 알코올 농도는 약 0 w/v%이었다(도 2). 얻어진 식초발효액을 활성탄 0.05 중량％를 처리한 후, 벤토나이트 가한 다음, 필터프레스 여과를 실시하여, 불순물을 제거하였다.

상기 심부 발효를 수행하면서 측정된 식초발효액의 알코올 함량, 총 산도 및 GK(Gross Keep; 산도 및 알코올 농도의 총합)의 변화 추이를 도 2에 나타내었다.

실시예 3: 부원료 혼합 및 산도조정

관능성 향상목적으로 사용된 통상적으로 구입 가능한 과실농축액으로 사과농축액(중국)을, 산도조절제로는 구연산을 사용하였으며, 기능성 부여 목적으로 사용된 원료는 통상적으로 구입 가능한 석류농축액(이란 또는 대만) 및 폴리덱스트로스(식이섬유)를 사용하였다. 상기 실시예 2에서 얻어진 식초발효액에 전체 중량 대비 사과농축액 15 중량%, 구연산 1 중량%, 석류농축액 20 중량%, 폴리덱스트로스 2 중량%를 첨가하여 혼합한 후 정제수를 투입하여 산도 4.5 w/v%의 석류식초를 제조하였다.

석류식초는 80℃ 열교환기를 통해 순간살균을 실시 한 후 1 ㎛의 정밀여과 필터를 통과하여 불순물을 제거하는 여과과정을 실시하였다.

실시예 4: 식초음료 제조

상기 실시예 3에서 제조된 석류식초에 전체 중량 대비 액상과당 18 중량%, 저감미당 7 중량%, 올리고당 5 중량%를 첨가하고 정제수를 투입하여 산도 2.5 w/v%의 석류 식초음료를 제조하였다.

석류 식초음료는 80℃ 열교환기를 통해 순간살균을 실시 한 후 1 ㎛ 및 0.5 ㎛의 정밀여과 필터를 통과하여 불순물을 제거하는 여과과정을 실시하였다.

시험예 1: 관능시험

상기 실시예 4에서 제조된 석류 식초음료를 실험군으로 하고, 대조군으로 곡물을 주원료로 하여 알코올 발효와 표면발효를 실시하여 제조된 식초음료와 과실을 주원료로 하여 알코올 발효와 심부발효를 실시하여 제조된 식초음료를 선정하여 상기 실험군과 대조군에 대한 관능시험을 수행하였다.

29명의 주부패널을 대상으로 실험군의 식초 및 대조군의 식초를 정제수에 4배 희석하여 주부패널에게 음용하도록 하여 1-7점 척도로 관능시험을 수행하고 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

평가항목은 식초음료의 외관 기호도, 맛 기호도, 후미(뒷맛) 기호도, 색상 적당도, 단맛 적당도, 신맛 적당도, 전체 기호도로 하였다. 또한, 관능시험 완료 후 구입 선호도를 평가하였다.

* 적당도1) : 각 속성이 적당한 정도에 해당되면 [4=적당]으로 표시, 그러나 평균이 4.0보다 유의적(α=0.05)으로 크면 [4<강함], 작으면 [4>약함]으로 표시함.

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 옥수수 유래 액상포도당을 원료하여 알코올 발효 및 초산발효(심부발효)를 통하여 식초를 제조하는 경우, 곡물 또는 과실을 원료하여 제조된 식초보다 관능성(특히, 발효취로 감소로 인한 식초맛의 향상)이 매우 향상됨을 알 수 있었다.

Claims (8)

1. 다음 단계를 포함하는 식초 제조 방법:
   (a) 옥수수(Zea mays L.) 유래의 액상포도당이 포함된 수성 배지에 효모를 접종하여 알코올 발효시킨 후 알코올 발효액을 수득하는 단계; 및
   (b) 상기 단계 (a)로부터 수득된 ⅰ)알코올 발효액 또는 ⅱ) 알코올 발효액및 과실 농축액이 포함된 수성배지에 초산균을 접종하여 심부발효시키는 단계.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 효모는 사카로마이스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae), 사카로마이스 바야누스(Saccharomyces bayanus) 또는 사카로마이스 파스토리아누스(Saccharomyces pastorianus)인 것을 특징으로 하는 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 수성 배지는 함수결정포도당, 인산암모늄, 인산칼륨, 황산마그네슘 및 효모 추출물로 구성된 군으로부터 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 수성 배지는 1-10 중량%의 효모를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 초산균은 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti), 아세토박터 세레비시에(Acetobacter cerevisiae), 아세토박터 시비논젠시스(Acetobacter cibinongensis), 아세토박터 에스투넨시스(Acetobacter estunensis), 아세토박터 인도네시엔시스(Acetobacter indonesiensis), 아세토박터 리퀘파시엔스(Acetobacter liquefaciens), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 아세토박터 말로룸(Acetobacter malorum, 아세토박터니트로겐니피젠스(Acetobacter nitrogenifigens), 아세토박터 오에니(Acetobacter oeni), 아세토박터 오리엔탈리스(Acetobacter orientalis), 아세토박터 오를린넨시스(Acetobacter orleanensis), 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus), 아세토박터 퍼옥시단스(Acetobacter peroxydans), 아세토박터 포모룸(Acetobacter pomorum), 아세토박터 시지지이(Acetobacter syzygii), 아세토박터 트로피칼리스(Acetobacter tropicalis), 글루콘아세토박터 자일리누스(Acetobacter xylinus)균인 것을 특징으로 하는 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 식초발효액에 과실농축액, 산도조절제 및 기능성 원료로 구성된 군으로 선택된 하나 이상의 첨가물을 첨가시키는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
   
7. 상기 제 1 항 내지 제 6 항의 방법 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조된 식초.
   
8. 상기 제 1 항 내지 제 6 항의 방법 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조된 식초에 당류를 혼합하여 제조된 식초음료.

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