KR20120071596A

KR20120071596A - 아스퍼길루스 오리제를 이용한 속성 단용누룩 제조법과 이를 이용한 속성 단용누룩

Info

Publication number: KR20120071596A
Application number: KR1020100133205A
Authority: KR
Inventors: 여수환; 백성열; 최지호; 최한석; 최혜선; 정석태; 조영목; 김주연; 이복섭; 이승화; 이영혜; 전진아
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2012-07-03
Also published as: KR101303748B1

Abstract

본 발명은 단일균을 이용한 속성 단용누룩 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 누룩을 빚기 위한 시설과 장비 없이 단일균을 이용하여 원료별로 4종류의 속성누룩을 4일 만에 완성 가능한 제조방법을 제공한다. 즉, 4종류의 서로 다른 원료를 이용하여 다양한 산미와 향을 제공하고 1개월 이상 걸리는 누룩 제조공정을 4일로 단축시킴과 동시에 발효제의 과학화 및 품질 표준화를 완성한 속성 단용누룩의 제조방법에 관한 것이다.

Description

아스퍼길루스 오리제를 이용한 속성 단용누룩 제조법과 이를 이용한 속성 단용누룩{A quick nuruk manufacturing method using Aspergillus oryzae and a quick nuruk thereby}

본 발명은 단일균을 이용한 속성 단용누룩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 큰 설비 없이 짧은 기간 동안 단일균을 이용한 속성누룩 제조법을 제공하고, 원료 특성을 살린 향미뿐만 아니라 1개월 이상 걸리는 누룩제조 공정을 단축시킴으로서 원료별, 속성 단용누룩 제조 기술의 과학화 및 품질 표준화에 관한 것이다.

누룩이란 곡물, 흔히 소맥(밀)을 분쇄하여 원형 또는 사각형으로 만들어 미생물을 자연적으로 접종?번식시켜 건조시킨 한국의 전통곡자로서 술 제조에 쓰이는 발효제(Fermented agent)의 일종이다. 밀의 분쇄도에 따라 분곡, 조곡 및 초국으로 나누며 분곡은 밀을 가루 내어 덩어리로 만든 누룩으로 주로 약주에 쓰이고, 조곡은 밀을 거칠게 갈아서 덩어리로 만든 누룩으로 주로 탁주, 소주용으로 쓰인다. 또한, 초국은 여귀 잎, 닥나무 잎 등 약초를 넣거나 그 즙에 반죽하여 덩어리로 만든 누룩으로 주로 향약주용으로 쓰인다. 사용되는 원료의 종류(밀, 쌀, 보리, 옥수수, 녹두, 콩, 팥, 귀리, 조, 수수 등)와 누룩의 형태(원형, 주먹형, 계란형, 고리형, 사각형)에 따라 다양한 누룩이 쓰인다.

우리나라에서는 '고려도경'에서 처음 누룩에 관한 기록이 보이는데 삼국사기, 삼국유사 등의 문헌에 우리술 관련 기록이 보이고 있는 것으로 미루어 삼국시대 전후에 누룩이 있었을 것으로 추측된다. 한말(韓末)에 이르러서는 곡물로 가루 내어 덩어리로 만든 분국(粉麴), 곡물을 거칠게 갈아서 덩어리로 만든 조국(粗麴)으로 나누어 용도를 달리하였는데 함경도 지방에서는 귀리, 겉보리, 피 등을 술지게미(주박)와 섞어서 찐 것을 원료로 하기도 하였다.

누룩을 분류하면 곡물을 가루 낸 다음 뭉쳐서 만드는 병국(餠麴:떡 누룩)과 곡물의 낟알이 흩어져 있는 상태로 만든 산국(散麴:흩임 누룩)으로 구분되는데, 주로 이용이 많이 된 것은 병국이었다. 병국은 가루를 직접 사용하는 경우가 많았고 물이나 즙액에 우려내는 경우(물 누룩)도 있다. 요즈음에는 곡물의 가루로 만든 분국과 곡물을 거칠게 갈아서 만든 조국으로 나누어 그 용도를 달리하고 분국은 약주, 과하주용으로 쓰이고 조국은 탁주, 소주용으로 쓰인다.

우리술인 약?탁주제조는 누룩을 이용하여 곡류를 글루코스로 당화시키는 방법으로서 유럽 및 구미의 주류 제조법과는 다른 방법이다. 이것에 반하여, 유럽에서는 맥아(엿기름)에 의해 당화하는 방법이 취해지고 있다.

누룩은 증자하지 않은 날곡류 분쇄물, 밀기울 등에 수분을 30% 내외로 가한 다음, 성형?발효시켜 만든 것으로 여러 종류의 양조미생물들이 증식하고 이들에 따라 그 대사물질로 갖가지 효소들도 생산하게 되는 것으로 우리술 제조에 매우 중요하다. 전통 누룩 제조방법은 자연발효에 의한 경험적 제조로 생산비 및 인건비 증가와 더불어 발효기술의 취약으로 제조된 누룩 품질이 균일하지 않고, 발효과정에 누룩이 썩는 등 좋은 누룩을 만들 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명자들은 생산비와 인건비를 절감하면서 품질이 균일한 누룩 제조방법을 연구하던 중, 종래 누룩 제조방법의 문제점을 보완하여 품질이 균일하면서 아울러 단기간(4일)에 완성 가능한 속성 단용누룩 제조방법을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 우수한 양조미생물을 단일균으로 이용하여 품질이 균일하고 속성 단용누룩을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 원료를 준비하는 단계; 준비된 곡류 원료에 물과 황국균 액체종국(아스퍼길루스 오리제, Aspergillus oryzae)을 혼합하여 액국 혼합물을 제조하는 단계; 상기 액국 혼합물을 반죽하여 압출성형 없이 살균한 스테인리스 트레이에서 배양하는 단계;를 포함하는 누룩 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 누룩 제조방법에 의하면 발효공정이 단축된 속성 단용누룩 제조기술 보급으로 농가소득 증대에 기여하고 지역 특산명주의 브랜드화 및 전통주산업 발전에 기여하며 속성 단용누룩의 품질 규격화, 과학화로 우리술의 대외적 인지도 제고 및 경쟁력을 향상시키는 효과를 발휘한다.

도1은 속성 단용누룩의 제조 공정도를 나타낸 것이다.
도2는 원료별로 황국균을 접종하여 제조한 속성 단용누룩을 나타낸 것이다.(1;밀기울, 2;밀기울+쌀+녹두, 3;쌀가루, 4;파쇄 밀)

이하 본 발명을 상세히 설명하면 하기와 같다.

본 발명에서는 1)곡물 원료를 세척한 후, 물에 침지시켜 물이 충분히 흡수될 수 있도록 불린 다음, 물 빼기과정을 거쳐 원료를 준비하는 단계; 2)상기 곡류 원료에 물을 혼합하고 황국균 액체종국을 살포하여 액국 혼합물을 제조하는 단계; 및 3)상기 액국 혼합물을 스테인리스 트레이에서 발효시킨 후 건조, 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 속성 단용누룩 제조방법을 제공한다.

상기 곡물 원료는 밀기울, 쌀가루, 파쇄 밀 또는 밀기울? 쌀?녹두 혼합물일 수 있는데 이러한 곡물들을 당화력이 매우 높게 때문에 일면 발효기간을 단축시키는 역할을 하게 된다.

상기 곡물 원료를 맑은 물이 나올 때까지 깨끗이 씻은 후, 10~60℃, 바람직하게는 30~40℃에서 6~24시간 침지시켜 물을 충분히 흡수시킨 다음 1~3시간동안 물 빼기 과정을 거친 원료를 이용하여야 한다.

상기 액국 혼합물은 곡류 원료에 곡물 원료 100중량부에 대하여 80~120중량부의 물을 혼합하고 황국균 액체종국을 곡류 원료 100중량부에 대하여 18~22중량부를 첨가하여 제조하는데 상기 황국균 액체종국이 18중량부 미만이면 기대하는 발효효과를 얻기 어렵고 22중량부 초과시에는 생산비용 등 경제성을 고려할 때 비효율적이어서 바람직하지 못하다.

상기 황국균은 누룩 곰팡이의 일종으로 누룩 곰팡이에서 분비되는 각종 가수분해효소에 의해, 원료 곡식 중의 전분, 단백질 등의 고분자화합물은 저분자화되게 된다. 본 발명에서의 황국균은 발효시 최상품의 누룩에서 가장 많이 자라고 향취가 가장 적합한 것을 선별하여 액체종국으로 제조하여 상기 곡물원료와 물이 혼합된 혼합물에 접종하였는바, 위생적이고 인체에 유해한 부패균 등의 잡균의 번식을 방지하는 효과를 발휘한다.

또한 본 발명에서는 단일균을 첨가하기 때문에 다른 잡균의 오염을 현저히 낮출 수 있어 항상 균일한 품질의 속성 단용누룩을 만들 수 있게 되었다.

상기 발효는 유기물이 미생물작용에 의해 분해 및 변화하는 현상으로 좁은 뜻으로는 당질이 미생물에 의해 무산소적으로 분해하는 현상이며 넓은 뜻으로는 미생물에 의한 유용한 물질생산이다.

상기 발효의 특징은 속성 단용누룩은 만들기가 쉽고 압출성형단계가 없어 분쇄과정을 생략할 수 있도록 하기 위해, 액국 혼합물을 원료와 혼합하여 스테인리스 트레이에 넣어 두께가 0.3~1cm가 되도록 하여 32~38시간 배양하는 것을 특징으로 하는데, 누룩제조 기간을 단축시키며 압출성형 장비 없이도 누룩제조가 가능하게 되어 생산비 등의 비용 절감효과가 우수하여 매우 경제적으로 속성 단용누룩을 제공할 수 있게 되었다. 누룩을 두껍게 성형하면 발효기간이 길고 표면부위와 내부의 품질 차이가 많아 얇게 성형하는 것이 바람직하다. 누룩 두께가 발효 중의 건조 정도를 결정하여 품질에 크게 영향을 미치므로 중요한 요소이다. 상기에서 설명한 바와 같이 0.3~1 cm가 되도록 함이 바람직하다. 왜냐하면 두께가 0.3 cm 미만이면 건조가 빨라서 적정한 발효효과를 기대하기 어렵고 1 cm 초과하면 건조기간이 길어 비경제적이다. 아울러 발효온도는 28~30℃에서 실시하는데 28℃미만이면 기대하는 발효효과를 얻기 어렵고 30℃ 초과 시에는 잡균번식 등의 문제가 생길 수 있다.

이하, 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.

[실시예] 아스퍼길루스 오리제(Aspergillus oryzae)를 이용한 속성 단용누룩 제조방법

속성누룩의 제조조건

번 호	사용 균주	원 료(중량%)
1	Aspergillus oryzae	밀기울 100%
2		밀기울 50%, 쌀 30%, 녹두 20%
3		쌀가루 100%
4		파쇄 밀 100%

1. 밀기울, 쌀 및 녹두를 혼합한 원료를 이용한 속성 단용누룩 제조

밀기울 500 g, 분쇄한 쌀가루 300 g과 분쇄한 녹두가루 200 g를 1차 혼합한 후, 상기 원료 100중량부에 대하여 100중량부의 물을 가한 다음, 황국균 액체종국을 원료량의 20중량부 접종하여 혼합하고, 살균한 스테인리스 트레이에서 온도 30℃에서 36시간 배양하여 속성 단용누룩을 제조하였다.

발효기간은 황국균을 접종한지 6시간 지나 누룩의 품온이 오르기 시작하였고 18시간이 지나면서 차츰 떨어져 24시간이 지나면서 후발효로 이어져 36시간 경과 시 발효가 완료되었다.

제국된 누룩을 출국하여 50℃에서 8시간 건조시킨 후, 제품으로 완성되었고 효소활성을 유지하기 위해, 4℃ 저온실에 보존하였다.

본 실시예에 따른 누룩은 표3에서 나타난 바와 같이 효소학적으로 우수한 특성을 보여 주었다.

2. 밀기울, 쌀가루 또는 파쇄밀을 원료로 이용한 속성 단용누룩 제조방법

상기 각각의 원료를 상기와 동일한 방법으로 제조하여 3종류의 속성 단용누룩을 제조하였다.

[시험예] 속성누룩의 품질특성

다양한 속성 단용누룩의 일반성분 분석

번 호	사용 균주	추출물 pH	산 도 (0.1N NaOH ml/10ml)	아미노산도 (0.1N NaOH ml/10ml)	환원당 (mg/g)
1	Aspergillus oryzae	5.82	2.6	6.0	19.8
2		6.24	1.1	7.0	48.6
3		6.42	0.1	1.0	78.85
4		6.02	1.2	7.0	74.1

제조된 밀기울 누룩(No. 1)은 pH가 가장 낮았지만, 산도는 가장 높았다. 아미노산도는 쌀가루 100중량%로 만든 누룩(No. 3)을 제외하면 원료에 따른 뚜렷한 차이는 없었다. 환원당은 쌀가루 누룩(No. 3)이 가장 높았고(78.85) 밀기울 누룩(No. 1)에서 가장 낮았다(19.8, 표 2).

효소학적 특성 분석

번 호	사용 균주	a-amylase (units/g)	Glucoamylase (units/g)	Acidic protease (units/g)
1	Aspergillus oryzae	22,855.1	12,767.4	168
2		15,229.2	10,196.6	282.4
3		1,317.5	857.3	59.4
4		36,450.8	13,464.0	383.6

1) a-amylase 활성측정

a-amylase활성은 입국(koji) 10 g에 염화나트륨 용액 50 ml를 가하여 저온에서 하룻밤 또는 실온에서 3시간 때때로 흔들어 침출한 후, 여과한 액을 희석하여 조효소액을 제조하였다. 1% 전분용액 2 ml을 시험관에 취해, 40℃에서 5분간 예열한 후, 효소액 0.1 ml을 가해서 반응을 개시한 다음, 반응액 중에서 0.1 ml씩 피펫으로 0.5 혹은 1분 간격으로 요오드용액 10 ml을 넣어둔 시험관에 넣어 혼합하였다. 생성된 색을 25에서 유지하다가 10 mm 비색관을 사용하여 670 nm색을 비교하고 투과율 T%를 측정하였다. 효소 활성(unit)은 Wohlgemuth value에 준한 아래식으로 산출하였다.

U(units/g)={12.75×(T 30 min - T 0 min)/30 min} × 희석배수

T30min : 30분간 효소반응을 시킨 후의 투과도

T0min : 효소반응을 시키기 전의 투과도

2) Glucoamylase 활성측정

Glucoamylase 활성은 전분용액 1 ml에 0.2 M 초산완충액 0.2 ml를 가해서 40℃에서 5분간 예열한 후, 효소액 0.1 ml를 가해서 40℃에서 20분간 반응시켰다. 1 N 수산화나트륨용액 0.1 ml을 첨가하여 반응을 정지시킨 후 30분간 방치하고 1 N 염산용액 0.1 ml를 가해 중화하였다. 별도로 대조구는 전분용액 1 ml에 0.2 M 초산완충액 0.2 ml을 가해, 40℃에서 5분간 예열하였다. 대조구는 시료와 동일하게 1 N 염산용액 0.1 ml를 가해 중화시켰다. 효소활성은 DNS법으로 환원당을 측정하여 생성된 포도당량으로 하였다. Glucoamylase활성은 가용성 전분으로부터 40℃에서 60분간 1 mg의 포도당을 생성하는 활성을 1 unit로 하였으며, 시료 1 g의 glucoamylase활성은 다음의 식에서 구하였다.

효소활성(unit/g)

=생성 포도당량(mg)×60/20(반응시간)×1/0.1(효소량)×100/10(추출률)

3) 산성 단백질 분해효소 활성 측정

Acidic protease(PU) 활성은 시료 10 g에 염화나트륨 용액 50 ml를 가해서 저온실 (4℃)에서 하룻밤 또는 실온(15-20℃)에서 3시간 때때로 흔들어 침출한 후, 여과하였다. 이 여액 10 ml을 투석막에 넣어 10~2 M 초산완충액에서 하룻밤 투석(4℃)한 후, 그 효소액을 희석하여 조효소액으로 하였다. 카제인 용액 1.5 ml에 pH 3.0 맥바인 완충액 1.0 ml와 조효소액 0.5 ml를 넣고 40℃에서 60분간 반응시킨 후, TCA용액 3 ml을 가해 반응을 정지시키고 침전을 제거하였다. 이 액 1 ml에 탄산나트륨용액 5 ml와 페놀시약 1 ml을 가해서 40℃에서 30분간 발색시킨 후, 660 nm에서 흡광도를 측정 하였다. 별도로 대조구로는 TCA용액을 가하기 직전에 효소액을 첨가하여 이하 위의 방법과 동일하게 하여 흡광도를 측정하여 아래식에 의해서 효소활성을 구했다.

효소활성(unit/g)=y×6/1(반응액량)×1/0.5(효소액량)×100/10(추출률)

4) 효소학적 특성 분석 결과

롤러 밀로 파쇄한 밀 100중량% 누룩(No. 4)의 효소활성은 다른 곡물로 만든 누룩(No. 1, 2, 3)보다 a-amylase(27.7배), glucoamylase(15.7배), acidic protease(6.5배) 활성이 가장 높았다.

색차계 분석

번 호	Hunter's color value¹ ⁾
번 호	L	a	b
1	60.07	3.94	20.96
2	64.39	3.53	22.37
3	81.69	0.96	17.68
4	67.76	4.13	25.53

¹⁾L : Degree of whiteness (white +100 0 black). a : Degree of redness

(red +10080 green). b : Degree of yellowness (yellow +7080 blue).

표 4에서 보는바와 같이 색도 중 L값(백색도)은 쌀가루 100중량%(No. 3)에서 81.69로 높았고 a값(적색도)은 쌀가루 100중량%(No. 3)에서 0.96으로 가장 낮은 수준이었으며, b값(황색도)은 No. 3(17.68)을 제외하면 시료 간에 큰 차이는 나타나지 않았다.

4종류 속성누룩의 유기산 분석

유 기 산	유기산의 양 (mg/100g, w/w)
유 기 산	1	2	3	4
Oxalic acid	2.52	27.68	-	-
Citric acid	-	345.44	3.84	234.38
Malic acid	-	977.16	61.7	736.34
Succinic acid	67.4	785.74	66.78	503.98
Acetic acid	-	-	7.66	128.88
Formic acid	-	370.7	233.12	312.3
Lactic acid	-	45.4	-	34.58
Fumaric acid	2.92	862.0	18.2	75.42
Ascorbic acid	-	126.76	16.36	4.14
Isobutryric acid	37.8	62.76	-	-
Butyric acid	-	-	-	-
Propionate	-	628.26	-	106.5
Kojic acid	-	-	-	-
Tartaric acid	-	88.52	3.94	41.24

HPLC(High Performance Liquid Chromatography, LC-20A Prominence, Shimadzu Co., Japan)로 분석한 개발 누룩의 유기산 성분을 표 5에 나타내었다. No. 2(혼합 : 밀기울 50중량%+쌀 30중량%+녹두 20중량%)와 No. 4(파쇄 밀 100중량%) 누룩에서 사과산(malic acid)이 주성분으로 가장 높게 나타났으며 succinic, citric, formic, fumaric acid 순으로 낮은 함량을 보였다. 특히, No. 1(밀기울 100중량%) 누룩의 유기산 중 호박산(succinic acid, 67.4 mg%)가 주성분으로 높게 나타났으며 isobutyric acid외에는 극미량 존재하거나 검출되지 않았다.

No. 3(쌀가루 100중량%) 누룩의 유기산 중 개미산(formic acid)이 주성분(233.12 mg%)이고 butyric, kojic acid는 검출되지 않았다. 이상의 결과를 살펴보면, 서로 다른 4종류의 곡류 원료로 만든 속성 단용누룩의 주성분은 malic, succinic, formic 및 furmaric acid로 주류 제조시 독특한 산미와 향을 제공할 것으로 보인다.

Claims

곡류 원료에 곡류 원료 100중량부에 대하여 80~120중량부의 물을 가하는 단계; 상기 물을 가한 곡류 원료에 황국균 액체종국을 곡류 원료 100중량부에 대하여 18~22중량부를 접종하여 반죽한 액국 혼합물을 제조하는 단계; 상기 액국 혼합물을 압출성형기기에 의한 압출성형 없이 스테인리스 트레이에 0.3~1 cm 두께로 펼쳐서 28~30℃에서 32~38시간 발효시키는 단계;를 포함하는 것으로서 글루코아밀라아제(Glucoamylase) 함량이 850~13,500 units/g인 것을 특징으로 하는 아스퍼길루스 오리제(Aspergillus oryzae)를 이용한 속성 단용누룩 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 곡류 원료는 밀기울이고 유기산 중 호박산(succinic acid)함량이 60~70 mg%인 것을 특징으로 하는 아스퍼길루스 오리제(Aspergillus oryzae)를 이용한 속성 단용누룩 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 곡류 원료는 밀기울, 쌀 및 녹두의 혼합물이고 유기산 중 사과산(malic acid)함량이 950~1,000 mg%, 푸마르산(fumaric acid)함량이 850~900 mg%인 것을 특징으로 하는 아스퍼길루스 오리제(Aspergillus oryzae )를 이용한 속성 단용누룩 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 밀기울, 쌀 및 녹두의 혼합물은 밀기울 50중량%, 쌀30중량% 및 녹두 20중량%인 것을 특징으로 하는 아스퍼길루스 오리제(Aspergillus oryzae)를 이용한 속성 단용누룩 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 곡류원료는 쌀가루이고 유기산 중 개미산(formic acid)함량이 200~250 mg%인 것을 특징으로 하는 아스퍼길루스 오리제(Aspergillus oryzae)를 이용한 속성 단용누룩 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 곡류 원료는 파쇄된 밀이고, 유기산 중 사과산(malic acid)함량이 700~750 mg%이고 호박산(succinic acid)함량이 500~520 mg%인 것을 특징으로 하는 아스퍼길루스 오리제(Aspergillus oryzae)를 이용한 속성 단용누룩 제조방법.
곡류 원료에 곡류 원료 100중량부에 대하여 80~120 중량부의 물을 가한 후, 황국균(Aspergillus oryzae) 액체종국을 곡류 원료 100중량부에 대하여 18~22 중량부를 접종하여 반죽한 액국 혼합물을 압출성형기기에 의한 압출성형 없이 스테인리스 트레이에 0.3~1 cm두께로 펼쳐서 28~30℃에서 32~38시간 발효시키는 것으로서 글루코아밀라아제(glucoamylase)함량이 850~13,500 units/g인 것을 특징으로 하는 아스퍼길루스 오리제(Aspergillus oryzae)를 이용한 속성 단용누룩.
제 7항에 있어서, 상기 곡물 원료는 밀기울, 쌀가루, 파쇄 밀 또는 밀기울?쌀?녹두혼합물인 것을 특징으로 하는 아스퍼길루스 오리제(Aspergillus oryzae)를 이용한 속성 단용누룩.
제 8항에 있어서, 상기 밀기울?쌀?녹두혼합물은 밀기울 50중량%, 쌀 30중량% 및 녹두 20중량%인 것을 특징으로 하는 아스퍼길루스 오리제(Aspergillus oryzae)를 이용한 속성 단용누룩 제조방법.