KR20120115736A - 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 발효마카를 함유하는 발효유 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 미생물을 배양하는 제1단계; 마카분말, 올리고당 및 정제수를 포함하여 제조한 마카 조성물을 배지로 제조하는 제2단계; 상기 배지를 살균한 후 냉각시키는 제3단계; 상기 냉각이 완료된 배지에, 상기에서 배양한 미생물을 접종하여 발효시킨 후 여과하여 발효 마카액을 제조하는 제4단계; 상기에서 배양된 미생물을 이용하고, 당을 첨가하여 제조된 액상 요구르트를 제조하는 제5단계; 및 상기 제조된 액상 요구르트와 발효 마카액을 85?90:10?15의 비율로 혼합하는 제6단계;를 포함하는, 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물의 제조방법과, 액상 요구르트와, 미생물에 의하여 발효된 발효 마카액을 85?90 : 10?15의 비율로 포함하는, 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 발효유 조성물은 액상 요구르트에 발효 마카액을 혼합하여 발효유를 제조하게 됨으로써 마카의 생리활성성분의 함량 및 인체 흡수율을 현저히 개선할 수 있게 되고, 그 맛과 향미가 개선되어 기호도와 음용성을 향상시키면서도, 요구르트 자체의 효능과 발효 마카에 의한 효능이 상승작용을 하게 되는 효과가 있다.

Description

발효 마카를 함유하는 발효유 조성물 및 이의 제조방법{Yogurt composition comprising fermented maca and method for manufacturing the same}

본 발명은 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미생물에 의해 발효된 마카와 발효유를 주성분으로 포함시켜, 생리활성물질의 함량 및 인체 흡수율을 높이고, 마카의 독특한 맛을 개선하고, 마카와 발효유를 혼합하여 발효유만을 섭취할 때보다 더욱 인체 건강에 유익한 효과를 나타내게 한 발효마카를 함유하는 발효유 조성물 및 그 제조법에 관한 것이다.

마카(Lepidium meyenii Walp)는 남미 페루의 안데스산맥 해발 4.000미터 이상의 고지를 원산으로 하는 십자화과 식물로서, 페루의 인삼이라고 알려져 있다. 상기 마카는 고지의 혹독한 기후 속에서 자생하는 식물이며 영양가가 높은 식품으로 안데스 고지에서 기원전 2000년 전부터 재배되고 있다.

이러한 마카는 단백질, 불포화 지방산 및 미네랄이 풍부하며, 특히 마카분말은 탄수화물 55-60％, 단백질 9-12％, 지질 1-2％, 섬유질 8-9％, 다량의 필수아미노산, 철분 및 칼슘등을 함유하는 영양식품으로 알려져 있다. 또한 상기 성분 이외에도 마카는 리놀렌산(Linolenic acid), 팔미트산(Palmitic acid) 및 올레인산(Oleic acid)과 같은 중요 지방산, 그리고 식물성 스테롤 및 미네랄도 다량 함유하고 있으며, 마카의 지표성분에는 마카엔(macaene)이나 마카마이드(macamide)와 같은 다른 식물에서는 발견되지 않는 고유의 불포화지방산이 존재하고, 이러한 성분들은 생리활성을 지니는 것으로 보고되고 있다. 특히 마카의 글루코시놀레이트(glucosinolate) 함량은 다른 십자화과 작물의 100배에 달하고, 이는 면역시스템을 조절하고 항암작용을 한다고 보고된 바 있다.

또한 발효유는 우유, 산양유, 면양유, 마유 등에 유산균 단독 또는 두가지 이상의 균을 배양 발효시킨 것으로 약간의 산미와 청량감이 있으며 그 종류는 매우 다양하다. 특히 발효유는 유산균을 배양시켜 만드는 과정에서 단백질이 분해되어 필수아미노산 함량이 증가되고 동양인에게는 소화성이 나쁜 우유의 유당을 글루코스와 갈락토스로 분해해 소화 흡수가 용이하게 하며 유산균이 배양 중에 생성한 물질이 인체 건강에 직간접적 효과를 나타내고 있어 예로부터 장수 건강식품으로 널리 알려지면서 그 소비가 세계적으로 증가하는 추세를 보이고 있다. 뿐만 아니라, 최근에는 이러한 발효유의 관능적 측면의 강화와 추가적인 생리활성 기능을 부여하기 위해 인삼, 녹차, 헛개나무 추출물 등을 함유하는 기능성 식품으로서 발효유가 개발, 시판되고 있다.

이에, 본 발명에서는 기능성 식품으로서 발효유를 제공할 수 있도록 하기 위하여 발효마카를 함유하는 발효유 조성물과 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 미생물을 배양하는 제1단계; 마카분말, 올리고당 및 정제수를 포함하여 제조한 마카 조성물을 배지로 제조하는 제2단계; 상기 배지를 살균한 후 냉각시키는 제3단계; 상기 냉각이 완료된 배지에, 상기에서 배양한 미생물을 접종하여 발효시킨 후 여과하여 발효 마카액을 제조하는 제4단계; 상기에서 배양된 미생물을 이용하고, 당을 첨가하여 제조된 액상 요구르트를 제조하는 제5단계; 및 상기 제조된 액상 요구르트와 발효 마카액을 85?90:10?15의 비율로 혼합하는 제6단계;를 포함하는, 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물의 제조방법을 제공한다.

바람직하게는 본 발명의 제조방법에 있어서 상기 미생물은 락토바실러스속, 스트렙토코쿠스속, 페디오코쿠스속, 아세토박터속, 류코노스톡속 및 사카로미세스속 미생물으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 미생물인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는 상기 제2단계에서 제조되는 마카 조성물에 혼합되는 마카분말과 올리고당 및 정제수는 55-70: 0.5-5: 30-45의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는 상기 제3단계는, 상기 배지를 90?130℃에서 20?30분 동안 살균한 후, 이를 25?35℃로 냉각시키는 단계인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 액상 요구르트와, 미생물에 의하여 발효된 발효 마카액을 85-90: 10-15의 비율로 포함하는, 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물을 제공한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하여 제조되는 발효유 조성물은, 액상 요구르트에 발효 마카액을 혼합하여 발효유를 제조하게 됨으로써 마카 성분이 97％이상 흡수되게 되어 마카의 생리활성성분의 함량 및 인체 흡수율을 현저히 개선할 수 있게 되고, 그 맛과 향미가 개선되어 기호도와 음용성을 높이는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 발효유 조성물은 마카 조성물을 이용하여 제조한 발효 마카액이 함유됨으로써 마카 특유의 냄새와 맛이 발효에 의하여 감소되고, 액상 요구르트의 향미로 개선할 수 있게 되어 음용이 용이하게 될 수 있게 하는 효과를 가져오게 된다. 또한, 이러한 본 발명의 발효유 조성물은 요구르트 자체의 효능과 발효 마카에 의한 효능이 상승작용을 하여 뛰어난 기능성 식품으로 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 발효유 조성물의 제조공정도를 나타낸 것이다.

이하 본 발명을 자세히 설명한다.

일 양태로서, 본 발명에 따른 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물의 제조방법은 미생물을 배양하는 제1단계; 마카분말, 올리고당 및 정제수를 포함하여 제조한 마카 조성물을 배지로 제조하는 제2단계; 상기 배지를 살균한 후 냉각시키는 제3단계; 상기 냉각이 완료된 배지에, 상기에서 배양한 미생물을 접종하여 발효시킨 후 여과하여 발효 마카액을 제조하는 제4단계; 상기에서 배양된 미생물을 이용하고, 당을 첨가하여 제조된 액상 요구르트를 제조하는 제5단계; 및 상기 제조된 액상 요구르트와 발효 마카액을 85?90:10?15의 비율로 혼합하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 미생물을 배양하는 제1단계는, 발효유 제조에 필요한 미생물을 배양하는 단계로 그 방법이 특별히 한정되지는 않는다.

예를 들면, PD(poly dextrose) 배양액(broth)과 같은 적절한 배양액 내에서 미생물을 1차 배양한 후, 배양액의 양을 단계적으로 상승시키면서, 2차 및 3차 배양하여 스케일업(scale up) 함으로서 배양공정을 진행할 수 있다. 상기와 같은 배양과정에서, 배양액의 종류, 배양조건 및 스케일업의 수준은 특별히 한정되지 않으며, 대상이 되는 미생물 및 목적하는 미생물의 수준에 따라 적절히 선택될 수 있다.

이 때, 바람직하게는 상기 미생물은 락토바실러스속, 스트렙토코쿠스속, 페디오코쿠스속, 아세토박터속, 류코노스톡속 및 사카로미세스속 미생물으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 미생물인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서 상기 마카 조성물을 배지로 제조하는 제2단계는, 마카분말, 올리고당 및 정제수를 혼합하여 제조한 마카 조성물을 배지로 제조하는 단계로, 이 때 조성물에 포함되는 마카의 형태는 특별히 한정되지 않으나, 발효의 용이성 및 효율성의 관점에서 분말 형태인 것이 바람직하다. 상기 마카분말의 제조방법은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 일반적으로 알려진 방법을 제한 없이 사용할 수 있다. 마카분말의 제조 공정의 일례를 들면 하기와 같다.

우선, 마카를 정선, 세척, 살균 및 세절공정을 거친 후에 유동층 건조기에서 1차 건조한다. 그 후, 상기를 약 50메쉬 정도로 분쇄한 후 마카분말을 제조할 수 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에서는 마카분말은 50-80 메쉬의 크기로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2단계에서는 상기와 같은 마카 조성물을 사용하여 배지를 조제하며, 이때 마카 조성물에 혼합되는 마카분말과 올리고당 및 정제수는 55-70: 0.5-5: 30-45의 비율로 혼합되는 것이 바람직하지만 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 마카 조성물은 우유 등의 성분을 추가로 포함할 수 있다. 마카조성물의 함량은 본 발명의 일례에 불과함으로 본 발명에서는 목적하는 용도에 따라 조성물에 포함되는 각 성분의 함량을 자유롭게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 제3단계는 상기 배지를 살균한 후 냉각시키는 단계로, 이 때 살균 및 냉각조건은 특별히 한정되지 않으나 90?130℃에서 20?30분 동안 살균 공정을 수행한 후, 이를 25?35℃로 냉각시킨 다음 발효 공정에 의하여 발효 마카액을 제조할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서 상기 발효 마카액을 제조하는 제4단계는, 상기 살균 및 냉각이 완료된 배지에, 상기 제1단계에서 배양한 미생물을 접종하여 발효시킨 다음, 막여과기로 여과하여 발효마카액을 제조하는 단계이다. 이 때, 발효조건은 35?37℃ 의 발효온도에서 발효조의 회전 속도를 50?70RPM으로 유지시키면서, 7?13일 동안 수행하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 발효조건은 특별히 한정되지 않으며, 목적하는 발효 마카액에 따라 적절히 변경될 수 있다. 또한, 발효 공정의 종료 시점 역시 특별히 한정되지 않으나, 배지 내의 pH의 변화 및 미생물의 배양 상태를 확인하면서, 배지 내의 균수가 g당 약 1억마리 이상이 되는 때에 종료하는 것이 바람직하다. 이는 프로바이오틱스(probiostics)제품의 미생물 균수의 함량 조건이다.

본 발명에 있어 상기 제4단계에서의 발효공정이 종료한 후, 얻어진 발효액에 당류, 포도당 및/또는 정제수 등을 혼합시킨 후, 아세토박터(Acetobacter)속 미생물을 투입하여 추가 발효를 수행할 수도 있다. 이 때 사용될수 있는 아세토박터속 미생물의 예로는 A.아세티(A.aceti), A.비네아세티(A.vineaceti), A.아세토섬(A.asetosum) 및 A.파스테우리넘(A.pasterinum)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 추가 발효시에는 발효조의 온도는 28?35℃ 범위로 유지하며, 저온 발효시키고, 발효조 내의 원료의 분산 및 혼합이 원활히 이루어지며 산소 결핍을 방지할 수 있도록 교반하여 발효를 진행하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어 상기 발효공정이 종료된 후에는 발효 마카액을 분리할 수 있도록, 발효공정 후의 발효액을 0.45 ㎛이하의 막여과기로 여과한 후, 제성하는 단계를 거쳐 발효 마카액을 제조하는 것이 바람직하다. 그러나, 발효 마카액을 분리하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 본 발명에 있어서 상기 액상 요구르트를 제조하는 제5단계는, 우유 또는 탈지유에 상기 제1단계에서 배양한 미생물을 스타터로 하고, 당을 첨가하여 발효시켜 제조하는 단계로 이 분야에서 일반적으로 공지된 방법을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 우유에 당을 첨가하여 미생물인 Lactobacillus bulgalicus와 Lactobacillus acidophilus의 혼합균주를 첨가하여 37-40℃에서 배양기에서 6-7시간 정도 숙성시킨 다음, 여기에 향료나 시럽 등을 가미하여 맛이나 향의 부문에서 역한 부문을 제거하여 요구르트를 제조할 수 있다. 이와 같이 숙성이 완료된 요구르트는 맛과 냄새, 점성 등을 목적하는 용도에 맞게 조절할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 있어서 제6단계는, 상기 제조된 액상 요구르트와 발효 마카액을 85?90:10?15의 비율로 혼합하는 단계로, 이와 같은 비율로 혼합하여야 발효유의 생리활성 성분의 함량 및 인체 흡수율을 현저하게 개선할 수 있게 된다.

다른 양태로서, 본 발명은 액상 요구르트와, 미생물에 의하여 발효된 발효 마카액을 85?90 : 10?15의 비율로 포함하는, 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물에 관한 것으로, 바람직하게는 상술한 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

마카에 전분질이 37％가 포함되어 있어 액상 요구르트에 마카를 첨가하여 섭취할 때 마카 성분의 흡수율도 떨어지므로 마카의 생리활성성분의 손실이 크게 되는데, 상가와 같이 본 발명의 발효유 조성물은 액상 요구르트에 발효 마카액을 혼합하여 발효유를 제조하게 됨으로써 마카 성분이 97％ 이상 흡수되게 되어 마카의 생리활성성분의 함량 및 인체 흡수율을 현저히 개선할 수 있게 된다. 또한, 마카 특유의 냄새와 맛이 발효에 의하여 감소되고, 액상 요구르트의 향미로 개선할 수 있게 되어 음용이 용이하게 될 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따르는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기에 제시된 실시예에 한정하는 것은 아니다.

＜실시예 1＞ 미생물의 배양.

락토바실러스속 미생물(Lactobacillus bulgaricus)을 20ml의 PD배양액에 접종하고, 온도를 약 30℃로 유지 하면서, 48 시간동안 1차 배양시켰다. 이어서 1차 배양과정에서 계대 배양된 시드(seed)를 100ml의 PD 배양액에서 2차 계대 배양시킨 후, 이를 100L 의 PD 배양액에서 3차 스케일업 시킴으로써, 미생물의 배양을 완료하였다.

＜실시예 2＞ 발효 마카액의 제조

60kg의 마카 분말, 2kg의 올리고당 및 40kg의 정제수를 사용하여 제조한 마카 조성물로 배지를 조제하고, 이를 발효조 내부에서 약110℃ 정도에서 30분간 살균 시켰다. 살균 후 상기 배지를 약 30℃로 냉각시킨 후, 상기 실시예 1에서 제조된 미생물을 이송하여 접종시켰다.

다음으로, 발효조의 온도는 약 30℃ 정도로, 회전속도를 약 60RPM으로 유지하면서, 미생물이 접종된 마카 조성물을 발효시켰다. 상기 발효조 내의 pH 변화 및 미생물의 배양 상태를 확인하면서, 발효조 내의 균수가 1억 마리 이상이 되는 때에 발효를 중지시켰다. 이렇게 발효가 종료된 발효액을 0.45 ㎛이하의 막여과기로 여과하고, 발효 마카액을 조성하였다.

＜실시예 3＞ 요구르트의 제조

12％ 환원 탈지유(skim milk, 서울우유)액을 110℃에서 30분간, autoclave(JS-AC-60, Johnsam co., korea)에서 살균한 후 약 37℃로 냉각한 후, 당을 첨가하여, 상기 실시예 1에서 제조된 미생물을 접종하고, 37℃ 내외의 온도를 유지하면서 배양기에서 6-7시간동안 숙성시켜 액상 요구르트를 제조하였다.

＜실시예 4＞ 발효 마카를 함유하는 발효유의 제조

상기 실시예 2에서 제조한 발효 마카액과, 상기 실시예3에서 제조한 액상 요구르트를 약 10: 90의 비율로 혼합하여 줌으로써 발효 마카를 함유하는 발효유를 제조하였다.

＜비교예 1＞ 발효유의 제조

대조를 위하여, 마카 분말과 정제수를 1: 1로 혼합하고 올리고당을 가미하여 마카 조성물을 제조하고, 마카조성물과 실시예 3의 방법으로 제조한 액상 요구르트를 10: 90의 비율로 혼합하여 줌으로써 마카를 함유하는 발효유를 제조하였다.

＜시험예 1＞ 발효유 조성물의 관능평가

상기 실시예 4에서 제조된 발효 마카를 함유하는 발효유와, 비교예 1에서 제조된 마카를 함유하는 발효유의 음용성을 조사하기 위하여, 건강한 남성 10명 및 여성 10명에게 일정량의 시료를 마시게 한 후, 색, 맛, 향을 채점하여 종합 평가하였다.

(1-------------------5-------------------10)

아주나쁨 보 통 아주좋음

평가 결과, 마카를 함유하는 발효유의 경우에는 마카 특유의 비린 맛과 향이 있고, 발효유 자체의 산미가 적어 음용이 좋지 않다는 평가가 있었고, 발효 마카를 함유하는 발효유의 경우에는 마카 특유의 비린 맛이 거의 없고, 음용시 목 넘김이 좋았으며, 발효유 고유의 산미를 느낄 수 있다는 평이 대부분이었다.

Claims (6)

1. 미생물을 배양하는 제1단계;
   마카분말, 올리고당 및 정제수를 포함하여 제조한 마카 조성물을 배지로 제조하는 제2단계;
   상기 배지를 살균한 후 냉각시키는 제3단계;
   상기 냉각이 완료된 배지에, 상기에서 배양한 미생물을 접종하여 발효시킨 후 여과하여 발효 마카액을 제조하는 제4단계;
   상기에서 배양된 미생물을 이용하고, 당을 첨가하여 제조된 액상 요구르트를 제조하는 제5단계; 및
   상기 제조된 액상 요구르트와 발효 마카액을 85?90:10?15의 비율로 혼합하는 제6단계;를 포함하는, 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 미생물은 락토바실러스속, 스트렙토코쿠스속, 페디오코쿠스속, 아세토박터속, 류코노스톡속 및 사카로미세스속 미생물으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 미생물인 것을 특징으로 하는 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제2단계에서 제조되는 마카 조성물에 혼합되는 마카분말과 올리고당 및 정제수는 55-70: 0.5-5: 30-45의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제3단계는, 상기 배지를 90?130℃에서 20?30분 동안 살균한 후, 이를 25?35℃로 냉각시키는 단계인 것을 특징으로 하는 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물의 제조방법.
5. 액상 요구르트와, 미생물에 의하여 발효된 발효 마카액을 85?90 : 10?15의 비율로 포함하는, 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 발효유 조성물은 상기 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는, 발효 마카를 함유하는 발효유 조성물.

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