KR20120119185A

KR20120119185A - 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸을 이용하여 참송이 버섯 와인을 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20120119185A
Application number: KR1020110036991A
Authority: KR
Inventors: 이현규; 이수용; 배인영; 박혁구; 김혜원
Original assignee: 세종대학교산학협력단; 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2012-10-30
Also published as: KR101297727B1

Abstract

본 발명은 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸을 첨가하여 참송이 버섯 와인을 제조하는 방법에 관한 것으로, 발효 전에 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸을 첨가하여 발효시킨 결과, 에탄올 함량이 증가하고, 관능적으로도 큰 차이가 없어, 상품성이 우수하고, 영양학적으로도 바람직한 참송이 버섯 와인을 제조할 수 있다.

Description

참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸을 이용하여 참송이 버섯 와인을 제조하는 방법{Method for production of Chamsong-i mushroom wine with soluble β-glucan from Chamsong-i mushroom}

본 발명은 버섯 와인의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸을 이용하여 참송이 버섯 와인을 제조하는 방법에 관한 것이다.

버섯은 항암, 면역증강, 항산화, 콜레스테롤 저하 등 우수한 생리활성 가진 것으로 알려져 있는데, 최근 분 웰빙 열풍과 함께 수요가 확대되어 제약, 화장품, 식품 산업에서 기능성 첨가 원료로 그 활용성이 다변화되는 추세에 있다.

신품종인 참송이 버섯은 표고버섯을 개량하여 육종한 신품종으로서 맛과 향이 자연산 송이와 유사하여 현재 수도권 및 지방의 주요 백화점에서 고가(14,800원/150g)로 판매가 이루어지고 있다.

그러나 생버섯의 특성상 수분을 많이 함유하고 있어 판매처의 상황 등에 의해 저장성에 큰 문제가 생길 우려가 있고, 버섯 생산 시 제품으로 판매되기 저등급 제품이 생산량이 많은 문제가 생길 우려가 있고, 저등급 생버섯의 경우 기능적 차이는 없음에도 외형상 이유로 제품으로 판매되기 어려운 문제점이 있다. 저등급 제품의 경우, 현재 적절한 가공방법이 없어 건조버섯으로 활용하거나 건조버섯을 분쇄하여 천연조미료 등에 사용하는 것이 전부이다.

따라서, 저등급의 참송이 버섯의 새로운 사용처를 개발하는 것은 버섯 농가의 소득 증대 및 농산 부산물의 재활용이라는 측면에서 환경적으로 매우 바람직하다.

한편, 와인(wine)은 그 사전적 의미가 포도를 자연 발효시켜 제조한 발효주를 의미하는데, 최근에는 과일을 발효시킨 과실주를 의미하기도 하며, 더욱 확장된 개념으로 일반적인 발효주를 지칭하는 의미로도 사용되고 있다.

발효주는 발효당을 함유하고 있는 원료에 효모 등의 발효 균주를 접종하여 발효시켜야 제조되는데, 포도 등의 과실을 제외하고는 발효당이 충분하지 않아 발효주로의 제조가 어려운 면이 있다.

따라서, 발효당이 충분하지 않은 원료(예로서, 인삼, 칡 등)는, 발효주 대신 침출주의 형태로 제조하는 것이 일반적이다. 생버섯의 경우도 발효당이 충분하지 않아, 와인 등의 형태로 개발되기에는 기술적 한계를 갖는데, 특히 참송이 버섯을 이용하여 발효주(와인) 형태로 개발한 예는 종래에 없었다.

이에 본 발명은 참송이 버섯을 이용하여 참송이 버섯 와인을 제조하는 방법을 개발하여 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 참송이 버섯의 열수추출액에 효모를 접종하여 발효시킴으로써 참송이 버섯 와인을 제조하는 방법에 있어서, 발효 전에, 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸을 참송이 버섯의 열수추출액에 첨가하는 것을 특징으로 하는 참송이 버섯 와인의 제조방법을 개발하여 제공한다.

본 발명은 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸을 발효 배지가 되는 참송이 버섯의 열수추출액에 발효 전에 첨가함에 특징이 있는데, 발효 전에 첨가하는 경우, 베타글루칸의 첨가량이 증가함에 따라 에탄올 함량이 증가하는 결과가 나타났다.

한편, 본 발명의 참송이 버섯 와인의 제조방법에 있어서, 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸은 바람직하게 참송이 버섯의 열수추출액에 최대 2%(w/v) 첨가되는 것이 좋다. 첨가량 대비 효율을 고려했을 때 발효 전 최대 2%(w/v)의 첨가가 적합하기 때문이다.

한편, 본 발명의 참송이 버섯 와인의 제조방법에 있어서, 참송이 버섯의 열수추출액은 참송이 버섯 분말에 80~100℃의 물을 가하여 4~10시간 동안 추출한 것을 사용하는 것이 좋다. 추출 온도가 높아짐에 따라 추출액의 당도가 증가하는 결과가 나오나, 100℃ 이상의 고온에서는 세포벽 분해 효소의 파괴로 수율이 저하될 수 있어 그 초과의 온도는 바람직하지 않으며, 추출시간에 따른 알코올 함량 변화를 조사한 결과, 추출 8시간 이후부터는 실질적인 알코올 함량 증가가 나타나지 않기 때문이다.

한편, 본 발명의 참송이 버섯 와인의 제조방법에 있어서, 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸은 바람직하게 참송이 버섯 건조분말에 물을 첨가하여 알칼리 추출하는 단계; 추출 후, 원심분리를 통해 수득되는 상층액에 에탄올을 첨가하여 에탄올 침전을 수행하는 단계; 에탄올 침전 후, 원심분리를 통해 침전물을 회수하고, 회수한 침전물에 물을 첨가하여 용해시키는 단계; 및 용해 후, 원심분리를 통해 상층액을 회수하고, 건조시키는 단계로부터 제조된 것을 사용하는 것이 좋다. 이와 같은 단계에 의해 참송이 버섯으로부터 수용성 베타글루칸을 고수율로 회수할 수 있기 때문이다.

한편, 본 발명의 참송이 버섯 와인의 제조방법에 있어서, 참송이 버섯의 열수추출액은 당 함량이 15~20°Brix가 되도록 당을 추가로 첨가한 것을 사용하는 것이 좋다. 보당이 되어 초기 당도가 높을수록 최대 알코올 함량에 도달하는 발효기간은 감소하나, 20°Brix 이상의 당도에서는 최종 알코올 생성능에서 유의적인 차이가 없기 때문이다.

본 발명에서 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸을 발효 전에 참송이 버섯의 열수추출액에 첨가하여 발효시킨 결과, 베타글루칸의 첨가량이 증가함에 따라 에탄올 함량이 증가하였으며, 관능적으로도 큰 문제가 없음을 확인하였는데, 이로부터 상품성이 우수하고, 영양학적으로도 바람직한 참송이 버섯 와인이 제조됨을 확인할 수 있었다.

도 1은 추출 온도 및 추출 시간에 따른 참송이 버섯 추출물의 당도 함량 변화를 나타낸다.
도 2는 참송이 버섯 와인의 제조에 있어, 참송이 버섯 추출물의 추출 시간에 따른 에탄올 함량 변화를 나타낸다.
도 3은 참송이 버섯 와인의 제조에 있어, 보당량의 변화에 따른 에탄올 함량의 변화를 나타낸다.
도 4는 참송이 버섯 추출물의 제조에 있어, 발효 후 숙성시, 에탄올 함량의 변화를 나타낸다,

이하, 본 발명의 내용을 하기 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.

실시예 1. 참송이 버섯 추출액의 제조

참송이 버섯 추출액의 제조 조건을 결정하고자 추출 온도 및 시간에 따른 당도 변화를 조사하였다.

참송이 버섯 10 g에 100 mL의 물을 가하여 40, 60, 80, 100℃에서 2시간 간격으로 최대 16시간까지 가열하여 다양한 조건의 열수추출액을 제조하였다.

도 1에서 보는 바와 같이, 추출 온도가 높아짐에 따라 추출액의 당도는 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 추출액의 당도는 40℃와 60℃에서는 추출 12시간, 80℃에서는 4시간, 100℃는 6시간까지 급격히 증가하다가 이후 가열시간이 증가하여도 당도 변화는 나타나지 않았다. 추출 온도가 증가함에 따라 버섯 세포 내 유용물질의 분리 및 용해도가 향상되는데, 100℃이상의 높은 온도에서는 오히려 세포벽 분해 효소의 파괴로 수율이 저하될 수 있어 그 이상의 온도는 바람직하지 않다.

한편, 추출시간에 따른 알코올 함량 변화를 조사한 결과(다만, 20°Brix로 보당한 후 측정한 실험 결과임), 추출 8시간 이후부터는 유의적인 알코올 함량 증가를 보이지 않았다 (도 2).

이상의 결과를 바탕으로 본 실시예에서는 발효의 기질로 사용할 버섯 추출액의 추출 조건으로 100℃에서 6시간 조건을 결정하였다.

실시예 2. 참송이 버섯으로부터 베타글루칸 추출

참송이 버섯으로부터 수용성 베타글루칸의 추출은 생리활성을 가진 성분의 추출효율이 가장 높은 알칼리 추출방법을 응용 도입하였다. 참송이 버섯 건조분말에 10 배의 증류수를 가한 뒤 1 N NaOH 용액으로 pH 12로 조정하여 100℃에서 12 시간 동안 추출하고, 8,000×g에서 30 분 동안 원심분리하여 상층액을 얻었다.

이 상층액에 3 배 비율의 95% 에탄올을 첨가하여 4℃에서 24 시간 방치 후, 동일한 조건으로 원심분리 하였다. 침전물을 2차 증류수에 10배 비율의 2차 증류수에 용해시킨 후 8,000×g 에서 30 분간 원심분리하여 상층액을 회수하고, 감압 농축한 후 진공 동결 건조하여 갈색의 베타글루칸을 얻었다.

실시예 3. 참송이 버섯 발효의 보당량 결정

보당 정도에 따른 참송이 버섯 열수추출액의 발효능을 조사하고자 벌꿀을 이용하여 추출액의 당도를 5, 10, 15, 20, 25, 30°Brix로 조절한 후 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisae) (EC1118, Lalvin, Australia)를 0.04%(w/v)의 농도로 첨가하고, 25℃에서 15일 동안 발효시켜 알코올 생성능을 조사하였다.

와인 제조 시, 기질의 당도가 높을수록 알코올 생성량은 증가하지만, 과다하게 높을 경우 스턱 퍼멘테이션(stuck fermentation) 현상으로 인하여 관능적 특성 및 저장성에 영향을 주기 때문에 초기 당함량이 중요하다.

본 실시예에 따른 실험 결과, 도 3에서 보듯이 보당을 하지 않은 열수추출액의 경우, 발효 15일 후에도 5°Brix를 유지하면서 1% 미만으로 알코올 생성이 거의 이루어지지 않았다. 하지만, 10, 15, 20, 25, 30°Brix의 초기 당 함량을 갖는 경우 각각 9, 14, 22, 22, 22%의 알코올이 생성되고, 당도는 각각 5, 6, 7, 11, 14°Brix로 감소하였다. 이때, 초기 당도 10, 15°Brix 군은 발효 12일에 알코올 발효가 정지된 반면, 20~30°Brix 군은 8일 이후 알코올 발효가 멈추었다.

초기 당도가 높을수록 최대 알코올 함량에 도달하는 발효기간은 감소하였으나, 20°Brix 이상의 당도에서는 최종 알코올 생성능에 있어 유의적인 차이가 없었다. 또한, 초기 당도 25~30°Brix 이상에서는 오히려 고농도의 당 함량이 삼투압 작용을 유발하여 당 내성이 약한 효모에서는 활성이 저해되어 알코올 발효가 더 이상 진행되지 않는다는 보고도 있다.

따라서, 와인 제조에 참송이 버섯 열수추출액을 적용 시 효율성을 고려하고, 스턱 퍼멘테이션(stuck fermentation) 현상을 방지하기 위하여, 15~20°Brix 범위로 보당하는 것이 적합하다고 판단되었다.

한편, 15-20°Brix로 보당한 참송이 버섯 열수추출액의 발효 후 숙성 과정에서의 알코올 함량 변화를 조사하고자, 초기 당도 15와 20°Brix로 조정된 추출액에 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisae) (EC1118, Lalvin, Australia)를 0.04%(w/v)의 농도로 첨가하여 25℃에서 10일 동안 발효시킨 후, 100℃에서 10분 동안 열처리하고, 12℃에서 10일 동안 숙성시킨 후 알코올 함량을 분석하였다.

그 결과는 도 4와 같았는데, 초기 당도 15°Brix와 20°Brix에서 제조한 와인의 숙성 후 알코올 함량 변화는 각각 14%와 22%에서 11%와 15%로 감소하였다.

실시예 4. 참송이 버섯 유래 베타글루칸 함유 다당체의 첨가에 따른 와인의 특성 변화

1) 와인의 이화학적 특성

참송이 버섯 열수추출액을 기질로 알코올 발효를 진행함에 있어, 실시예 2에서 제조한 베타글루칸 함유 다당체(이하, '다당체'라고도 함)를 첨가하는 시기와 첨가량에 따른 주류의 품질변화를 조사하고자 다당체를 발효 전 1, 3, 5%(w/v), 발효 후 1, 2, 3%(w/v) 씩 첨가하여 와인을 제조하였다.

분석항목으로는 알코올 함량(GC 이용), 환원당(DNS법), 당도(당도계), 총산도(phenolphthalein 지시약 사용, tartaric acid로 환산), pH(pH Meter)를 설정하였다. (표 1).

발효 전 또는 후, CSP¹ ⁾의 첨가에 따른 이화학적 특성 비교

샘플	EtOH (%)	환원당 (g/L)	°Brix	총산 (g/L)	pH
CBF 1%²⁾	20.99^b	10.45^e	8.53^e	3.84^d	3.67^bc
CBF 3%³⁾	21.97^b	10.08^f	8.07^f	4.73^a	3.37^cd
CBF 5%⁴⁾	24.76^a	9.84^g	7.60^g	4.98^a	3.16^d
CAF 1%⁵⁾	17.40^c	11.67^c	9.47^c	3.37^b	4.14^b
CAF 2%⁶⁾	17.56^c	12.02^b	11.17^b	2.85^d	4.48^a
CAF 3%⁷⁾	17.82^c	12.30^a	12.33^a	2.60^d	4.75^a
대조군(무첨가군)	17.73^c	11.21^d	9.13^d	3.68^c	3.73^c
¹⁾CSP: 참송이 버섯으로부터 유래한 베타글루칸 함유 다당체 ^2)-4)CBF 1%, 3% 및 5%; 발효 전 1, 3 및 5%(w/v)의 CSP 첨가군 ^5)-7) CAF 1%, 2% 및 3%: 발효 후, 1, 2 및 3%(w/v)의 CSP 첨가군 ^a-e 같은 행에서 다른 알파벳 첨자는 유의적으로 다름을 의미함. (p<0.05).

발효 전 다당체를 첨가한 와인의 알코올 함량은 21~25%로, 무첨가군에 비하여 1% 첨가 시 18%, 3%와 5% 첨가한 경우에는 8% 정도 높은 알코올 생성능을 보였다. 하지만, 발효 후에 다당체를 첨가한 경우에는 모든 시료에서 18%의 알코올 농도를 보여 첨가량에 따른 유의적인 차이가 없었다.

한편, 환원당 함량은 다당체 첨가량이 증가함에 따라 발효 전 첨가군에서는 9.9~10.5 g/L로 감소한 반면, 발효 후 첨가군에서는 11.7~12.3 g/L로 증가하였다(p<0.05).

한편, 당도는 다당체 첨가량이 증가함에 따라 발효 전에는 7.6~8.5°Brix로 감소한 반면, 발효 후에는 9.5~12.3°Brix로 증가하여 환원당 결과와 유사하게 분석되었다(p<0.05).

결론적으로, 발효 전 다당체 첨가군에서는 다당체 함량이 증가할수록 알코올 생성량은 증가하고, 환원당과 당도는 감소하였다. 하지만, 발효 후 첨가군에서는 다당체 첨가량과 알코올 발효 간 상관성이 보이지 않았다.

한편, 발효 전 다당체를 첨가한 와인의 총산도는 3.8~5.0 g/L로 증가한 반면, 발효 후 첨가군에서는 2.6~3.4 g/L로 감소하였다.

또한, pH는 발효 전 첨가한 그룹에서는 3.2~3.7로 감소하였으나, 발효 후 첨가시에는 4.1~4.8로 증가함으로써 총산도와 역의 관계를 보였다.

2) 와인의 숙성에 따른 특성 변화

다당체를 첨가하여 제조한 와인의 숙성 후 성분을 분석한 결과는 표 2와 같았다.

발효 전 또는 후 CSP¹ ⁾를 첨가한 샘플의 숙성 후, 이화학 성분의 변화

샘플	EtOH (%)	환원당 (g/L)	°Brix	총산 (g/L)	pH
CBF 1%	17.74^c	10.17^e	7.73^e	4.73^c	3.57^c
CBF 3%	18.85^b	9.75^f	7.20^f	5.17^b	3.32^d
CBF 5%	19.89^a	9.56^g	6.73^c	5.78^a	2.89^f
CAF 1%	16.47^d	11.39^c	8.73^c	3.77^e	3.90^b
CAF 2%	16.55^d	11.93^b	9.67^b	3.47^f	4.13^b
CAF 3%	17.21^c	12.04^a	10.93^a	3.28^g	4.53^a
대조군(무첨가군)	16.49^d	10.82^d	8.00^d	4.20^d	3.67^c
¹⁾CSP: 참송이 버섯으로부터 유래한 베타글루칸 함유 다당체 ^2)-4)CBF 1%, 3% 및 5%; 발효 전 1, 3 및 5%(w/v)의 CSP 첨가군 ^5)-7) CAF 1%, 2% 및 3%: 발효 후, 1, 2 및 3%(w/v)의 CSP 첨가군 ^a-e 같은 행에서 다른 알파벳 첨자는 유의적으로 다름을 의미함. (p<0.05).

발효 전 다당체를 첨가한 와인의 숙성 후, 알코올, 환원당, 총산도 및 pH는 표 1과 대비하여 볼 때, 첨가량이 증가함에 따라 각각 21~25%에서 18~20%로, 10.5~9.8 g/L에서 10.2~9.6 g/L로, 7.6~8.5°Brix에서 6.7~7.7°Brix로, 3.8~5.0 g/L에서 4.7~5.8 g/L로, 3.2~3.7에서 2.9~3.6로 감소하였다.

한편, 발효 후 다당체를 첨가하여 제조한 와인의 숙성 후, 알코올, 환원당, 및 pH는 첨가량이 증가함에 따라 각각 18%에서 17%로, 11.7~12.3 g/L에서 11.4~12.0 g/L로, 9.5~12.3°Brix에서 8.7~10.9°Brix로, 4.1~4.8에서 3.9~4.5로 약간 감소하였으나, 총산도는 2.6~3.4 g/L에서 3.3~3.8 g/L로 증가하였다.

3) 와인의 관능 특성

본 실시예에서 제조한 와인의 소비자 기호도를 조사하기 위하여 발효 전과 후에 다당체를 각각 1%(w/v) 첨가하여 와인을 제조한 후, 색, 향, 단맛, 쓴맛, 신맛 및 전체적인 기호도를 조사하였다. 그 결과는 표 3과 같았다.

소비자 만족도

샘플¹ ⁾	대조군 (무첨가군)	CBF 1%	CAF 1%
색	5.62±2.24^a	5.77±1.69^a	4.41±1.79^b
향	5.05±1.64	5.03±1.69	5.46±1.89
단맛	3.90±1.74	3.82±1.45	3.85±1.79
쓴맛	4.26±1.89	4.56±1.79	4.64±2.05
신맛	4.56±1.92	4.87±1.78	4.31±1.95
전체적인 기호도	5.03±1.81	5.21±1.73	4.82±1.99
¹⁾대조군(무첨가군), CSP(참송이 버섯 유래 베타 글루칸 함유 다당체) 무첨가; CBF 1%, 발효 전 CSP 1%(w/v) 첨가; CAF 1%, 발효 후 CSP 1%(w/v) 첨가. ^{a, b} 같은 열에서 다른 알파벳 첨자는 유의적으로 다름을 의미함. (p<0.05).

그 결과, 색 항목을 제외하고는 베타글루칸을 발효 전과 후 단계 간 유의적인 차이가 나타나지 않았다.

따라서, 참송이 버섯 와인의 제조를 위하여 베타글루칸 함유 다당체를 첨가할 경우, 소비자들에게 관능적으로 거부감을 불러일으키지 않는 것으로 판단할 수 있었다.

Claims

참송이 버섯의 열수추출액에 효모를 접종하여 발효시킴으로써 참송이 버섯 와인을 제조하는 방법에 있어서,
발효 전에, 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸을 참송이 버섯의 열수추출액에 첨가하는 것을 특징으로 하는 참송이 버섯 와인의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸은,
참송이 버섯의 열수추출액에 최대 2%(w/v) 첨가되는 것을 특징으로 하는 참송이 버섯 와인의 제조방법.
제1항에 있어서,
참송이 버섯의 열수추출액은,
참송이 버섯 분말에 80~100℃의 물을 가하여 4~10시간 동안 추출한 것을 특징으로 하는 참송이 버섯 와인의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 참송이 버섯 유래의 수용성 베타글루칸은,
참송이 버섯 건조분말에 물을 첨가하여 알칼리 추출하는 단계;
추출 후, 원심분리를 통해 수득되는 상층액에 에탄올을 첨가하여 에탄올 침전을 수행하는 단계;
에탄올 침전 후, 원심분리를 통해 침전물을 회수하고, 회수한 침전물에 물을 첨가하여 용해시키는 단계; 및
용해 후, 원심분리를 통해 상층액을 회수하고, 건조시키는 단계로부터 제조된 것을 특징으로 하는 참송이 버섯 와인의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 참송이 버섯의 열수추출액은,
당 함량이 15~20°Brix가 되도록 당을 추가로 첨가한 것을 특징으로 하는 참송이 버섯 와인의 제조방법.