KR20120124080A

KR20120124080A - 두유식혜요구르트의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 두유식혜요구르트

Info

Publication number: KR20120124080A
Application number: KR1020110041073A
Authority: KR
Inventors: 이숙영; 류청
Original assignee: 중앙대학교 산학협력단; (주) 맥코이교역
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2012-11-13
Also published as: KR101746826B1

Abstract

본 발명은 두유식혜요구르트의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 두유식혜를 이용하여 제조된 두유식혜요구르트에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 의하면, 두유, 식혜 및 요구르트의 영양성을 모두 갖춘 새로운 형태의 두유식혜요구르트를 제조할 수 있다. 또한, 두유식혜요구르트에 자색고구마 분말, 자일리톨, 과당을 첨가되어 품질특성 및 항산화능을 크게 증진된 두유식혜요구르트를 제조할 수 있다. 본 발명의 두유식혜요구르트는 영양성은 물론 뛰어난 관능성을 갖는 새로운 형태의 식품으로 개발될 수 있다.

Description

두유식혜요구르트의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 두유식혜요구르트{Method for Preparing Soy Sikhye Yogurt and the Soy Sikhye Yogurt Prepared by the Same Method}

본 발명은 두유식혜요구르트의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 두유식혜요구르트에 관한 것이다.

콩은 아미노산 조성이 우수한 식물성 단백질원이며, 암과 고혈압, 심장질환, 당뇨병, 골다공증 등 주요 만성질환을 예방하는 생리활성성분을 함유하고 있다. 그 중 검정콩은 일반 콩과 비교하여 영양소의 함량은 비슷하지만, 노화방지 성분인 안토시아닌(anthocyanin)이 4 배나 높고, 성인병 예방과 항노화에 효과가 있다고 알려지면서 건강식품으로 각광받고 있다. 또한 최근에는 소비자들의 전통식품에 대한 관심고조와 건강식품과 기능성식품에 대한 욕구 확대, 천연식품에 대한 선호 등에 따라 한국전통음식으로 식혜에 관한 연구도 활발하게 진행되고 있다.

식혜는 중국의 예기(禮記)에 기록 된 바 상류층 음료의 하나인 감주의 윗물인 단술에서 그 기원을 찾을 수 있다고 하였으며, 지금은 한국의 대표적인 전통 음료류 중의 하나이다. 찹쌀밥에 엿기름으로부터 추출된 효소추출액을 가하여 적당한 온도로 유지시키면 맥아의 ㅯ-아밀라아제가 밥의 전분을 당화시켜 말토오스(maltose), 글루코오스(glucose) 등이 생성되어 특유의 감미와 풍미가 난다(Lee 등 2009). 지금까지 보고된 식혜제조를 위한 연구로는 쌀의 종류와 엿기름의 함량에 따른 식혜의 제조방법(Cho 1990; Yook & Cho 1996; Lee & Kim 1998), 기능성 첨가물을 첨가한 식혜의 제조(Lee 등 1997; Kim 등 1999; Choi 등 2001), 조리과학적 측면에서의 식혜 제조에 관한 연구 등(Park 2006; Kim 등 2007; Hur & Choi 2007)이 있다.

두유요구르트는 콩을 젖산균으로 발효시켜 특유의 콩비린내를 감소시키고 산미와 향미를 강화시키며, 주원료인 두유의 성분 이외에 젖산균의 작용에 의해 만들어진 생리활성성분과 젖산균 균체가 포함되어 있으므로 영양학적으로 두유보다 더 우수하고 비소화성인 갈락토-올리고사카라이드(galacto-oligosaccharide)에 의한 복부 팽만감을 개선시키는 효과를 지니고 있다. 지금까지 보고된 두유요구르트를 위한 연구로는 콩요구르트의 제조방법(Bae & Nam 2005), 콩의 품종별 차이(Cha 등 1990; Bang & Jeong 2007), 콩요구르트 발효 중의 젖산균의 생육특성 및 산 생성(Ko 1990), 콩요구르트 발효 중의 젖산균 및 효모의 차이(Park & Lee 1997), 첨가된 당의 종류별 차이(Lee & Oh 1999), 그리고 부재료가 첨가된 두유요구르트의 특성(Choi 등 1999; Kim 등 2004) 등이 활발하게 진행되어 왔으나, 두유식혜요구르트에 관한 연구는 진행되지 않았다.

두유요구르트의 제조에서 락토바실러스 아시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus) 등을 이용하여 단독 또는 혼합배양을 사용하는데, 이들은 일반적으로 두유에서 우수한 젖산균의 생육과 산 생성을 보였다(Park & Lee 1997). 또한 쌀 요구르트에 관한 Mok 등(1991)의 연구에서 호화시킨 쌀을 당화시킨 후 L. acidophilus, L. bulgaricus, L. plantarum을 단독 또는 S. thermophilus와 혼합 배양하여 만든 쌀 젖산 발효제품의 특성을 조사한 결과, L. bulgaricus와 S. thermophilus를 1:1의 비율로 혼합 배양하여 만든 제품의 기호도가 높았고, Hong & Ko(1991)는 우유에 멥쌀, 찹쌀, 현미와 통일벼 분말을 각각 2% (w/v)로 첨가한 후, L. bulgaricus, L. casei, L. delbrueckii, Leuconostoc mesenteroides를 3％(v/v)의 비율로 접종하여 쌀의 첨가가 젖산균의 산 생성 및 품질에 미치는 영향을 조사한 결과, L. bulgaricus를 접종하여 만든 제품의 유기산 생성량이 현저하게 높았다. 따라서 본 연구에서는 두유식혜에 L. bulgaricus와 S. thermophilus를 혼합배양하여 두유식혜요구르트 발효에 사용하고자 하였다.

최근에 새로운 천연식용 색소원으로 주목받고 있는 자색고구마는 일반 고구마와는 달리 전분과 단백질 뿐만 아니라 비타민, 무기질과 식이섬유 등도 풍부하게 함유하고 있고, 특히 생리활성 물질의 하나로 알려진 수용성 색소인 안토시아닌(anthocyanin)을 다량 함유하고 있다(Kim & Ryu 1995). 자색고구마는 고품질, 고기능성 건강식품이나 건강보조제품의 원료로서의 활용이 크게 기대되고 있어 현재 자색고구마를 부재료로 첨가된 설기떡(Ahn 2010), 두부(Kim 2009), 양갱(Lee & Choi 2009), 다식(Jang 2009), 민속주(Han 등 2002), 요구르트(Chun 2000; Jung & Ju 1997) 등 건강식품의 개발이 활발히 이루어지고 있다.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.

본 발명자들은 두유, 식혜 및 요구르트 식품들의 장점을 모두 갖는 새로운 형태의 식품을 제조하기 위해 연구 노력한 결과, 단백질가수분해 처리된 두유와 엿기름을 이용하여 두유식혜를 제조한 후, 여기에 젖산균을 스타터(starter)로 사용하여 요구르트를 제조하면, 영양성과 관능성을 모두 만족하는 두유식혜요구르트가 성공적으로 제조될 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 두유식혜요구르트를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조되는 두유식혜요구르트를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 목적 및 장점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구의 범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 두유 식혜 요구르트의 제조방법을 제공한다: (a) 두유에 단백질가수분해 효소를 처리하여 효소처리된 두유를 제조하는 단계; (b) 상기 효소처리된 두유를 엿기름 분말과 혼합한 후, 이 혼합물을 침전물과 상징액으로 분리하는 단계; (c) 상기 상징액에 찹쌀밥을 첨가하여 혼합한 후 당화시켜 두유식혜를 제조하는 단계; 및 (d) 상기 두유식혜에 젖산균을 첨가한 후 발효시켜 두유식혜요구르트를 제조하는 단계.

본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 것으로서 두유식혜를 이용하여 젖산 발효시켜 제조된 두유식혜요구르트를 제공한다.

이하에서 본 발명의 방법을 각 단계에 따라 설명한다.

단계 (a): 두유에 단백질가수분해 효소를 처리하여 효소처리된 두유를 제조하는 단계

먼저, 콩을 사용하여 두유을 제조한다. 두유 공지된 방법을 사용하여 제조할 수 있는데, 예를 들어, 콩을 깨끗하게 물로 씻은 후에 물에 담가 불리고 여기에 물을 첨가하여 분쇄한 후, 비지와 두유를 분리하여 두유를 얻을 수 있다. 두유 제조는 시판되는 두유 제조기를 사용할 수 있다. 두유의 원료인 콩은 특별한 품종을 한정되는 것은 아니나, 영양학적 측면에서 검정콩을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제조된 두유에 단백질 가수분해 효소를 첨가하여 효소 처리를 행한다. 두유를 단백질 가수분해 효소로 처리하면, 콩 특유의 비린내를 제거할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 단백질 가수분해 효소는 플라보자임(Flavourzyme)이다. 효소처리시에 사용되는 효소의 농도는 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 0.1 - 0.5 중량％, 보다 바람직하게는 0.2 - 0.4 중량％이며 가장 바람직하게는 0.3중량％이다. 효소처리시의 처리 온도는 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 45-65℃이고, 보다 바람직하게는 50-60℃이다. 또한, 효소처리시의 시간은 특별히 한정되지 않으나, 10-50분이고, 보다 바람직하게는 20-40분이다.

단계 (b): 상기 효소처리된 두유를 엿기름 분말과 혼합한 후, 이 혼합물을 침전물과 상징액으로 분리하는 단계

다음으로, 두유-엿기름(엿기름-두유)를 제조한다. 상기 효소처리된 두유에 엿기름 분말을 첨가하여 혼합하고, 잘 혼합되도록 세게 수회 주무른 후, 상온에서 두어 침전물이 가라앉도록 한다. 침전물이 가라앉은 후 분리되는 상징액을 회수하여 두유-엿기름을 얻는다. 즉, 침전물과 분리된 상징액을 두유-엿기름으로 사용한다. 침전물과 상징액의 분리는 상온에서 장시간 놓아 두거나 주방용 탈수기를 이용하여 행할 수 있다.

단계 (c): 상기 상징액에 찹쌀밥을 첨가하여 혼합한 후 당화시켜 두유식혜를 제조하는 단계

두유식혜의 제조는 통상의 공지된 식혜 제조방법을 이용하여 행할 수 있다. 즉, 상기 단계 (b)에서 얻은 상징액인 두유-엿기름을 찹쌀밥과 혼합한 후 당화시켜 두유식혜를 제조한다. 상기 당화는 두유-엿기름과 찹쌀밥의 혼합물을 일정한 온도로 일정 시간 유지함으로써 행한다. 상기 당화시의 온도범위는 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 40-90℃, 보다 바람직하게는 50-80℃, 보다 더 바람직하게는 60-70℃ 이고, 상기 당화시키는 시간은 특별히 한정되지 않으나, 4-10 시간, 보다 바람직하게는 5-9 시간, 보다 더 바람직하게는 6-8 시간이다.

단계 (d): 상기 두유식혜에 젖산균을 첨가한 후 발효시켜 두유식혜요구르트를 제조하는 단계

상기 제조된 두유식혜에 젖산균을 첨가하여 발효시킴으로써 두유식혜요구르트를 제조한다. 젖산균에 의한 발효 전에 먼저 두유식혜를 살균한다. 살균하는 방법은 당업계에서 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 예컨대, 오토클레이브에서 121℃, 15분간 살균하는 방법을 사용할 수 있다. 살균된 두유식혜를 일정온도, 예컨대, 40℃로 냉각시킨 후, 젖산균을 첨가한다. 첨가되는 젖산균의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus) 및 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus)의 혼합 균주를 사용한다. 상기 2종의 균주의 혼합 비율은 1-4 : 4-1 (V/V)이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2-3 : 3-2 (V/V) 이며, 가장 바람직하게는 1:1 (V/V) 이다. 발효 시간은 요구르트가 제조되기에 충분한 시간으로 행하며, 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 6-18시간, 보다 바람직하게는 8-16시간을 행한다.

단계 (e): 두유식혜요구르트에 자일리톨, 과당 또는 자색고구마 분말을 첨가하는 단계

상기 제조된 두유식혜요구르트에 품질특성 및 항산화활성을 보다 증진시키기 위해 자색고구마 분말과 당류인 과당 또는 자일리톨을 첨가할 수 있다. 자색고구마 분말, 과당 또는 자일리톨을 첨가함으로써 요구르트의 색감을 좋게 하고, 콩비린내, 신맛, 쓴맛을 없애주며, 입안의 질감과 바람직성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 두유식혜요구르트의 제조과정을 보여주는 플로우 차트이다.

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

실험재료 및 방법

1. 실험재료

본 실험에서 사용된 검정콩은 2008년 가을에 수확된 검정콩을 일죽지역 콩사랑회를 통해 구입하였으며, 찹쌀((주)청산곡물산업)과 엿기름((주)김포맥아식품)은 한국유통(안성시)에서 구입하여 사용하였다. 두유의 효소처리를 위하여 사용된 산업용 단백분해효소는 Novo Nordisk (Denmark)사의 Flavourzymeㄾ(500 MG Asp. oryzae origin protease)을 사용하였으며, 부재료로서의 자색고구마 분말은 인터넷(주)가루나라)에서 100％ 분말 제품으로 구입하여 사용하였다. 젖산균은 Lactobacillus bulgaricus (ATCC 11842)와 Streptococcus thermophilus (ATCC 19258)를 중앙대학교 식품영양학과 미생물실험실에서 분양받아 사용하였다. 항산화성 측정을 위한 DPPH(2,2-Diphenyl-1-picryl hydrazyl)와 Folin Ciocalteau 시약은 Sigma사로부터 구입하여 냉동저장하면서 사용하였다.

2. 두유식혜요구르트의 제조

2-1. 두유의 제조 및 효소처리

두유의 제조 및 효소처리는 Park 등(1997)의 방법을 약간 변형하여 사용하였다. 검정콩 100g을 수세하고 실온에서 물에 담가 20시간 동안 불린 후, 900 mL 물을 가하여 두유제조기(IOM-201A, Ronic Soylove, Korea)를 사용하여 두유를 제조하였다. 제조된 두유에 Flavourzymeㄾ 0.3％(w/w)를 첨가하여 55ㅀC에서 30분간 효소활성화 반응시킨 후 85℃에서 10 분간 열처리하여 효소를 불활성화시켰다.

2-2. 두유엿기름의 제조

엿기름 분말과 효소처리된 두유를 3:7 (w/v)의 비율로 혼합하여 1시간 동안 20분 간격으로 3번 주무른 후 주방용 탈수기(W-100T, Hanil Electric, Korea)로 분리시킨 후 방치하여 상징액을 얻어 두유식혜 제조용 두유-엿기름으로 사용하였다.

2-3. 두유식혜의 제조

두유식혜는 Choi 등(2001)의 방법을 변형하여 제조하였다. 찹쌀은 3번 씻어 물에 1 시간 동안 실온에서 방치하여 불린 후, 1.2배의 물을 가하여 전기밥솥을 이용하여 취반하였고 가열을 중단한 밥솥 안에서 30분간 뜸을 들게 하였다. 그 후 찹쌀밥 100g과 상기 제조한 두유-엿기름 900mL를 혼합하여 골고루 섞은 후 항온수조를 이용하여 60℃에서 6시간 동안 당화시켜 두유식혜를 제조하였다.

2-4. 균주의 배양

본 연구에 사용한 젖산균(L. bulgaricus, S. thermophilus) 균주의 배양은 Lactobacilli MRS broth (Difco) 배양액에 접종한 후 37℃에서 24 시간 동안 배양하여 두유식혜요구르트 제조에 스타터(starter) 균주로 사용하였다.

2-5. 두유식혜요구르트의 제조

제조된 두유식혜를 121℃에서 15분간 멸균한 후 40℃로 냉각한 다음 상기 배양하여 준비한 젖산균 혼합균주(L. bulgaricus : S. thermophilus = 1:1, V/V)로 초기균수가 6 Log10이 되도록 각각 0.5％(V/V)씩 접종하였고, 37℃의 항온세균배양기(BI-600M, New power ENG, Korea)에서, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 시간 동안 발효시켰다. 발효되어 제조된 두유식혜요구르트에 자일리톨 2％ 또는 과당 2％를 첨가하였다. 여기에 부재료로써 자색고구마 0.5％, 1％, 또는 2％를 첨가하여 혼합한 후 2시간 동안 냉장 보관하였다. 이어서, 제조된 두유식혜요구르트의 품질특성을 평가하고, 총폴리페놀함량, 항산화활성 등을 측정하는데 사용하였다. 본 실시예의 두유식혜요구르트의 제조공정은 도 1의 플로우차트에 제시하였다.

3. 시료의 품질특성 측정

3-1. 젖산균수

시료의 젖산균의 총수는 일정량의 시료를 취하여 멸균된 0.2％ buffered peptone water (BPW, Difco, USA)에 의한 10배 희석법으로 희석하여 각각의 희석액 0.1 mL를 페트리 디쉬(Difco, USA)에 접종하고 37℃에서 48시간 배양한 후 나타난 콜로니(colony)를 계수하여 단위를 CFU(colony forming unit)/mL 샘플로 나타내었다.

3-2. pH 및 산도

발효 중 경시적인 젖산균의 산 생성을 조사하기 위해 시료의 pH와 산도를 측정하였다. pH는 pH 미터(430 CORNING, NY, USA)를 사용하여 측정하였고 산도는 시료 10g에 동량의 증류수를 가하여, vortex mixer를 사용하여 시료를 10초간 강하게 혼합한 후, 0.1％ 페놀프탈레인(phenolphthalein) 용액을 0.5 mL를 가한 다음 0.1N-NaOH 용액으로 적정하였다. 30초 이상 미홍색이 없어지지 않는 지점을 종말점으로 하며, 이때 소비된 0.1 N-NaOH의 mL수를 측정한 후 다음 식을 이용하여 젖산(lactic acid)(LA)％로 환산하여 계산하였다.

LA(％) = mL of 0.1N NaOH ㅧ F ㅧ　0.009 / mL of sample ㅧ 100

3-3. 당도

시료의 당도는 굴절당도계(Atago digital refractometer PR-1, Tokyo, Japan)를 사용하여 3회 반복 측정하여 그 평균치로 나타내었다.

3-4. 점도

시료의 점도는 시료를 Brookfield viscometer(Model LV T-T, Brookfield Engineering Lab. Inc, USA)의 63번 스핀들(spindle)을 이용하여 60 rpm에서 1분 후의 점도를 3회 반복적으로 측정하여 그 평균치로 나타내었다.

3-5. 색도

시료의 색도는 color difference meter(UltraScan PRO, Hunter Lab., USA)를 사용하여 백색계인 밝은 정도를 나타내는 명도(L값, Lightness), 붉은색의 정도를 나타내는 적색도(a값, Redness)와 노란색의 정도를 나타내는 황색도(b값, Yellowness)로 나타내었으며, 각 시료구의 색도의 차이(??E값)를 측정하였다. 이때 standard plate는 L=+93.36, a=-0.97, b=+0.43을 표준으로 하였다.

3-6. 관능검사

시료에 대한 기호도를 조사하기 위하여 발효가 완료된 시료를 4℃ 냉장고에서 12시간 보관한 후 중앙대학교 식품영양학과 학부생 및 대학원생 30명을 대상으로 패널을 선정하여 실험 목적을 설명하고 시료와 입가심용 물을 함께 제공하여 색, 풍미, 콩비린내, 신맛, 쓴맛, 입안에서의 질감(7, 매우 좋다; 1, 매우 나쁘다), 전반적인 바람직성(7, 매우 바람직하다; 1, 매우 바람직하지 않다)에 대하여 7점 척도법으로 평가하였다.

4. 총 폴리페놀함량과 항산화활성 분석

4-1. 총 폴리페놀함량

자색고구마를 첨가한 두유식혜요구르트의 총 폴리페놀함량 분석은 Folin- Cioncateu 법(AOAC 1980)에 준하여 측정하였다. 시료를 원심분리(3,000 rpm X 10 min)한 후 상징액을 취하여, 0.2 ㎛-멤브레인 필터(membrane filter)(Sigma)에서 여과하여 입자를 제거한 후, 0.2 mL에 2N-FC 시약 0.4 mL를 가한 후에 10초간 vortexing 하였다. 시료는 5분간 방치한 다음 7％ 소디엄 카보네이트(Na₂CO₃)를 0.8 mL를 가한 후 실온(24℃)인 음지에서 1 시간 동안 방치하여 반응시킨 후 분광광도계(U900, Human, Korea)를 이용하여 750 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 총 페놀함량은 갈산(gallic acid, 0.5 mg/mL)를 표준물질로 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 구하였으며, 실험은 3회 반복적으로 시행하여 평균치를 나타내었다.

4-2. DPPH 전자공여능에 의한 항산화활성

Blois(1958)의 방법을 수정하여 두유식혜요구르트의 DPPH에 의한 전자공여능을 측정하였다. 두유식혜요구르트 시료를 원심분리(3,000 rpm X 10 min)한 후 상징액을 취하여, 0.2 ㎛-멤브레인 필터에서 여과하여 입자를 제거한 후 0.2 mL에 2 X 10^-4M DPPH 용액을 4 배량 첨가하고, 10초간 vortex mixer를 사용하여 잘 혼합하고, 실온인 음지에서 30분간 방치하여 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 517 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 전자 공여효과는 시료군과 대조군의 흡광도 차이를 백분율(％)로 표시하여 나타내며 전자공여능을 아래와 같이 계산하여 표시하였다.

DPPH radical scavenging activity(％)

= ( 1 - sample absorbance/control absorbance) X 100

5. 통계처리

모든 실험은 3회 반복 실험하여 얻어진 결과에 대하여 측정하였고, 통계처리는 SPSS package program을 이용하여 각 실험군의 평균과 표준편차를 구하였고 시료간의 차이 검증은 일원배치 분산분석(ANOVA)을 사용하였으며, 분산 분석한 결과 시료간의 유의차가 있는 항목에 대해서는 Duncan's multiple range test로 유의수준 5％(p<0.05)에서 유의차를 분석하였다(SPSS Inc., Chicago, IL, USA).

실험 결과

1. 발효시간을 달리하여 제조한 두유식혜요구르트의 생균수, pH, 산도 및 당도 측정 결과

두유식혜요구르트는 예비실험을 통하여 선정한 최적 당화조건(찹쌀밥과 엿기름두유의 비율, 1:9)으로 발효시간(6, 8, 10, 12, 14, 16, 18시간)을 달리하여 제조하였으며, 제조한 두유식혜요구르트의 품질특성 측정 결과는 다음과 같았다.

1-1. 생균수, pH, 산도 및 당도

발효시간을 달리하여 제조한 두유식혜요구르트의 생균수, pH, 산도 및 당도 측정 결과는 아래 표 1과 같다.

젖산균수는 18 시간 발효군이 9.11 Log₁₀ CFU/mL으로 가장 많았고, 6 시간 발효군은 7.54 Log₁₀ CFU/mL으로 가장 적었으며(p<0.001), 젖산균 접종 후 8 시간까지는 급격하게 증가하여 정상기에 도달하였고, 그 후 10 시간 부터는 완만한 증가를 보였으나, 시료간 유의적인 차이는 없었다. 식품공전(2009)에 의하면 신선한 액상 요구르트의 젖산 균수가 7 Log₁₀ CFU/mL 이상으로 규정되어 있는데, 본 실험의 모든 실험군은 요구르트의 성분규격에 적합하였다. 발효시간에 따른 pH값은 6 시간 발효시 pH 4.8로 가장 높았고, 18 시간 발효 시에는 pH 3.1로 가장 낮았으며, 모든 시료군의 pH 값이 발효시간이 길어짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.001). 현재 시중에서 판매되고 있는 액상 요구르트 제품의 pH는 3.9에서 4.2 수준이었는데, 본 실험에서 10시간과 12시간 발효된 시료가 이와 같은 pH 범위를 보였다. 따라서 본 연구에서 사용한 L. bulgaricus는 냉장보관 중에도 계속 생육하는 특성을 지니고 있으므로 요구르트의 발효시간은 10시간 또는 12시간을 발효시키는 것이 관능적으로 적절하겠다고 생각되었다.

산도는 18시간 발효된 시료군의 산도가 1.35％로 가장 높았으며, 발효시간이 길어짐에 따라 젖산균에 의한 산 생성이 높아지는 경향을 나타내었다(p<0.001). 현재 시판되는 액상 요구르트의 산도는 0.66-1.41％이었는데 본 연구에서는 6시간 발효된 시료만을 제외한 모든 시료의 산도가 0.73-1.38％로 같은 범위를 나타내었다. 결과적으로 발효시간이 길어짐에 따라 산도가 증가하고 pH가 감소하였는데, 이는 플라보자임(Flavourzyme) 효소 처리 과정 중 생성하는 효소에 의해 생성된 산성아미노산의 카르복실기(-COOH)분해와 콩단백질의 구조적 변형으로 인한 용출 및 락토바실러스균(Lactobacillus. spp)와 스트렙토코커스 균(Streptococcus. spp)의 젖산 생성에 의한 것으로 추정된다. 두유식혜요구르트의 당도는 발효시간에 따라 감소하는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 없었다. Jeoun 등(1995)의 연구에서 락토바실러스 불가리쿠스 (L. bulgaricus)와 스트렙토코커스 써모필러스 (Streptococcus thermophilus)를 접종하여 6 시간과 12 시간 발효시킨 두유와 현미를 첨가한 요구르트의 당도가 9.5에서 5.5까지 감소하였다는 결과와 유사하였다. 결과적으로 생균수, pH, 산도와 당도 측정 결과를 종합하여 두유식혜요구르트의 최적 제조조건은 찹쌀밥과 엿기름두유의 비율을 1:9로 하여 10시간 발효시킨 것으로 선정하였다.

2. 두유식혜요구르트의 품질특성 평가 결과

찹쌀밥과 엿기름을 1:9로 혼합하여 10시간 발효시켜 제조한 두유식혜요구르트에 자색고구마의 첨가량을 0.5％, 1％, 2％으로 변화시키고, 당의 종류를 자일리톨, 과당으로 달리하여 제조한 두유식혜요구르트의 품질특성을 평가하였다.

2-1. pH 및 산도

자색고구마의 첨가량 및 당의 종류를 달리하여 제조한 두유식혜요구르트의 pH와 산도를 측정한 결과는 아래 표 2와 같았다.

자색고구마 첨가량이 증가할수록 pH는 약간 감소하였으나 유의적인 차이는 없었으며, 과당의 종류에 따른 pH의 유의적인 차이 또한 없었다. 이는 본 연구의 요구르트는 단순 요구르트가 아닌 두유로 제조된 식혜로 만든 요구르트이므로 발효기질이 다르고 사용균주, 발효시간 및 자색고구마의 첨가량에 따라 차이가 나는 것으로 생각되었다.

산도는 pH와 유사한 경향을 보여 자색고구마 첨가량이 증가할수록 자일리톨 첨가구와 과당 첨가구 모두 각각 0.80-0.92％, 0.74-0.89％로 증가하였다(p<0.05). 본 실험에서 자일리톨 첨가구는 0.80-0.92％의 범위로 과당이 첨가된 시료에 비하여 산도가 더 높았으나 유의적인 차이는 없었다. 결과적으로 자색고구마 첨가량이 증가할수록 pH가 낮아지고 산도는 높아졌는데, 그 이유는 자색고구마에 함유되어 있는 사과산(malic acid), 주석산(tartaric acid) 그리고 호박산(succinic acid) 등에 의한 것이라고 추정되었다.

2-2. 당도

자색고구마의 첨가량 및 당의 종류를 달리하여 제조한 두유식혜요구르트의 당도 측정 결과는 표 3과 같았다.

과당에 자색고구마 2％ 첨가군의 당도가 14.53으로 가장 높았던 반면, 자일리톨에 자색고구마 0.5％ 첨가군의 당도는 12.09로 가장 낮았다(p<0.05). 자일리톨 및 과당 첨가군 모두 대조군에 비해 자색고구마 첨가량이 증가할수록 당도가 높았으며, 과당 첨가구의 당도는 11.61-14.53으로 자일리톨 첨가구의 11.47-12.70 보다 당도가 더 높았다(p<0.05). 자색고구마 첨가량이 많아질수록 당도가 높아지는 이유는 자색고구마가 당질을 30％ 내외로 함유하고 있어 자색고구마의 첨가가 당을 부가시켰기 때문으로 생각되었다.

2-3. 점도

자색고구마의 첨가량 및 당의 종류를 달리하여 제조한 시료의 점도를 측정한 결과는 아래 표 4와 같다.

점도는 요구르트 품질에 중요한 요소의 하나인 조직감에 영향을 미치게 되므로, 점도는 요구르트 식미에 영향을 미칠 수 있다. 자색고구마 첨가량에 따른 점도는 98.4- 122.67cp의 범위로 자색고구마 첨가군이 대조군보다 점도가 더 높았으나(p<0.01), 자색고구마 첨가량에 따른 유의적인 차이는 없었다. 과당의 종류에 따른 점도 차이는 과당의 첨가군이 자일리톨 첨가군보다 높았으며, 과당 첨가군에 자색고구마 2％ 첨가한 시료군에서 점도가 가장 높았다(p<0.05).

2-4. 관능평가

자색고구마의 첨가량 및 당의 종류를 달리하여 제조한 시료의 관능적 특성 결과는 아래 표 5와 같았다.

색은 당의 종류와 상관없이 자색고구마 1％ 첨가군이 5.31와 5.56으로 가장 좋게 평가되었던 반면, 대조군은 3.56와 3.69로 가장 낮게 평가되었다(p<0.001). 콩비린내는 자색고구마의 첨가량이 증가할수록 바람직하게 평가되어 자일리톨과 과당 모두 2％ 첨가군이 각 5.25와 5.56으로 가장 좋게 평가되었다(p<0.001). 신맛에 대한 적당성은 자일리톨과 과당 모두에서 자색고구마 2％ 첨가군이 다른 시료들 보다 신맛이 적당하였다고 평가되었다(p<0.001). 또한 자색고구마의 첨가량이 증가할수록 좋게 평가되었으며, 과당을 첨가한 시료는 자일리톨을 첨가한 시료보다 신맛이 적당하다고 평가되었다. 쓴맛은 자일리톨과 과당 모두 자색고구마 첨가량이 증가할수록 좋게 평가되었으나 대조군과 유의적인 차이는 있었다(p<0.001). 이는 콩비린내를 유발하는 물질이 효소처리와 젖산균발효 과정을 통해 제거되거나 감소되었기 때문이며, 신맛에 진함에 따라 쓴맛이 감소되어 좋게 평가된 것으로 생각되었다. 입안에서의 질감 또한 자색고구마 첨가 및 당의 종류에 따른 유의적인 차이가 없었다. 전반적인 바람직성은 색, 콩비린내, 신맛, 쓴맛과 입안에서의 질감에서 좋게 평가되었던 과당에 자색고구마 1％ 첨가군이 5.13으로 가장 바람직하게 평가되었으며, 자일리톨 및 과당만을 첨가한 대조군은 가장 바람직하지 않게 평가되었다(p<0.001).

3. 두유식혜요구르트의 색도, 총 폴리페놀함량 및 항산화활성 평가 결과

3-1. 색도

과당 첨가 및 자색고구마의 첨가량을 달리하여 제조한 두유식혜요구르트의 색도 변화는 아래 표 6과 같다.

당의 종류는 색도에 영향을 미치지 않으므로 과당을 첨가한 시료에 대하여 색도를 측정하였다. 명도는 대조군이 46.28로 가장 높았고 2％ 자색고구마 첨가한 시료구가 30.78로 가장 낮았다(p<0.001). 모든 자색고구마 첨가된 시료구의 명도는 대조군 보다 낮았으며 자색고구마 첨가량이 증가할수록 명도가 유의적 낮았다. 적색도는 자색고구마 첨가군이 대조군 보다 높았으며 모든 시료에서 자색고구마의 첨가량이 증가할수록 적색도 또한 높았고, 자색고구마 2％ 첨가군은 23.14로 가장 높은 적색도로 보였다(p<0.001). 황색도는 대조군이 20.75로 가장 높았으며, 자색고구마 첨가량이 증가할수록 황색도는 유의적으로 낮아졌다(p<0.001). 결과적으로 자색고구마의 첨가량이 증가할수록 명도와 황색도가 감소하였고 적색도는 증가하였다. 이와 같은 결과는 자색고구마에 함유된 수용성 천연색소인 안토시아닌(anthocyanin)등의 색소에 의한 것으로 생각되었다.

3-2. 총 폴리페놀함량 및 항산화활성

과당 첨가 및 자색고구마의 첨가량을 달리하여 제조한 시료의 총 폴리페놀함량과 DPPH 전자공여능에 의한 항산화활성을 분석한 결과는 아래 표 7과 같았다.

당의 종류는 총 페놀함량 및 항산화활성에 영향을 미치지 않으므로 과당을 첨가한 시료에 대하여 항산화활성을 측정하였다. 식물이 함유하고 있는 폴리페놀성 물질(phenolic compounds)은 페놀성 히드록시(phenolic hydroxy)기를 가지고 있기 때문에 단백질 및 기타 거대분자들과 결합하는 성질을 나타내며, 항산화성을 가지고 있어 폴리페놀 함량은 항산화력의 간접적인 지표가 될 수 있다. 본 실시예에서 표준 시료인 갈산(gallic acid)으로 표준 검량곡선을 구하여 시료의 총 폴리페놀함량을 측정한 결과 자색고구마 2％ 첨가군이 29.17 mg/mL로 폴리페놀 함량이 가장 높게 나타났으며, 대조군은 18.97 mg/mL로 가장 낮았다. 또한 자색고구마 첨가량이 증가할수록 총 폴리페놀함량도 증가하였다(p<0.001).

전자공여능 측정에 사용된 DPPH(α,α-diphenyl-β-picrylhydrazyl)는 안정한 자유 라디칼로서 그것의 비공유전자로 인해 517 nm 부근에서 최대 흡광도를 나타내며, 전자 또는 수소를 받으면 517 nm 부근에서 흡광도가 감소하고, 각 시료에서 이러한 라디칼을 환원시키거나 상쇄시키는 능력이 크면 높은 항산화활성 및 활성산소를 비롯한 다른 라디칼에 대한 소거 활성을 기대할 수 있어 인체 내에서 활성 라디칼에 의한 산화를 억제하는 척도로 이용할 수 있다. 본 연구의 DPPH 측정 결과, 자색고구마 첨가량이 증가할수록 DPPH 전자공여능에 의한 항산화활성이 높았으며, 자색고구마 2％ 첨가군이 69.09％로 가장 높았고 대조군은 18.59％로 가장 낮게 나타났다(p<0.001). 자색고구마 첨가량이 증가할수록 총 폴리페놀함량과 DPPH 전자공여능에 의한 항산화활성이 높게 나타난 이유는 자색고구마에 함유되어 있는 안토시아닌(anthocyanin) 색소에 의한 것으로 생각되었다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

다음의 단계를 포함하는 두유식혜요구르트의 제조방법:
(a) 두유에 단백질가수분해 효소를 처리하여 효소처리된 두유를 제조하는 단계;
(b) 상기 효소처리된 두유를 엿기름 분말과 혼합한 후, 이 혼합물을 침전물과 상징액으로 분리하는 단계;
(c) 상기 상징액에 찹쌀밥을 첨가하여 혼합한 후 당화시켜 두유식혜를 제조하는 단계; 및
(d) 상기 두유식혜에 젖산균을 첨가한 후 발효시켜 두유식혜요구르트를 제조하는 단계.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (d) 이후에, 상기 두유식혜요구르트에 자일리톨, 과당 또는 자색고구마 분말을 첨가하는 단계 (e)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a)의 단백질 가수분해 효소는 플라보자임(Flavourzyme)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (d)의 젖산균은 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus) 및 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus)의 혼합균주인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 것으로서 두유식혜를 젖산 발효시켜 제조된 두유식혜요구르트.