KR20130120053A

KR20130120053A - 홍삼 현미식초의 제조방법

Info

Publication number: KR20130120053A
Application number: KR1020120043019A
Authority: KR
Inventors: 박용곤; 김윤숙; 하상근; 최희돈; 윤성태
Original assignee: 한국식품연구원
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-11-04
Also published as: KR101349141B1

Abstract

본 발명은 (a) 현미, 누룩 및 효모를 이용하여 알코올 발효를 실시하는 단계; 및 (b) 단계 (a)의 결과물에 4-15 중량%의 종초를 첨가하여 초산 발효시켜 홍삼 현미식초를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (a)에서 또는 (b)에서, 또는 상기 단계 (a) 및 (b)에서 홍삼이 추가적으로 첨가되는 홍삼 현미식초의 제조방법이다. 본 발명에 따르면, 발효 효율 및 관능적 품질을 상승시키고, 진세노사이드가 인체에 유용한 형태의 진세노사이드(Rg₃)로 전환된 홍삼 현미식초를 얻을 수 있다.

Description

홍삼 현미식초의 제조방법{Methods for Preparing Red Ginseng Brown Rice-Vinegar}

본 발명은 현미 및 홍삼을 이용한 홍삼 현미식초의 제조방법에 관한 것이다.

식초는 알코올을 포함하는 기질을 미생물 발효시켜 생산하며 그 기초가 되는 원료에 따라 구별한다.

홍삼은 국민의 건강기능식품에 대한 관심증대와 고려인삼의 약리효능과 생리활성 성분에 대한 과학적 연구결과가 많이 발표 되고 있으며 음용이 편리한 다양한 제품 개발이 이루어지고 있다.

웰빙 트렌드와 젊고 건강하게 살기를 원하는 세대의 홍삼소비가 유행하면서 홍삼제품의 프리미엄 이미지와 제품의 차별화를 위한 노력이 가속되고 있으며 홍삼의 생리효능 및 식초의 효능과 함께 현미의 건강기능성을 포함하는 홍삼현미 식초의 개발은 소비자의 기호도와 웰빙형 식생활 추구에 부합하는 제품으로 부상하고 있다.

기존의 홍삼식초 상품은 주정발효 식초에 홍삼추출물을 단순 혼합한 제품이 대부분을 이루고 있으며 홍삼박 또는 추출홍삼을 기질로 자연발효 또는 이단계 발효하는 기술을 사용하고 있으나 이는 홍삼의 향미와 생리기능성을 충분히 반영시킨 고부가가치화를 달성하기 어려운 실정이다.

따라서 현미와 홍삼추출물을 이용한 고 기능성 홍삼식초 생산을 위한 알콜발효 및 초산발효의 이단계 식초생산 기술 개발이 필요하다.

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, 현미 및 홍삼을 이용하여 홍삼의 생리효능 및 식초의 효능과 함께 현미의 건강기능성을 포함하는 홍삼 현미식초를 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, 식초의 재료로 현미를 사용하고, 식초의 발효단계에서 홍삼 및 일정한 비율의 종초를 첨가하는 경우 발효 효율 및 관능적 품질을 상승시키고, 진세노사이드가 인체에 유용한 형태의 진세노사이드(Rg₃)로 전환됨을 확인함으로서, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 홍삼 현미식초의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 홍삼 현미식초를 제공하는 데 있다.

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

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 현미, 누룩 및 효모를 이용하여 알코올 발효를 실시하는 단계; 및 (b) 단계 (a)의 결과물에 4-15 중량%의 종초를 첨가하여 초산 발효시켜 홍삼 현미식초를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (a)에서 또는 (b)에서, 또는 상기 단계 (a) 및 (b)에서 홍삼이 추가적으로 첨가되는 홍삼 현미식초의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 현미 및 홍삼을 이용한 건강기능 식초를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 홍삼 현미식초의 알코올 발효 방법 및 초산 발효 방법에 관한 것이다.

본 발명의 방법을 각각의 단계 별로 상세하게 설명하면 다음과 같다:

단계 (a): 현미, 누룩 및 효모를 이용한 알코올 발효

본 발명에 따르면, 우선 현미, 누룩 및 효모를 이용하여 알코올 발효를 실시한다.

본 발명은 알코올 발효의 주재료로서 현미를 이용한다. 본 명세서 용어 “현미”는 수확한 벼를 도정기를 이용하여 왕겨만 벗겨낸 것을 의미한다. 현미의 구조는 바깥쪽부터 과피, 종피 및 호분층 등의 쌀겨층과 쌀알의 기부의 작은 부분을 차지하고 있는 배(胚)와, 나머지의 대부분을 차지하는 배젖으로 이루어졌다.

본 발명에서 이용되는 현미는 당업계의 어떠한 현미도 포함한다. 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 현미는 분쇄 현미 또는 발아 현미이고, 보다 바람직하게는 발아 현미이다. 본 발명에서 발아 현미를 이용하는 경우 알코올 발효 과정 후 생성되는 알코올 함량이 높고, 유리당인 글루코오스의 함량이 높으며, 초산 발효 과정 후 식초의 군덕내의 원인이 되는 젖산의 함량이 낮은 장점이 있다.

본 발명의 알코올 발효에서 이용되는 발효제는 누룩 및 효모이다.

본 명세서 용어 “누룩”은 술을 만드는 효소를 갖는 곰팡이를 곡류에 번식시킨 것을 의미한다. 누룩은 크게 산국(흩임누룩)과 병국(떡누룩)으로 나누며, 산국은 곡물의 낱알이 흩어져 있는 누룩이고, 병국은 곡물을 가루 내어 덩어리로 만든 분국, 곡물을 거칠게 갈아 만든 조국 및 약초를 넣어 만든 초국을 말한다. 병국에 번식하는 곰팡이는 내부까지 기어드는 발효형으로 거미줄곰팡이(Rhizopus nigricans) 또는 털곰팡이가 이에 속하고, 산국에 번식하는 곰팡이는 표면에만 번식하는 호흡형으로, 누룩곰팡이(Aspergillus oryzae)가 이에 속한다.

본 발명에서 이용되는 누룩은 당업계의 어떠한 누룩도 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 누룩은 현미 g 당 30-50 SP 당화력, 보다 바람직하게는 35-45 SP 당화력, 가장 바람직하게는 38-42 SP 당화력으로 이용된다.

본 명세서 용어 “효모”는 균계(the kingdom of fungi)에 속하는 진핵 미생물을 의미한다. 예를 들어, 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 등이 효모에 속한다.

본 발명에서 이용되는 효모는 당업계의 어떠한 효모도 포함한다. 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 효모는 상기 현미의 전분질을 기준으로 하여 0.3-0.7 중량%의 양으로 이용되는 것이고, 보다 바람직하게는 상기 현미의 전분질을 기준으로 하여 0.4-0.6 중량%의 양으로 이용되는 것이며, 가장 바람직하게는 0.45-0.55 중량%의 양으로 이용되는 것이다.

본 명세서 용어 “알코올 발효”는 발효에 적합한 조건(예컨대, 혐기 조건)에서 미생물에 의하여 당류가 알코올과 이산화탄소로 분해되어 알코올을 생성하는 발효를 의미한다.

본 발명에서 이용되는 알코올 발효는 당업계의 어떠한 알코올 발효도 포함한다. 바람직하게는, 본 발명에서 실시하는 단계 (a)의 알코올 발효는 (a-1) 상기 현미, 누룩 및 효모를 이용한 1단 담금 알코올 발효하는 소단계; 및 (a-2) 상기 (a-1) 소단계 결과물 및 홍삼을 이용하여 2단 담금 알코올 발효하는 소단계를 포함한다. 보다 바람직하게는, 본 발명에서 실시하는 단계 (a)의 알코올 발효는 (a-1) 상기 현미, 누룩 및 효모를 정제수와 혼합하여 25℃ 항온실에서 2-3일간 발효하는 1단 담금 알코올 발효하는 소단계; 및 (a-2) 상기 (a-1) 소단계 결과물 및 홍삼을 정제수와 혼합하여 25℃ 항온실에서 2-3일간 발효하는 1단 담금 알코올 발효하는 소단계를 포함한다.

단계 (b): 종초를 이용한 초산 발효

단계 (a) 실시 이후, 단계 (a)의 결과물에 4-15 중량%의 종초를 첨가하여 초산 발효를 실시한다.

본 명세서 용어 “종초”는 초산균(예컨대, KFRI 895 Acetobacter aceti)의 시드 배양물(seed culture)를 의미한다.

본 명세서에서 종초를 언급하면서 사용되는 용어 “4-15 중량%”는 상기 단계 (b)의 초산 발효를 위해 배합한 구성물 전체에 대한 종초의 중량 비율이다.

본 발명에서 이용되는 종초는 당업계의 어떠한 종초도 포함한다. 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 종초는 평판 배지에서 배양한 초산균을 진탕 배양하고 이를 종초용 배지에 접종한 후 진탕 배양한 것이고, 보다 바람직하게는 평판 배지에 초산균을 스프레딩 하고 30℃에서 2-4일간 배양한 콜로니를 계대배양한 후, 이를 액체배지에 접종하여 30℃ 쉐이킹 인큐베이터에서 48-60시간 진탕 배양하고 이를 종초용 배지에 접종한 후 30℃ 쉐이킹 인큐베이터에서 6-8일간 진탕 배양한 것이며, 가장 바람직하게는 상기의 종초의 산도가 5 이상 된 것이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서 이용되는 종초는 4-15 중량%의 종초이고, 보다 바람직하게는 4-12% 중량%의 종초이고, 가장 바람직하게는 5-10 중량%의 종초이다. 하기의 실시예에서 입증된 바와 같이, 본 발명에서 5-10 중량%의 종초를 이용하는 경우, 초산발효액 제조 시 초산균의 성장을 보조하고 발효액의 이상발효 방지를 위해 첨가되는 양조식초를 사용하지 않더라도 기존 양조식초 첨가 시의 산도보다 높은 산도의 초산 발효액의 제조가 가능하다.

본 발명에 따르면 상기 단계 (a)에서 또는 (b)에서, 또는 상기 단계 (a) 및 (b)에서 홍삼이 추가적으로 첨가되어 홍삼 현미식초의 제조를 실시한다.

본 명세서 용어 “홍삼”은 인삼(예컨대, 수삼, 미삼, 백삼, 직삼, 곡삼, 태극삼, 박곡삼 또는 피부백삼)을 증숙하여 제조된 것을 의미한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 홍삼은 상기 단계 (a) 또는 (b)에서, 또는 상기 단계 (a) 및 (b) 모두에서 추가적으로 첨가되고, 보다 바람직하게는 상기 단계 (a) 또는 (b)에서 추가적으로 첨가되며, 보다 더 바람직하게는 단계 (a)에서 추가적으로 첨가되고, 보다 더 더욱 바람직하게는 상기 단계(a)의 2단 담금 시 첨가된다. 하기의 실시예에서 입증된 바와 같이, 본 발명에서 단계 (a)의 2단 담금 시 홍삼을 첨가하는 경우 단계 (b)에서 첨가하는 경우보다 신향의 자극 정도를 나타내는 자극취는 높고 발효취인 이취강도가 낮은 홍삼 현미식초가 제조된다.

본 발명에서 첨가되는 홍삼은 당업계의 어떠한 홍삼도 포함한다. 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 홍삼은 홍삼 추출물, 홍삼 엑기스, 홍삼 농축액, 홍삼 분말 또는 홍삼 세절이고, 보다 바람직하게는 홍삼 추출물 또는 홍삼 농축액이며, 가장 바람직하게는 홍삼 추출물이다. 하기의 실시예에서 입증된 바와 같이, 본 발명에서 홍삼 추출물을 첨가하는 경우 홍삼 농축액보다 현미 전분질의 알코올 발효 속도가 증가한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 소단계 (a-2)에서 홍삼은 3.3 brix의 홍삼 50-75 중량%로 첨가되고, 보다 바람직하게는 55-70 중량%로 첨가되며, 가장 바람직하게는 60-65 중량%로 첨가된다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)에서 상기 홍삼은 1.2 brix의 홍삼 30-55 중량% 또는 64 brix의 홍삼 0.3-1.2 중량% 첨가되고, 보다 바람직하게는 1.2 brix의 홍삼 37-47% 중량% 또는 64 brix의 홍삼 0.5-1.0 중량%, 가장 바람직하게는 1.2 brix의 홍삼 40-45 중량% 또는 64 brix의 홍삼 0.7-0.8 중량% 로 첨가된다.

본 명세서의 용어 “진세노사이드”는 홍삼에 포함되어 있는 사포닌을 의미한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 홍삼 현미식초는 85-100 중량% 증가된 홍삼의 진세노사이드 Rg₃ 함량을 가지고, 보다 바람직하게는 90-100 중량% 증가된 홍삼의 진세노사이드 Rg₃ 함량을 가지며, 가장 바람직하게는 95-100 중량% 증가된 홍삼의 진세노사이드 Rg₃ 함량을 가진다.

본 명세서에서 Rg₃ 함량을 언급하면서 사용되는 용어 “증가”는 본 발명에 의해 제조된 홍삼 현미식초의 진세노사이드 Rg₃ 함량이 초기 첨가되는 홍삼에서의 진세노사이드 Rg₃ 함량을 기준으로 높은 것을 의미한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 홍삼 현미식초는 진세노사이드 Rb₁,Rb₃ 및 Rg₃의 총 합에 대한 진세노사이드 Rg₃의 함량 비율이 50-80 중량%이고, 보다 바람직하게는 55-70 중량%이며, 가장 바람직하게는 60-65 중량%이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기의 본 발명의 방법에 의해 제조된 홍삼 현미식초를 제공한다.

본 발명의 특징 및 이점을 정리하면 다음과 같다:

(a) 본 발명은 홍삼 현미식초의 제조방법을 제공한다.

(b) 본 발명에 따르면, 발효 효율 및 관능적 품질을 상승시키고, 진세노사이드가 인체에 유용한 형태의 진세노사이드(Rg₃)로 전환된 홍삼 현미식초를 얻을 수 있다.

도 1은 여과 전후의 초산발효액 시제품을 나타낸다.
도 2는 홍삼 추출물 농도를 달리한 식초 시제품을 나타낸다.

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.

재료 및 방법

현미를 이용한 알코올 발효액의 제조

현미와 발아현미를 수세하여 수침하고 물을 뺀 다음 증기로 가열하여 밥을 만들어 식힌 후 표 1의 배합비대로 누룩, 효모(전분질 원료의 0.5%), 정제수를 혼합하여 25℃ 항온실에서 알코올발효를 진행하였다(1단 담금). 2단 담금은 1단 담금과 마찬가지로 수침한 현미의 물기를 빼고 증자한 것을 1차 알코올 발효액에 정제수와 함께 첨가하여 혼합한 다음 25℃ 항온실에서 발효시켰다. 알코올 발효가 완료되면 발효액을 여과한 다음 현미 알코올 발효액을 제조하였다.

한편 홍삼추출액 포함 알코올 발효액의 제조는 앞의 현미 알코올 발효액 제조와 동일한 방법으로 1단 담금 한 현미 알코올 발효액에 2단 담금 시 정제수를 홍삼추출물로 대체하여 동일한 방법으로 발효시킨 다음 여과하여 현미·홍삼 알코올 발효액을 제조하였다.

현미 알코올 발효액 제조를 위한 담금 기본 배합비(g)

-	원부재료	비율
1단 담금	현미 시료	600
	누룩	240
	효모	9
	정제수	960
2단 담금	현미 시료	1200
2단 담금	정제수	1920

홍삼추출물을 포함한 초산발효액의 제조

가. 균주

초산균은 KFRI 895 Acetobacter aceti(참조: 대한민국 특허 제0454227호)을 이용하였으며, 액체배지(포도당 3 g, 효모 추출물 0.5 g, 펩톤 0.5 g, 주정(95%) 5 mL 및 증류수 100 mL 포함)에 초산균을 접종하여 30℃ 쉐이킹 인큐베이터(JSSI-100T, JSR, Korea)에서 진탕배양하여 초산균의 증식을 탁도 등으로 확인한 후 종초에 사용하였다.

나. 종초 ( 전배양 ) 제조

종초용 배지의 조성은 다음과 같다. 효모 추출물 1.25 g, 포도당 1.25 g, 글리세린 2.5 mL, 황산마그네슘 0.125 g, 주정(95%) 17.5 mL, 초산 5.0 mL, 양조식초 5.0 mL 및 정제수 250 mL. 반폴 플라스크에 주정과 양조식초, 아세트산, 초산균을 제외한 나머지를 담아 살균한 다음 주정과 식초 등을 무균적으로 첨가하였다. 이 혼합액을 교반시킨 후 앞서 액체배지에서 배양시킨 초산균을 접종하여 30℃ 쉐이킹 인큐베이터(JSSI-100T, JSR, Korea)에서 진탕배양하여 산도가 5 이상이 됐을 때 종초로 사용하였다.

다. 홍삼 추출물을 포함한 초산발효액의 제조

표 2와 같이 반폴 플라스크에 주정(또는 현미 알코올 발효액), 종초, 양조식초, 술지게미를 제외한 재료를 넣고 잘 교반하여 살균하고 주정과 식초 등을 무균적으로 첨가하였다. 이 혼합액을 잘 교반 시킨 후 미리 배양한 종초 2.4 %(v/v)를 접종하여 30℃ 쉐이킹 인큐베이터(JSSI-100T, JSR, Korea)에서 진탕배양하였다.

현미 알코올 발효액을 주정을 대체하여 사용할 경우 알코올 함량 6 %(v/v)가 되게 알코올 발효액의 함량을 조절하여 첨가하였다. 이들 초산 발효액의 산도가 6% 이상이 되면 발효를 종료하고 발효액을 200 메쉬 체로 여과한 후 원심분리하여 홍삼식초를 제조하였다.

한편 현미 알코올 발효액을 이용한 초산발효액 제조 시 최적 발효조건을 설정하고자 초기 알코올 농도(4∼9%), 산도(0.5∼2.5%), 종초 첨가농도(2.5∼10%)를 각각 달리하여 배양시킨 초산발효액의 품질특성을 분석하였다.

홍삼식초 제조용 조성물의 배합비(%)

조성물	주정	주정, 홍삼	현미, 홍삼
양조식초	20	20	20
술지게미	1	1	1
주정(95%)	7	7	-
현미 알코올 발효액	-	-	34.3
포도당	1	1	1
종초	2.4	2.4	2.4
홍삼추출액+무기염	-	41.3	41.3
정제수	68.6	27.3	-

현미·홍삼식초의 관능적 특성 증대 기술 개발

현미·홍삼 초산발효액을 여과하여 10℃에서 숙성시켜 관능적 특성을 비교하였다. 홍삼의 첨가시기가 최종 식초의 향미 특성에 미치는 영향을 조사하고자 홍삼농축액을 현미 알코올 발효액 제조 시 함께 첨가하여 알코올 발효 후 발효액을 초산발효시킨 현미·홍삼식초와, 현미만을 사용하여 알코올 발효액을 제조하고 초산발효 시 홍삼농축액을 첨가하여 발효시킨 현미·홍삼식초를 제조하여 향미 특성을 비교하였다.

한편 홍삼 생리활성물질인 사포닌 성분의 알코올, 초산발효에 의한 변화를 분석하고자 일정량의 홍삼 농축액을 현미를 이용한 알코올 발효액 제조 시 2단 담금공정에서 첨가하여 알코올 발효 후 다시 2차 초산발효시켜 진세노사이드(ginsenosides)의 변화를 분석하였다.

알코올 발효액 및 초산 발효액의 품질특성 분석

pH는 pH 미터(Orion 720A, USA)를 사용하여 측정하였다. 당도는 휴대용 굴절 당도계(hand refractometer)(ATAGO, N-1E, Japan)를 사용하여 측정하였다. 알코올 및 초산발효액의 색도는 측색색차계(Color QUESTⅡ, HunterLab, U.S.A.)를 이용, L(명도), a(적색도/녹색도), b(황색도/청색도) 값을 측정하였다. 투광도는 시료 5 mL에 증류수 45 mL을 가해 10배로 희석한 다음 UV-VIS 분광 광도계(Spectrophotometer)(6715, Jenway, U.K.)를 이용하여 측정하였다.

무기질은 원자 흡광 광도계(atomic absorption spectrophotometer)(Spectra A-800, Varian Co.)를 사용하여 분석하였다. 유리당은 Zorbax 카보하이드레이트 컬럼(4.6X 250 mm, Agilent. U.S.A)를 사용하여 분석하였다. 유기산은 이온 교환 컬럼인 Bio-Rex5 100~200 메쉬(Cl-형태)를 이용하여 분석하였다. 향기 패턴은 SMart Nose(SMart Nose200, SMart Nose, Marine-Epagnier, Switzerland)를 이용하여 분석하였다. 진세노사이드 분석은 Jasco HPLC로 실시하였다.

초산발효액의 관능평가는 한국식품연구원에 근무하는 직원을 대상으로 품질평가 시험으로 수행하였다. 15명에 패널요원들을 차이식별검사 중 9점 검사를 통하여 반복적으로 훈련시켰다. 선발된 패널요원을 대상으로 품질평가를 실시하였으며 9점법으로 수행한 관능검사의 결과는 SAS program을 이용하여 분산분석과 duncan의 다중비교법으로 분석하였다.

결과 및 고찰

1. 현미를 이용한 알코올 발효기술 개발

가. 현미종류를 달리한 알코올 발효액의 제조

현미종류(현미, 발아현미 및 분쇄현미)를 달리하여, 초산발효용 알코올 발효를 실시하였다. 알코올 발효는 1단 담금과 2단 담금의 2단계 발효법, 전분질의 당화를 위한 누룩 첨가량은 현미 g당 당화를 위해 필요한 당화력을 40 SP로 설정, 첨가하였고 효모는 전분질의 0.5 중량%에 해당되게 첨가하였다.

나. 현미종류를 달리한 알코올 발효액의 품질특성 분석

당도의 경우 발효 초기 분쇄현미가 16.7°brix로 발아현미, 현미에 비해 2배 높은 수치였으나 발효가 진행됨에 따라 현미와 발아현미는 당도가 증가하는 반면 분쇄현미는 감소하여 발효 7일째에는 분쇄현미가 11.9°brix, 발아현미가 10.4°brix, 현미가 8.6°brix로 초기와 비교해 시료간 차이가 줄어들었다. 분쇄현미의 경우 입자가 다른 현미와 비교해 입자가 작아 발효액 여과과정에서 상당량의 고형분이 발효액으로 더 쉽게 이행됨에 따라 초기 당도가 높은 것으로 판단된다.

pH는 현미의 경우 발효기간별 거의 변화가 없었으나 분쇄현미와 발아현미의 경우 약간 증가하는 경향을 보였으며, 색도에서는 현미종류에 따른 발효기간별 유의차를 보이지 않았다.

현미의 종류를 달리한 알코올 발효액의 발효 7일째 시료의 유리당 조성을 조사한 결과는 표 3과 같다.

현미 종류를 달리한 알코올 발효액의 유리당 함량

알코올 발효액	프럭토오스	글루코오스	수크로오스	말토오스	전체( mg %)
현미	58.97	121.54	37.04	140.61	358.16
발아현미	55.15	359.47	47.78	114.83	577.23

2. 홍삼추출물을 포함한 초산발효 기술 개발

가. 홍삼추출물을 포함한 초산발효액의 제조

앞서 제조한 현미 알코올 발효액을 사용하여 표 4와 같은 배합비로 초산발효액을 제조하였다. 대조구는 주정을 이용한 기본 배합비이며 실험구는 현미 종류별 알코올 발효액을 주정을 첨가했을 때의 알코올 농도(6%)와 동일한 농도가 되도록 발효액을 첨가하고 41.3%의 홍삼추출물을 첨가하여 초산발효액을 제조하였다.

현미 종류를 달리한 알코올 발효액 이용, 초산발효액의 제조 배합비(%)

구성물		대조구	현미 발효액	분쇄현미 발효액	발아현미 발효액
주정		7	-	-	-
알코올 발효액	현미	-	34.3	-	-
	분쇄현미	-	-	34.3	-
	발아현미	-	-	-	34.3
양조식초		20	20	20	20
술찌거미		1	1	1	1
글루코오스		1	1	1	1
종초		2.4	2.4	2.4	2.4
홍삼추출액^*+무기염		41.3	41.3	41.3	41.3
정제수		27.3	-	-	-

나. 홍삼추출물을 포함한 초산발효액의 품질특성 분석

표 5는 현미 알코올 발효액을 달리하여 제조한 초산발효액의 유기산 함량을 분석한 결과이다. 유기산은 식초의 산미와 지미를 결정짓는 역할을 하고 식초 품질에 중요한 영향을 미치며, 특히 초산균에 의해 생성되는 아세트산은 식초의 주 유기산으로 발효관리의 지침이 된다. 유기산의 총 함량을 비교해보면 전체적으로 현미 알코올 발효액 첨가구의 총량이 6797~7252 mg%로 주정 첨가구의 4926 mg%보다 높은 수치를 나타내었다. 홍삼을 포함한 초산발효액의 구성 유기산 중 주성분은 아세트산으로 현미 알코올 발효액 첨가구가 6133 mg%, 발아현미 발효액 첨가구가 6640 mg%로 주정 첨가구와 큰 차이를 보였다. 젖산의 경우 주정을 이용한 대조구는 검출되지 않은 반면 현미 알코올 발효액을 알코올원으로 사용한 시료는 254.36∼582.02 mg%로 함유되어 있었고 발아현미 시료가 가장 낮았다. 이러한 젖산은 현미 알코올 발효액 제조 시 생성된 물질로 초산발효가 진행됨에 따라 함량은 감소하며 곡류식초에 있어서 젖산의 함량이 높으면 군덕내의 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 그러나 현미 알코올 발효액을 사용한 시료는 풍미에 좋은 영향을 미치는 말산, 시트르산, 숙신산의 함량이 주정 첨가구보다 휠씬 높은 함량을 나타내었다.

현미 알코올 발효액을 이용한 홍삼추출물 포함 초산발효액의 유기산 함량

시료	옥살산	말산	젖산	아세트산	시트르산	숙신산	전체( mg %)
A	7.66	42.51	0.00	4809.14	42.95	23.92	4926.19
B	24.00	157.32	543.93	6133.96	133.95	88.59	7081.75
C	19.33	139.58	254.36	6640.02	109.94	88.96	7252.19

A : 대조구, B : 현미알코올 발효액, C : 발아현미 알코올 발효액

표 6은 초산발효액의 유리당 함량을 분석한 결과로 총 함량은 발아현미 첨가구가 5189.57 mg%로 주정 첨가구의 4441.78mg%보다 높았다. 홍삼추출물을 포함하는 초산발효액의 유리당 조성은 수크로오스가 가장 높고 프럭토오스가 그 다음으로 높았으며 주정 첨가구는 다른 것에 비해 말토오스 함량이 높은 것으로 나타났다.

현미 알코올 발효액을 이용한 홍삼추출물 포함 초산발효액의 유리당 함량

시료	프럭토오스	글루코오스	수크로오스	말토오스	전체( mg %)
A	99.75	31.50	4255.68	54.84	4441.78
B	104.55	34.39	4661.78	12.66	4813.38
C	108.00	45.00	5023.24	13.33	5189.57

표 7은 초산발효액을 여과 처리 후 관능검사 결과로 자극취는 산도가 가장 낮은 대조구가 가장 강도가 낮았으나 현미 알코올 발효액은 시료간에 큰 유의차가 없는 것으로 나타났다. 발효 시 생성되는 이취(발효취) 강도에서는 비교적 신향이 적은 대조구가 약간의 군덕내가 남아있었고 향기호도에서는 홍삼 향이 은은하게 퍼지는 현미발효액을 이용한 초산발효액의 기호도가 비교적 높게 나타났다. 맛에서는 시료간 큰 유의차는 없었지만 과일식초의 풍미와 유사한 발아현미 초산발효액의 기호도가 높게 나타났는데 이러한 기호도 결과는 전체적인 기호도에도 영향을 미쳐 이취의 강도가 가장 낮고 톡쏘는 신맛이 강하면서 익숙한 풍미를 가진 발아현미 초산발효액이 가장 높은 점수를 얻었다

현미 알코올 발효액을 이용한 홍삼추출물 포함 초산발효액의 관능검사 결과

관능항목	대조구	현미 발효액	분쇄현미 발효액	발아현미 발효액
자극취 강도	5.29±0.76b	6.71±0.49a	6.43±0.98a	7.14±0.69a
이취 강도	6.57±1.27a	5.86±0.90ab	5.71±0.95ab	5.14±0.90b
향 기호도	5.29±1.25b	7.29±0.76a	6.86±1.07a	6.86±0.69a
맛 기호도	6.00±1.29a	6.14±0.69a	6.57±1.51a	6.71±0.95a
전반적 기호도	5.43±1.72b	6.57±0.53ab	6.86±1.57ab	7.14±1.07a

다. 홍삼추출물을 포함한 초산발효액의 최적 발효조건 실험

1) 초기 알코올농도가 초산발효액의 품질특성에 미치는 영향

홍삼을 포함한 초산발효액 제조 시 최적 발효조건을 설정하고자 표 8의 배합비로 현미 알코올 발효액(알코올 14.5%)의 첨가농도를 달리하여 초산발효액의 초기 알코올 농도가 초산발효액의 발효에 미치는 영향을 조사하였다. 이때 홍삼 시료는 농축액(64°brix)을 이용하여 고형분 기준으로 업체 홍삼추출물 41.3 mL에 해당하게 양을 정제수에 첨가, 용해하여 사용하였다.

초기 알코올 농도를 달리한 초산발효액의 제조 배합비(%)

구성물	알코올 농도
구성물	4%	5%	6%	7%	8%	9%
알코올 발효액	27.44	34.30	41.16	48.02	54.88	61.74
양조식초	20	20	20	20	20	20
종초	2.4	2.4	2.4	2.4	2.4	2.4
술지게미	1	1	1	1	1	1
글루코오스	1	1	1	1	1	1
홍삼농축액^*	0.77	0.77	0.77	0.77	0.77	0.77
정제수+무기염	47.39	40.53	33.67	26.81	19.95	13.09

* 홍삼농축액(고형분 64%) : 업체 홍삼추출액의 고형분(1.2) 함량과 동일량 첨가

표 9은 초기 알코올 농도를 달리하여 10일 초산발효 시킨 홍삼을 포함한 발효액을 여과 처리하여 관능평가한 결과이다. 신향의 자극 정도를 나타내는 자극취 강도에서 4% 첨가구가 가장 강하고 산도가 가장 높은 7% 첨가구의 자극취가 더 약한 것으로 나타났다. 이는 4% 첨가구의 경우 향이 비교적 단순하고 발효취가 적어 신향이 더 자극적으로 느껴지기 때문으로 보이며 발효취에 따라 자극취의 강도가 비교적 상쇄되는 경향이 있었다. 이취 강도에서는 초기 알코올 첨가량이 높을수록 높은 수치를 보였는데 이는 발효기간 중 초산발효 형상과 관계가 있는 것으로 보인다. 즉, 유도기가 짧고 바로 성장기에 접어든 시료의 경우 성장기를 거치고 정체기가 길어 숙성이 어느 정도 진행된 반면 유도기가 길고 성장기가 짧아 정체기가 짧았던 7%의 경우 숙성이 이루어지지 않아 휘발성분이 남아 있어 발효취가 남아있는 것으로 판단된다. 또한 다른 이유로 알코올 발효액 첨가량이 높을수록 현미 알코올 발효액의 함량이 많기 때문에 그로 인한 곡류로부터 이행된 전분질이나 향기 성분에 큰 영향을 미치는 유리아미노산의 함량이 높아 발효취에서 유래된 이취의 강도가 강한 것으로 생각된다. 향 기호도에서는 비교적 자극취가 약하고 이취 강도가 약한 5%, 6% 첨가구의 점수가 높은 편이었으며 자극취가 강하거나 이취가 강한 4%와 9% 첨가구는 점수가 낮게 나타났다. 맛에서는 비교적 단순하고 일관되게 첫맛과 후미에서 신맛이 느껴지는 4%, 5% 첨가구의 기호도가 비교적 높게 나타났고 전반적 기호도에서는 신맛이 강하지 않고 이취강도가 강하지 않은 6% 첨가구가 가장 높았으나 4, 5%와 유의차가 거의 나타나지 않았다.

초기 알코올 농도를 달리한 초산발효액의 관능검사 결과

관능항목	4%	5%	6%	7%	9%
자극취 강도	7.57±0.53^b	6.57±0.98^a	6.86±1.57^ab	5.86±1.86^ab	5.29±1.89^ab
이취 강도	3.71±1.60^a	4.43±2.30^a	4.14±2.85^a	5.29±2.06^a	6.00±2.65^a
향 기호도	5.86±1.46^b	7.43±1.27^ab	6.71±1.38^a	6.43±1.90^ab	5.29±0.95^ab
맛 기호도	6.43±1.72^a	6.43±1.27^a	5.86±1.35^a	5.14±1.07^a	4.86±1.57^a
전반적기호도	6.86±1.77^a	6.71±1.11^a	7.00±1.29^a	5.43±1.40^a	5.43±0.98^a

2) 초기 산도가 초산발효액의 품질특성에 미치는 영향

표 10은 현미 알코올 발효액을 이용한 홍삼 추출물 함유 초산발효액 제조 시 초기 산도(0.5∼2.5%) 변화에 따른 초산발효액의 특성을 분석하고자 양조식초를 이용, 초산발효액의 산도를 조정한 배합비이다.

초기 산도를 달리한 초산발효액의 제조 배합비(%)

구성물	산도
구성물	0.5%	1.0%	1.5%	2.0%	2.5%
알코올 발효액	34.3	34.3	34.3	34.3	34.3
양조식초	4	11	17.5	24	33
종초	2.4	2.4	2.4	2.4	2.4
술지게미	1	1	1	1	1
글루코오스	1	1	1	1	1
홍삼농축액*	0.77	0.77	0.77	0.77	0.77
정제수+무기염	56.53	49.53	43.03	36.53	27.53

초기 산도 0.5%, 1% 시료의 경우 발효초기와 비교해 발효기간 중 산도가 증가되는 경향을 보이기는 하나 발효 4일 이후 정체기가 나타나 최종산도가 2.5%, 3.0%로 비교적 낮았다. 초기 산도 1.5% 시료는 발효초기부터 8일까지 꾸준하게 산도가 증가하는 형태를 보이다가 발효 8일째 산도 5.1%의 값을 보이며 정체기에 접어들었고 초기 산도 2%와 2.5% 시료는 발효 2일에 3.21%, 3.54%에서 발효 4일에 각각 5.7%로 급격하게 산도가 증가하여 최종산도 6.12%와 6.0%에서 발효를 종료하였다. 본 실험에서 최종산도의 결과로 미루어 현미 알코올 발효액을 이용한 홍삼 함유 초산발효액의 초기산도는 2~2.5%가 적합한 것으로 판단된다.

3) 종초 첨가량이 초산발효액의 품질특성에 미치는 영향

표 11은 홍삼 추출물을 포함하는 초산발효액 제조 시 초산균의 성장을 보조하고 발효액의 이상발효 방지를 위해 첨가되는 양조식초를 사용하지 않고 종초의 첨가량을 달리하여 초산균의 생육에 따른 초산발효 중의 품질특성을 비교하고자 2.5∼10%에 해당하는 종초를 첨가한 발효액 배합비이다. 이때 현미 알코올 발효액과 홍삼추출물을 동일하게 첨가하여 알코올과 당류에 대한 조건은 동등하게 하였다.

종초 첨가량을 달리한 초산발효액의 제조 배합비(%)

구성물	종초 첨가량
구성물	2.5%	5%	7.5%	10%
알코올 발효액	34.3	34.3	34.3	34.3
종초	2.5	5	7.5	10
술지게미	1	1	1	1
글루코오스	1	1	1	1
홍삼추출액+무기염	41.2	41.2	41.2	41.2
정제수	20	17.5	15	12.5

초기산도는 0.48~0.81%로 종초 첨가량이 높을수록 다소 높은 경향을 보였으나 기존 양조식초 첨가 실험에서의 초기 산도보다는 낮은 편이며 발효 2일째부터는 2.5% 첨가구를 제외한 첨가구에서 4%이상의 산도를 보여 오히려 이전보다 높은 수치를 보였다. 발효기간 중 산도 변화 형상 또한 유도기 없이 발효 4일까지 성장기를 보이다 이후로 정체기를 보여 종초 첨가 5, 7.5, 10% 시료가 비슷한 양상을 보였다. 그러나 2.5%첨가구의 경우 발효 2일 이후 정체기가 나타나 발효 11일째 2.64%의 산도값을 보여 정상적인 발효조건이 갖춰지지 않아 정상발효가 진행되지 않은 것으로 사료된다.

pH는 초기 종초 첨가량에 따라 3.5에서 3.25까지 순차적으로 낮은 값을 보였으며 발효 2일 이후 급격히 감소하여 발효 11일째까지 2.5% 첨가구를 제외한 시료에서 비슷한 양상을 보였다.

3. 초산발효에 의한 홍삼 생리활성 물질의 변화

표 12는 원료 홍삼과 초산발효 후 식초에 잔존하는 홍삼의 진세노사이드 구성성분의 변화를 분석한 결과이다. 홍삼의 생리활성물질인 진세노사이드 성분의 초산발효공정 중 변화를 조사하고자 홍삼농축액(64°brix) 일정량을 1차 현미 알코올 발효액(알코올 14.4%) 제조 시 첨가하여 얻어진 발효액을 2차 초산발효(산도 6.06%)시켜 분석용 시료를 준비하였다.

홍삼을 초산발효시켰을 때 진세노사이드 Rb1, Rb3의 함량은 대조군 대비 각각 51.8, 84.6% 감소하였고, Rg3는 96.8% 증가하였다. 인삼 및 홍삼의 진세노사이드는 당이 많이 붙어있는 형태가 대부분으로 체내흡수가 용이하지 않은 것으로 알려져 있다. 분석 결과에 따르면 홍삼을 포함하는 초산발효액은 홍삼대조군에 비해 당이 많이 붙어 있는 진세노사이드인 Rb1, Rb3는 감소하고 당이 잘린 형태인 진세노사이드 Rg3는 증가하는 것으로 보아 홍삼의 진세노사이드 조성이 초산 발효했을 때 체내에 흡수가 용이한 형태로 변화되는 것을 보여주는 결과라 할 수 있다.

초산발효에 따른 홍삼 진세노사이드 조성 변화(단위: 총 진세노사이드를 기준으로 한 중량 %)

진세노사이드 성분	홍삼대조군	초산발효
Rb1	26.41	12.73
Rb3	6.10	0.94
Rg3	11.94	23.50

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 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

(a) 현미, 누룩 및 효모를 이용하여 알코올 발효를 실시하는 단계; 및
(b) 단계 (a)의 결과물에 4-15 중량%의 종초를 첨가하여 초산 발효시켜 홍삼 현미식초를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (a)에서 또는 (b)에서, 또는 상기 단계 (a) 및 (b)에서 홍삼이 추가적으로 첨가되는 홍삼 현미식초의 제조방법:
제 1 항에 있어서, 상기 홍삼은 상기 단계 (a)에서 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 현미는 분쇄 현미 또는 발아 현미임을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 현미는 발아 현미인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 홍삼은 홍삼 추출물, 홍삼 엑기스, 홍삼 농축액, 홍삼 분말 또는 홍삼 세절인 것을 특징으로 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a) 알코올 발효는 (a-1) 상기 현미, 누룩 및 효모를 이용한 1단 담금 알코올 발효하는 소단계; 및 (a-2) 상기 (a-1) 소단계 결과물 및 홍삼을 이용하여 2단 담금 알코올 발효하는 소단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 소단계 (a-2)에서 상기 홍삼은 3.3 brix의 홍삼 50-75 중량%로 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 상기 홍삼은 1.2 brix의 홍삼 30-55 중량%로 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 홍삼 현미식초는 85-100 중량% 증가된 홍삼의 진세노사이드 Rg₃ 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 홍삼 현미식초는 진세노사이드 Rb₁,Rb₃ 및 Rg₃의 총 합에 대한 진세노사이드 Rg₃의 함량 비율이 50-80 중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
상기 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 홍삼 현미식초.