KR20140102099A - 발아밀 된장 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발아밀 된장 및 그 제조방법에 관한 것으로, 된장 총 중량 기준 발효체 10-20중량%, 발아밀 20-40중량%, 콩추출물 또는 콩물 40-60량%, 소금 1-5중량%, 콩 3-10중량%를 포함하여 구성되는 발아밀 된장 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

발아밀 된장 및 그 제조방법{Germinated Wheat Deonjang and Its Manufacturing Method}
본 발명은 발아밀 된장 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 곡류의 발아과정 중 생리활성성분이 증진된다는 연구결과가 밝혀지면서 발아 곡류의 기능성에 대한 관심이 커지는 가운데, 세계 주요 식량자원의 하나인 밀을 발아시킨, 발아 밀에 대한 기능성과 이를 이용한 식품개발이 시도되고 있다.
밀은 보통 한 알갱이에 물 12％, 탄수화물 70％, 단백질 12％, 지방 2％, 무기질 1.8％, 조섬유 2.2％ 등이 함유되어 있고, 소량의 비타민 A가 밀에 들어 있으며, 이러한 밀을 발아시킬 경우 건강을 지켜주고 면역 시스템을 자극시켜 주는 훌륭한 마그네슘, 망간, 셀레늄을 포함하게 된다.
이러한 발아 밀의 기능성에 대한 연구로서, 국산 발아밀의 기능성 식품소재 개발연구(2005년, 농촌진흥청, 조용식 등)에서는 발아밀을 통한 국수개발이 시도되었고, 특허 제 10-415305호에서는 발아 밀을 이용한 주류제조가 개시되었지만, 그밖에 발아 밀의 기능성을 활성화시키는 식품개발은 아직 미진한 실정이다.
한편 된장은 콩을 발효시켜 제조하는 식품으로써, 우점하는 미생물의 특성 및 숙성, 발효에 따른 단백질 유래 저분자 물질들에 기인하는 다양한 냄새들 때문에 기호도가 세대간에 커다란 격차를 보이는 발효 식품으로서, 최근 각종 전분질을 포함하는 곡물 등의 첨가물을 추가한 기능성 된장들 공개특허 10-2004-0074195호에 쌀, 감자, 보리, 밀, 조, 수수, 옥수수, 고구마 및 콩을 포함하는 곡류를 이용한 된장 이 소개되고 있으나, 곡물을 건조한 상태 그대로 사용하고 있는 것들로서, 발아 밀의 기능성을 기대하기는 어려운 실정이다.
된장의 제조 방법은 일반적으로 전통식 방법, 개량식 방법, 혼합식 방법 등으로 구분되며, 전통식이라 함은 주로 콩을 벽돌형태 등으로 성형한 후 자연 발효시킨 메주를 염수에 침지시켜 저장한 다음 액상을 제거하고 고형분을 숙성시킨 것을 말하며, 개량식은 주로 Aspergillus oryzae 등의 균을 사용한 제국과정에 의해 제조된 낱알형의 메주를 분쇄하여 침지과정이 없이 숙성시킨 것이며, 이들 두 종류의 혼합에 의한 것이 혼합식이라 하겠다.
그런데 전통식의 경우, 메주의 제조방법이 까다롭고 자동화 내지 반자동화가 어려워 노동집약적 비효율성을 감수해야 하며, 또한 콩을 이용한 메주의 염수침지 기간이 지나치게 길어 제조 원가상승 요인이 될 소지가 많다. 반면 개량식의 경우, 제조기간 단축, 공정의 자동화 내지 반자동화가 가능한 이점은 있으나 전통적 풍미와 특성을 가진 된장으로는 미흡하다. 또한 종래 된장은 나트륨 함량이 높아 저염화가 어렵고 이로 인하여 된장을 이용한 소스 등의 다른 식품으로의 개발이 용이하지 않은 문제점이 있었다.
이러한 문제점에 착안하여, 본 발명인은 발아 밀과 우리나라 전통 대두 발효식품인 된장을 접목시켜, 필수아미노산의 급원 식품으로 기능성이 우수하고 동시에 특유의 향미로 인하여 우리 민족의 입맛에 가장 친화력이 높은 식품으로서 발아밀 된장을 개발하게 되었다. 또한 발아 밀의 기능성과 된장 품질을 보장하는 보다 효율적이고 표준화된 제조 방법 확립을 제공하고자 한다.
이에 본 발명은 된장의 주재료서 지금까지 이용되지 않았던 발아 밀을 이용한 된장을 제공하여 된장의 맛과 발아 밀의 기능성을 동시에 제공함에 그 목적이 있다.
아울러, 발아 밀의 기능성과 된장 품질을 보장하는 보다 효율적이고 표준화된 제조 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 된장 총 중량 기준 발효체 10-20중량%, 발아밀 20-40중량%, 콩추출물 또는 콩물 40-60량%, 소금 1-5중량%, 콩 3-10중량%를 포함하여 구성되는 발아밀 된장에 있다.
상기에서 발아밀은 싹의 길이가 3-5mm로 발아된 것을 사용하고, 상기 발효체는 아스퍼질러스 오리제 발효체 80-95 : 바실러스 서브틸러스 5-20의 비율로 혼합하여 사용한다.
그리고, 본 발명의 다른 특징은, 싹의 길이가 3-5mm 되도록 밀을 발아하는 과정, 된장 총 중량 기준 발효체 10-20중량%, 발아밀 20-40중량%, 콩추출물 또는 콩물 40-60량%, 소금 1-5중량%, 콩 3-10중량%를 혼합하여 2주~8주간 발효하는 발아밀 된장 제조 방법에 있다.
상기에서 발효체는 증자된 미강에 상기 증자된 미강 100중량 기준 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) 0.001~0.01중량부, 상기 증자된 미강 100중량 기준 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) 0.01-2중량부를 각각 첨가하여 발효 건조한 것으로, 상기 아스퍼질러스 오리제 발효체 80-95 : 바실러스 서브틸러스 5-20의 비율로 혼합하여 사용한다.
통밀과는 달리 발아 밀은 면역시스템을 자극시켜 주는 무기질로 마그네슘,칼슘,셀레늄이 풍부하고, 비타민 성분에서는 티아민(thiamine), 리보플라빈(reiboflavin) 함량이 증가하며, 유리당 성분에서 글루코오즈(glucose),수크루즈(sucrose)함량이 증가하므로, 발아 밀을 사용한 된장은 위 무기질,비타민 및 유리당 성분이 크게 증가한 기능성을 나타낸다.
또 관능검사에서 밝혀진 바와 같이, 색과 냄새, 맛 , 질감 및 전반적인 기호도가 개선되는 효과가 나타났다.
아울러, 짧은 발효 시간이지만 전통 재래 된장의 깊은맛 재현이 가능하게되어 된장 생산비가 대폭 감소되고, 저염 조건하에서 발효가 이루어지기 때문에 다양한 음식의 소스 등으로 사용 가능하다.
또한, 발아밀을 주원료로 한 된장 제조 방법을 제시함으로서, 향후 발아밀과 각종 기능성 첨가제를 사용한 다양한 된장의 제조가 가능하게 한다.
특화된 발효 및 숙성기술(미생물의 종류와 사용량 조절)을 이용하여 기간 단축, 저염가능 (기존 된장 2년, 본 발명은 2주 숙성), 맛과 영양성이 있는 경쟁력 있는 제품, 맛 조절 가능(어린이, 어른, 기호도 등), 시중제품과 동일하게 된장국, 쌈장 등 소스에 이용할 수 있게 되는 것이다.
또한, 발아밀을 사용하므로 아밀라아제 효소 즉 당화효소가 증가되고, 소화력이 증대되며, 섬유소가 증대되고, 식이섬유 및 필수아미노산 등의 영양성분이 증가되어 성장기 어린이, 실버세대 등에게 적합한 효과가 있다.
도 1은 발아밀의 싹길이에 따른 단백질 분해능을 나타내는 사진
도 2는 발아밀의 싹길이별 아밀라아제(amylase)의 역가 측정결과를 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 발아밀 된장을 나타내는 사진
도 4는 본 발명의 발아밀 된장의 숙성 기간별 pH를 나타내는 도면
도 5는 본 발명에 따른 발아밀 된장 추출물에 의한 세포증식결과를 나타내는 그래프
도 6은 본 발명에 따른 발아밀 된장 추출물에 의한 세포생존도를 나타내는 그래프
도 7은 본 발명에 따른 발아밀 된장 추출물에 의한 질소 산화물 분석 결과를 나타내는 그래프
도 8은 본 발명에 따른 발아밀 된장 추출물에 의한 지질의 과산화 정도를 나타내는 그래프
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
(1) 발아밀 제조
밀을 세척하여 여름 기준으로 상온에서 6시간 물에 침지한 후, 2일 동안 밀의 표면이 마르지 않도록 물을 보충하면서 발아시켜 싹의 길이가 낟알 길이의 3/4 즉, 약 4mm정도 될 때까지 발아시킨다.
이 후, 발아밀을 2일 동안 자연건조시키거나, 열풍건조실에 투입하여 45℃, 8시간 건조한 후, 저온저장고에 보관하면서 사용전 분쇄하여 사용한다.
(2) 발효체 제조
미강을 121℃에서 15분간 증자한 후, 미강 100중량 기준 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) 0.005중량부, 미강 100중량 기준 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) 1중량부를 각각 첨가하고 35±5℃에서 36시간 발효시킨 후 45℃에서 48시간 건조하여 사용전 분쇄한다.
(3) 된장제조
본 발명에 따른 된장은 된장 총 중량 기준 상기 발효체 14.5중량%, 발아밀 29중량%, 콩추출물 또는 콩물 48중량%, 소금 2중량%, 콩 5중량%, 부재료 1.5중량%로 구성된다.
상기에서 발효체는 상기 발효체 제조과정에서 발효된 아스퍼질러스 오리제 발효체 90 : 바실러스 서브틸러스 10의 중량비율로 혼합하여 사용한다.
그리고 콩추출물 또는 콩물은 두부, 청국장 등을 제조하고 얻어지는 콩물 혹은 콩과 물을 질량비로 1:5 혼합하여 열수추출한 추출물을 사용하며, 단백질을 보충하고 맛을 증가시키기 위하여 사용한다.
그리고, 소금은 정제염 혹은 천일염을 사용한다.
콩은 100℃, 3시간 물에 삶아서 건져서 사용하거나 증자기(auto clave)로 121℃에서 1시간 증자시켜 사용한다.
부재료로는 말린고추 혹은 고추가루 또는 고추씨가 선택적으로 하나 이상 첨가되고, 사카로미세스속 효모가 사용되며, 상기 효모는 된장 총중량기준 0.017중량% 사용된다.
이들 재료를 혼합하여 2주 이상 발효 및 숙성시켜 된장을 제조한다.
상기에서 효모균은 전통된장으로부터 균주를 순수 분리하여 16s rRNA gene의 염기서열을 바탕으로 NCBI data base에서 BLAST 검색한 결과 사카로미세스 세르바키(saccharomyces servazzii)로 동정 되었고. 사카로미세스 세레비시애(Saccharomyces cerevisiae) 균주도 사용가능하다.
이 중 본 발명에서 사용되는 효모균인 saccharomyces servazzii 균주는 김치 숙성에 관여하는 균주로 알려진 것으로 효모균수와 된장의 관능적인 유의성은 없었다.
한편, 상기한 효모균의 사용이유는 발효 촉진을 위한 것으로, 된장은 곰팡이, 세균, 효모 이 3가지 미생물을 모두 이용하는 복합발효의 산물로 본 발명은 미생물의 종류와 사용량 조절을 통해 1∼3차 발효단계를 하나의 복합발효로 유도, 특히 곰팡이나 세균이 휴지기에 들어가면 효모균이 작용을 시작한다.
상기에서 종래 된장의 1~3차 발효를 살펴보면, 통상 된장에서 1차 발효는 메주를 볏짚에 매달아 띄우기하는 과정으로 고초균을 접목하는 과정이고, 2차 발효는 메주를 따뜻한 방에서 이불을 덮어 다시 띄우기를 하는 과정으로 이때 방바닥을 뜨끈뜨끈하게 하면 웬만한 잡균은 죽게 되고 고온을 좋아하는 균만이 생존하게 된다. 3차 발효는 2차 발효 후 다시 40-60일 건조발효되어 메주를 씻어 소금물에 담궈 다시 1-2개월 항아리에서 발효를 거치게 되는데 이 때 곰팡이나 세균은 휴면상태로 들어가고 알코올을 생성하는 효모균이 작용하기 시작하고, 4차 발효는 액체인 간장과 고체인 된장으로 분리한 후 각각 숙성하는 것이다.
본 발명은 이러한 1차 내지 3차 발효를 하나의 복합발효로 유도한 것이다.
(4) 발아밀의 싹 길이에 따른 단백질 분해력 실험
발아밀의 싹길이에 따른 단밸직 분해력을 측정하기 위하여 Halo Test법에 따라 단백질원(skim milk)의 중심에 싹길이별 발아밀액을 로딩하여 24시간 경과한 결과, 도 1에 나타내는 바와 같이 싹길이가 증가하면서 단백질 분해력도 높아짐을 알 수 있다.
상기에서 발아밀액은 발아밀 10g : 0.01% 탄산수소나트륨(sodium bicabonate) 50 ml을 이용하여 8시간 동안 4℃에서 shaking 후 상등액 이용한 것이다.
(5) 발아시 아밀라아제(amylase)의 역가 측정
20℃에서 습도 80% 이상으로 발아시킨 싹의 길이에 따른 아밀라아제 역가를 측정한 결과 도 2에 나타내는 바와 같이 싹의 길이가 길어지면 아밀라라제 역가도 높아짐을 알 수 있고, 도시하지는 않았지만 싹의 길이가 10mm이상일 때에는 오히려 감소하였다.
(6) 발아밀 길이에 따른 효모균 변화
발아밀의 길이에 따른 효모균 변화를 측정한 결과 표 1에 나타내는 바와 같이 발아시키지 않은 통밀이나 싹의 길이가 1~3mm인 경우 실험시작(0)과 8주후(8)의 효모수에 1.9~2.3 log CFU/g정도의 차이가 있으나 4mm인 경우 약 2.8log CFU/g, 5mm인 경우 약 2.6log CFU/g의 변화가 있어서, 4mm이상에서 효모균의 증가율이 높음을 알 수 있다.
Figure pat00001
(7) 발효기간에 따른 된장의 관능 평가
정제염과 천일염을 사용하고 싹의 길이가 4mm인 발아밀을 이용하여 된장을 제조하여 부재료로서 고추와 고추가루를 각각 첨가한 후, 각각 2주와 4주를 발효시킨 된장은 도 3과 같고, 상기한 바와 같이 제조된 된장을 훈련된 연구원 20명에게 가장 좋다를 10점으로 하는 10점 평가법으로 색과 냄새, 맛 및 질감을 평가하였다.
우선, 색상 기호도에서는 큰 차이는 없었으나 4주 천일염을 사용한 것이 평가원 모두에게 제일 우수하다는 평가를 받았고, 이에 따라 4주 천일염을 사용한 고추가루 첨가 된장에 대하여 냄새, 맛, 질감 및 전반적인 기호도를 측정한 결과는 표 2와 같다.
측정항목 냄새 맛 질감 전반적인 기호도
점수 9.12±0.23 9.07±0.64 9.26±0.80 9.35±0.23
상기에서 살펴본 바와 같이 전반적으로 발아밀 된장은 냄새와 맛, 질감 및 전반적인 기호도가 모두 우수함을 알 수 있다.
(8) 염도비교
본 발명에 따른 된장과 시중에 판매되고 있는 된장을 물로 10배 희석한 후 염도를 10회 반복 테스트한 결과는 표 3과 같다.
Figure pat00002
표 3에서 본 발명의 된장은 기존의 된장에 비하여 염도가 낮음을 알 수 있다.
(9)pH비교
발효기간별 pH비교결과 2주가 경과하면서 모든 실험군에서 pH의 변화가 완만해짐을 알 수 있다.
(10) 항당뇨 활성
본 발명의 발아밀 된장 100g과 멸균된 증류수 900 ml를 이용 열수추출하여 3,000 rpm으로 5분간 원심분리한 후, 상등액을 동결건조하여 항당뇨 효과 실험을 실시하였다. In vitro에서 streptozotocin(STZ)에 의해 유발된 전당뇨(prediabetes)모델 RINm5F 세포에서 항당뇨 활성을 검사하였다.
인슐린 분비세포주인 RINm5F에 발아밀 된장추출물(DJ)을 일정농도 투여하여 세포성장효과와 인슐린 분비량을 검증하였다
발아밀 된장추출물을 농도별(0.05 ～0.25 mg/mL) 처리하였을 때, 세포 증식(Cell proliferation)은 도 5에 나타내는 바와 같이 발아밀 된장 추출물 농도에 의해 영향을 받지 않았다. 그것은 발아밀 된장 추출물이 어떠한 중요한 세포파괴를 보여주지 않았다는 것을 나타내었다. RINm5F을 제I형 당뇨병과 유사 모델로 유도하기 위해 STZ을 이 실험에 사용되었다.
그리고, 2 mM STZ를 처리한 처리구(STZ)는 RINm 5F 세포의 단일 치료는 세포생존도(Cell viability)가 도 6에 나타내는 바와 같이 대조구(control) 세포의 약 51.6%로 감소시켰다. 그러나 0.15 mg/mL 발아밀 된장추출물을 처리한 처리구(STZ+0.15)는 대조구(control) 세포의 약 73% 까지 복구되었다.
따라서, 이 연구를 기초로 하여, 다음 실험들은 발아밀 된장 추출물을 0.05-0.15 mg/mL로 처리하여 실행하였다.
③ 인슐린농도(Insulin level)
STZ와 DJ가 인슐린 분비에 영향을 미치는지 알아보기 위해 인슐린을 측정하였다.
Figure pat00003
STZ 처리로 손상된 인슐린분비세포의 세포 회복 효능을 확인 한 결과, 표 4에 나타내는 바와 같이 2 mM STZ 처리 전 혹은 처리 후 발아밀 된장추출물 처리 농도 증가에 따라 인슐린 농도 역시 증가하였다.
구체적으로, STZ 처리군은 대조군에 비해 인슐린 수준이 약 53.9%정도 감소했고, DJ를 처리하자 인슐린 분비기능이 개선되어 0.15 mg/ml DJ 처리군에서는 인술린 수준이 STZ 처리군에 비해 16% (69.9%, 0.15 mg/ml) 높아졌다. 그 결과, 발아밀 된장추출물은 인슐린 강화제로서 역할을 하고 있다.
④ Effect of deonjang on STZ-induced Nitric oxide (NO) production
질소 산화물 (NO)는 췌장 β-cells에 미토콘드리아와 염색체 DNA 손상의 원인인 NO를 Griess reagent assay으로 분석하였다.
Nitric oxide(NO)는 혈압조절, 신경전달, 혈소판 응집억제, 면역기능 등의 역할을 하는 것으로 알려져 있으며 여러 조직과 세포에서 L-arginine으로부터 nitric oxide synthase에 의해 합성된다. 그러나 NO가 필요이상으로 생성되면 shock에 의한 혈관확장, 염증반응으로 유발되는 조직손상, 신경조직의 손상등을 일으켜 생체에 유해한 작용을 나타낸다. 생산된 CHP에 대한 NO 생성능을 측정함으로써 염증반응 억제 효과를 판단할 수 있다.
NO 유도체로서 STZ를 처리하여 분비된 NO를 분석한 결과, 도 7에 나타내는 바와 같이 STZ을 처리하여 NO유도된 그룹이 대조군에 비해 3.1배 증가 하였으며, STZ으로 NO 유도 후 0.05∼0.15 mg/ml DJ 처리군에서는 STZ만 처리한 그룹과 비교시 NO의 생성량이 각각 약 15%(0.05 mg/ml DJ), 48%(0.1 mg/ml DJ), 50% (0.15 mg/ml DJ) 감소 하였다.
⑤ Lipidperoxidation in RINm5F cells
지질의 과산화 정도를 측정하였다. 그 결과 도 8에 나타내는 바와 같이 세포 손상에서 산화스트레스의 마커로 Lipid peroxiation은 (지질이 자동산화 (autooxidation), 활성산소 (free radical) 등에 의해 과산화반응을 받아 과산화물로 된 것으로) 노화나 질병상태에서 발생하는 세포손상정도를 측정하였다. 된장추출물 처리에 의하여 지질의 과산화화는 34% 감소 하였다.

상기에서 지질과산화는 지질이 자동산화 (autooxidation), 활성산소 (free radical) 등에 의해 과산화반응을 받아 과산화물로 된 것으로 Lipid peroxiation은 노화나 질병상태에서 발생하는 세포손상(cellular damage) 메커니즘중의 하나이다.
산소 노출시 지방과 지질을 분해하는 과정인 'lipid peroxidation’ Lipidperoxidation 결과로 (산물) MDA (malondialdehyde) --- MDA + TBA와 반응하여 부가생산물 생성한 것을 측정하였다.
지질의 과산화화 감소는 항산화효소가 풍부한 된장을 섭취한 것으로 판단된다.

Claims (5)

  1. 된장 총 중량 기준 발효체 10-20중량%, 발아밀 20-40중량%, 콩추출물 또는 콩물 40-60량%, 소금 1-5중량%, 콩 3-10중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발아밀 된장.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 발아밀은 싹의 길이가 3-5mm로 발아된 것을 특징으로 하는 발아밀 된장.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 발효체는 아스퍼질러스 오리제 발효체 80-95 : 바실러스 서브틸러스 5-20의 비율로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 발아밀 된장.
  4. 싹의 길이가 3-5mm 되도록 밀을 발아하는 과정,
    된장 총 중량 기준 발효체 10-20중량%, 발아밀 20-40중량%, 콩추출물 또는 콩물 40-60량%, 소금 1-5중량%, 콩 3-10중량%를 혼합하여 2주~8주간 발효하는 것을 특징으로 하는 발아밀 된장 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 발효체는 증자된 미강에 상기 증자된 미강 100중량 기준 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) 0.001~0.01중량부, 상기 증자된 미강 100중량 기준 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) 0.01-2중량부를 각각 첨가하여 발효 건조한 것으로, 상기 아스퍼질러스 오리제 발효체 80-95 : 바실러스 서브틸러스 5-20의 비율로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 발아밀 된장 제조 방법.
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KR102652213B1 (ko) * 2024-02-21 2024-03-27 김동희 보리쌀 효소된장 조성물 및 이를 이용한 보리쌀 효소된장 제조방법

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