KR20150102158A - 명태부산물 이용한 가수분해 스프 스톡 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 명태부산물 이용한 가수분해 스프 스톡 제조방법이다. 보다 상세하게는 명태부산물과 냉수를 혼합하여 정치시켜 냉수 피빼기하는 단계; 냉수 피빼기된 명태부산물과 정제수를 혼합하고 2종의 단백 효소인 알칼라아제와 프로테아제엠 및 글루타미나제로 효소분해하는 단계; 상기 종의 단백 효소 및 글루타미나제를 고온가압추출하면서 실활시키는 단계; 상기 고온가압 추출된 명태부산물 가수분해물을 여과, 농축 및 분말화 시키는 단계; 포함하는 명태부산물을 이용한 스프 스톡 제조방법이다.
본 발명은 명태부산물을 이용하여 이미, 이취가 없고 감칠맛이 우수한 스프 스톡을 제공할 수 있다.

Description

명태부산물 이용한 가수분해 스프 스톡 제조방법{Preparation method for pollack soup stock using enzymatic hydrolysates from byproducts of Alaska Pollack}

본 발명은 명태부산물을 이용하여 이미, 이취가 없는 스프 스톡 제조방법에 관한 것이다. 좀더 상세하게 설명하면 명태포, 명태수리미 제조 시 발생된 부산물(등뼈, 두부)들을 일정 비율의 정제수와 혼합하여 효소분해, 가압추출, 고온반응 시켜서 고미와 비린 취가 없고 명태 특유 풍미가 강한 명태 스프 스톡의 상업적 생산 방법에 관한 것이다.

명태는 대구목 대구과로 학명은 Theragra chalcogramma, 영명은 Alaska Pollock 으로 주로 연안 또는 대륙사면에 서식하며 한국 동해, 북부 오호츠크해, 베링해, 알래스카에 걸친 북태평양 해역에 분포하고 있다.

명태는 우리나라 국민이 가장 많이 소비하는 수산물로, 1990년에 연근해산 2만7천톤이 최고로 어획된 이래, 수온상승에 기인한 어족 변화로 냉수성 어류인 명태는 현재는 연근해에서 거의 어획되지 않고 있다. 라운드 상태 그대로 이용되기도 하나, 수리미, 북어, 황태, 펠렛 형태로 가공되어 다양하게 이용되고 있고, 이때 알, 내장, 껍질, 등뼈 및 머리 등이 부산물로 다량 발생한다.

명태 부산물(등뼈, 두부)들은 명태살, 수리미 제조하는 업체라면 필수적으로 발생하는 가공 부산물로서, 마땅한 사용처가 없어서 별도 폐기 비용을 들여서 폐기 해야 하기 때문에 영세 업체에서는 매우 부담이 되는 것이 현실이며, 다량 부산물들은 환경오염의 원인이 되고 있는 문제점이 있다.

근래 명태부산물(등뼈, 두부)의 콜라겐 단백질, 유리아미노산 및 핵산관련물질을 포함한 많은 유용성분이 함유되어 있어 잠재적인 식품소재로서의 이용 가능성 확인하고 이를 활용하여 고부가가치 기능성 소재 제조기술 개발들이 시도 되고 있지만 대량의 명태부산물을 활용할 수 있는 식품 소재화하려는 연구개발은 이뤄지지 않고 있다.

식품산업에서 사용되는 고가의 명태엑기스를 제조하기 위해서는 여러 단계의 세척공정 및 내장 제거와 같은 특별한 전처리 설비와 많은 인력들이 필요하고, 수율이 매우 낮아서 다량의 명태가 필요하다. 또한, 부산물을 이용한 엑기스는 등뼈, 두부에 남아있는 내장 유래 고미성 단백, 아미노산들에 의해 고미, 비린취가 발생되기에 이를 효과적으로 제거할 수 있는 기술이 필요하다.

본 발명에서는 명태부산물(머리뼈, 등뼈)을 세척 후 열수, 가압추출, 효소분해 등을 추출단계에 단계적으로 도입한 복합추출 기술 및 당-아미노 반응의 반응향(reaction flavor) 생성 반응을 도입하여 이들 복합추출 엑스분의 풍미를 더욱 개선시키기 위한 향미증진 기술을 개발하였다.

본 발명에 관련된 종래기술로는 한국특허등록번호 10-0763938(명태 프레임 단백질로부터 분리한 펩타이드)은 명태 프레임(Alaska pollack frame)은 부산광역시 서구소재의 (주) 대림수산 가공공장으로부터 필렛팅(filleting) 후, 남은 잔사인 프레임을 제공받아 고등어 내장 유래 조효소로 효소분해하여 생리활성 펩타이드를 분리하는 방법과 한국특허등록번호 10-1150710(명태통조림의 제조방법)은 명태를 전처리, 조성물제조, 침지 및 통조림하는 방법이 있다. 그러나 이들과 본 발명은 기술적 구성이 다른 것이다.

본 출원인은 매년 명태포, 명태수리미 제조 시 발생되는 대량의 부산물(등뼈, 두부)을 활용하여 명태부산물 비린취, 고미성분(고미성 펩타이드, 고미성 아미노산)들은 최소화 시키고 정미성 아미노산(글리신, 프롤린, 글루탐산) 함량을 최대화 시켜 비린 취는 제거하고 명태 특유 풍미는 강한 스프 스톡의 상업적 생산을 위한 제조 기술을 개발하고자 한다.

본 발명은 내장이 제거된 명태부산물(등뼈, 머리)과 PPP냉수를 1:5~7배 중량비로 혼합하여 1시간 정치시킨 후 물을 제거하는 냉수 피빼기 단계; 상기 냉수 피빼기가 된 명태부산물과 정제수를 1:3~5배 중량비로 혼합한 후 알칼라아제 (Alcalase), 프로테아제엠(Protease M) 및 글루타미나제(glutaminase)로 효소분해하는 단계; 상기 2종의 단백 효소 및 글루타미나제(glutaminase)를 고온가압추출하면서 실활시키는 단계; 상기 고온가압 추출된 명태부산물 가수분해물을 여과, 농축 및 분말화 시키는 단계;를 포함하는 명태부산물 가수분해물의 제조방법을 제공한다.

상기 명태부산물은 등뼈와 머리부분을 일정비율에 맞게 혼합하여 사용한다.

또한, 상기 명태부산물의 피빼기는 부산물 상태에 따라 여러 차례 반복 진행하고 비린냄새와 핏물을 완전히 제거하여 사용한다.

상기 2종의 단백분해효소는 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis)에서 분리된 알칼라아제 (Alcalase) 및 아스페르질루스 오리재(Aspergillus oryzae)에서 분리된 프로테아제 엠(Protease M)이며, 상기 글루타미나제(glutaminase)는 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)에서 분리된 글루타미나제(glutaminase)이다.

이때, 상기 효소들은 각각 명태부산물 100중량부에 대하여 0.01~15중량부를 첨가될 수 있다.

또한, 상기 효소분해는 90~350rpm으로 교반하면서 40~65℃에서 20~300분 동안 진행될 수 있다.

또한, 상기 고온가압추출 및 실활은 95~110℃에서 50~300분 동안 진행될 수 있다.

이하, 본 발명을 더 상세히 설명한다.

명태부산물을 이용한 스프스톡 제조방법으로,

1) 내장이 제거된 명태부산물(등뼈, 머리)과 냉수를 1:5~7배 중량비로 혼합하여 1시간 정치시킨 후 물을 제거하는 냉수 피빼기 단계로 부산물 상태에 따라 여러 차례 반복 진행하고 비린냄새와 핏물이 완전히 제거하여 사용한다.

이때, 피빼기가 제대로 하지 않고 효소분해나 가압추출을 하게 되면 비린냄새, 비린맛이 강하게 발현되어 비린냄새와, 맛을 제거되지 않은 상태의 추출물이 만들어 진다.

2) 냉수 피빼기가 된 명태부산물과 정제수를 1:3~5배 중량비로 혼합한 후 2종의 단백분해 효소 및 글루타미나제(glutaminase)로 효소분해하는 단계로

원료 투입 후 가온하여 온도가 35~70℃에 도달하면 2종의 단백 효소 및 글루타미나제(glutaminase)를 동시에 투입한다.

상기 2종의 단백분해효소는 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis)에서 분리된 알칼라아제 (Alcalase) 및 아스페르질루스 오리재(Aspergillus oryzae)에서 분리된 프로테아제 엠(Protease M)이며, 상기 글루타미나제(glutaminase)는 바실러스 아밀로리퀴페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)에서 분리된 글루타미나제(glutaminase)를 사용할 수 있다.

또한, 투입되는 효소의 양은 각각 명태부산물 100중량부에 대하여 0.01~15중량부를 첨가한다.

명태부산물의 효소분해는 90~350rpm으로 교반하면서 40~65℃에서 20~300분 동안 진행한다.

하기의 표 1에서 알 수 있듯이, 각기 활성 온도가 다른 효소들을 동시에 투입하여 같은 시간 동안 단백질을 분해하는 경우, 2종의 단백분해 효소에 의해 일차 생성된 글루타민을 글루타미나제(glutaminase)에 의해 바로 글루탐산(glutamic acid)으로 변환시켜 글루탐산(glutamic acid)의 전구체인 글루타민이 피로글루탄산(pyroglutamic acid) 등과 같은 다른 성분으로 변화되는 것을 최소화함으로써 글루탐산(glutamic acid) 함량을 최대화할 수 있다.

3) 가압 추출 및 실활 단계

상기 2)단계에서 사용된 2종의 단백 효소 및 글루타미나제(glutaminase)를 실활시키는 동시에 명태부산물 효소분해액을 가압 추출 한다.

효소분해 후 효소실활 및 추출 수율을 높이기 위해서 95~110℃에서 50~300분 동안 가압추출 한다.

4) 여과 단계

상기 고온가압 추출물을 여러 단계 메쉬(200~400mesh)에 통과시켜 여과시킨다. 여과 시 침전물을 제거하여 깔끔한 맛을 주어 범용적 사용이 가능하게 한다.

5)농축 및 고온반응단계

상기 여과된 상등액에 일정비율 정제염을 추가하여 40~70 브릭스까지 농축하여 제품의 기호에 맞게 다양한 단당류들을 선택하여 혼합하고 85~110℃에서

50~300분 동안 반응시킨다.

6) 건조 단계

상기 여과된 효소분해액을 건조하여 분말화할 수 있다. 이때 건조의 방법에는 제한이 없고, 진공건조, 열풍건조, 분무건조, 동결건조 등 일반적인 건조방법을 이용한다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 매년 명태포, 명태수리미 제조 시 발생되는 대량의 부산물(등뼈, 두부)을 활용하여 명태부산물 비린취, 고미성분(고미성 펩타이드, 고미성 아미노산)들은 최소화 시키고 정미성 아미노산(글리신, 프롤린, 글루탐산) 함량을 최대화 시켜 비린냄새는 제거하고 명태 특유 풍미는 강한 스프 스톡을 제조할 수 있다.

도 1은 명태부산물을 이용하여 각기 다른 추출 방법에 따라 농축액 및 분말을 제조하는 공정을 나타내는 순서도이다.
도 2는 명태부산물의 부위별, 혼합비율 별 추출 시 생산된 아미노산 함량을 비교한 크로마토그램이다.
도 3은 상업적 효소 종류에 따른 명태부산물 농축액의 아미노산 함량을 비교한 크로마토그램이다.
도 4는 글루타미나아제 처리에 따른 아미노산 함량을 비교한 크로마토그램이다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명한다.

[실시예 1] 명태 부산물 부위별 혼합비율에 따른 농축액 풍미성분 비교

명태부산물 중 등뼈와 머리뼈를 각각 1:0, 0:1, 1:1, 1:2, 2:1 비율로 혼합한 후 냉수를 부산물 중량대비 5배로 혼합하여 1시간 정치시킨 후 핏물과 불순물들을 깨끗이 제거한다. 상기 핏물을 제거한 명태부산물 중량의 5배에 해당하는 물을 가하여 1시간 동안 95℃에서 가열한다. 냉수 피빼기가 된 명태부산물을 다시 한차례 세척하여 정제수를 1:5배 중량비로 혼합하고 단백분해 효소 protease M을 0.02% 투입한 다음 45℃에서 4시간 동안 효소분해 한 후 1.1~1.8kg/cm², 95℃에서 1시간 동안 가압 추출하고 각 추출액을 여과 한 후, 35 브릭스(brix)까지 농축하여 수율 및 관능검사 결과를 표 1에 나타내었다. 머리뼈 혼합 비율이 높아짐에 따라서 수율은 낮아지고, 전반적으로 명태 특유 비린냄새와 쓴맛이 강해서 전반적인 기호도가 나쁘게 나타났다.

표 1의 관능검사는 5단계 평점법(5점: 아주 좋음, 4점: 좋음, 3점: 보통, 2점 : 나쁨, 1점 : 아주 나쁨)으로 평가였으며, 결과는 SPSS시스템(Statistical Package, SPSS Inc. USA)을 이용하여 ANOVA 테스트 및 듀칸의 다중범위검정(Duncan? multiple range test)로 p<0.05수준으로 시료간의 유의성을 검정하였다.

도 2에서 보는 바와 같이, 명태부산물의 각 혼합비율에 따른 추출물의 아미노산 함량도 등뼈 혼합비가 높아질수록 추출 수율이 높아짐에 따라 총아미노산 함량은 높아지며 특히, 정미성 아미노산인 glutamic acid 함량은 높고, 고미성 아미노산 Leucine의 함량은 상대적으로 낮아지는 경향을 보인다.

[실시예 2] 효소종류에 따른 명태부산물 농축액 풍미성분 비교

명태 등뼈 중량대비 정제수를 5배 혼합하여 1시간 정치시킨 후 핏물과 불순물들을 깨끗이 제거한다. 상기 핏물을 제거한 등뼈 대비 정제수를 5배 가하고 1시간 동안 95℃에서 가열한 후 표2의 단백 분해능이 우수하다고 알려져 있는 시판 중인 효소들(표 2 참조)을 기질(명태 등뼈) 대비 0.02% 투입한 후 효소 별 최적온도에서 4시간 효소분해 한 후 1.1~1.8kg/cm², 95℃에서 1시간 가압 추출하고 각 추출액을 여과, 35 브릭스(brix)까지 농축하여 수율 및 관능검사 결과를 표 3에 나타내었다.

Endo와 EXO 혼합 분해 시 명태 특유 풍미가 너무 떨어져서 Endo 혹은 EXO 단독 사용하여 농축액을 제조하였다. 효소종류에 따라 농축액 수율 혹은 흐름성에 크게 달라지고 특히, 효소 별 고미 발생에 정도에 따라 전체 기호성이 결정된다. ProteaseM 경우 농축액 제조 수율도 높고 흐름성도 매우 좋았으며 특히 고미가 다른 상업적 효소들에 비해 상대적으로 낮아서 전체적 기호도가 가장 높았다.

도 3에서 보는 바와 같이, ProteaseM 경우 고미성 아미노산인 Leucine이나 Isoleucine 함량은 높지만 상대적으로 정미성 혹은 감미성 아미노산인 Glutamic acid, Aspartic acid, Glycine, Alanine, Lysine함량들도 높게 생성되어 명태 특유 시원하고 깔끔한 맛이 더 깊고 풍부하게 느껴지는 것 같다. Alcalase 경우 ProteaseM과 비교하여 약간 쓰지만 풍미 선호도에서 더 좋은 경향을 보였다.

[실시예 3] 글루타미나제 적용에 따른 명태풍미개선 효과

명태 등뼈 중량대비 정제수를 5배 혼합하여 1시간 정치시킨 후 핏물과 불순물들을 깨끗이 제거한다. 상기 핏물을 제거한 등뼈 대비 정제수를 5배 가하고 1시간 동안 95℃에서 가열한 후 proteaseM 0.02%, Glutaminase 0.025%을 기질(명태 등뼈) 대비 0.02% 투입한 다음 효소 별 최적온도에서 4시간 효소분해 한 후 1.1~1.8kg/cm², 95℃에서 1시간 가압 추출하고 각 추출액을 여과, 35 브릭스(brix)까지 농축하여 수율 및 관능검사 결과를 표 4에 나타내었다.

Glutaminase 처리 한 농축액의 경우 물성, 냄새의 경우 거의 차이는 없지만 감칠맛이 상대적으로 높아 명태 풍미가 더 강하게 느껴져서 전체 기호도 역시 더 높게 나타났다.

도 4에서는 보는 것처럼, ProteaseM와 Glutaminase를 동시에 처리하면 전체적인 아미노산 함량은 거의 차이가 없지만 정미성 아미노산인 Glutamic acid 함량은 처리 하지 않았을 때와 비교해서 3배 이상 증가되는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

1. 내장이 제거된 명태부산물인 등뼈와 머리를 냉수와 혼합하여 1~2시간 정치시킨 후 물을 제거하는 냉수 피빼기 단계; 상기 냉수 피빼기된 명태부산물과 정제수를 혼합하여 알칼라아제와 프로테아제 엠 및 글루타미나제로 효소분해하는 단계; 상기 2종의 단백분해효소 및 글루타미나제를 고온가압추출하면서 실활시키는 단계; 상기 고온가압 추출된 명태부산물의 가수분해물을 여과, 농축 및 분말화 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 명태부산물을 이용한 스프 스톡 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 명태부산물은 내장이 완전히 제거된 명태등뼈와 명태머리를 냉수와 1:5~7배 중량비로 섞어 피빼기에 의해 부산물 특유 비린냄새와 비린맛이 제거된 것을 특징으로 하는 명태부산물 스프 스톡 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 냉수 피빼기가 된 명태부산물과 정제수를 1:3~5배 중량비로 혼합한 것을 특징으로 하는 명태부산물을 이용한 스프 스톡 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 2종의 단백분해효소는 바실러스 리체니포미스에서 분리된 알칼라아제 및 아스페르질루스 오리재에서 분리된 프로테아제엠이며, 상기 글루타미나제는 바실러스 아밀로리퀴페시언스에서 분리된 글루타미나제인 것을 특징으로 하는 명태부산물을 이용한 스프 스톡 제조방법.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 효소들은 투입되는 효소의 양은 각각 명태부산물 100중량부에 대하여 0.01~15 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 명태부산물을 이용한 스프 스톡 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 효소분해는 90~350rpm으로 교반하면서 40~65℃에서 20~300분 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 명태부산물을 이용한 스프 스톡 제조방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 효소분해는 90~350rpm으로 교반하면서 40~65℃에서 20~300분 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 명태부산물을 이용한 스프 스톡 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 효소 실활 및 가압추출 단계는 95~110℃에서 50~300분 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 명태부산물을 이용한 스프 스톡 제조방법.

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