KR20160027278A - 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법 및 그 방법에 따라 얻어진 맥주 - Google Patents

Abstract

본 발명은 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법 및 그 방법에 따라 얻어진 맥주에 관한 것으로, 맥주의 농축 공정에서 덖음 처리한 건조 죽순피를 일정량 첨가하여 맛, 색, 향 및 전반적인 기호도가 향상되고 항산화 기능성이 뛰어난 맥주를 제조할 수 있다.

Description

죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법 및 그 방법에 따라 얻어진 맥주{Method for Manufacturing Beer Using Sheath of Bamboo Shoot and the Beer Obtained Thereby}

본 발명은 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법 및 그 방법에 따라 얻어진 맥주에 관한 것이다.

맥주는 발효주로 현재 젊은층에서 널리 음용되고 있으며, 세계 주류 생산량의 약 77%를 차지하고 있다. 국내에서도 2011년 맥주의 선호도(37%)가 소주의 선호도(34%)를 앞서기 시작하였으며 전체적인 주류 시장의 성장세가 둔화된 가운데서도 맥주의 소비는 꾸준히 증가하는 경향을 보이고 있다(2012,한국주류산업협회). 또한 2013년도 상반기 국내 맥주 수입량이 전년도 대비하여 21% 증가하고 최근 3년간 수입맥주 시장은 68% 성장(정철. 식품과학과산업. 2013. 46(6):34-41)하는 등 다양한 종류의 맥주에 대한 소비자들의 욕구가 증가하고 있다.

맥주는 통상적으로 보리를 가공한 맥아를 발효한 술로, 알코올은 종류에 따라 2~18% 정도의 다양한 도수를 가진다. 맥주의 제조를 위해서는 그 종류를 불문하고 일반적으로 담금 공정, 농축 공정, 발효 공정 그리고 숙성 공정이 필요하다.

담금 공정은 발아 곡류인 맥아(예컨대 보리맥아, 밀맥아)를 이용하여 맥즙을 제조하는 공정으로, 원료인 맥아의 가용 성분을 침출시킴과 함께 맥아가 가지는 효소에 의해 불용성 성분을 가용화시킴으로써 효모의 생육, 효모에 의한 발효 등에 필요한 영양분을 얻기 위한 공정이다. 해당 공정은 맥아의 분쇄하고 물과 혼합한 후 온도를 높여 당화하는 과정, 맥즙을 여과하고 끓이는 농축 과정으로 구분될 수 있는데 최종적으로 여러 성분이 농축된 맥즙을 획득할 수 있다. 농축 과정 중에 맥주의 독특한 맛과 향을 부여하는 호프가 첨가되며, 부원료로서 전분, 옥수수분 등이 첨가될 수 있다.

담금 공정의 당화 과정과 농축 과정을 통하여 얻어진 맥즙은 적당한 온도로 냉각된 다음에 효모와 공기가 첨가된다. 효모는 맥즙 속의 영양 성분과 공기 중의 산소를 이용하여 적정 수로 증식되고, 증식 후 혐기 상태에서 효모에 의한 발효 공정을 시작하게 된다.

발효는 효모에 의해 맥즙 속의 당분을 분해하여 알코올과 탄산가스를 생산하는 양조 공정이며, 이때 부산물로써 다이아세틸, 유기산, 알코올, 에스테르, 황화합물, 알데히드, 페놀류 등이 생성되며, 이들 부산물은 맥주의 맛과 향미에 영향을 미친다.

발효가 끝난 맥주는 효모와 분리되어 숙성 공정(후발효 공정)을 거치게 되는데, 상기 발효 공정 후의 맥주는 효모와 단백질 부유물로 탁한 상태이면서 탄산가스도 충분히 포화되지 아니한 상태인데, 숙성 공정을 통하여 부유물이 침강되어 맑게 되고 탄산가스가 맥주 속에 용해 및 포화되게 된다.

숙성 공정이 끝난 맥주는 여과하여 부유물을 제거하고 병, 캔 등의 용기에 담아 제품화된다.

최근 소비자의 입맛을 충족시키기 위하여 다양한 종류의 맥주가 개발되고 있는데, 특정 식품의 맛과 향을 첨가하거나 기능성 성분을 함유한 맥주, 알코올 도수를 낮춘 맥주 등이 개발되고 있다. 예컨대, 한국 등록특허 제 1156062호에서는 뽕잎을 첨가한 맥주 제조 방법을 개시하고 있으며 한국 등록특허 제 1156071호에서는 오디열매, 한국 등록특허 제 0790504호에서는 산삼을 이용한 맥주 제조 방법 등이 개시되어 있다.

본 발명은 대나무 죽순의 가공과정에서 생산되는 부산물인 죽순피를 사용하여 기능성뿐만 아니라 기호성와 선호도가 향상된 맥주 제조 방법을 개시한다.

본 발명의 목적은 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 따라 얻어진 맥주를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적이나 구체적인 목적은 이하에서 제시될 것이다.

본 발명은 일 측면에 있어서, 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명자들은 아래의 실시예 및 실험예에서 확인되는 바와 같이, 일반적으로 소비되는 맥주 종류인 필스너 맥주를 제조하는 단계 중 농축 과정에 죽순피를 첨가하여 기능성과 기호성이 향상된 맥주를 제조하였다. 맥주의 기호성에 영향을 미치는 요소 중 산도와 pH, 알코올 함량은 죽순피 첨가에 의하여 크게 변하지 않았으나 색, 향, 맛 등의 항목으로 나누어 평가한 선호도와 전체 기호도는 일반 맥주에 비하여 월등하게 증가하여, 죽순피 특유의 향과 맛이 이러한 기호도에 영향을 끼친 것을 알 수 있다. 또한 죽순피를 이용하여 제조한 맥주는 일반 맥주에 비하여 항산화 기능 50% 가량 향상된 것을 확인할 수 있었다.

본 발명은 이러한 실험 결과에 기초하여 제공되는 것으로, 본 발명의 죽순피 맥주의 제조 방법은 (a) 맥주 재료인 곡물과 물을 혼합한 후 맥즙을 생산하는 당화 공정, (b) 상기 맥즙에 호프를 첨가하고 끓이는 농축 공정, (c) 상기 농축 공정을 거친 맥즙을 효모를 사용하여 발효시키는 발효 공정, 및 (d) 상기 발효 공정에서 얻어진 발효액을 숙성시키기 위한 후발효 공정인 숙성 공정을 포함하여 구성하되, 상기 공정 중에서 농축 공정 중에 죽순피를 첨가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 당화 공정은 맥즙을 생산하는 담금 공정의 한 과정으로 이해될 수 있으며 보리, 밀, 호밀, 귀리, 쌀, 조, 옥수수, 기장, 피, 메밀, 율무 등의 곡물(2종 이상을 혼합하여 무방하다.)을 물에 첨가한 후 열을 가하여 당화시키는 공정이다.

상기 당화 공정에서 맥아 등의 발아된 곡물을 이용할 경우, 발아 과정 중에서 생성된 당 분해 효소 등을 이용하여 수행될 수 있으나, 미발아 곡물을 이용하는 경우에는 곡물을 분쇄하고 그 분쇄물에 당 분해 효소 등을 인위적으로 첨가하여 수행될 수도 있다. 당 분해 효소로는 대표적으로 α-아밀라아제, β-아밀라아제, 글루코아밀라아제 등을 들 수 있으며, 이들 효소는 시중에서 판매되고 있기 때문에(예컨대, 노보사(Novo Nordisk) 등에서 제조 및 판매되고 있음) 적절히 구매하여 사용할 수 있다.

본 발명의 당화 공정에서 발아 곡물을 이용하든 미발아 곡물을 이용하든 맥주의 맛과 향미를 증진·변화시키기 위한 목적으로 필요에 따라서 상기 당 분해 효소 이외에 셀룰라아제(Cellulase), 프로테아제(Protease), 자일라나아제(Xylanase), 베타-글루카나아제(β-Glucanase), 파이타아제(Phytase), 펙티나아제(Pectinase), 또는 이들의 혼합물이 첨가되어도 무방하다.

상기 발아 곡물 또는 미발아 곡물에 물을 붓고 가열하거나 더운 물을 부어 당화시킨 후 여과 과정을 거쳐 획득한 액체를 맥즙 또는 맥아즙이라고 하며 맥주의 주원료로 사용된다. 본 발명의 당화 공정은 당 분해 효소의 효과적인 작용을 위하여 온도를 단계적으로 높여가며 수행할 수 있으며, 각 단계가 수행되는 적당한 시간은 사용된 맥주 재료의 종류, 맥주 재료의 발아 여부, 미발아 곡물을 사용할 경우에는 사용되는 효소의 종류 등에 따라서 당업자의 통상의 능력 범위 내에서 적절한 선택이 가능하다.

상기 획득한 맥즙을 사용하여 당화 공정 이후에 농축 공정을 수행하게 된다. 농축 공정은 맥즙을 끓이고 농축하는 공정이며, 맥주의 독특한 맛과 향을 부여하는 호프가 첨가된다. 맥주의 맛과 향미를 증진시킴과 함께 기능성을 추가하기 위하여 여러 기능성 성분, 예컨대, 인삼, 복분자, 구기자 등이 첨가될 수 있다. 맥즙을 농축하기 위하여 끓이기 위한 시간은 첨가 물질의 특성에 따라 적절하게 선택이 가능하다.

본 발명의 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법에 있어서, 죽순피의 사용은 아래의 실시예 및 실험예를 참조할 때 맥즙을 끓이는 농축 공정에서 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 죽순피는 대나무 죽순의 껍질 부위로 이해될 수 있다.

대나무는 외떡잎 식물 벼목 화본과 (벼과, Poaceae) 대나무아과(Bambusoideae)에 속하는 여러해살이식물의 총칭이며 건축재, 가구재, 죽세공품 등의 용도뿐만 아니라 땅속줄기에서 돋아나는 어리고 연한 싹(죽순)을 식용으로 사용하기도 한다. 보통 왕대, 솜대, 맹종죽(죽순대), 분죽 등의 죽순을 식용으로 사용하며 생죽순에서 식용부위와 죽순피 비율은 60:40 정도로 상당량의 죽순피가 발생하게 된다. 하지만 죽순피는 차, 양과자나, 연양갱의 포장 재료로 쓰이거나, 동물의 사료로 쓰이는 등 사용의 용도가 국한적이며 죽순피는 대부분이 폐기되고 있다. 그러나 죽순피의 식이섬유 함량은 6.9~13.5g/100g로, 2.2 g/100g인 양배추와 3.2 g/100g인 시금치보다 높다(한국식품원구원 시험성적서 및 식품성분표 참조). 또한 맹종죽순 표피 자체 또는 dichloromethane 추출물에 항균작용이 있음이 보고되었다(Tanaka et al, Journal of wood Science. 2011. 57:542-544.).

죽순피의 첨가량은 아래의 실시예 및 실험예 결과를 참조하여 적절하게 결정될 수 있는데, 죽순피 첨가량에 따른 관능성을 확인하였을 때 0.75%(w/v)의 죽순피를 사용하였을 경우 쓴맛과 강한 향으로 인하여 기호도가 감소하는 경향을 보였으며 항산화 기능성을 고려했을 때에도 0.5%(w/v)에서도 충분한 효과를 나타내었기 때문에 당화 후 여과된 맥즙의 부피를 기준으로 하여 0.1 %(w/v) ~ 0.7 %(w/v) 범위로 첨가되는 것이 바람직하며 0.3 %(w/v) ~ 0.5 %(w/v) 범위로 첨가되는 것이 보다 바람직하다.

죽순피는 자연건조하거나 열풍건조기 등으로 인위적으로 건조하여 얻어진 것을 사용할 수 있으며 아래의 실시예에서와 같이 덖음 처리한 건조 죽순피를 사용할 수 있다. 덖음 처리는 보통 식물체 자체의 폴리페놀이 지니는 쓴맛, 떫은맛 등 관능적으로 바람직하지 않은 향미를 감소시키기 위한 목적으로 이루어지며 탄닌, 총 폴리페놀, 플라보노이드 및 기능성 물질의 함량이 변하기도 한다(유정식 et al., 2008. 47(5):47-652). 또한 죽순피는 추출물 형태로 사용될 수 있는데 물, 메탄올, 에탄올, 에틸아세테이트, 클로로포름, 메틸렌클로라이드 등의 용매 또는 이들의 혼합 용매로 추출하여 얻어진 추출물, 그 추출물의 상기 두 가지 이상의 용매를 사용하여 분획한 분획물 등을 사용할 수 있다. 이러한 추출물과 분획물은 추출 용매가 제거되지 아니한 상태의 것이거나 추출 용매가 제거된 액상의 농축물이거나 고형물일 수 있다.

상기 당화 공정 또는 농축 공정에서, 전분, 옥수수분 등의 녹말질 부원료가 첨가될 수 있으며 당을 추가로 첨가하여 효모균의 최적 발효 조건에 맞게 당도를 조절할 수도 있다. 이때 사용될 수 있는 당은 효모균의 탄소원과 에너지원으로 사용될 수 있는 것이면 어떠한 것이든 상관없는데, 예컨대 올리고당, 유당, 포도당, 과당, 설탕 등이 사용될 수 있다. 맥즙의 당도가 낮은 경우는 당을 첨가하여 당도를 높이거나 농축하여 당도를 높일 수 있으며, 당도가 높은 경우에는 물을 첨가 및 혼합하여 당도를 조절할 수 있다.

상기 당화 공정 및 농축 공정이 종료된 후 획득한 맥즙을 사용하여 발효 공정을 수행할 수 있다. 발효 공정은 효모를 사용하여 알코올을 제조하는 공정이다. 알코올이 제조되기 위해서는 발효 공정이 공기와 차단된 상태, 즉 혐기적 상태에서 이루어져야 한다. 본 발명의 맥주 제조 공정에 있어서, 발효 공정은 혐기적 조건에서 이루어져야 하지만, 효모를 적정 수로 증식시키기 위해 호기적 상태를 일시적으로 도입하는 것은 무방하다.

본 발명의 발효 공정은 맥주의 기호도를 고려하여 그 발효 시간과 발효 온도를 결정하는 것이 바람직한데, 당업자라면 그의 통상의 능력 범위 내에서 맥주 재료의 종류, 맥주 재료의 발아 여부, 미발아 곡물을 사용할 경우에 사용되는 효소의 종류, 최종 얻어지는 맥주의 기호도 등에 따라서 공지의 기술에 기초하여 또는 실험적으로 최적의 발효 조건을 결정할 수 있다.

본 발명자가 확인한 맥주 제조의 최적의 발효 조건은 발효 온도는 10℃ 내지 20℃ 범위이며, 당도는 당화 공정 종료시의 맥즙을 기준으로 할 때 10 내지 13 Brix 범위이다. 그리고 발효 시간은 3~12일 정도이며 당도를 기준으로 할 때는 2.5 Brix 전후에 도달할 때까지이다. 본 발명의 실시예에서는 14℃에서 10일간 발효시켰으며 효모 첨가 후 맥즙의 당도가 3.8 Brix가 되었을 때 혐기성 상태로 전환하고 2.5 Brix에서 발효를 정지시켰다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 숙성 공정은 상기 발효 공정을 통하여 획득한 발효액을 2~6℃의 저온으로 냉각하여 효모에 의한 발효를 최소화시키고, 부유물을 침강시키며 탄산가스를 용해시켜 포화시키기 위한 공정이다. 이러한 숙성 기간은 최종적으로 얻고자 하는 맥주의 기호도에 따라 당업자가 적절히 선택할 수 있는데, 본 발명의 아래의 실시예에서는 3℃에서 15일 동안 숙성시켰다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 숙성 공정 후에 제품화 공정이 추가될 수 있는데, 이 제품화 공정은 숙성 공정이 끝난 맥주를 여과하여 부유물을 제거하고, 병 병, 캔 등의 용기 등에 담아 제품시키기 위한 공정이다.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 바의 맥주의 제조 방법에 의하여 얻어진 맥주에 관한 것이다.

본 발명의 맥주는 맥주의 제조 시에 죽순피가 첨가되어 제조된 것으로 이해될 수도 있다.

본 명세서에서 특별히 정의되지 아니한 용어는 국어사전적 의미나 당업계에서 일반적으로 통용되는 의미를 따른다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 맥주의 제조 시에 죽순피를 첨가함으로써 항산화 기능성이 향상되고, 기호도와 선호도가 향상된 맥주의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 죽순피를 이용한 맥주 제조 방법을 도식화한 그림이다.
도 2는 대조군 맥주의 농축 공정을 도식화한 그림이다.
도 3은 죽순피 열수추출물의 항산화능을 확인한 결과이다(Different small letters are significantly different (p < 0.05) by Duncan's multiple range test(a<b<c<d<e<f<g<h)).
도 4는 죽순피 열수추출물의 총 폴리페놀 함량을 확인한 결과이다(Different small letters are significantly different (p < 0.05) by Duncan's multiple range test(a<b<c<d<e<f)).
도 5는 죽순피를 이용한 맥주와 일반 맥주의 색도를 비교한 그림이다.

이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 > 시료준비

<실시예 1> 죽순피 추출물

죽순피는 죽순의 껍질 부분으로, 보통 죽순을 식용으로 사용하게 되는 경우 제거되는 부분이다. 본 실시예에서는 죽순피의 첫 2-3개의 겉대와 가장 내부에 있는 수분이 많은 속대 1-2개를 제거한 후 건조하여 저장성을 향상시킨 후 에탄올, 메탄올 또는 열수를 사용하여 추출물을 준비하였다.

건조 죽순피를 획득하기 위하여 왕대 또는 분죽 죽순의 중간피를 취한 후 양 끝 부분을 약 2-3cm 제거하였다. 이후 죽순피를 약 1-1.5cm×2-3cm의 크기로 세절하고 50℃로 5시간 건조한다. 75℃의 덖음기에서 90분 동안 열처리한 후 85℃에서 20분 동안 덖었다.

상기 처리 과정을 통하여 덖음 처리한 건조 죽순피는 80% 메탄올(methanol)이나 99.9%의 에탄올(absolute ethanol) 추출물을 획득하는데 사용되거나 열수 추출물을 획득하는데 사용되었으며 해당 추출물의 특성은 하기의 <실험예>를 통하여 확인되었다. 또한 덖음 처리한 건조 죽순피는 죽순피를 이용한 맥주를 제조하는 데 있어서 농축 공정 중에 첨가하는 재료로 사용되었다.

<실시예 2> 죽순피를 이용한 맥주 제조

본 실시예에 죽순피를 이용한 맥주는 가장 일반적인 맥주 제조 방법인 사용되는 필스너(Pilsener) 제조 방법을 차용하였으며, 맥아 덖음 전처리를 거친 건조 죽순피를 첨가하여 제조되었다.

[도 1]에 본 실시예에 따른 맥주의 제조 공정을 도시하였다.

구체적으로 보면, 물 2L에 독일산 맥아(Pilsener = 440 g, Cara Hel = 60 g)를 투입한 후 45℃에서 시작한 후 78℃까지 점차적으로 온도를 높이며 당화시켜 맥즙을 제조하였다. 해당 맥즙을 여과한 후 당도를 측정하여 11.5-12.0 브릭스(Brix)임을 확인하였으며 100℃의 온도에서 15분간 끓이고 독일산 IHT-Pellets 호프를 0.4g 투입한 후 다시 55분간 끓였다. 이후 맥즙에 덖음 전처리를 거친 건조 죽순피를 0.5%(w/v) 첨가하였으며 15분간 더 끓인 후 미국산 SAAZ-HOP Pellets 호프를 추가하고 15분간 끓였다. 농축된 맥즙을 여과한 후 14℃ 온도에서 급냉하였다. 상기 당화 및 농축 과정은 담금 과정으로도 이해될 수 있다. 죽순피를 이용한 맥주의 특성을 비교하기 위하여 농축 과정 중 죽순피를 첨가하는 과정을 제외한 모든 과정이 동일한 대조군 시료를 제조하였다. 대조군의 농축 과정은 [도 2]에 도시하였다.

담금 과정에서 획득한 맥즙을 발효하기 위하여 효모균(Safbrew S-23, 벨기에)을 1g 첨가하였으며 14℃에서 10일간 발효하였다. 이 과정에서 당의 농도가 3.8 브릭스(Brix)에 도달할 시에 호기성 발효에서 혐기성 발효가 되도록 하였으며 가스 방출을 위하여 압력은 0.5 bar로 유지하였다. 해당 발효 과정을 거쳐 2.5 브릭스(Brix)에 도달할 시 5℃로 냉각하였다.

상기 발효 과정을 통하여 제조된 발효 산물을 3℃에서 15일간 숙성하여 죽순피를 이용한 맥주를 제조하였다.

< 실험예 > 특성 확인

<실험예 1> 죽순피 추출물의 특성 확인

<실험예 1-1> 색도 측정

맥주 제조시에 당화 및 농축과정(담금 공정)에서 맥주에 사용되는 물을 약 90~100분간 끓이는 공정을 거치게 된다. 이때 죽순피를 사용하기 위하여 물에 끓이는 시간을 달리하여 1% 열수 추출물의 색도 변화를 측정하였으며 결과를 하기의 [표 1]에 나타내었다.

죽순피 추출물의 색도를 측정하기 위하여 색차계(TOKYO DENSHOKU, SP-80, Japan)를 사용하였으며 standard 값 (X: 80.84, Y: 82.22, Z: 92.98)으로 보정한 뒤 Hunter L(lightness), a(redness), b(yellowness)값으로 나타내었다.

[표 1]의 결과에 나타나듯이, 추출시간이 증가함에 따라 연한 갈색이 점차 진해지는 것으로 나타났으며 이는 색도에서 밝기(lightness)를 나타내는 L값이 시간이 경과함에 따라 감소하는 것으로 알 수 있다. Redness를 나타내는 a값과 yellowness를 나타내는 b값의 경우 10분 끓임에 비해 90분 끓임으로 갈수록 높은 값을 보여 죽순피 추출액이 붉은색과 노란색이 점차 진해지는 갈색을 띠는 것으로 보인다. 끓임 시간이 길어짐에 따라 어두운 색을 나타내었으나 육안으로 맑은 갈색을 띠었으며 맥주에 활용하는 경우 호프의 갈색과 잘 어울어질 것으로 보이며 일반 엷은 노란색의 맥주보다는 갈색이 짙은 흑맥주와 같은 맥주가 제조될 것으로 보여진다.

또한 끓이는 시간을 30분으로 고정하고 죽순피의 농도에 따른 색도 변화를 측정하였으며 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.

[표 2]의 결과와 같이, 죽순피 첨가량이 증가할수록 L값은 감소하고 a와 b값이 두드러지게 증가하여 붉은색과 노란빛이 도는 갈색이 점점 짙어지는 것을 확인할 수 있었다.

<실험예 1-2> 항산화 활성 확인

죽순피 추출물의 항산화 활성은 DPPH radical scavenging activity(%) 측정법을 사용하여 측정하였다. 시료는 샘플링 한 후 0.45 ㎛ 멤브레인 필터로 여과를 한 다음 시험용액으로 사용하였다. 시료를 희석한 뒤 500 μL을 취하고, 0.4 mM DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)용액 500 μL를 가하여 잘 혼합하였다. 그 후 암실에서 30분간 방치한 뒤 분광광도계(Eon, Biotex, USA)를 이용하여 517nm에서의 흡광도를 측정하였다. 항산화능은 갈산(gallic acid) 대비 환산하여 하기와 같은 식을 통하여 나타내었다. 실험은 3회 반복하여 얻은 결과를 평균 ± 표준편차로 나타냈었다.

Gallic acid equivalent (mg/g) = S×(a×b/검체 채취량(g)×1000)

여기서, S = 시험용액 중의 gallic acid의 농도(μg/mL)

a = 시험용액의 전량(mL)

b = 시료용액의 희석배수

죽순피의 항산화 활성과 함께 총폴리페놀 함량을 측정하였으며 측정은 Folin-Denis법을 사용하였다. 시료를 채취한 다음 0.45 ㎛ membrane filter로 여과를 한 후 100 μL를 취하고, Folin-Ciocalteu's phenol reagent 100 uL를 혼합하고 5분간 암실에서 방치한다. 5% Na2CO3 용액 2 mL를 넣어 잘 혼합한 후, 1시간 암실에 방치한 후 분광광도계를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 폴리페놀함량은 gallic acid로 환산하여 나타내었다. 실험은 3회 반복하여 얻은 결과를 평균 ± 표준편차로 나타냈었다.

총 폴리페놀(mg gallic acid equivalent/g) = S×a×b/검체 채취량(g)×1000

여기서, S = 시험용액 중의 gallic acid의 농도(μg/mL)

a = 시험용액의 전량(mL)

b = 시료용액의 희석배수

건조 죽순피를 메탄올 또는 에탄올로 추출한 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.

건조 죽순피의 항산화능과 총 폴리페놀 함량

추출 용매	DPPH radical scavenging activity (mg gallic acid equivalent/g)	Total polyphenolic content (mg gallic acid equivalent/g)
80% MeOH	0.00 ± 0.00	10.39 ± 0.06
99.9% EtOH	0.05 ± 0.00	1.65 ± 0.01

[표 3]의 결과에서 나타나듯이, 80% 메탄올(methanol) 추출액에서는 DPPH 소거능을 나타내지 않았으나 99.9% 에탄올(absolute ethanol)에서 추출한 추출액에서는 0.05 mg GAE/g의 항산화능을 보였다. 한편 총 폴리페놀 함량의 경우는 80% methanol 추출액에서 10.39 mg GAE/g을 보인 반면 absolute ethanol 추출액에서는 1.65 mg GAE/g으로 낮은 값을 나타냈다.

또한, 죽순피의 열수 추출물의 추출시간에 따른 항산화능과 총 폴리페놀 함량을 확인하였다. 차 덖음으로 건조된 죽순피를 끓는 물 2000 mL의 1%(20 g)를 넣은 후 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90분을 끓인 후 실온으로 냉각한 다음 끓임과정 중 손실된 물의 양을 보정하기 위하여 물로 2000 mL로 정용한 후 시료로 사용하였다. 결과는 [도 3] 및 [도 4]에 나타내었다.

[도 3]의 결과에서 나타나듯이 항산화능은 끓이는 시간이 증가함에 따라 함께 증가하는 경향을 보이고 있으나 30분 이후에는 그 증가폭이 크지 않았다. 또한 [도 4]의 결과에서는 총 폴리페놀량을 확인할 수 있는데 끓인 후 10분에서도 충분한 량의 폴리페놀이 확인되었으며 특히 30분 이후에는 거의 변화가 없었다. 이에따라 열수 추출시간으로는 30분 정도가 적당한 것으로 판단되었다.

<실험예 1-3> 관능적 특성 확인

죽순피 추출물의 관능적 특성을 확인하기 위하여 전물패널(8~10명)을 구성하여 설문지를 이용해 죽순피 추출물에 대한 기호도 및 선호도를 조사하였다. 기호도 평가를 위해서는 색(color), 향(color), 맛(taste), 전체적 기호도(overall acceptability)를 5점 척도법으로 평가하였다.

1% 죽순피 열수 추출물의 추출 시간을 달리하여 죽순피 열수 추출물에 대한 관능적 특성을 조사하였으며 그 결과를 하기의 [표 4]에 나타내었다.

[표 4]의 결과에서, 색, 향, 맛, 그리고 전체적 기호도에서 추출시간 20분까지는 기호도가 증가하는 것으로 나타났으나 30분이 지나면서부터 쓴맛과 떫은맛이 강해져 기호도가 감소하는 것으로 나타났다. 이는 죽순피 차와 같이 느끼고 음용을 했을 경우 나타나는 기호도 특성으로 건조 죽순피를 차로 마시는 것이 아니라 맥주 제조를 위해 끓임 공정에 사용하는 경우 30분 정도 끓이는 경우 호프의 쓴맛과 맥주의 알콜 및 탄산의 쏘는 맛에 죽순피의 쓴맛이 희석될 것으로 판단되어 항산화능과 폴리페놀 함량이 높게 나타난 30분이 맥주 제조 시 죽순피 추출 시간으로 적절한 것으로 보여진다.

끓이는 시간을 30분으로 고정하고 죽순피의 농도에 따른 관능적 특성을 조사하여 하기의 [표 5]에 나타내었다.

[표 5]의 결과에 나타나듯이, 0.5% 수준으로 첨가한 죽순피 열수 추출물의 관능성이 가장 좋았다. 이보다 함량이 낮은 경우는 맛과 향이 너무 약하였고, 이보다 높은 수준의 첨가량은 쓴맛과 강한 향으로 전체적 기호도가 감소하는 것으로 나타났다.

죽순피 추출물의 특성을 확인한 실험 결과, 죽순피를 맥주 제조 시 농축단계에서 사용하는 경우 첨가량을 0.5% 이하의 수준에서 약 30분의 끓임 시간을 선택하는 것이 관능성과 기능성 면에서 바람직할 것으로 보였다. 실제로, 죽순피 첨가량을 달리한 맥주 제조 실험에서 0.5%를 초과하여 죽순피를 첨가한 경우 쓴맛과 강한 향이 나타났기에, 죽순피를 이용한 맥주의 특성을 확인하는 실험에서는 맥주에 0.5% 이하의 죽순피를 첨가하여 사용하였다.

<실험예 2> 죽순피를 이용한 맥주의 특성 확인

<실험예 2-1> 색도 측정

죽순피를 이용한 맥주는 <실시예 2>의 방법에 따라 제조되었으며, 색도는 상기 <실험예 1-1>과 동일한 방법을 사용하여 측정하였다. 농축단계, 발효단계, 숙성단계의 각 과정이 진행된 후 시료를 채취하여 사용하였다.

해당 결과는 [도 5] 및 [표 6]에 나타내었다.

[도 5]에서는 죽순피가 첨가될 경우 맥주 특유의 맑은 노란색에서 노란빛의 엷은갈색으로 인하여 색이 다소 진해진 것을 볼 수 있었다. [표 6]에 나타난 바와 같이, 맥주 특유의 색은 농축, 발효, 숙성 단계 중에 단계적으로 형성되는데 색도계로 측정한 Hunter 지표값 중 L값이 점차 증가하고 a와 b가 점차 감소하는 것을 통하여 맥주의 색이 밝기는 점차 증가하면서 붉은색과 노란빛은 조금씩 연해지는 것을 알 수 있다.

<실험예 2-2> pH 및 산도 측정

pH 및 산도는 맥주의 기호성을 결정하는데 중요한 요소로 작용할 수 있다. 이에 따라 하기의 방법에 따라 맥주의 pH 및 산도를 측정하였다.

pH를 측정하기 위하여 pH meter(Mettler-Toledo, Switzerland)을 이용하여 calibration을 한 다음 3회 반복하여 측정하였으며 그 결과를 맥주의 총산 함량과 함께 [표 7]에 나타내었다. 총산 함량을 측정하기 위하여 시료 5 mL을 취한 뒤 1% phenolphthalein을 지시약을 2~3방울 넣은 다음 0.1 N NaOH용액으로 적정하였다. 0.0009를 곱하여 아래의 식과 같이 젖산(lactic acid) 대비 환산하였다.

산도(알칼리도, %)=(a×b×c×F)/S×100

여기서, a : 0.1N 용액의 적정량 (mL)

b : 유기산의 규정 농도

c : 희석배수

F : 0.1N 용액의 역가

S : 시료 채취량(mL)

죽순피를 이용한 맥주는 농축 공정 이후 pH 5.54에서 발효, 숙성 단계를 지나면서 pH가 4.63 부근으로 감소하였으며 산도는 조금씩 증가하는 것을 볼 수 있다. 대조군인 일반 맥주(필스너 맥주)와 비교했을 때 죽순피의 첨가 유무는 맥주의 pH와 산도 변화에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 보여진다.

맥주의 pH는 청량감에 영향을 주며 발생된 이산화탄소량에 영향을 받는데 pH가 높을수록 맥주의 청량감이 떨어지게 되는데 일반적으로 맥주의 pH는 약 4∼5 사이로 산성 범위를 나타내며 제조된 죽순피 맥주의 pH는 이 범위를 충족시키는 것으로 확인되었다.

<실험예 2-3> 알코올 도수 측정

맥주의 알코올 함량은 가스크로마토그래피(GC)를 사용하여 분석하였다. 시료 50 mL를 취하여 3,600 rpm에서 30분간 원심분리 시킨 후 그 상징액 1 mL에 증류수를 가하여 10 mL로 정용한 후 GC로 에탄올(ethanol) 함량을 분석하였으며 분석조건은 다음과 같다.

에탄올 함량 분석 조건

항목	조건
Instrument	6890 GC (Hewlett Packard Co.,USA)
Detector	Fame ionization detector (FID)
Column	Carbopack B/PEG 20M 5% (3 mL. ×4 mm I.D., Hewlett Packard Co.,USA)
Carrier gas	N2
Oven temp	70℃ (5 min) → 5℃/min, 150℃ (5min)
Injector temp	220℃
Detector temp	250℃
Injector volume	1.0 μL

맥주의 각 제조공정 단계를 마친 맥주를 샘플링하여 에탄올 함량을 측정하였으며 결과를 [표 9]에 나타내었다.

죽순피를 이용한 맥주의 알코올 도수

맥주 샘플	알코올 도수
Pilsner beer(필스너 맥주)	4도
BSS-Pilsner beer(죽순피-필스너 맥주)	4도

죽순피를 이용한 맥주(죽순피-필스너 맥주)와 일반 필스너 맥주 제조공정 중 농축, 발효, 숙성 단계를 마친 맥주를 각각 샘플링하여 에탄올 함량을 측정한 결과, 죽순피-필스너와 필스너 맥주 모두 알코올 도수가 약 4% 수준으로 나타나 죽순피의 첨가는 맥주 발효 중 알코올 생성량에 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다.

<실험예 2-4> 항산화 활성 확인

죽순피를 이용한 맥주의 제조공정 단계에 따른 항산화 활성은 상기 <실험예 1-2>와 동일한 DPPH radical scavenging activity(%) 측정법을 사용하여 측정하였으며 하기의 [표 10]에 나타내었다.

맥주의 항산화능은 대부분 당화와 농축 단계에서 생성이 되며 그 이후 필스너의 경우 발효와 숙성 과정 중 다소 감소하는 것을 볼 수 있으나 죽순피을 이용한 맥주의 경우 발효와 숙성 과정에서 소폭 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 최종 숙성을 마치 맥주를 비교해 볼 때, 죽순피을 이용한 맥주의 항산화능은 일반 맥주에 비하여 약 50% 수준으로 항산화능이 높은 것으로 확인되었다.

또한 [표 11]과 같이 시중에 유통되는 맥주의 항산화능을 확인한 결과, mL 당 0.15 ~ 0.17mg GAE DPPH 라디칼 소거능을 보이고 있었기 때문에 죽순피를 이용한 맥주는 이들 시판 맥주에 비하여 항산화능이 약 1.5~2.0배 정도 높은 수준으로 기능성 면에서 높은 품질을 지니고 있음을 알 수 있다.

<실험예 2-5> 관능적 특성 확인

죽순피를 이용한 맥주(죽순피-필스너)를 일반 맥주(필스너)와 비교하여 관능평가를 실시하였다.

관능평가는 순천대학교 교직원과 학생들 약 100명을 대상으로 다양한 연령대에서 이루어졌으며 설문지를 이용해 맥주에 대한 기호도 및 선호도를 조사하여 이루어졌다. 기호도 평가를 위해서는 색(color), 향(color), 맛(taste), 전체적 기호도(overall acceptability)를 5점 척도법(매우 좋아함 : 5점, 약간 좋아함 : 4점, 보통 : 3점, 약간 싫어함 : 2점, 매우 싫어함 : 1점)으로 평가하였다. 해당 결과는 [표 12]에 나타내었다

소비자의 기호도를 평가한 결과, 색, 향, 맛 모두에서 죽순피를 첨가한 맥주의 선호가 높았으며 전체적인 기호도에서도 죽순피를 첨가한 맥주가 유의적으로 높은 값을 보여, 기능성뿐만 아니라 관능성에서도 우수한 특성을 나타내었다.

Claims (6)

1. (a) 맥주 재료인 곡물과 물을 혼합한 후 맥즙을 생산하는 당화 공정,
   (b) 상기 맥즙에 호프를 첨가하고 끓이는 농축 공정,
   (c) 상기 농축 공정을 거친 맥즙을 효모를 사용하여 발효시키는 발효 공정, 및
   (d) 상기 발효 공정에서 얻어진 발효액을 숙성시키기 위한 후발효 공정인 숙성 공정을 포함하여 구성하되,
   상기 공정 중에서 농축 공정 중에 죽순피를 첨가하는 것을 특징으로 하는 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 죽순피는 당화 공정이 끝난 맥즙의 부피를 기준으로 하여 0.1% 내지 0.7%(w/v) 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 죽순피는 덖음 처리 한 건조 죽순피인 것을 특징으로 하는 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 발효 공정은 10℃ 내지 20℃ 범위의 온도에서 수행되고, 발효 시간은 3~12일인 것을 특징으로 하는 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 숙성 공정은 2~6℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 죽순피를 이용한 맥주의 제조 방법.
   
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 따라 얻어진 맥주.
   
   

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