KR20170033033A - 도토리와 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액 제조 - Google Patents

도토리와 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액 제조 Download PDF

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KR20170033033A
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Abstract

본 발명은 도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비타민 C를 이용하여 도토리의 탄닌 성분을 분해하고 재발효 방법을 가미하여 자연 오크통에서 발효한 것과 비슷한 효과를 내도록 한 도토리 및 도토리부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조방법에 관한 것이다.

Description

도토리와 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액 제조{production of fermented juices of Acorns and byproducts of acorn tree }
본 발명은 도토리의 발효액 제조방법에 관한 것으로, 비타민 C를 이용하여 추출한 효소로 재 발효하는 제조법이다.
도토리(Acorn)는 많은 변종을 가진 참나무(Quercus acutissma CARR)과의 열매 중 하나이다. 참나무과의 종류는 상수리나무, 참나무, 참 가시나무, 떡갈나무 등이 있다. 도토리는 상당량의 탄수화물, 무기질을 가지고 있는 구황식물로, 주로 전분을 이용하여 묵으로 만들어 식용하고 있으며 항산화 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
그러나 도토리는 묵을 만드는 외에는 사용처가 마땅하지 않으며, 특히 도토리열매나 도토리나무 부산물인 도토리 껍질, 꼬투리, 내피, 목질부, 뿌리, 잎, 꽃수술, 줄기, 나무껍질 등은 고농도의 탄닌이 함유되어 있어 식용으로는 사용되지 않고 있다.
서양에서는 포도주나 위스키 등 고급술을 만들 때 그 숙성과정에서 참나무의 오크통에 술을 숙성시켜 숙취가 적으면서 부드러운 맛을 내도록 하고 있다. 고급주를 생산하는 데 참나무를 이용하는 것이다. 그러나 참나무를 이용한 숙성은 오크통의 재료비가 비싸서 소량의 재료에 의존하는 동양의 술 제조에는 부적당하며 숙성기간이 긴 단점을 가지고 있다.
본 발명에서는 비타민 C를 이용하여 도토리, 도토리 껍질 등 도토리나무 부산물에 있는 수용성 탄닌을 발효시켜 그 수용액을 추출함으로서 오크통을 대체하는 기능을 가지는 발효산물을 만들고자 한다.
비타민은 효소의 활성화를 돕는 보조인자로 이용되는데 비타민 C도 그 한 종류로 알려져 있다. 효소는 그것을 생산하는 조직을 그 효소 자체에 의한 자기 소화에서 막기 위해 이러한 활성 중심을 봉쇄된 비활성 전구체로 생산되어 그 활성화는 이 봉쇄를 벗어남으로써 일어나는 것이라고 보고 있는데 비타민 C는 이러한 활성화에 영향을 주어 자체효소발효를 유도한다고 본다.
본 발명자는 등록 제10-1532600호 특허에서 주장한 도토리 껍질에서 비타민C를 이용하여 도토리의 자체효소를 추출하여 발효하는 방법을 밝혔으나, 금번 도토리껍질 외에 도토리나무의 부산물인 도토리열매, 목질부, 꽃수술, 잎 등에서도 도토리의 자체효소를 추출하여 도토리 발효액을 제조하는데 1 단계발효의 재료로 사용 할 수가 있다는 것을 알아냈다. 이렇게 하여 얻은 도토리의 발효액을 사용할 경우 도토리껍질을 이용하여 얻은 발효액과 같은 효과가 나타나 도토리나무의 부산물 사용범위가 매우 커지는 효과가 있다.
도토리나무와 관련한 오크통(참나무 통)은 포도주나 위스키 제조를 위해 숙성과정에서 주로 사용된다. 고급주의 포도주나 위스키를 제조할 때 한 오크통 속에서 보통 1년~12년을 후숙시키며 오래 있을수록 고급술이 되는데, 이때 오크통의 역할은 미량(1년에 200mg/L)의 탄닌을 제공하는 것이다. 오크통은 보통 12년 이상이면 더 이상 그 효능을 제공하기 어렵지만 본 발명의 방식은 탄닌의 사용량을 조정할 수 있다는 점에서 효율적이다.
또한 제2차 발효물의 일부를 재료로 재사용함으로 한 발효조안에서 원료의 투입과 추출이 연속적으로 일어나며 제 1차 발효가 없이, 제2차 재발효가 연속적으로 일어나는 바이오리액터를 만들 수 있는 발명으로도 연결된다.
또한 본 발명은 비타민 C를 이용하면 발효의 공정시간이 매우 짧은 장점이 있기도 하다.
대한민국등록특허 제10-1532600호
(비 특허문헌 0001) ‘전효소(holoenzyme, 全酵素) 두산백과 (비 특허문헌 0002) ‘효소(酵素, enzyme) 화학대사전, 2001, 세화 (비 특허문헌 0003) ‘효소전구체’(酵素全驅體), 화학대사전, 2001, 세화
오크통을 이용한 숙성은 자연 상태의 오크통에서 최소 1년 이상의 장시간이 소요되는 과정일 뿐 아니라 오크통의 제조비가 비싸 경제성이 떨어져 다품종 소량화의 다양한 술의 제조가 어려운 문제를 본 발명은 공기(산소)를 제거하고 비타민 C를 이용하여 추출한 효소로 재발효로 하는 것이다.
본 발명에 따른 도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조방법은 1. 발효액의 제조 단계2. 재발효액 제조 단계로 이루어지되,
1. 발효액의 제조 단계는,
도토리 또는 도토리 부산물, 물, 비타민 C를 준비하는 재료 준비 공정;
용기에 위 재료와 물을 넣고 가열하는 가열공정:
상기 가열한 것을 사면 여과하여 침전을 제외하고 액만 추출하는 추출공정;
상기 혼합물에 비타민 C를 혼합하는 혼합공정;
혼합물을 넣은 용기에서 공기를 제거하고 밀봉 정치하는 밀봉정치 공정;
상기 밀봉정치 공정 과정에서 용기가 부풀어 오르면 수시로 가스를 제거해 주는 가스제거 공정;으로 이루어지고,
2. 재발효액 제조 단계는,
상기 1. 발효액의 제조 단계를 통해 얻은 도토리 발효액과 도토리 껍질, 물, 그리고 비타민 C를 준비하는 재료 준비 공정;
용기에 도토리 껍질, 물을 넣고 가열하는 가열공정;
상기 가열한 것을 사면 여과하여 침전을 제외하고 액만 추출하는 추출공정;
상기 가열공정을 거친 후 추출한 액에, 상기 (1) 발효액의 제조 단계를 통해 얻은 발효액 그리고 비타민 C를 혼합하는 혼합공정;
상기 혼합물을 넣은 용기에서 공기를 제거하고 밀봉 정치하는 밀봉정치공정;
상기 밀봉정치 공정 과정에서 용기가 부풀어 오르면 수시로 가스를 제거해 주는 가스제거 공정;
상기 가스제거 공정을 거친 혼합물을 사면 여과하여 침전은 남기고 액만 추출하는 용액추출 공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 1. 발효액의 제조 단계에 투입되는 도토리 또는 도토리부산물 : 물 : 비타민 C 의 비율은 100 : 100~3000 : 1~20의 중량비 인 것을 특징으로 한다.
또한 2. 재발효 단계에 투입되는 도토리껍질 : 물 : 비타민 C : 상기 (1) 발효액의 제조 단계를 통해 얻은 반제품 발효액의 중량비율은, 100 : 100~3000 : 0.1~20 : 1~1000 의 중량비인 것을 특징으로 한다.
3. 상기 발효단계와 재 발효단계의 재료 준비 공정에서의 재료의 도토리는, 도토리껍질, 열매, 꼬투리, 내피, 목질부, 뿌리, 잎, 꽃수술, 줄기, 나무껍질 중 적어도 어느하나 혹은 조합인 것을 특징으로 한다.
4. 또한 도토리 발효단계 및 도토리 재발효단계에서 사용하는 비타민 C는 아스코르브산, 아스코르브산의 유도체 또는 그 조합을 포함하는 의미인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 오크통을 이용하여 주류나 발효액을 숙성시키는 방법을 대신할 수 있는 기술로서, 오크통 발효기능 부여, 발효기간 단축 등의 효과가 있으며 건강기능식품 분야에 응용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 대표도를 나타낸 도면이며,
도 2은 본 발명의 1. 발효액의 제조 단계의 공정을 나타낸 도면이며,
도 3는 2. 재발효액 제조 단계의 공정을 나타낸 도면이다.
도토리(Acorn)는 600종 이상의 가장 많은 변종을 가진 참나무(Quercus acutissma CARR)과의 열매 중 하나로 본 발명은 발효 효소를 이용하는 것이기 때문에 도토리의 모든 부분인 도토리껍질, 도토리나무 잎, 열매, 껍질, 내피, 꼬투리, 목질부, 줄기, 꽃수술, 뿌리중 적어도 한가지를 이상을 사용하여 1차로 효소 추출를 하며, 이 발효액의 효소를 이용하여 재발효의 효과를 낸다.
참나무로 만든 오크통에 포도주나 위스키 등을 오래 후숙하면 맛과 향이 좋아지며 오크통 안의 수용물은 숙취가 적게 나타나는 효과가 있으나 오크통의 사용한도는 12년으로 한정되어 경제성이 적은 문제점이 있다.
비타민 C는 아스코보릭산에 칼슘이나 소디움, 마그네슘을 가하여 휴대하기 좋게 만든 물질로 비타민 C(L-Ascorbic acid), L-아스코르빈산나트륨(Sodium L-Ascorbate), L-아스코르빈산스테레이트(L-Ascorbyl Stearate), 아스코르빈산칼슘(Calcium Ascorbate), 아스코르빈산팔미테이트(Ascorbyl Palmitate)와 별도로 에스테르화한 것이 있으며 식품원료로 사용하여 비타민 C를 보충할 수 있도록 제조가공한 것이다. 이에는 수십 가지의 화합물과 유도체가 있으며 강력한 환원 작용을 하며 많이 먹어도 몸에 이상이 없는 물질로 음식료에 사용하면 색을 변하게 하거나, 이취를 내게 하여 식품제조에서는 부정적으로 표현하고 방부제의 역할로 사용하나 본 발명은 비타민 C를 발효 촉진제로 사용한다.
또한 발효의 촉진을 돕기 위해서 당류를 첨가할 필요가 있다. 당류는 ‘설탕, 포도당, 과당, 올리고당, 물엿, 조청, 갈락토오스, 말토스, 락토스, 자일로스, 솔보스, 락츄로스, 케스토스, 니스토스, 라피노스 중 적어도 어느 하나’를 포함한 것을 이용한다. 즉, 설탕은 단당류와, 단당이 2~10개 결합되어 있는 소당류의 어느 하나 혹은 그 조합인 것을 사용한다.
이하 본 발명을 실시 예와 함께 상세히 설명한다.
< 1.발효액의 제조 단계>
(1) 재료 준비 공정
도토리 또는 도토리 부산물 100g, 비타민 C 10g, 물 500g을 준비한다.
(2) 가열 공정
솥에 도토리 또는 도토리 부산물과 물을 넣고 5~20분 가열한다.
(3) 추출 공정
상기의 혼합물이 식으면 사면 여과하여 액만 추출한다.
(4) 혼합 공정
상기 공정의 추출물에 비타민 C 10g를 통에 넣어 혼합한다.
(5) 밀봉 정치공정
통에서 공기를 제거하고 밀봉한다.
(6) 가스 제거 공정
통이 부풀어 오르면 수시로 가스를 제거하고 밀봉하는 작업을 한다. 이때 7~10일이 소요될 수 있다.
이때, 공기가 들어가지 않도록 한다.
위 과정을 거치면 반제품 도토리 발효액을 얻게 된다.
< 2. 재발효 단계>
(1) 재료 준비 공정
도토리 껍질 100g, 1.발효액의 제조단계에서 얻은 반제품 발효액 100g, 비타민 C 3g, 물 500g을 준비한다.
(2) 가열 공정
솥에 도토리 껍질 100g, 물 500g을 가하고 5~30분 가열한다.
이때 바람직하게는 섭씨 100도에서 5분 이내로 가열한다.
(3) 추출 공정
상기의 혼합물이 식으면 사면 여과하여 액만 추출한다.
(4) 혼합 공정
상기 추출 공정의 추출액에, 비타민 C 3g, 그리고 1.발효액의 제조단계에서 얻은 반제품 발효액 100g을 잘 혼합한다.
(5) 밀봉 정치 공정
상기 혼합물을 넣은 용기에서 공기(산소)를 제거하고 밀봉한다.
이때 발효 온도는 바람직하게는 섭씨 25-40도가 적절하다.
(6) 가스 제거 공정
통이 부풀어 오르면 수시로 가스를 제거하고 밀봉하는 작업을 한다.
(7) 용액 추출공정
상기의 혼합물에서 신선한 향이 나면 발효를 그치고 사면 여과하여 액만 추출한다.
이 과정을 거쳐 도토리 재발효액 완제품이 완성된다.
[시험 1]
도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조 단계는 상기 설명한 방법대로 시행하였다.
먼저 발효액의 제조 단계에서 도토리내피, 꼬투리, 껍질, 열매, 꽃수술, 잎, 목질부, 뿌리로부터 발효액 반제품을 제조하였다. 이때 재료는 100g, 물 500g, 비타민 C 10g을 사용하였다. 발효온도는 섭씨 25도로 하였고, 발효의 확인은 발효를 알리는 가스가 나오는 것을 신호로 삼았다. 다음 표는 비타민 C의 양에 따른 발효의 시간을 확인하고 첫 번째 가스제거에 걸린 시간을 비교한 것으로 다음과 같다.
Figure pat00001
상기 표 1과 같이 도토리 발효는 도토리껍질을 포함한 어느 부위에서 건 발효가 일어나는 것을 확인했다. 발효의 시간은 내피가 발효 시간이 가장 빨랐으며, 꼬투리, 껍질, 열매, 꽃수술이 비슷한 시간이 걸렸고, 잎이나 뿌리, 목질부는 상대적으로 시간이 오래 걸렸다. 이 시험을 통해 도토리나무의 부산물 어느 부분에서건 자체 효소에 의한 발효가 일어난다는 사실을 확인 할 수 있다. 한편 비타민 C를 전혀 넣지 않은 것은 1개월 이상이 지나도 발효가 일어나지 않았다.
[시험 2]
앞서 시험1에서 얻은 도토리 반제품 발효액을 이용하여 도토리껍질을 재발효하는 시험을 했다. 이때 도토리껍질은 100g과 물 500g으로 하였으며, 비타민 C와 발효액 반제품은 표 1에 나타낸 바와 같이 양을 달리하여 시험을 하였다. 발효온도는 섭씨 25도로 하였다. 이로써 완성품 발효액 600g을 얻었다.
표 2은 위 시험 과정 중 재발효 단계에서 발효의 표식인 첫 번째 가스제거에 걸린 시간을 비교한 것으로 다음과 같다.
Figure pat00002
상기 표 2과 같이 재발효 단계에서 발효액 반제품 200g과 비타민 C 10g을 넣었을 경우 재발효 시간이 가장 빨랐으나, 반제품 양이 50g 이상인 상태에서 비타민 C 5g 이나 10g에서는 발효시간의 차이가 별로 나타나지 않았다. 반면에 발효액 반제품을 적게 넣거나, 비타민 C를 넣지 않은 경우에는 시간이 오래 걸렸다. 이 시험을 통해 발효액을 이용하여 재발효를 하면 비타민 C의 사용량을 줄여도 발효가 가능하며, 이를 통해 비타민C를 많이 넣을 경우 생기는 신맛을 감소할 수 있으며 발효시간도 단축할 수 있다는 사실을 확인할 수 있다. 또한, 이 시험을 통해 도토리의 어느 부분에서도 발효가 일어났으며 여기서 효소를 추출할 수 있다는 사실을 확인 할 수 있었다.
(시험 3)
한편, 도토리 발효액의 제조 단계에서 당류를 첨가했을 때 발효가 일어나는 현상을 알아보았다. 그 방법은 상기 당류를 첨가하지 않았던 방법과 같은 방법으로 시행하였다.
이때 도토리 발효액의 제조 단계에 투입되는 도토리껍질 100g에 물 500g 및 비타민 C 10g과 당류를 각각 포도당, 설탕, 물엿을 각각 10g의 비율로 혼합하여 발효상태를 시험했다. 이때 발효온도는 섭씨 25도 상온에서 발효과정을 가졌고 시험한 결과는 발효물의 제조 단계에서 발효의 신호로 나타난 첫 번째 가스제거에 걸린 시간을 비교한 것으로 표3와 같이 나타났다.
Figure pat00003
위 시험 결과 당을 포함하면 발효시간이 단축되어 발효가스가 발생하는 것을 확인하였고, 시간이 지나면서 적절히 발효가 되는 것을 확인했다. 또한 포도당, 설탕 및 물엿 각각 당류에 따라 첫 번째 가스가 나온 시간은 달랐으며 포도당을 넣으면 가장 빨리 발효되는 것을 확인했다. 또한 포도당은 1차 발효뿐만 아니라 재발효에 있어서도 발효 시간이 가장 빨랐으며, 물엿이 가장 오랜 시간이 걸렸다. 이 시험을 통해 발효에 당류를 첨가하면 발효와 재발효에 관계없이 발효가 빨라지며 단당류가 가장 빠르게 발효되며 당의 종류에 관계없이 당을 사용하는 것이 사용하지 않는 것보다 전체적으로 발효가 빨라지는 사실을 확인 할 수 있었다.
본 발명은 동양의 다양한 재료에 활용하여 서양의 오크통의 공법으로 만든 것과 같은 고급 전통주를 제조하는 데 이용할 수 있다. 그리고 포도주, 전통주, 발사믹식초, 간장, 건강식품 등을 제조하는 데 오크통 대용액을 대체함으로써 수익성을 높일 수 있다.

Claims (7)

  1. 도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조공정은 2단계로 이루어지되,

    1. 발효액 제조 단계
    “도토리 또는 토도리 부산물, 물, 비타민 C를 준비하는 재료 준비 공정;
    용기에 도토리와 물을 넣고 가열하는 가열공정;
    상기 가열한 것을 사면 여과하여 고형물을 제외하고 액만 추출하는 추출공정;
    상기 추출공정의 혼합액에 비타민 C를 혼합하는 혼합공정;
    혼합물을 넣은 용기에서 공기(산소)를 제거하고 밀봉 정치하는 밀봉정치 공정;
    상기 밀봉정치 공정 과정에서 용기가 부풀어 오르면 수시로 가스를 제거해
    주는 가스제거 공정;으로 이루어지고,

    2. 재발효액 제조 단계는,
    상기 1. 발효액의 제조 단계를 통해 얻은 반제품 발효액, 도토리껍질, 물,
    그리고 비타민 C를 준비하는 재료 준비 공정;
    용기에 도토리 껍질과 물을 넣고 가열하는 가열공정;
    상기 가열한 것을 사면 여과하여 침전을 제외하고 액만 추출하는 추출공정;
    상기 추출한 액에, 상기 1. 발효액 제조 단계를 통해 얻은 반제품 발효액,
    그리고 비타민C를 혼합하는 혼합공정;
    혼합물을 넣은 용기에서 산소를 제거하고 밀봉 정치하는 밀봉정치공정;
    상기 밀봉정치 공정 과정에서 용기가 부풀어 오르면 수시로 가스를 제거해
    주는 가스제거 공정;
    상기 가스제거 공정을 거친 혼합물을 사면 여과하여 침전은 남기고 액만
    추출하는 용액추출 공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,

    도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조방법
  2. 제1항에 있어서,
    1.발효액의 제조 단계에 투입되는 도토리 또는 도토리부산물 : 물 : 비타민 C 의 비율은 100 : 100~3000 : 1~20의 중량비 인 것을 특징으로 하는,

    도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조방법
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    2. 재발효액 제조 단계에 투입되는 도토리껍질 : 물 : 비타민 C : 상기 (1) 발효액의 제조 단계를 통해 얻은 반제품 발효액의 중량비율은 100 : 100~3000 : 0.1~20 : 1~1000 의 중량비 인 것을 특징으로 하는,

    도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조방법
  4. 제1항, 제2항, 제3항에 있어서,
    (1)발효액 제조단계와 재발효액 제조 단계에서 사용하는 재료 중 비타민 C는 아스코르브산(Ascorbic acid)과 그의 유도체 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는,

    도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조방법
  5. 전항에 있어서,
    도토리 껍질은 학명에 Quercus가 있는 나무의 열매인 것을 특징으로 하는,

    도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조방법
  6. 제1항과 제2항, 제3항에 있어서,
    발효액 제조단계와 재발효액 제조단계 중에서 도토리발효액과 재발효액 제조단계에 투입되는 도토리는 도토리껍질, 도토리, 꼬투리, 내피, 목질부, 뿌리, 잎, 꽃수술, 줄기, 나무껍질 중 적어도 어느 하나 혹은 조합인 것을 특징으로 하는,

    도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조방법
  7. 제1항, 제2항, 제3항에 있어서,
    발효액 제조와 재발효액 제조단계 중 발효 촉진을 위하여 사용하는 설탕은 단당류와, 단당이 2~10개
    결합되어 있는 소당류의 어느 하나 혹은 그 조합인 것을 특징으로 하는,

    도토리 및 도토리 부산물을 이용한 도토리 발효액의 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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(비 특허문헌 0001) ‘전효소(holoenzyme, 全酵素) 두산백과
(비 특허문헌 0002) ‘효소(酵素, enzyme) 화학대사전, 2001, 세화
(비 특허문헌 0003) ‘효소전구체’(酵素全驅體), 화학대사전, 2001, 세화

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