KR20170123284A

KR20170123284A - 칼슘 이온이 다량 함유된 사과발효물

Info

Publication number: KR20170123284A
Application number: KR1020170055364A
Authority: KR
Inventors: 백은종; 정강희; 김경옥; 최용호; 허병석
Original assignee: 샘표식품 주식회사
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2017-11-07
Also published as: KR101941967B1; WO2017188796A1; US20190142045A1; EP3449737A1; EP3449737A4; CN109561726A

Abstract

본 명세서의 일 측면에 따른 과실발효물은 맛과 향이 우수하며, Ca² ⁺ 이온의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 100ppm 이상 포함되는 과실발효물, 이를 포함하는 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 상기 과실은 사과를 포함하며, 상기 과실발효물은 맛과 향이 우수하며, 체내 또는 피부 칼슘 흡수를 증진시키는 효과가 우수하다.

Description

칼슘 이온이 다량 함유된 사과발효물{Fermented apple water having high calcium ion content}

본 명세서는 Ca² ⁺ 이온의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 100ppm 이상 포함되는 향미가 좋은 과실발효물, 이를 포함하는 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 과실발효물은 당도가 10brix 내지 50brix의 과실농축액의 발효물이거나, 상기 과실은 사과를 포함하거나, 상기 과실은 사과인 과실발효물, 이를 포함하는 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

칼슘은 뼈와 이의 성장과 유지에 꼭 필요하고, 혈액의 응고, 근육의 수축 등을 돕는 역할을 한다. 칼슘은 뼈 속에서 수산화인회석의 주요 구성성분이 되며, 뼈를 단단하게 하는 역할을 하고 체내 칼슘의 저장 기능도 수행하게 된다. 또한 칼슘은 세포 내에 중요한 신호 전달 물질로 작용하며 칼슘 농도의 증감은 세포 내 신호 전달 과정을 매개하는 역할을 담당한다. 또 다른 기능으로는 피부 장벽 항상성 조절의 필수 요소로, 피부 장벽 손상 후 재생 과정에도 관여하며 고농도의 칼슘 투여는 손상된 피부 장벽 기능을 회복시키고 피부 수화 증가 및 염증 감소를 유도한다. 이처럼 칼슘은 인체의 성장과 구성상 꼭 필요한 필수 영양소이며, 신체 건강을 유지하기 위해서는 충분한 양의 칼슘섭취가 필요하다.

그러나, 칼슘은 대표적인 섭취부족영양소이며, 칼슘의 체내 이용은 다른 영양소에 비해 낮은 편이다. 칼슘 급원 식품인 우유를 제외한 대부분 칼슘 급원 식품은 멸치, 치즈, 김, 대두, 미역 등으로 제한되어있고 다소비 식품에 포함되어 있지 않아 칼슘 섭취량의 부족을 유발할 수 있다. 따라서 칼슘 섭취 증가를 위한 칼슘 함유 식품 개발이 필요하며, 쉽고 다양한 형태로 섭취량을 늘릴 수 있도록 제공하는 것이 필요한 실정이다.

과일은 향과 맛이 우수하여 다른 식품군에 비해 선호하는 식품군이며, 에너지대사에 관여하는 비타민과 무기질 등 미량영양소를 많이 함유하고 있어 적절히 섭취하도록 권장되고 있다 (김혜수 외, J Nutr Health 2014; 47(2): 134 ~ 144). 그 중, 사과는 식품원료로 다양하게 쓰이는 만큼 맛과 향이 친숙하며 기호도가 높고, 비타민, 칼슘, 칼륨 등의 무기질 및 폴리페놀 성분이 풍부하여 영양학적 가치와 효능이 있는 과일로 알려져 있다. 그러나 칼슘과 사과를 함께 섭취하게 되면 사과의 셀룰로오즈나 헤미 셀룰로오즈와 같은 칼슘 흡수 저해 인자가 칼슘 흡수를 방해하므로 적합하지 않은 문제점이 있다.

또한, 사과발효물은 당분을 알코올 발효와 초산발효를 통해 다량의 유기산으로 전환시키는 과정을 거치는데 이때 발효의 온도, 시간, 미생물의 활성에 따라 다양한 향과 맛이 생성되게 된다. 특히 알코올 발효 과정 중 효모에 의한 발효는 발효물의 고유의 향미를 생성하는 중요한 과정이다. 효모는 발효, 숙성, 저장 상태에 따라 자가소화(autolysis)가 일어나게 되는데, 이때 효모 내에 효소에 의해 세포의 탄수화물, 질소 성분 등을 분해하면서 세포 구조를 파괴하게 된다. 이에 따라 염기성 아미노산을 배출하여 pH를 높이고 중간 사슬의 지방산(C₆~C₁₂)을 배출하게 된다. 이때 생성된 물질들은 에스터, 알데히드, 또 다른 방향성 물질들을 생성하게 되는데 아미노산과 단일 지방산으로 유래되는 향 성분의 경우 이취로 작용할 수 있다. 특히 효모의 자가소화로 생성된 중간사슬의 지방산(C₆-C₁₂) 유래 물질은 산화되거나 가열처리로 인해 carboxylic acid를 생성하게 되는데 주로 hexanoic acid, octanoic acid, decanoic acid이 포함되며, 이 물질들은 알코올 발효물의 향에 부정적인 영향을 미치게 된다. 또한 효모의 자가소화로 생성된 아미노산이 열처리 등의 과정을 거치게 되면서 Strecker degradation(스트레커분해) 반응으로 인해 aldehyde를 생성하게 되는데, 그 중 Leuicine을 전구체로 isovaleric acid가 생성되고, isoleucine을 전구체로 하여 butanoic acid를 생성하게 된다. 이 물질들은 다량 함유할 경우 이취로 인식되는 물질 중에 하나이다(P. Comuzzo et al. Food chemistry 99, 2006, 217-230). 그리고 효모를 제거하지 않고 잔존하게 될 경우 초산균의 생육을 저해하여 초기 초산발효 수율이 떨어질 수 있다. 기존에는 주로 가열 살균 처리 후 초산발효를 진행하였으며, 살균처리 하는 과정 중 열이 가해지고, 사멸되지 않은 잔존 효모로 인해 이취가 발생하는 문제점이 있었다. 따라서 알코올 발효 완료 후에 효모를 제거하여 효모가 자가소화 되지 않도록 조절하면 원하지 않는 향 생성을 방지하여 향미를 조절할 수 있게 된다.

한국등록특허 제 10-1321611호

대표적인 섭취부족 영양소이며, 체내 이용률이 낮은 칼슘에 대하여 칼슘 섭취 증가 및 칼슘의 생체 이용률을 높이기 위해 맛과 향이 좋고 친숙한 식품 원료, 특히 사과를 활용하여 칼슘을 섭취가 용이한 형태로 충분한 양을 제공하고, 칼슘의 생체이용률을 높이고자 한다.

또한, 칼슘과 사과를 함께 섭취하게 되면 과실, 특히 사과의 셀룰로오즈나 헤미 셀룰로오즈와 같은 칼슘 흡수 저해 인자가 칼슘 흡수를 방해하는 문제점을 해결하기 위해, 과실에 미생물 발효기술을 적용한 과실발효물을 제조하여 셀룰로오즈, 헤미 셀룰로오즈, 펙틴 등의 성분을 저분자화하고, 유기산으로 전환시켜 칼슘 흡수 저해인자를 제거하고, 칼슘의 흡수가 용이한 형태로 제공하고자 한다.

이에 더해, 과실발효물 발효 공정 중 기존 가열 살균 처리 후 초산 발효를 진행하여, 열이 가해지고 사멸되지 않은 잔존 효모로 인해 이취가 발생하는 문제점을 극복하고자, 비가열 처리 살균 방법인 막여과법을 이용한 효모 제거를 통해 이취 유발 원인을 제어하여 기존의 가열 살균을 통해 효모를 제어하는 방법에 비하여 향과 맛이 뛰어난 과실발효물을 제공하고자 한다.

이는 과실, 특히 사과의 유효 성분뿐만 아니라 칼슘 이온을 다량 함유하며, 향미가 좋으므로 식품 및 화장품 소재로 활용하기에 용이하다.

본 발명의 일측면은, 생체이용률이 높은 칼슘을 다량으로 함유한 과실발효물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면은, 칼슘 원료에서 유래된 칼슘의 용해도를 높여 이온 형태의 칼슘이 다량 함유된 과실발효물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면은, 향과 맛이 우수하고 신선한 과실발효물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면은, 이온 형태의 칼슘이 다량 함유됨과 동시에 향과 맛이 우수하고 신선한 과실발효물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면은, 칼슘 원료에서 유래된 칼슘의 용해도를 높여 이온 형태의 칼슘이 다량 함유된 과실발효물의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면은, 향과 맛이 우수하고 신선한 과실발효물의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면은, 이온 형태의 칼슘이 다량 함유됨과 동시에 향과 맛이 우수하고 신선한 과실발효물의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면은, 이온 형태의 칼슘이 다량 함유된 과실발효물을 포함하는 식품 및 화장료 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면은, 향 또는 맛이 우수한 과실발효물을 포함하는 식품 및 화장료 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면은, 이온 형태의 칼슘이 다량 함유됨과 동시에 향 또는 맛이 우수한 과실발효물을 포함하는 식품 및 화장료 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면은, 유기산을 포함하는 과실발효물에 있어서, Ca²⁺ 이온의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 100ppm 이상으로 포함되는, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 과실발효물은 당도가 10brix 내지 50brix의 과실농축액의 발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 과실은 사과를 포함하는, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 과실은 사과인, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 Ca²⁺ 이온의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 1,000ppm 이상으로 포함되는, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 Ca²⁺ 이온의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 5,000ppm 이상으로 포함되는, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 과실발효물은 알코올 및 초산 발효물인, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 과실발효물은 사카로미세스속(Saccharomyces) 효모 및 아세토박터속(Acetobacter)초산균의 발효물인, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 과실발효물은 상기 유기산 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 10,000ppm 이상으로 포함되며, 유리당의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 25,000ppm 이하로 포함되는, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 다른 측면은, 상기 과실발효물을 포함하는 조성물로, 상기 조성물은 식품 또는 화장료 조성물인 조성물을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면은, 과실 원료물질을 효모를 이용하여 알코올 발효하는 단계; 및 알코올 발효된 알코올 발효물을 초산균을 이용하여 초산 발효하여 과실발효물을 수득하는 단계;를 포함하며, 상기 초산 발효 시 칼슘원료를 상기 알코올 발효물 전체 부피에 대하여 0.05% 중량(w/v) 이상 투여하며, 상기 초산 발효 시 칼슘원료의 투여시기는 발효물 내 유기산의 함량이 10,000 ppm 이상이 되는 시기인, 과실발효물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 제조방법은 상기 알코올 발효 완료 후 비가열 살균을 통해 상기 효모를 제거하는 단계를 더 포함하는, 과실발효물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 비가열 살균은 자외선 살균, 막여과 살균, 고전압펄스자기장 살균, 초고압 살균 및 초음파 살균 중 어느 하나 이상인, 과실발효물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서 상기 비가열 살균은 막여과 살균인 과실발효물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서 상기 막여과 살균 시, 막의 pore size는 5um 이하, 1um 이하, 0.65um 이하, 0.45um이하 0.2um 이하 또는 0.1um이하 일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 효모를 제거하는 단계는 10 내지 40 ℃ 에서 수행되는 단계인, 과실발효물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 초산 발효 시 칼슘원료의 투여시기는 발효물 내 유기산의 함량이 10,000 ppm 내지 100,000 ppm이 되는 시기인, 과실발효물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 초산 발효 시 칼슘원료 투여 후 숙성 발효하는 단계를 더 포함하는, 과실발효물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 알코올 발효 전 추가적으로 유산균을 이용하여 젖산 발효하는 단계를 더 포함하는, 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 효모는 사카로미세스속(Saccharomyces)이며, 상기 초산균은 아세토박터속(Acetobacter)이고, 상기 유산균은 락토바실루스속(Lactobacillus)인, 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 사카로미세스속(Saccharomyces)은 사카로미세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)이며, 상기 아세토박터속(Acetobacter)은 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti)이고, 상기 락토바실루스속(Lactobacillus)은 락토바실루스 카제이(Lactobacillus casei)인, 방법을 제공한다

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 칼슘원료는 칼슘이 포함되는 원료이며, 구체적으로 식품첨가물로 사용 가능한 칼슘 류일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 칼슘원료는 구연산칼슘, 클루콘산칼슘, 5-리보뉴클레오티드칼슘, 수산화칼슘, 스테아릴젖산칼슘, 염화칼슘, 이디티에이칼슘이나트륨, 젖산칼슘, 제삼인산칼슘, 제이인산칼슘, 제일인산칼슘, 카르복시메킬셀룰로오스 칼슘, 탄산칼슘, 판토텐산칼슘, 프로피온산칼슘, 황산칼슘, 글리세로인산칼슘, 산화칼슘, 아스코르빈산칼슘, 알긴산칼슘, 초산칼슘, 안식향산칼슘, 스테아린산칼슘, 소르빈산칼슘, 페로시안화칼슘 및 카제인칼슘 중 어느 하나 이상을 포함하는, 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 탄산칼슘은 난각칼슘, 패각칼슘, 해조칼슘 및 진주칼슘 중 어느 하나 이상을 포함하는, 방법을 제공한다.

본 발명의 일측면에 따른 발효물은, 향과 맛이 개선된 과실발효물을 제공하여 소비자의 기호에 부합하여 칼슘 섭취가 용이하다.

본 발명의 일측면에 따른 발효물은 발효물에 포함된 다량의 유기산이 칼슘을 이온화하여 칼슘의 생체이용률이 우수하다.

본 발명에 따른 칼슘이온이 다량함유된 과실발효물에서 칼슘이온 함량이 1,000ppm 함유된 과실발효물을 700mL 섭취 시, 한국인 여성 19-49세의 1일 섭취 권장량인 700mg을 만족하는 함량을 섭취할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 칼슘이온이 다량함유된 과실발효물에서 칼슘이온 함량이 5,000ppm 함유된 과실발효물을 140mL 섭취 시, 한국인 여성 19-49세의 1일 섭취 권장량인 700mg을 만족하는 함량을 섭취할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 칼슘이온이 다량함유된 과실발효물에서 칼슘이온 함량이 10,000ppm 함유된 과실발효물을 70mL 섭취 시, 한국인 여성 19-49세의 1일 섭취 권장량인 700mg을 만족하는 함량을 섭취할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일측면에 따른 발효물은 유기산을 다량 함유하므로 피로회복에 우수하다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효물은 발효물에 포함된 칼슘 성분의 체내 또는 피부 칼슘 흡수를 증진시키는 효과가 우수하다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효물은 Ca² ⁺ 이온의 함량이 높다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효물 또는 본 발명의 다른 측면에 따른 조성물은 혈액의 응고를 돕는 효과가 우수하다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효물 또는 본 발명의 다른 측면에 따른 조성물은 근육의 수축을 돕는 효과가 우수하다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효물 또는 본 발명의 다른 측면에 따른 조성물은 피부 장벽 항상성 조절 효과가 우수하다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효물 또는 본 발명의 다른 측면에 따른 조성물은 피부 장벽 기능 회복 효과가 우수하다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효물 또는 본 발명의 다른 측면에 따른 조성물은 피부 수화 증가 효과가 우수하다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효물 또는 본 발명의 다른 측면에 따른 조성물은 염증 감소 효과가 우수하다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효물 또는 본 발명의 다른 측면에 따른 조성물은 칼슘의 피부 흡수율이 우수하다.

본 발명의 일 측면에 따른 발효물 또는 본 발명의 다른 측면에 따른 조성물은 칼슘의 체내 흡수율이 우수하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 조성물의 제조방법은 발효물에 포함된 칼슘 성분의 체내 또는 피부 칼슘 흡수를 증진시키는 효과가 우수한 발효물의 제조방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예 2 내지 3에 따른 사과발효물의 제조 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실험예 1-2에 따른 실시예 2의 칼슘이온 함량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실험예 2에 따른 알코올 발효시 알코올 함량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실험예 2에 따른 초산 발효시 총산도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5 내지 도 7은 본원발명 실험예 3의 향 패턴을 확인한 실험결과 그래프로서, 도 5는 비교예 2, 도 6는 실시예 1이고, 도 7은 실시예 3의 실험결과이다.
도 8은 실험예 4의 향 관능검사 결과이다.
도 9는 실험예 5에 따른 유리당 분석 결과이다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일측면은, 유기산을 포함하는 과실발효물에 있어서, Ca² ⁺ 이온의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 100ppm 이상으로 포함되는, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 과실발효물은 당도가 10brix 내지 50brix의 과실농축액의 발효물인, 과실발효물을 제공한다. 구체적으로, 상기 과실농축액의 당도는 10 brix 이상, 15 brix 이상 또는 20brix 이상일 수 있으며, 또한, 50 brix 이하, 45 brix 이하 또는 40 brix 이하일 수 있다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 Ca² ⁺ 이온의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 1,000ppm 이상으로 포함되는, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 Ca² ⁺ 이온의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 5,000ppm 이상으로 포함되는, 과실발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 Ca² ⁺ 이온의 함량은 과실발효물 전체 중량에 대하여 1,000 내지 40,000ppm인, 조성물을 제공한다.

구체적으로, 상기 Ca² ⁺ 이온의 함량은 과실발효물 전체 중량에 대하여 100ppm 이상, 500ppm 이상, 1,000ppm 이상, 5,000ppm 이상, 7,000ppm 이상, 8,000ppm 이상, 9,000ppm 이상, 10,000ppm 이상, 11,000ppm 이상, 12,000ppm 이상, 15,000ppm 이상, 20,000ppm 이상 또는30,000ppm 이상일 수 있다. 또한, 상기 Ca² ⁺ 이온의 함량은 과실발효물 전체 중량에 대하여 40,000ppm 이하, 30,000ppm 이하, 20,000ppm 이하, 17,000ppm 이하, 14,000ppm 이하, 13,000ppm 이하, 12,000ppm 이하 또는 10,000ppm 이하일 수 있다.

본 발명의 일측면은, 유기 칼슘을 포함하는 과실발효물을 포함하며, 상기 유기 칼슘은 상기 과실발효물의 유기산 성분에 의해 체내 혹은 피부에 흡수가 용이한 Ca²⁺ 이온 형태로 존재할 수 있다. 일반적인 무기 칼슘 형태의 칼슘은 Ca² ⁺ 이온 형태로 존재하는 양이 충분치 못하여 체내 혹은 피부 흡수율이 떨어지게 된다. 따라서, 발효물 내에 Ca² ⁺ 이온 함량이 충분하여 이용하기 용이하다.

본 명세서에서 '체내'는 조성물이 투여되는 대상 몸의 내부이며, '피부'는 조성물이 투여되는 대상의 몸의 외피이다.

사과를 주원료로 제조한 사과 식초의 경우 효모, 유산균 및 초산균의 발효과정으로 인해 당분을 '알파 하이드록시 에시드' 계열의 유기산(과일산; 글리콜산, 구연산, 사과산, 주석산 등)으로 전환시킨다. 발효 중에 생성되는 유기산은 칼슘을 용해하기 쉬운 조건을 만들어 주므로 칼슘의 생체 이용률을 높일 수 있다. 따라서 본 발명의 일측면은 칼슘원료를 효과적으로 용해시켜 체내 유기 칼슘의 흡수성을 높일 수 있는 발효물을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 있어, 사과 원료는 사과 원물, 사과착즙액, 사과 농축액 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

사과(Malus domestica)는 조생종(선홍, 쓰가루, 산사, 서광), 중생종(홍로, 감홍, 양광, 추광, 홍월, 고을, 히로사키, 조나골드, 홍옥, 양광) 및 만생종 (후지, 화홍, 로얄 후지) 등의 품종 중 하나 이상 포함된 것을 사용할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 측면에서, 상기 유기산의 함량은 전체 과실발효물 중량에 대하여 10,000ppm 내지 170,000ppm 일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기산의 함량은 전체 과실발효물 중량에 대하여 10,000 ppm 이상, 15,000 ppm 이상, 20,000 ppm 이상, 25,000 ppm 이상, 30,000 ppm 이상, 35,000 ppm 이상, 40,000 ppm 이상, 45,000 ppm 이상, 48,000 ppm 이상, 50,000 ppm 이상, 55,000 ppm 이상, 60,000 ppm 이상 또는 65,000 ppm 이상일 수 있다. 또한, 상기 유기산의 함량은 전체 과실발효물 중량에 대하여 170,000ppm이하, 150,000ppm 이하, 100,000ppm 이하, 90,000 ppm 이하, 80,000 ppm 이하, 70,000 ppm 이하 또는 65,000 ppm 이하일 수 있다. 유기산 함량이 상기 범위를 만족할 때 발효공정을 통해 원료에 함유된 당성분이 충분히 유기산으로 전환되어 칼슘염 형태의 칼슘을 해리하여 흡수가 용이한 Ca² ⁺ 이온의 함량을 높일 수 있다.

또한, 상기 과실발효물은 상기 유리당 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 25,000ppm 이하, 20,000ppm 이하, 5,000ppm 이하, 3,500ppm 이하 또는 3,000ppm 이하일 수 있다. 유리당 함량이 상기 범위를 만족할 때 발효공정을 통해 원료에 함유된 당성분이 충분히 유기산으로 전환되어 칼슘염 형태의 칼슘을 해리하여 흡수가 용이한 Ca² ⁺ 이온의 함량을 높일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서 상기 식품 조성물 또는 화장료 조성물은 식품 또는 화장료 각각의 목적에 부합하는 범위에서 필요한 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 제조방법 중 효모를 이용하여 알코올 발효하는 단계는 단계적인 과실원료의 첨가에 의해 알코올 함량을 고농도로 올리는 단계를 포함할 수 있다. 이에, 본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 알코올 발효하는 단계는 알코올 발효물의 알코올 함량이 12% 이상이 되는 시기에, 첨가 후 총 알코올발효물의 총 중량을 기준으로 상기 과실 원료물질 3-7중량%를 첨가하는 공정을 2회 이상 반복하여 최종 알코올 발효물의 알코올 함량이 15% 이상이 될 때까지 발효시키는, 과실발효물의 제조방법을 제공한다. 상기 추가적으로 첨가하는 횟수는 3 내지 5회 일 수 있다. 또한, 추가적으로 첨가하는 시기는 알코올 발효물의 알코올 함량이 12% 이상, 12.5% 이상, 13% 이상, 13.5% 이상, 14% 이상, 14.5% 이상 또는 15% 이상이 되는 경우일 수 있으며, 또한 최종 알코올 함량은 15% 이상, 15.5% 이상 또는 16% 이상일 수 있다. 또한, 추가적으로 첨가하는 과실 원료 물질은 알코올 발효물 총 중량에 대하여 3중량% 이상, 3.5 중량% 이상, 4 중량% 이상, 4.5 중량% 이상, 5 중량% 이상 또는 5.5 중량% 이상일 수 있으며, 또한, 7중량% 이하, 6.5 중량% 이하, 6.0 중량% 이하, 5.5 중량% 이하 또는 5 중량% 이하일 수 있다.

또한, 상기 제조방법 중 알코올 발효물을 초산균을 이용하여 초산발효하여 과실발효물을 수득하는 단계는 단계적인 알코올 발효물의 첨가에 의해 산도가 높은 초산 발효물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 이에, 본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 초산 발효하는 단계는 초산 발효물의 산도가 5% 이상이 되는 시기에, 첨가 후 총 초산 발효물의 총 중량을 기준으로 상기 알코올 발효물 15-20중량%를 첨가하는 공정을 2회 이상 반복하여 최종 초산 발효물의 산도가 9% 이상이 될 때까지 발효시키는, 과실발효물의 제조방법을 제공한다. 상기 추가적으로 첨가하는 횟수는 3 내지 5회 일 수 있다. 또한, 추가적으로 첨가하는 시기는 초산 발효물의 산도가 5% 이상, 5.5% 이상, 6% 이상, 6.5% 이상, 7% 이상, 7.5% 이상 또는 8% 이상이 되는 경우일 수 있으며, 또한, 최종 초산 발효물의 산도는 9% 이상, 9.5% 이상 또는 10% 이상일 수 있다. 또한, 추가적으로 첨가하는 알코올 발효물은 초산 발효물 총 중량에 대하여 15중량% 이상, 15.5 중량% 이상, 16 중량% 이상, 16.5 중량% 이상, 17 중량% 이상 또는 17.5 중량% 이상일 수 있으며, 또한, 20중량% 이하, 19.5 중량% 이하, 19 중량% 이하, 18.5 중량% 이하 또는 18 중량% 이하일 수 있다.

칼슘 흡수가 용이한 형태로 용해되기 위해서는 다량의 유기산으로 전환되는 발효 공정 기술이 필요하다. 유기산 함량 10% 이상의 고농도 초산이 함유된 식초를 제조하기 위해서는 고 함량의 알코올이 요구되며, 고함량의 알코올을 생성하기 위해서는 고농도의 당원이 필요하나, 고농도의 당원은 효모의 생육을 저해하는 인자로 작용할 수 있다. 또한 고농도의 알코올 함량은 초산균의 생육을 저해하는 인자로 작용할 수 있다. 따라서 고농도의 알코올 발효물을 제조하기 어렵기 때문에 일반적으로 고산도 초산발효물 제조 시, 주정을 첨가하여 초산발효를 진행하게 된다. 그러나 본 발명에서는 고농도 원료를 단계적 첨가 공정을 통해 고농도의 알코올 발효물 및 고농도의 초산발효물을 제조하여 다량의 유기산을 함유한 과실발효물을 제공하고자 한다. 이로 인해 다량의 칼슘 용해가 가능하며 생체이용률이 높은 이온화된 칼슘 형태를 다량으로 제공하는 과실발효물을 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 비가열 살균은 자외선 살균, 막여과 살균, 고전압펄스자기장 살균, 초고압 살균 및 초음파 살균 중 어느 하나 이상인, 과실발효물의 제조방법을 제공한다. 효모를 제거하는 단계에서 상기와 같은 비가열 살균 방법으로 처리하는 경우 이취가 없고 잔존 효모가 완전히 제거되므로 최종 발효물의 향과 맛이 개선될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 효모를 제거하는 단계는 10 내지 40 ℃ 의 온도에서 수행되는 단계인, 과실발효물의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 효모를 제거하는 단계는 10℃ 이상, 13℃ 이상, 15℃ 이상, 17℃ 이상, 20℃ 이상, 25℃ 이상, 28℃ 이상 또는 30℃ 이상일 수 있으며, 또한, 40℃ 이하, 38℃ 이하, 36℃ 이하, 35℃ 이하, 34℃ 이하, 33℃ 이하, 30℃ 이하 또는 28℃ 이하일 수 있다. 바람직하게, 상기 효모를 제거하는 단계의 온도는 15 내지 35℃ 일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 초산 발효 시 칼슘원료의 투여시기는 발효물 내 유기산의 함량이 10,000 ppm 이상이 되는 시기인, 과실발효물의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 초산 발효 시 칼슘원료의 투여시기는 발효물 내 유기산의 함량이 10,000 ppm 이상, 15,000 ppm 이상, 20,000 ppm 이상, 25,000 ppm 이상, 30,000 ppm 이상, 35,000 ppm 이상, 40,000 ppm 이상, 50,000ppm 이상, 60,000ppm 이상, 70,000ppm 이상, 80,000ppm 이상, 90,000ppm 이상 또는 100,000ppm 이상이 되는 시기일 수 있다. 또한, 150,000ppm 이하, 140,000ppm 이하, 130,000ppm 이하, 110,000ppm 이하, 100,000ppm 이하, 95,000 ppm 이하, 90,000 ppm 이하, 80,000 ppm 이하, 50,000 ppm 이하, 30,000 ppm 이하 또는 25,000 ppm 이하가 되는 시기일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 초산 발효 시 칼슘원료의 투여시기는 발효물 내 유기산의 함량이 70,000 ppm 내지 100,000 ppm이 되는 시기인, 과실발효물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에서, 상기 과실 원료물질은 과실 원과, 과실 착즙액 또는 과실 농축액일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 칼슘원료는 구연산칼슘, 클루콘산칼슘,5-리보뉴클레오티드칼슘, 수산화칼슘, 스테아릴젖산칼슘, 염화칼슘, 이디티에이칼슘이나트륨, 젖산칼슘, 제삼인산칼슘, 제이인산칼슘, 제일인산칼슘, 카르복시메킬셀룰로오스 칼슘, 탄산칼슘, 판토텐산칼슘, 프로피온산칼슘, 황산칼슘, 글리세로인산칼슘, 산화칼슘, 아스코르빈산칼슘, 알긴산칼슘, 초산칼슘, 안식향산칼슘, 스테아린산칼슘, 소르빈산칼슘, 페로시안화칼슘, 카제인칼슘 중 어느 하나 이상을 포함하는, 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 칼슘원료는 목적성에 따라 식품용 또는 화장료 원료인 패각칼슘, 진주칼슘, 젖산칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 해조칼슘 등을 적용할 수 있으며, 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 칼슘원료의 함량은 목적에 따라 0.05~20%(w/v)을 첨가하여 제조할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 과실발효물은 사과(과피 포함)를 원료로 사용하여 필요시 불용성 또는 수용성 섬유소인 셀룰로즈, 헤미셀룰로즈, 펙틴 등의 성분을 분해하는 효소반응을 거친 후 (필요한 경우 젖산발효) 알코올 발효 및 초산발효 등을 진행하여 얻은 발효물일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 사과 원료물질에 효모를 0.1~1.0%(v/v) 접종하여 15~35℃ 조건에서 알코올 발효할 수 있다. 이때 착즙액 또는 농축액은 brix 20~40으로 적정한 것 일 수 있다. 알코올 발효 완료 후 얻은 과실발효물의 알코올 함량은 10~20% 일 수 있다. 고농도의 알코올을 수득하기 위하여 사과원료를 3-4단계로 첨가하여 고농도의 과실주를 수득할수 있다. 알코올 발효 완료 후, 효모(및 유산균)제거는 비가열 처리 살균의 방법 중 하나인 막여과 살균방법으로 살균할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 과실발효물에 초산균 배양액을 0.1~1.0%(v/v) 접종하여 25~35℃ 조건에서 초산 발효를 진행할 수 있다. 이때 추가로 고농도의 유기산을 함유한 초산발효물을 수득하기 위하여 고농도 알코올이 함유된 과실주를 4-5단계로 첨가하여 초산발효 및 숙성 발효를 실시하여 과실발효물을 제조할 수 있다. 이때 제조된 과실발효물의 총 산도는 4.5~12.0% 일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 젖산 발효의 경우 목적성에 따라 수행할 수 있으며, 유산균을 0.1~1.0%(v/v) 접종하여 25~35℃ 조건에서 젖산 발효할 수 있다. 젖산발효 및 알코올 발효 완료 후 얻은 에탄올 발효물의 알코올 함량은 10~20% 일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 사카로미세스속(Saccharomyces)은 사카로미세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)이며, 상기 아세토박터속(Acetobacter)은 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti)이고, 상기 락토바실루스속(Lactobacillus)은 락토바실루스 카제이(Lactobacillus casei)인, 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 Saccharomyces cerevisiae 는 샘표식품㈜의 보유 미생물로 2015년 1월 22일 한국생명공학연구원 미생물 자원센터에 미생물 기탁 번호 KCTC 12749BP로 기탁된 미생물일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 Acetobacter aceti 는 막걸리를 자연적으로 발효 시킨 식초에서 성장이 우수하고 초산 생성이 우수한 균을 분리한 것으로, YPGD(W/0.5% acetic acid, 6% ethanol) 배지(YPGD 배지 조성: yeast extract 1%, peptone 1%, glycerol 2%, glucose 0.5%, acetic acid 0.5%, ethanol 6%)에서 25~33℃, 호기적 조건에서 교반 배양방법을 거쳐 입수 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 Lactobacillus casei 는 막걸리에서 성장이 우수하고 향미가 우수한 균주를 분리한 것으로, MRS broth배지(Difco™ Lactobacilli MRS broth; Proteose Peptone No.3 10g, Beef extract 10g,Yeast extract 5g, Dextrose 20g, Polysorbate 80 1g, Ammonium Citrate 2g, Sodium acetate 5g, Magnesium sulfate 0.1g, Manganese Sulfate 0.05g, Dipotassium phosphate 2g/1L 기준)에서 28~37℃, 혐기적 조건에서 정치 배양방법을 거쳐 입수 할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

[ 비교예 1] 사과 농축액

시판되는 사과 농축액(사과 원료)을 비교예 1로 사용하였다. 상기 비교예 1의 사과 농축액의 유기산 및 유기당 함량은 하기 실험예 5에서 확인하였다.

[ 비교예 2] 가열 살균한 사과발효물

비교예 1의 사과농축액을 미생물로 발효시켜 '사과발효물'을 제조하였다.

사과 원료에 정제수를 1:1 부피비로 혼합하여 희석한 후, 주모(효모 배양액; 기탁번호 KCTC 12749BP의 Saccharomyces cerevisiae)를 총량 대비 0.1-1.0% (v/v) 첨가하여 15-30℃에서 알코올 발효를 진행하여 사과주를 수득하였다. 수득한 사과주의 품온이 60-70℃ 도달하도록 하여 가열살균처리를 진행하였다. 상기 사과주에 정제수를 1:1 부피비로 혼합하고 초산균 배양액(Acetobacter aceti을 포함하는 배양액)을 총 액량 대비 0.1-1.0%(v/v)로 접종하여 25-30℃에서 초산발효 및 숙성 발효를 실시하여 사과발효물을 제조하였다.

[ 비교예 3] 해조칼슘을 첨가한 정제수

정제수에 시판되는 해조칼슘을 4%(w/v) 첨가하고 교반하여 제조하였다.

[ 비교예 4] 알코올 발효 시 칼슘 원료 첨가한 사과발효물

비교예 1의 사과농축액을 미생물을 이용하여 발효하되 알코올 발효단계에 칼슘원료를 첨가한 사과발효물을 제조하였다. 사과 원료에 정제수를 1:1 부피비로 혼합하여 희석한 후, 주모(효모 배양액; 기탁번호 KCTC 12749BP의 Saccharomyces cerevisiae)를 총량 대비 0.1-1.0% (v/v) 첨가하고, 수산화 칼슘 1.0%(w/v)으로 첨가한 후 15-30℃에서 알코올 발효를 진행하여 사과주를 수득하였다. 수득한 사과주의 품온이 60-70℃ 도달하도록 하여 가열살균처리를 진행하였다. 상기 사과주에 정제수를 1:1 부피비로 혼합하고 초산균 배양액(Acetobacter aceti을 포함하는 배양액)을 총 액량 대비 0.1-1.0%(v/v)로 접종하여 25-30℃에서 초산발효 및 숙성 발효를 실시하여 사과발효물을 제조하였다.

[ 비교예 5] 초산 발효 초기 칼슘 원료 첨가한 사과발효물

비교예 1의 사과농축액을 미생물을 이용하여 발효하되 초산 발효의 초기 단계에 칼슘원료를 첨가한 사과발효물을 제조하였다. 사과 원료에 정제수를 1:1 부피비로 혼합하여 희석한 후, 주모(효모 배양액; 기탁번호 KCTC 12749BP의 Saccharomyces cerevisiae)를 총량 대비 0.1-1.0% (v/v) 첨가하여 15-30℃에서 알코올 발효를 진행하여 사과주를 수득하였다. 수득한 사과주의 품온이 60-70℃ 도달하도록 하여 가열살균처리를 진행하였다. 상기 사과주에 정제수를 1:1 부피비로 혼합하고 초산균 배양액(Acetobacter aceti을 포함하는 배양액)을 총 액량 대비 0.1-1.0%(v/v)로 접종하고, 수산화 칼슘 1.0%(w/v)으로 첨가한 후 20-30℃에서 초산발효 및 숙성 발효를 실시하여 사과발효물을 제조하였다.

[ 실시예 1] 비가열 살균처리한 사과발효물

비교예 1의 사과농축액을 미생물을 이용하여 발효하되, 비교예 2와 상이하게 비가열 살균공정을 통해 효모를 제거하는 공정을 통해 사과발효물을 제조하였다. 사과 원료에 정제수를 1:1 부피비로 혼합하여 희석한 후, 주모(효모 배양액; 기탁번호 KCTC 12749BP의 Saccharomyces cerevisiae)를 총량 대비 0.1-1.0% (v/v) 첨가하여 15-30℃에서 알코올 발효를 진행하고, 알코올 발효 완료 후 효모를 제거하는 단계를 거쳐 사과주를 수득하였다. 고농도의 알코올을 수득하기 위하여 사과농축액을 총 액량 대비 5% 중량부 비율로 3-4단계로 첨가하여 고농도의 사과주를 수득하였으며, 효모의 제거는 비가열 살균처리 공정 중 하나인 막여과 살균법을 사용하였으며, 0.45㎛ size의 여과막을 사용하여 수행하였다. 상기 사과주에 정제수를 1:1 부피비로 혼합하고 초산균 배양액(Acetobacter aceti을 포함하는 배양액)을 총 액량 대비 0.1-1.0%(v/v)로 접종하여 25-30℃에서 초산발효를 진행하였다. 이에 추가로 고농도의 유기산을 함유한 초산발효물을 수득하기 위하여 고농도 알코올이 함유된 사과주를 총량 대비 17% 중량부 비율로 4-5단계로 첨가하여 초산발효 및 숙성 발효를 실시하여 사과발효물을 제조하였다.

[ 실시예 2] 칼슘 원료 첨가량에 따라 칼슘 이온(수산화칼슘 유래)이 다량 함유된 사과발효물

실시예 1의 사과발효물과 동일하게 제조하되, 초산발효 단계에서 수산화칼슘을 0.1%, 1.0%, 2.0%, 3.0%, 4.0%, 5.0%, 10.0%, 30.0%첨가하여 초산발효 및 숙성 발효를 실시하여 칼슘 이온이 다량 함유된 사과발효물을 제조하였다. 이때 해조칼슘의 첨가 시기는 초산발효가 시작되는 초기가 아닌 초산발효가 진행되어 유기산 함량이 90,000ppm 인 시점에 투여하였다.

[ 실시예 3] 칼슘 이온( 수산화칼슘유래 )이 다량 함유된 사과발효물

실시예 1의 사과발효물과 동일하게 제조하되, 초산발효 단계에서 수산화칼슘을 1%(w/v)을 첨가하여 초산발효 및 숙성 발효를 실시하여 칼슘 이온이 다량 함유된 사과발효물을 제조하였다. 이때 수산화칼슘의 첨가 시기는 초산발효가 시작되는 초기가 아닌 초산발효가 진행되어 유기산 함량이 90,000ppm 인 시점에 투여하였다.

[ 실시예 4] 칼슘 이온( 해조칼슘 유래)이 다량 함유된 사과발효물

실시예 1의 사과발효물과 동일하게 제조하되, 초산발효 단계에서 해조칼슘을 4%(w/v)을 첨가하여 초산발효 및 숙성 발효를 실시하여 칼슘 이온이 다량 함유된 사과발효물을 제조하였다. 이때 해조칼슘의 첨가 시기는 초산발효가 시작되는 초기가 아닌 초산발효가 진행되어 유기산 함량이 90,000ppm 인 시점에 투여하였다.

상기 실시예 2 내지 4에 따른 사과발효물의 제조공정은 도 1에 도시하였다.

상기에서 준비된 비교예 및 실시예를 하기 실험에 사용하였다.

[ 실험예 1-1] 칼슘 이온 함량 분석

상기 비교예 3, 실시예 1 및 4의 칼슘 함량을 비교하였다. 칼슘 측정 방법은 하기와 같은 방법으로 수행하였다.

각 샘플을 여과한 후, Cedex Bio 칼슘 측정 기기를 이용하여 이온화된 칼슘의 함량을 측정하였다. 샘플 내에 함유되어있는 칼슘이온이 지시약에 함유된 5-nitro-5'-methyl-BAPTA와 복합체를 형성하고, 그 복합체에 EDTA가 첨가된 지시약을 반응시키면 칼슘이온은 EDTA와 강한 Chelator를 형성하여 칼슘 농도에 따라 흡광도가 비례하여 변하게 되는 원리로써 기기에서 자체적으로 샘플내의 칼슘 이온함량을 측정한다.

칼슘함량을 비교한 결과는 하기 표 1과 같았다.

항목	비교예 3 (정제수+해조4%)	실시예 1 (사과발효물)	실시예 4 (사과발효물 +해조칼슘 4%)
칼슘함량(ppm)	19.6	92	11,272

실험결과, 칼슘 원료(해조칼슘)를 첨가하여 발효한 실시예 4에서 칼슘 함량이 비교예3 대비 약 575배 이상 함유하는 것을 확인하였으며, 실시예 2가 실시예 1에 비해 칼슘함량이 약 100배 이상 증가되어 있음을 확인하였다.

[ 실험예 1-2] 실시예 2의 칼슘 이온 함량 분석

상기 실시예 2에서 실시한 칼슘원료 첨가량 별 사과발효물의 칼슘 함량을 상기 실험예 1-1과 동일한 방법으로 비교하였다. 칼슘원료 첨가량에 따른 칼슘 이온 함량의 결과는 도 2와 같았다.

실험결과, 30%의 수산화칼슘 원료 첨가 시, 39,000ppm까지 용해되어 이온화되는 것으로 확인하였다.

[ 실험예 2] 칼슘 원료 첨가 시기에 따른 칼슘 이온 함량 , 알코올 함량 및 총산 측정

상기 비교예 4, 비교예 5 및 실시예 3의 칼슘 이온 함량을 비교하여 칼슘 원료 첨가 시기에 따른 칼슘 원료의 손실 여부를 확인하였고, 원료 첨가 적정 시기를 조정하기 위하여 알코올 함량 및 총산도를 측정하였다.

(1) 칼슘 측정은 실험예 1과 동일한 방법으로 측정한다.

(2) 알코올 함량은 15℃에서 검정한 100ml 메스플라스크의 눈금까지 취하고 이것을 약 300~500mL 플라스크에 옮긴 다음 이 메스플라스크를 약 15mL의 물로 2회 씻은 용액을 플라스크에 합치고 냉각기에 연결한 다음 메스플라스크를 받는 용기로 하여 증류한다. 증류용액이 70mL(소요시간은 약 20분 내외)가 되면 증류를 중지하고 물을 가하여 15℃에서 메스플라스크의 눈금까지 채운 다음 잘 흔들어 실린더에 옮긴 후 에탄올 분석 장비인 자동밀도측정기(Density meter, Anton paar, DMA4500M)를 이용하여 알코올 값을 측정하였다.

(3) 총산은 검체 10mL 취하고, 여기에 증류수를 가하여 100mL로 하고, 이 액 20mL를 페놀프탈레인시액을 지시약으로 하여 0.1N 수산화나트륨 용액으로 적정 한다. (0.1N 수산화나트륨용액=0.006g CH₃COOH)

총산(w/v%, 초산으로서) ＝ S X

X 100

S : 0.1 N 수산화나트륨용액의 소비량(mL)

f : 0.1 N 수산화나트륨용액의 역가

수산화나트륨 소비량을 측정하여 본 식을 이용하여 계산하여 총산을 구하였다.

실험결과는 하기와 같았다.

(1) 칼슘함량은 하기 표 2와 같았다.

	이론치	비교예 4	비교예 5	실시예 3
칼슘 이온함량(ppm)	5400	1,724	4608	5352
원료 용해도(%)	-	32	86	99

(이론치 계산: 건강기능식품 공전, 식품첨가물 공전에 명시된 무기질원료(칼슘) 전환계수표 참고)

원료 용해도(%)= 칼슘이온함량/이론치 함량X100

(2) 알코올 발효 시 알코올 생성의 변화는 도 3와 같았다.

(3) 초산 발효 시 총산의 변화는 도 4와 같았다.

(4) 상기 실험결과를 설명하면 하기와 같다. 비교예4 에서 칼슘원료의 경우 32% 용해되어 칼슘원료의 손실이 크다. 또한 알코올 발효 시 칼슘원료를 첨가하지 않은 비교예5 와 실시예3에 대비하여 알코올 발효 수율이 급격하게 떨어져 사과 발효물 제조에 적합하지 않으므로 첨가 시기가 적절하지 않은 것으로 확인되었다. 또한 초산 발효 초기에 칼슘 원료를 첨가한 비교예 5의 경우 칼슘원료의 86%가 용해되어 14.1%의 원료의 손실이 있다. 또한 초산발효가 거의 일어나지 않아 사과 발효물을 제조에 적합하지 않으므로 첨가시기가 적절하지 않은 것으로 확인되었다. 실시예 3의 경우 칼슘원료가 99% 용해되어 칼슘원료의 손실이 적고, 알코올 발효나 초산발효 수율에 큰 영향을 주지 않으므로 초산발효가 진행되어 유기산 함량이 10,000 ppm 이상일때 칼슘원료를 첨가하는 것이 칼슘 이온함량을 높이기에 바람직함을 확인하였다.

[ 실험예 3] 신선 발효 공정에 따른 향 패턴 변화

상기 비교예 2, 실시예 1 및 실시예 3의 향 패턴을 확인하기 위해 향기 분석을 실시하였다. 각 물질을 agilent社의 GC/MS 장비를 이용해 분석하였고, 40℃에서 30분간 CAR/PDMS 흡착을 진행하여 GC-MS 분석을 수행하였다. 기타 수행 조건은 하기 표 3와 같다.

Injector	250
Column	DB-WAX
Gas Flow rate	0.8mL/min
Oven temp,	40℃(3min) → 5℃/min → 200℃(10min)

실험결과는 하기 표 4 및 도 5 내지 도 7와 같았다. 도 5는 비교예 2, 도 6는 실시예 1이고, 도 7은 실시예 3의 실험결과이다.


Compounds	Odor description	단위: peak area value
Compounds	Odor description	비교예 2	실시예 1	실시예 3
Ethyl acetate	Ethereal, fruity	2,585,317,488	6,861,523,031	6,676,821,504
2-Butanone	Sweet, acetone-like	26,337,743	-	-
Ethanol	-	220,813,622	1,404,484,448	1,248,094,158
2,3-Butanedione	Strong, buttery odor	409,478,071	84,713,858	88,777,934
Isobutyl acetate	Fruity, banana	538,871,281	354,603,350	324,864,878
2-Butenal	Spicy buttery odor	27,780,026	40,547,122	29,927,955
Ethyl 3-methylbutanoate	Strong, fruity apple	46,101,889	26,942,707	22,317,185
2-Methyl-1-propanol	Fruity, wine-like	112,589,271	77,859,368	154,119,489
Isoamyl acetate	sweet, Fruity, banana	2,506,059,330	1,544,973,357	1,431,775,812
2-Methylbutyl acetate	Ethereal, banana, apple fruity	-	206,528,820	168,306,562
2-Methyl-1-butanol	-	-	1,351,893,454	1,459,839,012
3-Methyl-1-butanol	Breathtaking, alcoholic	1,573,165,987	-	-
Acetic anhydride	-	24,896,895	-	-
Acetoin	Slightly sour, yogurt- like, buttery,fatty	2,090,685,263	635,769,739	535,447,884
3-Oxo-2-butanyl acetate	-	98,928,125	-	-
Acetic acid	Sour, vinegar	70,719,447,533	107,385,441,446	80,114,422,322
2-Furaldehyde	Sweet, caramellic	3,922,359,684	276,746,052	281,844,530
2-Ethyl-1-hexanol	Mild, oily, sweet	-	35,297,951	50,375,932
Benzaldehyde	Cherry, almond-like	467,046,186	229,158,828	265,629,493
Propionic acid	Pungent, sour milk	336,795,849	221,332,270	177,670,496
2,3-Butanediol	-	212,536,944	328,924,423	248,297,785
Isopropylformic acid	Sour cheesy	870,281,494	711,728,536	578,343,524
1,2-Propanediol	Odorless	-	46,238,722	38,989,841
Butyrolactone	Slightly caramellic	-	31,253,262	33,370,150
Butanoic acid	Strong, cheese	109,850,079	99,075,618	90,308,089
Isovaleric acid	Very sour, sweaty, cheesy, unpleaseant odor	4,620,296,434	4,240,172,396	3,896,862,526
2-Phenylethyl acetate	Sweet, rose	115,286,246	28,346,487	52,082,005
Hexanoic acid	Rancid, fatty	122,597,444	80,583,230	93,845,519
2-Phenylethanol	Floral, rose-like	445,553,626	219,500,435	263,322,616
Octanoic acid	Fatty, rancid	104,762,671	51,556,990	64,692,378
Decanoic acid	Fatty-waxy, cheesy	30,114,000	-	-

향기 분석 결과, 기존 공정인 가열살균처리를 통해 사과발효물을 제조한 비교예 2 대비 비가열살균처리 방식으로 제조한 실시예 1 및 실시예 3이 이취 또는 불쾌취의 특성(fatty, cheese, unpleaseant)을 갖는 성분인 Acetoin, propionic acid, butanoic acid, Isovaleric acid, hexanoic acid, Octanoic acid, Decanoic acid 함량이 감소하는 경향으로 나타남을 확인하였다. 특히 효모의 자가소화 및 가열 처리를 통해 생성되는 성분 중 아미노산 유래 생성되는 향기 성분인 butanoic acid, Isovaleric acid 가 저감되는 효과를 보였고, 지방산 유래 생성되는 향기 성분인 hexanoic acid, Octanoic acid, Decanoic acid 가 저감되는 효과를 보였다. 따라서 본원발명 실시예 1 내지 3의 공정이 기존 비교예 2의 공정 대비 이취가 저감되는 효과를 확인하였다.

[ 실험예 4] 신선 발효 공정에 따른 향 관능

상기 비교예 2, 실시예 1, 실시예 3의 전반적인 향미를 비교 확인하기 위해 관능을 실시하였다.

20-50세의 식품업계종사자 20명을 대상으로 관능 검사를 진행하였다. 관능검사는 각 향 특성 별 강도를 5점 척도로 실행하였다. fruity(과실향), Fresh(신선한향), Sweety (달콤한향), Unpleasant(불쾌취), Cheesy(꼬릿한 취), Sweaty(이취) 에 대하여 '강하다-5점, 약간 강하다-4점, 보통이다-3점, 약간 약하다-2점, 약하다-1점'를 의미한다.

관능 실험 결과는 하기 표 5 및 도 8과 같았다.

	비교예2	실시예 1	실시예 3
Fruity (과실향)	1.8	3.7	3.0
Fresh (신선한향)	1.7	3.8	3.1
Sweety (달콤한향)	2.1	3.2	2.9
Unpleasant(불쾌취)	3.6	1.6	1.6
Cheesy(꼬릿한 취)	3.2	1.2	1.4
Sweaty(이취)	3.3	2.0	1.6

실험결과, 비교예 2 대비 실시예 1에서 과실향, 신선한향, 달콤한 향미에서 3점 이상이고, 불쾌취, 꼬릿한취, 이취가 2점 이하로 향미 부분에 있어 관능적으로 우수한 효과를 보이는 것으로 확인되었며, 실시예 3의 경우도 비교예 1 대비 향미 부분에 있어 관능적으로 우수한 효과를 보이는 것으로 확인되었다.

[ 실험예 5] 사과발효물의 유리당 및 유기산 분석

비교예 1의 사과원료 및 실시예 1 및 실시예 3의 사과발효물에 함유된 유리당 및 유기산 분석을 시행하였다.

(1) 유리당 분석방법은 하기의 방법으로 수행하였다. 유리당 분석은 HPLC 기기를 이용하였다. 시료 전처리는 액상 10ml을 water 50ml을 충분히 녹인 후 Acetonitril을 이용하여 100ml로 정용하고, 0.2㎛ filter를 이용하여 여과한 후 분석하였다. 표준시약은 포도당, 과당, 자당, 젖당(유당), 맥아당을 사용하였다. HPLC 분석 조건은 하기 표 6와 같다.

항목	조건
주입량	30㎕
검출기	RI detector
컬럼 온도	40℃
이동상	water 25%, ACN 75%
유속	0.8 mL/분
컬럼	Shodex asahi pak NH2-50 4E

(2) 유기산 분석방법은 하기의 방법으로 수행하였다. 유기산 분석은 HPLC 기기를 사용하였다. 시료의 전처리는 액상시료를 0.2㎛ filter를 이용하여 여과한 후 분석하였다. 표준시약은 citric acid, malic acid, succinic acid, lactic acid, acetic acid, levulinic acid, pyroglutamic acid를 사용하였다. HPLC 분석 조건은 하기 표 7과 같다.

항목	조건
주입량	30㎕
검출기	RI detector
컬럼 온도	40℃
이동상	6mM perchloic acid
유속	0.8 mL/분
컬럼	Shodex RS pak kc-811

실험 결과, 유리당의 분석 결과는 도 9와 같았고, 유기산의 분석 결과는 표 8와 같았다.

항목	비교예 1 (사과농축액)	실시예 1 (사과발효물)	실시예 3 (사과발효물+수산화칼슘)
총 유기산(ppm)	0	164,350	153,222

실험 결과 비교예 1 대비 발효 공정을 거쳐 제조된 실시예 1 및 실시예 3에서 과당, 포도당, 자당의 함량이 줄어들고, 유기산이 생성되었다. 따라서 본원발명 실시예 1의 발효 공정을 통해 원료에 함유되어 있는 당이 유기산으로 전환됨을 확인하였다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

한국생명공학연구원

KCTC12749BP

20150122

Claims

유기산을 포함하는 과실발효물에 있어서,
Ca² ⁺ 이온의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 100ppm 이상으로 포함되는, 과실발효물.
제 1항에 있어서,
상기 과실발효물은 당도가 10brix 내지 50brix의 과실농축액의 발효물인, 과실발효물.
제 1항에 있어서,
상기 과실은 사과를 포함하는, 과실발효물.
제 3항에 있어서,
상기 과실은 사과인, 과실발효물.
제 1항에 있어서,
상기 과실발효물은 알코올 및 초산 발효물인, 과실발효물.
제 5항에 있어서,
상기 과실발효물은 사카로미세스속(Saccharomyces) 효모 및 아세토박터속(Acetobacter)초산균의 발효물인, 과실발효물.
제 1항에 있어서,
상기 과실발효물은 상기 유기산 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 10,000ppm 이상으로 포함되며, 유리당의 함량이 전체 과실발효물 중량에 대하여 25,000ppm 이하로 포함되는, 과실발효물.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 과실발효물을 포함하는 조성물로, 상기 조성물은 식품 또는 화장료 조성물인 조성물.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 과실발효물의 제조방법에 있어서,
과실 원료물질을 효모를 이용하여 알코올 발효하는 단계; 및 알코올 발효된 알코올 발효물을 초산균을 이용하여 초산 발효하여 과실발효물을 수득하는 단계;를 포함하며,
상기 초산 발효 시 칼슘원료를 상기 알코올 발효물 전체 부피에 대하여 0.05% 중량(w/v) 이상 투여하며, 상기 초산 발효 시 칼슘원료의 투여시기는 발효물 내 유기산의 함량이 10,000 ppm 이상이 되는 시기인, 과실발효물의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 제조방법은 상기 알코올 발효 완료 후 비가열 살균을 통해 상기 효모를 제거하는 단계를 더 포함하는, 과실발효물의 제조방법.
제 10항에 있어서,
상기 비가열 살균은 막여과 살균, 고전압펄스자기장 살균, 초고압 살균 및 초음파 살균 중 어느 하나 이상인, 과실발효물의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 효모를 제거하는 단계는 10 내지 40 ℃ 에서 수행되는 단계인, 과실발효물의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 알코올 발효하는 단계는 알코올 발효물의 알코올 함량이 12% 이상이 되는 시기에,
첨가 후 총 알코올발효물의 총 중량을 기준으로 상기 과실 원료물질 3-7중량%를 첨가하는 공정을 2회 이상 반복하여 최종 알코올 발효물의 알코올 함량이 15% 이상이 될 때까지 발효시키는, 과실발효물의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 초산 발효하는 단계는 초산 발효물의 산도가 5% 이상이 되는 시기에,
첨가 후 총 초산 발효물의 총 중량을 기준으로 상기 알코올 발효물 15-20중량%를 첨가하는 공정을 2회 이상 반복하여 최종 초산 발효물의 산도가 9% 이상이 될 때까지 발효시키는, 과실발효물의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 초산 발효 시 칼슘원료의 투여시기는 발효물 내 유기산의 함량이 70,000 ppm 내지 100,000 ppm이 되는 시기인, 과실발효물의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 칼슘원료는 구연산칼슘, 클루콘산칼슘, 5-리보뉴클레오티드칼슘, 수산화칼슘, 스테아릴젖산칼슘, 염화칼슘, 이디티에이칼슘이나트륨, 젖산칼슘, 제삼인산칼슘, 제이인산칼슘, 제일인산칼슘, 카르복시메킬셀룰로오스 칼슘, 탄산칼슘, 판토텐산칼슘, 프로피온산칼슘, 황산칼슘, 글리세로인산칼슘, 산화칼슘, 아스코르빈산칼슘, 알긴산칼슘, 초산칼슘, 안식향산칼슘, 스테아린산칼슘, 소르빈산칼슘, 페로시안화칼슘 및 카제인칼슘 중 어느 하나 이상을 포함하는, 과실발효물의 제조방법.
제 16항에 있어서,
상기 탄산칼슘은 난각칼슘, 패각칼슘, 해조칼슘 및 진주칼슘 중 어느 하나 이상을 포함하는, 과실발효물의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 알코올 발효 전 추가적으로 유산균을 이용하여 젖산 발효하는 단계를 더 포함하는, 과실발효물의 제조방법.
제 18항에 있어서,
상기 효모는 사카로미세스속(Saccharomyces)이며, 상기 초산균은 아세토박터속(Acetobacter)이고, 상기 유산균은 락토바실루스속(Lactobacillus)인, 과실발효물의 제조방법.
제 19항에 있어서,
상기 사카로미세스속(Saccharomyces)은 사카로미세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)이며, 상기 아세토박터속(Acetobacter)은 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti)이고, 상기 락토바실루스속(Lactobacillus)은 락토바실루스 카제이(Lactobacillus casei)인, 과실발효물의 제조방법.