KR20190025622A - 정제 곡물계 음료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 곡물계 음료의 제조 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 예를 들어, 연속적인 폭기 하에 곡물 종실을 침지시키고 발아시키는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, 발아된 곡물 종실의 습식 밀링, 및 발아된 종실을 추가의 가공을 위해 건조 없이 양조장으로 직접 이전하는 것을 제공한다. 현재의 방법에 비교하여 본 발명의 방법은 물 소모, 에너지 소모, 및 수송의 필요성을 유의적으로 감소시킨다.

Description

정제 곡물계 음료
본 발명은 일반적으로, 맥주를 생산하기 위해 사용되는 공정을 포함하는, 곡물의 발아 및 수성 추출물(예를 들어, 매싱(mashing)을 통해 제조됨)의 제조에 관한 것이다. 따라서 본 발명은 보리 종실(grain)로부터 맥주를 제조하기 위한 신속하고 연속적인 저투입 공정을 제공한다. 본 방법은 단일 시설에서 수행될 수 있다. 본 발명은 쌀, 수수, 옥수수, 기장, 및 밀을 포함하는 다른 곡물 종실의 발아 및 수성 추출물의 제조와 더불어 부원료를 포함하는 양조 공정에 동일하게 적용가능하다.
상업적 몰팅(malting) 공정에서, 보리 종실은 4-6 d의 기간에 걸쳐 전분성 배유의 전분 및 단백질 저장분의 부분 동원을 가능하게 하는 제어된 조건 하에 발아되거나 몰팅된다. 몰팅 공정은 전형적으로 건조 보리 종실을 물에 담금으로써 개시된다. 이 공정은 침지(steeping)로서 공지되어 있으며, 여기에서 목적은 종실을 세정할 뿐 아니라 그의 수분 함량을 약 40%(w/w)로 상승시켜, 이어지는 배유 동원 단계가 더 신속하게 일어나도록 하는 것이다. 침지 중에, 물을 1회 배출하여 종실의 재-폭기를 가능하게 한다. 이 단계는 '공기 휴식(air rest)'으로서 공지되어 있으며 필요한 것으로 간주되는데, 이는 주로 침수된 종실이 약 16 h 후에는 산소 결핍이 되기 때문이다. 약 8 h의 '공기 휴식' 후에, 종실을 물에 다시 담그어 추가의 8-h 기간에 걸쳐(또는 일련의 재침지 단계 중에) 침지 처리를 완료한다. 건조 종실의 수분 함량을 40% 이상으로 증가시키기 위한 2-단계 침지 공정에는 총 약 32 h가 소요된다. 일부 맥아 저장소에서는, 분무 침지 기술이 사용된다.
침지된 종실을 발아를 위해 펼치며, 그동안에 호분 및 배반 상피 세포로부터 분비되는 효소가(전분성 배유 세포 내에 이미 존재하는 일부와 함께) 세포벽, 전분, 및 단백질을 분해한다. 정상적인 발아 조건 하에, 식물 호르몬 지베렐린산(GA: gibberellic acid)이 결절 지역 또는 배아 내의 다른 곳에서 합성되며, 이로부터 그것이 물 구배를 따라 확산되는 것으로 생각된다(문헌[Fincher, 2011]).
통상적으로 맥아 제조자는 종실 내에 가능한 한 많은 전분-분해 효소의 합성을 신속하게 유도하는 것을 목표로 한다. 다수의 상업적 몰팅 프로그램에서, 호분 층으로부터의 효소 분비 과정을 가속시키기 위해 GA를 첨가한다. α- 및 β-아밀라제, 전분 탈분지 효소, 및 α-글루코시다제를 포함하는 전분-분해 효소는 종실의 전분 저장분을 단당류, 올리고당류, 및 글루코스로 부분적으로 해중합한다(문헌[Smith et al., 2005]; 상기 β-아밀라제에 관하여, 종실 발생 중에 이들이 전분성 배유 내에 저장됨이 주목할만함). 전분의 해중합 산물은 후속적으로 효모 세포에 의해 탄소원으로서 사용되고 맥주 에탄올로 발효된다. 당화력(Diastatic power)은 전분 분해 효소의 배터리의 활성 수준을 지칭하는 몰팅 품질 파라미터이며, 높은 값이 양조에 바람직하다.
보리 종실의 다른 주요 구성요소는 저장 단백질을 포함하며, 이 또한 죽은 전분성 배유 세포 내에서 발견되고, 호르데인과 더불어 물 및 염 가용성 단백질을 포함한다. 이들의 해중합 또한 몰팅 공정에서 천연적으로 시작되지만, 양조업자는 양조장에서의 후속 발아 단계 중에 효모 성장을 지원하기에 충분한 펩티드 및 아미노산이 방출되도록 이들 단백질의 분해 정도를 관리할 수 있다. 그러나, 저장 단백질의 분해가 너무 많이 진행되는 경우, 방출된 단백질은 양조 공정에 난점을 야기할 수 있다. 특히, 높은 수준의 방출된 가용성 단백질이 침전되어 최종 맥주 산물 내에 바람직하지 않은 탁도를 형성하거나 맥주의 저장 중에 스트렉커 알데히드(Strecker aldehyde) 형성의 가능성을 증가시킬 수 있다. 몰팅 품질의 규격에서, 유리 아미노 질소(FAN: free amino nitrogen)의 적절한 수준이 발효 중의 효소 성장에 바람직하다. 콜박 지수(Kolbach Index)는 가용성:총 단백질 비의 척도이며, 적절한 콜박 지수를 나타내는 몰트가 일반적으로 바람직하다. 그러므로 단백질 분해의 정도는 맥아 제조자에게 진행중인 난제이다. 과량의 추출된 단백질과 연계될 수 있는 맥주 침전 문제에 부가하여, 매우 높은 FAN 수준 또한 이취 형성의 가능성을 통해 난점을 유발할 수 있다.
맥아 제조자는 또한 보리 종실 내의 세포벽 다당류, 특히 (1,3;1,4)-β-글루칸 및 아라비노자일란을 분해하는 높은 수준의 효소를 유도하고자 시도한다. 불완전하게 분해된 (1,3;1,4)-β-글루칸은 양조업자에게 특히 문제가 될 수 있는데, 이는 양조장에서의 여과 공정을 지연시키고 최종 맥주 내의 바람직하지 않은 탁도에 기여하는 고점도 수용액을 형성하는 가용성 형태로 이들이 몰트로부터 추출될 수 있기 때문이다. 따라서 낮은 수준의 가용성 (1,3;1,4)-β-글루칸은 중요한 몰팅 품질 파라미터에 해당하는 한편, 높은 수준의 (1,3;1,4)-β-글루카나제 효소는 몰트 품질의 중요한 척도로 남아 있다
상기 언급된 바와 같이, 몰팅 공정에는 전형적으로 약 4 내지 5 d가 소요된다. 제어된 발아 단계 후에, 습윤 몰트를 약 40%의 수분 함량으로부터 4 내지 5%까지 건조시킨다. 배조(kilning)라고 명명된 이 건조 공정은 매우 에너지 소모적이며 산업상 주요 비용에 해당한다.
여러 가지 이유로 인공-건조(kiln-drying)는 맥주 생산의 중요한 부분으로 간주되어 왔다. 한 가지 중요한 이유는 발아 중에 지근(rootlet)("줄기(culm)"라고도 지칭됨)이 형성된다는 것이다. 지근은 쓴 맛을 나타내며, 이는 맥주의 뒷맛에 영향을 주고, 추가로, 지근은 맥주에 바람직하지 않은 색상을 첨가할 수 있다(문헌[Beer Brewing Technology (1999): 183, published by Shokuhin Sangyo Shimbun]과 더불어 제US9,326,542호 참조). 일단 그린 몰트가 인공 건조되었으면, 예를 들어 줄기 제거기(deculmer)를 사용하여 지근을 용이하게 제거할 수 있다. D.E. Briggs에 의한 "몰트 및 몰팅"에 대한 일반 교과서에 따르면, 이어서 "줄기를 제거해야 하며, [...] 이는 그들이 극도로 흡습성이고, 가용성 질소성 물질이 많으며, 풍미가 저조하고 쓴 물질을 함유하며, 이산화황 및/또는 니트로소아민이 많을 수 있기 때문이다. 몰트가 냉각되는 것을 돕기 위해 몰트를 가마로부터 수거한 직후에, 그리고 지근이 공기로부터 수분을 흡수하여 느슨하고 유연해짐으로써(덜 취성임) 파쇄하고 분리하기가 더 어려워지기 전에 줄기 제거를 실행해야 한다"(문헌[D.E. Briggs, Malts and Malting; p695 First Edition, 1998 Published by Blackie & Professionals, London, ISBN0 412 29800]).
인공-건조된 몰트는 일반적으로 4.5-5.0%의 수분 수준을 나타낸다. 이어서 인공-건조된 몰트는 도로, 철도, 또는 해상에 의해 맥아 저장소로부터 양조장으로 수송된다. 이는 몰팅 및 양조의 공정은 전통적으로 상이한 위치에서, 그리고 흔히 상이한 기업체에 의해 수행되어 왔다는 사실에 관련된다.
양조장에서는, 인공-건조된 몰트를 밀링하여 종실을 파쇄하여 개방하고, 생성되는 내용물을 매싱으로서 공지된 공정 중에 온수로 추출한다. 추출된 재료는 상기 기재된 바와 같이 부분적으로 분해된 전분, 단백질, 및 세포벽 분자를 포함하며, 이들은 몰트로부터 추출된 내인성 종실 효소에 의해 추가로 분해된다. 이 단계에서, 일부 양조업자는 후속의 효모 발효 공정을 지원하고 몰트의 더 높은 비용을 상쇄하기 위해 부가적인(그리고 일반적으로 더 저가인) 탄소원(부원료)을 첨가한다. 상기 부원료는 보리, 쌀, 밀, 또는 발아되지 않은 종실로부터의 다른 곡실분일 수 있지만, 몰트에는 부원료의 구성요소를 분해하기 위한 내인성 효소가 불충분하기 때문에, 그들의 첨가는 가수분해 효소의 동시 첨가를 필요로 할 수 있다. 첨가되는 효소는 통상적으로 진균 및/또는 박테리아 배양물의 정제되지 않고 비교적 저가인 추출물로부터의 것들이다. 특히 맥주가 엄격하게 규제되는 설정 하에 생산되어야 하는 일부 국가에서, 외인성 효소의 첨가는 합법적이지 않다.
전분, 및 온수 중에 추출된 다른 배유 구성요소의 추가의 분해는 당화로서 공지된 공정에서 진행된다. 매싱 후에, 흔히 여과조에서 추출물을 여과하고 냉각시킨다. 호프 또는 호프 추출물의 존재 하에 추출물을 끓일 수 있으며, 냉각시에 방출된 당을 에탄올로 발효시키기 위해 효모 배양물을 첨가한다. 그렇게 생산된 맥주를 통상적으로 숙성시키고 여과한 후에 병입한다. 또한 병입 전에 맥주를 탄산화할 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 곡물의 신속한 발아 및 수성 추출물의 제조를 위한 방법을 제공한다. 본 방법은 높은 수준의 발효성 당을 가지며, 바람직하게 낮은 수준의 β-글루칸 및 자일란을 가진 맥아즙의 제조를 위한 잠재력을 유지하면서, 곡물계 음료의 생산을 위한 상기 맥아즙의 제조 공정을 유의적으로 가속시킨다. 특히, 상기 맥아즙으로부터 제조된 음료는 낮은 수준의 떫은 맛을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 건조 보리 종실(grain)로부터 맥주까지 진행하는 연속적이고 통합된 양조 공정이 단일 위치에서 수행될 수 있음을 입증한다. 그 점에 있어서, 본 발명은 일정한 폭기(aeration)를 통해, 예를 들어 >30%, 바람직하게 >35%의 수분 함량까지 곡물 종실을 침지 및 발아시키기 위한 조합된 방법을 제공한다. 본 발명은 이에 의해, 몰트(malt)의 건조의 배제를 통한 유의적인 물 절약과 더불어, 예를 들어 인공 건조 단계의 생략에 의한 유의적인 에너지 절약을 제공할 수 있다.
본 발명에서, 종실은 수용액(전형적으로 물) 중에 침수되고 인큐베이션되며, 여기에서 O2가 상기 액체에 공급된다. 전형적으로, 상기 O2는 인큐베이션 전체에 걸쳐 연속적으로 공급되며, 이는 예를 들어 20 내지 72 h의 범위 동안일 수 있고, 일반적으로 종실이 적당한 수분 함량에 도달할 뿐 아니라 제어된 방식으로 발아하는 것을 가능하게 한다. 발아 단계는 또한, 전형적으로 폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션 단계 후에 하나 이상의 공기-휴식을 포함할 수 있다. 이러한 제어된 발아 공정은 발아를 가속시킬 수 있는 하나 이상의 화합물의 첨가에 의해 단축될 수 있다. 예를 들어, 식물 호르몬 지베렐린산(GA)을 수성 액체에 첨가할 수 있다(시작부터, 또는 인큐베이션 중에). GA는 그의 표적 세포, 즉, 보리 종실의 호분 및 배반 상피 내에서 전분, 저장 단백질, 및 세포벽 다당류의 가수분해에 필요한 내인성 효소를 암호화하는 유전자를 포함하는 유전자 발현을 '활성화'한다. 따라서, 침지 및 발아에 필요한 총 시간은, 종래의 양조 공정에서의 5 d 이상으로부터 본 발명을 사용하는 ~2 d 이하까지 감소될 수 있다.
조합된 침지 및 발아 공정 후에, 본 발명의 방법은 발아된 곡물 종실을 미세하게 분할하는 단계를 포함한다. 본 발명의 특히 흥미로운 측면은, 본 발명의 방법이 발아된 곡물 종실을 미세하게 분할하는 단계를 발아 직후에 속행하는 것을 가능하게 한다는 점이다. 따라서, 본 방법은 일반적으로 발아된 곡물 종실의 건조 단계를 포함하지 않는다. 특히, 본 방법은 발아된 곡물 종실의 인공 건조 단계를 포함하지 않는다. 상기 기재된 바와 같이, 인공 건조의 중요한 일 측면은 지근(rootlet)의 용이한 제거를 가능하게 하는 것이다. 건조 전에는 지근의 제거를 달성하기 어렵다. 그러나, 본 발명의 방법에 따라 제조된 발아된 곡물 종실은 유의적으로 감소된 지근(전형적으로 발아된 보리(건조 중량) 100 g 당 4 g 미만)을 가지며, 본 발명에 의해 입증된 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 발아된 곡물에 대해서는 인공 건조 단계가 필요하지 않다.
발아된 곡물 종실은, 예를 들어 발아된 곡물 종실에 습식 밀링(wet milling)을 적용한 후, 예를 들어 본 명세서에서 섹션 "수성 추출물의 제조"에 하기 기재된 바와 같이 사전결정된 온도에서 임의의 적합한 시간 동안 매싱(mashing)함으로써 수성 추출물을 제조하는 단계에 의해 미세하게 분할될 수 있다. 전분, 저장 단백질, 및 세포벽 다당류의 분해를 촉매하는 외인성 효소의 혼합물의 첨가에 의해, 방출된 당류, 예를 들어 다당류, 및 단백질의 전환을 매싱 중에 촉진할 수 있다. 보리 그 자체로부터, 몰트로부터, 또는 다른 공급원으로부터, 또는 대안적으로 상업적 공급원으로부터 구매할 수 있는 진균 및/또는 박테리아 효소 혼합물로부터 효소를 부분적으로 정제할 수 있다.
상기 기재된 바와 같은 이익 이외에, 본 발명은 몰트의 인공-건조에 대한 필요성 뿐 아니라 건조된 종실을 맥아 저장소로부터 양조장으로 수송할 필요성 또한 제거한다. 이러한 조합된 침지 및 발아 발명을 통해 최대 50%의 에너지 비용 절약이 달성될 수 있으며, 이는 산업의 탄소 발자국을 크게 감소시킬 수 있다. 이는 대부분의 국가에서 몰팅 및 양조 산업의 탄소 발자국을 감소시키기 위해 증가되고 있는 전세계적인 입법 및 조세 압력으로 인해 중요하다.
추가로 지속성에 관련하여, 부가적인 자본 지출이 거의 필요하지 않도록, 본 발명은 맥주의 전체 생산이 기존의 양조장 장비에서 수행되는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구범위에 추가로 정의된다.
도 1은 종실을 수용액에 담그고 연속적으로 폭기할 수 있는 본 발명의 방법을 수행하기에 유용한 장비의 예를 나타낸다. 장비는 곡물 종실을 위한 입구(1), 탱크, 예를 들어 침지 탱크(2); 기체를 위한 입구, 예를 들어 소결석(3); 펌프, 예를 들어 공기 펌프(4); 곡물 종실을 위한 출구(5); 종실 펌프(6); 곡물 종실을 미세하게 분할하기 위한 장비, 예를 들어 밀(7); 입구(8); 용기, 예를 들어 매싱 용기(9); 및 출구(10)를 포함한다.
도 2는 15 ℃ 또는 25 ℃에서 24 h 또는 48 h 동안 표시된 공기 흐름 하에 물 중에 인큐베이션한 후의 쌀보리 종실을 나타낸다. A에는 종실의 집합체를 나타내는 한편, B는 대표적인 개별 종실을 나타낸다. 15 ℃에서 24 h 후에 이미 종실이 발아를 개시했고(심지어 단지 30 L/h의 공기 흐름으로 싹이 가시화됨), 몇몇 작은 지근이 48 h 후에 가시화되었음이 주목할만하다. 25 ℃에서 24　h 후에, 심지어 단지 30　L/h의 공기 흐름으로 종실이 발아를 개시했고 가시적인 싹을 포함했다. 더 높은 공기 흐름으로, 또는 48 h 후에는, 몇몇 작은 지근이 가시화되었다.
도 3은 15 ℃ 또는 25 ℃에서 24 h 또는 48 h 동안 표시된 공기 흐름 하에 물 중에 인큐베이션한 후의 겉보리 종실을 나타낸다. A는 종실의 집합체를 나타내는 한편, B는 대표적인 개별 종실을 나타낸다.
도 4는 폭기 하에 물 중의 다양한 양의 GA의 존재 하에 발아된 종실 내의 α-아밀라제(패널 A), β-아밀라제(패널 B), 및 한계 덱스트리나제(패널 C)의 활성에 관련된 다이어그램을 나타낸다.
도 5는 침지되고, 발아되고, 습식-밀링된 종실을 이용하는 매싱 공정의 예를 나타낸다.
도 6은 변화하는 폭기 하에 양조 효소 혼합물 Ultraflo Max(UFM)의 존재 또는 부재 하에 발아된 종실로부터 제조된 맥아즙의 여과성의 다이어그램을 나타낸다.
도 7은 변화하는 폭기 조건 하에 25 ℃에서 48 h 동안 발아된 종실로부터 제조된 맥아즙 중의 발효성 당의 수준에 대한 다이어그램을 나타낸다. 양조 효소 혼합물 Ultraflo Max로 보충된 샘플은 UFM으로 표지되어 있다.
도 8은 종실을 수용액에 담그고 연속적으로 폭기할 수 있는 본 발명의 단계를 수행하기에 유용한 장비의 예를 나타낸다. 장비는 곡물 종실을 위한 입구(1), 탱크, 예를 들어 플렉스탱크(FlexTank)(2); 그리드 또는 메쉬, 예를 들어 메타 메쉬(3); 기체를 위한 입구, 예를 들어 소결석(4); 및 펌프, 예를 들어 공기 펌프(5)를 포함한다.
도 10은 폭기 하에 발아 후의 8 가지 보리 품종 내의 α-아밀라제를 나타낸다(1 - 알렉시스(Alexis), 2 - 치프(Chief), 3 - 칠(Chill), 4 - 파우스티안(Paustian), 5 - 플래닛(Planet), 6 - 프레스티지(Prestige), 7 - ?치(Quench), 8 - 티플(Tipple).
도 11은 겉껍질을 박리시켜 제거한 후에 폭기 하에 발아시킨 겉보리 내의 α-아밀라제, β-아밀라제, 및 한계 덱스트리나제 활성을 나타낸다.
도 12는 수용액 중에 폭기 하에(WA) 공기-휴식(들)(A)의 존재 또는 부재 하에 쌀보리 01(도 11a) 및 겉보리 02(도 11b)에 표시된 시간 동안 발아된 보리 내의 α-아밀라제, β-아밀라제, 및 한계 덱스트리나제 활성을 나타낸다.
도 13은 폭기 하에 48 h 동안 수용액 중에 인큐베이션함으로써 발아시킨 겉보리 및 쌀보리 양자 모두(48hWA) 및 표준 침지 조건에 의해 96 h 동안 발아시킨 보리(몰팅 96h)에서 지근 제거 후의 % 중량 손실을 나타낸다.
도 14는 발아되지 않은 보리, 본 발명의 방법에 의해 발아된 보리(몰트 1a), 및 3 가지의 상이한 종래의 몰트(몰트 1b, 몰트 2, 및 몰트 3) 내의 NDMA 함량을 나타낸다.
정의
수치 값에 관련하여 본 명세서에 사용될 경우에 용어 "대략"은 바람직하게 ±10%, 더욱 바람직하게 ±5%, 더욱 더 바람직하게 ±1%를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "부원료(adjunct) 맥주의 제조 중에 첨가되는 탄소-풍부 원료 공급원을 지칭한다. 부원료는 발아되지 않은 곡물 종실일 수 있으며, 이는 본 발명에 따라 제조된 발아된 종실과 함께 밀링될 수 있다. 부원료는 또한 시럽, 당 등일 수 있다.
본 명세서에 사용되는 용어 "싹"은 곡물 종실의 발아기 중에 가시적인 배아 성장순(embryonic growing bud)을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 종실의 "물 함량"은 상기 종실 내의 물의 w/w %를 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "발아된 종실"은 가시적인 싹, 바람직하게 적어도 1 mm, 예컨대 적어도 2 mm의 싹이 발생한 종실을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "β-글루칸"은, 달리 명시되지 않는 한, 곡물 세포벽 중합체 "(1,3;1,4)-β-글루칸"을 지칭한다.
마찬가지로, 본 명세서에 사용되는 용어 "자일란"은, 달리 명시되지 않는 한, 곡물 세포벽 중합체 "아라비노자일란"을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "인공 건조된 몰트" 및 "인공 건조 몰트"는 인공 건조에 의해 건조된 발아된 곡물 종실을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "싹이 난 종실"은 가시적인 싹 및 가시적인 줄기가 발생한 종실을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "침지"는 곡물 커널(kernel)의 물 함량을 증가시키는 공정을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "β-글루카나제"는 곡물 β-글루칸을 해중합(depolymerize)하는 잠재력을 가진 효소를 지칭한다. 따라서, 달리 명시되지 않는 한, 용어 "β-글루카나제"는 (1,3;1,4)-β- 및/또는 (1,4)-β-글루카나제 활성을 특징으로 하는 엔도- 또는 엑소-효소 또는 그의 혼합물을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "자일라나제"는 자일란 및 아라비노자일란의 주쇄 및 측쇄를 분해하는 잠재력을 가진 효소를 지칭한다. 따라서, 달리 명시되지 않는 한, 용어 "자일라나제"는 하기 효소 부류 중 하나 이상에 의해 유래된 효소 활성을 특징으로 하는 효소 또는 효소 혼합물을 지칭한다: 엔도-1,4-자일라나제; 엑소-1,4-자일라나제; 아라비노푸라노시다제; 페룰산 에스테라제.
본 명세서에 사용되는 곡물 종실의 효소 활성은 명시된 종실 유형으로부터 제조된 곡분에서 측정된 활성을 지칭한다. 예를 들어, 곡물 종실 그램 당 10 U/g의 α-아밀라제 활성은 상기 곡물로부터의 곡분(건조물) 1 g으로부터 유래된 수성 추출물에서 측정된 상기 α-아밀라제 활성(10 U)을 지칭한다. α-아밀라제 활성은 K-CERA 01/12(프로토콜 및 키트는 아일랜드 소재의 Megazyme으로부터 입수가능함)에 의해 결정된다. β-아밀라제 활성은 K-BETA3(프로토콜 및 키트는 아일랜드 소재의 Megazyme으로부터 입수가능함)에 의해 결정된다. 한계-덱스트리나제 활성은 T-LDZ1000(프로토콜 및 키트는 아일랜드 소재의 Megazyme으로부터 입수가능함)에 의해 결정된다.
본 명세서에 표시된 기체의 부피는 1 atm 및 20 ℃에서의 상기 기체의 부피를 지칭한다.
본 명세서에 표시된 O2의 부피는 1 atm 및 20 ℃에서의 O2의 부피를 지칭한다. 기체의 혼합물 중에 O2가 포함되는 본 발명의 실시 형태에서는, 기체 혼합물의 총 부피가 결정될 수 있으며, O2의 부피는 O2에 의해 구성되는 총 부피의 백분율로서 계산될 수 있다. 예를 들어, 대기는 21%의 O2를 포함한다. 따라서 본 명세서에 사용되는 대기 내의 O2의 부피는 대기의 총 부피의 21%이다.
상세한 설명
곡물 종실
본 발명의 방법은 발아 단계를 포함하며, 이는 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계를 포함한다. 수용액 및 곡물 종실의 혼합물은 현탁액으로 간주될 수 있음에 유의해야 한다.
곡물 종실은 임의의 곡물, 예를 들어 보리, 쌀, 수수, 옥수수, 기장, 라이밀, 호밀, 귀리, 및 밀로 구성된 그룹 중에서 선택된 곡물의 종실일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 곡물 종실은 보리 종실이다. 상기 종실은 임의의 보리 품종, 예컨대 본 명세서에서 섹션 "보리"에 하기 기재된 보리 품종 중 임의의 것의 종실일 수 있다.
상기 수용액 중에 인큐베이션하기 전에 곡물 종실은 비교적 낮은 물 함량을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 곡물 종실은 최대 30%, 바람직하게 최대 20%, 예컨대 최대 15%, 예를 들어 5 내지 15% 범위의 물 함량을 나타낼 수 있다.
상기 수용액 중에 인큐베이션하기 전에, 곡물 종실에 하나 이상의 단계의 항미생물 처리를 적용할 수 있다. 상기 항미생물 처리는, 발아를 위한 종실 잠재력을 훼손하지 않는 임의의 유용한 항미생물 처리일 수 있다. 항미생물 처리는, 예를 들어 하나 이상의 항미생물제를 이용하는 처리일 수 있다. 상기 항미생물제는, 사용되는 농도에서 곡물 종실에 독성이 아닌 임의의 항미생물제일 수 있다. 예를 들어, 항미생물제는 염소 함유 화합물, 예를 들어 차아염소산염일 수 있다. 항미생물제는 또한 과산화물, 예를 들어 과산화수소 및/또는 과초산일 수 있다. 유용한 상업적 항미생물제의 비제한적 예는 P3-Hypochloran®, P3-peroxysan®, 또는 P3-oxonia active 150®을 포함한다. 0.1 내지 10%의 범위, 예컨대 0.5 내지 5%의 범위, 예를 들어 대략 1%, 예컨대 1%의 농도에서 hypochloran으로 곡물 종실을 처리할 수 있다. 상기 hypochloran으로 15 min 내지 10 h의 범위, 예컨대 1 내지 5 h의 범위, 예를 들어 2 내지 4 h의 범위 동안 곡물 종실을 처리할 수 있다. 처리 후에, 곡물 종실을 1회 이상 세척할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 항미생물 처리는 항미생물제를 포함하는 수용액 중에 곡물 종실을 인큐베이션함으로써 수행된다. 상기 인큐베이션 직후에, 예를 들어 폭기를 개시함으로써 발아 단계를 개시할 수 있다. 따라서, 이러한 실시 형태에서는, 수용액을 교환할 필요가 없고, 항미생물 처리에, 그리고 적어도 후속의 발아 단계의 시작 중에 동일한 수용액을 사용할 수 있다. 항미생물제가 과산화물, 예를 들어 과산화수소인 경우에 특히 그러할 수 있다.
본 발명에 따라 수용액 중에 인큐베이션하기 전에 상기 곡물 종실에 발아를 적용하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 곡물 종실에 예비-발아 단계를 적용하지 않는 것이 바람직할 수 있다.
상기 기재된 바와 같이 곡물 종실은 임의의 곡물 종실일 수 있다. 일부 곡물 종실은 표피를 포함하는 반면에, 다른 곡물 종실은 표피가 없다. 표피가 있는 곡물 종실은 발아 단계 전에 표피의 적어도 일부를 제거하기 위해 처리할 수 있다. 일반적으로, 표피가 없는 곡물 종실을 사용하는 경우에는 표피를 제거하는 처리가 필요하지 않다. 표피가 없는 곡물은, 예를 들어 쌀보리(hull-less barley) 품종 및 밀을 포함한다.
곡물 종실에 표피를 제거하는 물리적 처리를 적용함으로써 표피가 있는 곡물 종실을 처리하여 표피를 제거할 수 있다. 상기 물리적 처리는, 예를 들어 연마(polishing), 샌딩(sanding), 박리, 및 평활화(smoothening)로 구성된 그룹 중에서 선택될 수 있다. 바람직하게, 물리적 처리는 표피의 손실을 유발한다. 표피의 손실은 총 중량 손실로서 결정될 수 있다. 따라서, 물리적 처리는 바람직하게 곡물 종실의 총 중량의 1 내지 4% 범위의 손실, 예컨대 1.5 내지 3.0% 범위의 손실을 유발한다.
발아
본 발명의 방법은 곡물 종실의 발아 단계를 포함한다. 발아 단계는 전형적으로 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계를 포함한다.
폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션
곡물 종실은 본 명세서에서 섹션 "곡물 종실"에 상기 기재된 곡물 종실 중 임의의 것일 수 있으며, 수용액은 본 명세서에서 섹션 "수용액"에 하기 기재된 수용액 중의 임의의 것일 수 있다.
수용액 중의 상기 인큐베이션 중에, 곡물 종실이 전체 인큐베이션 중에 상기 수용액에 의해 완전히 덮이는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 곡물 종실 kg(건조 중량) 당 적어도 1, 바람직하게 적어도 1.5, 더욱 바람직하게 적어도 2, 예를 들어 1 내지 10의 범위, 예컨대 1 내지 5의 범위, 예를 들어 1.5 내지 3 L 범위의 수용액 중에 곡물 종실을 인큐베이션할 수 있다.
따라서, 일부 실시 형태에서, 곡물 종실은 전체 인큐베이션 중에 수용액 중에 침수된다.
다른 실시 형태에서는, 상기 수용액 상의 인큐베이션의 종료시에 상기 수용액 전부가 곡물 종실에 의해 흡수되도록 하는 방식으로 곡물 종실이 수용액을 흡수한다.
다른 실시 형태에서는, 폭기 하의 인큐베이션 후에 잔류하는 수용액을 곡물 종실로부터 배출할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 상기 수용액 중에 곡물 종실을 인큐베이션한 후에는, 대부분의, 예를 들어 적어도 70%, 바람직하게 적어도 80%, 더욱 바람직하게 적어도 90%, 더욱 더 바람직하게 적어도 95%, 예컨대 본질적으로 곡물 종실 전부가 적어도 1 mm의 가시적인 싹을 포함하는 것이 바람직하다.
일부 실시 형태에서, 상기 수용액 중에 곡물 종실을 인큐베이션한 후에는, 대부분의, 예를 들어 적어도 70%, 예컨대 적어도 80%, 예를 들어 적어도 90%, 예컨대 적어도 95%, 예컨대 본질적으로 곡물 종실 전부가 하나 이상의 가시적인 지근을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 상기 수용액 중에 곡물 종실을 인큐베이션한 후에는, 대부분의, 예를 들어 적어도 70%, 예컨대 적어도 80%, 예를 들어 적어도 90%, 예컨대 적어도 95%, 예컨대 본질적으로 곡물 종실 전부가 하나 이상의 가시적인 지근 및 가시적인 줄기를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 상기 수용액 중에 곡물 종실을 인큐베이션한 후에는, 곡물 종실이 적어도 30%, 바람직하게 적어도 35%, 더욱 바람직하게 적어도 37%, 예를 들어 35 내지 60% 범위, 예컨대 35 내지 50% 범위, 예를 들어 37 내지 60% 범위, 예컨대 37 내지 50% 범위의 물 함량을 나타낸다.
곡물 종실의 중량을 결정한 후에, 상기 곡물 종실을 건조시키고 건조된 곡물 종실의 중량을 결정함으로써, 곡물 종실의 물 함량을 결정할 수 있다. 습윤 및 건조 곡물 종실의 중량의 차이를 물로 간주하며, 물 함량은 곡물 종실(습윤 곡물 종실)의 총 중량으로 나눈 물의 중량으로서 제공된다. 따라서 % 단위로 제공되는 물 함량은 w/w %이다.
상기 기재된 바와 같이 상기 곡물 종실의 대부분의 발아를 가능하게 하기에 충분한 시간 동안 상기 수용액 중에 곡물 종실을 인큐베이션할 수 있다. 또한 전술한 물 함량을 얻기 위해 충분한 시간 동안 상기 수용액 중에 곡물 종실을 인큐베이션할 수 있다. 본 발명의 일부 실시 형태에서, 발아 단계는 수용액 중의 인큐베이션 후의 공기-휴식을 포함한다. 이러한 실시 형태에서 수용액 중의 인큐베이션은 공기-휴식 후에 발아된 곡물 종실 내의 충분한 효소 활성을 가능하게 하기에 충분한 시간 동안 수행된다. 바람직하게 효소 활성은 본 명세서에서 섹션 "발아된 곡물 종실"에 하기 기재된 바와 같다.
전형적으로, 적어도 20 h, 예컨대 적어도 24 h 동안 수용액 중에 곡물 종실을 인큐베이션한다. 전형적으로, 최대 72 h 동안, 예컨대 최대 60 h 동안, 예를 들어 최대 48 h 동안 종실을 상기 수용액 중에 인큐베이션한다. 따라서, 일부 실시 형태에서는 20 내지 72 h의 범위 동안, 예컨대 20 내지 60 h의 범위 동안, 예를 들어 20 내지 48 h의 범위 동안, 예를 들어 20 내지 30 h의 범위 동안, 예컨대 22 내지 26 h의 범위 동안 곡물 종실을 상기 수용액 중에 인큐베이션한다.
일부 실시 형태에서는 24 내지 60 h의 범위 동안, 바람직하게 40 내지 55 h의 범위 동안, 더욱 바람직하게 45 내지 50 h의 범위 동안 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션한다. 발아가 공기-휴식 단계를 포함하지 않는 본 발명의 실시 형태에서, 예를 들어 본질적으로 수용액 중의 인큐베이션 직후에 곡물 종실이 미세하게 분할되는 실시 형태에서 특히 그러할 수 있다.
일부 실시 형태에서는 24 내지 70 h의 범위 동안, 바람직하게 40 내지 60 h의 범위 동안, 더욱 바람직하게 45 내지 55 h의 범위 동안 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션한다. 발아가 공기-휴식 단계를 포함하지 않는 본 발명의 실시 형태에서, 예를 들어 본질적으로 수용액 중의 인큐베이션 직후에 곡물 종실이 미세하게 분할되는 실시 형태에서 특히 그러할 수 있다.
일부 실시 형태에서는 16 내지 40 h의 범위 동안, 바람직하게 16 내지 30 h의 범위 동안, 예컨대 20 내지 30 h의 범위 동안, 더욱 바람직하게 22 내지 26 h의 범위 동안 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션한다. 발아가 공기-휴식 단계를 추가로 포함하는 본 발명의 실시 형태에서 특히 그러할 수 있다.
곡물 종실은 임의의 유용한 온도에서 인큐베이션할 수 있으나, 물 함량의 신속한 증가를 가능하게 하기에 충분히 높은 온도에서 인큐베이션을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 본 명세서에서 실시예 1에 하기 나타낸 바와 같이, 온도의 증가는 물 함량의 증가를 유의적으로 촉진할 수 있다. 따라서, 적어도 15 ℃, 예컨대 적어도 20 ℃, 예컨대 적어도 25 ℃의 온도에서 곡물 종실을 상기 수용액 중에 인큐베이션하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 10 내지 35 ℃의 범위, 바람직하게 15 내지 30 ℃의 범위, 예컨대 20 내지 30 ℃의 범위, 예를 들어 25 내지 30 ℃의 범위에서 곡물 종실을 인큐베이션할 수 있다.
특히, 20 내지 30 ℃ 범위의 온도에서 곡물 종실을 인큐베이션하는 본 발명의 실시 형태에서는, 20 내지 48 h의 범위 동안 상기 곡물 종실을 인큐베이션할 수 있다.
본 명세서에 상기 기재된 바와 같이, 종종 O2가 수용액을 통과하는 중에 상기 곡물 종실을 상기 수용액 중에 인큐베이션한다. 이는 폭기 하에 상기 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션한다고도 지칭된다. 바람직하게, O2는 전체 인큐베이션 중에 연속적으로 수용액을 통과한다. 상기 O2는 임의의 유용한 방식으로 수용액을 통과할 수 있지만, 종종 곡물 종실과 함께 수용액을 포함하는 용기의 하단 및/또는 하부에 O2를 함유하는 기체를 도입한다. 전형적으로, 기체는 수용액/곡물 종실 혼합물을 통해 확산되고 수용액의 상단으로부터 수용액/곡물 종실 혼합물을 떠날 것이다. 특히, 인큐베이션은 본 명세서에서 섹션 "기구"에 하기 기재된 바와 같은 기구 내에서 수행될 수 있다. 무거운 기체, 특히 CO2를 용기의 하단으로부터 인출하는 것 또한 가능하며, 이에 의해 새로운 공기/O2를 용기의 상부로부터 제공할 수 있다.
상기 O2는 상기 수용액에 순수한 O2로서 첨가될 수 있다. 그러나 상기 O2는 종종 기체 혼합물 내에 포함된다. 일 실시 형태에서 상기 O2는 대기 내에 포함된다. 따라서, 본 발명의 방법은 대기를 상기 수용액에 통과시키는 단계를 포함할 수 있다.
일반적으로, h 당 곡물 종실 kg 당 적어도 2 L, 바람직하게 적어도 3 L, 더욱 바람직하게 적어도 4 L, 더욱 더 바람직하게 적어도 5 L, 더욱 더 바람직하게 적어도 6 L의 O2를 상기 수용액에 통과시킨다. 상기 곡물 종실의 중량은 건조 중량이다. 예를 들어, h 당 곡물 종실 kg(건조 중량) 당 2 내지 100 L의 범위, 예를 들어 2 내지 75　L의 범위, 예컨대 2 내지 50 L의 범위, 예를 들어 4 내지 100 L의 범위, 예를 들어 4 내지 75 L의 범위, 예컨대 4 내지 50 L의 범위, 예를 들어 6　내지 100 L의 범위, 예를 들어 6 내지 75 L의 범위, 예컨대 6 내지 50 L의 범위의 O2를 상기 수용액/곡물 종실 혼합물에 통과시킨다.
일 실시 형태에서는 h 당 곡물 종실 kg 당 적어도 20 g의 O2, 더욱 바람직하게 곡물 종실 kg 당 적어도 30 g의 O2, 더욱 더 바람직하게 곡물 종실 kg 당 적어도 40 g의 O2, 예를 들어 곡물 종실 kg 당 40 내지 100 g 범위의 O2, 예컨대 곡물 종실 kg 당 40 내지 80 g 범위의 O2, 예를 들어 곡물 종실 kg 당 60 g 범위의 O2를 상기 수용액/곡물 종실 혼합물에 통과시키는 것이 바람직하다. 곡물 종실의 중량은 건조 중량으로서 제공된다. 인큐베이션 중에 곡물 종실은 전형적으로 수용액의 적어도 일부를 흡수하며, 따라서 수용액 중의 O2의 농도는 전형적으로 인큐베이션 중에 변화할 것이다. 전형적으로, h 당 수용액 L 당 공급되는 O2의 양은 40 내지 200 g의 범위, 바람직하게 50 내지 150 g의 범위이다.
상기 언급된 바와 같이, 수용액에 통과되는 것은 종종 대기이다. 따라서, 본 방법은 h 당 곡물 종실 kg 당 적어도 10 L, 바람직하게 적어도 15　L, 더욱 바람직하게 적어도 20 L, 더욱 더 바람직하게 적어도 25 L, 더욱 더 바람직하게 적어도 30 L의 대기를 상기 수용액에 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 곡물 종실의 중량은 건조 중량이다. 예를 들어, h 당 곡물 종실 kg(건조 중량) 당 10 내지 500 L의 범위, 예를 들어 10 내지 375 L의 범위, 예컨대 10 내지 250 L의 범위, 예를 들어 20 내지 500 L의 범위, 예를 들어 20 내지 375 L의 범위, 예컨대 20 내지 250 L의 범위, 예를 들어 30 내지 500 L의 범위, 예를 들어 30 내지 375 L의 범위, 예컨대 30 내지 250 L의 범위의 대기를 상기 수용액에 통과시킨다. 일 실시 형태에서는 h 당 곡물 종실 kg(건조 중량) 당 50 내지 110 L, 바람직하게 80 내지 100 L 범위의 대기를 상기 수용액에 통과시킨다.
공기-휴식
폭기 하의 수용액 중의 상기 인큐베이션에 부가하여, 곡물 종실을 또한 공기 중에 인큐베이션할 수 있다(예를 들어 수용액의 부재 하에). 공기 중의 인큐베이션 단계는 "공기-휴식"이라고도 지칭될 수 있다. 따라서, 폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션 후에, 잔류하는 수용액을 배출해 내고 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션할 수 있다. 대안적으로, 폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션 후에, 수용액이 곡물 종실에 의해 전부 흡수되고, 이어서 이를 공기 중에 인큐베이션할 수 있다. 공기 중의 상기 인큐베이션은 바람직하게 폭기 하에 수행되며, 예를 들어 곡물 종실을 포함하는 용기에 O2를 통과시킬 수 있다. 바람직하게, 전체 공기-휴식 중에 상기 용기에 O2를 통과시킨다. 곡물 종실을 포함하는 용기에 통과되는 O2의 양은, 상기 기재된 바와 같이 수용액에 통과되는 O2의 양과 동일한 양일 수 있다. O2는 대기의 형태로 제공될 수 있다.
공기-휴식은 임의의 적합한 양의 시간 동안, 바람직하게 18 내지 50 h의 범위 동안, 더욱 바람직하게 18 내지 38 h의 범위 동안, 예를 들어 22 내지 35 h의 범위 동안 수행될 수 있다.
공기-휴식 중에 부가적인 물 또는 수용액을, 예를 들어 관수 또는 살수에 의해 곡물 종실에 첨가할 수 있다. 그러나, 공기-휴식 중에, 곡물 종실이 수용액 중에 침수되어서는 안된다.
발아 방법
발아는 또한 몇몇 단계의 수용액 중의 인큐베이션 및/또는 몇몇 단계의 공기-휴식을 포함할 수 있다. 일반적으로 제1 단계는 상기 기재된 바와 같이 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계이다. 따라서, 발아는 하기 단계를 포함하거나 이로 구성될 수 있다:
* 섹션 "폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션"에 상기 기재된 바와 같이 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계
* 섹션 "공기-휴식"에 상기 기재된 바와 같이 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션하는 단계.
이 실시 형태에서, 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계는, 예를 들어 16 내지 30 h의 범위, 예컨대 20 내지 30 h의 범위, 예를 들어 22 내지 26 h의 범위 동안 수행될 수 있으며, 한편 공기-휴식은 18 내지 38 h의 범위, 예를 들어 22 내지 35 h의 범위 동안 수행될 수 있다.
발아는 또한 하기 단계를 포함하거나 이로 구성될 수 있다:
* 섹션 "폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션"에 상기 기재된 바와 같이 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계
* 섹션 "공기-휴식"에 상기 기재된 바와 같이 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션하는 단계
* 섹션 "폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션"에 상기 기재된 바와 같이 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계.
발아는 또한 하기 단계를 포함하거나 이로 구성될 수 있다:
* 섹션 "폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션"에 상기 기재된 바와 같이 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계
* 섹션 "공기-휴식"에 상기 기재된 바와 같이 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션하는 단계
* 섹션 "폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션"에 상기 기재된 바와 같이 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계
* 섹션 "공기-휴식"에 상기 기재된 바와 같이 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션하는 단계.
발아는 또한 하기 단계를 포함하거나 이로 구성될 수 있다:
* 섹션 "폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션"에 상기 기재된 바와 같이 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계
* 섹션 "공기-휴식"에 상기 기재된 바와 같이 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션하는 단계
* 섹션 "폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션"에 상기 기재된 바와 같이 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계
* 섹션 "공기-휴식"에 상기 기재된 바와 같이 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션하는 단계
* 섹션 "폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션"에 상기 기재된 바와 같이 폭기 하에 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계.
각각의 인큐베이션을 위한 시간은 변동될 수 있으나, 전형적으로 전체 발아 단계, 즉, 수용액 중의 모든 인큐베이션 및 모든 공기-휴식을 위한 총 시간은 72 h를 초과하지 않으며, 더욱 바람직하게 60 h를 초과하지 않고, 더욱 더 바람직하게 54 h를 초과하지 않는다. 따라서, 전체 발아 단계는 20 내지 72 h의 범위 동안, 예컨대 24 내지 60 h의 범위 동안, 예를 들어 24 내지 48 h의 범위 동안 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 발아가 몇몇 단계의 수용액 중의 인큐베이션 및/또는 공기-휴식을 포함한다면, 각각의 인큐베이션 단계는 일반적으로 더 짧다.
발아의 모든 단계가 동일한 용기 내에서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 용기는 특히 탱크, 예컨대 본 명세서에서 섹션 "기구"에 하기 기재된 탱크 중 임의의 것일 수 있다.
일부 실시 형태에서는 하나 이상의 외인성 효소를 첨가할 수 있다. 예를 들어 하나 이상의 효소를, 예를 들어 제WO2016/071463호에 기재된 바와 같이 발아 단계 중에 첨가할 수 있다.
바람직하게 곡물 종실은 본질적으로 발아 직후에 미세하게 분할된다. 따라서, 본 발명의 방법은 바람직하게 발아 단계와 곡물 종실을 미세하게 분할하는 단계 사이에 건조 단계를 포함하지 않는다.
발아된 곡물 종실
본 발명은 발아된 곡물 종실을 생산하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
발아된 곡물 종실은, 예를 들어 α-아밀라제, β-아밀라제, 전분 탈분지 효소(예컨대 한계 덱스트리나제), α-글루코시다제, 및 프로테아제에 의해 제공되는 하나 이상의 가수분해 효소 활성을 바람직하게 포함한다.
종종, 가수분해 효소 활성의 시작은 시간적 협응 방식으로 일어날 수 있으므로, 일부 가수분해 효소의 활성을 다른 가수분해 효소 활성에 대한 표지자로서 사용할 수 있다.
따라서, 발아된 곡물 종실이 적절한 수준의 측정가능한 α-아밀라제 활성을 나타내는 것이 바람직하다. 바람직하게, 발아된 곡물 종실은 적어도 4 U/g, 예컨대 적어도 10 U/g 곡물 종실(건조 중량)의 측정가능한 α-아밀라제 활성을 나타낸다. 따라서, 발아된 곡물 종실은 바람직하게 적어도 20 U/g, 예를 들어 적어도 30 U/g, 예컨대 적어도 40　U/g, 예를 들어 적어도 50 U/g 곡물 종실(건조 중량)의 측정가능한 α-아밀라제 활성을 나타낼 수 있다. 곡물 종실이 밀인 본 발명의 실시 형태에서 α-아밀라제 활성은 적어도 30 U/g일 수 있다. 본 발명의 일부 실시 형태에서, 곡물 종실은 적어도 50 U/g, 예를 들어 적어도 60 U/g, 예컨대 적어도 70　U/g 곡물 종실(건조 중량)의 α-아밀라제 활성을 나타낼 수 있다. 곡물 종실을 폭기 하에 수용액 중에 인큐베이션한 후에 공기-휴식이 이어지는 실시 형태에서 특히 그러할 수 있다.
α-아밀라제 활성은 표준 방법에 따라, 예를 들어 아일랜드 소재의 Megazyme으로부터의 Ceralpha 키트(K-CERA)를 사용함으로써 바람직하게 결정된다. 특히, α-아밀라제 활성은 하기 실시예 2에 기재된 바와 같이 결정될 수 있다.
발아된 곡물 종실이 적절한 수준의 측정가능한 β-아밀라제 활성을 나타내는 것이 또한 바람직할 수 있다. 바람직하게, 발아된 곡물 종실은 적어도 5 U/g 곡물 종실(건조 중량)의 측정가능한 β-아밀라제 활성을 나타낸다. 따라서, 바람직하게 발아된 곡물 종실은 적어도 10 U/g, 예를 들어 적어도 15 U/g 곡물 종실(건조 중량)의 측정가능한 β-아밀라제 활성을 나타낼 수 있다.
바람직하게, β-아밀라제 활성은 표준 방법에 따라, 예를 들어 아일랜드 소재의 Megazyme으로부터의 Betamyl 키트(K-BETA3)를 사용함으로써 결정된다. 특히, β-아밀라제 활성은 하기 실시예 2에 기재된 바와 같이 결정될 수 있다.
발아된 곡물 종실이 적절한 수준의 한계 덱스트리나제 활성을 나타내는 것이 또한 바람직하다. 바람직하게, 발아된 곡물 종실은 적어도 5 mU/g 곡물 종실(건조 중량)의 한계 덱스트리나제 활성을 나타낸다. 따라서, 바람직하게 발아된 곡물 종실은 적어도 10 mU/g, 예를 들어 적어도 15 mU/g, 예컨대 적어도 20 mU/g 곡물 종실(건조 중량)의 한계 덱스트리나제 활성을 나타낼 수 있다. 곡물 종실이 밀인 본 발명의 실시 형태에서 한계 덱스트리나제 활성은 적어도 8 U/g일 수 있다. 본 발명의 일부 실시 형태에서, 곡물 종실은 적어도 20 U/g, 예를 들어 적어도 22 U/g, 예컨대 적어도 25　U/g 곡물 종실(건조 중량)의 한계 덱스트리나제 활성을 나타낼 수 있다. 곡물 종실을 폭기 하에 수용액 중에 인큐베이션한 후에 공기-휴식이 이어지는 실시 형태에서 특히 그러할 수 있다.
바람직하게, 한계 덱스트리나제 활성은 표준 방법에 따라, 예를 들어 아일랜드 소재의 Megazyme으로부터의 Limit Dextrizyme 키트 T-LDZ1000을 사용함으로써 결정된다. 특히, 한계 덱스트리나제 활성은 하기 실시예 2에 기재된 바와 같이 결정될 수 있다.
흥미롭게, 본 발명에 따른 발아된 곡물 종실은 종래의 그린 몰트에 비교하여 유의적으로 감소된 지근을 나타낸다. 따라서, 본 발명에 따른 발아된 곡물 종실은 발아된 보리 100 g 당 최대 4 g의 지근, 바람직하게 발아된 보리 100 g 당 최대 3 g의 지근, 더욱 더 바람직하게 발아된 보리 100 g 당 최대 2 g의 지근, 예를 들어 발아된 보리 100 g 당 최대 1.1 g의 지근을 바람직하게 포함하며, 여기에서 지근의 질량 및 발아된 보리의 질량 양자 모두는 건조 중량으로서 제공된다. 지근의 질량은 하기 실시예 10에 기재된 바와 같이 바람직하게 결정된다.
니트로사민(NDMA)은 화학 구조 R1N(-R2)-N=O의, 즉, 니트로소 기가 아민에 결합된 화학적 화합물이다. 대부분의 니트로사민은 발암성이다. 현대 몰트 중의 니트로사민의 수준이 낮지만, 그럼에도 불구하고 여전히 본 발명에 따른 발아된 보리 커널은 종래의 몰트에 비교하여 유의적으로 감소된 NDMA 함량을 나타낸다. 일 실시 형태에서, 본 발명에 따른 발아된 보리 커널은 최대 0.15 ㎍/kg의 NDMA, 바람직하게 최대 0.12 ㎍/kg의 NDMA, 예를 들어 최대 0.10 ㎍/kg의 NDMA를 포함한다.
수용액
수용액은 임의의 수용액일 수 있다. 수용액 및 곡물 종실의 혼합물은 현탁액으로 간주될 수 있지만, 수용액은 용액으로 간주될 수 있다. 종종, 수용액은 물, 예컨대 수도물이다. 하나 이상의 부가적인 약제(agent)가 상기 물에 첨가될 수 있으므로, 수용액은 하나 이상의 부가적인 약제를 포함하는 수도물과 같은 물일 수 있다. 상기 부가적인 약제는 시작부터 수용액 중에 포함될 수 있거나, 인큐베이션 중에 그들을 첨가할 수 있다.
상기 부가적인 약제는, 예를 들어, 곡물 종실의 발아를 가속시킬 수 있는 화합물일 수 있다. 따라서, 수용액은 지베렐린산(GA)을 포함할 수 있으며, 예를 들어 수용액은 적어도 100 nM의 농도로, 예를 들어 적어도 1000 nM의 농도로, 예컨대 100 내지 100,000 nM 범위의 농도로, 예를 들어 500 내지 2000 nM 범위의 농도로 GA를 포함할 수 있다. 상기 GA는 인큐베이션의 시작부터 수용액 중에 존재할 수 있거나, 인큐베이션 중에 그것을 첨가할 수 있다. 상기 GA는 임의의 GA, 예를 들어 GA3 또는 GA7일 수 있다. 일 실시 형태에서 상기 GA는 GA3이다.
부가적인 약제는 또한 소포제일 수 있다. 상기 소포제는, 예를 들어 임의의 식품 등급 소포제, 예를 들어 Foamzol FCD511(영국 소재의 AB Vickers)일 수 있다.
기구
본 발명의 방법은 본 방법의 수행에 적합한 하나 이상의 기구를 사용하여 수행할 수 있다.
예를 들어, 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계는 하나 이상의 공기 펌프가 장착된 용기 내에서 수행될 수 있다. 용기는 곡물 종실을 수용액 중에 인큐베이션할 수 있는 임의의 용기일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 용기는 탱크, 예를 들어 하기 기재된 바와 같은 탱크일 수 있다.
곡물 종실의 인큐베이션에 유용한 기구의 일례는 도 8에 제공된다. 기구는 탱크(2)를 포함하며, 이는 곡물 종실 및 수용액을 포함하기에 충분한 부피를 가져야 한다. 도 8에 나타낸 탱크는 원통형이지만, 본 발명과 함께 사용할 탱크는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 그것은 원통형 탱크, 예를 들어 원추형 하단부를 가진 원통형 탱크일 수 있다. 탱크는 임의의 적합한 재료, 예를 들어 플라스틱(예컨대 Plexiglas) 또는 금속(예를 들어 스테인리스강 또는 구리)으로 제조될 수 있다.
탱크는 곡물 종실을 위한 적어도 하나의 입구(1)를 포함하며, 이를 사용하여 곡물 종실을 탱크에 첨가할 수 있다. 입구는 또한 다른 화합물을 탱크에 첨가하기 위해 사용될 수 있으며, 예를 들어 입구는 수용액, 예를 들어 물을 첨가하기 위해 사용될 수 있다. 입구는 탱크 내의 임의의 유용한 위치에 배치될 수 있으며, 일부 실시 형태에서 입구는 탱크의 상부에, 예를 들어 탱크의 상단에 배치된다. 입구는 곡물 종실의 첨가를 가능하게 하기에 충분한 크기여야 한다. 필요한 것은 아니지만, 곡물 종실을 위한 입구에 부가하여 탱크는 부가적인 입구를 포함할 수 있다.
탱크는 탱크 내에 본질적으로 수평으로 배치된 그리드 또는 메쉬(3)를 임의로 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 예컨대 그리드 또는 메쉬는 탱크의 하위 1/3에, 예컨대 하위 1/5에 전형적으로 배치된다. 그리드 또는 메쉬는 바람직하게 곡물 종실보다 더 작은 개구만을 포함한다. 그리드 또는 메쉬는 임의의 적합한 재료, 예컨대 플라스틱 또는 금속으로 제조될 수 있으며, 예를 들어 금속 메쉬일 수 있다. 따라서, 그리드 또는 메쉬를 사용하여 곡물 종실을 탱크의 하단부로부터 분리할 수 있다. 그러나, 탱크는 종종 메쉬를 포함하지 않을 것이다. 특히, 탱크가 하단 또는 하단에 근접하여 곡물 종실을 위한 출구를 포함한다면, 상기 탱크는 일반적으로 그리드 또는 메쉬를 포함하지 않는다.
추가로, 탱크는 기체를 위한 하나 이상의 입구(4)를 포함한다. 상기 입구는 임의의 입구일 수 있으며, 이를 통해 O2를 포함하는 기체가 탱크 내로 통행할 수 있다. 기체를 위한 입구는 수용액을 통한 기체의 확산을 보장하는 높은 속도로 기체가 수용액에 진입하는 것을 가능하게 하는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 예를 들어 기체를 위한 입구는 노즐, 제트, 확산석(diffusion stone), 또는 소결석(sinter stone)일 수 있다. 일 실시 형태에서 기체를 위한 입구는 소결석이다. 기체를 위한 입구는 일반적으로 펌프(5)에 연결되며, 이는 상기 입구를 통해 기체를 탱크 내로 펌핑한다. 펌프는 기체를 위한 입구를 통해 기체, 예를 들어 공기를 펌핑할 수 있는 임의의 펌프일 수 있다. 탱크는, 예를 들어 적어도 2개, 예컨대 적어도 3개, 예를 들어 3 내지 20개 범위의 기체를 위한 다중의 입구를 포함하는 것이 바람직하다. 기체를 위한 입구는 탱크 내의 임의의 위치에 배치될 수 있지만, 통상적으로 그들은, 탱크의 하단 1/3에, 예컨대 하단 1/5에 배치된다. 이는 기체가 하단으로부터 수용액에 진입하여 수용액을 통해 상향으로 확산되는 것을 가능하게 한다. 과량의 기체는 탱크 내의 임의의 개구를 통해, 예를 들어 곡물을 첨가하기 위한 입구를 통해 탱크를 떠날 수 있다. 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같이, 일 실시 형태에서는 상기 입구(3)가 탱크(2)의 측벽 상에, 바람직하게 측벽의 하부 상에 직접 배치되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 방법의 몇몇 단계를 수행하기에 유용한 기구의 예를 도 1에 나타낸다. 기구는 곡물 종실을 위한 입구(1), 탱크(2), 기체를 위한 입구(들)(3), 및 펌프(4)를 포함하며, 이는 도 8에 관련하여 본 명세서에 상기 기재된 곡물 종실을 위한 입구, 탱크, 기체를 위한 입구, 및 펌프 중 임의의 것일 수 있다. 탱크(2)는 탱크의 하위 1/3, 예컨대 하위 1/5에 배치된, 예를 들어 탱크의 하단에 배치된 곡물 종실을 위한 출구(5)를 포함할 수 있다. 상기 출구는 곡물 종실의 제거와 더불어 탱크 내에 잔류하는 다른 구성요소, 예를 들어 수용액의 제거 양자 모두에 사용될 수 있다. 상기 출구는, 예를 들어 튜빙을 통해 종실 펌프(6)에 연결될 수 있다. 상기 종실 펌프(6)는 탱크(2)로부터 곡물 종실을 미세하게 분할하기 위한 장비(7)로, 그리고 임의로 추가로 매싱 용기(9)로 종실을 펌핑할 수 있는 임의의 펌프일 수 있다.
기구는 곡물 종실을 미세하게 분할하기 위한 장비(7)를 포함한다. 상기 장비는 20% 초과, 예를 들어 35% 초과의 물 함량을 나타내는 곡물 종실을 미세하게 분할할 수 있는 임의의 장비일 수 있다. 장비는 특히 분쇄기 또는 밀, 예를 들어 습식 밀일 수 있다. 장비(7)는 튜빙(들)에 의해 탱크(2) 및 용기(9)에 연결될 수 있다. 탱크(2)로부터 장비(7)로의, 그리고 추가로 용기(9)로의 종실의 이동은 펌프(6)에 의해 보장될 수 있다.
기구는 또한 용기(9)를 포함할 수 있다. 용기(9)는 수성 추출물을 포함할 수 있고 매싱에 사용되는 온도, 예를 들어 최대 90 ℃, 예컨대 최대 85 ℃, 예를 들어 최대 80 ℃의 온도를 견딜 수 있는 임의의 용기일 수 있다. 따라서, 용기는 이러한 온도를 용인하는 임의의 재료, 예를 들어 금속, 예컨대 스테인리스강 또는 구리로 제조될 수 있다. 용기는 임의의 유용한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 그것은 본질적으로 원통형일 수 있다. 용기는 온도 제어를 위한 장비와 연계될 수 있다. 용기는 본 명세서에서 섹션 "수성 추출물의 제조"에 기재된 바와 같이 하나 이상의 사전정의된 온도에서의 인큐베이션을 수반하는 공정을 통해 미세하게 분할된 곡물 종실의 수성 추출물을 제조하기 위해 사용할 수 있다. 온도 제어를 위한 상기 장비는 용기 내의 액체의 온도를 제어할 수 있으며, 예를 들어 용기 내의 액체를 사전결정된 온도로, 예를 들어 본 명세서에서 섹션 "수성 추출물의 제조"에 기재된 온도 중 임의의 것으로 가열할 수 있다. 용기(9)는 또한 상기 용기 내에 함유된 임의의 액체를 교반하거나 회전시키기 위한 장비를 포함할 수 있다. 특히, 용기(9)는 매싱 용기일 수 있다. 매싱 용기는 당업계에 주지되어 있으며, 용기(9)는 임의의 종래의 매싱 용기일 수 있다.
용기(9)는 일반적으로 입구(8)를 포함하며, 이를 통해 미세하게 분할된 발아된 곡물 종실이 용기에 진입할 수 있다. 상기 입구(8)는 전형적으로 용기의 상위 절반에, 예를 들어 용기의 상위 1/3에, 예컨대 상위 1/5에, 예를 들어 용기의 상단에 배치된다. 미세하게 분할된 곡물 종실은 튜빙을 통해 곡물 종실을 미세하게 분할하기 위한 장비(7)로부터 용기(9)의 입구(8)로 유도될 수 있다.
일반적으로, 용기(9)는 또한 출구(10)를 포함하며, 수성 추출물의 제조 후에(본 명세서의 하기 섹션 "수성 추출물" 및 "수성 추출물의 제조"의 수성 추출물에 대한 상세사항 참조) 이를 통해 수성 추출물이 용기에서 나올 수 있다. 출구는 전형적으로 하위 절반에, 예를 들어 용기의 하위 1/3에, 예컨대 하위 1/5에, 예를 들어 용기의 하단에 배치된다.
발아된 곡물 종실의 미세 분할
본 발명의 방법은 폭기 하의 수용액 중의 인큐베이션에 의해 발아된 곡물 종실을 미세하게 분할하는 단계를 포함한다.
상기 곡물 종실이 미세하게 분할되는 시간에, 그들은 바람직하게 여전히 높은 물 함량을 나타내며, 바람직하게 상기 곡물 종실은 적어도 20%, 더욱 바람직하게 적어도 25%, 더욱 더 바람직하게 적어도 30%, 더욱 더 바람직하게 적어도 35%의 물 함량을 나타낸다. 예를 들어, 발아된 곡물 종실은 상기 수용액 중의 인큐베이션으로부터 곡물 종실을 미세하게 분할하기 위한 장비로 직접 이전될 수 있다. 따라서, 발아된 곡물 종실은 미세하게 분할되는 시간에 수용액 중의 곡물 종실의 인큐베이션 직후에 곡물 종실이 나타내는 것과 동일한 물 함량, 예를 들어 본 명세서에서 섹션 "발아"에 상기 기재된 물 함량을 나타낼 수 있다. 특히, 본 방법은 일반적으로 발아된 곡물 종실에 승온을 적용함으로써 건조시키는 단계를 포함하지 않는다. 바람직하게, 발아된 곡물 종실은, 발아 후 및 상기 곡물 종실을 미세하게 분할하기 전의 임의의 시간에, 20% 미만, 바람직하게 25% 이상, 더욱 더 바람직하게 30% 이상, 더욱 더 바람직하게 35% 이상의 물 함량을 나타내지 않는다. 따라서, 본 방법은 바람직하게 발아된 곡물 종실의 인공 건조 단계를 포함하지 않는다.
발아된 곡물 종실은, 20% 초과, 예컨대 25% 초과, 예를 들어 30% 초과, 예컨대 35% 초과의 물 함량을 나타내는 곡물 종실을 미세하게 분할하기에 적합한 임의의 장비를 사용하여 미세하게 분할할 수 있다. 예를 들어, 발아된 곡물 종실에 밀링, 예를 들어 습식 밀링을 적용할 수 있다. 발아된 곡물 종실을 밀링하기에 유용한 밀은 미국 소재의 Millstar로부터 입수가능한 밀을 포함한다. 발아된 곡물 종실에 분쇄를 또한 적용할 수 있다.
곡물 종실은 일반적으로 곡물 종실의 발효성 당의 수성 추출물이 제조될 수 있도록 하는 정도로 미세하게 분할된다. 따라서, 1 kg의 상기 미세하게 분할된 곡물 종실의 7-L 수성 추출물이 적어도 8°플라토의 비중을 나타내도록 곡물 종실을 충분히 분할한다.
수성 추출물이 발아된 곡물 종실 및 하나 이상의 부원료로부터 제조되는 본 발명의 실시 형태에서, 상기 부원료 또한 미세하게 분할될 수 있다. 특히, 상기 부원료가 발아되지 않은 곡물 종실을 포함하는 경우에 그러할 수 있다. 상기 부원료는 미세하게 분할될 수 있으며, 예를 들어 별도의 절차로 밀링될 수 있다. 그러나, 부원료를 발아된 곡물 종실과 함께 미세하게 분할하는 것 또한 본 발명 내에 포함된다. 마찬가지로, 발아된 곡물 종실 및 인공 건조된 몰트로부터 수성 추출물이 제조된다면, 상기 인공 건조된 몰트는 미세하게 분할될 수 있으며, 예를 들어 별도의 절차로 밀링될 수 있다. 그러나, 인공 건조된 몰트를 발아된 곡물 종실과 함께 미세하게 분할하는 것 또한 본 발명 내에 포함된다.
수성 추출물의 제조
본 발명의 방법은 또한 미세하게 분할된 발아된 곡물 종실의 수성 추출물의 제조 단계를 포함한다. 상기 단계는, 예를 들어 매싱 단계일 수 있다.
전술한 수성 추출물은, 일반적으로, 미세하게 분할된 곡물 종실을 물 또는 수용액 중에 인큐베이션함으로써 제조될 수 있다. 수성 추출물의 제조를 위한 수용액은, 일반적으로, 발아 중에 곡물 종실의 인큐베이션에 사용되는 수용액과 비교하여 상이한 수용액이다.
구별하기 위하여, 수성 추출물의 제조를 위한 수용액은 "매싱 용액"이라고도 지칭될 수 있다. 매싱 용액은 임의의 수용액일 수 있지만, 그것은 전형적으로 물, 예컨대 수도물로 구성되며, 여기에는 하나 이상의 부가적인 약제가 첨가될 수 있다. 발아 중에 첨가되는 부가적인 약제 사이의 구별을 위해, 이들 약제는 "부가적인 매싱 약제"라고 지칭될 수 있다. 따라서, 매싱 용액은 물(예를 들어 수도물)로 구성될 수 있으며, 여기에는 하나 이상의 부가적인 매싱 약제가 첨가된다. 매싱 약제는 시작부터 매싱 용액 중에 존재할 수 있거나, 수성 추출물의 제조 공정 중에 그들이 첨가될 수 있다.
상기 부가적인 매싱 약제는 효소일 수 있다. 따라서, 매싱 용액은 하나 이상의 효소를 포함할 수 있다. 상기 효소는 시작부터, 또는 후속적으로 공정 중에 매싱 용액에 첨가될 수 있다.
상기 효소는, 예를 들어 하나 이상의 가수분해 효소일 수 있다. 적합한 효소는 리파아제, 전분 분해 효소(예를 들어 아밀라제), 글루카나제[바람직하게 (1-4)- 및/또는 (1,3;1,4)-β-글루카나제], 및/또는 자일라나제(예컨대 아라비노자일라나제), 및/또는 프로테아제, 또는 전술한 효소 중 하나 이상을 포함하는 효소 혼합물, 예를 들어 Cereflo, Ultraflo, 또는 Ondea Pro(Novozymes)를 포함한다. 예를 들어, 매싱 용액은 하나 이상의 가수분해 효소를 포함할 수 있으며, 여기에서 적어도 하나의 가수분해 효소는 α-아밀라제, β-아밀라제, 한계 덱스트리나제, 풀룰라나제, β-글루카나제, 자일라나제, 글루코아밀라제, 및 프로테아제로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
본 발명의 일 실시 형태에서 매싱 용액은 하기 효소 중 하나 이상을 포함한다:
- β-글루카나제, 예컨대 엔도-(1,3;1,4)-β-글루카나제 또는 엔도-1,4-β-글루카나제.
- 자일라나제, 예컨대 엔도- 또는 엑소-1,4-자일라나제, 아라비노푸라노시다제, 또는 페룰산 에스테라제
- α-아밀라제
- 풀룰라나제 또는 한계 덱스트리나제
- 글루코아밀라제.
매싱 용액에 효소를 첨가할 것인지 여부, 및 어느 효소를 첨가할 것인지에 대한 결정은 사용되는 곡물 종실에 의존할 수 있다. 따라서, 곡물이 낮은 수준의 β-글루칸을 가진 보리 식물인(예를 들어 본 명세서에서 섹션 "보리"에 하기 기재된 바와 같음) 본 발명의 실시 형태에서는, 매싱 용액에 β-글루카나제를 첨가하지 않거나 거의 첨가하지 않을 수 있다.
일 실시 형태에서는 매싱 중에 외인성 프로테아제를 첨가하지 않는 것이 바람직하다. 프로테아제는 효소 활성에 영향을 줄 수 있기 때문에, 프로테아제의 첨가는 덜 바람직할 수 있다. 일 실시 형태에서는 매싱 중에 외인성 리파아제를 첨가하지 않는 것이 바람직하다.
일 실시 형태에서는 수성 추출물의 제조 중에 발아된 곡물 종실(건조물) g 당 최대 700 U, 바람직하게 최대 350 U의 외인성 글루코아밀라제를 사용하는 것이 바람직하다.
일 실시 형태에서는 수성 추출물의 제조 중에 발아된 곡물 종실(건조물) kg 당 최대 400 AGU, 바람직하게 최대 200 AGU의 외인성 글루코아밀라제를 사용하는 것이 바람직하다. AGU의 결정은 제US7060468호에 기재된 바와 같이 수행될 수 있다.
다른 실시 형태에서는 수성 추출물의 제조 중에 사용되는 조합된 외인성 글루코아밀라제 및 α-아밀라제가 발아된 곡물 종실(건조물) g 당 700 U, 바람직하게 350 U를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 조합된 글루코아밀라제 및 α-아밀라제 활성은, 예를 들어 K-CERA 01/12(프로토콜 및 키트는 아일랜드 소재의 Megazyme으로부터 입수가능함)를 사용하여 결정할 수 있다.
일 실시 형태에서는 수성 추출물의 제조 중에 발아된 곡물 종실(건조물) kg 당 최대 20 U의 외인성 풀룰라나제 또는 한계 덱스트리나제를 사용하는 것이 바람직하다.
일 실시 형태에서는 수성 추출물의 제조 중에 발아된 곡물 종실(건조물) kg 당 최대 100 PUN의 풀룰라나제를 사용하는 것이 바람직하다. PUN의 결정은 제US7060468호에 기재된 바와 같이 수행될 수 있다.
상기 부가적인 매싱 약제는 또한 부원료, 예를 들어 발아되지 않은 곡물 종실, 시럽, 또는 당일 수 있다. 부원료가 첨가되는 경우, 예를 들어 밀링 또는 분쇄에 의해 이들 또한 미세하게 분할될 수 있다. 부원료가 곡물 종실, 예를 들어 발아를 적용하지 않은 곡물 종실이라면, 그것은 전형적으로 미세하게 분할되거나 밀링될 수 있다. 부원료가 시럽, 당 등인 경우, 이들은 일반적으로 밀링되지 않을 것이다. 당 또는 시럽과 같은 부원료는 공정 중의 임의의 시간에 매싱 용액에 첨가될 수 있지만; 이러한 부원료는 또한 수성 추출물에, 또는 하기 기재된 바와 같이 음료의 제조 공정 중에 이후에 첨가될 수 있다. 일반적으로, 부원료는 발아된 곡물 종실보다 더 적은 양으로 첨가된다. 따라서, 수성 추출물의 탄수화물의 적어도 50%, 바람직하게 적어도 70%, 예를 들어 적어도 90%는 발아된 곡물 종실로부터 유래되는 반면에, 부원료는 바람직하게 탄수화물의 작은 부분을 차지할 뿐이다. 부원료가 발아되지 않은 곡물 종실이라면, 발아된 곡물 종실은 건조 중량 당 결정할 때 총 곡물 종실의 적어도 50%(w/w), 바람직하게 적어도 70%(w/w), 더욱 바람직하게 적어도 90%(w/w)를 구성하는 것이 바람직하다.
부가적인 매싱 약제는 또한 인공 건조된 몰트일 수 있다. 인공 건조된 몰트를 첨가하는 경우, 예를 들어 밀링 또는 분쇄에 의해 그것 또한 미세하게 분할될 수 있다. 일반적으로, 인공 건조된 몰트는 발아된 곡물 종실보다 더 적은 양으로 첨가된다. 따라서, 발아된 곡물 종실은 건조 중량 당 결정할 때 총 곡물 종실 및 몰트의 적어도 80%(w/w), 바람직하게 적어도 90%(w/w), 더욱 바람직하게 적어도 95%(w/w)를 구성한다. 바람직한 실시 형태에서는, 인공 건조된 몰트를 첨가하지 않는다.
바람직하게 식품 등급 품질의 상기 부가적인 매싱 약제는 또한 염, 예를 들어 CaCl2일 수 있다.
상기 부가적인 매싱 약제는 또한 산, 바람직하게 식품 등급의 산, 예를 들어 H3PO4일 수 있다.
수성 추출물은 일반적으로 하나 이상의 사전결정된 온도(들)에서 미세하게 분할된 발아된 곡물 종실을 매싱 용액 중에 인큐베이션함으로써 제조된다. 상기 사전결정된 온도는 본 명세서에서 "매싱 온도"라고도 지칭될 수 있다. 상기 매싱 온도는, 예를 들어 매싱에 사용되는 종래의 온도일 수 있다.
매싱 온도는 일반적으로 일정하게 유지되거나(등온 매싱) 점진적으로 증가되며, 예를 들어 순차적 방식으로 증가된다. 각각의 경우에, 미세하게 분할된 발아된 곡물 종실 중의 가용성 물질이 상기 매싱 용액 내로 유리됨으로써 수성 추출물을 형성한다.
매싱 온도(들)는 전형적으로 30 내지 90 ℃ 범위, 예컨대 40 내지 85 ℃ 범위, 예를 들어 50 내지 85 ℃ 범위의 온도(들)이다. 매싱 온도는 사용되는 곡물 유형에 따라 선택될 수 있다. 따라서, 곡물 종실이 리폭시게나제(LOX) 활성 및/또는 메틸 메티오닌 트랜스페라제(MMT) 활성의 수준이 낮거나 없는 보리인(본 명세서의 하기 섹션 "보리"의 상세사항 참조) 본 발명의 실시 형태에서, 매싱 온도는 더 낮을 수 있으며, 예를 들어 35 내지 69 ℃의 범위일 수 있다.
매싱 용액 중의 인큐베이션은 임의의 적합한 양의 시간 동안 수행될 수 있다. 매싱 용기 내의 매싱 용액 중의 인큐베이션을 위한 시간은, 예를 들어, 60 내지 300 min의 범위, 예컨대 60 내지 240 min의 범위, 예를 들어 90 내지 300 min의 범위, 예컨대 90 내지 240 min의 범위, 예를 들어 90 내지 270 min의 범위 동안일 수 있다. 예를 들어 매싱 용액 중의 인큐베이션을 위한 상기 시간은 종래의 매싱에 사용되는 임의의 시간일 수 있다. 적합한 매싱의 비-제한적인 일례는 하기와 같다:
(1) 50-60 ℃의 범위, 예컨대 대략 55 ℃의 온도에서, 10 내지 30 min의 범위, 예컨대 대략 15 min 동안 매싱-인(Mashing-in)하는 단계.
(2) 60 내지 70 ℃의 범위, 바람직하게 60　내지 65 ℃의 범위, 예컨대 대략 62 ℃의 온도로, 30 내지 90 min의 범위, 예컨대 대략 60 min 동안 가열하는 단계.
(3) 70 내지 75 ℃의 범위, 예컨대 대략 72 ℃의 온도로, 5 내지 30 min의 범위, 예컨대 대략 15　min 동안 가열하는 단계.
(4) 75 내지 80 ℃의 범위, 바람직하게 75　내지 78 ℃의 범위, 예컨대 대략 78 ℃의 온도로, 5 내지 15 min의 범위, 예컨대 대략 10　min 동안 가열하는 단계.
매싱 용기 내에서 매싱 용액 중에 인큐베이션한 후에 매싱 용액 중의 미세하게 분할된 발아된 곡물 종실을 다른 용기, 예를 들어 여과조에 이전하고 부가적인 시간 동안 승온에서, 예를 들어 70 내지 78 ℃의 범위에서 30 내지 120 min의 범위 동안 인큐베이션할 수 있다.
따라서, 매싱 용액 중의 인큐베이션은 전술한 단계에 부가하여 하기 단계 (5) 또한 포함할 수 있다:
(5) 70 내지 78 ℃의 범위, 바람직하게 75　내지 78 ℃의 범위, 예컨대 대략 78 ℃의 온도로, 30 내지 120 min의 범위, 예컨대 대략 60　min 동안 가열하는 단계.
유용한 매싱 온도 및 시간의 비-제한적인 일례를 본 명세서의 도 5에 나타낸다. 최초 대략 120 min 동안의 인큐베이션은, 예를 들어 매싱 용기 내에서 수행될 수 있는 반면에, 나머지의 인큐베이션은, 예를 들어 다른 용기 내에서 수행될 수 있다. 다른 비-제한적인 예는 양조에 관한 문헌, 예를 들어 문헌[Briggs et al. (supra)] 및 문헌[Hough et al. (supra)]에서 확인할 수 있다.
매싱 용액 중의 인큐베이션 후에, 수성 추출물은 전형적으로, 예를 들어 여과를 통해 수성 추출물 및 용해되지 않은 잔여 고체 입자로 분리될 수 있으며, 후자는 "소모 종실"이라고도 표기된다. 여과는, 예를 들어 여과조에서 수행될 수 있다. 대안적으로, 여과는 매시 필터를 통한 여과일 수 있다. 그렇게 얻어진 수성 추출물은 "제1 맥아즙"이라고도 표기될 수 있다.
부가적인 액체, 예컨대 물을 스파징(sparging)이라고도 표기되는 공정 중에 소모 종실에 첨가할 수 있다. 스파징 및 여과 후에, "제2 맥아즙"이 얻어질 수 있다. 절차를 반복함으로써 추가의 맥아즙을 제조할 수 있다.
따라서, 수성 추출물은 맥아즙, 예를 들어 제1 맥아즙, 제2 맥아즙, 추가의 맥아즙, 또는 그의 조합일 수 있다.
수성 추출물
본 발명의 방법에 의해 제조된 수성 추출물은 본 섹션에 기재된 특성을 포함하나 이로 제한되지 않는 다수의 유용한 특성을 나타낼 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 수성 추출물에 여과 단계를 적용할 수 있다. 따라서, 맥아즙이 양호한 여과성을 나타내는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 고도로 점성인 액체를 여과하는 것은 기술적으로 난제일 수 있으며, 이는 수성 추출물이 낮은 점도를 나타내는 것이 바람직할 수 있는 이유이다.
여과성은 다수의 방식으로 결정할 수 있다. 일 실시 형태에서 여과성은, 여과지가 장착된 여과 깔때기를 통해 1 h 동안 여과한 후에 얻어지는 액체의 양으로서 결정된다. 바람직하게 수성 추출물은 100 g의 미세하게 분할된 곡물 종실을 포함하는 400 mL의 매싱 용액을 상기 여과 깔때기에 첨가하는 경우, 적어도 250 mL의 여과성을 나타낸다. 여과성은 또한, 상기 깔때기에 첨가된 수성 추출물의 액체의 부피에 비교한, 상기 기재된 바와 같이 60 min 동안 여과한 후에 얻어진 액체의 부피의 백분율로서 결정될 수 있다. 따라서, 여과성은 적어도 50%, 예컨대 적어도 60%(v/v)일 수 있다. 특히, 여과성은 본 명세서에서 실시예 3에 하기 기재된 바와 같이 결정될 수 있다.
여과성은 종종 β-글루칸의 수준에 의존할 수 있다. 따라서, β-글루칸의 수준이 너무 높지 않은 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어 수성 추출물은 최대 200 mg/L, 바람직하게 최대 150 mg/L의 β-글루칸을 포함할 수 있다.
수성 추출물이 적절한 수준의 발효성 당을 포함하는 것이 또한 바람직하다. 특히 수성 추출물이 L 당 적어도 10 g, 예컨대 적어도 15 g의 말토스를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 수성 추출물이 °플라토 당 적어도 1 g/L의 말토스를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 수성 추출물이 L 당 적어도 1 g, 예컨대 적어도 2 g의 글루코스를 포함하는 것이 또한 바람직할 수 있다.
맥아즙이 양호한 효모 생존율을 얻기에 충분히 높은 수준으로 유리 아미노 질소(FAN)를 함유하는 것이 일반적으로 바람직한 반면에, 매우 높은 수준은 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 수성 추출물이 150 내지 400 mg/L 범위, 예컨대 150 내지 300 mg/L 범위, 예를 들어 150 내지 250 mg/L 범위의 FAN을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
맥아즙이 높은 수준의 아미노산 발린을 함유하는 것이 일반적으로 바람직한데, 이는 그것이 원치 않는 디아세틸 형성의 가능성을 감소시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 수성 추출물이 적어도 55 mg/L, 예를 들어 적어도 60 mg/L의 발린을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 일 실시 형태에서, 수성 추출물은 적어도 65 mg/L의 발린을 포함한다.
전술한 당, FAN, 및 아미노산의 수준은 바람직하게 임의의 발효 전의 수성 추출물 내의 수준이다.
음료의 제조
일부 실시 형태에서, 본 발명의 방법은 또한 본 발명의 방법에 의해 제조된 수성 추출물을 음료로 가공하는 단계를 포함한다.
수성 추출물을 호프(hop)의 존재 또는 부재 하에 끓일 수 있으며, 그 후에는 그것을 끓인 맥아즙이라고 지칭할 수 있다.
제1, 제2, 및 추가의 맥아즙을 조합하고, 이후에 가열하거나 끓이는 단계를 적용할 수 있다. 수성 추출물은 임의의 적합한 양의 시간, 예를 들어 60 min 내지 120 min의 범위 동안 가열하거나 끓일 수 있다. 가열하거나 끓이는 단계 중에 증발로 인해 수성 추출물의 부피가 감소할 수 있다. 수성 추출물의 부피가 8% 미만 만큼, 바람직하게 5% 미만 만큼 감소하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 에너지 소모를 유의적으로 감소시킬 수 있다.
음료는 수성 추출물의 발효에 의해, 예를 들어 맥아즙의 발효에 의해 제조될 수 있다. 따라서, 음료는 효모를 이용하는 수성 추출물의 발효에 의해 제조될 수 있다.
일 실시 형태에서, 음료는 알코올성 음료, 예컨대 맥주일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 음료는 발아된 곡물 종실을 기반으로 하는 비-알코올성 음료일 수 있다. 비-알코올성 음료는, 예를 들어 비-알코올성 맥주 또는 다른 종류의 비-알코올성 음료, 예컨대 몰티나(maltina)일 수 있다.
바람직한 일 실시 형태에서 음료는 맥주이고, 예를 들어 맥주는 라거 맥주 또는 에일일 수 있다. 따라서 맥주는, 예를 들어 알트비어(Altbier), 앰버 에일(Amber ale), 발리 와인(Barley wine), 베를리너 바이세(Berliner weisse), 비어 드 가르데(Biere de Garde), 비터(Bitter), 블론드 에일(Blonde Ale), 보크(Bock), 브라운 에일(Brown ale), 캘리포니아 커먼(California Common), 크림 에일(Cream Ale), 도르트문더 엑스포트(Dortmunder Export), 도펠보크(Doppelbock), 던켈(Dunkel), 던켈바이젠(Dunkelweizen), 아이스보크(Eisbock), 프루트 램빅(Fruit lambic), 골든 에일(Golden Ale), 고세(Gose), 구에즈(Gueuze), 헤페바이젠(Hefeweizen), 헬레스(Helles), 인디아 페일 에일(India pale ale), 콜쉬(Kolsch), 램빅(Lambic), 라이트 에일(Light ale), 마이보크(Maibock), 몰트 리커(Malt liquor), 마일드(Mild), 마르젠비어(Marzenbier), 올드 에일(Old ale), 우드 브루인(Oud bruin), 페일 에일(Pale ale), 필스너(Pilsener), 포터(Porter), 레드 에일(Red ale), 로젠비어(Roggenbier), 세종(Saison), 스카치 에일(Scotch ale), 스팀 비어(Steam beer), 스타우트(Stout), 슈바르츠비어(Schwarzbier), 라거, 윗비어(Witbier), 바이스비어(Weissbier), 및 바이젠보크(Weizenbock)로 구성된 그룹 중에서 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 수성 추출물은 인공 건조를 적용하지 않은 발아된 곡물 종실로부터 제조된다. 인공 건조되지 않은 발아된 곡물 종실은 일반적으로 더 밝은 색상을 나타내며, 따라서 본 발명의 방법은 더 담색인 맥주의 제조에, 특히 라거 맥주의 제조에 특히 유용하다. 본 발명의 방법에 의해, 예를 들어 섹션 "음료의 제조"에 기재된 바와 같이 매싱 중에 하나 이상의 인공 건조된 몰트를 첨가함으로써, 더 농색인 맥주 또한 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 음료의 제조 방법에 관한 것이다:
- 본 발명에 따른 방법에 의해 수성 추출물을 제조하는 단계.
- 상기 추출물을 음료로 가공하는 단계.
본 발명의 방법에 따라 알코올성 음료(예컨대 맥주)를 발아된 곡물 종실로부터 제조할 수 있다. 발아된 곡물 종실은, 호프 및 효모에 부가하여, 맥주의 풍미 및 색상에 기여한다.
일단 수성 추출물이 제조되었으면, 종래의 양조 방법을 포함하는 임의의 방법에 의해 그것을 맥주로 가공할 수 있다. 적합한 양조 방법의 예의 비-제한적인 설명은, 예를 들어 문헌[Briggs et al. (1981)] 및 문헌[Hough et al. (1982)]에 의한 간행물에서 확인할 수 있다. 보리 및 맥주 산물의 분석을 위한 정기적으로 업데이트되는 다수의 방법, 예를 들어, 미국 곡물 화학 협회(American Association of Cereal Chemists)(1995), 미국 양조 화학 협회(American Society of Brewing Chemists)(1992), 유럽 양조장 협약(European Brewery Convention)(1998), 및 양조 협회(Institute of Brewing)(1997)가 이용가능하나 이로 제한되지 않는다. 주어진 양조장에 대해 다수의 특이적 절차가 채용되며, 가장 유의적인 변동은 지역 소비자 선호도에 관련된다는 것이 인정된다. 임의의 이러한 맥주 생산 방법이 본 발명과 함께 사용될 수 있다.
수성 추출물로부터 맥주를 생산하는 제1 단계는 본 명세서에 상기 기재된 바와 같이 상기 수성 추출물을 가열하는 단계에 이어서, 냉각 및 임의로 월풀 휴식의 후속 단계를 바람직하게 수반한다. 하나 이상의 부가적인 화합물, 예를 들어 섹션 "부가적인 화합물"에 하기 기재된 부가적인 화합물 중 하나 이상을 수성 추출물에 첨가할 수 있다. 냉각된 후에 수성 추출물을 효모, 예를 들어 양조 효모, 예컨대 S. 파스토리아누스(S. pastorianus) 또는 S. 세레비시아(S. cerevisiae)를 함유하는 발효 탱크에 이전할 수 있다. 수성 추출물은 임의의 적합한 기간, 일반적으로 1 내지 20, 예컨대 1 내지 10 d의 범위 동안 발효될 수 있다. 발효는 임의의 유용한 온도에서, 예를 들어 10 내지 20 ℃ 범위의 온도에서 수행된다. 본 방법은 또한 하나 이상의 효소의 첨가를 포함할 수 있으며, 예를 들어 발효 전 또는 발효 중에 하나 이상의 효소를 맥아즙에 첨가할 수 있다. 특히, 상기 효소는 프롤린-특이적 엔도프로테아제일 수 있다. 프롤린-특이적 엔도프로테아제의 비-제한적인 예는 DSM으로부터 입수가능한 "Brewer's Clarex"이다. 다른 실시 형태에서는, 방법 중에 외인성 효소를 첨가하지 않는다.
수일 길이의 발효 공정 중에, 부수적으로 일부 풍미 물질의 발생과 함께, 당은 알코올 및 CO2로 전환된다. 발효는 임의의 바람직한 시간에, 예를 들어 일단 %P의 추가의 하락이 관찰되지 않으면 종료될 수 있다.
후속적으로, 맥주를 추가로 가공할 수 있으며, 예를 들어 냉장할 수 있다. 그것은 또한 여과 및/또는 라거링(좋은 향을 발생시키고 효모-유사 풍미를 경감시키는 공정)될 수 있다. 첨가제 또한 첨가할 수 있다. 추가로, CO2를 첨가할 수 있다. 최종적으로, 맥주를 포장(예를 들어 용기 또는 케그에 이전하거나, 병입하거나, 캔에 넣음)하기 전에 그것을 저온살균 및/또는 여과할 수 있다. 맥주는 또한 표준 방법에 의해 저온살균될 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 생산된 맥주는 전형적으로 좋은 맛을 나타내며, 떫은 맛이 없거나 거의 없다. 예를 들어, 전문가 맥주 감식 패널에 의해 맛을 분석할 수 있다.
보리
본 발명의 바람직한 실시 형태에서 본 발명의 방법과 함께 사용될 곡물 종실은 보리 종실이다.
상기 종실은 임의의 보리 식물의 종실일 수 있다. 그러나, 일부 실시 형태에서, 보리 식물은 하나 이상의 특이적 특징, 예를 들어, 본 명세서에 하기 기재된 바와 같은 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다양한 특징이 개별적으로 본 명세서에 하기 논의되지만, 본 발명의 보리 식물은 이들 특징의 조합을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 보리는 쌀보리 품종(var.)일 수 있다. 보리가 천연적으로 얇은 겉껍질을 가진 보리 품종, 예컨대 품종 애드머럴(Admiral)인 것 또한 본 발명 내에 포함된다. 예를 들어, 겉껍질은 종실 및 겉껍질의 총 중량의 7% 미만을 구성할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 매싱 중에 얻어진 수성 추출물이 매시 혼합물의 양호한 여과성을 가능하게 하기에 충분히 낮은 점도를 나타내는 것이 바람직하다. 또한 상기 상세하게 기재된 바와 같이, 가용성 β-글루칸은 수성 추출물의 높은 점도에 기여할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시 형태에서는, 곡물 식물 - 및 특히 β-글루칸의 낮은 수준, 예를 들어 β-글루칸의 부재, 예컨대 검출 수준 미만인 β-글루칸의 수준을 나타내는 보리 식물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이들 보리 식물은 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어, β-글루칸 신타아제를 암호화하는 유전자 내에 돌연변이를 보유하는 보리 식물을 포함한다. 상기 유전자는 제US2012/0030784호에 기술된 서열 번호 2의 폴리펩티드를 암호화하는 유전자일 수 있다. 예를 들어, 보리 식물은 제US2012/0030784호의 서열 번호 1 또는 서열 번호 18에 기술된 바와 같이 β-글루칸-결핍 유전자를 포함하는 보리일 수 있다. 보리 식물은 또한 매우 낮은 수준의 (1,3;1,4)-β-글루칸(문헌[Taketa et al., 2011]에 기재된 바와 같음)을 가진 보리 종실을 유발하는 침묵 CslF6 유전자를 함유하는 것일 수 있다.
보리 식물은 또한 낮은 수준의 LOX 활성을 나타내는 보리 식물일 수 있다. 이러한 보리 식물은 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어, LOX-1을 암호화하는 유전자 내에 돌연변이를 보유하는 보리 식물을 포함한다. 예를 들어, 보리 식물은 제WO　02/053721호, 제WO　2005/087934호, 및 제WO　2004/085652호에 기재된 LOX-1 유전자 내의 돌연변이 중 임의의 것을 보유하는 보리 식물일 수 있다.
보리 식물은 또한 리폭시게나제 1(LOX-1)을 암호화하는 유전자 및/또는 LOX-2를 암호화하는 유전자 내에 돌연변이를 보유하는 보리 식물일 수 있다. 예를 들어, 보리 식물은 제WO 2010/075860호에 기재된 LOX-1 및 LOX-2 유전자 내의 돌연변이 중 임의의 것을 보유하는 보리 식물일 수 있다.
보리 식물은 또한 낮은 수순의 MMT 활성을 나타내는 보리 식물일 수 있다. 이러한 보리 식물은 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어, MMT를 암호화하는 유전자 내에 돌연변이를 보유하는 보리 식물을 포함한다. 구체적으로, 보리 식물은 제WO　2010/063288호에 기재된 MMT 유전자 내의 돌연변이 중 임의의 것을 보유하는 보리 식물일 수 있다. 보리 식물은 또한 제WO　2011/150933호에 기재된 보리 식물 중 임의의 것일 수 있다.
보리 식물은 또한 증가된 GA 신호전달을 특징으로 하는 보리 식물일 수 있다. 특히, 보리 식물은 DELLA 단백질을 암호화하는 Slender1 유전자 내에 돌연변이를 보유하는 보리 식물일 수 있다. 예를 들어, 보리 식물은 문헌[Chandler et al., Journal of Experimental Botany, Vol. 64, No. 6, pp. 1603-1613, 2013, doi:10.1093/jxb/ert022]에 의해, 예를 들어 그 안의 표 1에 기재된 돌연변이 중 임의의 것을 보유하는 보리 식물일 수 있다. 예를 들어, 보리 식물은 Slender1 유전자 내에 돌연변이를 보유함으로써 돌연변이체 DELLA 단백질을 암호화하는 돌연변이체 Slender1 유전자를 유발할 수 있으며, 여기에서 상기 돌연변이체 DELLA 단백질은 아미노산 번호 46, 490, 280, 268, 271, 277, 231, 481, 282, 277, 227, 485, 또는 237 중 하나 이상 내의 돌연변이, 예를 들어 G46E, S490F, R268H, G271D, A277T, V231M, R481H, V282F, A277T, G227E, S485F, 및 C237Y로 구성된 그룹 중에서 선택된 돌연변이를 보유한다. 아미노산 번호화는 Genbank 등록 번호 AK372064 또는 AF035820(2013년 2월 4일 현재 버전) 하에 입수가능한 DELLA 단백질의 서열에 관련하여 제공된다.
음료
본 발명에 따른 수성 추출물을 음료로 가공함으로써 제조되는 음료는 본 섹션에 기재된 특성을 포함하나 이로 제한되지 않는 다수의 유용한 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 음료가 가능한 한 적은 디아세틸을 함유하는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 음료가 라거 맥주에서 이취로 간주되는 한계점 미만인 수준으로 디아세틸을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 바람직하게, 음료는 최대 30 ppb의 디아세틸, 더욱 바람직하게 최대 25 ppb의 디아세틸, 더욱 더 바람직하게 최대 20 ppb의 디아세틸을 포함한다. 음료가 맥주, 예를 들어 라거 맥주인 경우에 특히 그러하다.
본 발명에 따른 음료는, 예를 들어 임의로 발효된 본 명세서에 기재된 바와 같은 수성 추출물일 수 있다. 따라서, 음료는 상기 수성 추출물 또는 발효된 수성 추출물 및 임의로 하나 이상의 부가적인 화합물을 포함하거나 이로 구성될 수 있다. 상기 부가적인 화합물은, 예를 들어 본 명세서에서 섹션 "부가적인 화합물"에 하기 기재된 부가적인 화합물 중 임의의 것일 수 있다.
부가적인 화합물
본 발명의 방법은 하나 이상의 부가적인 화합물을 첨가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 부가적인 화합물은, 예를 들어 풍미 화합물, 방부제, 기능성 성분, 색상, 감미료, pH 조절제, 또는 염일 수 있다. pH 조절제는, 예를 들어 완충제 또는 산, 예컨대 인산일 수 있다.
기능성 성분은 주어진 기능을 얻기 위해 첨가되는 임의의 성분일 수 있다. 바람직하게 기능성 성분은 음료를 더 건강에 좋게 만든다. 기능성 성분의 비-제한적인 예는 비타민 또는 무기질을 포함한다.
방부제는 임의의 식품 등급 방부제일 수 있으며, 예를 들어 그것은 벤조산, 소르브산, 소르베이트(예를 들어 포타슘 소르베이트), 설파이트 및/또는 그의 염일 수 있다.
부가적인 화합물은 또한 CO2일 수 있다. 특히, 탄산화된 음료를 얻기 위해 CO2를 첨가할 수 있다.
본 발명과 함께 사용할 풍미 화합물은 임의의 유용한 풍미 화합물일 수 있다. 풍미 화합물은, 예를 들어 향, 식물 추출물, 식물 농축물, 식물 부분, 및 허브차로 구성된 그룹 중에서 선택될 수 있다. 특히 풍미 화합물은 호프일 수 있다.
항목
본 발명은 하기 항목에 의해 추가로 기재될 수 있다:
1. 하기 단계를 포함하는, 곡물의 수성 추출물을 생산하는 방법:
a. 곡물의 종실을 제공하는 단계;
b. 종실이 적어도 35%의 물 함량을 나타낼 때까지 상기 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 적어도 하나의 단계로서, 여기에서 h 당 곡물 종실 건조 중량 kg 당 적어도 2 L의 O2를 상기 수용액에 통과시킴으로써, 발아된 종실을 생산하는 단계;
c. 상기 발아된 종실이 적어도 35%의 물 함량을 나타내는 동안에 상기 발아된 종실을 미세하게 분할하는 단계;
d. 상기 밀링된(milled) 발아된 종실의 수성 추출물을 제조함으로써 곡물의 수성 추출물을 생산하는 단계.
2. 하기 단계를 포함하는, 곡물의 수성 추출물을 생산하는 방법:
a. 곡물의 종실을 제공하는 단계;
b. 곡물 종실에 발아 단계를 적용함으로써 발아된 종실을 수득하는 단계로서, 여기에서 상기 발아 단계는 종실이 적어도 30%의 물 함량을 나타낼 때까지 상기 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계를 포함하고, 여기에서 h 당 곡물 종실 건조 중량 kg 당 적어도 2 L의 O2를 상기 수용액에 통과시키는 단계;
c. 상기 발아된 종실이 적어도 20%의 물 함량을 나타내는 동안에 상기 발아된 종실을 미세하게 분할하며; 단, 상기 곡물 종실은 단계 b)와 단계 c) 사이의 임의의 시간에 20% 미만의 물 함량을 나타내지 않는 단계,
d. 상기 밀링된 발아된 종실의 수성 추출물을 제조함으로써 곡물의 수성 추출물을 생산하는 단계.
3. 제1 항목 또는 제2 항목에 있어서, 20 내지 72 h의 범위 동안 상기 종실을 상기 수용액 중에 인큐베이션하는 방법.
4. 제1 항목 내지 제3 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 전체 발아 단계 동안에 곡물의 종실을 수용액 중에 침수시키는 방법.
5. 제1 항목 내지 제4 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 곡물의 종실을 수용액 중에 침수시키며, 여기에서 h 당 곡물 종실 건조 중량 kg 당 적어도 2 L의 O2를 24 내지 60 h의 범위 동안, 바람직하게 40 내지 55 h의 범위 동안 상기 수용액에 통과시키는 방법.
6. 제1 항목 내지 제3 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아 단계가 하기 단계를 포함하는 방법:
i. 상기 종실을 수용액 중에 인큐베이션하며, 여기에서 h 당 곡물 종실 건조 중량 kg 당 적어도 2 L의 O2를 상기 수용액에 통과시키는 적어도 하나의 단계; 및
ii. 상기 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션하는 적어도 하나의 단계.
7. 제6 항목에 있어서, 상기 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 상기 적어도 하나의 단계가 16 내지 40 h의 범위 동안, 바람직하게 20 내지 30 h의 범위 동안 수행되는 방법.
8. 제6 항목 또는 제7 항목에 있어서, 상기 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션하는 단계가 폭기 하에 수행되는 방법.
9. 제6 항목 내지 제8 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션하는 단계가 18 내지 50 h의 범위 동안, 더욱 바람직하게 18 내지 38 h의 범위 동안, 예를 들어 22 내지 35 h의 범위 동안 수행되는 방법.
10. 제1 항목 내지 제9 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 전체 발아 단계가 72 h를 초과하지 않으며, 더욱 바람직하게 60 h를 초과하지 않고, 더욱 더 바람직하게 54 h를 초과하지 않는 방법.
11. 제1 항목 내지 제10 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 수용액이 물인 방법.
12. 제1 항목 내지 제11 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 지베렐린산(GA)을 수용액에 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
13. 제12 항목에 있어서, 상기 GA가 적어도 100 nM, 예를 들어 적어도 1000 nM의 농도로 수용액에 첨가되는 방법.
14. 제1 항목 내지 제13 항목 중 어느 한 항목에 있어서, h 당 곡물 종실의 건조 중량 kg 당 적어도 3 L, 더욱 바람직하게 적어도 4 L, 더욱 더 바람직하게 적어도 5 L, 더욱 더 바람직하게 적어도 6 L의 O2를 상기 수용액에 통과시키는 방법.
15. 제1 항목 내지 제14 항목 중 어느 한 항목에 있어서, h 당 곡물 종실 kg 당 적어도 20 g의 O2, 더욱 바람직하게 곡물 종실 kg 당 적어도 30 g의 O2, 더욱 더 바람직하게 곡물 종실 kg 당 적어도 40 g의 O2, 예를 들어 곡물 종실 kg 당 40 내지 100 g 범위의 O2, 예컨대 곡물 종실 kg 당 40 내지 80 g 범위의 O2, 예를 들어 곡물 종실(건조물) kg 당 60 g 범위의 O2를 상기 수용액/곡물 종실 혼합물에 통과시키는 방법.
16. 제1 항목 내지 제15 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 O2가 기체 혼합물 내에 포함되는 방법.
17. 제16 항목에 있어서, 기체 혼합물이 대기인 방법.
18. 제1 항목 내지 제17 항목 중 어느 한 항목에 있어서, h 당 곡물 종실 건조 중량 kg 당 적어도 10 L, 바람직하게 적어도 15 L, 더욱 바람직하게 적어도 20 L, 더욱 더 바람직하게 적어도 25 L, 더욱 더 바람직하게 적어도 30 L의 대기를 상기 수용액에 통과시키는 방법.
19. 제1 항목 내지 제18 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 수용액이 소포제를 추가로 포함하는 방법.
20. 제1 항목 내지 제19 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 인큐베이션이 15 내지 30 ℃ 범위의 온도에서, 바람직하게 대략 25 ℃에서 수행되는 방법.
21. 제1 항목 내지 제20 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 단계 b 중에 종실이 동일한 용기 내에 잔류하는 방법.
22. 제1 항목 내지 제21 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 곡물 종실을 그들이 적어도 35%, 예컨대 적어도 37%의 물 함량을 나타낼 때까지 상기 수용액 중에 인큐베이션하는 방법.
23. 제1 항목 내지 제22 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 단계 a에서 제공된 종실이 항미생물제로 처리된 방법.
24. 제23 항목에 있어서, 항미생물제가 과산화물, 예컨대 과산화수소인 방법.
25. 제1 항목 내지 제24 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 지근 제거 단계를 포함하지 않는 방법.
26. 제1 항목 내지 제25 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 곡물이 표피가 있는 곡물, 예를 들어 겉보리인 방법.
27. 제26 항목에 있어서, 상기 종실을 수용액 중에 인큐베이션하기 전에 상기 표피의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는 방법.
28. 제27 항목에 있어서, 상기 표피의 제거가 곡물 종실의 총 중량의 1 내지 4% 범위의 손실, 예컨대 1.5 내지 3.0% 범위의 손실을 유발하는 방법.
29. 하기 단계를 포함하는, 곡물의 수성 추출물을 생산하는 방법:
A. 적어도 35%의 물 함량을 나타내는 곡물의 발아된 종실을 제공하는 단계;
B. 상기 발아된 종실이 적어도 35%의 물 함량을 나타내는 동안에 상기 발아된 종실을 미세하게 분할하는 단계;
C. 상기 밀링된 발아된 종실의 수성 추출물을 제조함으로써 곡물의 수성 추출물을 생산하는 단계.
30. 하기 단계를 포함하는, 곡물의 수성 추출물을 생산하는 방법:
A. 적어도 20%의 물 함량을 나타내는 곡물의 발아된 종실을 제공하는 단계로서, 단, 상기 곡물 종실은 발아 후의 임의의 시간에 20% 미만의 물 함량을 나타내지 않는 단계;
B. 상기 발아된 종실이 적어도 20%의 물 함량을 나타내는 동안에 상기 발아된 종실을 미세하게 분할하는 단계;
C. 상기 밀링된 발아된 종실의 수성 추출물을 제조함으로써 곡물의 수성 추출물을 생산하는 단계.
31. 제1 항목 내지 제30 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 곡물 종실이 상기 곡물 종실을 미세하게 분할하는 시간에 적어도 25%, 더욱 더 바람직하게 적어도 30%, 더욱 더 바람직하게 적어도 35%의 물 함량을 나타내는 방법.
32. 제1 항목 내지 제31 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 곡물 종실이 발아 단계의 완료와 상기 곡물 종실을 미세하게 분할하는 시간 사이의 임의의 시간에 25% 미만, 더욱 더 바람직하게 30% 미만, 더욱 더 바람직하게 35% 미만의 물 함량을 나타내지 않는 방법.
33. 제1 항목 내지 제32 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 곡물이 보리인 방법.
34. 제33 항목에 있어서, 보리가 쌀보리 또는 얇은 겉껍질을 가진 보리 품종인 방법.
35. 제1 항목 내지 제32 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 곡물이 표피가 없는 곡물, 예를 들어 밀 또는 쌀보리인 방법.
36. 제1 항목 내지 제33 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 곡물이 표피가 있는 곡물, 예컨대 겉보리인 방법.
37. 제1 항목 내지 제36 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 곡물이 하기 중 하나 이상을 특징으로 하는 보리인 방법:
A. β-글루칸 신타아제를 암호화하는 유전자 내에 돌연변이를 보유함
B. LOX-1을 암호화하는 유전자 내에 돌연변이를 보유함
C. LOX-2를 암호화하는 유전자 내에 돌연변이를 보유함
D. MMT를 암호화하는 유전자 내에 돌연변이를 보유함; 및/또는
E. DELLA를 암호화하는 유전자 내에 돌연변이를 보유함.
38. 제1 항목 내지 제37 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 종실이 건조 중량 기준으로 적어도 4 U/g, 바람직하게 적어도 30 U/g 곡물 종실의 α-아밀라제 활성을 나타내는 방법.
39. 제1 항목 내지 제38 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 종실이 건조 중량 기준으로 적어도 100 U/g 곡물 종실의 α-아밀라제 활성을 나타내는 방법.
40. 제1 항목 내지 제39 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 종실이 건조 중량 기준으로 적어도 5 U/g 곡물 종실의 β-아밀라제 활성을 나타내는 방법.
41. 제1 항목 내지 제40 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 종실이 건조 중량 기준으로 적어도 5 mU/g 종실의 한계 덱스트리나제 활성을 나타내는 방법.
42. 제1 항목 내지 제41 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 종실이 발아된 곡물 종실(건조물) 100 g 당 최대 4 g의 지근(건조물)을 포함하는 방법.
43. 제1 항목 내지 제42 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 종실이 발아된 곡물 종실(건조물) 100 g 당 최대 2 g의 지근(건조물)을 포함하는 방법.
44. 제1 항목 내지 제43 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 종실이 그들을 미세하게 분할하는 단계 직전에 최대 0.15 ㎍/kg, 바람직하게 최대 0.12 ㎍/kg, 예를 들어 최대 0.10 ㎍/kg 곡물 종실(건조물)의 니트로아민 함량을 나타내는 방법.
45. 제1 항목 내지 제44 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 단계 C가 상기 밀링된 발아된 종실을 50 내지 80 ℃ 범위의 온도에서 매싱 용액으로 매싱하는 단계를 포함하는 방법.
46. 제45 항목에 있어서, 상기 매싱이 하나 이상의 첨가된 가수분해 효소(들)의 존재 하에 수행되는 방법.
47. 제46 항목에 있어서, 적어도 하나의 가수분해 효소가 α-아밀라제, β-아밀라제, 한계 덱스트리나제, 풀룰라나제, β-글루카나제, 자일라나제, 글루코아밀라제, 및 프로테아제를 포함하나 이로 제한되지 않는 세포벽- 및 전분-분해 효소로 구성된 그룹 중에서 선택되는 방법.
48. 제45 항목에 있어서, 상기 매싱이 적어도 하나의 β-글루카나제 및 적어도 하나의 자일라나제의 존재 하에 수행되는 방법.
49. 제45 항목 내지 제48 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 곡물 종실 g(건조 중량) 당 최대 700 U, 바람직하게 최대 350 U의 외인성 글루코아밀라제 및/또는 α-아밀라제가 상기 매싱 중에 첨가되는 방법.
50. 제45 항목 내지 제49 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 발아된 곡물 종실 g(건조 중량) 당 최대 100 PUN의 외인성 풀룰라나제가 상기 매싱 중에 첨가되는 방법.
51. 제45 항목, 제46 항목, 제49 항목, 및 제50 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 곡물이 종실 내의 낮은 β-글루칸 수준을 특징으로 하며, 여기에서 β-글루카나제는 매싱 중에 첨가되지 않는 방법.
52. 제1 항목 내지 제51 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 수성 추출물을 여과하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
53. 제1 항목 내지 제52 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 수성 추출물이 적어도 50%, 예컨대 적어도 60%의 여과성을 나타내는 방법.
54. 제1 항목 내지 제53 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 수성 추출물이 최대 200 mg/L의 β-글루칸을 포함하는 방법.
55. 제1 항목 내지 제54 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 수성 추출물이 L 당 적어도 10 g, 예컨대 적어도 15 g의 말토스를 포함하는 방법.
56. 제1 항목 내지 제55 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 수성 추출물이 150 내지 400 mg/L 범위의 FAN을 포함하는 방법.
57. 제1 항목 내지 제56 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 수성 추출물이 적어도 60 mg/L, 바람직하게 적어도 65 mg/L의 발린을 포함하는 방법.
58. 제1 항목 내지 제57 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 인공 건조 단계를 포함하지 않는 방법.
59. 하기 단계를 포함하는, 음료를 생산하는 방법:
i. 제1 항목 내지 제58 항목 중 어느 한 항목에 따른 방법에 의해 수성 추출물을 제조하는 단계;
ii. 상기 추출물을 음료로 가공하는 단계.
60. 제59 항목에 있어서, 단계 ii가 하기 단계를 포함하는 방법:
a. 임의로 호프 또는 호프 추출물의 존재 하에 상기 수성 추출물을 가열하는 단계;
b. 수성 추출물을 냉각시키는 단계;
c. 상기 수성 추출물을 효모와 함께 발효시킴으로써 발효된 음료를 생산하는 단계.
61. 제60 항목에 있어서, 단계 a 또는 단계 b 후에 수행되는 침강 단계를 추가로 포함하는 방법.
62. 제1 항목 내지 제61 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 전체 방법이 하나의 장소에서 수행되는 방법.
63. 제59 항목 내지 제62 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 음료가 최대 25, 예컨대 최대 20 ppb의 디아세틸을 포함하는 방법.
실시예
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 예시된다. 그러나 이들이 본 발명에 대한 제한으로 간주되어서는 안된다. 본 명세서의 하기 실시예에 사용된 보리 샘플은 모두 하기와 같이 분석되었다:
- 발아 시험
실시예에 사용된 모든 보리 샘플을 파라미터 발아 지수, 발아 에너지, 및 물 감수성에 대해 평가하였다. 문헌[Analytica-EBC Method 3.6.2 Germinative Energy of Barley(BRF Method)]에 따라 데이터는 4-mL 발아 시험에 대한 100개의 보리 종실의 샘플 크기, 및 8-mL 발아 시험에 대한 100개의 보리 종실의 샘플 크기를 기준으로 하였다.
- 보리 샘플의 특성화
* Data Count JR 기기를 사용하여 자동 계수에 의해 1000개의 커널 중량을 결정하였고, 한편 크기 분별은 4개 부류의 상이한 종실에 대해 하기 (X)로 조정된 Pfeuffer Sortimat K3을 이용하였다: X>2.8 mm; 2.8<X>2.5 mm; 2.5<X>2.2 mm; X<2.2 mm. 크기 분별 데이터는 100-g 종실 샘플을 기준으로 계산하였다.
* 보리 샘플의 단백질, 물, 및 전분 함량은 보리 보정(FOSS BY213271; 덴마크 소재의 Foss에 의해 제공됨)을 사용하는 Foss 1241 NIT 기기를 사용하여 결정하였다. 수용액 중의 인큐베이션 전에(예를 들어 24 h), 보리 보정 Foss BY303300(덴마크 소재의 Foss)을 사용하는 Foss 1241 NIT 기기를 사용하여 100-g 종실 샘플의 물 함량을 재-결정하였다.
* 먼저 상응하는 보리 샘플의 중량을 측정한 후에, 상기 샘플을 건조시키고 건조된 샘플의 중량을 결정함으로써, 종실의 물 함량을 결정하였다. 습윤 및 건조 샘플의 중량의 차이가 물로 간주되며, 물 함량은 샘플(습윤 샘플)의 총 중량으로 나눈 물의 중량과 동일하다.
- 발아된 종실의 분석
발아된 종실의 샘플을 하기 파라미터(w/w)에 대해 시험하였다: 물 함량, 단백질 함량, 가용성 단백질, 및 몰트 샘플의 추출물. Foss(덴마크 소재; 보정 MA000010)에 의해 제공된 데이터에 따라 보정된 Foss 1241 NIT 기기를 사용하여 값을 결정하였다.
실시예 1. 단일-단계 침지 및 발아
실험실-규모 실험에서, 1 kg의 건조 보리 종실을 Plexiglass 실린더에 넣고 종실의 컬럼 아래로부터 대기로 일정하게 폭기하였다. 사용된 장비의 개략도가 본 명세서의 도 8에 제공되어 있다. 변화하는 수준의 대기로 상이한 기간 동안 아래로부터 종실을 폭기하였으며, 그 동안에 표 1에 나타낸 바와 같이 종실 수분 함량이 상승하였고 발아가 개시된다. 도면 범례에 표시된 바와 같은 상이한 보리 품종을 본 분석에 사용하였다. 공기 흐름은 SmartTrak® 50 질량 유량계 및 제어기(미국 캘리포니아주 소재의 Sierra)를 사용하여 설정하였고, 온도는 Testo 735 정밀 온도계(독일 소재의 Testo)를 사용하여 측정하였다.
침지수의 공기 흐름, 온도, pH, 전도도, 산화환원 전위, 및 O2 함량을 측정하기 위한 센서가 본 시스템에 포함되었다. 센서는 공정을 실시간으로 모니터링할 뿐 아니라 공정 중에 침지 및 발아 조건을 조정하는 것 또한 가능하게 하며; 이러한 수준의 제어는 현행 몰팅 및 양조 프로토콜을 따름으로써는 불가능하다.
쌀보리 계통의 종실을 Plexiglas 실린더에 이전하고, 먼저 1% P3-hypochloran(스위스 소재의 Ecolab) 중에 3 h 동안 인큐베이션한 후에, 1 nM 지베렐린산(GA) 및 0.01% Foamazol FCD511(영국 버튼 온 트렌트 소재의 AB Vickers)로 조정된 물 중에 45 h 동안 인큐베이션하였다. 15 또는 25 ℃에서 인큐베이션하였고, 30, 60, 90, 또는 120 L/h의 대기로 종실을 폭기하였다. 24 h 및 48 h 후에 샘플을 수집하였다. 결과는 도 2에 요약되어 있다. 나타낸 바와 같이 공기 출입(air access)은 보리 발아를 강력하게 촉진하였다. 비-폭기 샘플(0　L/hr)에 비교할 경우, 공기 흐름을 적용한 모든 샘플이 종실 발생의 주목할만한 차이를 특징으로 하였다. 특히, 종실은 심지어 24 h 후에, 15 ℃ 및 30 L/h의 공기 흐름에서 1 mm 이상의 가시적인 싹을 나타냈다. 공기 흐름을 증가시키는 것은 24 h 후에 15 ℃에서 부가적인 싹 발생을 야기하였다. 25 ℃에서 일부 종실은 심지어 가시적인 지근을 발생시켰다(60, 90, 또는 120 L/h). 인큐베이션 시간을 증가시키는 것은 발생의 진행을 유발했으며, 공기 흐름을 적용한 모든 종실이 48 h 후에 발아 및 가시적인 지근의 발생을 특징으로 하였다. 인큐베이션 온도가 증가함에 따라, 싹 및 지근의 발생이 향상되었다. 90 L/h의 공기 흐름은 h 당 51 g의 O2에 상응한다. 곡물 종실이 인큐베이션 중에 물을 흡수하므로, H2O L 당 O2로서 계산할 경우에 그 양은 시간 경과에 따라 변화할 것이다. 전형적으로, 90 L/h의 공기 흐름은 h 당 H2O L 당 64-121 g의 O2에 상응한다.
겉보리 계통의 종실을 사용하여 동일한 실험을 수행하였으며, 결과는 도 3에 요약되어 있다. 겉보리 계통의 종실 또한 24 h, 25 ℃, 및 30 L/h의 공기 흐름에서 인큐베이션한 후에 1 mm 이상의 가시적인 싹을 나타냈다. 인큐베이션 시간을 증가시키는 것은 발생의 진행을 유발했으며, 60 L/h의 공기 흐름을 적용한 모든 종실이 48 h 후에 발아 및 가시적인 지근의 발생을 특징으로 하였다.
종실 내의 물 흡수는 상기 기재된 바와 같이 15 ℃ 및 25 ℃에서 쌀보리 계통 및 겉보리 계통 내의 물 함량을 %(w/w)로서 결정함으로써 확인되었다. 결과는 하기 표 1(쌀보리) 및 표 2(겉보리)에 요약되어 있다. 공기 흐름이 적어도 30 L/h인 경우, 물 함량은 공기 흐름에 고도로 의존적인 것으로 보이지 않는다. 반면에, 24 h 후에 물 함량은 15 ℃에서보다 25 ℃에서 훨씬 더 높았다.
물 흡수(%), 쌀보리 종실
공기 흐름 온도(T) = 15 ℃ T = 25 ℃
0 h 24 h 48 h 0 h 24 h 48 h
0 L/h 11.4 31.7 ± 0.6 37.1 ± 1.4 11.4 36.7 ± 1.3 43.3 ± 0.9
30 L/h 11.4 35.5 ± 1.5 41.5 ± 1.8 11.4 40.6 ± 0.5 46.0 ± 0.1
60 L/h 11.4 35.1 ± 1.0 42.0 ± 1.2 11.4 38.9 ± 0.1 46.5 ± 0.6
90 L/h 11.4 34.3 ± 0.9 42.6 ± 1.4 11.4 38.3 ± 1.7 45.7 ± 0.5
120 L/h 11.4 35.5 ± 0.8 43.2 ± 1.1 11.4 38.2 ± 2.2 44.9 ± 0.6
물 흡수(%), 겉보리 종실
공기 흐름 온도(T) = 15 ℃ T = 25 ℃
0 h 24 h 48 h 0 h 24 h 48 h
0 L/h 13.6 32.5 ± 0.7 36.5 ± 0.3 13.6 38.3 ± 0.6 42.6 ± 0.7
30 L/h 13.6 33.4 ± 0.3 39.0 ± 0.4 13.6 39.3 ± 0.2 46.7 ± 0.6
60 L/h 13.6 32.9 ± 0.7 39.4 ± 0.6 13.6 39.7 ± 1.2 47.9 ± 0.2
90 L/h 13.6 34.1 ± 0.3 38.5 ± 0.2 13.6 40.3 ± 0.4 47.2 ± 0.5
120 L/h 13.6 33.3 ± 0.5 39.0 ± 0.4 13.6 40.1 ± 0.3 47.3 ± 0.8
따라서, 본 발명의 결과는 종실에 의한 물 흡수의 초기 속도를 위해, 그리고 따라서 발아의 전체 속도에 있어서, 25 ℃의 온도가 더 바람직할 수 있다는 것을 나타낸다.
실시예 2. 효소 활성
발아 중에, 보리 종실은 다양한 가수분해 효소, 예컨대 α-아밀라제, 한계 덱스트리나제, 및 (1,3;1,4)-β-글루카나제를 분비하기 시작한다. 전형적으로, 이들 효소 활성은 시간적 협응 방식으로 검출되며, α-아밀라제, β-아밀라제, 및/또는 한계 덱스트리나제의 활성은 가수분해 효소의 활성에 대한 일반적 표지자로서 유용하다. 따라서, 본 발명의 방법에 따라 수행된 발아 후에 α-아밀라제 및 한계 덱스트리나제의 활성을 결정하였다.
GA는 발아 중인 보리에서 호분 층을 활성화하는 식물 호르몬이다. 다수의 맥아 제조자가 몰팅 공정 중에 GA를 낮은 농도로 첨가한다. 여기에서, 공정의 시작점에서 다양한 농도의 GA가 종실의 인큐베이션을 위한 물에 보충된다. 무수 에탄올 중의 지베렐린산(G7645, 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 Sigma-Aldrich)으로부터 GA3 용액을 제조하고 물에 첨가하였다. 24 hr 및 48 hr에 종실 추출물 중의 가수분해 효소 활성을 측정함으로써 효소 활성을 모니터링하였다.
샘플 제조
효소 활성 분석 전에 탄화텅스텐 분쇄 링(Foss 10004463), 니켈 도금 임펠러(Foss 1000 2666), 및 1 mm 출구 스크린(Foss 10001989)이 장착된 표준 Foss Cyclotech 밀(덴마크 소재의 Foss)을 사용하여 발아된 종실 샘플을 밀링하였다. 발아된 보리 종실 내의 효소 활성의 모든 측정은 샘플의 밀링 후 48 h 이내에 실행하였다.
α-아밀라제 활성
발아된 종실의 α-아밀라제 활성은 섹션 "샘플 제조"에 상기 기재된 바와 같이 제조된 곡분을 기준으로 하였다. α-아밀라제 활성의 결정을 위한 검정은 표준 실험실 장비를 사용하는 Megazyme으로부터의 Ceralpha 키트를 이용하였다. α-아밀라제 활성의 계산을 포함하는 제조자의 프로토콜(K-CERA 01/12)에 따라 검정을 실행하였다.
β-아밀라제 활성
발아된 종실의 베타-아밀라제 활성을 측정하는 경우, 곡분은 섹션 "샘플 제조"에 상기 기재된 바와 같이 제조하였다. β-아밀라제 활성 검정은 Megazyme으로부터의 Betamyl 키트(K-BETA3)와 함께 제공된 권고에 따랐다.
한계 덱스트리나제 활성:
발아된 종실 내의 한계 덱스트리나제 활성의 측정을 위해, 섹션 "샘플 제조"에 상기 기재된 바와 같이 곡분을 제조하였다. Megazyme으로부터의 Limit Dextrizyme 키트 T-LDZ1000을 사용하여 한계 덱스트리나제 활성을 결정하였다. 활성 측정을 포함하는 검정은 제조자의 프로토콜(T-LDZ1000　07/9)에 따라 실행하였다.
쌀보리 계통에서 α-아밀라제, β-아밀라제, 및 한계 덱스트리나제 활성을 결정하였다. 보리 종실은 본질적으로 실시예 1에 기재된 바와 같이 0.01% FCD511 Foamzol 및 변화하는 양의 GA의 존재 하에 폭기 하에 물 중의 인큐베이션에 의해 발아되었다. 살균소독 없이 25 ℃(Testo 735 정밀 온도계(독일 소재의 Testo)를 사용하여 측정함)에서 SmartTrak® 50 질량 유량계 및 제어기(미국 캘리포니아주 소재의 Sierra)를 사용하여 공기 흐름을 90　L/h로 설정하였다. 흡수(imbition) 후 24 및 48 h에 발아된 종실 내의 효소 활성을 측정하였으며, 결과는 도 4에 나타낸다.
부가적으로, 쌀보리 계통 및 겉보리 계통 양자 모두에서 α-아밀라제, β-아밀라제, 및 한계 덱스트리나제 활성을 결정하였다. 보리 종실은 본질적으로 실시예 1에 기재된 바와 같이 0.01% FCD511 Foamzol 및 1000 nM GA의 존재 하에 폭기 하에 물 중의 인큐베이션에 의해 발아되었다. 살균소독 없이 25 ℃(Testo 735 정밀 온도계(독일 소재의 Testo)를 사용하여 측정함)에서 SmartTrak® 50 질량 유량계 및 제어기(미국 캘리포니아주 소재의 Sierra)를 사용하여 하기 표 3 및 표 4에 표시된 바와 같이 변화하는 공기 흐름을 사용하였다. 24 및 48 h에 발아된 종실 내의 효소 활성을 측정하였으며, 결과는 표 3(쌀보리) 및 표 4(겉보리)에 나타낸다.
쌀보리의 종실 내의 효소 활성.
공기 흐름 온도 (T) = 15 ℃ T = 25 ℃
　 0 h 24 h 48 h 0 h 24 h 48 h
0 L/h α*)
β**)
LD***)		 1.1 ± 0.2
18.6 ± 0.3
1.6 ± 2.2		 0.2 ± 0.2
19.4 ± 0.1
0.3 ± 0.4		 n.d.
16.2 ± 2.6
0.4 ± 0.9		 1.1 ± 0.2
18.6 ± 0.3
1.6 ± 2.2		 n.d.
15.8 ± 0.6
1.1 ± 1.6		 n.d.
16.8 ± 1.6
1.4 ± 0.8
30 L/h α
β
LD		 1.1 ± 0.2
18.6 ± 0.3
1.6 ± 2.2		 2.0 ± 0.2
13.8 ± 0.3
4.6 ± 3.3		 13.6 ± 0.1
18.3 ± 1.8
5.5 ± 0.9		 1.1 ± 0.2
18.6 ± 0.3
1.6 ± 2.2		 5.2 ± 0.7
16.3 ± 0.8
5.2 ± 0.6		 33.1 ± 0.6
19.6 ± 0.6
14.0 ± 3.1
60 L/h α
β
LD		 1.1 ± 0.2
18.6 ± 0.3
1.6 ± 2.2		 0.6 ± 0.1
15.0 ± 1.8
3.6 ± 0.2		 13.4 ± 0.8
18.6 ± 2.1
7.5 ± 2.9		 1.1 ± 0.2
18.6 ± 0.3
1.6 ± 2.2		 5.2 ± 0.1
15.5 ± 2.0
4.8 ± 1.9		 48.3 ± 1.6
16.9 ± 3.7
19.6 ± 2.5
90 L/h α
β
LD		 1.1 ± 0.2
18.6 ± 0.3
1.6 ± 2.2		 0.6 ± 0.1
16.7 ± 1.6
1.5 ± 1.4		 13.8 ± 0.3
16.9 ± 1.4
7.5 ± 0.6		 1.1 ± 0.2
18.6 ± 0.3
1.6 ± 2.2		 5.2 ± 0.1
15.1 ± 3.6
4.0 ± 1.6		 59.3 ± 2.3
17.7 ± 2.5
26.0 ± 3.3
120 L/h α
β
LD		 1.1 ± 0.2
18.6 ± 0.3
1.6 ± 2.2		 0.6 ± 0.1
16.9 ± 1.8
2.1 ± 1.0		 12.7 ± 0.7
17.7 ± 1.7
7.6 ± 0.4		 1.1 ± 0.2
18.6 ± 0.3
1.6 ± 2.2		 4.9 ± 0.1
14.6 ± 3.1
2.0 ± 0.4		 59.3 ± 0.9
18.6 ± 3.4
22.4 ± 0.7
*) α-아밀라제 활성(U/g);
**) β-아밀라제 활성(U/g);
***) 유리 한계 덱스트리나제의 활성(mU/g)
겉보리의 종실 내의 효소 활성 *).
공기 흐름 온도 (T) = 15 ℃ T = 25 ℃
0 h 24 h 48 h 0 h 24 h 48 h
0 L/h α
β
LD		 n.d.
17.1 ± 0.7
n.d.		 n.d.
19.2 ± 1.7
2.7 ± 2.6		 n.d.
18.2 ± 1.0
n.d.		 n.d.
17.1 ± 0.7
n.d.		 n.d.
12.8 ± 1.4
1.6 ± 2.2		 n.d.
10.7 ± 0.5
1.6 ± 0.2
30 L/h α
β
LD		 n.d.
17.1 ± 0.7
n.d.		 n.d.
17.3 ± 1.7
2.7 ± 0.6		 n.d.
11 ± 2.7
n.d.		 n.d.
17.1 ± 0.7
n.d.		 n.d.
12.1 ± 1.4
0.3 ± 0.4		 1.9 ± 2.7
14.5 ± 0.4
2.1 ± 0.6
60 L/h α
β
LD		 n.d.
17.1 ± 0.7
n.d.		 n.d.
18.9 ± 0.5
0.6 ± 0.8		 n.d.
11.0 ± 0.7
n.d.		 n.d.
17.1 ± 0.7
n.d.		 n.d.
9.8 ± 0.9
0 ± 1.8		 4.4 ± 6.2
17.5 ± 1.2
5.1 ± 0.4
90 L/h α
β
LD		 n.d.
17.1 ± 0.7
n.d.		 n.d.
18.6 ± 1.0
n.d.		 n.d.
10.3 ± 1.0
n.d.		 n.d.
17.1 ± 0.7
n.d.		 n.d
9.3 ± 0.6
0 ± 1.4		 4.1 ± 5.8
17.2 ± 1.2
9.2 ± 2.6
120 L/h α
β
LD		 n.d.
17.1 ± 0.7
n.d.		 n.d.
18.6 ± 0.6
n.d.		 n.d.
10.9 ± 1.3
n.d.		 n.d.
17.1 ± 0.7
n.d.		 n.d
9.2 ± 0.6
2.4 ± 0.6		 9.3 ± 0.2
16.0 ± 1.2
8.0 ± 2.2
*) 약어는 표 3에 대한 범례의 것들과 동일함; n.d. = 결정하지 않음.
도 4에 예시된 바와 같이, GA의 첨가 후에 α-아밀라제 및 한계 덱스트리나제 양자 모두의 수준이 유의적으로 증가하였다.
실시예 3. 매싱
보리 종실은 본 명세서에서 실시예 1에 상기 기재된 바와 같이 발아되었다. 2 d의 연속적인 침지 및 발아 후에, 종실로부터 액체상을 배출하고 실험실-규모 균질기(Omega Juicer 8226, 미국 소재의 Omega)에서 종실을 습식-밀링하였다. 도 5에 약술된 매싱 일정을 사용하여 물 중의 밀링된 종실의 추출을 실행하였다. 본 공정은 "매싱"이라고도 지칭될 수 있다. 매싱 중에 일반적으로 당화 또한 일어난다. 매싱 중에 CaCl2 및 H3PO4가 전형적으로 물에 첨가된다.
산업적 매싱 공정 중에, 외인성 효소 제제를 첨가하여 부분적으로 분해된 전분, 저장 단백질, 및 세포벽 다당류가 발효성 당 및 아미노산으로 전환되는 것이 계속되게 할 수 있으며, 이는 이어서 발효 중에 효모의 성장을 지원한다. Ultraflo Max 양조 효소 혼합물(덴마크 소재의 Novozymes)의 존재 및 부재 하의 매싱 특징을 비교하였다. Ultraflo Max는 β-글루카나제 및 자일라나제 활성을 포함하는 효소 혼합물이다. 매싱 후에, 표준 매시 필터를 사용하여 추출물을 여과하였다.
매싱 공정 후에 잔류한 매시 혼합물의 여과성을 측정함으로써 외인성 효소 혼합물의 효능을 시험하였다. MN 614 ¼ Φ 320 mm REF 527032(독일 소재의 Macherey Nagel Duren)가 장착된 140-mm TOP ID 여과 깔때기(미국 뉴저지주 소재의 Urbanti Pequannock)를 사용하여 여과성을 결정하였다. 표준 저울(MPB1502　L, 스위스 소재의 Mettler Toledo)을 사용하여 샘플의 중량을 기록하였다. 100 g의 밀링된 발아된 보리로 사전에 보충된, 400 mL의 매싱 용액을 포함하는 매시 혼합물을 60 min 동안 여과한 후에 얻어진 액체의 총량으로서 여과성이 결정되었다.
실시예 1에 상술된 실험에 대해 기재된 것과 같이 폭기를 동반하여 25 ℃에서 48 h 동안 발아시킨 쌀보리 계통의 종실에 대한 실험 결과가 도 6에 요약되어 있다.
실시예 4. 맥아즙
실시예 1에 기재된 바와 같이 제조된 발아된 보리 종실을 사용하여, 실시예 3의 실험에 상술된 바와 같이 맥아즙을 제조하였다. 45 L/h 또는 90 L/h로 대기를 이용하는 폭기 하에, 실시예 1에 기재된 바와 같이, GA의 존재 하에 표피가 없는 계통의 보리 종실을 48 h 동안 25 ℃에서 인큐베이션하였다. Ultraflo Max 효소 혼합물(덴마크 소재의 Novozymes)의 존재 또는 부재 하에, 발아된 보리 종실을 실시예 3에 기재된 바와 같이 습식-밀링하고 매싱하였다.
발효성 당(프럭토스, 수크로스, 글루코스, 말토스, 및 말토트리오스)의 수준을 하기 방식으로 결정하였다. 맥아즙을 끓인 후에, 그것을 milliQ-물로 1:2000 희석하고, 이어서 0.2-㎛ 나일론 막 필터(Titan3 30　mm, 미국 캘리포니아주 소재의 Thermo Scientific)를 통해 여과하였다. 10 ㎕의 분취량을 먼저 CarboPac SA10-4 ㎛ 컬럼에 적용하고, 이어서 CarboPac SA10-4㎛ 가드 컬럼(4 × 50　mm)이 장착된 Dionex ICS 5000+ Reagent-Free HPLC System 상에서 분석하였다. 분리된 분자의 용출은 20 min에 걸친 등용매 25　mM　KOH 실행을 이용하였다. 기준선 감산 후에, 그리고 HPLC 등급 순수 탄수화물을 참조 표준 [D-(+)-글루코스, D-프럭토스, D-(+)-말토스 말토트리오스]으로서 채용하여, 피크 면적 적분에 의해 탄수화물을 정량하였다. 결과는 도 7에 나타낸다.
실시예 5.
발효
실시예 3에 기재된 바와 같이 제조된 맥아즙을 호프 또는 호프 추출물의 존재 하에 끓이고 적당한 양조 효모 균주를 가진 추출물의 종래의 접종을 통해 발효 공정을 시작한다. 발효, 맥주 여과, 및 병입은 전통적인 프로토콜에 따라 수행한다.
소규모 양조
본 실시예는 본 명세서에 기재된 방법에 따라 처리한 2개 품종의 보리로부터 제조된 맥주를 구매가능한 양조 효소 혼합물로 처리한 몰팅하지 않은 보리로부터 제조된 맥주와 비교한다. 맥아즙 및 최종 맥주를 분석하고, 가능한 경우에 상업적인 참조 라거 맥주(본 명세서에서 "참조"로 표기함)에 비교하였다. 참조 라거 맥주에 대한 데이터는 다른 공급원으로부터 별도로 얻어졌다.
재료
달리 언급되지 않는 한, 재료는 원래 상태로 사용되었다.
Figure pct00001
밀링
Figure pct00002
양조
1 대 4의 그리트(grit)/물 비를 사용하여 표준 조건 하에 양조를 실행하였다.
Figure pct00003
발아된 보리, 처리하지 않은 재료 및/또는 몰트를 표시된 효소의 존재 하에 2 단계 당화를 동반하는 표준 매싱 프로그램을 사용하여 매싱하였다.
Ultraflo® Max, Attenuzyme® Flex, Attenuzyme® Core, 및 OndeaPro®는 덴마크 소재의 Novozymes로부터 입수가능하다. 제조자에 따르면,
* Ultraflo® Max는 β-글루카나제(700 EGU/g) 및 자일라나제(250 FXU/g)를 포함한다.
* Attenuzyme® Flex는 제조자로부터의 제품 시트에 따르면 글루코아밀라제(400 AGU/g) 및 풀룰라나제(80 PUN/g)를 포함한다.
* Attenuzyme® Core는 글루코아밀라제(1600 AGU/g)를 포함한다
* OndeaPro®는 β-글루카나제, 자일라나제, α-아밀라제, 풀룰라나제(637 PUN/g), 프로테아제, 및 리파아제를 포함한다.
실시예 2에 기재된 바와 같이 Attenuzyme® Flex의 활성을 결정할 경우, 효소 용액 g 당 16243 mU의 보리 한계 덱스트리나제 활성에 상응하는 양의 Attenuzyme® Flex가 사용되었음이 확인되었다. 추가로, 조합된 글루코아밀라제 및 α-아밀라제 활성은 효소 용액 g 당 628,863 U였음이 확인되었다.
표준 라우터링(lautering), 및 끓이는 단계의 시작점에서 첨가된 호프와 함께 맥아즙을 끓인 후에 차가운 맥아즙을 수집하였다.
끓이는 단계 및 증발 후에 11.5의 최종 플라토(%P 단위)를 달성하도록 원래의 추출물을 수도물로 조정하고 참조 맥주의 색상과 유사한 색상이 달성되도록 맥아즙의 색상을 조정하였다.
발효
* 차가운 맥아즙에 Brewer's Clarex®(DSM으로부터 입수가능함)를 0,1 g/kg DM으로 첨가하였다.
* 8E6 세포/ml의 라거 효모(S. 파스토리아누스)로 맥아즙을 피칭(pitching)하였다.
* 피칭한 맥아즙을 30 min 동안 공기로 폭기하였다.
* 무압(pressure-less) 발효 탱크 내에서 발효의 종료시까지 15　 ℃에서 발효를 실행하였다.
* 발효가 종료된 맥주를 탱크에 이전할 때까지 4 ℃로 유지하였다.
탱크로의 이전
* 현탁액 중에 5E5 세포/ml 미만을 가진 맥주를 탱크에 이전하였다.
* 충전 전 및 후에 탱크를 CO2로 0.5 바까지 플러싱하였다.
* CO2를 0.5 바의 과압으로 첨가하고 맥주를 여과할 때까지 4 ℃로 유지하였다.
여과
* 3 층의 심층 필터 시트를 통해 맥주를 여과하였다.
* 여과 후에 1,2 바의 CO2 압력을 탱크 내의 맥주에 적용하였다.
* 맥주를 포장할 때까지 4 ℃로 유지하였다.
포장
최종 시험 및 관능 평가를 위해 맥주를 33 cl 병에 포장하고 4 ℃로 유지하였다.
분석 결과
발효 전 맥아즙 중의 당
본질적으로 실시예 4에 기재된 바와 같이 총 발효성 당의 농도를 결정하고 결과를 표 5에 나타낸다. 몰팅하지 않은 보리로부터 제조된 양조 맥주에 비교하여 본 발명의 방법에 따라 제조된 양자 모두의 양조 맥주에서 글루코스 수준이 현저하게 더 높다.
시험 1 시험 2 시험 3 시험 4 참조
g/100 g/%P
맥아즙		 % g/100 g/%P
맥아즙		 % g/100 g/%P
맥아즙		 % g/100 g/%P
맥아즙		 % g/100 g/%P
맥아즙		 %
수크로스 0.008 1.9 0.016 1.8 0.019 2.5 0.021 2.2 0.024 3.3
글루코스 0.202 47.4 0.497 56.3 0.054 7.1 0.046 4.8 0.333 46.1
프럭토스 0.012 2.8 0.014 1.5 0 0.0 0.013 0.016 2.2
말토스 0.193 45.3 0.338 38.3 0.533 70.8 0.651 68.7 0.312 43.2
말토트리오스 0.011 2.6 0.017 1.9 0.147 19.5 0.217 22.9 0.037 5.1
유리 아미노 질소 및 β-글루칸
문헌[ThermoFisher, Gallary Beermaster standard protocol for FAN, Colorimetric method]에 따라, 발효 전과 더불어 최종 맥주에서 맥아즙 중의 유리 아미노 질소(FAN)의 농도를 결정하였다. 맥아즙 중의 유리 아미노 질소(FAN)의 전형적인 값은 200 mg/L이다. FAN은 발효 중의 양호한 효모 생존율을 위해 중요하다. 일반적으로, 양호한 효모 생존율을 얻기 위해 충분하게 높은 FAN 수준이 바람직하다. 발효 전 맥아즙 중의 FAN에 대한 결과는 표 6a에 나타내고 맥주 중의 FAN에 대한 결과는 표 6b에 나타낸다.
β-글루칸은 통상적으로 종래의 몰팅 중에 분해된다. 너무 높은 수준의 β-글루칸은 여과의 문제를 야기할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. Thermo Scientific으로부터의 "베타-글루칸(높은 MW)" 키트를 사용하여 제조자의 설명서에 따라 발효 전 맥아즙 중의 β-글루칸의 수준과 더불어 맥주 중의 β-글루칸의 수준을 결정하였으며, 결과는 표 6a(발효 전의 맥아즙) 및 표 6b(맥주)에 나타낸다.
[표 6a]
발효 전의 맥아즙
Figure pct00004
[표 6b]
맥주
Figure pct00005
발효 전 맥아즙 중의 아미노산
Waters AccQ·Tag Ultra 키트를 사용하여 그 안에 기재된 절차에 따라 발효 전 맥아즙 중의 모든 표준 아미노산의 농도를 결정하였다. 발효 전 맥아즙 중의 아미노산에 대한 결과는 표 7에 나타낸다.
특히 발효 전 발린의 농도가 중요하다. 맥아즙 중에 발린이 많이 존재할수록, 발효 중의 "원치 않는 디아세틸" 형성, 및 이에 의한 더 긴 DA 휴식 시간의 가능성이 낮아진다. 발린 농도는 시험 3에 비교하여 본 발명에 따라 제조된 맥아즙에서 5-배(시험 1) 및 2-배(시험 2) 더 높다.
mg/L 맥아즙 시험 1 시험 2 시험 3 시험 4 참조
히스티딘 20 30 17 23 56
아스파라긴 119 82 77 100
세린 8 44 26 43 67
글루타민 79 45 10 16
아르기닌 92 92 59 77 144
글리신 58 34 18 21 36
아스파르트산 9 54 45 53 79
글루탐산 87 58 36 67 72
트레오닌 81 44 26 33 77
알라닌 193 103 45 58 113
프롤린 317 105 38 70
시스테인 0 4 0 0
리신 113 77 51 59 104
티로신 94 56 36 45 116
메티오닌 37 24 17 21 42
발린 153 71 31 50 132
이소류신 80 43 16 28 79
류신 214 109 52 69 181
페닐알라닌 139 75 39 47 144
트립토판 47 32 25 30
총 아미노산 1960 1212 681 907
다양한 양조 및 발효의 주요 숫자를 결정하고 참조에 비교하였다. 결과는 표 8에 나타낸다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 맥주가 유의적으로 더 낮은 디아세틸 수준을 나타냈음이 주목할만하다. 디아세틸 수준은 가능한 한 낮은 것이 일반적으로 바람직하다.
시험 1 시험 2 시험 3 시험 4 참조
원래의 추출물, %P 11.4 11.5 11.7 11.5 10.1
RDF, % 70.8 70.5 74.9 72.5 70.3
pH 4.06 3.90 4.21 4.15 4.25
알코올, 부피% 5.2 5.2 5.6 5.4 4.54
색상, EBC 단위 5.4 8.0 5.4 7.1 6.4
쓴 맛 14 14 16 18 16
디아세틸 , ppb 14 15 27 28 22
SO 2 , mg/L 1 1 1 1 3
관능 패널 평가
본 실시예에 기재된 바와 같이 제조된 모든 맥주에 관능 패널에 의한 평가를 적용하였다. 그들 모두에 대한 총 풍미 점수가 허용가능했다. 상이한 맥주들 사이의 한 가지 차이는, 시험 3으로부터의 맥주가 풍미 "비누질, 지방질, 디아세틸, 오일 산패(oily rancid)"에 대해 점수 "현저함"을 나타낸 반면에, 시험 2로부터의 맥주(본 발명에 따라 제조됨)는 이러한 풍미에 대해 점수 "경미함"을 나타냈을 뿐이라는 것이다.
실시예 6
밀의 침지 :
4개의 구매가능한 밀 품종(1-벤치마크(Benchmark), 2-크리에이터(Creator), 3-피스토리아(Pistoria), 4-셔리프(Sheriff))을 1 h 동안 0.1% hypochloran 중에 살균소독한 후, 탱크 내에서 24 h 또는 48 h 동안 1000 nM의 GA3 및 0,01%의 소포제(Sigma 204)를 함유하는 수도물 중에 인큐베이션함으로써 침지시키고 발아시켰다. 인큐베이션은 25 ℃에서 수행되었고, 전체 인큐베이션 중에 90 l/h의 공기를 탱크의 하단으로부터 물을 통해 지나가게 했다.
인큐베이션 후에 α-아밀라제, β-아밀라제, 및 한계 덱스트리나제 활성을 본질적으로 실시예 2에 기재된 바와 같이 결정하였다. 결과는 도 9에 나타낸다. 48 h 인큐베이션 후에 α-아밀라제 및 한계 덱스트리나제 활성이 유의적으로 증가한다.
실시예 7
겉보리의 침지 :
8개의 구매가능한 보리 품종(1 - 알렉시스, 2 - 치프, 3 - 칠, 4 - 파우스티안, 5 - 플래닛, 6 - 프레스티지, 7 - ?치, 8 - 티플)을 1 h 동안 0.1% hypochloran 중에 살균소독한 후, 탱크 내에서 24 h 또는 48 h 동안 1000 nM의 GA3 및 0,01%의 소포제(Sigma 204)를 함유하는 수도물 중에 인큐베이션함으로써 침지시키고 발아시켰다. 인큐베이션은 25 ℃에서 수행되었고, 전체 인큐베이션 중에 90 l/h의 공기를 탱크의 하단으로부터 물을 통해 지나가게 했다.
인큐베이션 후에 α-아밀라제 활성을 본질적으로 실시예 2에 기재된 바와 같이 결정하였다. 결과는 도 10에 나타낸다. 48 h 인큐베이션 후에 α-아밀라제 활성이 유의적으로 증가한다.
실시예 8
겉보리의 박리:
겉껍질을 부분적으로 제거하기 위해, 1, 2, 4, 또는 16 분 동안 기계적 사포 처리에 의해 겉보리(겉보리 02)를 박리시켰다. 처리는 1, 2, 3, 또는 5%의 중량 손실을 유발했다. 박리된 보리 커널을 1 h 동안 0.1% hypochloran 중에 살균소독하고, 탱크 내에서 24 h 또는 48 h 동안 1000 nM의 GA3 및 0,01%의 소포제(Sigma 204)를 함유하는 수도물 중에 인큐베이션함으로써 침지시키고 발아시켰다. 인큐베이션은 25 ℃에서 수행되었고, 전체 인큐베이션 중에 90 l/h의 공기를 탱크의 하단으로부터 물을 통해 지나가게 했다.
인큐베이션 후에 α-아밀라제, β-아밀라제, 및 한계 덱스트리나제 활성을 본질적으로 실시예 2에 기재된 바와 같이 결정하였다. 결과는 도 11에 나타낸다. 보리 커널을 2%의 중량 손실까지 박리시키는 단계는 유의적으로 유도된 α-아밀라제 및 한계 덱스트리나제 활성을 유발한다.
실시예 9
쌀보리 및 겉보리에 대한 공기 휴식:
쌀보리(쌀보리 01) 및 겉보리(겉보리 02)를 1 h 동안 0.1% hypochloran 중에 살균소독하고, 상이한 침지 체제에 따라 침지시키고 발아시켰다.
WA = 물/공기:
전체 인큐베이션 중에 90 l/h의 공기가 탱크의 하단으로부터 물을 통해 지나가게 하는 중에, 탱크 내에서 1000 nM의 GA3 및 0,01%의 소포제(Sigma 204)를 함유하는 수도물 중에 25 ℃에서 인큐베이션함.
A = 공기:
함습 곡물 종실을 탱크 내에서 인큐베이션함. 전체 인큐베이션 중에 90 l/h의 공기가 탱크의 하단으로부터 함습 곡물 종실을 통해 지나가게 함. 인큐베이션은 25 ℃에서 수행됨.
곡물 종실을 WA 또는 WA 및 A에서 도 13에 표시된 시간 동안 인큐베이션하였으며, 결과는 도 13에 나타낸다. 도 12a는 쌀보리 01에 대한 결과를 나타내고 도 12b는 겉보리 02에 대한 결과를 나타낸다. 폭기 하의 물 중의 24 h 인큐베이션에 이어서 물은 없으나 여전히 폭기 하의 24-32 h 인큐베이션은 매우 높은 효소 활성을 가진 곡물 종실을 유발한다.
실시예 10
본질적으로 실시예 1에 상기 기재된 바와 같이 발아된 보리를 제조하였다. 더욱 구체적으로, 품종 쌀보리 01 및 겉보리 02의 보리 커널을 0,1% hypochloran 세척으로 1 h 동안 살균소독한 후, 1000 nM의 GA 및 0,01%의 소포제를 함유하는 수도물 중에 48 h 동안 인큐베이션함으로써 침치시키고 발아시켰다. 인큐베이션은 25 ℃에서 수행하였고, 전체 인큐베이션 중에 90 l/h의 공기를 탱크의 하단으로부터 물을 통해 지나가게 했다. 발아된 보리를 동결 건조시키고 칭량하였다. 형성된 지근을 구형 뮌헨 장비(old Munich equipment)를 사용하여 제거하고 발아된 보리를 다시 칭량하였다. 지근의 제거 전 및 후의 질량의 차이를 지근의 질량으로 간주하였다. 4개의 상이한 샘플의 중량을 결정하였으나, 마지막 샘플은 분진을 함유했기 때문에 최초 3개만 포함된다. 결과는 표 9에 나타낸다.
　 쌀보리 01 겉보리 02
　 전 질량(g) 후 질량(g) 지근의
질량(g)		 전 질량(g) 후 질량(g) 지근의
질량(g)
1 99.864 98.822 1.042 99.882 99.387 0.495
2 100.024 99.135 0.889 99.871 99.47 0.401
3 98.599 97.629 0.97 99.704 99.282 0.422
　 　 　 　 　 　 　
평균 　 　 0.97 　 　 0.44
표준편차 　 　 0.08 　 　 0.05
동일한 회분의 쌀보리 01 및 겉보리 02로부터의 보리 커널 또한 표준 방법에 의해 96 h 동안 침지시키고 발아시켰다. 발아된 보리를 동결 건조시키고 칭량하고 구형 뮌헨 장비를 사용하여 지근을 제거하였다. 지근 제거 후에 보리를 다시 칭량하고 지근의 제거 전 및 후의 질량의 차이를 지근의 질량으로 간주하였다. 결과는 표 10에 나타낸다.
　 쌀보리 01 겉보리 02
　 전 질량(g) 후 질량(g) 　지근의
질량(g)		 전 질량(g) 후 질량(g) 　지근의
질량(g)
1 95.167 87.026 8.141 96.343 89.867 6.476
2 95.281 87.046 8.235 95.602 89.102 6.5
3 95.318 87.113 8.205 95.338 89.072 6.266
　 　 　 　 　 　 　
평균 　 　 8.19 　 　 6.41
표준편차 　 　 0.05 　 　 0.13
표 11은 본 발명의 방법(48 h WA)에 의해 발아된 보리와 종래의 방법(몰팅 96 h)에 의해 침지된 보리의 지근의 질량(g 단위) 사이의 비교를 나타낸다. 본 발명의 방법에 의해 발아된 보리가 유의적으로 감소된 지근 형성을 나타낸다는 것이 분명하다. 도 13은 지근 제거 후의 중량 손실을 % 단위로 나타낸다.
겉보리 02_ 48hWA 0.44 0.05
쌀보리 01_ 48hWA 0.97 0.08
겉보리 02_ 몰팅 96h 6.41 0.13
쌀보리 01_ 몰팅 96h 8.19 0.05
실시예 11
니트로사민 NDMA은 몰트의 배조 중에 특히 뿌리에서 형성된다(문헌[Wainwright (1986) J Inst Brew 92 73-80]). 실시예 10에 상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 제조된 발아된 곡물 종실의 이점은 그들이 통상의 그린 몰트에 비교하여 뿌리를 덜 포함한다는 것이다. 현대의 몰트 중의 NDMA 함량이 낮지만, 그 수준을 더 추가로 감소시키는 것이 유리할 수 있다.
보리에서, 본 발명의 방법에 따라 제조된 발아된 보리 종실(본 실시예에서 "몰트 1a"라고 표기함)에서, 그리고 3개의 산업적으로 생산된 몰트에서 NDMA 함량을 분석하였다. 산업적으로 생산된 몰트는 모두 표준 방법에 의해 처리하여 지근을 제거하였다.
보리-1, 몰트-1a, 및 몰트-1b는 모두 동일한 회분의 겉보리 품종(겉보리 02)으로부터 제조된 반면에, 다른 2개의 몰트 샘플 몰트-2 및 몰트-3은 양자 모두 다른 회분의 보리로부터 유래되었다. 몰트-1a는 본질적으로 실시예 1에 상기 기재된 바와 같이 생산되었다. 따라서 보리 커널을 0,1% hypochloran 세척으로 1 h 동안 살균소독한 후, 1000 nM의 GA 및 0,01%의 소포제를 함유하는 수도물 중에 48 h 동안 인큐베이션함으로써 침지시키고 발아시켰다. 인큐베이션은 25 ℃에서 수행하였고, 전체 인큐베이션 중에 90 l/h의 공기를 탱크의 하단으로부터 물을 통해 지나가게 했다.
발아된 보리를 동결 건조시킨 후에 GC-MS에 의해 NDMA 함량을 분석하였다. 결과는 도 14에 나타낸다. 표준에는 줄기 제거를 적용했음에도 불구하고, 배조를 포함하는 표준 몰팅에 의해 생산된 몰트에 비교하여 몰트-1a에 NDMA가 덜 존재한다는 것을, 분석은 명확하게 나타낸다.
요약
미래의 물 및 에너지 부족의 난제는 사회적으로, 경제적으로, 그리고 환경적으로 책임 있는 방식으로 다루어져야 한다. 그 점에 있어서, 본 발명은 감소된 물 및 에너지 사용의 관점에서 맥주 생산의 장기 지속성에 기여한다. 인공 건조 공정의 배제를 통해, 침지 및 발아를 양조 공정 내로 직접 통합하는 것과 조합되어, 본 발명의 방법의 적용은 맥주 제조의 투입 및 가동 비용을 크게 감소시킨다.
본 발명은 하기를 포함하는 다수의 방식으로 몰팅 및 양조 산업에 대한 환경 압력을 감소시키고 투입 비용을 저감하는 데에 기여할 수 있다:
- 완료하기 위해 현재 수일이 소요되는 침지 및 발아 공정이 훨씬 신속하게 완료될 수 있음
- 침지 및 발아 공정을 단일 위치에서 단일 용기 내에서 실행할 수 있음
- 몰팅 공정의 전통적인 공기 휴식 및 제2 침지 단계를 배제할 수 있음
- 공정은 물 소모를, 예를 들어 최대 40% 만큼 감소시킬 수 있음
- 몰트를 인공-건조시키기 위한 고가의 가열 비용을 배제할 수 있음
- 맥아 저장소로부터 양조장으로 몰트를 이동시키기 위한 고가의 수송 비용을 배제할 수 있음
- 본 발명의 방법을 수행하기 위해 필요한 장비 및 공장은 양조장 내의 기존 장비와 상용성일 수 있으므로 대규모 신규 자본 지출이 필요 없을 것임.
참고 문헌
Figure pct00006
Figure pct00007

Claims (18)

  1. 하기 단계를 포함하는, 곡물의 수성 추출물을 생산하는 방법:
    a. 곡물의 종실(grain)을 제공하는 단계;
    b. 곡물 종실에 발아 단계를 적용함으로써 발아된 종실을 수득하는 단계로서, 여기에서 상기 발아 단계는 종실이 적어도 30%의 물 함량을 나타낼 때까지 상기 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 단계를 포함하고, 여기에서 h 당 곡물 종실 건조 중량 kg 당 적어도 2 L의 O2를 상기 수용액에 통과시키는 단계;
    c. 상기 발아된 종실이 적어도 20%의 물 함량을 나타내는 동안에 상기 발아된 종실을 미세하게 분할하며; 단, 상기 곡물 종실은 단계 b)와 단계 c) 사이의 임의의 시간에 20% 미만의 물 함량을 나타내지 않는 단계,
    d. 상기 밀링된(milled) 발아된 종실의 수성 추출물을 제조함으로써 곡물의 수성 추출물을 생산하는 단계.
  2. 제1항에 있어서,
    전체 발아 단계 동안에 곡물의 종실을 수용액 중에 침수시키는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    발아 단계가 하기 단계를 포함하는 방법:
    i. 상기 종실을 수용액 중에 인큐베이션하는 적어도 하나의 단계로서, 여기에서 h 당 곡물 종실 건조 중량 kg 당 적어도 2 L의 O2를 상기 수용액에 통과시키는 적어도 하나의 단계; 및
    ii. 상기 곡물 종실을 공기 중에 인큐베이션하는 적어도 하나의 단계.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    h 당 곡물 종실의 건조 중량 kg 당 적어도 3 L, 더욱 바람직하게 적어도 4 L, 더욱 더 바람직하게 적어도 5 L, 더욱 더 바람직하게 적어도 6 L의 O2를 상기 수용액에 통과시키는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 O2가 기체 혼합물 내에 포함되며, 여기에서 기체 혼합물은 대기인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    전체 발아 단계가 72 h를 초과하지 않으며, 더욱 바람직하게 60 h를 초과하지 않고, 더욱 더 바람직하게 54 h를 초과하지 않는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    곡물이 표피가 있는 곡물이고, 상기 종실을 수용액 중에 인큐베이션하기 전에 상기 표피의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    발아된 종실이 발아된 곡물 종실(건조물) 100 g 당 최대 4 g의 지근(rootlet)(건조물)을 포함하는 방법.
  9. 하기 단계를 포함하는, 곡물의 수성 추출물을 생산하는 방법:
    A. 적어도 20%의 물 함량을 나타내는 곡물의 발아된 종실을 제공하는 단계로서, 단, 상기 곡물 종실은 발아 후의 임의의 시간에 20% 미만의 물 함량을 나타내지 않는 단계;
    B. 상기 발아된 종실이 적어도 20%의 물 함량을 나타내는 동안에 상기 발아된 종실을 미세하게 분할하는 단계;
    C. 상기 밀링된 발아된 종실의 수성 추출물을 제조함으로써 곡물의 수성 추출물을 생산하는 단계.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    곡물이 보리인 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    발아된 종실이 건조 중량 기준으로 적어도 4 U/g 곡물 종실의 α-아밀라제 활성을 나타내는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    발아된 종실이 건조 중량 기준으로 적어도 5 U/g 곡물 종실의 β-아밀라제 활성을 나타내는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    발아된 종실이 건조 중량 기준으로 적어도 5 mU/g 종실의 한계 덱스트리나제 활성을 나타내는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    발아된 종실이 발아된 곡물 종실(건조물) 100 g 당 최대 4 g의 지근(건조물)을 포함하는 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    수성 추출물이 L 당 적어도 10 g, 예컨대 적어도 15 g의 말토스를 포함하는 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    수성 추출물이 적어도 60 mg/L의 발린을 포함하는 방법.
  17. 하기 단계를 포함하는, 음료를 생산하는 방법:
    i. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수성 추출물을 제조하는 단계;
    ii. 상기 추출물을 음료로 가공하는 단계.
  18. 제16항에 있어서,
    단계 i이 하기 단계를 포함하는 방법:
    a. 임의로 호프(hop) 또는 호프 추출물의 존재 하에 상기 수성 추출물을 가열하는 단계;
    b. 수성 추출물을 냉각시키는 단계;
    c. 상기 수성 추출물을 효모와 함께 발효시킴으로써 발효된 음료를 생산하는 단계.
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