KR20210047573A - 다향흑미 무증자 누룩 및 그를 이용한 발효주 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다향흑미 무증자 누룩 및 상기 누룩을 이용하여 제조된 발효주에 관한 것으로, 상기 다향흑미 무증자 누룩 및 이를 이용한 발효주는 종래 백미 무증자 누룩 및 이를 이용한 발효주와 대비하여 총 폴리페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량이 높고 항산화 활성이 매우 높아 항산화 기능성을 갖는 누룩 및 발효주이다.

Description

다향흑미 무증자 누룩 및 그를 이용한 발효주{A nuruk prepared by Dahyangheungmi without cooking and Fermented alchohol preparing therefor}

본 발명은 다향흑미 무증자 누룩 및 그를 이용한 발효주에 관한 것으로, 구체적으로는 다향흑미를 무증자하여 제조한 누룩과 상기 누룩을 이용하여 제조한 전통 발효주에 관한 것이다.

유색미(pigmented rice, Oryza sativa var.)는 특수미의 한 종류로 과피에 적갈색이나 자색 등의 색소를 지닌 쌀로서 그 색깔에 따라 적미 혹은 흑미로 불린다. 유색미는 1990년에 처음으로 중국에서 들어와 전남지방을 중심으로 재배면적이 점차적으로 확대되어 가고 있으나 우리나라에서는 그 이용이 아직은 일반화되고 있지 않다. 현재 중국 남부나 동남아시아 지역에서 유색미를 이용한 쌀과자, 간장, 우동, 껌 및 주류 등에 활용되고 있다.

유색미를 품종별로 현미와 이화학적 특성을 비교한 연구에서는 단백질 함량은 일반현미에 비하여 유색미가 높았으며, 지방함량은 유색미를 일반 현미와 비교한 결과 큰 차이가 없다고 보고되어 있다. 유색미는 cyanidin-3-glucoside 및 malvidin -3- glucoside 등과 같은 안토시아닌 성분을 함유하고 있어 일반미보다 우수한 특징을 갖고 있다. 유색미는 적갈색이나 흑자색에 이르는 다양한 천연색소를 함유하고 있다. 일반적으로 흑자색계 쌀에는 안토시아닌계 색소가 다량 함유되어 있으며, 적갈색계 쌀에는 탄닌계 색소가 포함되어 있는 것으로 알려져 있다. 안토시아닌계 색소는 항산화 기능, DNA 손상 및 발암 억제 기능 등 건강 기능성이 높아 식품학적으로 이용가치가 높은 것으로 보고되어 있으며, 탄닌계 색소는 금속이온 및 염기성 화합물 등과의 결합에 의하여 유해성 중금속의 제거 및 변이원 물질 생성을 억제시키는 등의 효과가 있는 물질로 알려져 있다.

누룩은 자연에 존재하는 미생물로 만들어지는 전통적인 재래 누룩과, 증자한 전분 원료에 순수 배양한 곰팡이 균을 접종하여 제조하는 개량 누룩으로 분류된다. 거칠게 분쇄한 곡밀에 물을 가하고 성형하고 배양실에서 미생물을 번식시킨 것을 누룩이라 하는데, 탁주 발효 과정에서 전분질을 분해하여 포도당으로 만들어 주는 주요 효소원이 된다. 일반적으로 탁주의 품질은 알코올 농도, 총산, 유기산, 잔존당 성분 및 퓨젤유(fusel oil) 등에 의하여 결정되며, 발효제의 종류 및 저장조건에 따라 달라진다. 현재 전통 발효주의 경우 누룩 제조에 미생물을 인위적으로 접종하지 않고 자연적으로 발생하는 미생물상에 의하여 전분을 당화하여 효모의 기질로 제공되어 술을 빚는 전통적인 방법이 주를 이루고 있다.

술은 탄수화물 등의 원료 성분이 젖산, 곰팡이 등의 미생물 분해 작용과 알코올 발효를 통해 당, 유기산 등의 여러 성분이 함유된 발효 음료이다. 우리나라의 전통 주류인 탁주, 약주는 우리나라 재래주로서 천년 이상 양조되어 왔다. 탁주, 약주 양조법은 백미, 찹쌀 등의 원료를 사용하여 병행복발효로 진행되고, 양조 후에 술덧을 체로 걸러 외관이 탁한 것을 탁주라고 하며, 술덧에 용수를 넣어서 맑은 액만을 취한 것을 약주라고 한다. 탁주에는 생 효모, 비타민B군, 필수아미노산인 lysine, leucine을 비롯한 glutamic acid, arginine, proline 및 glutathione을 함유하여 영양가가 타 주류보다 풍부한 것으로 알려져 있다. 세계에는 수많은 종류의 술이 존재하며, 고유의 토속적 방법과 전통적 방법으로 제조한 각 나라 및 지역을 대표하는 술을 가지고 있다. 영국의 스카치위스키, 미국의 버번, 포르투칼의 포트와인, 멕시코의 테킬라, 일본의 사케 등도 좋은 예라고 할 수 있습니다. 하지만 우리나라는 오랜 역사 속에서 나름대로의 특징 있는 전통주를 제조하여 애용하여 왔음에도 불구하고 역사적, 정책적 여러 요인으로 전통주의 세계화에는 역부족인 실정에 있다. 이는 우리나라의 약주의 향미가 타국의 기호에 적합하지 않은 요인도 있지만 세계적으로 차별화 될 수 있는 다양한 양조 재료의 선택이 필요하다고 생각된다.

현재 약주의 소비자 트렌드는 기존 전통 누룩으로 제조되고 있는 누룩향이 강한 약주에서 일본의 사케(Sake)와 같은 향처럼 가벼우며 깔끔한 약주를 요구 제품으로 변화하는 추세에 있다. 우리나라 젊은 층은 약주의 색 또한 전통 약주의 획일화된 노란색을 띠는 약주에서 다양한 색으로 변화를 요구하고 있다. 국내 전통 약주, 탁주와 관련된 연구는 발효미생물 및 공정개발에 관련된 연구에 치우쳐 있고, 유색미를 원료로 한 쌀누룩 개발과 발효적성 탐색 등이 아직은 미진한 실정이다.

이에 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하고 국내 전통 발효주(특히, 약주)의 획일화된 제법을 벗어나 다양한 색을 가지면서 맛과 향 등이 우수한 전통 발효주를 개발하고자 노력한 결과, 유색미로서 전남농업기술원에서 개발한 신규 품종인 다향흑미를 이용하여 누룩 및 전통 발효주를 제조할 경우 전통 발효주, 특히 약주의 품질 및 기능성을 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

대한민국 공개특허 제2015-0001096호 (2015.01.06. 공개) 대한민국 등록특허 제10-0452050호 (2004.10.22. 공개) 대한민국 등록특허 제10-1736199호 (2017.05.16. 공고)

본 발명의 하나의 목적은 다향흑미 무증자 누룩 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 다향흑미 무증자 누룩을 이용하여 발효주를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 일반 백미 무증자 누룩을 이용하여 제조된 발효주에 비하여 항산화 활성이 우수하고, 총 폴리페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량이 높은 다향흑미 무증자 누룩으로 제조된 발효주를 제공하는 것이다.

하나의 양태로서, 본 발명은 다향흑미 무증자 누룩을 제공한다.

본 발명에 있어서, 다향흑미는 전남농업기술원 식량작물연구소에서 육성하여 품종등록한 유색미 품종으로, 품종보호 출원 제2017-118호로 2017년 2월 27일자에 출원되어 2018년 6월 25일자로 품종보호권 등록번호 제7257호로 등록된 품종이다.

상기 다향흑미는 대조품종인 흑남벼와 비교하여 초엽 및 줄기 마디의 안토시아닌 색소가 흑남벼는 연하지만 다향흑미는 없으며, 엽노화가 흑남벼는 빠르지만 다향흑미는 느리며, 흑남벼는 향이 없으나 다향흑미는 향이 있는 특징이 있다.

본 발명에 따른 다향흑미 무증자 누룩은 신품종을 대상으로 한 것임에도 종래의 백미 무증자 쌀가루 누룩과 대비하여 누룩의 품질, 예를 들어 당화력(β-amylase), 액화력(α-amylase), 단백질 분해력(protease) 등이 대등하거나 우수하다. 따라서, 상기 누룩을 이용하여 발효주를 제조할 경우 발효주의 품질이 우수하며, 특히 다향흑미의 향이 상기 누룩 및 발효주에서 발현되는 효과가 있다.

이하에서는, 상기 다향흑미 무증자 누룩의 제조 방법을 도 1 및 2를 참조하여 구체적으로 설명한다.

하나의 구체적 양태로서, 본 발명의 다향흑미 무증자 누룩을 제조하는 방법은,

(S1) 다향흑미를 분쇄한 후 물을 첨가하여 익반죽을 하는 단계;

(S2) 상기 (S1) 단계의 익반죽에 백국균을 익반죽 전체 중량의 0.2 내지 0.4중량%로 첨가하는 단계;

(S3) 상기 (S2) 단계의 백국균이 첨가된 익반죽을 성형하는 단계;

(S4) 상기 (S3) 단계의 성형된 익반죽을 누룩상자에 넣고 뚜껑을 닫은 후 25±2℃에서 백군균을 배양하는 단계; 및

(S5) 상기 (S4) 단계의 익반죽 품온이 30±1℃가 될 때 누룩상자의 뚜껑을 개방한 후 6 내지 8일간 백군균을 배양하고 건조하는 단계;를 포함한다.

먼저, (S1) 단계로서, 다향흑미를 분쇄하고 익반죽을 제조하는 단계이다.

상기 다향흑미는 상술한 바와 같으며, 상기 익반죽은 물, 바람직하게는 정제수를 분쇄된 다향흑미 100 중량부를 기준으로 3.5 내지 5 중량부, 바람직하게는 3.8 내지 4.2 중량부, 보다 바람직하게는 4.0 중량부를 첨가하고 혼합하여 제조될 수 있다. 익반죽의 제조 시 상술한 다향흑미 중량 대비 물의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 접종되는 백군균이 충분히 배양되지 않아 누룩의 당화력, 액화력 및 단백질 분해력의 감소가 발생하고, 이로 인해 누룩의 품질이 감소되는 결과가 발생한다.

(S2) 단계로서, 상기 (S1) 단계의 익반죽에 백군균을 첨가하는 단계이다.

구체적으로, 상기 (S1) 단계의 익반죽에 백국균을 익반죽 전체 중량의 0.2 내지 0.4중량%, 바람직하게 0.25 내지 0.35중량%, 보다 바람직하게 0.3중량%로 첨가하는 단계이다. 상기 범위 내로 백국균을 첨가하여야만 백국균이 충분히 배양될 수 있고, 그에 따라 제조되는 누룩의 당화력, 액화력 및 단백질 분해력 등의 품질이 유지될 수 있다.

하나의 구체적 실시에서, 상기 익반죽에 백국균 또는 흰곰팡이를 동일한 양을 넣고 이하의 공정과 동일한 공정으로 누룩을 제조하였을 때 백국균으로 제조한 다향흑미 누룩이 당화력 및 단백질 분해력에서 흰곰팡이로 제조한 다향흑미 누룩보다 현저히 높은 활성을 나타내었다. 따라서, 본 발명에 있어서 다향흑미로 누룩을 제조하는 경우 백국균이 흰곰팡이에 비하여 누룩의 품질 및 이로부터 제조되는 발효주의 품질을 상승시키는 효과가 있다.

(S3) 단계로서, 상기 (S2) 단계의 익반죽을 성형하는 단계이다.

구체적으로, 상기 (S2) 단계의 백군균이 첨가된 익반죽을 누룩상자의 크기 등을 고려하여 적당한 크기로 성형하는 단계이다.

(S4) 단계로서, 상기 (S3) 단계의 백국균을 배양하는 단계이다.

구체적으로, 상기 (S3) 단계에서 성형된 익반죽을 누룩상자에 넣고 뚜껑을 닫은 후 25±2℃에서 백국균을 배양하는 단계이다.

상기 누룩상자는 당업계에서 누룩을 제조하는 공정에서 통상적으로 사용하는 상자로서 주로 나무로 제조된 상자를 말한다.

상기 (S4) 단계의 배양은 누룩상자의 뚜껑을 닫은 후 실온에서 배양하는 단계이다. 이와 같은 조건에서 배양하여야만 백국균의 배양 조건에 적합하여 백국균의 증식이 활발하다.

(S5) 단계로서, 상기 (S4) 단계의 익반죽의 백국균을 추가 배양하고 익반죽을 건조하는 단계이다.

구체적으로, 상기 (S4) 단계의 밀폐된 공간에서 백국균이 배양함에 따라 익반죽 품온이 증가하여 30±1℃가 될 때 누룩상자의 뚜껑을 개방한 후 백군균을 배양하고 건조하는 단계이다.

상기 (S4) 단계의 백국균 배양은 6일 내지 8일, 바람직하게는 6.5일 내지 7.5일, 보다 바람직하게는 7일 동안 이루어진다.

상기 (S4) 단계의 건조는 누룩상자의 뚜껑을 개방하여 개방된 상태에 놓여 있는 익반죽 내의 수분이 자연적으로 증발함과 동시에 백국균이 증식 및 대사 활동을 하면서 수분을 소비함에 따라 발생하게 되는데, 익반죽의 수분 함량이 익반죽 전체 함량의 5% 이하, 바람직하게는 4% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하일 때 건조가 완료된 것으로 판단한다.

상술한 방법에 의하여 제조된 다향흑미 무증자 누룩은 증자 공정 없이 제조된 누룩으로서 증자 공정이 포함된 통상의 누룩 제조 공정에 비하여 공정이 간단하면서도 누룩의 품질, 즉 당화력, 액화력, 및 단백질 분해력이 증자 공정을 포함하여 제조된 누룩과 동등하거나 우수할 뿐만 아니라 다향향미 자체가 보유하고 있는 색과 향미를 손실하지 않고 유지하는 효과가 있다.

다른 하나의 양태로서, 본 발명은 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주를 제공한다.

본 발명의 다향흑미 무증자 누룩은 상술한 방법에 의하여 제조된 누룩으로서, 다향흑미를 원료로 하여 백국균이 첨가되고 증자 없이 무증자로 제조된 누룩이다. 본 발명의 다향흑미 무증자 누룩은 다향흑미의 색 및 향미를 보유하고 있으며, 당화력, 액화력, 및 단백질 분해력 등의 누룩 품질이 우수하다.

본 발명의 발효주는 누룩을 이용하여 제조한 전통주로서 탁주 및 약주(또는 청주), 그리고 상기 탁주 및 약주(청주)를 증류한 소주를 의미한다.

본 발명의 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주는 상술한 다향흑미 무증자 누룩을 원료로 하여 제조된 발효주로서, 백미 무증자 누룩을 이용한 발효주에 비하여 총 폴리페놀 함량이 6 내지 8배 많고, 총 플라보노이드 함량이 2 내지 3배 많으며, 항산화 활성이 1.8 내지 2.5배 우수한 발효주이다.

이하에서는, 상기 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주의 제조 방법을 도 3을 참고로 하여 설명한다.

하나의 구체적 양태로서, 본 발명의 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주의 제조 방법은,

다향흑미를 수세한 후 물에 침지하는 제1 단계;

상기 제1 단계의 침지된 다향흑미를 증자하여 고두밥을 제조하는 제2 단계;

상기 제2 단계의 증자된 다향흑미를 30±1℃로 냉각하는 제3 단계;

상기 제3 단계의 냉각된 다향흑미에 다향흑미 무증자 누룩과 물 및 탁주효모를 첨가하는 제4 단계; 및

상기 제4 단계의 혼합물을 23 ~ 25℃에서 10 내지 12일간 발효하는 제5 단계;를 포함한다.

먼저, 제1 단계로서, 다향흑미를 수세한 후 물에 침지하는 단계이다.

상기 다향흑미는 전남농업기술원 식량작물연구소에서 육성하여 품종등록한 유색미 품종으로, 품종보호 출원 제2017-118호로 2017년 2월 27일자에 출원되어 2018년 6월 25일자로 품종보호권 등록번호 제7257호로 등록된 품종이다.

이러한 다향흑미는 대조품종인 흑남벼와 비교하여 초엽 및 줄기 마디의 안토시아닌 색소가 흑남벼는 연하지만 다향흑미는 없으며, 엽노화가 흑남벼는 빠르지만 다향흑미는 느리며, 흑남벼는 향이 없으나 다향흑미는 향이 있는 특징이 있다.

상기 수세는 다향흑미의 이물질을 제거하기 위하여 흐르는 물에 2 ~ 3회 하는 것이 바람직하다.

상기 침지는 다향흑미에 수분을 침투시켜 백국균에 의한 발효가 잘 이루어지기 위한 것으로, 4 ~ 6시간, 바람직하게는 4.5 ~ 5.5 시간, 보다 바람직하게는 5시간 동안 다향흑미를 물에 침지한다.

상기 침지 후 다향흑미의 표면에 있는 물을 제거하는 물 빼기 작업을 추가로 수행할 수 있다.

제2 단계로서, 상기 제1 단계의 수세 및 침지한 다향흑미를 증자하여 고두밥을 제조하는 단계이다.

상기 증자는 50분 내지 70분, 바람직하게는 55분 내지 65분, 보다 바람직하게는 60분 동안 90 내지 110℃의 수증기에 의하여 이루어진다. 상술한 온도 및 시간의 범위에서 증자가 이루어져야만 최종 제조되는 발효주의 향미를 최상으로 유지할 수 있다. 이러한 증자에 의하여 고두밥이 제조된다.

제3 단계로서, 상기 제2 단계의 증자된 다향흑미를 30±1℃로 냉각하는 단계이다.

상기 냉각은 자연 상태에서 이루어질 수 있으나, 유해균 등의 외부 미생물이나 공기 중의 유해 물질(벌레, 먼지 등)의 유입이 문제될 수 있으므로 냉각기 내에서 단시간에 이루어지는 것이 바람직하다.

제4 단계로서, 상기 제3 단계의 냉각된 다향흑미에 다향흑미 무증자 누룩과 물 및 탁주효모를 첨가하는 단계이다.

상기 다향흑미 무증자 누룩은 상술한 본 발명의 다향흑미 무증자 누룩이다.

상기 탁주효모는 당업계에서 사용하는 탁주 제조 시 사용하는 효모를 말한다.

상기 다향흑미, 다향흑미 무증자 누룩, 물, 및 효모가 혼합된 혼합물은 다향흑미 100 중량부를 기준으로 다향흑미 무증자 누룩 8 내지 12중량부, 물 140 내지 160중량부, 및 탁주효모 0.25 내지 0.35중량부의 함량으로 혼합된다. 바람직하게는 다향흑미 100 중량부를 기준으로 다향흑미 무증자 누룩 9 내지 11중량부, 물 145 내지 155중량부, 및 탁주효모 0.28 내지 0.32중량부의 함량으로 혼합한다. 보다 바람직하게는 다향흑미 100 중량부를 기준으로 다향흑미 무증자 누룩 10중량부, 물 150중량부, 및 탁주효모 0.3중량부의 함량으로 혼합한다. 이와 같은 혼합 비율로 혼합되는 경우에 최종 제조되는 발효주의 향미 및 색도 등이 우수하다.

제5 단계로서, 상기 제4 단계의 혼합물을 23 내지 25℃에서 10 내지 12일간 발효하는 단계이다.

상술한 온도 및 시간 범위에서 발효하여야만 최종 제조되는 발효주의 향미 및 색도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 최상의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 유지할 수 있고, 가장 우수한 항산화 활성을 나타낼 수 있다.

상술한 단계에 의하여 제조된 발효주는 탁주로서, 제5 단계에서 발효된 발효물을 여과 또는 압착 및 여과하여 액체만을 수집하는 제6 단계를 추가할 수 있으며, 상기 제6 단계의 수집된 액체는 발효주로서 탁주가 된다.

이와 같이 다향흑미 무증자 누룩을 이용하여 제조된 발효주는 백미 무증자 누룩을 이용하여 제조된 발효주와 비교하여 pH, 산도, 환원당 함량, 및 알코올 함량 등의 품질이 대등하면서도 다향흑미의 향미 및 색도를 가질 뿐만 아니라 총 폴리페놀 함량이 6 내지 8배 많고, 총 플라보노이드 함량이 2 내지 3배 많으며, 항산화 활성이 1.8 내지 2.5배 우수한 발효주이다.

본 발명에 따른 다향흑미 무증자 누룩은 증자 없이 다향흑미를 이용하여 제조된 누룩으로서 다향흑미의 향미 및 색도를 가지면서 당화력, 액화력, 및 단백질 분해력이 종래 백미 무증자 누룩과 대비하여 동등하거나 그 이상의 효능을 가지는 새로운 누룩이다. 또한, 상기 다향흑미 무증자 누룩을 이용하여 제조된 발효주는 pH, 산도, 환원당 함량, 및 알코올 함량 등의 품질이 대등하면서도 다향흑미의 향미 및 색도를 가지면서 백미 무증자 누룩을 이용하여 제조된 발효주에 비해 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높고 항산화 활성이 현저히 높아 기능성이 우수한 발효주이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곰팡이 균주별 다향흑미 무증자 누룩의 제조 공정을 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백미 및 다향흑미 무증자 누룩의 제조 공정을 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백미 무증자 누룩 및 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주 제조 공정을 나타낸 그림이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-1) 및 다향흑미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-2)의 발효 기간에 따른 pH 변화를 관찰한 그림이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-1) 및 다향흑미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-2)의 발효 기간에 따른 산도 변화를 관찰한 그림이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 백미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-1) 및 다향흑미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-2)의 발효 기간에 따른 환원당 함량 변화를 관찰한 그림이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-1) 및 다향흑미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-2)의 발효 기간에 따른 알코올 변화를 관찰한 그림이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 백미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-1) 및 다향흑미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-2)의 DPPH 자유 라디칼 소거 활성을 관찰한 그림이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 백미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-1) 및 다향흑미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-2)의 ABTS 라디칼 양이온 소거 활성을 관찰한 그림이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 백미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-1) 및 다향흑미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-2)의 총 폴리페놀 함량을 관찰한 그림이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 백미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-1) 및 다향흑미 무증자 누룩으로 제조된 발효주(S-2)의 총 플라보노이드 함량을 관찰한 그림이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

제조예 1: 곰팡이 균주별 다향흑미 무증자 누룩 제조

1-1. 실험 재료

본 실험에 사용한 다향흑미는 품종보호권 등록번호 7257호로 등록된 신품종으로 2018년 전남농업기술원 식량작물연구소에서 육성한 다향흑미를 공급받아 실온에서 보관하면서 시료로 사용하였다. 누룩 제조용 종국은 시판 중인 백국균과 흰곰팡이(Penicillium candidum)를 확보하여 사용하였다.

1-2. 다향흑미 무증자 누룩 제조

다향흑미 1 kg을 분쇄 후 100℃ 정제수 400 mL를 넣어가면서 익반죽을 하였다. 그 후 곰팡이 균주를 0.3% 첨가하고 원형 용기에 넣어 성형하였다. 성형 후 누룩상자에 넣고 뚜껑을 닫아 25 ℃에서 초기 배양을 시작하며 품온이 30℃가 넘어가면 누룩 상자의 뚜껑을 제거하고 누룩을 상자에 기대어 7일간 배양 및 건조를 진행하여 다향흑미 무증자 누룩을 제조하였다(도 1 참조).

1-3. 자연배양 다향흑미 누룩 제조

다향흑미 1 kg을 분쇄 후 100℃ 정제수 400 mL를 넣어가면서 익반죽을 하였다. 그 후 원형 용기에 넣어 성형하였다. 성형 후 누룩상자에 넣고 뚜껑을 닫아 25 ℃에서 초기 배양을 시작하며 품온이 30℃가 넘어가면 누룩 상자의 뚜껑을 제거하고 누룩을 상자에 기대어 7일간 배양 및 건조를 진행하여 자연배양 다향흑미 누룩을 제조하였다.

실시예 1: 다향흑미 무증자 쌀가루 누룩의 효소 활성 측정

1-1. 당화력(β-amylase) 측정

상기 제조예 1에서 제조된 다향흑미 무증자 누룩의 당화력 측정은 제조된 3개의 누룩에 각각 1% NaCl 용액을 가하여 30℃에서 3시간 침출시킨 액을 시험용액으로 하고, 2% 전분액을 기질로 하였다. 기질용액 50 mL와 초산염완충액 30 mL를 55℃ 수욕조에서 10분간 방치하였다. 시험용액 10 mL를 가해주고 1시간 후 0.5N NaOH를 가하여 효소작용을 중지시킨 다음 상온으로 식히고 물을 가해서 100 mL로 하였으며, 이액 10 mL와 시험용액 대신 물을 취하여 동일하게 처리한 대조액 10 mL를 각각 취하여 환원당을 측정하였다. 환원당 측정은 Fehling 용액 10 mL, 물 40 mL, 포도당 표준용액 10 mL를 가해주고 끓여주면서 포도당표준용액으로 적정하였다. 황산동의 청색이 거의 없어지면 메틸렌블루시액 4∼5방울을 더 가하여 적정을 계속하였고, 종말점은 메틸렌블루의 청색이 없어지는 점으로 이 때 소비된 포도당표준용액의 소비 mL수를 S라 하였다. 따로 Fehling 용액 10 mL, 물 40 mL, 대조액 10 mL 및 포도당 표준용액 10 mL를 사용하여 같은 방법으로 공시험을 행하고 이 때 소비된 포도당표준용액의 소비 mL수를 B로 하였다. 하기 수학식 1을 이용하여 누룩의 당화력을 측정하였다.

상기 수학식 1에서, 2는 Factor(20/10)로서 포도당표준용액(2 mg/1 mL)과 사용된 표준용액 10 mL의 양에서 산출된 수치이며, W는 시험용액 10 mL에 함유된 검체의 양(g)이며, 1은 반응시간(시간)이다.

상기 실험 결과를 표 1에 나타내었다. 곰팡이 2종으로 제조된 다향흑미 무증자 누룩과 자연배양한 누룩 모두 당화력이 높았다. 세 가지 시료구 중 백국균 첨가 다향흑미 무증자 누룩의 당화력이 가장 높았으나 다른 시료구에 비하여 아주 큰 차이는 보이지 않았다.

1) 모든 측정값은 평균±표준편차이다.

2) 동일 열에서 다른 윗첨자를 가진 값은 던컨의 다중범위 테스트(a>b>c)에서 p<0.05로 현저히 상이하다.

1-2. 액화력 (α-amylase) 측정

상기 제조예 1에서 제조된 다향흑미 무증자 누룩의 액화력 측정은 각 누룩에 0.5% NaCl 용액을 가하여 실온(20℃ 이하)에서 3시간 침출시켜 여과 후 효소용액으로 하고 pH 5.0으로 보완한 1% 녹말용액을 기질용액으로 하였다. 녹말용액 10 mL를 40℃에서 예열한 후 효소용액 0.5 mL를 작용시켜 작용혼합용액 중에서 0.5~1분마다 0.1 mL씩 요오드용액 10 mL에 가하고 녹말요오드 반응색조를 분광광도계(wavelength 670 nm)로 비색하여 투과율(T)이 66%가 되는 반응시간을 구하고 비교용액은 물 10 mL에 효소액 0.5 mL를 가한 후 0.1 mL를 요오드용액에 가한 것을 투과율(T) 100%로 하였다. 종점 전후의 반응시간을 비례 계산하여 T(66%)가 될 때까지의 시간을 측정하였으며, 액화력은 하기 수학식 2에 의해 계산하였다.

이에 대한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 흰곰팡이 첨가 다향흑미 무증자 누룩의 경우 300.00 A.U로 높은 값을 나타내었다. 그 다음으로 백국균 첨가 다향흑미 무증자 누룩이 높은 액화력을 보였다.

1) 모든 측정값은 평균±표준편차이다.

2) 동일 열에서 다른 윗첨자를 가진 값은 던컨의 다중범위 테스트(a>b)에서 p<0.05로 현저히 상이하다.

1-3. 단백질 분해력(Protease) 활성도 측정

상기 제조예 1에서 제조된 다향흑미 무증자 누룩의 단백질 분해력은 pH를 5로 조정한 0.6% 카제인 용액을 기질로, 누룩의 침출액을 효소액으로 하여 40℃에서 10분간 반응 시켰다. 이 때 생산되는 폴린(Folin) 발색성 비단백성 물질의 양을 폴린(Folin) 비색법으로 측정하여 발아 곡류 1 g이 1분 동안 생성되는 티로신(tyrosine)을 mg으로 나타내었다.

이에 대한 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 프로테아제(Protease) 활성도의 경우 흰곰팡이 첨가 다향흑미 무증자 누룩, 자연배양 다향흑미 누룩보다 백국균 첨가 다향흑미 무증자 누룩이 효소활성이 높게 나타났다.

1) 모든 측정값은 평균±표준편차이다.

2) 동일 열에서 다른 윗첨자를 가진 값은 던컨의 다중범위 테스트(a>b>c)에서 p<0.05로 현저히 상이하다.

1-4. 결론

곰팡이 균주별 다향흑미 무증자 누룩의 효소 활성을 측정한 결과 백국균 첨가 다향흑미 무증자 누룩의 효소 활성이 우수하였다. 이에 백국균을 이용하여 이하의 실험을 진행하였다.

제조예 2: 백미 또는 다향흑미 무증자 누룩 제조

2-1. 실험 재료

본 실험에 사용한 다향흑미는 품종보호권 등록번호 7257호로 등록된 신품종으로 2018년 전남농업기술원 식량작물연구소에서 육성한 다향흑미를 공급받았고, 백미는 전라남도 광양군에 위치한 광양주조공사에서 사용중인 한아름쌀을 확보해 실온에서 보관하면서 시료로 사용하였다. 누룩 제조용 종국은 시판 중인 백국균를 확보하여 사용하였다.

2-2. 백미 및 다향흑미 무증자 누룩 제조

다향흑미 및 백미를 각각 1 kg을 분쇄 후 100 ℃ 정제수 400 mL를 넣어가면서 익반죽을 하였다. 그 후 백국균을 0.3% 첨가하고 원형 용기에 넣어 성형하였다. 성형 후 누룩상자에 넣고 뚜껑을 닫아 25 ℃에서 초기 배양을 시작하며 품온이 30℃가 넘어가면 누룩 상자의 뚜껑을 제거하고 누룩을 상자에 기대어 7일간 배양 및 건조를 진행하여 제조하였다(도 2 참조).

실시예 2: 백미 및 다향흑미 무증자 누룩의 효소 활성 측정

2-1. 당화력(β-amylase) 측정

상기 제조예 2에서 제조된 백미 및 다향흑미 무증자 누룩의 당화력 측정은 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

하기 표 4에서 보는 바와 같이, 백미 무증자 누룩의 당화력은 1186.67SP(g%), 다향흑미로 제조된 무증자 누룩의 당화력은 1160.00SP(g%)로 백미 무증자 누룩의 당화력이 조금 더 높은 값을 나타내었다.

1) 모든 측정값은 평균±표준편차이다.

2) ***p<0.005

2-2. 액화력 (α-amylase) 측정

상기 제조예 2에서 제조된 백미 및 다향흑미 무증자 누룩의 액화력 측정은 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 측정하였다. 이에 대한 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

하기 표 5에서 보는 바와 같이, 백미 무증자 누룩이 280.00A.U로 나타났고, 다향흑미로 제조된 무증자 누룩이 266.67A.U로 다향흑미로 제조된 무증자 누룩이 백미 무증자 누룩보다 낮은 값을 나타냈지만 근소한 차이를 보였다.

1) 모든 측정값은 평균±표준편차이다.

2) ***p<0.005

2-3. 단백질 분해력(Protease) 활성도 측정

상기 제조예 2에서 제조된 백미 및 다향흑미 무증자 누룩의 단백질 분해력은 상기 실시예 1-3과 동일한 방법으로 측정하였다. 이에 대한 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

하기 표 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 프로테아제(protease) 활성도의 경우 백미 무증자 누룩은 378.90, 다향흑미 무증자 누룩은 316.08로 백미 무증자 누룩이 다향흑미 무증자 누룩보다 높은 Protease 활성도를 나타내었다.

1) 모든 측정값은 평균±표준편차이다.

2) ***p<0.005

제조예 3: 백미 또는 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 청주 제조

백미 및 다향흑미 각각 2 kg을 수세하여 5시간 물에 침지하고, 2시간 물 빼기 후 1시간 동안 증자하고 30℃로 냉각하여, 각각 제조된 백미 무증자 누룩과 다향흑미 무증자 누룩 각각 200 g, 정제수 3 L, 탁주효모 6 g을 첨가한 후 23～25℃를 유지하면서 11일간 발효 시켰다. 이후 상기 발효물을 압착 및 여과하여 청주를 제조하였다(도 3 참조).

실시예 3: 백미 및 다향흑미 무증자 누룩을 이용하여 제조된 청주의 품질 특성 평가

3-1. pH 측정

pH 측정은 시료 1g을 취하여 증류수 9 mL와 혼합 후 pH meter (Perkinelmer Co. COLMEN-80)를 사용하여 측정하였다.

그 결과를 도 4 및 표 7에 나타내었다. 백미 무증자 누룩 첨가 청주의 pH는 발효 시작 1일차에 4.82에서 3일차에 3.9로 감소하였다가 발효 5일차부터 상승하는 모습을 보였다. 발효 11일차에는 pH 4.55를 나타내었다. 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주의 pH는는 발효기간 동안 감소하는 모습을 보였으며 발효 11일차에 pH 4.57을 나타내었다.

3-2. 산도 측정

산도 측정은 시료를 1g을 취해 증류수 9 mL와 혼합 후 1% phenolpthalein 지시약을 첨가하고 0.1N NaOH 용액으로 적정한 후 환산하였다.

이에 대한 결과를 도 5 및 표 8에 나타내었다. 발효 기간에 따른 청주의 산도는 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주의 산도가 백미 무증자 누룩 첨가 청주의 산도보다 전체적으로 높은 값을 나타내었다. 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주의 산도는 발효 1일차에 0.22%를 나타내었으며 점점 상승하는 모습을 보였다. 백미 무증자 누룩 첨가 청주 또한 발효기간 동안 상승하는 모습을 보였다.

3-3. 환원당 측정

환원당 측정은 Somogyi변법으로 정량하여 Maltose, Glucose로서 표시하였다.

이에 대한 결과를 도 6 및 표 9에 나타내었다. 백미 무증자 누룩 첨가 청주의 환원당 함량 변화는 발효 시작 1일차 104.03%로 높았으며 발효 3일차에 145.94%로 급격히 상승하였다. 발효 3일 이후에는 기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주의 환원당 함량 변화는 발효 1일차에 111.92%에서 발효 3일에 148.41%로 상승하였다. 그 이후 발효기간 동안에는 감소하여 발효 11일차에는 4.93%를 나타내었다.

3-4. 알코올 함량 측정

알코올 함량 측정은 청주 100 mL를 취하고 증류수 30 mL를 더해 가열해 증류한 에탄올 70 mL에 증류수 30 mL를 가해 100 mL이 되도록 한 다음 온도계와 주정계를 이용해 측정하였다.

이에 대한 결과를 도 7 및 표 10에 나타내었다. 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주의 알코올 함량이 백미 무증자 누룩 첨가 청주의 알코올 함량보다 전체적으로 높게 나타났다. 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주는 발효 1일부터 5일까지 급격히 상승하는 모습을 나타내었으며 발효 11일차에 14.6%의 함량을 보였다. 백미 무증자 누룩 첨가 청주는 발효 11일차에 13.5%의 함량을 보였다.

3-5. 색도 측정

색도 측정은 시료 일정량을 취해 색도계(super color sp-80, Tokyo, Denshoku, JAPAN)를 이용해 X=80.84, Y=82.22, Z=92.98인 표준 백색판(standard white plate)으로 보정하여 사용하였다. 측정값은 명도를 나타내는 L 값(lightness), 적색을 나타내는 a 값(redness) 및 황색을 나타내는 b 값(yellowness)으로 나타내었다.

이에 대한 결과를 표 11에 나타내었다. 색의 명도를 나타내는 L 값, 적색도를 나타내는 a 값과 황색도를 나타내는 b 값 중 L 값의 경우 백미 무증자 누룩 첨가 청주가 높은 값을 나타내었고, a 값과 b 값은 다향흑미 쌀누룩 첨가 청주가 높은 값을 나타내었다. 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주의 경우 발효가 시작될수록 L 값은 점점 낮아지는 경향을 나타내었고, b 값은 점점 높아지는 모습을 나타냈다. 백미 무증자 누룩 첨가 청주에 비해 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주가 a 값이 훨씬 높게 나온 것으로 보아 다향흑미의 색에 기인한 것으로 판단된다.

3-6. DPPH free radical scavenging activity

DPPH 자유 라디칼 소거활성은 Blois의 방법에 따라 시료의 1.1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl(DPPH)에 대한 수소공여 효과로 측정하였다. 일정 농도의 시료 2 mL에 2×10^-4 M DPPH용액(dissolved in 99% methanol)을 1mL 첨가하고, vortex mixing하여 37℃에서 30분간 반응시켰다. 이 반응액을 흡수분광광도계를 사용하여 517nm에서 흡광도를 측정 하였다. 전자공여능(electron donating ability, EDA(%)으로 측정하였으며, 3회 반복 실험하여 얻은 결과를 평균과 표준편차로 나타내었다.

이에 대한 결과를 도 8에 나타내었다. 다향흑미 무증자 누룩을 첨가한 청주가 훨씬 높은 DPPH 자유 라디칼 소거 활성능을 나타내었다. 백미 무증자 누룩 첨가 청주가 39.59%, 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주가 74.29%의 항산화능을 보였다.

3-7. ABTS radical cation scavenging activity

ABTS 자유 라디칼 소거활성은 과황산칼륨(postassium persulfate)의 반응에 의해 생성된 ABTS radical이 시료내의 항산화 물질에 의해 제거 되면서 청록색으로 탈색되는 것을 이용한 방법이다. 2,4 mM potassium persulfate 용액을 7 mM ABTS가 되도록 용해시킨 다음 암소에서 24시간 동안 반응 시켰다. ABTS solution을 형성 시킨 후 734nm에서 흡광도 값이 0.70±0.02가 되게 증류수로 희석하였다. 희석된 용액과 각 추출물을 1:1로 혼합 후 734 nm에서 흡광도를 측정하였다.

이에 대한 결과를 도 9에 나타내었다. ABTS　radical cation scavenging actvity 역시 다향흑미 무증자 누룩을 첨가한 청주가 82.42%로 백미 무증자 누룩을 첨가한 청주보다 2배 넘게 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과는 다향흑미 무증자 누룩을 첨가한 청주가 훨씬 높은 항산화능을 가진 것을 의미한다.

3-9. 총 폴리페놀 함량 측정

총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법에 준하여 측정하였다. 증류수로 희석한 시료 2 mL 에 Folin-Denis regent 2 mL를 혼합한 뒤 3분 방치 후 5% NaCO₃ 5 mL를 혼합하고 1시간 방치한 다음 660 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 Tannic acid를 사용하였다.

총 폴리페놀 함량은 대표적인 항산화 물질로서 식물계에 다수 존재하며, 인체에 다양한 종류로 항산화 효과를 가지고 있다. 백미 무증자 누룩 첨가 청주 및 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주의 총 폴리페놀 함량은 도 10과 같다. 폴리페놀의 함량은 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주가 40.34% 으로 나타났고, 백미 무증자 누룩 첨가 청주가 6.37%로 나타났다. 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주가 백미 무증자 누룩 첨가 청주보다 5배 넘게 높은 함량을 나타내었다.

3-10. 총 플라보노이드 함량 측정

총 플라보노이드 함량은 Dvis 변법에 따라 측정하였다. 시료 1 mL 에 Diethylene glycol 10 mL와 1N NaOH 1 mL를 혼합한 뒤 30℃에서 60분간 유지 시킨 다음 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. Quercitin의 검량선을 이용하여 플라보노이드 함량을 계산하였다.

식물에 널리 분포되어 플라보노이드 화합물은 폴리페놀계에 속하는 노란색 계열의 물질이다. 백미 무증자 누룩 첨가 청주 및 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주의 총 플라보노이드 함량은 도 11과 같다. 총 플라보노이드 함량은 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주가 45.72%, 백미 무증자 누룩 첨가 청주가 21.83%를 나타내어, 다향흑미 무증자 누룩 첨가 청주가 백미 무증자 누룩 첨가 청주보다 거의 2배 가까이 높은 함량을 나타내었다.

Claims (8)

1. (S1) 다향흑미를 분쇄한 후 물을 첨가하여 익반죽을 하는 단계;
   (S2) 상기 (S1) 단계의 익반죽에 백국균을 익반죽 전체 중량의 0.2 내지 0.4중량%로 첨가하는 단계;
   (S3) 상기 (S2) 단계의 백국균이 첨가된 익반죽을 성형하는 단계;
   (S4) 상기 (S3) 단계의 성형된 익반죽을 누룩상자에 넣고 뚜껑을 닫은 후 25±2℃에서 백군균을 배양하는 단계; 및
   (S5) 상기 (S4) 단계의 익반죽 품온이 30±1℃가 될 때 누룩상자의 뚜껑을 개방한 후 6 내지 8일간 백군균을 배양하고 건조하는 단계;
   를 포함하는 다향흑미 무증자 누룩 제조 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 (S1) 단계의 익반죽은 다향흑미 100중량부와 물 3.5 내지 5 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 다향흑미 무증자 누룩 제조 방법.
   
3. 다향흑미를 수세한 후 물에 침지하는 제1 단계;
   상기 제1 단계의 침지된 다향흑미를 증자하여 고두밥을 제조하는 제2 단계;
   상기 제2 단계의 증자된 다향흑미를 30±1℃로 냉각하는 제3 단계;
   상기 제3 단계의 냉각된 다향흑미에 제1항 또는 제2항의 다향흑미 무증자 누룩과 물 및 탁주효모를 첨가하여 혼합물을 제조하는 제4 단계; 및
   상기 제4 단계의 혼합물을 23 내지 25℃에서 10 내지 12일간 발효하여 발효물을 제조하는 제5 단계;
   를 포함하는 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주의 제조 방법.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 제5 단계 이후에 상기 제5 단계의 발효물을 여과하여 액체만을 수집하는 제6 단계;를 더 포함하는 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주의 제조 방법.
   
5. 제3항에 있어서, 상기 제4 단계의 혼합물은 다향흑미 100 중량부를 기준으로 다향흑미 무증자 누룩 8 내지 12중량부, 물 140 내지 160중량부, 및 탁주효모 0.25 내지 0.35중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주의 제조 방법.
   
6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제조된 발효주는 항산화 활성이 백미 무증자 누룩을 이용한 발효주에 비하여 1.8 내지 2.5배 우수한 발효주인 것을 특징으로 하는, 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주의 제조 방법.
   
7. 제3항 또는 제4에 있어서, 상기 제조된 발효주는 백미 무증자 누룩을 이용한 발효주에 비하여 총 폴리페놀 함량이 6 내지 8배 많고 총 플라보노이드 함량이 2 내지 3배 많은 발효주인 것을 특징으로 하는, 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주의 제조 방법.
   
8. 백미 무증자 누룩을 이용한 발효주에 비하여 항산화 활성이 1.8 내지 2.5배, 총 폴리페놀 함량이 6 내지 8배, 및 총 플라보노이드 함량이 2 내지 3배로 이루어진, 다향흑미 무증자 누룩을 이용한 발효주.

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