KR20210108162A - 비타민 c와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 및 이의 제조방법 - Google Patents

비타민 c와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 제조방법 에 관한 것으로, (a) 생 아로니아를 -35℃ ~ -60℃로 급냉하는 단계와; (b) 급냉된 생 아로니아를 해동한 후, 초음파를 조사하여 생 아로니아의 두꺼운 섬유질 조직을 연화시키는 단계와; (c) 연화된 생 아로니아를 착즙하여 아로니아 착즙액을 제조하는 단계와; (d) 상기 아로니아 착즙액 100 중량부에 대하여, 비타민 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 35 ~ 40℃에서 13 ~ 16일간 발효하여 초벌 발효액을 제조하는 단계와; (e) 상기 초벌 발효액 100 중량부에 대하여, 이온화칼슘 0.1 ~ 12.5 중량부, 아로니아 발효식초 0.1 ~ 15.5 중량부, 프로바이오틱스 1.0 ~ 15.5 중량부, 과당 5.5 ~ 75.0 및 정제수 50 ~ 300 중량부를 혼합한 후 35 ~ 40℃에서 6 ~ 10일간 발효하여 최종 발효액을 제조하는 단계로 구성됨으로써, 아로니아 특유의 떫은 맛을 개선하고 발효시간을 크게 단축함은 물론 이온화칼슘을 첨가하여 고기능성 아로니아 발효음료를 대량생산할 수 있는 효과가 있다.

Description

비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 및 이의 제조방법 {Aronia femented beverage using Vitamin C and ionized calcium, and manufacturing method thereof}
본 발명은 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 및 이의 제조방법 에 관한 것이다.
대한민국 등록특허 제1962570호(등록일자: 2019.3.20., 발명의 명칭: 유산균을 이용한 항산화 기능성이 향상된 아로니아 발효음료 조성물 및 그 제조방법)는 (a)L.plantarum, L.brevis 및 E.faecium 로 구성된 유산균주 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 균주의 전배양액을 제조하는 단계와; (b)이와 별도로 아로니아(Aronia melanocarpa L.) 농축액을 1 ~ 20°brix, pH 6.0~6.5로 조정하는 단계와; (c)상기 (b)단계에서 얻은 아로니아농축액에 yeast extract 및 glucose를 각각 1~5중량% 첨가하여 유산균 발효배지를 제조한 후 고압 멸균 및 냉각하는 단계와; (d)상기 고압 멸균 및 냉각 단계에서 얻은 유산균 발효배지에 상기 (a)단계에서 제조한 유산균 전배양액 1~5중량% 접종하여 37℃에서 pH 4.5이하에 도달할 때까지 80~100rpm 에서 진탕 발효시키는 단계를 포함하는 아로니아 유산균 발효액의 제조방법으로 제조된 pH 4.5이하이며, 총 폴리페놀함량 461.21mg% 이상인 것이 특징인 아로니아의 유산균 발효액이 개시되어 있다.
이러한 종래 기술은, 아로니아 농축액을 유산균으로 발효하여 항산화 기능성을 현저히 강화시킨 아로니아 유산균 발효 음료 조성물을 제공하는 뛰어난 효과가 있다고 주장하는 반면, 풍미를 개선하기 위해 감미료를 필수적으로 첨가하여야 하는 근원적인 문제점이 있었다.
또한, 대한민국 등록특허 제1828863호(등록일자: 2018.2.7., 발명의 명칭: 떫은 맛이 감소된 아로니아 착즙액 및 그 제조방법, 이를 이용한 젖산 발효 음료 제조방법)는 a) 아로니아 과실을 선별하여 세척한 후 물기를 제거하고, -20℃에서 48시간 동안 냉동하는 동결전처리 단계; b) 냉동된 아로니아를 80℃ - 100℃에서 20~45초 동안 가열된 온수에서 해동시키는 온수해동 단계; c) 상기 온수해동 단계를 거친 해동된 아로니아를 유압식 착즙기로 착즙하여 착즙액을 얻는 착즙단계; d) 상기 c) 단계에서 얻은 아로니아 착즙액의 당도와 pH를 보정하는 단계: e) 당도와 pH가 보정된 착즙액을 60 - 65℃에서 30분간 저온 살균한 후 30℃까지 냉각시키는 살균단계; 및 f) 상기 살균단계에서 살균된 착즙액 98중량%에 젖산균 2중량%를 접종하여 30℃에서 2일간 배양하는 젖산균 접종 및 배양단계;를 포함하며, 상기 d) 단계에서 아로니아 착즙액의 당도는 최종 당도가 15°Brix가 되도록 보정하고, 상기 f) 단계의 젖산균은 락토바실러스 플란타룸(L. Plantarum)과 락토바실러스 락티스(L. Lactis)의 혼합젖산균인 것을 특징으로 하는, 떫은 맛이 감소된 아로니아 착즙액을 함유하는 젖산 발효 음료 제조방법이 개시되어 있다.
이러한 종래 기술은, 아로니아를 냉동시킨 후 온수에서 해동시킨 후 착즙하여 착즙액을 얻음으로써 기타 첨가물없이 아로니아의 떫은 맛과 쓴 냄새를 감소시킬 수 있고, 따라서 섭취가 용이한 착즙액을 얻을 수 있는 효과를 제공할 수 있는 반면, 그 효과가 미비한 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 본 발명의 목적은, 발효시간을 단축할 수 있는 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 목적은, (a) 생 아로니아를 -35℃ ~ -60℃로 급냉하는 단계와; (b) 급냉된 생 아로니아를 해동한 후, 초음파를 조사하여 생 아로니아의 두꺼운 섬유질 조직을 연화시키는 단계와; (c) 연화된 생 아로니아를 착즙하여 아로니아 착즙액을 제조하는 단계와; (d) 상기 아로니아 착즙액 100 중량부에 대하여, 비타민 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 35 ~ 40℃에서 13 ~ 16일간 발효하여 초벌 발효액을 제조하는 단계와; (e) 상기 초벌 발효액 100 중량부에 대하여, 이온화칼슘 0.1 ~ 12.5 중량부, 아로니아 발효식초 0.1 ~ 15.5 중량부, 프로바이오틱스 1.0 ~ 15.5 중량부, 과당 5.5 ~ 75.0 및 정제수 50 ~ 300 중량부를 혼합한 후 35 ~ 40℃에서 6 ~ 10일간 발효하여 최종 발효액을 제조하는 단계로 이루어진 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 (a)단계 이전에 생 아로니아의 표면에 묻은 이물질 제거 또는 세균을 제거하기 위하여 (a)-1 전처리 단계를 더 포함하되, 상기 (a)-1 전처리 단계는, (가) 생 아로니아를 초음파 세척조에 충전후 세척하는 단계와; (나) 초음파 세척된 생 아로니아를 살균조에 10 ~ 30분 충전하여 살균하는 단계와; (다) 살균된 생 아로니아는 초음파 세척조에 충전후 2차 세척한 다음 물기를 제거로 이루어지고, 상기 (나) 단계의 살균조는 정제수 100 중량부에 대하여, 에틸 알코올 68 ~ 80 중량부 및 12.0 ~ 12.5pH의 알칼리수 0.1 ~ 35 중량부가 혼합된 살균수가 충전되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 (b)단계의 해동은, 120 ~ 230℃의 열풍을 30 ~ 55초 동안 급냉된 생 아로니아 표면에 분사하거나, 에틸 알코올이 채워진 해동조에서 급냉된 생 아로니아를 5 ~ 10시간 침지하여 구현되고, 상기 (b)단계의 초음파는 출력 200 ~ 3,000W, 주파수 20 ~ 40KHz 성능을 갖는 초음파 발생기에서 1 ~ 5시간 동안 조사되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 (d)단계는 1차 발효과정에서 부패균의 증식을 방지하기 위하여 부패방지 오일을 0.1 ~ 2.5 중량부 더 첨가할 수 있으며, 상기 부패방지 오일은 자몽씨오일 100 중량부에 대하여, 솔잎오일 5 ~ 7 중량부 및 일랑일랑오일 0.1 ~ 0.3 중량부로 조성되고, 상기 (e)단계는 풍미개선과 영양 성분을 보강하기 위하여 현미발효식초 1.3 ~ 2.2 중량부 더 첨가할 수 있으며, 상기 현미발효식초는 현미와 쌀누룩을 자연발효한 것으로, 정제수 100 중량부에 대하여, 현미 40 ~ 65 중량부, 쌀누룩 4 ~ 10 중량부 및 엿기름 3 ~ 7 중량부로 조성되며 5.5 ~ 6.0pH의 산도를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 위 방법들 중 어느 한 방법에 의해 제조된 아로니아 발효음료에 의해 달성될 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 아로니아 특유의 떫은 맛을 개선하고 발효시간을 크게 단축함은 물론 이온화칼슘을 첨가하여 고기능성 아로니아 발효음료를 대량생산할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하기로 한다.
본 실시예의 주재료인 아로니아(Aronia, Chokeberry)는 북미가 원산지인 관목으로서, 장미과에 속한다. 아로니아 열매(Aronia berry, Black Chokeberry)는 다량의 당류(20%)와 안토시아닌 (Antocyanins), 폴리페놀(Polyphenol), 비타민 B1, B2, 판토텐산, 플라보노이드 (Flavonoid) 등을 함유하고 있다.
특히 안토시아닌과 폴리페놀은 인체 내에서 혈액 순환에 도움을 주고, 미세혈관의 투과성, 혈관의 탄력성, 혈압의 정상화 등에 도움을 주며, 특히 눈의 미세혈관에 긍정적인 효과를 제공하여 시력 증진 효과를 나타낸다고 알려져 있다. 이처럼 아로니아 열매의 구성 성분들이 인체에 유용한 효과를 나타내는 것으로 알려지면서 아로니아 열매를 이용하여 음료나 술을 얻고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 그러나 아로니아는 과피가 두껍고 떫은 맛이 강하여 생과를 그대로 이용하기 어려운 문제점이 있다. 아로니아는 주로 착즙액(농축액)나 분말로 유통되고 있으나, 착즙 수율이 낮고 떫은맛이 강하여 다양한 소재로 활용하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 본 실시예는 비타민 C를 보조인자(Co-Factor)로 이용하여 아로니아 생체의 자체효소를 활성화하여 발효 과정중 방해요소를 극복하여 자체발효를 촉진시킨다. 비타민 C를 아로니아 생체발효촉진제로 이용 할 경우, 저비용으로 생산시간을 획기적으로 단축하고, 당(Sugar) 첨가를 최소화하여 고품질 아로니아 발효음료를 생산할 수 있는 장점이 있다.
한편, 칼슘은 각종 생명체의 구성과 활동에 필수적인 미네랄 성분 중 하나로, 특히 사람의 경우 칼슘의 부족으로 인해 각종 질병에 대한 저항력이 낮아지거나 신체에 이상 현상이 나타나는 등의 문제가 발생할 수 있다. 사람 뿐만 아니라 가축이나 식물에게도 칼슘은 매우 중요한 성분이다. 따라서 본 발명의 발효과정 중 2차 과정에서 인체내 흡수율이 뛰어난 고품질 저분자 이온화칼슘을 첨가함으로써 아로니아 발효음료의 효용을 극대화하였다.
1. 전처리
본 실시예는 생 아로니아의 표면에 묻은 이물질이나 세균 등을 제거하기 위하여 전처리를 수행한다.
여기서, 아로니아 전처리는 다음과 같다.
(a) 생 아로니아를 초음파 세척조에 충전후 세척한다.
(b) 초음파 세척된 생 아로니아를 살균조에 10 ~ 30분 충전하여 살균한다.
여기서, 살균조에는 산균수가 충전되어 있으며, 살균수는 정제수 100 중량부에 대하여, 에틸 알코올 68 ~ 80 중량부 및 12.0 ~ 12.5pH의 알칼리수 0.1 ~ 35 중량부가 혼합되어 있다.
(c) 살균된 생 아로니아는 초음파 세척조에 충전후 2차 세척한 다음 물기를 제거한다.
2. 급냉
생 아로니아의 특유한 떫은 맛을 대부분 없애기 위하여 -35℃ ~ -60℃로 급냉한다. 여기서, 바람직한 급냉 온도는 -40℃ 이하이며, -20℃로 급냉하는 대한민국 등록특허 제1828863호(이하 '선등록 발명'이라 한다) 대비 75 ~ 80% 정도 떫은 맛을 저감할 수 있다. 그러나, 급냉 온도가 -65℃ 이하인 경우에는 제조 단가가 높음은 물론, 과육이 일부 파괴되는 문제점이 있다.
3. 해동 및 연화처리
급냉된 생 아로니아를 해동한다. 여기서, 해동 방법은 120 ~ 230℃의 열풍을 30 ~ 55초 동안 급냉된 생 아로니아 표면에 분사하여 해동하는 제 1 방법과, 에틸 알코올(주정)이 채워진 해동조에서 급냉된 생 아로니아를 5 ~ 10시간 침지하여 해동하는 제 2 방법으로 구현할 수 있다.
선등록 발명은 -20℃로 냉동된 아로니아를 80℃ ~ 100℃에서 20 ~ 45초 동안 가열된 온수에서 해동시키는 온수해동 단계를 포함하고 있으나, 이러한 온수해동 단계는 온수에 의해 냉동된 생 아로니아가 짓무르게 됨은 물론, 영양소가 파괴될 수 있는 단점이 상존한다. 그러나 제 1 방법은 수분이나 물기가 포함되지 않은 열풍을 이용하여 급냉된 생 아로니아를 해동하기 때문에 선등록 발명과 같은 단점이 발생되지 않는다.
또한, 제 2 방법은 선등록 발명과 같이 액상의 에틸 알코올을 이용한다는 점만 유사할 뿐, 10 ~ 25℃로 온도조절된 에틸 알코올에 급냉된 생 아로니아를 침지하여 30 ~ 45분간 상온 해동방식을 채택하여 선등록 발명과 같은 단점이 발생되지 않음은 물론, 생 아로니아 표면이 에틸 알코올로 코팅됨으로써 추후 진행되는 공정 중에 발생할 수 있는 부패를 원천적으로 차단할 수 있는 장점을 갖는다.
이후, 해동된 생 아로니아의 표면에 초음파를 조사하여 생 아로니아의 두꺼운 섬유질 조직을 연화시킨다. 본 실시예의 초음파는 출력 200 ~ 3,000W, 주파수 20 ~ 40KHz 성능을 갖는 초음파 발생기를 이용하여 조사되며, 조사 시간은 1 ~ 5시간이다.
4. 착즙
연화처리된 생 아로니아를 착즙하여 아로니아 착즙액을 제조한다.
5. 1차 발효
아로니아 착즙액 100 중량부에 대하여, 비타민 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 35 ~ 40℃에서 13 ~ 16일간 발효하여 초벌 발효액을 제조한다. 여기서, 최적 발효은 38℃에서 15일이다.
비타민 C는 발효촉진제로 사용된 것이다.
또한, 1차 발효과정에서 부패균의 증식을 방지하기 위하여 부패방지 오일을 0.1 ~ 2.5 중량부 더 첨가할 수 있다. 부패방지 오일은 자몽씨오일 100 중량부에 대하여, 솔잎오일 5 ~ 7 중량부 및 일랑일랑오일 0.1 ~ 0.3 중량부로 조성되어 있다. 여기서, 부패방지의 주 성분은 자몽씨오일이며, 솔잎오일과 일랑일랑오일을 이치 를 제거하기 위하여 제공된 것이다.
6. 2차 발효
초벌 발효액 100 중량부에 대하여, 이온화칼슘 0.1 ~ 12.5 중량부, 아로니아 발효식초 0.1 ~ 15.5 중량부, 프로바이오틱스 1.0 ~ 15.5 중량부, 과당 5.5 ~ 75.0 및 정제수 50 ~ 300 중량부를 혼합한 후 35 ~ 40℃에서 6 ~ 10일간 발효하여 최종 발효액을 제조한다. 여기서, 최적 발효은 38℃에서 7일이다.
아로니아 발효식초는 공지의 발효공정에 의해 5.0 ~ 6.6 pH의 산도를 갖도록 제조된 것으로 이에 대한 상세한 발효공정 설명은 생략하기로 한다.
프로바이오틱스는 락토바실러스 카제이(L.casei), 락토바실러스 애시도필러스(L.acidophilus), 락토바실러스 불가리쿠스(L.bulgaricus), 비피도박테리움 롱굼 (B.longum), 비피도박테리움 비피둠(B.bifidum), 액티레귤라리스(Actiregularis), 락토바실러스 람노서스(L.rhamnosus) 중 어느 하나 이상이다.
또한, 풍미개선과 영양 성분을 보강하기 위하여 현미발효식초 1.3 ~ 2.2 중량부 더 첨가할 수 있다. 여기서, 현미발효식초는 현미와 쌀누룩을 자연발효한 것으로, 정제수 100 중량부에 대하여, 현미 40 ~ 65 중량부, 쌀누룩 4 ~ 10 중량부 및 엿기름 3 ~ 7 중량부로 조성되며 5.5 ~ 6.0pH의 산도를 갖는다.
7. 여과 및 포장
최종 발효액을 여과, 포장하여 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료를 제조한다.
본 실시예의 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료는 종래의 자연발효 대비 발효시간을 크게 단축할 수 있어 비용이 절감됨은 물론, 유효성분 추출률이 95% 이상으로 높고 균일한 품질의 음료를 대량생산할 수 있는 장점이 있다.
(가) 일반소비자 대상 관능상 반응도조사
본 실시예에 의한 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료의 일반소비자 관능상 반응도조사를 위하여 각 연력층별로 피실험자 각 10명씩 무작위 모집하여 테스트한 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 여기서, 피실험자의 만족도는 "불만족", "개선필요", "만족" 및 "매우만족"으로 세분화하였다.
Figure pat00001
표 1을 참조하면, 10~20대에서 당도가 일부 부족한 것으로 판정된 것 이외에는 전 연령대에서 만족도가 높음을 알 수 있었다.
(나) 유효성분 분석결과
본 실시예에 의한 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료의 유효성분 결과를 표 2에 기재하였다(100cc 기준).
Figure pat00002
표 2를 참조하면, 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료는 비타민 C와 칼슘이 다량 보강되었고, 안토시아닌 함량이 매우 높은 것으로 확인되었다.
이상과 같은 본 발명은 일 실시예에 한정되어 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 토대로 변형되는 실시예들은 모두 본 발명의 권리범위에 속함이 분명하다.

Claims (5)

  1. (a) 생 아로니아를 -35℃ ~ -60℃로 급냉하는 단계와;
    (b) 급냉된 생 아로니아를 해동한 후, 초음파를 조사하여 생 아로니아의 두꺼운 섬유질 조직을 연화시키는 단계와;
    (c) 연화된 생 아로니아를 착즙하여 아로니아 착즙액을 제조하는 단계와;
    (d) 상기 아로니아 착즙액 100 중량부에 대하여, 비타민 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 35 ~ 40℃에서 13 ~ 16일간 발효하여 초벌 발효액을 제조하는 단계와;
    (e) 상기 초벌 발효액 100 중량부에 대하여, 이온화칼슘 0.1 ~ 12.5 중량부, 아로니아 발효식초 0.1 ~ 15.5 중량부, 프로바이오틱스 1.0 ~ 15.5 중량부, 과당 5.5 ~ 75.0 및 정제수 50 ~ 300 중량부를 혼합한 후 35 ~ 40℃에서 6 ~ 10일간 발효하여 최종 발효액을 제조하는 단계로 이루어진 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)단계 이전에 생 아로니아의 표면에 묻은 이물질 제거 또는 세균을 제거하기 위하여 (a)-1 전처리 단계를 더 포함하되,
    상기 (a)-1 전처리 단계는,
    (가) 생 아로니아를 초음파 세척조에 충전후 세척하는 단계와;
    (나) 초음파 세척된 생 아로니아를 살균조에 10 ~ 30분 충전하여 살균하는 단계와;
    (다) 살균된 생 아로니아는 초음파 세척조에 충전후 2차 세척한 다음 물기를 제거로 이루어지고,
    상기 (나) 단계의 살균조는 정제수 100 중량부에 대하여, 에틸 알코올 68 ~ 80 중량부 및 12.0 ~ 12.5pH의 알칼리수 0.1 ~ 35 중량부가 혼합된 살균수가 충전되는 것을 특징으로 하는 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 제조방법 .
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b)단계의 해동은, 120 ~ 230℃의 열풍을 30 ~ 55초 동안 급냉된 생 아로니아 표면에 분사하거나, 에틸 알코올이 채워진 해동조에서 급냉된 생 아로니아를 5 ~ 10시간 침지하여 구현되고,
    상기 (b)단계의 초음파는 출력 200 ~ 3,000W, 주파수 20 ~ 40KHz 성능을 갖는 초음파 발생기에서 1 ~ 5시간 동안 조사되는 것을 특징으로 하는 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 제조방법 .
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d)단계는 1차 발효과정에서 부패균의 증식을 방지하기 위하여 부패방지 오일을 0.1 ~ 2.5 중량부 더 첨가할 수 있으며,
    상기 부패방지 오일은 자몽씨오일 100 중량부에 대하여, 솔잎오일 5 ~ 7 중량부 및 일랑일랑오일 0.1 ~ 0.3 중량부로 조성되고,
    상기 (e)단계는 풍미개선과 영양 성분을 보강하기 위하여 현미발효식초 1.3 ~ 2.2 중량부 더 첨가할 수 있으며, 상기 현미발효식초는 현미와 쌀누룩을 자연발효한 것으로, 정제수 100 중량부에 대하여, 현미 40 ~ 65 중량부, 쌀누룩 4 ~ 10 중량부 및 엿기름 3 ~ 7 중량부로 조성되며 5.5 ~ 6.0pH의 산도를 갖는 것을 특징으로 하는 비타민 C와 이온화칼슘을 이용한 아로니아 발효음료 제조방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 방법에 의해 제조된 아로니아 발효음료.
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