KR20230141422A - 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 맛과 건강 기능성이 향상된 콤부차 음료 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 천연물 자원을 이용하여 건강 기능성을 강화하고, 맛을 향상시킨 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법을 제공함에 있다.
이러한 본 발명은, 콤부차 발효액을 제조하는 콤부차 발효액 제조 단계, 상기 콤부차 발효액에 복수의 재료가 정해진 비율로 혼합되어 콤부차 음료를 배합하는 배합 단계, 상기 배합 단계를 통해 배합된 콤부차 음료를 고온살균기에 수용하여 95℃이상의 온도에서 0.8~1.2t/h의 유량으로 고온단시간살균(HTST)을 실시하는 살균 단계, 상기 살균 단계를 통해 살균을 마친 콤부차 음료를 정해진 양만큼 용기에 충진하는 충진 단계, 상기 충진 단계를 통해 콤부차 음료가 충진된 용기를 검사하는 검사 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법 {Method for producing kombucha beverage using kombucha fermented liquid}
본 발명은 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 맛과 건강 기능성이 향상된 콤부차 음료 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 콤부차(kombucha)는 녹차나 홍차를 우린 물에 설탕을 넣고 '스코비(SCOBY; symbiotic colony of bacteria & yeast)'라는 유익균을 첨가한 뒤 발효해 만드는 음료를 지칭하는 것으로, 발효할 때 생기는 효모균종과 미생물로 이뤄진 배양체의 모습이 버섯과 닮아 '홍차 버섯'으로도 불린다. 시큼하면서도 달콤한 식초 맛과 향이 나며, 발효 과정에서 탄산이 생성돼 마실 때 청량감이 든다.
콤부차 발효음료는 홍차와 설탕의 혼합액에 발효제로서 티 펑거스(tea fungus)를 접종하여 효모에 의한 알코올 발효와 초산균에 의한 초산발효작용에 의해서 제조되는 일종의 홍차발효음료이다. 콤부차 발효음료는 동양에서 2000년 이전에 장수와 치료를 위한 소재로 사용된 기록이 있으며, 중국, 티벳, 러시아, 일본, 폴란드, 불가리아, 독일, 인도네시아 등에서 널리 음용되어 오고, 최근에는 미국에서 건강 및 성인병 예방을 위한 건강 음료로서 인식되어 가정에서 제조되어 소비되고 있는 실정이다.
콤부차는 발효 과정에서 프로바이오틱스를 생성해 면역력 증강과 위장 건강에 도움이 되고, 유기산, 초산, 유산균 등이 들어 있어 소화 증진에도 효과가 있으며, 콤부차에 들어 있는 글루쿠론산이 체내 독소를 해독하고 배출하는 효과와 더불어 간 독소를 감소시켜 간 건강을 증진시킬 뿐 아니라 폴리페놀, 비타민 등 항산화 성분들이 들어 있어 활성산소를 배출해 주는 효과가 있는 것으로 알려져 있어서, 최근에는 건강 및 성인병 예방을 위한 건강 음료로 인식되면서 가정에서도 제조하여 음용하고 있다.
최근 콤부차의 건강증진 효능이 알려지면서 수요가 급격히 확장되어 이에 대한 제품 개발이 진행되고 있으나, 소비자들이 제품 섭취로 효능을 실감하기에는 한계가 있다. 최근 소비자들이 선호하는 기능성은 항비만, 피부미용, 면역조절 등에 대한 기능성 수요가 매우 크며, 기존의 콤부차가 지닌 기능성이 소비자의 수요와 일치하기는 하지만 제품의 소비에 따른 유의미한 결과를 거두기에는 한계가 있어 콤부차 제품에 대한 기능성을 강화하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
1. 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0066842호("콤부차 조성물 및 이의 제조방법", 2020.06.11.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 천연물 자원을 이용하여 건강 기능성을 강화하고, 맛을 향상시킨 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법은, 콤부차 발효액을 제조하는 콤부차 발효액 제조 단계, 상기 콤부차 발효액에 복수의 재료가 정해진 비율로 혼합되어 콤부차 음료를 배합하는 배합 단계, 상기 배합 단계를 통해 배합된 콤부차 음료를 고온살균기에 수용하여 95℃이상의 온도에서 0.8~1.2t/h의 유량으로 고온단시간살균(HTST)을 실시하는 살균 단계, 상기 살균 단계를 통해 살균을 마친 콤부차 음료를 정해진 양만큼 용기에 충진하는 충진 단계, 상기 충진 단계를 통해 콤부차 음료가 충진된 용기를 검사하는 검사 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 배합 단계는, 정제수 54.8693~88.8797중량%, 콤부차 발효액 3~8중량%, 석류 농축액 0.2~5중량%, 사과 농축액 0.3~7중량%, 레몬 농축액 0.1~0.3중량%, 생강 농축액 0.2~0.5중량%, 백포도 농축액 1~7중량%, 푸룬 농축액 0.1~1.5중량%, 백년초 농축액 0.1~1.5중량%, 락툴로오스 3~7중량%, 프락토올리고당 3~7중량%, 콜라겐 0.02~0.03중량%, 천연멘톨 0.0003~0.0007중량%, 천연향 0.1~0.3중량%를 혼합하여 콤부차 음료를 배합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 콤부차 발효액은, 과일 농축액, 녹차, 물, 알코올 효모균 및 초산균이 준비되는 재료 준비 단계, 상기 재료 준비 단계에서 준비된 과일 농축액, 녹차, 물, 알코올 효모균이 미리 정해진 비율로 혼합되어 배합 용액이 제조되는 배합 용액 제조 단계, 상기 배합 용액 제조 단계에서 제조된 배합 용액이 알코올 효모균에 의해 알코올 발효되어 알코올 발효액이 제조되는 알코올 발효 단계, 상기 알코올 발효액에 포함된 녹차가 제거되는 녹차 제거 단계, 녹차가 제거된 상기 알코올 발효액에 초산균이 미리 정해진 만큼 첨가되고, 알코올 발효액이 초산균에 의해 초산 발효되어 초산 발효액이 제조되는 초산 발효 단계, 상기 초산 발효액에 녹차가 미리 정해진 만큼 첨가되어 미리 정해진 기간 동안 숙성되어 콤부차 발효액이 제조되는 숙성 단계 및 상기 콤부차 발효액이 여과되는 여과 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 배합 용액은, 전체를 100이라고 하였을　때, 과일 농축액 15.4~17, 알코올 발효균 7~13, 녹차 0.4~0.6, 물 68.4~77.2의 비율로 배합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 알코올 발효 단계는, 상기 배합 용액 제조 단계에서 제조된 배합 용액의 일부를 채취하여 알코올 효모균에 의해 발효시켜 초기 발효액을 제조하는 1차 알코올 발효 단계 및 상기 초기 발효액을 나머지 배합 용액에 접종하여 발효시켜 알코올 발효액을 제조하는 2차 알코올 발효 단계에 걸쳐 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 1차 알코올 발효 단계는, 25~35℃에서 24~48시간 발효시키고, 상기 2차 알코올 발효 단계는, 25~35℃에서 60~84시간 발효시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 초산 발효 단계는, 녹차 제거 단계에서 녹차가 제거된 알코올 발효액 전체를 100이라고 하였을 때, 7~13만큼의 종초 배양액이 첨가되고, 25~35℃의 온도에서 96~144시간 동안 160~200rpm 범위의 속도로 진탕 배양하는 것을 특징으로 한다.
또한, 숙성 단계는, 상기 초산 발효액 전체를 100이라 하였을 때, 녹차 0.4~0.6만큼을 침지하고 15~25℃에서 60~84시간 동안 숙성하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법은 천연물 자원을 이용하여 건강 기능성을 강화하고, 맛을 향상시킨다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콤부차 음료 제조 방법에 사용되는 콤부차 발효액 제조 방법의 순서도이다.
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법 순서도를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 먼저, 콤부차 발효 음료를 제조하기 위해 콤부차 발효 음료에 첨가되는 콤부차 발효액이 제조되는 콤부차 발효액 제조 단계(S100)가 진행된다.
종래에는 스코비가 첨가되어 콤부차 발효액이 제조되지만, 본 발명의 콤부차 발효액은 선별된 알코올 효모균과 초산균을 이용하여 콤부차 발효액을 제조한다는 점에서 품질이 일정한 콤부차 발효액을 제조할 수 있다는 효과가 있다. 콤부차 발효액 제조 단계(S100)는 도 2를 참조하여 보다 자세히 설명하도록 한다.
배합 단계(S200)는 콤부차 발효액 제조 단계(S100)에서 제조된 콤부차 발효액과 복수의 재료가 미리 정해진 비율로 혼합되어 콤부차 음료가 제조되는 단계이다.
배합 단계(S200)에서 혼합되는 복수의 재료의 혼합비율은 [표 1]에 나타나 있다.
원료 배합비 (%, v/v)
콤부차 발효액 (산도 4%) 3 ~ 8
석류 농축액 0.2 ~ 5
사과 농축액 0.3 ~ 7
레몬 농축액 0.1 ~ 0.3
생강 농축액 0.2 ~ 0.5
백포도 농축액 1 ~ 7
푸룬 농축액 0.1 ~ 1.5
백년초 농축액 0.1 ~ 1.5
락툴로오스 3 ~ 7
프락토올리고당 3 ~ 7
콜라겐 0.02 ~ 0.03
천연멘톨 0.0003 ~ 0.0007
천연향 0.1 ~ 0.3
정제수 54.8693 ~ 88.8797
합계 100
또한, 상술한 재료의 혼합비율에서 농축액의 투입 비율을 조절하여 다양한 맛의 콤부차 음료가 제조할 수 있다.
즉, 석류 농축액의 비율을 증가시키면 석류맛의 콤부차 음료가 제조될 수 있고, 레몬 농축액의 비율을 증가시키면 레몬맛의 콤부차 음료가 제조될 수도 있으며, 푸룬 농축액의 비율을 증가시키면 푸룬맛의 콤부차 음료가 제조될 수 있는 것이다.
본 발명의 콤부차 음료는 배합되는 재료에 생강 농축액과 천연 멘톨이 첨가되는 것을 특징으로 한다. 이는 미용 및 건강 기능성을 향상시키기 위한 것으로, 복수의 천연 자원물 중 생강과 박하가 항염증, 피부 미백, 주름 개선, 항비만에 대해 효능이 있다고 판단되어 선정되었다. 이는, [표 2]를 참조하여 보다 자세히 설명하도록 한다.
재료 기능성
항염증 피부 미백 주름 개선 항비만
생강 ++ ++ - +++
황금 + ++ - ++
도라지 ++ ++ - ++
들깨 ++ ++ - +
박하 + +++ - +++
사과 - - - +
바나나 - ++ + -
파인애플 - - - -
석류 - - - -
백포도 - - - -
흑미 + ++ - +
현미 ++ ++ - ++
고구마 + + - -
(-: 효능 없음, +: 30~50% 이내, ++: 50~80% 이내, +++: 80% 이상)
[표 2]를 참고하여 보면 생강과 박하가 미용 및 건강 기능성에 대해 효능이 가장 좋다는 결과가 나왔다.
먼저, 항염증 효능 평가 결과를 살펴보도록 한다.
1) 항염증 효능 평가
상기 [표 2]의 재료를 70% 에탄올에서 추출한 추출물이 NO(산화질소) 생성량 감소에 미치는 영향을 평가하기 위해 각 재료를 50, 200 μg/mL의 농도의 시료로 처리하여 RAW264.7 세포 내 NO 생성량을 측정하였다.
그 결과, LPS 처리군을 100%로 하였을 때 Control군에서는 12.73%이며, positive contorl인 Quercetin 처리군은 37.70%로 약 63%의 NO 생성 억제능을 확인할 수 있다. 각 시료 처리군은 농도 유의적으로 NO 생성능을 억제하는 경향을 나타내는 것을 확인하였으며, 그 중에서도 생강, 흑미, 현미, 황금, 도라지, 박하, 들깨에서 우수한 효능이 나타났다.
위 재료 중 생강, 흑미, 황금, 박하에서는 200 μg/mL의 농도에서 세포에 독성을 보였으므로 농도 구간을 다시 설정하여 실험을 재진행하였다. 실험 결과는 [표 4]에 나타나 있으며, 다농도 효능 평가를 진행한 소재 모두 농도 유의적으로 NO 생성능을 억제하는 것을 확인하였으며, 그중 도라지와 생강이 가장 뛰어난 NO생성 억제능을 보여주었다.
(A) 생강 (B) 흑미 (C) 현미
(D) 황금 (E) 도라지
(F) 박하 (G) 들깨
다음으로 피부 미백 효능에 대한 평가 결과를 살펴보도록 한다.
2) 피부 미백 효능 평가
상기 [표 2]의 재료를 70% 에탄올에서 추출한 추출물에 의해 처리된 B16F10 세포의 Melanin content를 측정하였다. α-MSH를 처리하여 Melanin 생성을 유도하여 실험을 한 결과가 [표 5]에 나타나 있다. α-MSH 군 100% 대비 Control군은 29.83%, positive control인 Arbutin 처리군은 45.37%로 약 55% 멜라닌 생성을 억제하는 것을 확인하였다. 추출물의 초기 농도는 50, 200 μg/mL 의 농도로 처리하여 실험하였으며, 생강, 흑미, 현미, 황금, 도라지, 박하 추출물에서 Melanin 생성 억제에 우수한 미백 효능을 보였다.
시료명 Melanin contents (% of α-MSH)
50μg/mL 200 μg/mL
CON 29.83±5.03
α-MSH 100±3.40
Arbutin 45.37±3.02
생강 39.39±4.93 12.63±0.12 (독성)
황금 28.48±0.66 (독성) 16.09±0.35 (독성)
도라지 102.03±2.27 34.48±2.73
들깨 77.33±4.90 18.76±0.76
박하 35.08±3.30 16.03±0.94 (독성)
사과 106.51±3.72 93.74±2.37
바나나 85.01±4.99 77.38±3.82
파인애플 105.15±4.08 91.69±1.56
석류 110.72±5.62 110.16±6.75
백포도 92.99±4.83 80.33±2.83
흑미 68.86±3.50 32.16±2.18 (독성)
현미 33.65±8.17 12.97±0.45
고구마 100.02±1.26 71.43±2.31
우수한 미백 효능을 보인 재료만 다농도 효능 평가 및 Tyrosinase 저해 활성을 측정한 결과가 [표 6]에 나타나 있다. 또한, [표 7]에 나타난 바와 같이 Tyrosinase 활성 저해에도 효능을 보임을 확인할 수 있다.
(A) 생강 (B) 흑미 (C) 현미
(D) 황금 (E) 도라지
(A) 생강 (B) 흑미 (C) 현미
(D) 황금 (E) 도라지

3) 주름 개선 효능 평가
상기 [표 2]의 재료를 70% 에탄올에서 추출한 추출물에 의해 처리된 HS68 세포의 세포 생존율을 측정하였다. 모든 시료는 생강을 제외하고 동일하게 50, 200 μg/mL의 농도에서 진행하였으며, UV를 처리하지 않은 Control군 100% 대비 세포생존율을 나타낸 결과가 [표 8]에 나와 있다. 재료 중 생강, 황금, 바나나, 석류에서 세포생존율에 효능을 보이는 것을 알 수 있다.
시료명 Skin regeneration ability
50μg/mL 200 μg/mL
No UV CON 100
UV CON 60.50±1.98
생강 77.14±1.26 (10μg/mL)
황금 81.82±10.49 80.82±5.61
도라지 65.90±9.68 32.36±2.50
들깨 68.11±12.49 61.24±5.29
박하 69.20±1.03 9.85±0.06 (독성)
사과 62.30±5.41 59.25±1.70
바나나 72.28±1.84 76.12±1.88
파인애플 58.53±9.41 58.61±13.59
석류 76.97±1.17 73.53±2.69
백포도 58.53±9.41 58.60±13.59
흑미 43.62±3.59 24.35±1.37
현미 58.07±11.50 23.76±3.30
고구마 59.38±1.42 58.18±3.50
상기 [표 2]의 재료를 70% 에탄올에서 추출한 추출물에 의해 처리된 HS68 세포를 이용하여 Collagen 함량을 측정하였다. 시료의 최종 농도는 200 μg/mL에서 세포독성이 나타난 생강, 흑미, 현미를 제외하고, 동일하게 200 μg/mL의 농도에서 진행하였다.
또한, 생강과 흑미, 현미는 세포 독성을 나타내지 않는 최대 농도에서 진행함. Control군 100% 대비 생성되는 Collagen 함량을 Real-time PCR을 활용하여 측정하였으며, [표 9]에 나타난 바와 같이 바나나, 생강, 황금 순으로 각 39.64%, 16.01%, 9.78%의 Collagen 증가를 확인할 수 있다.
시료명 Collagen (% of Control)
200 μg/mL
CON 100
생강 116.01±3.03 (20μg/mL)
황금 109.78±6.21
도라지 74.03±3.17
들깨 84.21±4.24
박하 98.03±5.09 (150μg/mL)
사과 89.03±4.86
바나나 139.64±6.01
파인애플 88.03±3.06
석류 79.21±4.05
백포도 71.03±2.19
흑미 84.21±5.25
현미 90.03±3.94 (150μg/mL)
고구마 92.85±4.23
4) 항비만 효능 평가
상기 [표 2]의 재료를 70% 에탄올에서 추출한 추출물에 의해 처리된3T3-L1 전지방 세포의 세포분화유도 억제 및 지방분화 억제능을 확인하였다. 모든 추출물의 농도는 50, 200 μg/mL의 농도에서 진행하였으며, 실험 결과가 [표 10]에 나타나 있다.
지방분화 유도물질 처리군인 MDI의 지방분화능을 100%로 보았을 때, Control군은 37.92%이며, 그 중 생강, 현미, 황금, 도라지, 박하 추출물에서 항비만에 대한 효능을 보였다.
시료명 Fat accumulation (% of MDI)
50μg/mL 200 μg/mL
CON 37.92±8.45
MDI 100±9.47
Quercetin 45.37±3.02
생강 83.39±1.28 32.98±0.59
황금 86.92±1.54 32.79±5.08
도라지 58.18±3.85 14.83±0.25 (독성)
들깨 75.20±3.34 71.66±1.50
박하 68.15±6.67 18.20±0.63
사과 84.07±4.51 79.83±3.51
바나나 98.17±4.28 93.91±5.88
파인애플 84.46±4.17 80.14±3.56
석류 97.36±2.64 90.08±5.22
백포도 89.87±9.98 85.45±2.81
흑미 89.87±9.98 70.24±4.99
현미 84.63±8.78 44.38±2.48
고구마 96.89±2.04 84.46±4.17
우수한 효능을 보인 위 시료로 세포에 독성을 보이지 않은 농도 구간 내에서 다농도 효능평가를 추가로 진행하였고, 그 결과는 [표 11]에 나타나 있다.
(A) 생강 (B) 도라지 (C) 현미
(D) 박하 (E) 황금
[표 4] 내지 [표 11]에 따른 결과 값으로부터 천연 자원물 첨가물로 생강과 박하가 선정되었다. 생강 및 박하의 농도가 얼마일 때 가장 항염증 효능이 좋은지 실험을 진행한 결과가 [표 12]에 나타나 있다.
Sample NO product Level (% of LPS)
Control 15.93±2.91
LPS 100±2.65
10μg/mL 20μg/mL 30μg/mL
생강 54.91±4.82 36.26±3.86 27.45±2.25
20μg/mL 40μg/mL 80μg/mL
박하 78.30±1.10 60.49±0.34 29.38±0.99
[표 12]에서 알 수 있듯이 생강의 농도가 30μg/mL일 때 NO 생성능이 약 73% 억제되었으며, 박하의 농도가 80μg/mL일 때 NO 생성능이 약 71% 억제된 것을 알 수 있다.
다음으로, 생강 및 박하의 농도가 얼마일 때 가장 피부 미백 효능이 좋은지 실험을 진행한 결과가 [표 13]에 나타나 있다. [표 13]에서 알 수 있듯이 생강의 농도가 20μg/mL일 때 멜라닌 생성능이 약 55% 억제되었으며, 박하의 농도가 80μg/mL일 때 멜러닌 생성능이 약 70% 억제된 것을 알 수 있다.
Sample Melanin contents (% of α-MSH)
Control 42.54±3.49
α-MSH 100±1.92
Arbutin 48.28±3.92
5μg/mL 10μg/mL 20μg/mL
생강 84.10±9.01 63.19±0.56 45.82±0.56
20μg/mL 40μg/mL 80μg/mL
박하 97.33±4.49 78.10±2.97 30.77±4.56
다음으로, 생강 및 박하의 농도가 얼마일 때 가장 항비만 효능이 좋은지 실험을 진행한 결과가 [표 14]에 나타나 있다. [표 14]에서 알 수 있듯이 생강과 박하의 농도가 120μg/mL일 때 약 80%와 약 78%의 지방 분화를 억제하는 것을 알 수 있다.
Sample Fat accumulation (% of MDI)
Control 14.97±1.69
MDI 100±4.38
40μg/mL 80μg/mL 120μg/mL
생강 77.94±2.61 31.24±3.51 20.21±3.23
40μg/mL 80μg/mL 120μg/mL
박하 73.62±2.51 35.92±5.54 22.43±1.05
배합 단계(S200)에 의해 배합되어 콤부차 음료가 제조되고, 제조된 콤부차 음료는 고온살균기에 수용되어 95℃ 이상의 온도에서 0.8~1.2t/h의 유량으로 살균되는 고온단시간살균(HTST)이 이루어지는 살균 단계(S300)가 진행된다.
이때, 고온단시간살균은 본 발명의 살균 단계(S300)를 설명하기 위한 하나의 실시예이며, 콤부차 음료 살균 방법을 한정하고자 하는 것은 아니다.
살균 단계(S300) 이후, 살균된 콤부차 음료가 용기에 미리 정해진 양만큼 충진되는 충진 단계(S400)가 진행된다. 본 발명의 충진 단계(S400)에서 콤부차 음료가 충진되는 용기는 스파우트 파우치 형태이나, PET 용기일 수도 있고, 유리 용기일 수도 있으며, 액체를 수용할 수 있고 내용물의 변질을 발생시키지 않는 재질의 용기라면 통상의 기술자에 의해 용이하게 변경되어 사용될 수 있다.
충진 단계(S400) 이후, 용기에 미리 정해진 양만큼 충진되었는지 검사하는 검사 단계(S500)가 진행된다. 용기에 수용된 콤부차 음료의 무게가 미리 설정된 오차 범위 이내일 경우에는 정상이라고 판단하여 포장 라인으로 이송되도록 하고, 오차 범위를 벗어난 경우에는 비정상이라고 판단하여 폐기 라인으로 이송되도록 한다.
또한, 검사 단계(S500)에서는 용기에 날인되는 유통기간 날인상태에 대한 검사와 내용물의 온도 및 규격검사를 실시하여 규격에 미달하는 경우 폐기 라인으로 이송되도록 한다.
검사 단계(S500)에서 정상이라고 판단된 용기에 수용된 적어도 하나 이상의 콤부차 음료가 2차로 포장되는 포장 단계가 진행되고, 포장 단계에서 포장된 콤부차 음료는 실온(1~37℃)에 보관된 후 소비자에게 출고되는 보관/출고 단계가 진행된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콤부차 발효액 제조 단계(S100) 순서도를 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 먼저, 재료 준비 단계(S110)가 진행된다. 재료 준비 단계(S110)에서는 콤부차 발효액을 제조하기 위한 재료인 농축액(백포도, 사과, 바나나 등), 녹차, 물과 효모균과 초산균이 준비된다. 이때, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 농축액은 백포도 농축액인 것이라고 가정하며, 이는 통상의 기술자에 따라 용이하게 변경될 수 있다.
백포도 농축액은 입고되어 냉장고 또는 냉동고에 보관되어 녹차는 입고되어 상온에 보관된다. 백포도 농축액의 산도는 0.10~0.12%, 당도는 10.00 °Brix~12 °Brix, pH는 pH 3.50~pH 4.50 이내의 범위인 것이 바람직하다.
물은 지하수를 이용하며, 지하수가 염소 소독된 후 고가 수조에 저장되는 고가 수조 방식을 이용한다. 고가 수조 방식은 급수 압력이 일정하며, 배관 및 부속류의 파손이 적고, 수도 공사나 단수 시에도 일정 시간 급수가 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 이는 하나의 실시예를 설명하기 위함이며 물이 저장되는 방식은 통상의 기술자에 의해 용이하게 변경될 수 있다.
알코올 효모균과 초산균은 주모 배양액, 종초 배양액 형태로 준비된다.
재료 준비 단계(S110)에서 재료가 준비되면 미리 정해진 비율로 재료가 배합되어 배합 용액이 제조되는 배합 용액 제조 단계(S120)가 진행된다. 미리 정해진 비율로 재료가 배합되면 약 3일간 알코올 발효 단계(S130)가 진행되며, 녹차의 배합 비율에 따라 발효 후 알코올 함량, pH, 산도 등을 포함하는 특성이 달라진다.
따라서, 최적 배합 비율 조건을 찾기 위해 녹차 함량을 각각 달리하여 실험을 진행하였다. 전체를 100이라고 하였을 때, 백포도 농축액은 15.4~17%, 알코올 발효 효모인 주모 배양액은 7%~13%, 녹차 함량은 0%, 나머지는 물인 제1시료, 백포도 농축액은 15.4~17%, 알코올 발효 효모인 주모 배양액은 7%~13%, 녹차 함량은 0.3%, 나머지는 물인 제2시료, 백포도 농축액은 15.4~17%, 알코올 발효 효모인 주모 배양액은 7%~13%, 녹차 함량은 0.5%, 나머지는 물인 제3시료, 백포도 농축액은 15.4~17%, 알코올 발효 효모인 주모 배양액은 7%~13%, 녹차 함량은 1.0%, 나머지는 물인 제4시료, 백포도 농축액은 15.4~17%, 알코올 발효 효모인 주모 배양액은 7%~13%, 녹차 함량은 2.0%, 나머지는 물인 제5시료로 총 5개의 시료로 콤부차 발효액을 제조하였다.
이때, 백포도 농축액과 알코올 발효 효모인 주모 배양액의 배합 비율은 상술한 범위 내에서 변경될 수 있으나, 5가지 시료를 제조할 때는 5가지 시료 모두 동일한 비율로 배합되고, 녹차 함량만 각각 다른 배합 용액 시료가 제조되는 것이 바람직하다.
배합 용액 제조 단계(S120)에 의해 녹차 함량 비율이 서로 다른 총 5개의 배합 용액 시료가 제조되면 배합 용액 시료가 알코올 발효되는 알코올 발효 단계(S130)가 진행된다. 알코올 발효 단계(S130)는 1차 알코올 발효 단계와 2차 알코올 발효 단계로 나뉘어 진행될 수 있다. 1차 알코올 발효 단계에서는 5개의 배합 용액 시료들 각각의 일부를 먼저 발효하여 발효액을 만든다. 즉, 5개의 배합 용액 시료들 각각 소량만큼 분리한 후 발효시켜 초기 발효액을 만드는 것이다.
1차 알코올 발효 단계는 후술하는 2차 알코올 발효 단계를 위한 확대배양 즉, 균의 증식에 목적이 있다.
이러한 1차 알코올 발효 단계는 25~35℃에서 24~48시간 동안 발효를 진행하여 초기 발효액을 제조한다.
2차 알코올 발효 단계에서는 1차 알코올 발효 단계에서 만들어진 5개의 초기 발효액을 5개의 배합 용액 시료 각각에 접종하여 발효시킨다. 따라서, 이와 같은 1차 알코올 발효 단계와 2차 알코올 발효 단계를 통해 5개의 배합 용액이 알코올 발효액이 되는 것이다.
즉, 2차 알코올 발효 단계는 1차 알코올 발효 단계를 통해 확대배양된 초기 발효액을 통해 최종 발효산물을 얻는 것을 목적이 있는 것이다.
이러한 2차 알코올 발효 단계는 알코올 발효 단계(S130)는 25~35℃에서 60~84시간 동안 발효가 진행되어 알코올 발효액을 제조한다.
알코올 발효 균주를 선발하기 위하여 YM 배지를 이용하여 여러 종의 효모를 분리하여 알코올 발효 균주를 얻었다. 분리 효모 12종을 대상으로 포도당 농도가 20~30%인 YM 액체배지에서 36~56시간 동안 발효한 후 각 균주의 알코올 생성량을 측정한 결과가 [표 15]에 나타나 있다.
분리 균주 알코올 함량(%) 분리 균주 알코올 함량(%)
SC.Y-01 0.0 SC.Y-07 0.0
SC.Y-02 11.0 SC.Y-08 8.4
SC.Y-03 7.2 SC.Y-09 11.4
SC.Y-04 8.8 SC.Y-10 10.2
SC.Y-05 8.0 SC.Y-11 9.8
SC.Y-06 4.8 SC.Y-12 8.2
[표 15]에 나타난 결과 값을 보면 SC.Y-01, SC.Y-07은 알코올 함량이 0%로 알코올 발효능이 거의 없는 것을 알 수 있었으며, SC.Y-03, SC.Y-06을 제외한 나머지 균주들은 8% 이상으로 높은 알코올 함량을 나타내었다.
그중 SC.Y-09가 11.4%로 알코올 함량이 가장 높은 값을 나타내었고, SC.Y-02가 11.0%로 두 번째로 높은 알코올 함량을 나타내었다. 따라서, 본 발명에서는 알코올 발효능이 가장 우수하다는 결과 값을 얻은 SC.Y-09 균주를 알코올 발효균주로 선택하였다. 이때, 균주를 SC.Y-09로 한정하고자 하는 것은 아니며, 통상의 기술자에 의해 다른 균주가 채택되어 알코올 발효균주로 이용될 수도 있다.
알코올 효모균주(주모)는 사과 농축액(70 °Brix)을 정제수에 희석해 당도 10~14 °Brix로 조절한 후, SC.Y-09 균주를 접종해 25~35℃에서 22~26시간 동안 배양되어 준비된다.
2차 알코올 발효 단계 이후, 각 시료별로 당도와, pH, 산도, 알코올 함량이 측정된 결과 값이 [표 16]에 나타나 있다.
녹차 함량
0% 0.3% 0.5% 1.0% 2.0%
당도 5.10 4.66 4.71 4.58 4.81
pH 3.25 3.42 3.48 3.54 3.68
산도(초산, %) 0.30 0.32 0.33 0.34 0.34
알코올 함량(%) 7.0 7.4 7.7 7.2 7.6
2차 알코올 발효 단계가 진행된 알코올 발효액에서 녹차가 제거되는 녹차 제거 단계(S140)가 진행되고, 녹차가 제거된 알코올 발효액에 초산균(종초 배양액)이 첨가되어 알코올 발효액이 초산 발효되는 초산 발효 단계(S150)가 진행된다.
초산균은 그 종류에 따라 생성하는 acetic acid 함량이 다르며 총산 함량이 품질 판정을 좌우하는 지표로 이용되기 때문에 초산 생성 능력이 우수한 초산균을 개량하는 것이 매우 중요하다.
초산균 분리용 배지에서 투명한 환을 형성하는 1차로 선별된 초산 균주를 대상으로 초산 생성능을 측정한 결과는 [표 17]에 나타나 있다.
분리 균주 산도(%) 분리 균주 산도(%)
SC.AC-01 0.8 SC.AC-07 2.7
SC.AC-02 1.3 SC.AC-08 3.3
SC.AC-03 2.1 SC.AC-09 3.9
SC.AC-04 1.7 SC.AC-10 2.7
SC.AC-05 2.5 SC.AC-11 4.0
SC.AC-06 2.8 SC.AC-12 4.5
발효 종료 후 초산 함량을 비교한 결과, [표 17]에 나타난 바와 같이 SC.AC-01, SC.AC-02, SC.AC-04는 초산 함량이 2% 미만으로 초산 생성능이 거의 없는 것을 알 수 있었으며, SC.AC-11과 SC.AC-12가 초산 함량이 4% 이상으로 초산 생성능이 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명에서는 초산 발효를 위한 초산균은 SC.AC-12을 선정하여 이용하였다.
초산균은 알코올 발효균 제조 시 제조된 알코올 발효액에 초산균 SC.AC-12를 접종하여 25~35℃에서 160~200rpm으로 60~84시간 동안 배양되어 준비된다.
녹차 제거 단계(S140)에서 녹차가 제거된 알코올 발효액 전체를 100이라고 하였을 때, 7~13만큼의 종초 배양액이 첨가되고, 25~35℃의 온도에서 96~144시간 동안 160~200rpm 범위의 속도로 진탕 배양되는 초산 발효 단계(S150)가 진행되고, 초산 발효 단계(S150) 이후, 종초 배양액이 첨가된 알코올 발효액은 초산 발효액 상태가 된다.
초산 발효 단계(S150)가 끝나면 초산 발효액을 부직포에 여과한 후, 각 시료별로 당도와, pH, 산도가 측정된 결과 값이 [표 18]에 나타나 있다.
녹차 함량
0% 0.3% 0.5% 1.0% 2.0%
당도 4.50 4.31 4.37 4.46 4.58
pH 2.75 2.78 2.83 2.95 3.00
산도(초산, %) 4.78 4.88 4.66 4.27 4.50
다음으로 초산 발효액에 녹차를 침지하여 일정 기간 동안 일정 온도에서 숙성시키는 숙성 단계(S160)가 진행된다. 숙성 단계(S160)는 초산 발효액에 미리 정해진 양만큼 녹차가 침지되고 15~25℃에서 60~84시간 동안 진행된다.
초산 발효액의 양이 100이라고 하였을 때, 추가로 첨가하는 녹차의 함량은 0, 0.2, 0.5, 1, 2로 총 5개의 예로 평가 시험을 진행하였다.
이때, 초산 발효액에 침지되는 녹차 함량을 달리하여 숙성 단계(S160)가 완료된 콤부차 발효액의 당도, pH, 산도를 측정하였으며, 안동대학교 식품생명공학과 학생 20명을 대상으로 콤부차 발효액의 향에 대한 관능 평가를 실시하였다.
추가 투입 녹차 함량
0% 0.2% 0.5% 1.0% 2.0%
당도 4.59 4.50 4.42 4.68 5.13
pH 2.79 2.98 2.94 3.07 3.16
산도(초산, %) 4.90 4.71 4.94 4.26 4.55
관능점수
(7점 척도)		 4.94±1.20 5.28±1.26 5.86±1.76 5.20±1.25 5.14±1.47
숙성 단계(S160)가 완료되면 콤부차 발효액을 취득하기 위한 여과 단계(S170)가 진행된다. 여과 단계(S170)는 1차 여과 단계(S170)와 2차 여과 단계(S170)가 진행될 수 있다. 1차 여과 단계(S170)는 7000~8000rpm으로 회전하는 원심력을 이용한 여과 방법으로, 콤부차 발효액이 1차로 여과되고, 1차로 여과된 콤부차 발효액은 규조토 여과기를 통과하여 2차로 여과되는 2차 여과 단계(S170)가 진행된다.
1차 여과 단계(S170)와 2차 여과 단계(S170)가 진행된 콤부차 발효액은 저장조로 이송되어 저장되는 이송/저장 단계가 진행되며, 저장된 콤부차 발효액은 콤부차 발효식초 원액 형태로 용기에 포장되어 유통되거나 본 발명에서와 같이 적어도 하나 이상의 용액과 혼합되어 콤부차 음료 형태로 제조되어 유통될 수 있다.
최종으로 제조된 제품 2종(콤부차 발효액, 콤부차 음료)의 항염증 효능 검증을 위한 NO 생성 억제능을 측정하였으며, 최종 처리 농도는 50, 200μg/mL에서 진행하였다. 실험 결과, [표 20]에 나와 있듯이 콤부차 발효액 및 콤부차 음료는 LPS 처리군 100% 대비 200 μg/mL에서 각 55%, 1.5%의 NO 생성 억제능을 갖는다는 것을 알 수 있다.
시료명 NO product level (% of LPS)
50μg/mL 200μg/mL
CON 17.53±0.24
LPS 100±2.96
EGCG 32.38±2.02
콤부차 발효액 99.49±4.24 44.83±7.28
콤부차 음료 100.38±2.24 98.49±2.46
최종 개발 제품 2종(콤부차 발효액, 콤부차 음료)의 미백 효능 검증을 위한 Melanin 생성 억제능을 측정하였으며, 최종 처리 농도는 50, 200 μg/mL에서 진행하였다. 실험 결과, [표 21]에 나와 있듯이 콤부차 발효액 및 콤부차 음료는 α-MSH 처리군 100% 대비 200 μg/mL에서 각 54%, 26%의 Melanin 생성 억제능이 있는 것을 알 수 있다.
시료명 Melanin contents (% of α-MSH)
50μg/mL 200μg/mL
CON 45.87±4.78
α-MSH 100±5.15
Arbutin 53.06±0.95
콤부차 발효액 75.12±9.17 46.16±0.77
콤부차 음료 87.14±7.52 74.87±8.41
최종 개발 제품 2종(콤부차 발효액, 콤부차 음료)의 피부 재생 및 주름 개선 효능 검증을 위한 피부세포 재생율과 Collagen 함량을 측정하였으며, 최종 처리 농도는 각 50, 200 μg/mL과 200 μg/mL 단일 농도에서 진행하였다. 피부세포재생율 측정 결과, 콤부차 식초 및 발효음료는 UV를 처리하지 않은 Control군을 100% 대비하여 나타냈으며, [표 22]에 나와 있듯이 UV를 처리한 Control군과 비교하여 200 μg/mL에서 세포 생존율이 각 9.3%, 5.3% 증가한 것을 알 수 있다. Collagen 함량은 Real-time PCR을 활용하여 측정하였으며, Control을 100% 대비하여 200μg/mL에서 Collagen 함량이 각 3.39%, 5.34% 증가한 것을 알 수 있다.
시료명 Skin regereration ability
(% of NO UV CON)		 Collagen
(% of CON)
50μg/mL 200μg/mL 200μg/mL
No UV CON 100 100
UV CON 61.32±1.29 -
콤부차 발효액 62.54±2.81 70.64±1.01 103.39±3.57
콤부차 음료 64.25±2.37 66.96±3.07 105.34±6.32
최종 개발 제품 2종(콤부차 발효액, 콤부차 음료)의 항비만 효능 검증을 위한 지방 분화 억제능을 측정하였으며, 최종 처리 농도는 50, 200 μg/mL에서 진행하였다. 실험 결과, [표 23]에 나와 있듯이 콤부차 발효액 및 콤부차 음료는 MDI 단독 처리군 100% 대비 200 μg/mL에서 각 18%, 4%의 지방분화 억제능이 있는 것을 알 수 있다.
시료명 Fat accumulation (% of MDI)
50μg/mL 200μg/mL
CON 18.67±0.27
LPS 100±4.79
EGCG 50.37±5.62
콤부차 발효액 91.95±2.37 82.96±3.77
콤부차 음료 100.54±3.81 96.64±1.01
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법을 통해 다양한 검사결과를 통해 나타난 바와 같이 건강 기능성이 강화되고, 맛이 향상된 콤부차 음료 제조할 수 있는 것이다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
S100 : 콤부차 발효액 제조 단계
S110 : 재료 준비 단계 S120 : 배합 용액 제조 단계
S130 : 알코올 발효 단계 S140 : 녹차 제거 단계
S150 : 초산 발효 단계 S160 : 숙성 단계
S170 : 여과 단계
S200 : 배합 단계
S300 : 알코올 발효 단계
S400 : 충진 단계
S500 : 검사 단계

Claims (8)

  1. 콤부차 발효액을 제조하는 콤부차 발효액 제조 단계(S100);
    상기 콤부차 발효액에 복수의 재료가 정해진 비율로 혼합되어 콤부차 음료를 배합하는 배합 단계(S200);
    상기 배합 단계(S200)를 통해 배합된 콤부차 음료를 고온살균기에 수용하여 95℃이상의 온도에서 0.8~1.2t/h의 유량으로 고온단시간살균(HTST)을 실시하는 살균 단계(S300);
    상기 살균 단계(S300)를 통해 살균을 마친 콤부차 음료를 정해진 양만큼 용기에 충진하는 충진 단계(S400);
    상기 충진 단계(S400)를 통해 콤부차 음료가 충진된 용기를 검사하는 검사 단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배합 단계(S200)는,
    정제수 54.8693~88.8797중량%, 콤부차 발효액 3~8중량%, 석류 농축액 0.2~5중량%, 사과 농축액 0.3~7중량%, 레몬 농축액 0.1~0.3중량%, 생강 농축액 0.2~0.5중량%, 백포도 농축액 1~7중량%, 푸룬 농축액 0.1~1.5중량%, 백년초 농축액 0.1~1.5중량%, 락툴로오스 3~7중량%, 프락토올리고당 3~7중량%, 콜라겐 0.02~0.03중량%, 천연멘톨 0.0003~0.0007중량%, 천연향 0.1~0.3중량%를 혼합하여 콤부차 음료를 배합하는 것을 특징으로 하는 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 콤부차 발효액은,
    과일 농축액, 녹차, 물, 알코올 효모균 및 초산균이 준비되는 재료 준비 단계(S110);
    상기 재료 준비 단계(S110)에서 준비된 과일 농축액, 녹차, 물, 알코올 효모균이 미리 정해진 비율로 혼합되어 배합 용액이 제조되는 배합 용액 제조 단계(S120);
    상기 배합 용액 제조 단계(S120)에서 제조된 배합 용액이 알코올 효모균에 의해 알코올 발효되어 알코올 발효액이 제조되는 알코올 발효 단계(S130);
    상기 알코올 발효액에 포함된 녹차가 제거되는 녹차 제거 단계(S140);
    녹차가 제거된 상기 알코올 발효액에 초산균이 미리 정해진만큼 첨가되고, 알코올 발효액이 초산균에 의해 초산 발효되어 초산 발효액이 제조되는 초산 발효 단계(S150);
    상기 초산 발효액에 녹차가 미리 정해진 만큼 첨가되어 미리 정해진 기간 동안 숙성되어 콤부차 발효액이 제조되는 숙성 단계(S160); 및
    상기 콤부차 발효액이 여과되는 여과 단계(S170);를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배합 용액은,
    전체를 100이라고 하였을　때, 과일 농축액 15.4~17, 알코올 발효균 7~13, 녹차 0.4~0.6, 물 68.4~77.2의 비율로 배합되는 것을 특징으로 하는 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 알코올 발효 단계(S130)는,
    상기 배합 용액 제조 단계(S120)에서 제조된 배합 용액의 일부를 채취하여 알코올 효모균에 의해 발효시켜 초기 발효액을 제조하는 1차 알코올 발효 단계 및;
    상기 초기 발효액을 나머지 배합 용액에 접종하여 발효시켜 알코올 발효액을 제조하는 2차 알코올 발효 단계;에 걸쳐 이루어지는 것을 특징으로 하는 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 1차 알코올 발효 단계는, 25~35℃에서 24~48시간 발효시키고,
    상기 2차 알코올 발효 단계는, 25~35℃에서 60~84시간 발효시키는 것을 특징으로 하는 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 초산 발효 단계(S150)는,
    녹차 제거 단계(S140)에서 녹차가 제거된 알코올 발효액 전체를 100이라고 하였을 때, 7~13만큼의 종초 배양액이 첨가되고, 25~35℃의 온도에서 96~144시간 동안 160~200rpm 범위의 속도로 진탕 배양하는 것을 특징으로 하는 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 숙성 단계(S160)는,
    상기 초산 발효액 전체를 100이라 하였을 때, 녹차 0.4~0.6만큼을 침지하고 15~25℃에서 60~84시간 동안 숙성하는 것을 특징으로 하는 콤부차 발효액을 이용한 콤부차 음료 제조 방법.
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