KR890001267B1 - 젖산균과 효모의 혼합배양에 의한 대두유의 발효방법 - Google Patents

젖산균과 효모의 혼합배양에 의한 대두유의 발효방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

젖산균과 효모의 혼합배양에 의한 대두유의 발효방법
제1, 2, 3도는 대두유에 락토바실러스 불가리커스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실러스 액시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카체이(Lacto bacillus casei)를 단독배양할때와 클루이베로 마이세스 후라질리슨(Kluyveromy ces fragilis)와 함께 흔합 배양할때 발효시간에 따른 산도의 변화를 나타낸 곡선이다.
제4도는 대두유에 클루이베로 마이세스 후라질리스(K1uyveromyces fragi lis)를 단독배양할때 발효시간에 따른 당함량의 변화를 나타내는 곡선이다.
본 발명은 대두유를 이용하여 여기에 효모와 젖산균을 혼합배양하여 장내에서 소화되지 못하고 메탄(CH4), 탄산깨스(CO2) , 수소(H2)등으로 분해되어 장내에 깨스를 차게하는 비소화성 과당류(Flatulence factors 라고함)인 라피노스(Raffinoss), 스타키오스(Stachyose)를 단당류로 가수분해하여 산 생성을 최대한으로 증가시키는 동시에 대두유 특유의 불쾌취(Beany flavor 와 off flavor)를 제거시킬 뿐만 아니라 리보프라빈(Riboflavine), 니크틴산(Nicotinic acid), 바이오틴(Biotite), 지아민(Thiamin e). 엽산(folic acid)등의 비타민과 디아세틸(diacetyl)등의 향기성분을 다량 측적시켜 두유음료로서의 기호성과 영양가를 현저히 향상시킬수 있는 대두유 발효방법에 관한 것이다. 지금까지 대두는 주로 동양에서 된장, 간장등의 발효제품과 발효하지 않은 두유음료, 두부 등의 제조에 이용되고 있을 뿐 식품으로서의 광범위한 이용이 아직도 제한되어 있는 실정이다. 이와같이 대두가 식품으로서 광범위하게 이용되지 못하고 일부 식품에 국한되어 있는 가장 큰 원인으로서 두가지를 지적할 수 있다. 첫째로 대두식품은 거의 대부분 동서양인 대다수가 싫어하는 대두 가공중에 발생하는 대두 특유의 불쾌취(즉, beany flavor 와 off flavor)를 가지고 있다는 점과, 둘째로는 대두식품을 섭취할때 소화되지 못하고 소장에서 장내 미생물에 의해 매탄, 탄산깨스, 수소 등으로 분해되어 장내에 깨스를 차게하는 비소화성 과당류인 라피노스(Raffinose), 스타키오스 (Stach yose)를 함유하고 있다는 점을 들을수 있다. 그럼에도 불구하고 대두 특유의 냄새와 비소화성 과당류가 그대로 함유되어 있는 대두유 음료가 국내 여러 업체에서 제조되어 현재 시중에 유통되고 있다.
본 발명자는 이점에 착안하여 대두 특유의 냄새와 비소화성 과당류인 라피노스 (Raffinose), 스타키오스(Stachyose)가 없으며 상쾌한 산미와 풍미를 가질뿐만 아니라 비타민 B군도 다량 축적되어 기호성은 물론 영양가도 보다 향상된 발효대두유 제조에 대한 연구에 착수하여 오랜 실험을 통하여 본 발명을 완성하게 된 것이다.
종래에도 대두유를 이용한 젖산균 발효에 관한 수 많은 연구 결과가 국내외적으로 발표되었다. 1934년 켈로그(Kellog.J.H) 는 대두유를 이용하여 여기에 락토바실러스 액시도필러스(Lactobacillus acidophilus)를 접종 배양하여 대두요구르트(aci dophilus soymilk)를 제조하는 특허 (U .S patent 19829941)를 출원한 최초의 사람이며, 그 이후 1963년 히사쉬 아리야마(Hisashi Ariyama)는 15%의 슈크로스(Sucr ose)를 첨가한 대두유에 락토바실러스 불가리커스(Lactobacillus bulgaricus)를 접종 배양하여 대두 요구르트를 제조하는 특허(U.S patent 3096177)를. 1970년 요쉬 타다 야마나카(Yoshitada Yamanaka)와 쉰지 오쿠무라(Shinji Okumura)는 수용성 대두단백에 탈지유(Skimmilk), 혼합아미노산, 슈크로스(Sucrose)를 첨가한 혼합액에 스트렙토 코커스 썸머필러스 (Strepococus thermophilus)와 락토바실러스 불가리커스 (Lac tobacillus bulgaricus)를 접종 흔합 배양하여 대두 특유의 냄새가 나지 않는 대두 요구르트 제조에 관한 특허(U.S patent 3535117)를 출원하였다.
이밖에도 이 분야의 연구에 대한 보고들이 국내외적으로 수 많이 발표되었다. 그런데 이들 발명 기술과 연구 보고들의 내용을 검토해 보면 우유 또는 탈지유(Skimmil k)로 부터 요구르트를 제조하는데 옛부터 전통적으로 사용해온 젖산균들 즉, 스트렙토 로커스 씸머필러스(Streptococcus thermophilus), 락토바실러스 불가리커스(Lactob acillus bulgarycus), 락토바실러스 액시도필러스 (Lactobacillus accidophilu), 락토바실러스카제이(Lactobacilluscasei)등과 발효 방법들을 대두유 발효에도 그대로 이용함을 특징으로 하고 있다. 그러나 이러한 젖산균들과 발효 방법들을 이용하여서는 대두 특유의 냄새를 충분히 제거할 수 없을뿐만 아니라 비소화성 과당류인 라피노스(Rafino se), 스타키오스(Stachyose)를 전혀 제거시킬수 없음은 여러 연구자의 보고들과 본 발명자의 연구를 통한 표(2)와, 표(3)에서 명백히 알수 있다.
그리고 대두에 함유되어 있는 당류는 단당류는 아주 미량이고 주로 슈크로스(S ucrose), 라피노스(Raffinose), 스타키오스(Stachyose)등이며 이를 이응할 수 있는 젖산균이라야 두유에서의 생육이 가능하며 결국 젖산을 다량생성축적할 수 있을 뿐만 아니라 대두특유의 냄새를 제거 또는 변화(Modify)시킬수 있는 생화학적 발효과정 역시 순조로이 일어날 것은 분명한 사실이다. 그러나 수많은 연구보고와 본 발명자의 실험에서 발효 유제품제조에 오랫동안 사용해온 대부분의 젖산균들은 슈크로스(Sucro Se)만을 이용할 수 있는 것들이 있을뿐 비소화성 과당류인 라퍼노스(Raffi nose), 스타키오스(Stachyose)는 모두가 다전혀 이용하지 못하므로 생육과 산생성이 불량하고 대두 특유의 냄새를 제거 또는 변화시킬수 있는 생화학적 발효과정 역시 만족스럽게 일어나지 못한다. 특히 락토바실러스 불가리커스(Lactobacillus bulgaricus)는 라피노스(R affinose), 스타키오스(Stachyose)는 물론이고 슈크로스(Sucrose) 조차도 이용하지 못하므로 두유에서 거의 생육할 수 없다. (1959년 Rogosa, 1974년 Mital 과 Steinkr aus, 1986년 본 발명자의 연구결과)그럼에도 불구하고 1963년 히사쉬 아미야마(Hisa shi Ariyama)는 15%의 슈크로스(Sucrose)를 첨가한 대두유에 락토바실러스 불가리커스(Lactobaci1us bulgaricus)를 접종 배양하여 대두유를 젖산 발효하는 특허를 출원했던 것은 납득할 수 없는 과학적 현상의 발견으로서 많은 의혹을 내포하고 있는 것은 잘 알려진 사실이다.
이상에서 언급한 바와같이 대부분의 젖산균들은 대두유중의 당류를 이용할 수 없으므로 대두유에서 그 생육이 저조하기 때문에 지금까지의 거의 모든 연구자들이 포도당(Glucose), 탈지유(Skimmilk), 이스트 추출물(east Ext-ract), 흔합아미노산, 슈크로스(Sucrose)등등의 생육촉진 물질을 첨가하여 생육과 산생성을 높이고 대두특유의 냄새를 생성된 젖산에 의해 마스킹 (Masking)하려고 시도하였다. 그러나 이러한 방법들은 모두가 흘래튜런스 홱터 (Flatulence factors)라고 하는 비소화성 과당류인 라피노스(Raffinose), 와 스타키오스(Stachyose)가 그대로 남아 있으며 젖산에 의해 대두취가 마스킹 (Masking)되긴 하였어도 대두취를 분명히 느낄수 있다. 그리고 수많은 연구 보고 들에서도 젖산균 단독 배양만으로는 우유, 요구르트와 유사한 대두요구르트를 제조하기가 어렵다 라고 언급하고 있다. 따라서 본 발명자는 전술한 여러 문제점들을 개선하기 위하여 종래의 방법들과는 달리 대두유에 젖산균만을 접종하는 것이 아너라 사카로마이세스 세레비지애 (Saccharomyces Cerevisia e), 사카로마이세스사케 (Saccharomyces Sake), 사카로마이세스 칼스버겐시스(Saccharomyces Carlsberg ensis), 사카로마이세스 엘립소이듀스 (Sacch tromyces Ellipsoideus), 사카로마이세스 케발리애리(Saccharomyces chev alieri) , 사카로마이세스 델브루억 키 (Sacchar omyces delbrueckii), 사카로마이세스 휘르모센시스(Saccharomyces formosensis ) 등의 사카로마이세스 (Saccharom yces) 속 효모, 클루이베로마이세스 후라질리스( Kluyveromyces fragilis), 클루이베로마이세스 락티스(Kluyveromyces lactis)등의 클루이베로마이세스(Kluyveromyces) 속효모, 로도스포리디움토루로이 테스(Rhodo sporidium toruloides), 토루롭시스 흘미(Torul opsis holmii) 등의 효모를 함께 접종 흔합 배양하여 효모가 슈크로스(Sucrose)와 비소화성 과당류인 라피노스(Raffinose) 스타키오스(Stachyose)를 단당류로 가수분해시키고 이를 유산균이 이용하여 산생성을 높이는 동시에 젖산균과 효모의 상호작용에의해 대두특유의 냄새(N-pentanal, N-Hexanal 등)를 제거하는 한편디아세틸(Diacetyl)과 같은 향기 성분과 비타민 B군도 다량 합성할 수 있는 전혀 새로운 발효방법을 개발하여 기호성과 영양가가 아주 우수한 발효대두음료를 제조할 수 있었다. 즉, 본 발명에 의한 대두유 발효방법을 상세히'설명하면 공지의 방법과 같이 제조한 대두유에 젖산균과 효모를 각각 12시간마다 3회 계대 전배양한 배양액을 1 : 2 또는 1 : 5로 흔합한 스타터(Starter)를 1-2%(V/V)씩 접종한후 37℃에서 24시간 발효를 실시하게 되는데 이렇게 하면 효모는 슈크로스(Sucre se)와 비소화성 과당류인 라피노스(Raffinos). 스타키오스(Stachyose)를 단당류로 그리고 단백질의 일부를 저분자량의 팹타이드(Pep tide)와 아미노산으로 분해함과 동시에 비타민 B군을 합성하여 결국은 젖산균이 손쉽게 이용할 수 있는 영양원을생성 공급해 주게되는 것이다. 따라서 그 결과 젖산균은 종래의 방법처럼 대두유에 포도당(Gluco se), 탈지유(Skimmilk), 이스트추출물(east Extrac t)흔합아미노산 등의 첨가 없이도 생육이 촉진되어 상쾌한 산미를 부여하는 젖산과 디야세틸(Diacetyl)등의 향기성분을 최대한으로 생성하게 되며 또한 효모와의 상호작용에 의해 대두특유의 냄새 성분(N-pentanal, N-Hexanal등)을 제거 또는 변화시킬수 있는 생화학적 발효과정 역시 왕성하게 촉진하게 되는 것이다. 하나의 보기로서 클루이베로마이세스 후라질리스 (Kluyve romyces fragilis)란 효모와 함께 각종 여러 젖산균을 각각 흔합배양할 경우와 종래의 방법처럼 대두유에 젖산균과 단독배양할 경우 산생성도 표(1), 대두유중의 당의 변화표 (2), 대두 특유의 냄새성분(N-Pentanal, N-Hexa nal)의 변화, 향기성분인 디아세틸 (Diacetyl)의 생성량 및 관능검사 표(3)를 조사한 결과만을 보아도 먕백히 알수가 있다.
[표 1] 대두유에 젖산균 단독을 배양할때와 젖산균과 효모를 혼합배양 할때의 산생성도.
Figure kpo00001
이스트 : 쿨루이베로마이세스 후라질리스, 배양시간 24시간, 배양온도 37℃
산생성 촉진율 (%)=
Figure kpo00002
×100
표 (1)에서 보는 바와 같이 대두유에 젖산균맡 단독 배양할 때 보다도 젖산균을 효모와 함께 혼합배양할때가 산생성이 현저히 중가함을 알수 있다. 이러한 현상을 배양시간에 따른 산도의 변화를 나타낸 예로서 제1도, 제2도, 제3도를 보면 더욱 뚜렷해진다. 앨젤스와 마스(Angels, A.G and Marth, E.H)에 의하면 산생성은 젖산균수, 젖산균의 생육속도, 이용한 가능한 당함량의 영향을 크게 받는다.
전술한 바와 같이 대두유에는 젖산균이 이용할 수 있는 당류가 제한되어 있다. 그러나 젖산균을 효모와 함께 배양할 경유는 효모가 젖산균이 전혀 사용할 수 없는 비소화성 과당류인 라피노스(Raffino se), 스타키오스(Stachyose)와 일부 젖산균만이 이용하는 슈크로스 (Sucrose)까지도 포도당(Glucose), 프락토스(Fructose), 개랙토스 (Galactose)의 단당류로 가수분해하기 때문에 젖산균이 이를 쉽게 이용하게 되어 젖산균의 생육이 촉진되는 동시에 산 생성이 중가하게 되는 것이다. 따라서 결과적으로 장내에 깨스를 차게한다고해서 훌래튜린스홱타(Flatulence factors)라고 하는 비소화성 과당류인 라피노스(Raffinose), 스타키오스(Stachyose)도 산생성에 이용제거되는 일석이조의 효과가 있는 것이다.
[표 2] 대두유에 젖산균 단독을 배양할때와 젖산균과 이스트를 혼합배양할때의 당의 변화.
Figure kpo00003
이스트 : 클루이베로마이세스 후라질리스, 배양시간 : 24시간, 배양온도 : 37℃, 당분석 : HPLC (Waters Co. U.S.A)
표 (2)에서 보는 바와 같이 대두유에 젖산균을 단독배양할 경우는 비소화성 과당류인 라피노스(Raffinose), 스타키오스(Stachyose)는 거의 이용되지 못하며 효모와 젖산균을 흔합 배양할 경유에만 환전히 이웅제거됨을 명백히 알 수 있다.
[표 3] 대두유에 젖산균 단독을 배양할때와 젖산균과 이스트를 흔합배양할때의 대두취성분의 변화와 방향성분인 디아세틸(diacetyl)생성도 및 관능검사
Figure kpo00004
이스트 : 클루이베로마이세스 후라질리스, 배양시간 : 24시간. 배양온도 : 37℃, 대두취성분 G.C (Shimadzu Japan), 대두취 : +++강함, ++보통, +약함, -없음.
또한 표 (3)에서 보는 바와 같이 대두유에 젖산균을 단독배양할 경우 보다도 젖산균과 효모를 흔합배양할 경우가 대두특유의 낸새성분 즉, 노말펜타날(N-Pentanal)과 노말 헥사날(N-Hexanal)의 제거 효과가 현저히 높으며 관능검사 결과도 효모와의 혼합 배양시가 젖산균 단독배양때 보다도 우수함을 알수 있다. 그리고 방향성분 디아세틸 (diacetyl)도 젖산균 단독배양때보다 젖산균과 효모를 혼합 배양할때가 더 많이 생성됨을 알수 있다. 그리고 젖산균과 효모를 혼합 배양시에는 젖산균에 의해 생성되는 젖산의 함량이 점차 높아지면서효모의 에타놀(Ethanol)발효가 억제되어 미량의 에타놀 (Etha nol)만이 생성되며 이것은 오히려 좋은 향기로서 작용하게 된다. 그러나 대두유에 효모만 단록배양할 경우는 에타놀(Ethanol)발효가 심하게 일어나 그 냄새가 강하게 느껴졌다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
대두 또는 탈지대두 1,000에 1.000㎖의 물을 가하여 60-65℃에서 완전히 팽윤시키고 와링불랜더 (Waring Blender)에서 7.5배의 거의 끊는물 150l를 가하면서 완전히 간다음, 여과포를 통해 여과하여 얻은 대두유에 12시간 마다 3회 계대 전배양한 젖산균과 효모의 배양액을 1:2 또는 1:5로 혼합한 스타터 (Starter)를 1-2%(V/V)접종하여 37℃에서 혐기적으로 24시간 배양한후 응고된 대두단백질을 균질화하여 15%의 슈크로스(Sucrose)를 첨가하여 대두취와 비소화성 과당류가 없는 상쾌한 산미와 향미성이 좋은 발효대두 음료를 얻을수 있다. 이때 대두유 발효에 사용한 효모는 사카로마이세스 세레비지애(Sacchromyces cerevisiea), 사카로마아세스사케 (Saccharomyces Sake), 사카로마이세스 칼스버겐시스 (Saccharomyces Carlsbrgensis), 사카로마이세스 엔립소이듀스(Saccharomyces ellipsoideus) , 사카로마이세스 케발리에리 (S accharomyces chevalieri) 사카로마이세스 델브루억키 (Saccharomyces delbrue cki i), 사카로마이세스 훠 르모센시스(Saccharomyces formosensis)등의 Sacchar omyces 속효모와 클루이베로마이세스 후라질리스(Kluyveromyces fragilis), 클루이베로마이세스 락티스(K1uyveromyces lactis)등의 Kluyveromyces속효모, 로도스 포리디움 토루로이데스(Rhodosporidium toruloides), 로루롭시스홀미 (Torulopsis holmii)등의 효모 들이였으며 젖산균은 락토바실러 불가리커스 (Lactobacillus bulga ricus). 락토바실러 액시도필러스(Lartobaillus acidophilus), 락토바실러스 카제이 (Lactobacillus casei), 락토바시러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 헬베티커스(Lactcbacillus helveticus), 락토바실러스 훼멘티 (Lactobacillusfermen ti), 락토바실러스 프란타룸 (Lactobacillus Plantarum)등의 락토바실러스 (La ctobac illus)속 젖 산균과 스트렙토코커스 썸머필러스(Streptococcus thermop thermophil us), 스트렙토코커스 락타스(Streptococcus lactis), 스트렙토코커스 크레모리스 (Str eptococcus cremoris). 스트렙토코커스 디아세틸락티스 (Streptoco ccus diacetyla ctis)등의 스트렙토코커스(Streptococcus) 속 젖산균들이였다.
이상의 효모들과 젖산균들을 사용해서 대두유에서 젖산균만 단독배양할때와 전산균과 효모를 혼합배양하였을 때의 발효 대두유의 적정산도, 잔존 비소화성 과당류의 함량, 대두취성분(N-Pentanal, N-Hexanal)의변화와 관능검사를 조사한 결과는 표 (4), 표 (5), 표 (6)과 같다.
[표 4] 대두유에 젖산균을 단독배양 할때와 젖산균과 효모를 흔합배양 할때의 산생성도
Figure kpo00005
사용효모 : SC 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiea), SK 사카로마이세스 사케(Saccharomyces), SB 사카로마이세스 칼스버겐시스 (Sacch aromyces carlbergensis), SE 사카로마이세스 엘립소이듀스 (Saccharomyces), SD 사카로마이세스 델브루억키 (Saccharomyces delbrueckii), SF 사카로마이세스 휘르모센시스(Saccharomyces formosensis) KF 클루이베로마이세스 후라질리스 (Kluy veromyces fragilis) ,KL 클루이베로마이세스 락티스(Kluyveromyces lact is), RT 로도스포리디움 토루로이데스 (Rhodosporid iumtorjulides) , 토루롭시스 홀미 (trul opsis holmii) .
[표 5] 대두유에 젖산균을 단독배양 할때와 젖산균과 효모를 흔합배양할때의 당함량의 변화.
Figure kpo00006
Figure kpo00007
사용효모 : SC 사카로마이세스 세레 비 지 애 (Saccharomyces cerevisiea), SK 사카로마이 세스 사케 (Sacchar-omyces Sake), SB 사카로마이세스 칼스버겐시스(Saccharomyces carlsbergensis), SE 사카로마이세스 엘립소이듀스 (Sacchar omyces ellipsoideus), SV 사카로마이세스 케발리에리 (Saccaharomyces chevalli eri) , SD사카로마이세스 델브루억키 (Saccharomyces delbrueckii) , SF 사카로마이세스 휘르모센시스(Saccharomyces formosensis), KF 클루이베로마이세스 후라질리스(Kluyveromyces fragilis), KL 클루이베로마이세스 락티스 (Kluyveromyces lactis) , RT 로드스포리디움 토루로이데스(Rhodosporidium toruloides) , Th 토루롭시스 홀미 (Trulopsis holmii).
[표 6] 대두유에 젖산균을 단독배양 할때와 젖산균과 효모를 혼합배양 할때의 대두취 성분의 변화와 관능검사.
Figure kpo00008
Figure kpo00009
대두취 : +++ 강함, ++ 보통, + 약함, - 없음.
사용효모 : SC 사카로바이세스 세레비지애 (Sacchartmyces derevisiea) . SK 사카로마이세스 사케 (Saccharomyces Sake), SB 사카로마이세스 칼스버겐시스 (Sa ccharomyces carlsbergensis), SE 사카로마이세스 엘립소이루스 (Saccharomy ces ellipocedeus), SV 사카로마이세스 케발리에리 (Saccharomyces chebalieri). SD 사코로마이세스 델브루이키), Waccharomyces dolbrueckii), SF 사카로마이세스 휘르모센시스(Saccharomyces formosensis), KF 클루이베로마이세스 후라질리스(Klu yveromyces fragilis), KL 클루이베로마이세스 락티스 (Kluyveromyces form osensis), RT 로도스포리디움 토루로이데스 (Rhodosporidi um toruloides), TH 토루롤시스 홀미 (Torulopsis holmii).

Claims (1)

  1. 대두유를 젖산균으로 발효시킬때 효모와 혼합배양하는 것을 특징으로 하여 균체의 생육과 산의 생성을 촉진시키고 동시에 비소화성 과당류(flatulencefactors)를 분해시키며 대두 특유의 냄새를 제거시키는 것을 특징으로 하는 발효 대두유 제조법.
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