KR890002201B1 - 발효된 해바라기씨 분말의 제조방법 - Google Patents

발효된 해바라기씨 분말의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

발효된 해바라기씨 분말의 제조방법
본 발명은 해바라기씨로부터 수득한 탈지된 분말을 유산 발효시켜 새로운 발효된 해바라기씨 분말의 제조방법에 관한 것이다.
발효는 식료품을 효과적으로 보존할 수 있는 방법을 제공하는 동시에 미생물과 이들의 효소작용에 의하여 식료품 본래의 특성을 변형시켜 식료품의 허용도, 냄새, 맛과 영양가를 개량시킨다. 여러가지 발효된 제품중 단백질 제품들은 중요한 역할을 하며 이러한 것들은 서양나라에서는 주로 동물원료로부터 얻는것(치즈, 소시지, 여러가지 고기)인 반면 동양 나라에서는 농작물 특히 대두와 기타 곡물로부터 얻는다.
예를 들면 아시아에서 대두의 불유쾌한 본래의 맛과 비영양성인자의 존재는 수세기 동안 발효 방법에 의하여 극복 되어 왔다. 몇몇 미국 연구가들은 여러가지 제품에 대하여 광범위한 연구를 실시함에 의하여 재래식 대두 발효방법을 연구하고 변형을 시켰으나 (hang, Y.D. Jackson, H. Food Technol. 21, 95, 1967 ; Hesseltine, C.W. et al. Develop Ind Microbiol. 8,179,1967 ; Wang. H.L et al. J Nutr. 96,109,1968)이 발효과정은 곡물과 어떤 콩과식물과는 대조적으로 발효처리에 의하여 그 영양가가 상당히 증가되는 다른 유질제품의 경우에는 거의 시험되지 않았다.(Hamad, A.M., Fields, M.L.J. Food Sci. 44,456,1979 ; May-Gi Lay, M. Fields, M.L.J. Food Sci. 46,1069,1981 ; Au P.M., Fields, M.L.J. Food Sci. 46,652,1981 ; Sathe, S.K., Salunkhe, D.K.J. Food Sci. 46,1374,1981 ; Tongnual, P.et al., J.Food Sci 46,100,1981). 수년전 프랑스에서 발효에 의한 평지(colza)단백질 제조방법이 연구되었다(Staron, T.Les Ind. de l'alim. anim. 9,36,1974). 이러한 방법은 티오글루코솔 및 이소시안산염과 같은 독성 화합물의 추출용으로 당시까지 사용되는 기술을 썼는데 이들 독성 화합물은 발효에 의하여 간단히 가수분해와 분해가 되었다(Staron, T., Riv, It. Sostanze Grasse, 51,225,1974).
본 발명은 수용성 현탁액을 산성화시켜 탈지된 분말의 헤테로 유산발효에 의하여 수득하는 발효된 해바라기씨 분말로서 본 명세서에 나타낸 새로운 단백질 제품의 제조 그리고 이의 화학적인 영양학적 특성을 기술한다. 이점에서 해바라기씨 분말을 물에 현탁시켰을 때 유산균 함량이 매우 낮아서 유산발효가 자연적으로 진행되지 않으나 많은 곡물에서와는 달리 곰팡이와 장내세균의 성장으로 인하여 신속히 오염되었을 때는 물과 혼합되면 분말은 유산균의 성장과 함께 자연적으로 발효한다(Fields, M,L. et al., J Food Sci. 46,900,1981 ; Kazanas N., Fields, M.L. J. Food Sci. 46,819,1981 ; Frazier, W.C. in "Food Microbiology"236, McGraw-Hill Book Co.Inc.N.Y. 1958).
그러나 놀랍게도 무기나 유기산(염산, 구연산, 주석산)을 첨가하여 수용성 현탁액의 PH를 4.0-5.5 범위로 조절하고 30-40℃의 온도범위내에 배양함으로써 존재하는 소수 유산균의 신속한 발육을 허용하는 산성분위기에 의해 개시되는 유산균 발효가 발생하며 이 유산균은 단지 24시간의 배양후에도 유력한 세균군이 되어 초기에 분말속에서 발견되었던 효모와 곰팡이가 점차 사라져 버리게 한다는 것이 발견되었다. 발효된 해바라기씨 분말은 출발물질과 유사한 화학적 조성을 가지나 보통 해바라기씨내에 결핍된 필수아미노산(리신, 시스틴, 페닐알라닌)의 높은 함량, 알칼리 PH값에서 분말의 원하지 않는 발색의 근원이 되는 클로로겐산, 폴리펜을 색소의 완훤 및 해바라기씨에든 유일한 발효가능한 당인 라피노스의 소멸때문에 개량된 영양학적인 독성을 갖는다.
80% 에탄올(Smith, A.K., Johnsen, V.L., Ceresl Chem. 25,399,1948 ; Joubert, F.J., Biochim. Biophys. Acta 16,520,1955 ; Milic, B. et al., J. Sci. Fd. Agr. 19,108,1958 ; Fan. T.Y. et al., Cereal Chem. 53,118,1976)수용성 메탄올(Smith, A.K. Johnsen, V.L., Caral Chem. 25,399,1948)이나 산부탄올(Sodini G., Canella M., U.S. Patent No. 4072671, Feb. 7,1978 ; J. Agric. Food Chem. 25,822,1977)과 같은 유기 용매를 사용하는 한편 아황산 나트륨(Gheyasuddin, S. et al., Food Technol. 24,242,1974)과 염화나트륨(Sastry. M.C.S.M Sc. Thesis, University of Mysore, India 1979)을 사용하거나 산분산(Sosulski, F.W. et al., J. Food Sci. 37, 253 1972) 또는 한외여과(Culioli, J., Maubois, J.L. Rev. Fr. Corps Gras, 10, 251, 1975)를 이용하여 아몬드와 해바라기씨 분말로부터 클로로겐산을 제거하는 많은 방법들이 제안되었었다.
클로로겐산의 제거는 종종 분말내 라피노스 레벨을 저하시키는 과당류의 부분적 추출(Sodini, G., Canella, M., U.S.Patent No. 4072671, Feb. 7, 1978 ; Canella, M., Sodini, G., J. Food Sci. 42, 1218, 1977 ; Lanzani, A. et al., Riv. It. Sostanze Grasse 56, 48, 1979)을 유도한다. 이러한 견지에서 유산 발효방법은 클로로겐산 함량을 감소시키고 발효성 당분을 제거함에 의하여 해바라기씨 분말의 원하지 않는 성분들을 제거하기 위한 간단하고 효과적인 방법임을 알 수 있다. 발효 처리에 의하여 수득한 해바라기씨 분말을 단백질이 많은 스낵 및 종래의 분말과 비교하여 보다 영양가가 많은 여러가지 식품의 제조에서 강화제로서 빵과 오븐제품에 사용할 수 있다. 더우기 단백질 용해도의 증가때문에 발효된 해바라기씨 분말은 즉석 스우프 제조, 식사용 음료수, 과일 퓌레 및 특별한 인스턴트 제품 같이 높은 가용성 성분들을 요하는 모든 제품에 이용할 수 있다는 것이다.
해바라기씨 분말의 발효
식수를 여러가지 고체/액체 비율로 탈지된 해바라기씨 분말에 첨가하여 얻은 현탁액을 원하는 산으로 상이한 pH 값에 되도록 산성화시킨 다음 30-40℃의 온도에서 3일간 배양하도록 방치한다. 분말의 시료들인 초기에 그리고 24시간 48시간 및 72시간에 취하여 발효과정의 여러 단계에서 미생물학적 계산을 효과적으로 할 수 있게 한다. 이러한 시료시험에서 24시간 후 시료내 확실한 세균군은 유산균(lactobacillaceae)(음성 촉매작용의 그람 양성 미세 호기성간균)임이 발견되었다. 3일간 발효후 수용성 해바라기씨 분말 현탁액을 친용매성으로 하여 수득한 생성물을 발효된 해바라기씨 분말로 표시한다.
산도 적정
유산의 존재를 측정하는데에는 p-하이드록시디페닐과 황산을 이용하는 방법을 사용하고 초산을 확인하는 데에는 란타니움 질산염과 옥화물 시험을 이용한다(Feigh, F., "Spot Tests in Organic Analysis" p., 454 Elsevier Pub. Co. N.Y., 1966).
화학적 분석
A.O.A.C. (Association Official Analytical Chemists, 12th Ed. 1975)의 표준방법을 사용하여 해바라기씨와 발효된 해바라기씨 분말의 시료내에 존재하는 수분, 지질, 회분, 섬유질을 측정한다. 단백질 함량을 키엘달 질소 x 5.70으로서 표시하며 총당분을 Dubois.M.의 방법(Anal. Chem. 28,350,1956)에 의하여 계산한다. 페놀과 과당 5840 GC자동 적분기가 장착된 PH 5840 A가스 크로마토그라프를 사용하여 Sabir. M.A.(J.Agr.Food Chem.22,572,1974 ; J.Agr. Food Chem. 23,16,1975)에 따른 가스 크로마토그라피에 의하여 트리메틸실일 유도체로서 측정된다. 이러한 화합물들은 Dubois M.(Anal.Chem. 28,350,1956)의 방법에 의하여 가스 크로마토그라피 분석용으로 추출한다.
아미노산은 베크만 자동분석기 mod. 120c를 사용하여 Spackman, H.H의 방법에 의하여 분석하며 시스틴과 메티오닌은 Moore,S.(J. Biol. Chem.238,235,1963에 따라 계산하고 트리프로판은 Knox, R.의 방법(Anal. Biochem. 36,136,1970)에 의하여 즉정된다.
질소 용해도
질소 용해도 값은 Gheyassudin, S.의 방법(Food Technol.24,242,1970)에 의하여 얻는다. 1g씩의 발효된 해바라기씨 분말과 본래상태의 분말 시료들을 PH 7.0의 50Ml의 IN NaCl 내에서 또는 PH 9.0의 NaOH수용액내에서 주위 온도하에 1시간 추출 후 추출액을 10℃하에 27,000g에서 20분간 원심 분리한 다음 Whatman No.3여과지를 통하여 여과하여 켈달 질소분석을 실시한다.
미생물 분석
발효전후 해바라기씨 분말 시료에 대한 미생물학적 시험은 "Methoden Voor Het Microbiolgisch Onderzeck van Levensmiddlen" Uitgeverij B.V., Nordervliet P.C., Zeist., 1973에 Mossel P.A.A와 Tamminga S.K.에 의하여 기술된 방법으로 실시한다. 발효된 해바라기씨 분말내 유산균 현저한 미생물군의 분류는 Bergey's Mamual of Determinative Bacteriology, 8th Ed., The Williams & Willkins Company, Baltimore, 1974에 따라 실시한다.
[실시예]
다음 실시예들은 본 발명의 범위를 제한함이 없이 단순히 상세한 설명만을 하기 위하여 기술된 것이다.
[실시예 1]
실험실에서 제조된 해바라기씨 분말의 유산발효
알비니아 변증의 완전히 탈피된 씨앗으로부터 n-헥산으로 유지를 추출하여 실험실내에서 가공된 75g의 해바라기씨 분말을 300ml의 식수에 현탁시킨다(1 : 4중량/용량비)6.2인 혼합물의 PH를 염산을 첨가함에 의하여 4.6으로 조절하고 현탁액을 37℃로 조절된 오븐 온도하에서 3일간 배양시킨다.
배양중 산도시험과 미생물학적 분석을 위하여 시료를 시간 0인 초기분말로 알려진 제품을 친용매성화에 의하여 회수 한다. 발효의 첫날부터 유산과 초산에 대하여 양성인 P-하이드록시디페닐/황산과 란타니움 질산연/옥화물로서의 시험은 불균일 유산발효의 진전을 나타낸다.
표 1은 발효과정의 여러단계에서 미생물학적 평가를 나타낸다.
[표 1]
37℃에서 발효중 실험실-제조된 해바라기씨 분말에 대한 미생물학적 평가
Figure kpo00001
출발물질 즉 실험실에서 가공 해바라기씨 분말은 6×104/g의 총 호기성집개 6×103/g의 효모와 곰팡이 함량 및 대장균 오염부재(장내세균과 <10g)를 나타낸 한편 유산균은 극히 낮은 량(100/g)으로 재함을 나타냈다.
24시간 발표 후 시료내에는 총 호기성집개(4×103/g)의 감소 효모와 곰팡이 감소(2×103/g) 장내세균과 일시적 증가(2×102/g) 및 이미 현저한 세균군을 나타낸 유산균의 상당한 발전(2×108/g)을 나타냈다.
48시간 후 총 호기성집개는 무관하고 효모 곰팡이 및 장내 세균군은 없어져서 결과적으로 유산균이 2×109/g의 값까지 증가함으로 보여주었다. 72시간 후 최종 시료내에는 호기성집개가 영이고 유산균 집개는 3×109/g이었고 전체 발효과정중 한탁액의 PH는 4.6으로부터 4.1로 변하였다.
3개의 락토바시리 즉 L.브레비스(brevis), L셀로 비오서스(cellobiosus)가 L. 코프로피러스(coprophilus)가 분리되어 발효된 해바라기씨 분말내에서 확인되었다.
이 현상의 가장 놀라운 특징은 분말내 유산균의 상당량 존재때문에 유산발효가 물내에서 용이하게 일어나는 많은 곡물 과는 대조적으로(Fields, M.L. et al., J. Food Sci.46,900,1981 ; Kazana, N., Fields, M.L.J. Foos Sci. 46,819,1981)초기에는 무시할 정도의 유산균 (<100/g)를 가질지라도 초기 분말과 물현탁액의 PH를 조절함에 의하여 해바라기씨 분말내 유산발효를 전개시킬 수 있는 가능성이 있었다는 것이다. PH 7.0과 PH 9.0에서 이들의 질소용해도와 함께 초기 해바라기 분말과 발효된 제품의 화학적 조성이 표 2에 수록되어있다.
단백질, 화분과 섬유질 함량은 시험된 두시료내에 별변화가 없으나 총당분이 초기 분말에는 10.8%로 부터 발효된 해바라기씨 분말내에는 5.1%로 감소가 관찰되었는데 이것은 산도 적정 시험에서 나타난 바와 같이 유산과 초산의 생성과 함께 유산균 불균일 발효에 의하여 탄수화물의 발효에 기인된 것 같다.
PH 7.0에서 질소용해도는 초기분말(70.1%)에서 보다 발효된 분말에서 높은데(83.5%)이것은 중성 PH에서 제품의 높은 용해도를 요하는 마시는 우유, 음료에 발효된 해바라기씨 분말을 이용할 수 있음을 시사하고 있다. PH 9.0에서 질소용해도는 본래의 실험실에서 가공 분말(78.5%)에서 보다 발효된 생성물(73.8%)에서 보다 작다.
[표 2]
실험실-가공되 해바라기씨 분말과 발효된 분말의 화학적 조성과 질소용해도(g/100g의 건조 물질)
Figure kpo00002
표 3은 초기분말과 발효된 해바라기씨 분말내 석탄산과 다당류의 가스 크로마토그라피적 측정치를 나타낸다.
[표 3]
실험실-제조된 해바라기씨 분말과 발효된 분말의 설탕 및 과당류 조성(g/100g의 건조물질)
Figure kpo00003
유산 발효 전후 실험실-가공된 해바라기씨 분말내 페놀성 색소의 분석결과 발효 후 증가는 하였으나 (표 3 참조)두개의 산 즉 카페산과 기닌산의 약 절반이 유산균에 의하여 신진대사 되기 때문에 클로로겐산이 감소함량 만큼은 감소하지 않으나 페놀색소 화합물이 카페산과 기닌산으로 가수분해됨에 의하여 초기분말의 7.24%로부터 발효된 분말내에는 3.49% 즉 50%이상의 클로로겐산 감소를 나타낸다(Whiting G.C in "Lactic Acid Bacteria in Beverges and Food" Ed. Carr, J.C., Cutting, C.V., Whiting, C.G., Acad. Press N.Y. P 75, 1975).
해바라기씨 분말내에 존재하는 과당 백당분해성인 유산감균에 의하여 단당으로 완전히 전환된다. 실제로 백당은 초기 분말내 6.68%로부터 발효된 분말내에는 0.06%로 감소하였고 해바라기씨내의 유일한 발효성 당인 라피노스는 3.31%로 부터 0.08%로 감소하였다. 이당류와 삼당류의 이러한 가수분해는 초기 분말내 무시할 정도의 탄수화물 이상으로 발효된 분말내에 포도당(0.38%)과 특히 과당(3.42%)의 증가를 유도하였다.
클로로겐산의 부분적 분해와 라피노스의 총 감성은 유산발효 공정의 중요한 결과를 나타내는데 왜냐하면 화학적 용매를 첨가하거나 겔 크로마토그라피와 한외여과와 같은 특별한 화학적 물리적 처리를 하지 않고 단순한 물을 해바라기씨 분말에 첨가한 다음 산성화한 후 수일간 배양시킴에 의하여 제품의 집을 개량하고 클로로겐산의 경우는 부분적일지라도 해바라기씨 분말을 여러가지 식품제조에 사용시 문제성들을 제거할 수 있기 때문이다.
표 4는 초기 분말과 발효된 해바라기씨 분말의 총 아미노산 조성을 나타낸다.
[표 4]
시험실-가공된 해바라기씨 분말과 발효된 분말의 아미노산 조성(g/16g 질소)
Figure kpo00004
영양학적 견지에서 초기분말(3.5%)보다 발효된 제품(4.3%)내에서 리신의 쇼량 증가가 나타났고 시스틴은 초기물질(2.0%)에서 보다 많은 양(2.4%)이 존재하는 반면 술포네이트 준위는 메티오닌내의 환원으로 인하여 발효된 분말내에는 많지 않다. 페닐알라린과 트립토판은 발효과정으로부터 들어오는 반면 다른 아미노산들은 발효 후 보다 작은 프로린 이외에는 다소 비교할 수 있는 값들을 유지한다.
[실시예 2]
시험공장내에서 가공된 해바라기씨 분말의 유산발효
Nera Montoro(Terni)의 공장에서 실시한 씨처리 후 얻은 75g의 해바라기씨 분말에 300ml의 식수를 첨가하고(1 : 4중량/용량비)혼합물을 염산으로 PH 4.6까지 산성화 시키고 현탁액을 37℃하의 오븐내에서 3일간 배양시킨다. 시료를 발효과정중 산도와 미생물학적 시험을 위하여 초기에 그리고 24,48 및 72시간 후 취한다. 72시간 발효 후 현탁액을 친액성화 시킨다. P-하이드록시디페닐/황산과 란타니움 질산염 옥화물로의 시험은 양성이고 공정으로부터 수득한 해바라기씨 분말 시료내 불균일 유산발효의 진전을 나타냈다.
표 5는 여러가지 시료내 미생물학적 집개를 나타낸 것이다.
[표 5]
37℃에서 발효중 공장에서 가공된 해바라기씨 분말내 미생물학적 집개
Figure kpo00005
공장에서 가공된 해바라기씨 분말은 6×104/g의 총호기성 집개, 103/g의 효모와 곰팡이를 갖고 대장균 오염의 존재(장내세균 9×102/g)가 확인된 한편 유산균은 해바라기씨 분말의 시료내에서 통상 발견되는 대단히 낮은 준위(<100/g)존재한다. 처음 24시간 발효 후 효모와 곰팡이 감소(8×102/g) 및 104/g의 유산균 발육과 함께 장내세균 증가(2×103/g)를 나타냈다. 발효 2일 후 총호기성집개는 감소하고(8×102/g), 효모와 곰팡이는 불변이며 장내세균은 없어졌으며 유산간균은 7×108/g의 값에 도달하였다. 최종시료에서 (72)시간 총호기성집개는 9×102/g이고 유산균은 실시예 1의 해바라기씨 분말시료와 같은 준위(3×109/g)가 존재하였다. 이 경우 유산발효는 48시간 발효중 장내세균의 제거에 의하여 공장에서 제조한 해바라기씨 분말에 대한 정화작용을 발생시켰다. 현탁액의 PH는 발효중 4.6으로부터 4.2로 변하였으며 3가지 유산균 즉 L.브레비스. L. 셀로비오서스 및 L.코프로피러스가 발효된 제품으로부터 분리되었다.
본래 상태와 발효 후 시험 공장에서 가공된 해바라기씨 분말의 화학적 조성과 PH 7.0과 9.0에서의 질소 용해도가 표 6에 나타나 있다.
[표 6]
발효전 후 시험공장에서 가공된 해바라기씨 분말의 화학적 조성물과 질소용해도(/g100g의 건조물)
Figure kpo00006
초기 분말과 발효된 제품의 화학적 조성은 별차이를 나타내지 않았다. 발효된 분말에 대한 PH 7.0에서의 질소용해도는 초기분말내 68.7%와 비교하여 상당히 증가하였고(87.1%) PH 9.0에서 질소용해도는 발효 후 증가한(81.5%에 대하여 89.1%) 한편 실험실에서 가공된 분말(실시예 1)에서 보다 약간의 감소가 관찰되었다.
표 7은 공장에서 가공된 해바라기씨 분말의 발효전후 석탄산과 과당류에 대한 가스 크로마토그라프 분석으로 나타낸 것이다.
발효된 분말내 석탄산 화합물의 분포는 4.84%의 초기값으로부터 2.19%의 값으로 클로로겐산의 감소와 동시에 카페산(초기분말내 0.28%로 부터 발효된 제품내 0.99%로), 기닌산(0.08%로부터 1.11%로) 및 이소페룰라산(0.32%로부터 2.07%로)증가를 나타냈다. 백당의 감소(6.99%로부터 0.04%)와 라피노스의 소멸(초기분말내 2.98%)은 포도당의 증가(0.08%로부터 1.27%) 및 과당의 상당한 증가(0.18%로부터 5.59%로)에 의하여 수반된다.
시험공장에서 가공된 해바라기씨 분말과 발효된 분말의 석탄산과 과당류 조성(g/110g의 건조물질)
Figure kpo00007
표 8은 시험공장에서 가공된 해바라기씨 분말과 발효된 분말의 총아미노산 조성을 나타낸 것이다.
[표 8]
시험공장에서 가공된 해바라기시 분말과 발효된 분말의 아미노산 조성(g/16g의 질소)
Figure kpo00008
발효된 시험공장 분말내에는 리신함량의 상당한 증가(발효되지 않은 시료내의 3.3%로부터의 5.0%로)와 시스틴 함량의 증가(1.8%로부터 2.8로) 및 메티오닌의 감소(2.0%로부터 1.3%)와 페닐알라닌(4.1%로부터 4.8%로)의 소량 감소가 있었다. 트립토판 함량도 또한 증가한 (초기 1.5%와 비교하여 1.8%)한편 발효 후 프로린 글루탐산 및 아스파트산의 가장큰 감소를 나타냈다.

Claims (4)

  1. 현탁액의 PH를 4.0-5.5 범위내로 조절함에 의하여 탈지된 분말의 수용성 현탁액의 불균리 유산 발효를 활성시키는 것으로 구성된 발효된 해바라기씨 분말의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 무기나 유기산을 탈지된 분말의 수용성 현탁액에 첨가함에 의하여 이룩함을 특징으로 하는 발효된 해바라기씨 분말의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 구연산이나 주석으로 부터 선택함을 특징으로 하는 발효된 해바라기씨 분말의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 30°-40℃의 온도범위에서 실시 함을 특징으로 하는 발효된 해바라기씨 분말의 제조방법.
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