KR940001543B1 - 다시마를 이용한 천연조미료 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다시마를 이용한 천연조미료 및 그의 제조방법

본 발명은 다시마를 열수추출 또는 효소분해등의 방법으로 정미성분을 최대로 추출시키며, 한외여과 장치를 이용하여 알긴산을 제거한 다시마 추출액을 분말화하는 방법 및 그 조미료에 관한 것이다.

최근 소비자들의 생활수준이 향상됨에 따라 너무 정제된 조미료를 기피하여 천연지향성의 식품을 요구하며 천연물에서 그대로 추출한 소재를 이용하고자하는 경향이 높아지고 있다.

식품소재에 있어서 정미성 조미료인 글루타민산 나트륨(NSG)은 맛을 내는데 광범위하게 이용되고 있다. 본래 글루타민산 나트륨은 다시마에 많이 함유되어 국물을 내는데 많이 이용되고 있다. 갈조류에 속하는 다시마는 만뉴로닉 산(D-mannuronic acid)와 글루로닉 산(L-guluronic acid)의 공중합체가 칼슘에 의해 결합된 알긴산이 주체이며 정미성 아미노산인 글루탐산 및 당알콜인 만니톨이 구수한 맛을 내며 특히 칼슘, 마그네슘, 요오드등 미네랄이 많이 함유되어 알칼리성 식품원으로서 중요한 식품 소재이다.

다시마의 주 이용은 국물, 다시마 튀각등으로 이용되고 있는데 거의 국물을 내는데 이용되고 있으며 요즈음은 불용성 다당류인 알긴산을 이용한 다이어트 식품으로도 이용되고 있다.

산업적으로 다시마를 이용하여 액기스를 추출하는 방법으로는 열수추출, 효소분해, 산분해, 각종 염류등을 이용하는 방법등이 있으나 풍미가 만족스럽지 못하며, 또한 현재 다시마 엑기스 제품은 페이스트상 또는 분말제품이 있으나 페이스트 제품은 청징하지 않으며 점조성을 나타내고, 특히 엑기스를 분말화하기 위해서는 다시마 추출물 그 자체로서는 알긴산의 혼재로 인하여 분말화 하기에는 어려워서 다량의 캐리어가 들어가야 건조를 할수 있으므로 다시마 특유의 정미성과 풍미가 저하된다.

따라서 본 발명에서는 다시마를 효과적으로 이용하기 위해서 여러가지의 다당류 분해효소와 염류를 이용하여 다시마에서 정미성분을 추출한뒤 여과장치의 일종인 한외여과 장치를 이용하여 추출액에서 알긴산을 분리한 후 정미성이 풍부하고 이취가 없는 다시마 엑기스 페이스트 또는 분말화 하였다.

본 발명의 공정은 다음과 같다.

먼저 다시마중의 이물질 등을 선별한 다음 수분함량이 7∼10% 정도되게 열풍건조 혹은 양건한 후 분쇄기로서 20∼30메쉬로 분쇄한다.

추출하는 방법으로는 다당류 분해효소를 먼저 첨가하여 효소분해시킨 후 다시 염류등을 첨가하여 수율을 증대시키는 방법이다.

효소를 첨가하는 목적은 다시마의 주성분인 알긴산을 어느정도 분해시켜 단백질과의 결합을 분리시켜 단백질의 유리효과를 증대시키며 염을 첨가하는 이유는 알긴산의 구조가 β-1,4-만뉴로닉 산과 β-1,4-글루로닉 산의 결합으로 이루어진 복합 다당류로서 분자내에 카르복실기가 칼슘등 2가의 염과 결합되어 불용성염으로 조직내에 존재하고 있다가 염화나트륨을 첨가할 경우 Na 염으로 전환되면서 추출이 용이한 수용성으로 바뀌어지기 때문이다.

분말다시마를 교반기가 장착된 추출조에 투입하고 10∼20배의 물을 가수하고 온도를 40∼50℃로 상승시킨다.

효소를 첨가할 경우 아스퍼질러스 오리자 및 아스퍼질러스 나이저 기원의 혼합 당질 분해효소(120unit)와 트리코데마 로제 기원의 당질 분해효소(1,500unit)를 1 : 0.5∼1 : 2로 혼합한 복합효소를 pH3∼6으로 조정한 후 고형분 대비 0.5∼2% 첨가한 후 40∼60℃에서 1∼5시간 동안 효소분해를 실시한다.

[표 1. 효소의 종류에 따른 단백질 추출효과]

1) 100℃에서 4시간 추출

2) 아스퍼질러스 오리자 및 아스퍼질러스 나이저(120unit)

3) 트리코데마 로제 기원의 당질 분해 효소(1,500unit)

4) 아스퍼질러스 나이저 기원의 당질 분해효소(2,000unit)

5) (액기스 중의 단백질 함량/원료중의 단백질 함량)×100

[표 2. 효소 A 및 B의 혼합비율 변화에 따른 단백질 추출효과]

이상에서 단독효소를 사용할 경우는 효소 A에 의한 효과가 우수 하였음을 알수 있었으며 또한 서로 다른 효소를 혼합하여 사용해 본 결과 단독으로 사용한 것 보다 추출효과가 높았다(표 2).

그런다음 여러종류의 염을 1∼5% 첨가하여 95∼100℃에서 1∼3시간 추출한다.

사용한 염의 종류는 염화나트륨, EDTA-2Na, 소디움 헥사메타 포스페이트(SHMP)를 0.5∼3% 범위에서 첨가한 후 100℃에 추출하였다.

[표 3. 열수추출시 염의 종류에 따른 다시마의 단백질 추출효과]

1가의 금속염을 첨가하여 단백질 추출효과를 파악한 결과 염화나트륨을 이용한 것이 다른 처리구 보다 비교적 높았다.

이렇게하여 추출된 다시마 추출물을 1차 원심분리하여 고형분과 엑기스를 분리한다. 고액분리한 다시마 추출액을 그대로 조미료 소재로 하기에는 높은 점성과 비린내가 있으므로 상품적 가치를 높이기 위해서는 알긴산과 이취를 제거해야 한다.

다시마의 점조성을 나타내는 알긴산은 다시마 추출용액제 2가 이상의 금속 이온을 첨가하면 겔상으로 침전하는데, 이것은 금속이온의 개재로 카르복실시간에 결합이 이루어져 망상구조를 형성하기 때문이다.

따라서 일반적으로 염화칼슘등을 첨가하여 알긴산을 거대분자로 만들어 침전시키는 방법이 있으나 알긴산을 제거하기 위해 인위적으로 염을 첨가할 경우 다시마 특유의 풍미와 정미력이 변하는 현상이 일어나므로 물리적 방법에 의해 한외여과 하는 것이 다시마의 정미성을 향상시켜 주며 비린내등 이미 이취를 제거하여 준다. 따라서 본 발명에서는 한외여과장치를 이용하여 거대분자인 알긴산과 저분자인 정미성 물질인 단백질 및 아미노산 물질을 분리하였다.

한외여과장치는 플레이트 앤드 프레임 타입의 모듈을 사용하였다.

한외여과장치를 사용할 경우 투과액의 높은 플럭스 유지가 매우 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 분리막의 선정, 운전압력, 온도에 따른 여과분리액의 플럭스(분리막 면적당 분리액의 투과량 : Flux 1/㎡hr)를 측정하였다.

분리막을 선정할 경우 분자량 분획이 6,000∼10,000, 15,000∼25,000, 50,000∼70,000 및 100,000 수용성 분리막을 사용하였으며 그 결과는 표에 나타내었다.

[표 4. 분리막의 분자량 분획에 따른 플럭스 변화]

위의 표에서 보면 분리막의 분자량 분획이 50,000∼70,000의 분리막이 높은 플러스를 유지하였다.

그리고 시료처리 온도 변화에 따른 플럭스 변화와 압력 변화에 따른 플럭스 변화를 각각 표 5, 6에 나타내었다.

[표 5. 온도변화에 따른 플럭스의 변화]

[표 6. 압력의 변화에 따른 플럭스의 변화]

위의 표에서 보듯이 처리액의 온도는 50℃, 운전압력은 비교적 적은 압력 0.5∼0.7㎏/㎡에서 높은 플럭스를 유지하였다.

[표 7. 다시마 엑기스 추출시 열수, 효소, 염류에 의한 단백질 추출효과 및 한외여과 장치에 의한 알긴산의 제거]

1) 100℃열수추출-염화칼슘 처리

2) 100℃열수추출-한외여과 처리

3) 효소분해-염화나트륨 첨가 후 열수추출-염화칼슘 처리

4) 효소분해-염화나트륨 첨가 후 열수추출-한외여과 처리

5) 수율 : (엑기스중의 단백질/원료의 단백질)×100

6) 관능평가 : 5점 평점법

5-매우좋음, 4-좋음, 2-나쁨, 1-매우나쁨

7) 운전조건 : 운전압력 : 0.5-1.5㎏/㎠, 처리온도 : 30∼50℃

표 7은 여러형태로 다시마를 추출하여 앞에서 설명한 한외여과 운전조건으로 한외여과했을 경우 염처리에 의한 알긴산 제거효과와 비교한 것으로 알긴산의 제거에서 열수추출한 추출물의 초기 점도가 96cps였으나 염화칼슘 처리한 것과 한외여과처리한 것이 8∼11cps으로 나타나 알긴산 제거효과는 비슷하였으나 단백질 수율과 관능평가 면에서 우수하였다.

또한 한외여과장치 사용시 정미성분을 최대한 회수하며 농도분극에 의한 여과효과의 저하를 막기 위하여 어느정도 여과가 진행되면 여과막을 통과한 양만큼 가수를 하였다. 이렇게 하면 보통 한외여과하는 방법보다 2배의 회수율을 증대시킬 수 있다.

[표 8. 한외여과시 가수에 의한 다시마 고형분 회수율 변화]

1) 효소분해-염화나트륨 첨가 후 열수추출-한외여과 처리

2) 효소분해-염화나트륨 첨가 후 열수추출-한외여과 처리(1차 가수)

3) 효소분해-염화나트륨 첨가 후 열수추출-한외여과 처리(2차 가수)

이렇게하여 추출된 엑기스는 60-70Brix까지 농축시켜 액체 조미료로 사용할 수 있으며, 또한 15∼20Brix까지 농축한 다음 액기스 고형분 대비 0.5∼3배의 말토덱스트린을 첨가하여 분무건조 혹은 진공전조하면 흰색의 정미력이 강한 천연조미료를 제조할 수 있다.

[실시예]

1. 원료 건조 다시마 분말 10㎏을 500ℓ 용량의 추출조에 투입하고 100∼150ℓ의 물을 가수하고 교반하면서 온도를 95∼100℃까지 올려서 1∼3시간 열수추출한다. 열수추출이 끝나면 원심분리기로서 고액분리 하면 파란색을 띈 액상으로서 약간의 비린내가 존재한다. 이 분리액을 한외여과장치로서 알긴산과 정미성분을 분리한다. 플레이트 앤드 프레임 모듈에 분자량 50,000∼70,000을 분획할 수 있는 수용성 분리막을 사용하였으며 운전압력은 0.5∼1.0㎏/㎠이며, 처리액의 온도는 45∼55℃에서 실시하여 80ℓ의 여과액을 얻었다. 여과액은 진공농축기에서 15∼20Brix로 농축하여 고형분 함량대비 1∼2배의 말토덱스트린을 첨가한후 분무건조하여 10㎏의 백색분말을 얻었다.

2. 원료 건조 다시마 분말 10㎏을 500ℓ 용량의 추출조에 투입하고 100∼150ℓ의 물을 가수하고 교반하면서 온도를 45∼55℃까지 올린다.

온도가 일정수준에 오르면 아스퍼질러스 오리자 및 아스퍼질러스 나이저기원의 혼합 당질 분해효소와 트리코데마 로제 기원의 당질 분해효소를 1 : 0.5∼1 : 1.5정도로 혼합한 복합효소를 다시마 고형분 함량의 0.1∼0.3% 투입하고 1∼2시간 분해한다.

효소분해가 끝나면 원심분리기로서 고액분리 하면 120㎏의 추출액을 얻는다. 고액분리된 추출액은 점조성이 강하며 약간파란색을 띈 액상으로 약간의 비린내가 존재한다. 이 분리액을 한외여과장치로서 알긴산과 정미성분을 분리한다. 플레이트 앤드 프레임 모듈에 분자량 50, 000∼70, 000을 분획할 수 있는 수용성 분리막을 사용하였으며 운전압력은 0.5∼1.5㎏/㎠이며, 처리액의 온도는 45∼55℃에서 실시하여 100ℓ의 여과액을 얻었다. 여과액은 진공농축기에서 15∼20Brix로 농축하여 고형분 함량대비 1-2배의 말로덱스트린을 첨가한후 분무 건조하여 12㎏의 백색분말을 얻었다.

3. 원료 건조 다시마 분말 10㎏을 500ℓ 용량의 추출조에 투입하고 100∼150ℓ의 물을 가수하고 교반하면서 온도를 45∼55℃까지 올린다. 온도가 일정수준에 오르면 아스퍼질러스 오리자 및 아스퍼질러스 나이저기원의 혼합 당질 분해효소를 1 : 0.5∼1 : 1.5 정도로 혼합한 복합효소를 다시마 고형분 함량의 0.1∼0.3% 투입하고 1∼2시간 분해한다. 일정시간 분해한후 염화나트륨 0.5∼2.0% 첨가하여 90∼100℃에서 다시 2∼3시간 추출한다. 추출한 엑기스를 원심분리기로서 1차로 고형분을 분리 제거하고 액체만을 취한후 한외여과 장치로서 분자량 50, 000∼70, 000의 수용성 분리막을 이용하여 투과액의 동일량의 가수를 하면서 알긴산을 제거하고 순수한 정미성분만을 취한다. 이것을 진공 농축기로서 60∼70℃에서 60∼70Brix까지 농축시켜 정미력이 강한 액제 조미액으로 한다.

4. 3항과 동일하게 제조된 다시마 추출액을 15∼20Brix로 농축하여 고형분 함량의 1∼2배의 말로덱스트린을 첨가하여 충분히 혼합 시킨후 분무건조하여 분말화 한다.

Claims (7)

1. 다시마를 건조 분말화시켜 아스퍼질러스 오리자, 아스퍼질러스 나이저, 트리코데마 로제 기원의 당질 분해효소를 다시마 고형분에서 0.1∼0.5중량% 정도로 첨가하여 40∼60℃에서 1∼3시간 당류를 분해시킨 다음 무기염류 1∼5%를 첨가하여 다시 추출한 후, 고액분리하여 한외여과장치로 분자량 50,000∼70,000의 수용성 분리막을 사용하여 물을 가하면서 알긴산을 제거한 후 정미성분을 분리하여, 진공농축기에 60∼70브릭스(Brix)로 농축하여 제조된 액체 다시마 천연 조미료의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 당질분해 효소는 아스퍼질러스속 균주의 당질분해 효소 및 트리코데마로제 기원의 당질분해 효소를 1 : 0.5∼1 : 2로 복합 효소임을 특징으로 하는 액체 다시마 천연조미료의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 무기염류는 염화나트륨임을 특징으로 하는 액체다시마 천연조미료의 제조방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 한외 여과막의 운전압력은 0.5∼1.5㎏/㎠이고 한외여과시 온도는 45∼55℃인 것을 특징으로 하는 천연조미료의 제조방법.
5. 제1항의 방법에 따른 액체 다시마 엑기스를 15∼20브릭스로 진공 농축하여 말토덱스트린을 엑기스 고형분 함량에 대하여 0.5∼2배로 첨가하여, 교반한 후, 분무건조하여 제조된 건조 분말 다시마 천연조미료의 제조방법.
6. 제1항에 방법에 따라 제조된 액체 다시마 천연조미료.
7. 제5항의 방법에 따라 제조된 건조분말 다시마 천연조미료.