KR101110277B1
KR Grant
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English - Inventor
권승혁 김성호 서권일 이진만 - Original Assignee
농업회사법인 주식회사 생생초 - Priority date
2011-10-05
Description
본 발명은 항산화 효능이 있는 현미흑초의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 현미를 세척하고 물에 불리는 현미 전처리단계(제1단계)와, 상기 제1단계에서 전처리된 현미와, 정제수, 전분당화효소를 혼합하는 효소혼합단계(제2단계)와, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 사카로미세스 세레비시아(Saccharomycescerevisiae)(수탁번호 KCTC18224P) 균주를 접종하고 배양하여 주모를 제조하는 주모제조단계(제3단계)와, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 접종하고 배양한 후 여과하는 알코올발효 및 여과단계(제4단계)와, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 글루콘산균(Gluconobacter sp.)(수탁번호 KCTC18223P)을 접종하고 배양하여 종초를 제조하는 종초제조단계(제5단계)와, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 접종하고 배양한 후 여과하여 현미식초를 제조하는 초산발효 및 여과단계(제6단계)와, 상기 제6단계에서 초산발효 및 여과된 현미식초와 현미 농축액, 이소말토 올리고당을 혼합하는 당 혼합단계(제7단계)로 이루어진 것이다.
근래의 식생활은 생활 수준의 급속한 향상으로 인해 고지방과 고단백질이 함유된 육류와 인스턴트 식품 등의 고칼로리를 가지는 식품의 섭취가 증가된 반면에 채소나 섬유질을 함유하는 식품의 섭취가 감소함으로써 성인병과 비만 환자가 날로 증가되고 있다. 이러한 식습관에 기인하는 만성질환의 증가, 고령화 사회로의 진입, 식품의 유효성분에 의한 건강증진효과 및 질병예방의 효과 등이 연구로 증명되면서 소비자들은 과거 식품이 갖는 영양소 공급을 위한 1차적 기능을 넘어 식품의 생리활성 측면에 대한 관심이 증대되고 있다.
현미는 수확한 벼를 건조, 탈곡한 후 고무 롤러로 된 기계로 왕겨를 벗긴 쌀로써, 현미의 구조는 바깥쪽부터 과피(果皮)?종피(種皮)?호분층(糊粉層) 등의 쌀겨층과 쌀알의 기부(基部)의 작은 부분을 차지하고 있는 배(胚)와, 나머지의 대부분을 차지하는 배젖으로 이루어졌다. 현미의 표준적 화학조성은 수분 15.5%, 단백질 7.4%, 지질(脂質) 3.0%, 당질 71.8%, 섬유 1.0%, 회분 1.3%, 비타민 B1은 100g 중 0.54mg으로 당질(녹말)이 대부분을 차지하고, 단백질이나 지방은 많지 않다. 비타민 B1은 많다. 현미는 백미에 비하여 저장성이 좋고, 충해나 미생물의 해가 적다. 또 현미는 정백으로 인한 영양분의 손실이 없으므로 백미에 비하여 지방, 단백질, 비타민B1?B2가 풍부하다. 현미의 효능으로는 대장암 예방,, 혈중 콜레스테롤 감소, 당뇨병 예방 및 치료, 피부미용 개선작용, 뼈를 튼튼하게 하는 작용, 알레르기 체질 개선, 해독작용, 신경활동 증진작용, 식욕부진, 다이어트 등의 효과가 있다.
그리고, 식초는 신맛을 가지는 대표적인 조미료이며 발효시켜 양조한 것, 과일의 신맛을 이용한 것, 합성한 것 등이 있으며, 입맛을 자극하여 돋우며 피로회복과 미용에도 효과가 있다. 또한, 식초의 종류는 많다. 그것은 알코올 성분을 가지는 것에 아세트산균을 번식시키면 비교적 간단하게 식초가 생성되기 때문이다. 아세트산 발효를 일으키는 아세트산균은 산소성(호기성)의 산막균(産膜菌)으로 발효 탱크의 표면에 깨끗한 균막(菌膜)을 만드는데, 통기를 시키면서 연속적으로 아세트산발효를 일으키는 방법이 개발되었다.
그리고, 흑초는 식초에 비하여 색깔이 짙은 것을 말한다. 식초를 장기간 저장하면 성분간의 화학반응(ami- no-carbonyl 반응)에 의해 색깔이 나타나게 되며, 또한 과실초 중의 탄닌(tannin)이 폴리페놀 산화효소(poly- phenol oxidase) 작용에 의해 중합하여 착색하게 된다. 일반적으로 쌀, 현미, 율무 등의 곡류를 주원료로 한 것이 많으며 일반 식초에 비해 아미노산, 펩티드 등의 성분은 많지만 탄수화물은 적다. 현미나 저정백도 쌀을 사용하기 때문에 아린 맛과 불쾌한 냄새를 나타내는 것도 있다. 조미료로는 물론 건강음료로 묽게 하여 마신다.
본 발명에서는 현미를 당화하여 2단계 발효를 진행하였고, 적당한 배합비율로 현미흑초를 제조하였다. 다양한 효능이 있는 현미를 이용하여 항상화 활성이 우수한 현미흑초는 기능성 식품소재로 활용가능하다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 발명한 것으로, 그 목적은 항산화 효능이 있는 현미흑초의 제조방법으로, 현미에 전분당화효소를 적당한 비율로 조정하여 당화하고, 최적의 알코올발효를 위한 당도변화 및 알코올 함량에 맞는 주모 접종 비율, 배양온도, 배양시간 도출, 글루콘산균의 생육 최적온도와 알코올 함량에 맞는 초산발효를 원활하게 하기 위한 종초 접종 비율, 발효온도, 발효속도, 발효시간을 도출함에 있다.
또한, 현미에 전분당화효소를 사용하여 단당류로 분해시켜주고, 알코올 발효 및 초산발효를 진행하여 현미식초 및 현미흑초를 제조함으로써 현미의 다양한 무기성분을 함유하고 있으며, 항산화 활성 또한 우수하여 기능성 식품소재로 활용함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 항산화 효능이 있는 현미흑초의 제조방법에 관한 것으로, 현미를 세척하고 물에 불리는 현미 전처리단계(제1단계)와, 상기 제1단계에서 전처리된 현미와, 정제수, 전분당화효소를 혼합하는 효소혼합단계(제2단계)와, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)(수탁번호 KCTC18224P) 균주를 접종하고 배양하여 주모를 제조하는 주모제조단계(제3단계)와, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.1의 비율로 접종하고 28℃에서 5일간 배양한 후 여과하는 알코올발효 및 여과단계(제4단계)와, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 글루콘산균(Gluconobacter sp.)(수탁번호 KCTC18223P)을 접종하고 배양하여 종초를 제조하는 종초제조단계(제5단계)와, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.1의 비율로 접종하고 30℃에서 200rpm으로 4일동안 배양한 후 여과하여 현미식초를 제조하는 초산발효 및 여과단계(제6단계)와, 상기 제6단계에서 초산발효 및 여과된 현미식초와 현미 농축액, 이소말토 올리고당을 혼합하는 당 혼합단계(제7단계)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제7단계의 당 혼합단계 이후에, 상기 제7단계에서 제조된 항산화 효능이 있는 현미흑초를 2회 여과한 후, 85℃에서 30초간 순간 살균시킨 후, 1.0 마이크롬 휠타 여과기를 통과시켜 여과하는 여과단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 방법으로 제조된 현미에 전분당화효소를 적당한 비율로 조정하여 당화하고, 최적의 알코올발효를 위한 당도변화 및 알코올 함량에 맞는 주모 접종 비율, 배양온도, 배양시간 도출, 상기 글루콘산균의 생육 최적온도와 알코올 함량에 맞는 초산발효를 원활하게 하기 위한 종초 접종 비율, 발효온도, 발효속도, 발효시간을 도출되어, 현미식초 및 현미흑초를 제조함으로써 현미의 다양한 무기성분을 함유하고 있으며, 항산화 활성 또한 우수하여 기능성 식품소재로 활용함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 항산화 효능이 있는 현미흑초의 제조방법을 개략적으로 도시한 단계흐름도이다.
도 2는 알코올 발효조건 중 발효시간에 따른 알코올 함량변화 및 당도변화를 측정한 결과이다.
도 3은 초산 발효 조건 중 초기 산도에 따른 알코올함량 변화 및 초산함량의 변화를 측정한 결과이다.
도 4는 현미식초와 현미흑초의 수소공여능을 측정한 결과이다.
도 5는 현미식초와 현미흑초의 환원력을 측정한 결과이다.
도 6은 현미식초와 현미흑초를 가지고 ABTS.+ radical 소거능 효과를 측정한 결과이다.
도 7은 β-carotene linolate system을 이용하여 현미식초와과 현미흑초의 항산화 효과를 측정한 결과이다.
이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 항산화 효능이 있는 현미흑초의 제조방법을 개략적으로 도시한 단계흐름도이다.
1. 현미 전처리단계(제1단계)
현미 전처리단계는 현미를 세척한 후 물에 불리는 단계로,
현미를 세척한 후, 12~24시간 동안 물에 불리는 것이다.
상기 현미를 세척한 후, 12~24시간 동안 물에 불리는 것은 하기의 효소혼합단계, 알코올 발효단계에서 상기 현미에 전분당화효소 및 주모가 원활하게 침투되게 하기 위함이다.
만약, 상기 현미를 세척한 후, 12시간 미만으로 물에 불릴 경우에는 하기의 효소혼합단계, 알코올 발효단계에서 상기 현미에 전분당화효소 및 주모가 원활하게 침투되지 못할 수 있으며, 상기 현미를 세척한 후, 24시간을 초과하여 물에 불릴 경우에는 하기의 효소혼합단계, 알코올 발효단계에서 상기 현미에 전분당화효소 및 주모가 침투되기에 필요 이상의 불림 시간으로 인해 비경제적이다.
2. 효소혼합단계(제2단계)
효소혼합단계는 상기 제1단계에서 전처리된 현미와, 정제수, 전분당화효소를 혼합하는 단계로,
상기 제1단계에서 전처리된 현미 18중량%, 정제수 81.963중량%, 전분당화효소인 수미자임(Sumizyme) 0.037중량%를 혼합하는 것이다.
여기서, 상기 제1단계에서 전처리된 현미 18중량%, 정제수 81.963중량%, 전분당화효소인 수미자임(Sumizyme) 0.037중량%를 혼합하는 것은 상기 현미 속의 전분을 당화시켜 하기의 알코올발효를 원활하게 진행하여 알코올 함량을 5~9% 정도로 조절하기 위한 것으로 하기의 알코올발효 및 여과단계에서 알코올 함량이 높으면 하기의 초산발효단계에서 아세트산균의 활착 및 증식이 어려우므로 고농도의 알코올이 저해를 가져올 수 있기 때문이다.
만약, 상기 제1단계에서 전처리된 현미 18중량%, 정제수 81.963중량%, 전분당화효소인 수미자임(Sumizyme) 0.037중량% 미만으로 혼합할 경우에는 상기 현미속의 전분이 충분히 당화되지 못하여 하기의 알코올발효를 원활하게 진행할 수 없으며, 상기 제1단계에서 전처리된 현미 18중량%, 정제수 81.963중량%, 전분당화효소인 수미자임(Sumizyme) 0.037중량%를 초과하여 혼합할 경우에는 상기 현미 속의 전분이 필요 이상으로 당화되어 하기의 알코올발효를 할 경우에 알코올함량 및 당도가 너무 높아 하기의 초산발효 및 여과단계에서 초산균의 활착 및 증식이 어렵게 된다.
그리고 이때, 상기 제1단계에서 전처리된 현미 18중량%, 정제수 81.963중량%, 전분당화효소인 수미자임(Sumizyme) 0.037중량%를 혼합한 것을 현미혼합물이라고 한다.
3. 주모제조단계(제3단계)
주모제조단계는 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 균주를 접종하여 배양하는 단계로,
상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)(수탁번호 KCTC18224P) 균주를 접종하고 20~30℃에서 3~5일 동안 배양하여 주모를 제조하는 것이다.
여기서, 상기 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae ) (수탁번호 KCTC18224P)균주는 알코올 발효력이 강한 상면 발효 효모로, 알코올 저항성이 좋으며 내당성이 있고 알코올 발효 후 공기 존재하에서 피막을 형성하는 특징이 있다.
여기서, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)(수탁번호 KCTC18224P) 균주를 접종하고 20~30℃에서 3~5일 동안 배양하여 주모를 제조하는 것은 최적의 당도변화 및 알코올 함량에 맞는 알코올발효를 원활하게 하기 위함이다.
또한 바람직하게는, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)(수탁번호 KCTC18224P) 균주를 접종하고 25℃에서 4일 동안 배양하여 주모를 제조하는 것이다.
4. 알코올발효 및 여과단계(제4단계)
알코올발효 및 여과단계는 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에서 제조된 주모를 접종하고 배양한 후 여과하는 단계로,
상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25~30℃에서 3~7일간 배양한 후 여과하는 것이다.
상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하는 것은 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에서 제조된 주모가 골고루 접종되어 알코올 발효가 원활하게 진행되게 하기 위함이다.
만약, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05 미만의 비율로 접종할 경우에는 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에서 제조된 주모가 골고루 접종되지 못하여 알코올 발효가 원활하게 진행되지 못할 수 있으며, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.15 초과한 비율로 접종할 경우에는 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에서 제조된 주모가 필요 이상으로 접종되어 비경제적이며 오히려 알코올 발효시간이 더 오래 걸리게 된다.
그리고, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25~30℃에서 3~7일간 배양하는 것은 식초에 맞는 알코올과 당도의 함량을 도출하기 위함이다.
만약, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25℃ 미만으로 배양할 경우에는 식초에 맞는 알코올, 당도의 함량이 도출되지 못하여 식초를 원활하게 제조하기 어려울 수 있으며, 30℃ 초과하여 배양할 경우에는 높은 온도로 인하여 알코올 발효가 원활하게 이루어지지 않아 식초를 제조하기 어려울 수 있다.
그리고 만약, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25~30℃에서 3일 미만으로 배양할 경우에는 식초에 맞는 알코올, 당도의 함량이 도출되지 못하여 식초를 원활하게 제조하기 어려울 수 있으며, 7일을 초과하여 배양할 경우에는 알코올함량은 어느 정도 증가할 수 있지만 당도가 더 이상 변하지 않게 되어 필요 이상의 배양을 하게 되어 비경제적이다.
그리고, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25~30℃에서 3~7일간 배양한 후 여과하는 것은 불순물 및 찌꺼기를 용이하게 제거하기 위함이다.
또한 바람직하게는, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.1의 비율로 접종하고 28℃에서 5일간 배양한 후 여과하는 것이다.
여기서, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.1의 비율로 접종하고 28℃에서 5일간 배양한 후 여과하는 것 최적의 알코올발효를 위한 당도변화 및 알코올 함량에 맞는 주모 접종 비율, 발효온도, 발효시간이 반복된 실험을 통하여 도출되었기 때문이다.
그리고 이때, 상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25~30℃에서 3~7일간 배양한 후 여과한 것을 현미여과액이라고 한다.
5. 종초제조단계(제5단계)
종초제조단계는 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 초산균을 접종하고 배양하는 단계로,
상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 글루콘산균(Gluconobacter sp.)(수탁번호 KCTC18223P)을 접종하여 25~30℃에서 150~300rpm으로 4~8일 동안 배양하여 종초를 제조하는 것이다.
그리고, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 글루콘산균(Gluconobacter sp.)(수탁번호 KCTC18223P)을 접종하여 25~30℃에서 150~300rpm으로 4~8일 동안 배양하여 종초를 제조하는 것은 상기 글루콘산균의 생육 최적온도와 알코올 함량에 맞는 초산발효를 원활하게 하기 위함이다.
또한 바람직하게는, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 글루콘산균(Gluconobacter sp.)(수탁번호 KCTC18223P)을 접종하여 30℃에서 200rpm으로 6일 동안 배양하여 종초를 제조하는 것이다.
6. 초산발효 및 여과단계(제6단계)
초산발효 및 여과단계는 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 접종하고 배양한 후 여과하는 단계로,
상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25~30℃에서 150~300rpm으로 2~6일동안 배양한 후 여과하는 것이다.
여기서, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하는 것은 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초가 골고루 접종되어 초산발효가 원활하게 진행되게 하기 위함이다.
만약, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.05 미만의 비율로 접종할 경우에는 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초가 골고루 접종되지 못하여 초살발효가 원활하게 진행되지 못할 수 있으며, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.15 초과한 비율로 접종할 경우에는 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초가 필요 이상으로 접종되어 비경제적이며 오히려 초산발효의 시간이 더 오래 걸리게 된다.
또한, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25~30℃에서 150~300rpm으로 2~6일 동안 배양하는 것은 식초에 맞은 식초에 맞은 알코올과 당도의 함량을 도출하기 위함이다.
만약, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25℃미만으로 배양할 경우에는 글루콘산균(Gluconobacter sp.)(수탁번호 KCTC18223P)이 원활하게 생육하지 못하여 식초에 맞는 알코올과 당도의 함량이 도출되지 못하여 식초를 원활하게 제조하기 어려울 수 있으며, 30℃ 초과하여 배양할 경우에는 높은 온도로 인하여 글루콘산균(Gluconobacter sp.)(수탁번호 KCTC18223P)이 생육하지 못하여 발효가 이루어지지 않을 수 있다.
그리고 만약, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25~30℃에서 150rpm, 2일 미만으로 배양할 경우에는 식초에 맞는 알코올, 당도의 함량이 도출되지 못하여 식초를 원활하게 제조하기 어려울 수 있으며, 300rpm, 6일을 초과하여 배양할 경우에는 필요 이상의 배양을 하게 되어 비경제적이다.
그리고, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25~30℃에서 150~300rpm으로 2~6일 동안 배양한 후 여과하는 것은 추가적으로 발생한 불순물을 제거하기 위함이다.
또한 바람직하게는, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.1의 비율로 접종하고 30℃에서 200rpm으로 4일동안 배양한 후 여과하는 것이다.
여기서, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.1의 비율로 접종하고 30℃에서 200rpm으로 4일동안 배양한 후 여과하는 것은 식초에 맞은 알코올과 당도의 함량을 도출하기 위하여 상기 초산균의 생육 최적온도와 알코올 함량에 맞는 초산발효를 원활하게 하기 위한 초산균 접종 비율, 발효온도, 발효속도, 발효시간이 반복된 실험을 도출되었기 때문이다.
그리고 이때, 상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.05~0.15의 비율로 접종하고 25~30℃에서 150~300rpm으로 2~6일 동안 배양한 후 여과한 것을 현미식초라고 한다.
7. 당 혼합단계(제7단계)
당 혼합단계는 상기 제6단계에서 제조된 현미식초와, 현미농축액, 이소말토올리고당을 혼합하는 단계로,
상기 제6단계에서 제조된 현미식초 50~80중량%와 현미 농축액 3~30중량%, 이소말토 올리고당 10~25중량%를 혼합하는 것이다.
여기서, 상기 제6단계에서 제조된 현미식초 50~80중량%와 현미 농축액 3~30중량%, 이소말토 올리고당 10~25중량%를 혼합하는 것은 상기 현미식초, 현미 농축액, 이소말토 올리고당이 골고루 혼합되어 항산화 효능이 있는 현미 흑초를 원할하게 제조하기 위함이다.
그리고 이때, 상기 제6단계에서 제조된 현미식초 50~80중량%와 현미 농축액 3~30중량%, 이소말토 올리고당 10~25중량%를 혼합한 것을 항산화 효능이 있는 현미흑초 라고 한다.
그리고 이때, 상기 제7단계의 당 혼합단계 이후에,
상기 제7단계에서 제조된 항산화 효능이 있는 현미흑초를 2회 여과한 후, 85℃에서 30초간 순간 살균시킨 후, 1.0 마이크롬 휠타 여과기를 통과시켜 깨끗이 여과하는 여과단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제7단계에서 제조된 항산화 효능이 있는 현미흑초를 2회 여과한 후, 85℃에서 30초간 순간 살균시킨 후, 1.0 마이크롬 휠타 여과기를 통과시켜 깨끗이 여과하는 것은 상기 제7단계에서 제조된 항산화 효능이 있는 현미흑초의 불순물을 제거하여 원활하게 식용할 수 있도록 하기 위함이다.
상기의 방법으로 제조된 항산화 효능이 있는 현미흑초는 현미에 전분당화효소를 사용하여 단당류로 분해시켜주고, 알코올 발효 및 초산발효를 진행하여 현미식초 및 현미흑초를 제조함으로써 현미의 다양한 무기성분을 함유하고 있으며, 항산화 활성 또한 우수하여 기능성 식품소재로 활용가능하다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아님은 당업자에게 있어서 명백한 사실이다. 즉, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 당업자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
실시예 1 : 현미식초의 제조
세척한 한 후 15시간 동안 물에 불린 현미 100g에 정제수 455.35g, 전분당화효소인 Sumizyme 0.2g을 혼합하여 현미혼합물을 제조한 후, 상기 현미혼합물에 주모를 10%(v/v) 접종하여 28℃에서 5일 동안 정치 배양한 후 여과하여 현미여과액을 제조하였다. 상기 현미여과액에 종초를 10%(v/v) 접종하여 30℃에서 200rpm으로 4일 동안 배양한 후 여과하여 현미식초를 제조하였다.
1) 주모제조: 상기 현미혼합물에 사카로미세스 세레비시아(Saccharomycescerevisiae)(수탁번호 KCTC18224P) 균주를 접종하고 25℃에서 4일 동안 배양하여 주모를 제조한다.
2) 종초제조: 상기 현미여과액에 글루콘산균(Gluconobacter sp.)(수탁번호 KCTC18223P)을 접종하여 30℃에서 200rpm으로 6일 동안 배양하여 종초를 제조한다.
실시예 2 : 본 발명에 따라 제조된 항산화 효능이 있는 현미흑초 제조
세척한 한 후 15시간 동안 물에 불린 현미 100g에 정제수 455.35g, 전분당화효소인 Sumizyme 0.2g을 혼합하여 현미혼합물을 제조한 후, 상기 현미혼합물에 주모를 10%(v/v) 접종하여 28℃에서 5일 동안 정치 배양한 후 여과하여 현미여과액을 제조하였다. 상기 현미여과액에 종초를 10%(v/v) 접종하여 30℃에서 200rpm으로 4일 동안 배양한 후 여과하여 현미식초를 제조하였다. 상기 제조된 현미식초 70g과 현미 농축액 10g과 이소말토 올리고당 15g을 혼합하여 현미흑초를 제조하였다.
1) 주모제조: 상기 현미혼합물에 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)(수탁번호 KCTC18224P) 균주를 접종하고 25℃에서 4일 동안 배양하여 주모를 제조한다.
2) 종초제조: 상기 현미여과액에 글루콘산균(Gluconobacter sp.)(수탁번호 KCTC18223P)을 접종하여 30℃에서 200rpm으로 6일 동안 배양하여 종초를 제조한다.
실험 1: 본 발명에 따른 현미흑초제조 중 알코올 함량 및 당도 측정실험
주류분석규정에 따라 알코올발효액을 원심분리 하여 균체를 제거한 후 상징액 100 mL를 증류한 후 유액이 70 mL가 되면 중지하고 물을 가하여 증류액을 100 mL로 채운다음 주정계(alcohol hydrometer)로 측정하여 Gay-Lussac 주정환산표에서 15℃ 온도로 보정하였다. 당도는 300 μL을 취하여 당도계(ATAGO : PAL-3, Japan)를 사용하여 °Brix(%) 측정하였다.
현미 100g에 전분당화효소 0.2g와 정제수 524.8g을 가하고 주모 10%(v/v)를 접종하여 25℃에서 5일 동안 정치 배양시키면서 알코올 발효 중의 당도 및 알코올 함량을 측정한 결과는 도 2와 같다.
알코올 발효 과정 중에서 당도는 발효 초기 1.79°Brix에서 발효 시간이 경과함에 따라 전분당화효소에 의해 현미의 전분이 당으로 바뀌어 발효 종료 후 당도 3.68°Brix를 나타내었으며, 알코올 함량은 발효 초기 0%에서 발효 1일째부터 급격히 증가하기 시작하여 발효 종료 후 7.0%로 나타났다.
실험 2 : 본 발명에 따른 현미흑초제조 중 총산 측정실험
총산은 0.1 N NaOH 용액으로 중화 적정하여 초산으로 환산하였다
초산 발효는 현미 알코올 발효종료액에 종초 10%(v/v)를 접종하고, 30℃에서 200rpm으로 진탕배양 하면서 알코올 함량 변화 및 초산 변화를 측정한 결과는 도 3과 같다.
발효시간이 경과함에 따라 초산함량은 조금씩 증가하여 발효 종료 4일째에 6.96%의 산도를 나타냈으며, 알코올 함량은 1일째부터 급격히 감소하여 발효 4일째에 0%를 나타내었다.
실험 3 : 본 발명에 따른 현미흑초의 총 폴리페놀 함량 측정실험
총 폴리페놀 함량 측정은 Folin-Ciocalten's 방법에 따라 측정하였다. 즉, 현미식초(실시예1)와 현미흑초(실시예2) 각각 0.1 mL에 증류수 8.4 mL와 2 N Folin-Ciocalten's 시약 0.5mL를 첨가하고 20% Na2CO3 1 mL를 가하여 2시간 방치하였다. 반응물의 흡광도는 725 nm에서 spectrophotometer를 사용하여 측정하였고, gallic acid를 이용한 표준곡선으로 양을 환산하였다.
페놀 화합물은 구조식에 OH기를 소유하며, 공명 안정화된 구조로써 전자를 수용하는 기작으로 항산화 반응에 직접적으로 기여한다, 또한, 천연물 소재의 시료에서 페놀 화합물의 함량은 많을수록 항산화 활성이 높다. 현미 식초(HV(실시예1))와 현미 흑초(HBV(실시예2))의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과는 아래 표 1과 같다.
총 폴리페놀 함량은 HV에서 35.47 mg/100mL로 나타났으며, HBV에서는 46.49 mg/100mL로 나타났다.
| 총 폴리페놀 함량(mg/100mL) | |
| 현미식초(HV(실시예1)) | 35.47±0.02 |
| 현미흑초(HBV(실시예2)) | 46.49±0.03 |
실험 4 : 본 발명에 따른 현미흑초의 수소공여능 측정실험
현미흑초의 수소공여능은 a,a'-diphenyl-β-picrylhydrazine(DPPH)의 환원성을 이용하여 540 nm에서 UV/Vis-spectrophotometer로 측정하였다. 대조구로 사용한 BHT와 α-tocopherol 농도는 0.1%가 되게 조제하였으며, 현미 식초(HV(실시예1))와 현미 흑초(HBV(실시예2)) 각각 1 mL과 5×10-4 M DPPH 용액 3 mL를 5초 동안 혼합하고 이를 암실에서 30분간 반응시킨 후 흡광도를 측정하였다. 대조구는 현미흑초(실시예2) 대신 에탄올(ethanol) 1 mL을 첨가하였으며, 수소공여능을 대조구에 대한 흡광도의 감소 비율로 나타내었다.
DPPH는 짙은 자색을 띄는 비교적 안정한 free radical로 항산화제, 방향족 아민류 등에 의해 환원되어 색이 탈색되는데, 이것은 다양한 천연소재 내의 항산화 물질을 검색하는데 많이 이용되고 있다. 현미 식초(HV(실시예1))와 현미 흑초(HBV(실시예2))의 수소공여능을 측정한 결과는 도 4와 같다. HV와 HBV의 수소공여능은 각각 68%와 75%로 나타났으며, positive control과 비교 시 다소 낮은 경향을 보였으나 높은 항산화 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
실험 5 : 본 발명에 따른 현미흑초의 환원력 측정실험
현미 식초(HV(실시예1))와 현미 흑초(HBV(실시예2)) 각각 2.5 mL에 2.5 mL의 인산완충용액(0.2 M, pH 6.6)과 2.5 mL의 potassium ferricyanide(1%, w/v)를 첨가하여 섞은 후, 50℃를 유지하면서 30분간 반응시켰다. 반응액에 2.5 mL의 trichloroacetic acid(10%, w/v)를 첨가하여 섞은 후, 3000rpm으로 10분간 원심 분리하였다. 상층액의 1 mL을 취해 시험관에 담고 1mL의 증류수와 0.2 mL의 FeCl3(0.1%, w/v)을 첨가하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다.
환원력은 시료에 존재하는 전자 공여체들이 수소원자를 제공하여 활성산소 사슬을 분해함으로써 항산화 활성을 나타내는 것으로 항산화 활성과 직접적으로 연관되어 있는 것으로 알려져 있다. 현미 식초(HV(실시예1))와 현미 흑초(HBV(실시예2))의 환원력을 측정한 결과는 도 5와 같다. HV와 HBV는 positive control인 0.1% BHT 및 0.1% α-tocopherol과 유사한 높은 항산화 효과를 나타내었다.
실험 6 : 본 발명에 따른 현미흑초의 ABTS+ radical 소거능 실험
7 mM의 2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic Acid)와 2.45 mM potassium peroxodisulfate를 혼합한 후 23℃의 암소에서 16시간 동안 반응시켰다.
ABTS 용액의 농도는 734 nm에서 흡광도가 0.700 ± 0.005 정도가 되도록 조정하였다. 현미 식초(HV(실시예1))와 현미 흑초(HBV(실시예2)) 각각 0.1 mL 와 3.9 mL ABTS 용액을 혼합한 후 23℃에서 6분간 반응시키면서 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성 대조군은 0.1% BHT, 0.1% α-tocopherol를 사용하였다. ABTS radical 소거능은 다음의 식에 따라 계산하였다.
ABTS.+ radical을 이용한 항산화능 측정은 potassium persulfate와의 반응에 의해 생성된 ABTS free radical이 시료 내의 항산화 물질에 의해 제거되어 radical 특유의 색인 청록색이 탈색되는 것을 이용한 방법이다. 현미 식초(HV(실시예1))와 현미 흑초(HBV(실시예2))의 ABTS.+ radical 소거능을 측정한 결과는 도 6과 같다. HV와 HBV의 radical 소거능은 각각 39%와 74%로 나타났다.
실험 7 : 본 발명에 따른 현미흑초의 β-carotene bleaching 활성 실험
클로로포름 10 mL에 1 mg β-carotene을 용해하여 β-carotene 용액을 만든 후, β-carotene 용액 10mL를 100 mL 둥근 플라스크에 취하고, linoleic acid 20 mg 및 Tween 40 200 mg을 첨가하여 40℃ 진공회전농축기로 클로로포름을 제거한 후, 증류수 100 mL를 첨가한 다음 진탕하여 emulsion 용액을 제조하였다. 이 emulsion 용액 0.2 mL에 현미 식초(HV(실시예1))와 현미 흑초(HBV(실시예2))의 첨가군, 에탄올(대조구) 및 positive control인 0.1% α-tocopherol과 0.1% BHT 용액 8 μL를 첨가하여 50℃ 배양기에서 저장하였다. 저장기간 중 0분에서 180분 동안 30분 간격으로 490nm에서 흡광도를 측정하였다.
β-carotene의 황색이 lipid peroxyl radical의 첨가에 의하여 탈색화되는 것을 측정하는 방법인 β-carotene linolate system을 이용하여 현미 식초(HV(실시예1))와 현미 흑초(HBV(실시예2))의 항산화 효과를 측정한 결과는 도 7과 같다.
0.1% BHT와 0.1% α-tocopherol들이 처리된 대조군은 높은 항산화력으로 처리시간 동안 변화가 거의 없었다. 한편, HBV는 HV보다 흡광도의 감소가 더 적었으며, 대조군에 비해 감소하였으나 항산화 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
Claims (3)
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현미를 이용한 흑초 제조방법에 있어서,
현미를 세척한 후, 12~24시간 동안 물에 불리는 현미 전처리단계(제1단계);
상기 제1단계에서 전처리된 현미 18중량%, 정제수 81.963중량%, 전분당화효소인 수미자임(Sumizyme) 0.037중량%를 혼합하는 효소혼합단계(제2단계);
상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)(수탁번호 KCTC18224P) 균주를 접종하고 25℃에서 4일 동안 배양하여 주모를 제조하는 주모제조단계(제3단계);
상기 제2단계에서 효소가 혼합된 현미혼합물에 상기 제3단계에 제조된 주모를 중량대비 1 : 0.1의 비율로 접종하고 28℃에서 5일간 배양한 후 여과하는 알코올발효 및 여과단계(제4단계);
상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 글루콘산균(Gluconobacter sp.)(수탁번호 KCTC18223P)을 접종하여 30℃에서 200rpm으로 6일 동안 배양하여 종초를 제조하는 종초제조단계(제5단계);
상기 제4단계에서 알코올발효 및 여과된 현미여과액에 상기 제5단계에서 제조된 종초를 중량대비 1 : 0.1의 비율로 접종하고 30℃에서 200rpm으로 4일동안 배양한 후 여과하여 현미식초를 제조하는 초산발효 및 여과단계(제6단계);
상기 제6단계에서 제조된 현미식초 50~80중량%와 현미 농축액 3~30중량%, 이소말토 올리고당 10~25중량%를 혼합하는 당 혼합단계(제7단계);
상기 제7단계에서 제조된 항산화 효능이 있는 현미흑초를 2회 여과한 후, 85℃에서 30초간 순간 살균시킨 후, 1.0 마이크롬 휠타 여과기를 통과시켜 여과하는 여과단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 항산화 효능이 있는 현미흑초 제조방법.
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