KR100303216B1 - 혼합곡분을이용한젖산발효음료의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물성 구성성분으로 만들어지는 건강지향의 식물성 젖산 발효 음료의 제조 방법에 관한 것으로서, 현미분말과 콩 단백질 분말을 0.8~0.9:0.2~0.1의 비율로 혼합하고 20~30중량%의 수분함량으로 조정한후, 이를 압출 팽화시키고 수분함량 5~16중량%로 건조하여 분말화한 다음, 이 분말 25~35중량%, 과당액 12~18중량%에 정제수를 가하여 100중량%로 만들고, 이를 공지의 방법으로 멸균한후, 여기에 정제된 젖산 발효균의 락토바실루스 불가리쿠스와 스트렙토코쿠스 데르모피루스의 0.5:0.5 혼합물을 1.0~1.6중량%의 중량비로 접종하고, pH 3.6~4.0의 범위내에서 38~45℃로 발효시킨 발효원액 25~40중량%에 올리고당 10~18중량%와 과일야채즙을 10~25중량%를 넣고, 유화안정제 등 식품첨가물 0.3~0.5% 첨가한 후 칼슘염 0.5~0.8중량%를 넣고 정제수를 가하여 100중량%로 만든 다음 75~85℃의 액온에서 100~150㎏/㎠의 압력으로 균질화하여 제조하는 것을 특징으로 하는 곡분을 이용한 신개념의 건강지향적인 식물성 젖산 발효 음료제품이 창출되었다.

Description

[발명의 명칭]

혼합곡분을 이용한 젖산발효 음료의 제조방법

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 혼합 중숙된 곡류의 건조 파쇄분을 이용하여 젖산발효 음료를 만드는 방법에 관한 것으로, 음료의 구성 주성분들이 모두 식물성 원료이고 이를 젖산균으로 발효시킨 것이므로, 우유식품에 대한 과민성 체질을 가진 사람이나 동물성 식품을 기피하는 사람들도 즐겨 들을 수 있는 젖산발효 음료의 제조에 관한 것이다.

종래의 젖산균 발효 제품으로는, 발효기질로 우유에 분유 등을 첨가한 유제품을 이용하고 여기에 락토바실루스(Lactobacillus)균, 스르렙토코쿠스(Strepto-coccus)균, 비피도박테리아(Bifidobacteria)등의 젖산발효균을 단독 또는 적절한 비율로 혼합 접종하여 발효시켜 만드는 제품들이 대부분인바, 이는 맛이나 영양학적 과점에서는 우수한 긍정적인 시품이지만, 한편으로는 우유의 지방분에 함유된 콜레스테롤이나 유청주엥 들어 있는 유당 등의 성분들 때문에 이를 기피하거나 특히 체질의 과민성 반응을 일으키는 등의 부정적인 면도 무시할 수 없는 실정이다.

또한 유제품대신 식물성 원료를 이용하는 제품 고안으로, 보리 당화액, 쌀 당화액, 쌀 분말, 알파화쌀, 대두단백 또는 대두유 등 여러 가지가 시도된바 있다. 즉, 맥아 추출액을 이용하거나 알파아밀라아제(α-amylase)나 아밀로글루코시드 가수분해효소(amylogucosidase)등의 전분당화효소들을 이용하는 등의 방법으로 보리, 쌀 등 곡류의 전분질을 분해하여 당화시킨 다음 그 전분당액을 사용하거나, 여기에 우유 또는 분유 및 유청분말 등 우유성분을 함께 이용하거나, 각각 원료성분이 다른 두 가지의 젖산 발효물을 만든 후 이들을 최종단계에서 혼합하는 등의 방법 등, 복합된 과정을 거쳐 만드는 제품에 관한 고안 등이 있는데, 이들은 이러한 당화액 제조공정 또는 이종 발효제품의 혼합 공정 등으로 인한 복잡성과 불편함, 그리고 품질사고의 기회와 위험이 높다는 중대한 문제점이 있고, 우유, 분유, 유청분말 등을 기조로 하거나 첨가함으로 인하여 우유 제품에 대하여 과민반응을 하는 체질의 사람들에게는 맞지 않거나 식물성 식품 선호인들로부터는 여전히 외면당하는 문제점을 안고 있으며, 호상제품인 경우에는 그 물성의 특이성 때문에 완성제품의 향미 조정에 한계성이 있어 맛의 기호성이 떨어지는 등 여러 가지 문제점이 있어서, 아직 이러한 식물성기질 사용제품들의 본격적인 생산과 보급이 제대로 이루어지지 못하고있는 실정에 있다.

본 발명은 이러한 결점들을 해결하고 건강 지향의 기호성 높은 식물성 기질 사용의 젖산발효 액상 제품의 제조를 목적으로 창안된 것으로서, 젖산균의 성장과 발효의 주탄소원으로 이용되는 미생물의 영양원인 자화당으로는 공지의 방법으로 제조된 식물성의 고과당액(포도당 과당액당)과 올리고당을 이용하고 건강상 유해여부로 논의의 여지가 있는 설탕을 배제하고 제조방법의 단순 간편화와 건강화를 도모하였고, 단백질을 비롯한 영양성분으로는 젖산균의 영양 요구성과 제품의 기호성 및 음용시의 영양 섭취 내용들을 고려하여 단백질과 비타민 및 무기질이 풍부한 콩 단백질과 현미분말을 특정비율로 혼합 사용하므로써 맛의 조화와 영양상의 공헌을 함께 이룰 수 있도록 배려하였으며, 특히 콩 단백질과 현미분말의 혼합물은 압출 팽창시킨후 건조 분말화하여 저장 보관하면서 사용하므로써, 기술적으로 콩 단백질과 현미 성분들의 변성과 호화와 물성 변화를 완성하고 미생물의 작용을 용이하게 만들고, 경제적으로는 농산물 이용시의 구조적 문제점인 계절적 수급변동의 어려움을 해소하고 중량 및 부피의 최소화로 보관과 취급의 간편화로 경제성을 제고하고 부패 및 변질을 예방하여 보존성을 장기화 할 수 있도록 창출되었다.

자세히 기술하면, 깨끗이 세척하고 건조한후 분쇄된 현미분말 80~90 중량% (이하 %로 표기)에 콩 단백질 분말을 20~10%의 비율로 혼합한 후 정제수를 가하여 전체의 수분을 20~30%로 조절한 다음, 이를 압출팽화장치에서 회전속도 150~250 알피엠(RPM)에서 3~7초간 통과시켜 팽화시킨후 수분함량 5~16%로 건조한 후 분쇄하여 35~50메시(mesh)의 분말로 만든다. 이때 분말을 과립상으로 만들면 다음 공정에서 더욱 효율적으로 이용할 수 있다. 이 분말 25~35%에 과당액 12~18%를 넣고 여기에 60~65℃로 가온한 열탕 정제수를 넣어 100%로 만들어 이를 잘 교반하여 용해하며 분산시킨 후, 이 액을 공지의 살균기술을 이용하여 멸균한다. 이때 고과당액을 올리고당으로 대체할 수 있으나 이 경우 그후 완성제품에서 감미도가 모자라는 결점이 나타나고 비용이 높아지는 단점이 있다.

여기에 종균공급회사로부터 구입한 정제된 락토토바실루스 불가리쿠스(Lacto-bacillus bulgaricus)와 스트렙토코쿠스 데르모피루스(Streptococcus thermo-philus)를 0.5:0.5로 혼합한 종균을 중량비 1~1.6%로 접종한 후 38~45℃를 유지하면서 pH가 3.6~4.0이 될 때까지 1~2주야 정도 발효탱크에서 발효시켜 이를 발효원액으로 삼는다.

이 발효원액 25~40%와 올리고당 10~18% 및 과일 야채즙 10~25% 그리고 안정제등 첨가물 0.3~0.5%에 젖산칼슘등 칼슘염 0.5~0.8%를 첨가하고 여기에 정제수를 가하여 100%로 만든후 75~85℃ 액온에서 100~150㎏/㎠의 압력으로 균질화한 다음, 공지의 음료제조 가공기술을 이용하여 가공하고 포장하여 액상의 젖산 발효 제품을 만든다.

이 제품은, 식물성 원료들로 구성되어 있고, 호화된 현미분말과 자숙된 콩 단백질의 맛과 함께 과일야채즙의 맛이 젖산 발효시 생성된 각종 유기산류와 어울려 상쾌하고 달콤한 좋은 향미를 갖게 되며, 비타민 B류와 인, 철분, 칼륨, 특히 강화된 칼슘 등의 무기질, 그리고 식물성 지방성분과 단백질 등 각종 영양성분을 함유하고, 인체의 장내 균총을 개선해주는 젖산균을 10⁹균체이상 다량 함유하는 제품이 되며, 이로서 건강 지향적인 순식물성의 젖산 발효 음료가 창출되게 된다.

이 제조공정중 현미분말과 콩단백질 분말의 혼합과 압출팽화 및 건조후 분말화 공정은 본 발명에서 매우 중요한 의미를 갖는 기술요소이다. 즉 이 공정에 의하여 현미분말은 호화되고 콩단백질은 익게되며, 현미내의 전분 및 섬유질의 거대분자구조와 콩단백질의 분자구조들이 서로 혼합되어 망상의 안정된 일체형 구조를 갖게 되는 바, 이는 본 제품의 제조공정과 가공특성에 핵심적인 영향을 주게 된다. 또한 압출팽화에 의해 형성된 간극구조와 현미 전분의 호화 및 콩단백질의 N성물질의 소멸 등의 바람직한 변성으로 인하여 젖산 발효액 제조시 수분의 침투가 신속하여 용해와 분산 및 팽윤이 잘 이루어지고 젖산균 효소의 작용이 용이하게 진행되어 효율적으로 처리시간이 단축되며, 특히, 콩가공제품의 근원적 결함인 콩 비린내가 제거되는 획기적인 성과를 얻는 등 중요한 기술적 장점과 경제적 이점을 갖추게 된다.

따라서 완성제품의 영양성분과 맛을 고려하고 기술적 가공성을 감안할 때, 현미분말과 콩단백질의 혼합비율이 0.8~0.9:0.2~0.1의 범위내이어야 압출팽화, 건조분말화, 젖산발효효율, 맛 등에서 최상의 효과를 거두게 되어 제조공정의 효율적 진행과 가공특성의 우수성이 발현되어 결과적으로 기호성과 품질이 가장 우수한 최선의 제품이 만들어지게 된다. 이 혼합비의 범위를 벗어나게 되면 가공적성이 나빠지고 제품의 품질이 열악해지며 관능적성이 현저히 떨어지게 된다. 특히 콩 단백질의 혼합비율이 높아질수록 결과는 악화된다.

또한, 이 혼합가공된 분말은 그의 수분함량이 5~16%로 건조되므로 저수분함량일수록 수분활성도가 0.6이하 까지 낮아지게 되어 일반세균은 물론 곰팡이에 이르기까지 각종 미생물의 오염으로부터 안전하게 되며, 동시에 취급상 시간적 장소적 경제성과 품질의 장기간 보전성이 우수하고 계절에 관계없이 간편하게 사용할 수 있는 편리성을 갖추게 된다.

그리고, 실험에 의하여, 압출팽화기의 압출축 회전은 150~250 알피엠의 범위내에서 3~7초간의 속도로 압출하는 것이 유용하며, 빠른 시간일수록 효과가 좋다는 것을 알게 되었다.

젖산발효공정은 38~45℃의 온도범위내에서 16~48시간동안 행하는 것이 좋고, 발효액의 pH가 3.2~4.4의 범위내일 때 좋은 결과가 얻어지나, pH 3.6~4.0일 때의 품질이 가장 우수하다.

젖산 발효균은 락토바실루스균의 아시도피루스(acidophilus), 불가리쿠스(bul-garicus)등과 스트렙토코쿠스균의 데르모피루스(thermophilus), 그리고 비피도박테리아(Bifidobacteria) 등을 사용하는데, 본 발명의 중요 요소의 하나인 식물성 원료만으로 조성된 젖산 발효음료의 제조 목적을 위하여, 락토바실루스 불가리쿠스와 스트렙토코쿠스 데르모피루스의 0.5:0.5 혼합물을 1.0~1.6%의 중량으로 접종함은 매우 중요한 기술적 비중을 갖는데, 이는 앞공정의 자화당으로서의 고과당액의 사용, 압출팽화에 의한 현미 전분의 호화와 콩단백질의 익힘 처리 등과 연계되어 기술적 중요성을 갖는다. 즉, 고과당액의 성분조성이 통상적으로 포도당 45%와 과당 55%의 조성비로 구성된 고형분 75%의 젖산 발효균의 주된 생육 발효기질이라는 사실, 그리고 종래의 호화 또는 자숙없이 분말상으로 쌀 또는 대두박을 첨가하여 만드는 제품이나, 효소처리에 의하여 당화한 전분액을 이용하거나, 콩 단백질의 불첨가 또는 유제품류의 첨가 등 본 발명과 상이한 조성과 방법으로 구성된 제품들의 젖산 발효균의 생육 조건과는 근본적인 물리적 및 화학적 조건의 차이가 있다는 사실 등과 연관되어 접종균주의 선택과 첨가량의 범위는 본 발명의 특징적 효과와 최상의 결과를 얻기 위한 최적의 조건이며, 본 발명의 독창적인 기술의 하나이다.

비피도박테리아는 단독 사용의 경우가 오히려 결과가 우수한데 접종량은 1.0~1.3%의 범위에서 좋은 결과가 얻어졌으나, 전술한 혼합균의 경우에 비하여는 발효시간이나 향미 등에서 효율과 효과가 약간 뒤떨어진다.

이러한 혼합균주 사용제품과 단독균주 사용제품들을 종래의 고안들과 기호성에 관하여 비교 조사를 한 결과는 표와 같다.

즉, A. 우유에 쌀가루를 첨가한 제품, B. 비피도박테리아 단독 사용제품, C. 두유에 유청분말과 탈지분유를 첨가한 제품, D. 쌀을 당액화하고 대두박을 첨가한 제품, E. 락토바실루스균주 혼합 사용제품 등, 종래의 고안들과 본 발명의 제품과의 선호도 비교를 위하여, 종래의 고안제품들을 제시된 최상의 조건으로 제조한 후 10%의 포도과즙과 감미도 보정을 위한 고과당시럽 보정첨가를 각 제품에 맞춰 행한 후, 소비자 남녀 96명을 대상으로 전체적인 맛에 대한 선호도를 조사하고 던칸의 다범위 검정법(Duncan′s multiple range test)에 의하여 분석한 결과, 본 발명 제품의 선호도가 제일 현격하게 높은 것으로 나타났으며, 그중 혼합균주 사용제품이 가장 우수하였다.

[표. 젖산균 발효 제품들의 선호도 비교]

* 선호도 : 1위:5점, 2위:4점, 3위:3점, 4위:2점, 5위:1점

** 순위점수 : 무작위 독립변수 환산치

[실시예 (1)]

멥쌀 현미분 90%와 콩단백질 분말 10%를 넣고, 가수하여 수분 20%로 조정한 후 압출팽화장치를 이용하여 250알피엠에서 3초의 속도로 압출팽화한후 열풍건조하여 수분 5%로 만든후 50메시의 크기로 분말화하고, 이 분말 25%, 고과당액 18%, 정제수 57%의 비율로 서서히 60℃로 가열하면서 혼합한 후, 이를 95℃에서 20분간 살균한 다음 여기에 락토바실루스 불가리쿠스와 스트렙토코쿠스 데르모피루스를 0.5:0.5의 비율로 혼합한 종균 1.6%의 중량비로 첨가하여 16시간동안 45℃에서 발효시켰다. 이 발효원액 40%에 올리고당 10% 및 포도과즙 10%의 비율로 혼합한 후 식용색소와 유화안정제등 첨가물 0.5%를 넣고 정제수를 가하여 100%로 만든 다음, 75℃가 되도록 아려한 후 평편상 균질기에서 100~110㎏/㎠의 압력으로 균질화하여 액상의 젖산 발효 음료를 만들었다.

[실시예 (2)]

찹쌀 현미분 30%와 멥쌀 현미분 50%에 콩단백분 20%를 섞고 가수하여 수분 30%로 조정한 후 압출팽화장치를 이용하여 150 알피엠에서 7초간의 속도로 압출팽화한 다음, 분말화하여 과립상으로 만들었다. 이 과립 35%, 정제수 53%와 고과당액 12%의 비율로 65℃로 가열하면서 혼합 용해하고, 이를 95℃에서 15분간 멸균한후 비피도박테리아 1.3%의 중량을 접종하여 48시간 38℃에서 pH 3.6이 되도록 발효시킨 다음, 이 발효원액 25%에 올리고당 18%와 바나나 넥타 25%, 그리고 황색소 및 향 미량과 유화안정제등 첨가물 0.3%에 젖산칼슘 0.5%를 첨가한 다음, 정제수를 가하여 100%로 만든 수용액을 액온 85℃에서 100㎏/㎠의 압력으로 균질화하고, 공지의 액상식품가공 제조 방법에 의하여 가공하여 바나나 맛을 가진 액상의 칼슘강화 젖산 발효 음료를 제조하였다.

[실시예 (3)]

콩단백분말 10%에 찹쌀 현미분 90%를 혼합하고 가수하여 수분 20%로 조정한 후 200알피엠에서 5초간 압출팽화시킨 다음 수분 16%로 건조하고 30메시로 분말화하였다. 이 분말 25%, 올리고당 18%, 정제수 57%를 혼합하고 교반하면서 65℃로 가열하여 용해하고 95℃에서 15분간 살균하였다. 여기에 락토바실루스 불가리쿠스와 스트렙토코쿠스 데르모피루스의 0.5:0.5 혼합종균을 1.0% 중량비로 첨가하고 24시간 동안 38℃에서 발효시켰다. 이 발효원액의 pH가 4.0일 때 발효를 중단시켰으며, 이 발효원액 35%와 올리고당 12%, 사과과즙 18%를 넣고 여기에 안정제 및 향료 등 식품첨가물 0.3%를 첨가한 후, 칼슘염 0.8%를 넣고 여기에 정제수를 가하여 100%로 만든 다음, 액온 75℃에서 150㎏/㎠의 압력으로 균질화한 후 공지의 액상식품 가공방법에 의하여 가공하여 제품화하였다.

[실시예 (4)]

실시예 (3)의 제조방법중 락토바실루스 불가리쿠스와 스트렙토코쿠스 데리모피루스 0.5:0.5 혼합종균 대신 비피도박테리아를 1% 중량비로 대체하여 첨가하고 24시간 동안 45℃에서 발효시키고 사과과즙대신 야채즙으로 당근즙 25%를 넣고 식용황색과 향료를 포함하는 식품첨가물을 0.5% 넣어 제조하였다.

Claims (1)

1. 현미분말과 콩 단백질 분말을 각각 0.8~0.9:0.2~0.1의 비율로 혼합하고, 20~30중량%의 수분함량으로 조정한후, 이를 압출 팽화시키고 수분함량 5~16중량%로 건조하여 분말화한 다음, 이 분말 25~35중량%, 과당액 12~18중량%에 정제수를 가하여 100중량%로 만들고, 이를 공지의 방법으로 멸균한 후, 여기에 정제된 젖산 발효균의 락토바실루스 불가리쿠스와 스트렙토코쿠스 데르모피루스의 0.5:0.5 혼합물을 1.0~1.6중량%의 중량비로 접종하고, pH 3.6~4.0의 범위 내에서 38~45℃로 발효시킨 발효원액 25~40중량%와 함께 과일야채즙을 10~25중량%를 넣고 올리고당 10~18중량%, 유화안정제 등 식품첨가물 0.3~0.5% 첨가한 후 칼슘염 0.5~0.8중량%를 넣고 정제수를 가하여 100중량%로 만든 다음, 75~85℃의 액온에서 100~150㎏/㎠의 압력으로 균질화하여 제조하는 것을 특징으로 하는 젖산 발효 음료의 제조 방법.