KR100362965B1 - 자색고구마를 첨가한 요구르트의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자색고구마를 이용한 요구르트의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 요구르트 제조시 고형분 함량을 증가시키기 위하여 탈지분유의 일부를 당화시킨 자색고구마로 대체하여 탈지분유의 불쾌한 맛을 은폐시키고 수용액에서 안정성이 높은 자색고구마의 천연색소인 안토시아닌 색소를 첨가함으로써, 종래 고형분 증가제로 첨가되는 탈지분유 대신 자색고구마를 첨가하여 자색을 띄면서 기호성과 관능성이 향상된 요구르트의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 자색고구마는 천연색소를 사용하여 요구르트의 점도를 증가 및 요구르트의 색깔과 맛을 다양화시키고, 탈지분유 대신에 자색고구마를 사용함으로써 기호성을 증진시키면서 제조원가를 낮출 수 있다.
Description
본 발명은 자색고구마를 이용한 요구르트의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 요구르트 제조시 고형분 함량을 증가시키기 위하여 탈지분유의 일부를 당화시킨 자색고구마로 대체하여 탈지분유의 불쾌한 맛을 은폐시키고 수용액에서 안정성이 높은 자색고구마의 천연색소인 안토시아닌 색소를 첨가함으로써, 종래 고형분 증가제로 첨가되는 탈지분유 대신 자색고구마를 첨가하여 감자 맛을 내는 요구르트를 제조하는 방법에 관한 것이다.
요구르트는 우유를 락토바실러스(Lactobacillus)속이나 비피도박테리움(Bifi dobacterium)과 같은 젖산균으로 발효시켜 산미와 향미를 강화시킨 것으로 주원료인 우유성분외에 젖산균의 대사산물인 각종 유기산, 펩톤, 펩타이드 및 기타 미량 활성물과 젖산균체 그리고 젖산균의 장내증식에 의한 정장작용등으로 인해 식품영양학적으로 매우 우수한 식품으로 수년전부터 유고형분 함량과 유산균수가 많은 호상요구르트의 수요가 매년 크게 증가하고 있다. 호상요구르트는 카제인이 발효중에 유산에 의해 응고하여 부드러운 겔상의 조직을 이루며, 조직이 너무 묽거나 유청이 분리되는 것을 막기 위하여 유고형분 함량을 14∼18중량%로 권장하고 있다. 우리나라 유가공업체에서는 3∼4중량% 정도의 탈지분유를 첨가하거나, 전지우유나 탈지우유를 농축하여 유고형분 함량을 높이고 있으며, 탈지분유 등 유제품의 첨가 이외에도 대두단백질, 곡류, 고구마, 호박, 구기자 등의 첨가와 펙틴이나 과육을 첨가하기도 하며, 발효기질로는 우유이외에 쌀, 맥아, 옥수수, 사탕수수 등을 이용하여 새로운 유산발효음료를 개발하려는 시도가 이루어진 바 있다. 또한 요구르트는 저장중에 품질이 달라질 뿐만 아니라, 유산균은 위속의 낮은 pH에서 살아남아야만 장내에서 정장작용을 발휘할 수 있고, 유당분해율이 높은 것이 유산균 음료의 소화에 바람직하다.
최근에 새로운 천연색용색소원으로 주목을 받고 있는 자색고구마는 일본 큐슈지방에서 자생하던 산천자(山川紫)라고 알려진 품종을 국내에 도입하여 재배한 것으로 일반 고구마와는 전혀 다른 특징을 가지고 있어 관심의 대상이 되고 있다. 자색고구마는 표피층 뿐만아니라 육질 전체가 진한 자색을 띠고 있는데, 이는 수용성 색소인 안토시아닌(anthocyanin)을 다량 함유하고 있기 때문이다. 자색고구마의 안토시아니딘 색소는 품종에 따라 다소 달라짐을 알 수 있으나, 공통적으로 아로마틱아실그룹(aromatic acyl group)을 갖고 있기 때문에 안정성이 높은 것으로 알려져 있다.
본 발명과 유사한 종래기술은 고구마와 호박을 첨가한 요구르트의 제조에 관한 연구(한국식품과학회지 Vol. 25, No. 6, pp. 666-671, 1993), 감자를 첨가한 요구르트의 제조와 특성(한국식품과학회지 Vol. 26, No. 3, pp. 266-271, 1994), 알로에가 첨가된 요구르트의 제조와 그 품질 특성(한국식품영양학회지 Vol. 24, No. 2, pp. 254-260, 1995)이 있으나 대부분 관능적인 특성을 파악하는 데 초점이 맞추어져 있고, 이들 요구르트 제품은 유산균수가 감소하므로 원료대체에 따른 효과를 얻기가 곤란한 문제점이 있다.
본 발명은 최근 자색고구마의 육종기술의 발달로 인하여 색소함량이 높고 생산량이 많은 우수한 품종이 개발되어 전분, 미네랄, 식이섬유 성분이 많이 함유되어 있어 영양보족효과가 높고, 천연색소인 안토시아닌을 함유하고 있는 자색고구마를 당화시킨 후 탈지분유의 일부를 고형분 증가제로 첨가하여 요구르트를 제조하여 유산균수의 감소가 없는 자색고구마 요구르트를 제조함을 목적으로 한다.
본 발명은 자색고구마의 당화 및 배지조제, 스타터(starter)의 제조, 요구르트 발효로 구성되어 있으며 다음의 실시예에서 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
＜실시예＞
제1단계: 자색고구마의 당화
시중에서 구입한 자색고구마 1,000g을 껍질을 벗기고 100℃에서 30분간 증숙한 후 교반기로 마쇄하여 물 1리터(ℓ)에 혼합하여 액화효소로 알파-아밀레이스(α -amylase) 0.5 중량%를 첨가하여 90℃에서 액화시켜 110℃로 가열하여 액화효소를 실활시킨 후, 60℃로 냉각하여 글루코아밀레이스(glucoamylase) 0.5 중량%를 첨가하여 당화시켰다.
제2단계: 배지조제 및 스타터
시중에서 구입(Triphenyl tetrazolium chloride 검사가 음성)한 전지분유(Wh ole milk)와 탈지분유(Skim milk powder), 당화된 자색고구마 및 스타터로 연구실에 보관중인 스트렙토코커스 서모필러스(Streptococcus thermophilusH. Prod-N2540652와Bifidobacterium infantis420(Wiesby Co., Germany)를 락토바실리 엠알에스 브로스(Lactobacilli MRS broth)에 4 v/v%를 접종하고 40℃에서 24시간 동안 3회 계대 배양하여 스타터로 사용하였다.
제3단계: 요구르트의 제조
발효기질로써 전지 우유에 탈지분유, 당화 자색고구마액 표 1과 같은 비율로 첨가하여 고형분 함량을 14 중량%로 조절하고 웨어링블렌더(Waring blender)로 5분간 균질화시킨 후 오토클레이브에서 121℃로 15분간 살균하였다. 살균된 기질을 40℃로 방냉한 후 젖산균을 혼합균주(Streptococcus thermophilus+Bifidobacterium infantis, 1:1, v/v)로 하여 접종(4%, v/v)하고 40℃에서 발효시켰다.표 1. 배지조성(단위 : g)
1) 요구르트 베이스: 젤라틴 0.1 중량%, 설탕 4 중량%, 스타터 4 v/v%2) 탈지분유: 고형분 14 중량%3) 자색고구마: 당화된 자색고구마액
| 구 분 | 전지분유 | 탈지분유2) | 자색고구마3) |
| Control | 1000 | 44 | - |
| A | 1000 | 37 | 28 |
| B | 1000 | 27 | 48 |
| C | 1000 | 16 | 78 |
＜시험예＞
[pH 및 적정산도 측정]
발효 중 경시적인 젖산균의 산생성을 조사하기 위해 발효액 10g에 증류수 40㎖를 가한 후 디지털 뷰렛(digital burette; JENCONS, UK)을 사용하여 0.1N NaOH로 pH 8.1까지 적정하고 젖산으로 환산하였으며 발효액의 pH를 측정(pH meter; ORION MODEL SA 720)하였다.
[생균수 측정]
경시적인 생균수 변화를 측정하기 위해 발효액을 0.85% NaCl으로 희석하고플레이트(BCP plate count agar; Eiken Co, Japan)에 도말한 후 40℃에서 24시간 배양하여 나타난 황색 콜로니를 계수하였다.
[요구르트의 관능검사]
발효가 완료된 요구르트를 균질화시켜 5℃ 냉장고에서 12시간 보관한 후 20명의 검사원으로 전체적인 기호도(overall acceptability), 맛(taste), 향기(odor) , 조직감(texture)을 각 항목별로 5단계 평가하여 시험구간의 유의성차를 다중검정 (Duncan's multiple range test)하였다.
[요구르트의 점도 측정]
발효 중 요구르트의 점도를 측정하기 위해 발효액 200㎖를 250㎖ 비이커에 담아 8∼9℃를 유지하면서 점도(Brookfield viscometer; Model DV-II)를 60 rpm에서 4분에서 8분까지 1분 간격으로 점도를 측정하여 산술평균값으로 점도변화를 평가하였다.
[유기산 분석]
발효액의 경시적인 유기산 변화는 GC에 의하여 분석하였다. 각 배양액을 5℃에서 9,000×g로 20분간 원심분리한 후 얻어진 상등액 1㎖에 내부표준물질인 헵타데칸(Heptadecane)을 넣어 만든 클로포름 2㎖를 정밀히 취하여 25㎖ 환저플라스크
에 넣고, 여기에 1N-황산 1㎖ 및 소금 0.5g을 가하여 혼합한 후, 14% BF3/MeOH 2㎖를 정확히 취하여 가한 다음, 환저플라스크를 환류냉각기에 부착하여 60℃의 수조에서 30분간 메칠화시킨 후 방냉시키고 클로로포름층을 취하여 0.5g Na2SO4(무수)에 통과시켜 여액 2㎕를 취하여 GC 분석용 시료로 하였다.
[색도 측정]
자색고구마가 첨가된 요구르트의 색도는 색도계(CR-300, Minolta)로 측정하여 밝은 정도를 나타내는 L값(lightness), 붉은색의 정도를 나타내는 a값(redness) , 그리고 노란색의 정도를 나타내는 b값(yellowness)으로 나타내었으며 대조구와 자색고구마 첨가구의 색도의 차이(△E)는를 이용하여 계산하였으며 이 색도의 차이를 표 2를 기준으로 평가하였다.
표 2. 총 색도차(△E) 와 감응도 차
| Total color difference(△E) | Sensual difference |
| 0∼0.5 | trace |
| 0.5∼1.5 | slight |
| 1.5∼3.0 | noticeable |
| 3.0∼6.0 | appreciable |
| 6.0∼12.0 | much |
| over 12.0 | very much |
상기의 시험으로부터 자색고구마 첨가로 인한 요구르트의 산생성량 변화는 탈지분유와 자색고구마를 이용하여 고형분 함량을 14 중량%로 조정된 요구르트에 젖산균을 접종하고 40℃에서 발효하면서 pH와 총산도를 측정하여 경시적인 산생성량 변화를 평가하였다.(표 3)
표 3. 유산균 발효시간에 따른 pH1), 총산도의 변화
| 시간(hr) | pH | 총 산도(%) | ||||||
| Control | A | B | C | Control | A | B | C | |
| 0 | 6.53 | 6.52 | 6.51 | 6.50 | 0.154 | 0.154 | 0.150 | 0.144 |
| 3 | 6.35 | 6.71 | 6.19 | 5.86 | 0.200 | 0.228 | 0.214 | 0.306 |
| 6 | 4.80 | 4.69 | 4.69 | 4.61 | 0.832 | 0.768 | 0.770 | 0.752 |
| 12 | 4.28 | 4.21 | 4.21 | 4.20 | 1.106 | 1.068 | 1.032 | 0.970 |
| 24 | 4.04 | 3.98 | 3.98 | 3.97 | 1.268 | 1.228 | 1.180 | 1.114 |
* 총 산도는 젖산 농도임.
PH는 발효시간이 경과함에 따라 모든 구에서 감소하여 발효 24시간에 4.04∼3.97 범위의 값을 보였으며 자색고구마 첨가구가 탈지분유만 첨가한 대조구보다 더 낮은 값을 나타내었다. 총산도의 변화는 pH 변화와 같이 발효시간이 경과함에 따라 모든 구에서 증가하여 발효 24시간후에 1.268∼1.104% 범위로 나타났으며 pH 값과는 대조적으로 pH 값이 높음에도 불구하고 자색고구마가 첨가되지 않은 대조구의 총산도가 더 높은 것으로 나타났다.
발효시간에 따른 자색고구마 요구르트의 생균수 변화를 측정하여 나타난 결과는 표 4와 같다. 생균수는 모든 실험구가 6시간까지 급격한 증가추세를 나타냈으며 12시간에는 정상기에 도달하였고 그 이후에는 큰 변화가 있었다. 발효 24시간에생균수는 9.08∼9.62 log cfu/㎖로 모두 식품공전상 규정 젖산균수(8.0 cfu/㎖) 이상을 유지하고 있었다. 이는 자색고구마를 당화시켰으므로 젖산균이 이용하기 쉬운 단당류와 미량의 단백질이 젖산균에 의해 쉽게 이용되었기 때문인 것으로 생각된다.
표 4. 발효시 유산균수의 변화 (단위: log cfu/㎖)
| 시간(hrs) | Samples | |||
| Control | A | B | C | |
| 0 | 6.63 | 6.63 | 6.63 | 6.63 |
| 6 | 8.34 | 8.36 | 8.04 | 8.01 |
| 12 | 9.60 | 9.31 | 9.00 | 8.98 |
| 24 | 9.62 | 9.33 | 9.19 | 9.08 |
잘 훈련된 관능검사 요원 20명으로 하여금 자색고구마가 첨가된 요구르트의 전체적인 기호도, 맛, 조직감 및 향기등을 측정대상으로 하여 관능성을 평가(dunca n's multiple test)하고 결과는 표 5와 같다. 전체적인 기호도(overall acceptabil ity), 맛(taste), 향기(odor), 색(color)은 자색고구마 첨가구가 대조구에 비해 우수하였다.
표 5. 관능검사 결과
| 시료 | 맛 | 조직감 | 향 | 색 | 기호도 |
| 대조군 | 3.250±1.070b,2) | 3.95±1.191a | 2.35±1.040b | 2.950±1.234b | 3.200±1.005b |
| A | 3.075±0.520b | 3.65±0.813a | 2.65±1.040b | 3.275±0.786b | 3.325±0.864b |
| B | 4.350±0.813a | 3.60±1.142a | 3.15±1.182a | 4.550±0.826a | 4.050±1.099a |
| C | 3.075±1.238b | 3.20±1.281a | 2.75±1.372b | 3.150±1.182b | 3.300±1.129b |
농후요구르트는 점도에 의해서 그 식미가 크게 영향을 받고 있어 발효과정 중 점도의 변화를 관찰하였으며 그 결과는 표 6과 같다. 발효 12시간까지는 급격히 증가하다가 그 이후 24시간까지 모든 구가 완만히 증가하였으며 자색고구마 첨가량이 증가할수록 대조구에 비해 유의적으로 높아 C구의 경우에는 자색고구마 함량이 증가함에 따라 증가하여 발효 24시간 후 C, B, A 및 대조군이 각각 46000, 45000, 36800, 32200 cp이었다. 이는 자색고구마 첨가로 산생성량이 증가하고 pH가 대조구에 비해 상대적으로 낮아져 점도가 높아졌으며, 자색고구마중에 상당량 존재하는 다당류(polysaccharides)에 의해 증가되었으리라 사료된다.
표 6. 점도의 변화
| 시료 | 발효시간(hr) | |||
| 0 | 6 | 12 | 24 | |
| CTL | 408.8 | 617.2 | 31720 | 32200 |
| A | 1352.8 | 1249.2 | 35360 | 36800 |
| B | 2216 | 8132 | 39000 | 45000 |
| C | 6016 | 26920 | 38000 | 46000 |
자색고구마가 첨가된 요구르트의 색도를 측정하여 Hunter L, a 및 b와 색도의 차이(△E)를 비교한 결과는 표 7과 같다. 밝은 색도를 나타내는 L값은 자색고구마의 첨가량이 증가함에 따라서 감소하였는데 이는 자색고구마의 육질에서 유래된 안토시아닌 색소에 의해 밝음의 정도가 낮아진 것으로 생각된다. 붉은색 정도를 나타내는 a값은 자색고구마 첨가량이 증가함에 따라 다소 큰폭으로 증가하였으나 노란색 정도를 나타내는 b값은 미미하게 감소하였다. 대조구와의 색도차이(△E)를 보면 자색고구마가 고형분 증가제에 대해 22.7, 38.6 및 63.6% 첨가된 요구르트에서 각각 11.46, 19.33 및 22.77로 나타나 그 차이가 매우 크다는 것을 알 수 있었다.
표 7. 색도의 변화
| Samples | L | a | b | Total color difference(ΔE) |
| Control | 89.54 | -2.98 | +7.32 | 0 |
| A | 82.40 | +5.82 | +5.59 | 11.46 |
| B | 77.82 | +12.03 | +5.33 | 19.33 |
| C | 73.90 | +13.44 | +5.20 | 22.77 |
본 발명의 당화된 자색고구마를 첨가한 요구르트는 유산균음료의 지표인 유산균수가 증가되고, pH 및 산도, 색도, 점도 등과 같이 요구르트의 물리적 화학적 특성이 모두 우수한 것으로 나타났고, 특히 관능검사에서도 우수한 것으로 판명되어 천연의 색소가 함유된 자색고구마 요구르트를 제공할 수 있다.
Claims (5)
- 자색고구마를 이용한 요구르트의 제조 방법에 있어서,표피를 제거한 자색 고구마를 증숙한 후 교반기로 마쇄하여 물과 혼합한 것에 알파 아밀레이스 0.5 중량%를 첨가하여 90℃에서 액화시키고, 액화 효소를 실활시킨 다음 60℃로 냉각시킨 것에 글루코 아밀레이스 0.5 중량%를 첨가하여 당화시키는 단계와,발효 기질은 전지 우유, 전지 우유 중량대비 1.6∼3.7 중량%의 탈지 분유 및 전지 우유 중량대비 2.8∼7.8 중량%의 상기 당화된 자색 고구마액을 혼합하여 고형분 함량을 14 중량%로 조정하고 균질화하는 단계와,상기 균질화된 발효 기질을 121℃로 살균하고 스타터로 스트렙토코커스 서모필러스와 비피도 박테리움 인판티스가 1:1로 혼합된 균주를 발효 기질 대비 4 v/v % 첨가하여 발효하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 자색고구마를 이용한 요구르트의 제조방법
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,발효 기질은 첨가물로 젤라틴 0.1중량%, 설탕 4중량%를 포함함을 특징으로 하는 요구르트의 제조방법
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