KR101700533B1 - 메주제조방법 및 이에 제조된 메주 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메주를 속성으로 제조하는 방법에 관한 것으로 그 방법에 특징으로서, 불린 메주콩을 90~140℃로 20 내지 40분간 증자하고, 증자된 메주콩을 40℃이하로 냉각하는 원료준비단계; 상기 메주콩에 메주분말을 100:0.1~1 중량비로 혼합하고, 부피 400㎤이하의 메주덩어리를 성형하는 메주성형단계; 상기 메주덩어리를 소독 처리된 볏짚 위에 널어놓고, 상온에서 1 내지 2일간 건조하는 예비단계; 상기 메주덩어리를 20~45℃에서 9 내지 10일간 발효하는 숙성단계; 및 상기 메주덩어리를 상온에서 4 내지 5일간 10% 이하의 수분율로 건조하는 완성단계;를 포함하여 이루어진다.
이에 따라 본 발명은, 전통방식으로 제조된 메주분말을 첨가함에 따라 한 달 이상 소요되는 발효시간을 1/2이내로 단축시키고도 기존과 동일한 발효 효능을 가지는 것은 물론, 소독된 짚을 사용함으로서 유해 미생물로 인한 곰팡이를 억제시켜 전반적인 품질을 향상시키는 효과가 있다.
이에 따라 본 발명은, 전통방식으로 제조된 메주분말을 첨가함에 따라 한 달 이상 소요되는 발효시간을 1/2이내로 단축시키고도 기존과 동일한 발효 효능을 가지는 것은 물론, 소독된 짚을 사용함으로서 유해 미생물로 인한 곰팡이를 억제시켜 전반적인 품질을 향상시키는 효과가 있다.
Description
본 발명은 메주를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전통방식에 따라 대기 중에서 한 달 이상 소요되는 발효시간을 현저히 단축하면서도 전통방식의 메주와 동일 이상의 효능을 구현함과 동시에 계절에 구애받지 않고 균일한 메주를 대량으로 제조하는 방법 및 이에 제조된 메주에 관한 것이다.
통상 된장은 전통방식으로 제조되는 재래식 된장과 공장에서 대량 생산되는 상품용 된장으로 나눌 수 있다. 전통방식으로 제조된 된장은 맛과 풍미 및 기능성이 우수하지만 메주를 만드는 방식에서 균일한 제품을 생산하기 어렵고, 발효 및 숙성 기간이 한 달 이상 소요되어 대량 생산에 많은 어려움이 있다. 또한, 전통방식은 지역별로 기후와 온도변화 등에 따라 발효균들의 증감 변화가 상이하다보니 같은 방식으로 메주를 만들더라도 그 차이가 현저하고, 동일 재료와 동일 장소에서 만들더라도 해마다 발효의 차이가 발생한다.
공장에서 제조된 된장은 메주를 만드는 방식에 있어서 황국균을 임의로 첨가하여 1∼2일간 발효 및 숙성 과정을 거쳐 대량 생산이 용이한 것에 비하여 전통 장류의 독특한 맛과 풍미 및 기능성이 저하되는 문제점이 있다. 즉, 메주는 된장의 맛을 결정짓는 중요한 요소 중 하나로서, 전통방식의 장점인 맛과 풍미 및 기능성을 유지시키면서 공장에서 제조되는 방식의 장점인 대량 생산의 가능성을 접목하여 과학적이며, 균일한 제품이 생산될 수 있는 제조기술이 필요한 실정이다.
일예로, 한국 공개특허공보 제10-2011-0092696호 "메주를 만드는 방법"을 제안하고 있다. 즉, 삶은 콩에 폴리감마글루탐산(Poly-γ-glutamicacid)을 생성하는 미생물과 젖산균류, 곰팡이류 또는 효모류의 발효미생물을 인위적으로 접종 및 첨가하면서 순차적으로 발효한 다음 숙성시켜 메주를 제조함에 따라 전통장의 깊은 맛과 향을 가지도록 하였다. 그러나 발효미생물을 인위적으로 접종 및 첨가함에 따라 특정 미생물들이 제공하는 기인한 맛 성분과 향기가 전통방식에 의한 수종의 미생물이 제공하는 맛과 영양을 따라잡기가 어렵고 특히, 제조기간이 1개월 이상 소요되므로 제조과정이 복잡하고 대량생산이 용이하지 못한 문제가 있다.
다른 예로, 한국 공개특허공보 제10-2015-0008607호 "재래식 방식의 메주 속성 제조방법"을 제안하고 있다. 즉, 재래식 메주를 종균으로 사용하여 전통장의 깊은 맛과 향을 갖도록 하면서도 속성으로 제조할 수 있도록 하였다. 그러나 재래식 메주가루를 단순히 볏짚에 뿌려줌에 따라 실제 발효되는 메주의 속까지 유효한 균들이 증식되기까지가 상당한 발표기간이 필요하다. 특히, 볏짚을 120~130℃로 1 내지 2시간 멸균 처리함에 따라 유해균은 물론 유효균까지 멸균되므로 전통방식으로 제조된 메주의 맛과 영양을 충족시키기에 부족한 문제가 남아있다.
이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 전통방식으로 기 제조된 메주분말을 삶은 콩에 직접적으로 첨가해줌으로서 유효균이 메주의 겉과 속까지 균일하게 증식시켜 발효시간을 현저히 단축함과 동시에 전통방식의 맛과 영양을 충족시킬 수 있는 메주제조방법과 이에 제조된 메주를 제공하려는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 메주를 속성으로 제조하는 방법에 있어서; 불린 메주콩을 90~140℃로 20 내지 40분간 증자하고, 증자된 메주콩을 40℃이하로 냉각하는 원료준비단계; 상기 메주콩에 메주분말을 100:0.1~1 중량비로 혼합하고, 부피 400㎤이하의 메주덩어리를 성형하는 메주성형단계; 상기 메주덩어리를 소독 처리된 볏짚 위에 널어놓고, 상온에서 1 내지 2일간 건조하는 예비단계; 상기 메주덩어리를 20~45℃에서 9 내지 10일간 발효하는 숙성단계; 및 상기 메주덩어리를 상온에서 4 내지 5일간 10% 이하의 수분율로 건조하는 완성단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 의한 상기 메주분말은 300mg/100g 이상의 아미노산성 질소가 함유한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 메주덩어리는 120㎠ 이하 면적과 3cm 이하의 두께로 원반형 또는 블록형으로 성형한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 볏짚은 50 내지 70℃에서 30~120분간 열풍을 가하여 유해 미생물을 제거한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 숙성단계는 22~23℃에서 50 내지 60%습도로 2일간 선 발효한 다음, 35~40℃에서 50∼60%습도로 3일간 본 발효 후에 23~27℃에서 3일간 후 발효하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해 제조된 메주는 10% 이하의 수분함량과 300mg% 이상의 아미노산성 질소가 함유하는 것을 특징으로 한다.
한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 발효성이 균질하고 풍미가 균일한 전통메주를 계절에 구애받지 않고 속성으로 대량생산이 가능한 것은 물론, 발효 시에 소독된 볏짚을 사용함으로서 검은 곰팡이의 발생과 갈라지는 현상도 억제시켜 전반적인 균질한 메주의 생산으로 맛과 영양 및 풍미가 일정한 장류를 제조할 수가 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 나타내는 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 메주를 분석한 시험성적서.
도 2는 본 발명에 따른 메주를 분석한 시험성적서.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 전통방식으로 발효성이 균질하고 풍미가 균일한 메주를 계절에 구애받지 않고 속성으로 대량생산이 가능한 메주제조방법과 이에 제조된 메주에 관한 것으로, 도 1처럼 원료준비단계(S10), 메주성형단계(S20), 예비단계(S30), 숙성단계(S40), 완성단계(S50)를 순차적으로 거쳐 메주를 제조한다.
-원료준비단계(S10)-
원료준비단계(S10)는 불린 메주콩을 90~140℃로 20 내지 40분간 증자하고, 증자된 메주콩을 40℃이하로 냉각하는 과정이다. 즉, 선별된 콩을 깨끗하게 세척한 후에 물에 12시간 담가 불린다. 이어서 불린 콩을 수증기를 불어넣어 가열과 동시에 살균하는 증자처리를 거친 후에 상온에 방치시켜 냉각한다. 여기서 증자처리 시에는 고압멸균기를 사용하여 120℃ 에서 30분간 처리하는 것이 바람직하다.
-메주성형단계(S20)-
메주성형단계(S20)는 냉각된 메주콩에 메주분말을 100:0.1~1 중량비로 혼합하고, 부피 400㎤이하의 메주덩어리를 성형하는 과정이다. 즉, 채망에 수분이 걸러진 메주콩 99 내지 99.9중량%에 전통방식으로 기 제조된 메주분말을 0.1 내지 1.0중량%를 첨가시켜 고르게 혼합한다. 여기서 메주분말은 300mg/100g 이상의 아미노산성 질소가 함유한 메주덩어리를 100 내지 500 메쉬로 분쇄한 것을 이용한다. 아미노산성 질소는 된장의 품질 및 발효식품의 숙성도를 판정하는 중요한 성분으로 발효과정 동안 콩 단백질이 효소작용으로 가수 분해되어 구수한 맛을 내는 아미노산을 생성하는 중요한 성분이다.
이어서 메주콩을 반죽형태로 으깬 후에 부피 400㎤이하 즉, 80㎠ 내지 120㎠ 이하 면적과 3cm 이하의 두께로 원반형 또는 블록형의 성형틀에 넣고 다짐하여 덩어리 형태로 성형한다. 첨가되는 메주분말과 메주덩어리의 크기는 전통방식으로 제조된 메주의 맛과 영양 그리고 발효단축에 중요한 역할을 수행하므로 이러한 메주분말과 덩어리 크기의 중요성은 후술하는 실험을 통하여 보충하겠다. 한편, 메주분말은 반죽형태로 으깬 메주콩에 첨가한 다음 덩어리로 성형하는 과정을 거쳐도 무방하다.
-예비단계(S30)-
예비단계(S30)는 성형된 메주덩어리를 소독 처리된 볏짚 위에 널어놓고, 상온에서 1 내지 2일간 건조하는 과정이다. 즉, 건조하는 과정에서 볏짚에 존재하는 유효 미생물이 메주덩어리로 전이(활성화)시키는 예비과정으로 바람직하게는 소독 처리된 볏짚 위에 상온에서 24시간 건조하는 것이 좋다. 여기서 볏짚은 50 내지 70℃에서 30~120분간 열풍을 가하여 유해 미생물을 제거한 것을 이용한다.
볏짚은 다양한 미생물(효소, 균)을 분비하여 생리활성을 가지는 대사물질을 생산한다. 이러한 볏짚에는 유효한 미생물뿐만 아니라 많은 종류의 세균과 곰팡이류가 서식하기 때문에 유해 미생물이 혼입되는 문제가 있다. 즉, 혼입되는 유해 미생물을 인위적으로 차단하면 유효한 바실러스 따위의 미생물도 생성되지 못한다. 따라서 볏짚으로 열풍을 가하여 유해한 미생물만을 제거해야 하나, 너무 높은 온도를 가하면 유효 미생물도 동시에 제거되므로 70℃에서 60분간 열풍을 가해 처리하는 것이 가장 좋다. 이러한 소독 처리에 관련한 중요성은 후술하는 실험을 통하여 보충하겠다.
-숙성단계(S40)-
숙성단계(S40)는 메주덩어리를 20~45℃에서 9 내지 10일간 발효하는 과정이다. 메주를 발효하는데 있어 중요한 요인은 주변온도와 습도가 중요한데, 바람직하게는 22~23℃에서 50 내지 60%습도로 2일간 선 발효한 다음, 35~40℃에서 50∼60%습도로 3일간 본 발효 후에 23~27℃에서 3일간 후 발효하는 것이 가장 좋다.
-완성단계(S50)-
완성단계(S50)는 발효된 메주덩어리를 상온에서 4 내지 5일간 10% 이하의 수분율로 건조하는 과정이다. 완성된 메주는 맛과 풍미를 결정하는 아미노산성 질소가 300mg% 이상 함유한다.
이하, 본 발명에 의한 메주의 제조방법과 이에 제조된 메주의 효과가 유효함을 확인해 보고자 한다.
<<볏짚 소독 처리의 중요성 평가>>
볏짚 세균의 지역적 분포 차이와 토양, 물, 식물로부터 볏짚 표면에 부착되는 미생물의 다양성을 고려할 때, 볏짚에 장독소 생산 B.cereus group과 같은 유해 미생물의 존재 가능성은 항상 존재한다. 비록 볏짚을 이용하는 전통장류 제조 방식이 풍미 관점에서 우수하다 하더라도 장류의 균일한 품질 유지를 위한 접종원으로서 현재와 같은 볏짚 사용 방식은 개선될 필요성이 있다. 즉, 메주에 직접적이고, 연속적으로 접촉하는 볏짚으로 인한 잡균의 오염을 차단하기 위해 볏짚을 다양한 온도로 열처리하여 최적의 온도 조건을 찾기 위해 각종 유해균 검사 및 분석을 수행 하였다.
<시료의 조제>
볏짚을 분쇄기로 분쇄하여 10mm 표준체를 통과시킨 후, 40~80℃까지 10℃간격으로 1시간씩 열풍건조기로 열처리하였다. 실험에 사용된 균주 배양용 배지는 Luria Bertani agar (LB, MBcell, USA)를 사용하였고, 건조필름은 3M사(USA)의 PetrifilmTM을 사용하였다.
| Cont.(2×104) | 40℃(2×104) | 50℃(2×104) |
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| 60℃(2×104) | 70℃(2×104) | 80℃(2×104) |
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(볏짚 열처리 온도에 따른 대장균 건조필름 배지)
<건조필름법을 이용한 미생물 분석>
볏짚으로부터 균의 분리 및 선발을 위하여 온도에 따라 열처리한 볏짚 1.5g을 삼각 플라스크에 넣고, 멸균수 28.5g을 채워 30g으로 정용한 후 160rpm에서 1시간 진탕시켰다. 볏짚 추출액을 10진 희석법에 의해 단계적으로 희석한 다음 희석액 1mL씩을 일반세균(Aerobic count plate), 장내세균(Enterobacteriaceae count plate), 대장균(E. coli/Coliform count plate), 황색포도상 구균(Staph express count), 효모 및 곰팡이(Yeast and mold count plate) 건조필름 배지에 각각 접종하였다.
일반세균은 35±1℃에서 24~48시간 배양한 후 생성된 적색 집락수를 계수하고, 장내세균은 35±1℃에서 24시간 배양하여 적색 집락 주위에 기포를 형성하거나 산 생성 집락수를 계수하였다. 대장균의 측정은 시료를 접종한 후, 35±1℃에서 24~48시간 배양하여 기포를 형성하고 있는 청색 집락수를 계수하고, 황색포도상 구균은 35±1℃에서 24±2시간 배양한 후 적자색 및 핑크 환이 나타나는 집락을 계수하였으며, 효모 및 곰팡이는 25±1℃에서 3~5일 동안 배양한 후 핑크에서 녹색의 빛깔을 띠며 작고 가장자리 부분이 명확히 구분되는 효모균 및 다양한 색상과 큰 공간을 차지하고 가장자리 부분이 명확히 구분되지 않는 곰팡이 균을 계수하여 colony forming unit (CFU)/g으로 나타내었다. 그리고 CFU/g을 log값으로 전환한 후 분석하였다.
<실험결과>
식품에서 일반세균, 장내세균, 대장균, 황색포도상구균, 효모와 곰팡이 같은 여러 미생물에 대한 확인시험은 식품의 안전성을 평가하는데 있어 매우 중요하다. 본 실험에서는 PetrifilmTM을 이용한 건조필름 방법으로 볏짚의 열처리 공정에 따른 각종 유해균과 미생물 수의 변화를 알아보았다.
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(볏짚 열처리 온도에 따른 일반세균)
일반세균을 측정한 결과, 상온에서 80℃까지 열처리한 모든 볏짚 추출물에서 8 logCFU/g 내외로 나타났다. 일반세균의 경우 볏짚의 열처리에 의해 제거되거나, 많은 양의 개체수가 줄어드는 것은 아닌 것으로 나타났다. 대장균은 상온에서 80℃까지 열처리한 모든 볏짚 추출물에서 4 logCFU/g 미만 이었다.
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(볏짚 열처리 온도에 따른 장내세균)
장내세균을 측정한 결과, 상온에서 70℃까지 열처리한 모든 볏짚 추출물에서 6 logCFU/g 내외로 나타났으며, 80℃로 열처리한 볏짚 추출물에서 약 5.5 logCFU/g로 감소하였다.
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(볏짚 열처리 온도에 따른 황색포도상구균)
황색포도상구균을 측정한 결과, 상온에서 40℃까지 열처리한 볏짚에서 4~5 logCFU/g로 나타났으며, 50℃이상으로 열처리한 볏짚 추출물에서는 4 logCFU/g 미만이었다. 따라서 황색포도상구균의 경우 50℃이상으로 열처리 시 감소됨을 알 수 있었다.
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(볏짚 열처리 온도에 따른 효모 및 곰팡이)
효모 및 곰팡이를 측정한 결과, 상온에서 80℃까지 열처리한 모든 볏짚 추출물에서 6.5 logCFU/g 내외로 나타났다. 그러므로 효모 곰팡이의 경우, 80℃까지 열처리하여도 제거되지 않고 유지됨을 알 수 있었다.
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(문 수준에서 볏짚의 세균군집구조)
문 수준에서 볏짚의 세균군집구조를 측정한 결과, Actinobacteria 문이 68.7%로 가장 많이 발견되었고, 다음으로 Proteobacteria (25.8%), Firmicutes (5.4%)이며, 90%이상이 Proteobacteria와 Actinobacteria 문으로 구성되어 있었다.
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(속 수준에서 볏짚의 세균군집구조)
속 수준에서 군집을 상대적으로 비교한 결과, Proteobacteria 문에 속하는 Pantoea과 Actinobacteria 문의 Microbacterium와 Curtobacterium이 전체의 70% 이상을 차지했다
<실험고찰>
일반 볏짚을 통하여 쉽게 유입될 수 있는 황색포도상구균과 같은 유해균은 반드시 제거되어야 함으로 50℃이상에서 열처리 과정은 반드시 수반되어져야 할 것이다. 본 발명에서는 유해균의 제거와 더불어 유효균을 유지할 수 있는 안전한 볏짚 열처리 온도로 70℃에서 1시간 소독한 볏짚을 사용하는 것이 바람직하다.
<<메주분말의 선별에 따른 중요성 평가>>
전통메주의 우수한 균체를 확보하기 위하여 전통적으로 제조된 여러 지역의 메주를 선별하였다. 선별된 메주는 서울, 영양, 의성 메주이며, 서울 메주는 서울 소재지 대학에서 연구개발한 메주이고, 영양메주는 영양지역의 업체에서 생산하고 있는 것이며, 의성메주는 의성지역에서 된장 맛이 우수하다고 알려진 곳의 메주를 시료로 준비하였다. 모든 메주는 믹서기로 균질화 시킨 후 500㎛체로 걸러 시료로 사용하였다.
<평가방법>
메주의 수분 함량은 상압 가열 건조법으로 측정하였다. 분쇄메주 1g을 110℃에서 1시간 건조하여 건조 전과 후의 무게를 측정함으로서 감소한 질량을 수분 퍼센트로 나타내었다.
pH는 메주분말 5g을 증류수 50mL에 넣고, 160rpm으로 1시간 동안 진탕 반응시킨 후, 4000rpm으로 10분간 원심 분리하고, 상등액을 pH meter (HI9025C, HANNA, Italy)로 측정하였다.
Protease 활성 측정은 Anson (Kim et al., 1998)의 방법을 변형하여 측정하였다. 메주분말 5g을 인산염완충용액(0.1 M phosphate buffer, pH 7.0) 50mL에 넣고, 160rpm으로 30분 진탕 반응시킨 후 여과지(Whatman No. 2)로 여과한 여액을 효소액으로 사용하였다. 효소액 2mL에 0.6% 카제인(casein) 기질 용액(0.1 M phosphate buffer, pH 7.0)을 넣고, 37℃에서 20분 동안 반응시켰다. 반응 후 0.4M 삼염화초산액(TCA; trichloroacetic acid) 10mL를 넣어 반응을 중지시켰다. 이어서 37℃에서 30분간 방치한 다음 여과지(Whatman No. 2)로 여과한 여액 2mL에 0.4M 탄산나트륨(sodium carbonate)용액 10mL와 3배 희석된 Folin reagent 용액 2mL를 넣어 37℃에서 30분간 반응시킨 후, 660nm에서 흡광도를 측정하였다. 1unit는 1분간 tyrosine 1μg을 유리시키는 양을 환산하여 나타내었다.
아미노 질소 함량은 Formal 적정법(Choi et al., 2007)으로 측정하였다. 메주분말 5g을 증류수 50mL에 넣고, 160rpm으로 1시간 동안 추출한 후 여과지(Whatman No. 2)로 여과하였다. 여액 20mL에 증류수 20mL을 넣고, 0.5% 페놀프탈레인(phenolphthalein) 용액 1mL을 가한 후 0.1 N NaOH를 첨가하여 pH 8.4까지 중화하였다. 여기에 중성 포르말린 20mL을 넣고, 다시 0.1 N NaOH로 pH 8.4가 될 때까지 적정하였다. 적정의 종점을 결정하기 위하여 pH meter (HI9025C, HANNA, Italy)를 이용하였다.
<실험결과>
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(지역 메주별 함수율 YY: 영양, SU: 서울, YS: 의성)
메주의 일반 성분분석을 지역별로 비교해 보면, 함수율은 서울메주 8.3%, 영양메주 8.9%, 의성메주 6.5% 이었으며, 의성메주가 가장 건조한 편이었고, 모든 메주가 10% 이하로 전통식품인증규격(10% 이하)에 적합한 것으로 나타났다.
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(지역 메주별 pH YY: 영양, SU: 서울, YS: 의성)
메주의 pH를 지역별로 비교해 보면, 영양메주는 6.7, 서울메주는 6.6, 의성메주는 7.0으로 세 지역 모두 중성 쪽에 가깝고 유의성 있는 차이점을 보이지 않았다.
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(지역 메주별 아미노산성 질소 함량 YY: 영양, SU: 서울, YS: 의성)
메주의 아미노산성 질소 함량을 지역별로 비교해 보면, 영양메주는 85 mg/100g, 서울메주는 202 mg/100g, 의성메주는 420 mg/100g로 각각 나타났다. 영양 메주는 전통식품인증규격기준(110 mg/100g)보다 낮게 나타났으며, 서울과 의성메주는 기준보다 높은 함량을 나타내었다.
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(지역 메주별 protease 활성 YY: 영양, SU: 서울, YS: 의성)
메주의 protease 활성을 지역별로 비교해 보면, 영양메주는 31unit/g, 서울메주는 56unit/g, 의성메주 159unit/g로 측정되어, 의성메주가 영양메주 보다 5배 이상 높은 효소 활성을 나타내었다. 이러한 경향성은 아미노산성 질소 분석과 유사한 것으로서, 아미노산성 질소의 함량이 높은 것은 메주 미생물이 생성하는 protease의 활성으로 원료의 단백질 가수분해 작용력이 커서 높게 나타난 것으로 보인다.
<실험고찰>
아미노산성 질소는 된장의 품질 및 발효식품의 숙성도를 판정하는 중요한 성분으로 발효과정 동안 콩 단백질이 효소작용으로 가수 분해되어 구수한 맛을 내는 아미노산을 생성하는 중요한 성분이다. 본 발명에서는 메주분말은 아미노산성 질소의 함유가 300mg/100g 이상인 의성메주를 사용하는 것이 바람직하다.
<<메주 크기(두께)에 따른 중요성 평가>>
전통 메주가 정상적으로 발효가 진행되기 위해서는 발효 과정에 필요한 충분한 수분을 함유하고 있어야 하므로 메주 크기를 변형하여 발효실험을 수행하였다. 메주콩을 깨끗이 세척하고, 12시간 수침 후, 고압멸균기(autoclave)를 사용하여 120℃에서 30분 동안 증자하고 실온에서 40℃ 이하가 될 때까지 냉각시켰다. 식힌 콩에는 의성 메주분말을 삶은 콩 중량 대비 1%를 첨가하여 균질하게 혼합하였다.
<시료제작>
| 3cm | 6cm | 9cm |
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(크기별 구형으로 제작된 메주)
메주의 모양은 구형으로 성형하였으며 구형 직경은 3cm, 6cm, 9cm로 각각 제작하였다. 각각의 시료는 70℃에서 1시간 열처리한 볏짚 위에서 22~23℃에서 24시간 건조 선반에서 표면을 건조 시키고, 습도를 50~60%로 유지하면서 2일 동안 자연 발효시켰다. 그리고 35℃ 배양기에서 습도를 50~60% 유지시켜 주면서 3일 동안 메주를 띄우고, 27℃로 온도를 낮추어 건조 시켰다.
<평가방법>
일반 성분분석은 '메주분말의 선별에 따른 중요성 평가'의 분석 방법과 동일하며, 분석은 7일, 14일 총 2회 동안 수분 함량, pH, 아미노산성 질소 함량, protease 활성을 각각 분석하였다. 직경이 6cm와 9cm 시료는 내부(in)와 표면(out)을 구분하여 분석하였고, 시료명은 3Ø(all), 6Ø(in), 6Ø(out), 9Ø(in), 9Ø(out)으로 구분하였다. 미생물 수 측정은 일반 성분분석에 사용한 시료 1g을 멸균수 9mL에 희석한 후 10진 희석법에 의해 희석한 다음 희석액을 Luria Bertani agar (LB, MBcell, USA)에 도말하고, 35℃에서 24~48시간 배양하여 계수하여 colony forming unit(CFU)/g으로 나타내었다.
<실험결과>
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(크기별 구형으로 제작된 메주의 수분 함량)
크기별 구형으로 제작된 수분 함량 측정 결과, 7일 경과 후 모든 메주의 표면에서는 15~20%을 유지하다가 14일 경과 후, 메주 표면은 10% 이하로 낮은 함수율을 보였다. 그러나 직경 6cm와 9cm의 메주 내부의 경우, 14일 경과 후에도 수분 함량이 50~60% 이상으로 습한 편이었다.
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(크기별 구형으로 제작된 메주의 pH)
크기별 구형으로 제작된 메주의 pH를 측정한 결과, 7일차 직경 9cm 내부의 pH가 5.1로서 가장 낮은 산성을 띄었으며, 다음으로 직경 6cm 내부의 pH가 6.1로 낮게 나타났다. 14일차는 직경 9cm 내부의 pH가 5.5로서 가장 낮았으며, 다음으로 직경 6cm 내부의 pH가 6.0로 낮게 나타났다. 즉, pH는 수분함량이 높게 유지될수록 낮은 pH를 유지하는 경향을 보였다. 메주의 경우 함수율이 높을수록 pH가 떨어지는 것은 당 또는 단백질에 미생물이 작용하여 여러 가지 휘발성 및 비휘발성 유기산이 생성되어 산도를 증가시키는 것으로 판단된다.
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(크기별 구형으로 제작된 메주의 아미노산성 질소 함량)
크기별 구형으로 제작된 메주의 아미노산성 질소 함량을 측정한 결과, 7일차 직경 9cm 외부에서 294mg/100g으로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 직경 6cm 외부에서 266mg/100g으로 높았다. 직경 3cm와 직경 6cm 내부도 100mg/100g 이상은 유지되었으나, 9cm 내부에서는 아미노산성 질소가 전혀 나타나지 않았다. 14일차는 직경 9cm 외부에서 182mg/100g서 가장 높게 나타났으며, 다음으로 직경 6cm 외부에서 77mg/100g로 높게 나타났다. 9cm 내부에서는 여전히 아미노산성 질소가 전혀 측정되지 않았다. 시간이 지나치게 경과함에 따라 높았던 아미노질소가 낮아지는 경향이 있었으며, 내부 함수율이 높은 시료들의 표면에서는 아미노산성 질소 함량이 높게 나타나는 반면, 함수율이 높은 내부의 아미노산성 질소는 낮게 나타나는 경향성을 보였다. 이와 같은 현상은 메주 함수율이 높을 때는 pH가 산도를 증가시키는 미생물들이 활발하게 작용하고, 함수율이 낮아지면서 pH가 다시 상승하게 되는 경향을 보였다.
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(크기별 구형으로 제작된 메주의 protease 활성)
크기별 구형으로 제작된 메주의 protease 활성을 측정한 결과, 7일차 직경 9cm 외부에서 약 190unit/g으로서 가장 높은 활성을 나타냈으며, 다음으로 직경 6cm 외부에서 110unit/g의 효소 활성을 나타내었다. 9cm 내부에서는 protease 활성이 거의 나타나지 않았다. 14일차는 직경 9cm 외부가 108unit/g, 직경 6cm 외부에서 약 73unit/g의 활성을 보였다. 9cm 내부에서는 약 7unit/g으로 가장 낮은 활성도를 보였다. Protease 활성은 아미노산성 질소 함량과 동일한 경향성을 보였다. 따라서 발효과정 중 콩 단백질의 효소(protease)작용이 활발할수록 아미노산성 질소로의 변화량이 증가함을 알 수 있었다.
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(크기별 구형으로 제작된 메주의 미생물 수)
크기별 구형으로 제작된 메주의 발효시간에 따른 미생물 수를 측정한 결과, 크기에 따른 유의한 차이를 보이지 않고 거의 일정하였다. 발효 7일째 균수는 모든 시료에서 8.0~9.1 logGFU/g이었고, 14일에는 8.0~9.1 logGFU/g으로 크기나 발효시간에 따라 뚜렷한 증감 경향성을 보이지 않았다. 구형의 크기가 클수록 내부에서 자라는 균수에는 차이가 없고, protease의 활성과 아미노산성 질소의 함량이 낮은 것은 9cm 내부의 산소공급 부족으로 호기성균이 아닌 혐기성 균이 생육했을 가능성이 큰 것으로 보인다.
<실험고찰>
전통 메주 발효성의 효율성을 증대시켜 주기 위해서는 메주의 수분이 적절히 유지된 상태에서 건조가 진행되어야하고, 적절한 수분이 가장 중요한 작용요소임을 알 수 있었다. 함수율에 의해 초기 pH는 낮아진 상태에서 발효가 진행되어 pH가 다시 상승하고, 이에 따라 protease와 아미노산성 질소가 높아지는 경향을 보였다. 본 발명에서는 15일 이내에 수분 함량을 전통식품인증규격인 10% 이하로 만들기 위해서 메주의 두께가 약 3cm 이내로 제조하는 것이 바람직하다.
<<메주 모양(면적)에 따른 중요성 평가>>
전통 메주가 정상적으로 발효가 진행되기 위해서는 발효 과정에 필요한 충분한 수분을 함유하고 있어야 하므로 메주 모양을 변형하여 발효실험을 수행하였다. 메주콩을 깨끗이 세척하고, 12시간 수침 후, 고압멸균기(autoclave)를 사용하여 120℃에서 30분 동안 증자하고 실온에서 40℃ 이하가 될 때 까지 냉각시켰다. 식힌 콩에는 의성 메주분말을 삶은 콩 중량 대비 1%를 첨가하여 균질하게 혼합하였다.
<시료제작>
| (discoid 8) | (brick shape) | (discoid 16) |
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(메주 모양별 시료)
전통 메주 발효성을 최적화시키기 위하여 메주 모양을 원반형과 벽돌형으로 제조하였다. 원반형은 두께를 3cm 내외로 하고, 직경을 8cm (discoid 8)와 16cm (discoid 16)로 성형하였고, 벽돌형(brick shape)은 두께 3cm에 가로 8cm, 세로 10cm로 성형하였다. 모든 메주에는 의성 메주 분말을 삶은 콩 무게 대비하여 1%을 첨가하여 균질하게 혼합하였다. 각각의 시료는 70℃에서 1시간 열처리한 볏짚 위에서 22~23℃에서 24시간 동안 건조 선반에서 표면 건조를 시켰다. 발효조건은 '메주 모양(면적)에 따른 중요성 평가'의 건조 및 발효 조건과 동일하게 수행하였다.
<평가방법>
일반 성분분석 분석과 미생물 수 측정은 '메주 모양(면적)에 따른 중요성 평가'의 분석 방법과 동일하며, 분석은 7일, 14일 총 2회 동안 수분 함량, pH, 아미노산성 질소 함량, protease 활성 및 미생물 수 측정을 각각 수행하였다.
<실험결과>
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(메주 모양별 수분 함량)
메주 모양별 수분 함량을 측정한 결과, 14일 경과 후 16cm 원반형 시료는 20%내외의 함수율을 가졌고, 나머지 시료는 10%이하로 전통식품인증규격(10% 이하)에 적합한 것으로 나타났다. 수분 함량은 모양에 따라서는 차이가 없고, 메주의 두께와 면적(너비)에는 영향을 받음을 알 수 있었다.
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(메주 모양별 pH)
메주 모양별 pH을 측정한 결과, 7일차 16cm 원반형 시료의 pH가 5.4로 가장 낮았고, 그 외의 시료는 pH가 6.4 이상이었다. 14일차에서는 모든 시료의 pH가 6.3 이상으로 나타났다.
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(메주 모양별 미생물 수)
메주 모양별 미생물 수를 측정한 결과, 7일차 16cm 원반형 시료에서 9.8 logGFU/g으로 가장 높은 균수를 나타내었고, 나머지는 8.0∼8.5 logGFU/g로 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 7일차 16cm 원반형 시료의 pH가 가장 낮고, 총 균수가 가장 높은 것은 다른 시료에 비하여 함수율이 높아서 유기산을 생성시키는 미생물의 활성이 높은 것으로 판단되어진다.
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(메주 모양별 아미노산성 질소 함량)
메주 모양별 아미노산성 질소 함량을 측정한 결과, 7일차에는 벽돌형 시료가 266 mg/100g으로 가장 높았고, 14일차에는 8cm 원반형 시료가 301 mg/100g으로 가장 높게 나타났다. 16cm 원반형 시료도 14일차에 약 150 mg/100g으로서 전통식품인증규격기준(110 mg/100g)보다 높았다.
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(메주 모양별 protease 활성)
메주 모양별 protease 활성을 나타낸 것으로서, 7일차에는 모든 시료가 40~50 unit/g에서 14일차에는 70~90 unit/g으로 발효가 진행됨에 따라 증가하였다.
<실험고찰>
전통 메주 발효성의 효율성을 증대시켜 주기 위해서는 메주의 수분이 적절히 유지된 상태에서 건조가 진행되어야하고, 적절한 수분이 가장 중요한 작용요소임을 알 수 있었다. 본 발명에서는 15일 이내에 전통식품인증규격(10% 이하)에 적합한 수분 함량을 가지게 하려면 메주 두께는 3 cm 이내이고, 면적은 10㎠ 내외로 제조하는 것이 바람직하다.
<<메주분말 첨가량의 따른 중요성 평가>>
효율적인 메주 발효를 위한 크기, 모양 및 발효온도 조건과 시간에 대한 최적조건을 확립하고 이 조건에 따라 기존 전통방식으로 제조된 메주분말을 혼합하여 발효효율을 더욱 극대화하는 것이 중요하다.
<시료제작>
모든 메주에는 의성 메주분말을 삶은 콩 무게 대비하여 0.1, 0.5, 1%을 첨가하여 균질하게 혼합하였다. 메주의 크기와 모양은 벽돌형(brick shape)으로 두께 3cm에 가로 8cm, 세로 10cm로 성형하였다. 각각의 시료는 70℃에서 1시간 열처리한 볏짚 위에서 22~23℃에서 24시간 동안 건조 선반에서 표면 건조를 시켰다. 발효조건은 '메주 모양(면적)에 따른 중요성 평가'의 건조 및 발효 조건과 동일하게 수행하였다.
<평가방법>
일반 성분분석 분석과 미생물 수 측정은 '메주 모양(면적)에 따른 중요성 평가'의 분석 방법과 동일하며, 분석은 7일, 14일 총 2회 동안 수분 함량, pH, 아미노산성 질소 함량, protease 활성 및 미생물 수 측정을 각각 수행하였다.
<실험결과>
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(메주분말 혼합 비율별 수분 함량)
메주분말 함량별 수분 함량을 측정한 결과, 초기 5일차의 수분함량은 20~45%로 다양한 경향을 나타내었으나 12일 경과 후 모든 수분함량은 10% 내외로 동일하였다. 메주분말이 발효에 영향을 주고 있으나 수분함량에는 큰 영향을 미치지는 않았다.
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(메주분말 혼합 비율별 pH)
메주분말 혼합비율에 따른 pH 변화를 측정한 결과, 초기 5일차는 메주분말을 첨가하지 않은 시료와 1% 첨가시킨 것은 pH가 약산성을 나타내었으며, 0.1%와 0.5%는 7.5 내외를 나타내었다. 12일차에서도 초기 pH의 변화와 유사한 경향을 나타냄으로 메주분말의 첨가는 pH을 중성화시키기 위해서 발효가 잘 이루어진 메주가루을 0.1~0.5%로 적합한 양을 첨가해 주는 것이 효율적이었다.
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(메주분말 혼합 비율별 미생물 수)
메주분말 혼합 비율별에 따른 미생물 수를 측정한 결과, 모든 농도에 대하여 시간이 지남에 따라 미생물 수가 증가하는 것으로 보아 발효가 정상적으로 잘 진행되어짐을 알 수 있었다. 메주분말의 혼합비율 경향을 보면 0.1%가 가장 높게 나타났으며, 0.5%가 가장 낮게 나타났다.
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(메주분말 혼합 비율별 아미노산성 질소 함량)
메주분말 혼합 비율별 아미노산성 질소 함량을 측정한 결과, 5일차 메주분말을 첨가하지 않은 것에 비하여 첨가한 것이 높게 나타났으며, 1% 첨가한 것에 비하여 0.1% 첨가한 것이 2배 이상 높게 나타났다. 아미노산성 질소 함량은 모든 시료에서 시간이 지남에 따라 비례적으로 높아지고 있으며, 12일차 0.1%에서 300mg/100g 내외의 가장 높은 값을 나타내었다.
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(메주분말 혼합 비율별 protease 활성)
메주분말 혼합 비율별 protease 활성을 측정한 결과, 5일차에는 모든 시료에서 20 unit/100g 내외의 유사한 값을 나타내었으나 8일차에는 20~80unit/100g 까지 다양한 변화를 보였다. 그리고 12일차에는 8일차 높게 상승했던 0.1%와 1%는 낮아진 것에 반하여 무첨가(Cont)와 0.5%는 지속적으로 높아지고 있었다.
<실험고찰>
메주분말을 첨가시키기 않은 것에 비하여 첨가한 것이 발효가 더욱 우수하게 진행되었으며 바람직하게는 0.1%의 메주가루를 혼합한 것이 가장 좋다.
<시제품 제조>
100kg의 콩을 본 발명의 제조방법으로 시제품용 메주를 제조하였다. 제조조건은 70℃에서 볏집을 1시간 소독하여 사용하였으며, 콩은 삶아 0.1% 메주가루를 균일하게 혼합하고 메주 성형기를 이용하여 가로 10cm, 세로 10cm 두께 3cm의 블록형으로 성형하였다. 건조 및 발효 조건은 소독된 볏짚위에 상온에서 24시간 자연 건조, 22~23℃에서 습도를 50~60%로 유지시키면서 2일 동안 예비발효, 35~40℃배양기에서 습도 50~60% 유지시켜 3일간 본 발효, 23~27℃로 온도를 낮추어 3일간 후 발효, 수분 함량이 10%이하 될 때까지 상온에서 4~5일간 건조하였다.
<시제품 평가>
| 메주1 | 메주2 | 메주3 | 메주4 | 메주5 | 평균 | |
| 아미노산성 질소(mg%) | 366.32 | 348.11 | 351.19 | 339.14 | 311.11 | 343.17 |
| 수분함량(%) | 9.46 | 9.53 | 9.59 | 9.40 | 9.62 | 9.52 |
시제품으로 제조한 메주를 식품위생검사기관으로 공인된 계명대학교전통미생물자원연구센타에 의뢰하여 전통메주규격인 수분함량과 아미노산성 질소를 분석하였다. 총 5개 메주로부터 각각 시료를 준비하여 의뢰한 결과, 수분함량은 최소 9.4%, 최대 9.62% 였으며, 평균 9.52%로서 전통메주규격 기준인 10% 이하를 모두 만족하였다. 아미노산성 질소 또한 최소 311.11 mg%, 최대 366.32 mg% 였으며, 평균 343.17 mg%로서 전통메주규격 기준인 100 mg% 이상을 모두 만족하였다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
S10: 원료준비단계
S20: 메주성형단계
S30: 예비단계
S40: 숙성단계
S50: 완성단계
S20: 메주성형단계
S30: 예비단계
S40: 숙성단계
S50: 완성단계
Claims (6)
- 메주를 속성으로 제조하는 방법에 있어서;
불린 메주콩을 90~140℃로 20 내지 40분간 증자하고, 증자된 메주콩을 40℃이하로 냉각하는 원료준비단계;
상기 메주콩에 300mg/100g 이상의 아미노산성 질소가 함유한 메주분말을 100:0.1~1 중량비로 혼합하고, 부피가 120㎠ 이하이고 3cm 이하의 두께의 원반형 또는 블록형으로 메주덩어리를 성형하는 메주성형단계;
상기 메주덩어리를 50 내지 70℃에서 30~120분간 열풍이 가해진 볏짚 위에 널어놓고, 상온에서 1 내지 2일간 건조하는 예비단계;
상기 메주덩어리를 22~23℃에서 50 내지 60%습도로 2일간 선 발효한 다음, 35~40℃에서 50∼60%습도로 3일간 본 발효 후에 23~27℃에서 3일간 후 발효하는 숙성단계; 및
상기 메주덩어리를 상온에서 4 내지 5일간 10% 이하의 수분율로 건조하는 완성단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 메주제조방법. - 제1항에 의해 제조된 메주는 10% 이하의 수분함량과 300mg% 이상의 아미노산성 질소가 함유하는 것을 특징으로 하는 메주.
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