KR101852485B1 - 미아 및 우슬 함유 맥주의 제조방법 및 이에 따라 제조된 미아 및 우슬 함유 맥주 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미아 및 우슬 함유 맥주의 제조방법 및 이에 따라 제조된 미아 및 우슬 함유 맥주에 관한 것으로, (S1) 맥아와 미아를 8 : 2 내지 6 : 4의 중량비로 혼합 투입하여 당화시키는 당화단계; (S2) 상기 단계 (S1)에서 당화된 당화물에 호프 및 우슬을 첨가하여 농축하는 농축단계; (S3) 상기 단계 (S2)에서 농축된 농축물에 효모를 투입하여 발효시키는 발효단계; 및 (S4) 상기 단계 (S3)에서 발효된 발효물을 숙성시키는 숙성 단계를 포함하는 본 발명의 방법에 따라 제조된 맥주는면 수입산 맥아 대신에 국내산 벼를 발아시켜 미아를 제조하고 이를 맥주 제조시 당화 원료로 사용함으로써 생산가 절감과 부드러운 풍미를 부여하는 이점이 있다. 또한, 본 발명에서는 우슬을 첨가하여 기능성이 개선된 맥주를 제조하여 젊은 층 및 중년 층의 선호도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

Description

미아 및 우슬 함유 맥주의 제조방법 및 이에 따라 제조된 미아 및 우슬 함유 맥주 {A process for the preparation of beer comprising germinated rice and achyranthes and the beer prepared therefrom}

본 발명은 미아(발아벼) 및 우슬 함유 맥주의 제조방법 및 이에 따라 제조된 미아 및 우슬 함유 맥주에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기존의 수입산 맥아를 대체하여 침지 및 발아된 미아 및 고온고압 처리된 우슬을 첨가하는 것을 특징으로 하는 부드러운 풍미 및 기능성이 부여된 미아 및 우슬 함유 맥주의 제조방법 및 이에 따라 제조된 미아 및 우슬 함유 맥주에 관한 것이다.

맥주는 발효주로 현재 젊은 층에서 널리 음용되고 있으며, 세계 주류 생산량의 약 77%를 차지하고 있다. 국내에서도 2011년 맥주의 선호도(37%)가 소주의 선호도(34%)를 앞서기 시작하였으며 전체적인 주류 시장의 성장세가 둔화된 가운데서도 맥주의 소비는 꾸준히 증가하는 경향을 보이고 있다(2012, 한국주류산업협회). 또한 2013년도 상반기 국내 맥주 수입량이 전년도 대비하여 21% 증가하고 최근 3년간 수입맥주 시장은 68% 성장(정철. 식품과학과산업. 2013. 46(6):34-41)하는 등 다양한 종류의 맥주에 대한 소비자들의 욕구가 증가하고 있다.

맥주는 통상적으로 보리를 가공한 맥아를 발효한 술로, 알코올은 종류에 따라 2~18% 정도의 다양한 도수를 가진다. 맥주의 제조를 위해서는 그 종류를 불문하고 일반적으로 담금 공정, 농축 공정, 발효 공정 그리고 숙성 공정이 필요하다.

담금 공정은 발아 곡류인 맥아(예컨대 보리맥아, 밀맥아)를 이용하여 맥즙을 제조하는 공정으로, 원료인 맥아의 가용 성분을 침출시킴과 함께 맥아가 가지는 효소에 의해 불용성 성분을 가용화시킴으로써 효모의 생육, 효모에 의한 발효 등에 필요한 영양분을 얻기 위한 공정이다. 해당 공정은 맥아를 분쇄하고 물과 혼합한 후 온도를 높여 당화하는 과정, 맥즙을 여과하고 끓이는 농축 과정으로 구분될 수 있는데 최종적으로 여러 성분이 농축된 맥즙을 획득할 수 있다. 농축 과정 중에 맥주의 독특한 맛과 향을 부여하는 호프가 첨가되며, 부원료로서 전분, 옥수수분 등이 첨가될 수 있다.

담금 공정의 당화 과정과 농축 과정을 통하여 얻어진 맥즙은 적당한 온도로 냉각된 다음에 효모와 공기가 첨가된다. 효모는 맥즙 속의 영양 성분과 공기 중의 산소를 이용하여 적정 수로 증식되고, 증식 후 혐기 상태에서 효모에 의한 발효 공정을 시작하게 된다.

발효는 효모에 의해 맥즙 속의 당분을 분해하여 알코올과 탄산가스를 생산하는 양조 공정이며, 이때 부산물로서 다이아세틸, 유기산, 알코올, 에스테르, 황화합물, 알데히드, 페놀류 등이 생성되며, 이들 부산물은 맥주의 맛과 향미에 영향을 미친다.

발효가 끝난 맥주는 효모와 분리되어 숙성 공정(후발효 공정)을 거치게 되는데, 상기 발효 공정 후의 맥주는 효모와 단백질 부유물로 탁한 상태이면서 탄산가스도 충분히 포화되지 아니한 상태인데, 숙성 공정을 통하여 부유물이 침강되어 맑게 되고 탄산가스가 맥주 속에 용해 및 포화되게 된다.

숙성 공정이 끝난 맥주는 여과하여 부유물을 제거하고 병, 캔 등의 용기에 담아 제품화된다.

최근 소비자의 입맛을 충족시키기 위하여 다양한 종류의 맥주가 개발되고 있는데, 특정 식품의 맛과 향을 첨가하거나 기능성 성분을 함유한 맥주, 알코올 도수를 낮춘 맥주 등이 개발되고 있다. 예컨대, 한국 등록특허 제 1156062호에서는 뽕잎을 첨가한 맥주 제조 방법을 개시하고 있으며 한국 등록특허 제 1156071호에서는 오디열매, 한국 등록특허 제 0790504호에서는 산삼을 이용한 맥주 제조 방법 등이 개시되어 있다.

그러나, 국내에서 맥주 제조시 사용되는 맥아는 전량 수입하여 사용하고 있어 국내산 맥주 개발을 위해서는 수입산 맥아를 대체할 수 있는 개술개발이 필요하다. 최근 쌀을 맥주 제조에 사용하는 경우 순하고 부드러운 풍미로 인하여 다양한 연령대에서 선호도를 보이므로 쌀을 발아시킨 미아를 사용하여 부드러운 풍미를 부여할 수 있을 것으로 보여진다.

한편, 우슬은 비름과 (Amaranthaceae)에 속하는 다년생 식물로 한국, 중국, 일본 등에 분포하며, 민간에서는 쇠무릎이라 불릴 만큼 관절염에 효과가 있다고 알려져 있다. 우슬은 기원식물이 국가마다 달라, 국내산 우슬의 경우 토우슬 (Achyranthesjaponica Nakai)을 사용하며, 중국에서는 회우슬 (Achyranthesbidentata Blume), 천우슬 (Cyathula officinalis Kuan) 및 마우슬 (Cyathulacapitata Moq)을 사용하고 있다 (Kor. J. Herbology. 2007 22:71-79, Kim 등). 그러나, 현재 우리나라 대한약전에서는, 국내 자생하는 토우슬과 중국원산의 회우슬의 2종을 우슬로 규정하고 있으며, 국내에서는 특별한 용도구분 없이 사용되고 있다. 우슬은 한방 약용재료이면서도 식품원재료로 사용가능하며, 세포독성 및 유전독성이 없다고 보고 (우슬의 13주 반복투여 및 유전독성시험연구, 한국화학시험연구원, 2007, 성하정 외)되어 있으나, 현재 이를 이용한 가공식품 개발 및 상업화는 거의 이루어지지 않은 상태이다.

한방에서의 우슬은 성미가 평하며, 쓴맛과 신맛을 가지고, 신장과 간장의 작용하여 어혈을 제거하며, 혈액순환을 촉진하고, 혈액을 생성하는 효능과 열을 떨어뜨리는 효능이 알려져 있다 (대한한방부인과학회지 2005. 18: 110-126, 김경수 외). 우슬의 주요 약리성분으로는 oleanolic acid, inocosterone, ecdysterone, beta-sitosterol, stigmasterol, feruloyl tyramine glycoside 등이 알려져 있다 (Chin. J. Nat. Med. 10: 16-19, Yang 등). 우슬에 대한 연구는, 과거에는 주로 다량 증식을 위한 기내배양 연구가 이루어져 왔으나, 최근에는 우슬의 효율적인 이용을 위한 유용생리활성 탐색으로 전환되고 있으며, 보고된 생리활성으로는 항산화 활성 (Kor. J. Herbology 2007. 22: 155-167, Park 등), 항균 및 항말라리아 활성 (Korean J. Biotechnol. Bioeng. 2002. 17: 537-542. Cai 등), 항염증 활성, 중금속 제거 및 해독효과 (Kor. J. Oriental Physiol. Pathol. 2004. 18: 1784-1794. Kang 등), 관절염 완화 및 경조직 재생효과 (The J. Appl. Pharmcol. 2002. 10: 253-257, Kim 등), 파골세포 분화억제효과 (J. Orient. Obster. Gynecol. 2012. 25: 1-10. Choi 등), 허혈성 뇌손상에 대한 보호효과 (Kor. J. Herbology 2012. 27: 77-83. Oh 등), 혈류개선 효과 (J. Tradit. Chin. Med. 2001. 21: 225-231, Xie 등) 등이 보고되어 있다.

우슬과 관련된 특허문헌으로는, 대한민국 등록특허 제10-1251389호 우슬 발효주 및 그의 제조방법, 대한민국 등록특허 제10-0429595호 생약 추출물을 포함하는 관절염 치료 및 예방용 조성물의 제조방법 및 그의 조성물, 대한민국 등록특허 제10-1248378호 관절염 치료 및 예방용 약학조성물, 대한민국 등록특허 제10-0415815호 우슬, 오공, 두충, 오가피, 방풍을 주성분으로 함유하는 의약 조성물 및 이를 주성분으로 함유하는 약학적 제제 (골다공증, 류마티스 관절염, 디스크증상의 예방과 치료), 대한민국 등록특허 제10-0784339호 혼합 생약재 추출물을 유효성분으로 함유하는 항혈전제가 개시되어 있다.

이에 본 발명에서는 국내산 벼를 발아시켜 미아를 제조하고 이를 맥주 제조시 당화 원료로 이용되는 수입산 맥아를 일부 대체하여 사용함으로써 생산가 절감뿐만 아니라 부드러운 풍미를 부여하고 우슬을 첨가함으로써 기능성이 개선된 맥주를 개발하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 부드러운 풍미를 가지며 기능성이 개선된 맥주의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조방법에 따라 제조된 부드러운 풍미를 가지며 기능성이 개선된 맥주를 제공하기 위한 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미아 및 우슬 함유 맥주의 제조방법을 제공한다.

(S1) 맥아와 미아를 8 : 2 내지 6 : 4의 중량비로 혼합 투입하여 당화시키는 당화단계;

(S2) 상기 단계 (S1)에서 당화된 당화물에 호프 및 우슬을 첨가하여 농축하는 농축단계;

(S3) 상기 단계 (S2)에서 농축된 농축물에 효모를 투입하여 발효시키는 발효단계; 및

(S4) 상기 단계 (S3)에서 발효된 발효물을 숙성시키는 숙성 단계.

또한, 본 발명에서는 상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 상기 제조방법에 따라 제조된 미아 및 우슬이 함유된 맥주를 제공한다.

본 발명에 따르면 맥주 제조시 수입산 맥아 대신에 국내산 벼를 발아시킨 미아를 당화 원료로 사용함으로써 생산가 절감 효과뿐만 아니라 부드러운 풍미가 부여되는 이점이 있다. 또한, 본 발명에서는 우슬을 첨가하여 기능성이 개선된 맥주를 제조하여 젊은 층뿐만 아니라 중년 층의 선호도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

본 발명의 미아 및 우슬 함유 맥주의 제조방법은 기존의 맥주 제조공정과 같이 당화, 농축, 발효 및 숙성 과정을 거치며, 당화 단계에서 맥아를 대체하여 미아를 사용하고, 농축 단계에서 호프 첨가시 우슬을 함께 첨가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용하는 미아는 벼 나락을 침지 및 발아시켜 수득된 것으로, 구체적으로는 30 내지 40℃의 온도, 바람직하게는 35℃의 온도에서 22 내지 26 시간, 바람직하게는 24 시간 동안 침지시킨 다음 25 내지 35℃의 온도, 바람직하게는 30℃에서 20 내지 30 시간, 바람직하게는 24 시간 동안 습도 85 내지 95%에서 발아시켜 제조될 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시양태에 따르면, 발아전 벼를 물에 침지한 시간을 8, 16, 24시간으로 달리한 후 24시간 동안 발아시킨 다음 발아된 미아의 발아율, 나이아신 및 GABA 함량, 당화력 등을 조사한 결과, 침지 16시간이 나이아신과 GABA 함량이 가장 높았으나 침지 24시간이 발아된 미아의 싹의 길이가 고르게 분포하여 당화력이 최대가 되는 것으로 나타났다. 침지시간이 길게 되면 나이아신 같은 수용성 비타민의 손실이 발생할 수 있으나 GABA와 같은 기능성성분의 함량이 최대값을 보이기 때문에 기능성 개선 측면에서 24시간 침지가 바람직할 것으로 보여진다.

또한, 상기 미아는 침지 후 발아 공정을 거치게 되며, 일반적으로 맥주 제조시 보리를 발아시켜 맥아로 만드는 주목적은 발아에 의해서 보리 중에 여러 가지 효소를 생합성 또는 활성화시키고, 배유의 세포벽을 용해하여 내용물이 효소작용을 받기 쉬운 상태로 만들어 주는 동시에 저장물질을 적당히 분해하는데 있다.

본 발명의 구체적인 실시양태에 따르면, 벼 나락을 침지시킨 후 발아시간을 20, 24, 28, 32시간으로 달리하면서 미아의 특성을 조사한 결과, 모두 높은 발아율을 보였으나 20시간과 24시간에서 발아싹의 길이가 대부분 6 mm이하인 단미아가 제조된 반면, 28시간과 32시간 발아된 미아의 유아 길이는 10 mm까지 이상으로 성장하는 장미아가 제조되는 것을 확인할 수 있다. 나이아신 함량은 발아시간 24시간에서 최고였으며, GABA 함량은 발아시간 20시간에서 가장 높았고 그 이후 발아시간이 길어지면서 점차 감소되었다. 당화력은 발아시간이 길어지면서 점차 증가되어 28시간에서 최대값을 나타내었다. 전체적으로 단미아 제조에 24시간 발아가 20시간 발아기간보다 바람직하였으며, GABA, 나이아신 함량, 당화력도 증가 이후 비교적 높게 유지되어 맥주 제조를 위한 미아 제조 발아 최적시간으로 24시간을 선정하였다.

일반적으로 보리를 발아시켜 맥아를 제조하는 경우 싹의 길이가 보리 길이의 3/4∼4/5 정도를 단맥아, 싹의 길이가 보리 길이의 1.5∼2배 되는 것을 장맥아로 분류하고 있으며 맥주 제조시 단맥아가 사용된다. 이러한 기준으로 볼 때 본 발명에서 20시간과 24시간 발아된 미아는 단미아, 28시간과 32시간 동안 발아된 미아는 장미아로 분류될 수 있을 것으로 보여져 단맥아 제조 조건을 선택하는 것이 바람직할 것으로 보인다.

본 발명의 바람직한 하나의 구체적인 실시양태에 따르면, 최종 미아 제조 조건은 30 내지 40℃의 온도, 바람직하게는 35℃의 온도에서 22 내지 26 시간, 바람직하게는 24 시간 동안 침지시킨 다음 25 내지 35℃의 온도, 바람직하게는 30℃에서 20 내지 30 시간, 바람직하게는 24 시간 동안 습도 85 내지 95%에서 발아시켜 제조될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 상기 미아는 맥아를 대체하여 사용하며, 이 때 맥아와 미아를 8 : 2 내지 6 : 4의 중량비, 바람직하게는 7 : 3의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 구체적인 하나의 실시양태에 따르면, 맥아를 미아로 0 중량%, 15 중량%, 30 중량% 대체하여 제조된 맥주의 특성을 조사한 결과 맥주 제조시 요구되는 pH, 산도, 에탄올 생산량과 같은 지표에서는 맥아만을 사용하여 제조된 맥주와 유의적인 차이가 없는 맥주 생산이 가능한 것으로 나타나, 맥주 제조시 미아를 30%까지 대체 가능한 것으로 보인다. 한편, 미아를 사용함에 따라 폴리페놀 함량은 다소 감소하는 경향을 보였으나 GABA 함량의 경우는 30% 미아 첨가시 약 1.6배 증가하는 것으로 나타났다. 관능평가에서도 전체적으로 30% 미아 첨가 맥주가 관능적 특성이 높게 나타나 맥주 제조시 수입 맥아를 국산 미아로 30% 대체 가능한 것으로 판단된다. 미아로 맥아를 일부 대체시 맥주의 색이 다소 맑아지고 맛에서는 보다 부드러운 풍미를 나타내는 것으로 확인되었다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 맥주에 첨가되는 우슬은 생우슬을 90 내지 110 kPa 압력 및 125 내지 135℃의 온도에서 1 내지 3회 고온고압 처리한 다음 건조하여 제조될 수 있다.

본 발명의 하나의 구체적인 실시양태에 따르면, 110℃, 120℃, 130℃에서 고온고압 처리하는 처리 횟수가 증가할수록 사포닌 함량, 총 폴리페놀 함량, 항산화능(DPPH 라디칼 소거능, 환원력)은 일정 횟수까지는 증가하여 최대값을 보이다가 처리횟수가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 모든 결과에서 130℃에서 2회 처리한 우슬이 가장 높은 사포닌 함량, 총 폴리페놀 함량, 항산화능을 보여 고온에서 적은 횟수로 처리하는 공정조건이 우슬의 기능성 개선을 위해 바람직할 것으로 보여진다. 결과적으로 130℃에서 2회 처리한 시료는 무처리 우슬에 비하여 사포닌 함량은 2.7배, 총 폴리페놀 함량은 17배로 증가하였으며 거의 검출되지 않은 DPPH 라디컬 소거능과 환원력(reducing power)도 각각 1.184 mg GAE/g과 1.663 mg GAE/g의 항산화능을 보이는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 맥주 제조시 기능성 개선을 위해서 우슬을 100kPa 압력에서 130℃ 온도로 2회 고온고압처리 후 건조하여 사용하는 것이 최종 가공품의 기능성 개선에 가장 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 상기 우슬은 맥주의 총 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 0.3 중량%, 바람직하게는 0.25 중량%의 양으로 첨가할 수 있다.

본 발명의 구체적인 하나의 실시양태에 따르면, 우슬을 0.25% 첨가함으로써 총 폴리페놀 함량(563.82 ug GAE/100 mL)과 GABA 함량(3397.87 mg/100 mL, 5배 증가)이 증가되었고 항염증과 관련된 xanthin oxidase 저해활성(71.7%) 또한 유의적으로 증가된 것을 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 미아 및 우슬 함유 맥주는 기존의 맥주 제조공정과 같이 당화, 농축, 발효 및 숙성 단계를 거침으로써 제조될 수 있다.

본 발명의 구체적인 하나의 실시양태에 따르면, 상기 당화 단계는 물에 맥아와 미아를 투입 후 40 내지 50℃에서 15 내지 25분 휴식 처리하고, 55 내지 65℃ 승온 후 75 내지 85분 휴식 처리하고, 67 내지 77℃로 승온 후 10 내지 20분 휴식 처리하고, 73 내지 83℃ 승온 후 5 내지 15분 휴식 처리한 다음 맥즙을 여과하는 것을 포함한다.

본 발명의 구체적인 하나의 실시양태에 따르면, 상기 농축 단계는 수득된 당화물을 95 내지 105℃로 승온 후 10 내지 20분 끓이고, 1차 호프 및 우슬을 투입 후 95 내지 105℃에서 50 내지 60분 끓이고, 2차 호프 투입 후 95 내지 105℃에서 10 내지 20분 끓인 다음 여과 및 급냉하는 것을 포함한다.

본 발명의 구체적인 하나의 실시양태에 따르면, 상기 발효 단계는 수득된 농축물에 효모를 투입하여 13 내지 15℃에서 8 내지 12일간 발효시킨 다음, 2.0 내지 3.0 Brix 도달 시 4 내지 6℃로 냉각하는 것을 포함한다.

본 발명의 구체적인 하나의 실시양태에 따르면, 상기 숙성 단계는 수득된 발효물을 2 내지 4℃에서 12 내지 18일간 숙성시키는 것을 포함한다.

본 발명에 따르면 맥주 제조시 수입산 맥아 대신에 국내산 벼를 발아시킨 미아를 당화 원료로 사용함으로써 생산가 절감 효과뿐만 아니라 부드러운 풍미가 부여된 맥주를 제조할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따라 수입산 맥아 대신에 국내산 벼를 발아시켜 미아를 제조하고 이를 맥주 제조시 당화 원료로 사용함으로써 생산가 절감뿐만 아니라 부드러운 풍미를 부여하는 이점이 있다. 또한, 본 발명에서는 우슬을 첨가하여 기능성이 개선된 맥주를 제조하여 젊은 층 및 중년 층의 선호도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 침지시간에 따른 발아벼(미아)의 수분 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 고온고압 처리에 따른 우슬의 사포닌 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 고온고압 처리 온도와 횟수에 따른 우슬의 총 폴리페놀 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 고온고압 처리 온도와 횟수에 따른 우슬의 라디칼 소거능을 나타낸 그래프이다.
도 5는 고온고압 처리에 따른 우슬의 환원력 변화 (Reducing power) 측정결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 국내산 미아로 대체하여 제조한 맥주의 GABA (γ-aminobutyric acid) 함량을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 7은 일반 필스너 맥주와 미아 30%와 우슬 0.25% 첨가한 우슬-미아-필스너 맥주의 GABA 함량을 나타낸 그래프이다.
도 8은 우슬-미아 맥주의 xanthin oxidase 저해활성을 측정하여 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<참조예 1> 침지시간에 따른 발아벼 특성 조사

(1) 발아벼(미아) 제조

벼 발아를 위한 침지시간 및 발아조건은 다음 두 가지 조건으로 진행하였다. 첫 번째는 침지시간을 8, 16, 24시간으로 달리한 후 24시간 동안 발아된 미아의 특성 (발아율, 나이아신 함량, GABA 함량, 당화력)을 조사하여 미아제조에 적절한 침지시간을 선정하였으며, 두 번째로 선정된 침지시간 동안 침지된 벼를 발아 시간을 20, 24, 28, 32시간으로 달리하면서 벼의 특성을 조사하였다.

벼 나락은 2015년산 친환경 새일미(전남 신안)를 사용하였다. 벼 나락을 10% 소금물에 침지하여 떠오르는 쭉정이를 제거한 후 가라앉은 나락을 35℃ 물에 침지시키며 수분함량의 변화를 조사하였다. 침지시킨 나락은 체로 건져 물을 제거한 후 30℃, 상대습도 90%로 조절된 PLANT growth chamber (DS-52G4PC, Dasoll, Hwaseong, Korea)에서 발아시켰다. 발아시킨 미아는 drying oven (HB-501M, Hanbaek, Bucheon, Korea)을 이용하여 35℃에서 수분함량이 약 15%가 되도록 5∼6시간 동안 건조하여 제조하였다.

(2) 침지 시간에 따른 벼 수분함량의 변화 측정

벼 발아를 위한 수분함량은 일반적으로 30∼35%가 적합하다고 보고되어 있다.

도 1은 침지시간에 따른 발아벼(미아)의 수분 함량 변화를 나타낸 그래프이다. 여기에서 보듯이, 침지시간이 길어질수록 본 실험에서 사용된 새일미 벼의 수분함량은 지속적으로 증가하여 침지시간이 약 16~52시간 정도일 때 적정범위인 30~35%에 도달하는 것을 확인되었다.

(3) 침지 시간에 따른 발아율 및 발아 길이 측정

벼 나락을 8, 16, 24시간으로 나누어 침지한 후 24시간 동안 30℃, 상대습도 90%로 조절된 PLANT growth chamber에서 발아시킨 후 발아된 나락수를 계수한 발아율을 발아싹의 길이별로 분류한 결과는 하기 표 1과 같다. 침지시간 8, 16, 24시간 후 발아된 미아의 총 발아율은 각각 94.4, 95.2, 94.0%로 침지시간에 따른 차이가 거의 없었으나 8시간 침지후 발아된 나락의 대부분은 싹이 1 mm 이내로 짧게 자란 벼가 약 92%로 대부분을 차지한 반면 침지 16시간과 24시간의 경우 길이가 1 mm 이하로 짧게 자라는 벼가 각각 64%와 37%로 감소되어 침지시간이 길어지면서 발아된 벼의 싹의 길이가 점차 고르게 길어지는 것을 확인할 수 있었다.

벼의 싹 길이 (Sprout length) (mm)	침지시간 (h)
	8 h	16 h	24 h
None	5.6 ± 5.2	4.8 ± 2.7	6.0 ± 2.0
0-1	91.6 ± 5.5	64.0 ± 4.7	37.2 ± 2.3
1-2	0.8 ± 1.8	7.2 ± 1.8	14.8 ± 1.1
2-3	2.0 ± 2.0	7.6 ± 2.6	11.6 ± 3.3
3-4	0	7.2 ± 1.1	9.2 ± 1.8
4-5	0	6.0 ± 2.4	11.0 ± 3.0
5	0	3.2 ± 2.3	7.2 ± 3.3
발아율(%)	94.4 ± 5.2	95.2 ± 2.7	94.0 ± 2.0

(4) 침지 시간에 따른 미아의 나이아신 함량 측정

벼 침지시간을 달리하여 24시간동안 발아한 미아의 나이아신 함량은 하기 표 2에 나타내었다. 하기 표 2에서 보듯이, 발아전 벼의 나이아신 함량 0.4 mg/100 g은 8, 16, 24시간 침지한 후 30℃에서 24시간 발아시킨 후 나이아신 함량이 약 3~4배 정도 증가하여 1.2~1.6 mg/100 g의 범위를 보였다. 나이아신 함량은 8시간과 16시간 침지 후 발아된 벼가 24시간 침지 후 발아된 벼에 비하여 높았고 16시간 침지후 발아된 미아의 나이아신 함량이 가장 높았으나 8시간 침지한 시료와 유의적인 차이는 없었다.

시료	나이아신 함량 (mg/ 100 g)
비-발아 벼	0.4 ± 0.1
8시간 동안 침지시킨 발아 벼	1.5 ± 0.0
16시간 동안 침지시킨 발아 벼	1.6 ± 0.1
24시간 동안 침지시킨 발아 벼	1.2 ± 0.1

(5) 침지 시간에 따른 미아의 GABA 함량 측정

침지시간을 달리하여 발아시킨 벼의 GABA 함량을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.

시료	Value
비-발아 벼	7.73±0.21
8시간 동안 침지시킨 발아 벼	21.29±1.54
16시간 동안 침지시킨 발아 벼	14.11±0.84
24시간 동안 침지시킨 발아 벼	13.86±0.91

상기 표 3에서 보듯이, 발아전 벼의 7.73 mg/100 g이 발아 후 13.86~21.29 mg/100 g으로 약 2~3배 증가한 것을 확인하였다. 최대 GABA 함량을 보인 미아는 8시간 침지후 발아된 벼로 21.29 mg/100 g을 나타내었고 침지시간이 길어질수록 GABA 함량이 유의적으로 감소하는 것을 확인하였다.

(6) 침지 시간에 따른 미아의 당화력 측정

발아전 벼를 물에 침지한 시간을 8, 16, 24시간으로 달리한 후 24시간 동안 발아시킨 발아벼의 당화력을 조사하였다. 발아벼의 당화력은 필스너 맥주 제조 공정에서 사용되는 당화공정과 동일한 조건으로 미아를 이용하여 당화시킨 당화액의 당도는 침지 16시간까지 유의적으로 증가하다가 16시간 이후에는 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다. 16시간 침지후 제조한 미아의 당액의 당도는 발아하지 않은 벼로 제조한 당액의 당도에 비하여 약 2배 정도 높았다.

발아 벼를 침지시킨 당화액 시료	Sugar content (Brix)
비-발아 벼	4.6 ± 0.2
8시간 동안 침지시킨 발아 벼	7.1 ± 0.7
16시간 동안 침지시킨 발아 벼	9.8 ± 0.2
24시간 동안 침지시킨 발아 벼	9.7 ± 0.2

이상의 실험 결과로부터 발아전 벼를 물에 침지한 시간을 8, 16, 24시간으로 달리한 후 24시간 동안 발아시킨 다음 발아된 미아의 발아율, 나이아신 및 GABA 함량, 당화력 등을 조사한 결과 침지 16시간이 나이아신과 GABA 함량이 가장 높았으나 침지 24시간이 발아된 미아의 싹의 길이가 고르게 분포하여 당화력이 최대가 되는 것으로 나타났다. 침지시간이 길게 되면 나이아신 같은 수용성 비타민의 손실이 발생할 수 있으나 GABA와 같은 기능성성분의 함량이 최대값을 보이기 때문에 기능성 개선 측면에서 24시간 침지가 바람직할 것으로 보여진다.

<참조예 2> 발아시간에 따른 발아벼의 특성 조사

35℃에서 24시간 침지시킨 새일미 벼를 온도 30℃, 습도 90%로 조절된 PLANT growth chamber에서 20, 24, 28, 32시간 동안 발아시키며 제조된 미아의 특성 변화를 조사하였다.

(1) 발아율

하기 표 5에서 보듯이, 발아시간 20, 24, 28, 32시간 동안 발아시킨 벼의 총 발아율은 93.2~95.6%의 범위였으며 발아시간에 따른 큰 차이는 없었다. 하지만 미아 싹의 길이에 따른 분포는 20시간과 24시간 동안 발아된 미아의 싹은 모두 6 mm이하로 짧은 반면 28시간과 32시간 발아된 미아는 싹의 길이가 10 mm까지 길게 자라며 비교적 고르게 분포되었다.

벼의 싹 길이 (mm)	발아 시간
	20 h	24 h	28 h	32 h
None	6.8 ± 3.9	6.0 ± 2.0	5.2 ± 2.3	4.4 ± 1.7
0-1	67.2 ± 7.0	37.2 ± 2.3	41.6 ± 11.8	41.2 ± 16.5
1-2	10.8 ± 4.1	14.8 ± 1.1	10.8 ± 4.1	10.8 ± 2.3
2-3	9.2 ± 2.3	11.6 ± 3.3	11.6 ± 3.6	6.0 ± 2.4
3-4	0.0 ± 0.0	9.2 ± 1.8	2.8 ± 2.3	9.6 ± 1.7
4-5	4.0 ± 2.4	11.2 ± 3.0	13.6 ± 6.2	2.4 ± 2.6
5-6	2.0 ± 2.4	7.2 ± 3.3	4.0 ± 5.5	8.8 ± 2.3
6-7	0	0	2.8 ± 2.3	8.0 ± 2.4
7-8	0	0	10.4 ± 6.8	13.6 ± 1.7
8-9	0	0	6.4 ± 4.3	5.6 ± 1.7
9-10	0	0	2.0 ± 2.4	10.8 ± 1.1
>10	0	0	3.2 ± 2.3	10.4 ± 1.7
발아율 (%)	93.2 ± 3.9	94.0 ± 2.0	94.8 ± 2.3	95.6 ± 1.7

(2) 나이아신 함량 측정

새일미 벼를 35℃에서 24시간 침지 후 발아시간에 따른 미아의 나이아신 함량 변화는 하기 표 6과 같다. 20시간 동안 발아된 미아의 나이아신 함량은 발아하지 않은 벼에 비하여 약 2배, 24시간 이상 발아된 미아의 나이아신 함량은 약 3배 이상으로 증가하였다. 발아시간 24시간 이상에서는 나이아신 함량의 유의적인 변화가 없었다.

시료	나이아신 함량 (mg/ 100 g)
비-발아 벼	0.4 ± 0.1
20시간 동안 발아시킨 발아 벼	0.9 ± 0.1
24시간 동안 발아시킨 발아 벼	1.2 ± 0.1
28시간 동안 발아시킨 발아 벼	1.3 ± 0.1
32시간 동안 발아시킨 발아 벼	1.3 ± 0.2

(3) GABA 함량 측정

발아시간에 따른 미아의 GABA함량 변화는 하기 표 7과 같다. 발아전 벼의 GABA 함량 7.73 mg/100g은 발아시간에 따라 6.17~16.28 mg/100g의 범위를 보였다. 20시간 동안 발아된 미아가 16.28 mg/100 g으로 GABA 함량이 가장 높았으며 그 이후로는 발아기간이 길어질수록 유의적으로 감소하였다. 한편 32시간 동안 발아시킨 미아는 GABA 함량이 6.17 mg/100 g으로 발아되지 않은 벼의 GABA 함량보다 낮게 나타났다.

시료	GABA 함량 (mg/100 g)
비-발아 벼	7.73 ± 0.21
20시간 동안 발아시킨 발아 벼	16.28 ± 0.24
24시간 동안 발아시킨 발아 벼	13.86 ± 0.91
28시간 동안 발아시킨 발아 벼	9.88 ± 0.84
32시간 동안 발아시킨 발아 벼	6.17 ± 0.75

(4) 당화력 측정

발아시간에 따른 미아의 당화력 변화는 하기 표 8과 같다. 발아시간이 길어질수록 당화액의 당도가 높아져 당화력이 증가되어 발아시간 28시간에서 당도 10.2 Brix로 최고 당화력을 보였으며 이는 발아전 벼에 비하여 약 2.5배 높은 값이었다. 한편 발아 28시간 이상에서는 당화력이 유의적으로 증가하지 않는 것으로 나타났다.

시료	Sugar content (Brix)
비-발아 벼	4.6 ± 0.2
20시간 동안 발아시킨 발아 벼	8.8 ± 0.1
24시간 동안 발아시킨 발아 벼	9.7 ± 0.2
28시간 동안 발아시킨 발아 벼	10.2 ± 0.1
32시간 동안 발아시킨 발아 벼	9.9 ± 0.3

이상과 같은 실험결과로부터 맥주 제조시 보리를 발아시켜 맥아로 만드는 주목적은 발아에 의해서 보리 중에 여러 가지 효소를 생합성 또는 활성화시키고, 배유의 세포벽을 용해하여 내용물이 효소작용을 받기 쉬운 상태로 만들어 주는 동시에 저장물질을 적당히 분해하는데 있다. 맥주제조에 쓰이는 맥아를 부분적으로 대체할 미아를 제조하기 위해 새일미 벼 나락의 최적 발아조건을 조사하였다. 최적 발아조건 선정을 위해 나락의 침지시간과 발아시간을 달리하여 발아율, 미아의 싹 길이 분포, 미아의 당화력, 수용성 비타민 함량, 그리고 GABA 함량을 비교하였다.

침지시간을 8, 16, 24시간으로 변화시켜 발아된 미아의 경우 나이아신과 GABA의 함량은 침지시간이 비교적 짧은 것이 바람직하였으나 당화력의 경우 침지시간이 길수록 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 침지시간이 길어질수록 발아율이 높으면서 발아싹의 길이 분포가 비교적 고르게 나타났다. 따라서, 수용성 성분과 기능성 성분의 손실이 비교적 적으면서도 당화력이 높고 미아의 싹이 고르게 분포되는 24시간을 적정 침지시간으로 결정하였다.

벼 나락을 24시간 침지시킨 후 발아시간을 20, 24, 28, 32시간으로 달리하면서 미아의 특성을 조사한 결과, 모두 높은 발아율을 보였으나 20시간과 24시간에서 발아싹의 길이가 대부분 6 mm이하인 단미아가 제조된 반면, 28시간과 32시간 발아된 미아의 유아 길이는 10 mm까지 이상으로 성장하는 장미아가 제조되는 것을 확인하였다. 나이아신 함량은 발아시간 24시간에서 최고였으며, GABA 함량은 발아시간 20시간에서 가장 높았고 그 이후 발아시간이 길어지면서 점차 감소되었다. 당화력은 발아시간이 길어지면서 점차 증가되어 28시간에서 최대값을 나타내었다. 전체적으로 단미아 제조에 24시간 발아가 20시간 발아기간보다 바람직하였으며 GABA, 나이아신 함량, 당화력도 증가 이후 비교적 높게 유지되어 맥주 제조를 위한 미아 제조 발아 최적시간으로 24시간을 선정하였다.

일반적으로 보리를 발아시켜 맥아를 제조하는 경우 싹의 길이가 보리 길이의 3/4∼4/5 정도를 단맥아, 싹의 길이가 보리 길이의 1.5∼2배 되는 것을 장맥아로 분류하고 있으며 맥주 제조시 단맥아가 사용된다. 이러한 기준으로 볼 때 본 연구에서 20시간과 24시간 발아된 미아는 단미아, 28시간과 32시간 동안 발아된 미아는 장미아로 분류될 수 있을 것으로 보여져 단맥아 제조 조건을 선택하는 것이 바람직할 것으로 보인다.

결론적으로 최종 미아 제조 조건은 35℃에서 24시간 침지한 후 30℃, 습도 90%에서 24시간 발아시키는 방법을 선정하여 미아를 제조한 후 맥주 제조에 사용하였다.

<참조예 3> 우슬 쌀 맥주 제조를 위한 우슬 전처리

맥주 제조시 일반적으로 열수 추출공정이 활용되므로 우슬을 맥주음료 제조 공정에 활용하기 위해서는 우슬 기능성 성분의 열수 추출 효율성을 개선하는 것이 필요하다. 우슬은 단단한 식물성 조직으로 인하여 장시간의 열수 추출과정이 필요하다. 본 절에서는 우슬을 고온고압 및 건조 처리를 반복함으로 조직 변화를 유도하고 이로 인하여 우슬의 기능성 성분 추출 효율성이 개선될 수 있는지를 조사하여 맥주 및 음료 제조시 적용할 수 있는 공정조건을 확립하였다.

(1) 고온고압 처리 우슬 제조

생우슬을 고압증기멸균기(ES-315, TOMY, Tokyo, Japan)을 이용하여 100 kPa 압력으로 110, 120, 130℃에서 각각 1시간 동안 고온고압 처리한 후 40℃ 건조기(HB501L, Hanback, Bucheon, Gyeonggi)에서 24시간 건조하였다. 이러한 공정을 최대 9회까지 반복하며 각 온도에서 반복 횟수 별로 시료를 제조하였다.

(2) 고온고압 처리에 따른 우슬의 사포닌 함량 변화

도 2는 고온고압 처리에 따른 우슬의 사포닌 함량 변화를 나타낸 그래프이다. 여기에서 보듯이, 우슬의 사포닌 함량은 0.465 ± 0.004 mg/g이었으며 고온고압 처리 온도 및 횟수에 따라 각각 110℃에서 처리시 4회처리까지, 120℃에서 처리시 3회까지, 130℃에서 2회까지 사포닌 함량이 증가하여 각각 최대 0.829, 0.942, 1.235 mg/g 값을 나타냈다. 사포닌 함량이 최대값을 보인 조건은 130℃에서 2회 처리한 시료로 처리되지 않는 시료에 비하여 사포닌 함량이 약 2.7배가 증가되었다.

(3) 고온고압 처리에 따른 우슬의 총 폴리페놀 함량 변화 측정

고온고압 처리 온도와 횟수에 따른 우슬의 총 폴리페놀 함량 변화는 도 3에 나타내었다. 110℃에서 처리한 우슬의 경우 9회까지 총 폴리페놀 함량이 증가하여 최대값 0.410 mg GAE/g을 나타내었다. 120℃에서 처리시 7회까지, 130℃에서 처리한 시료의 경우 2회 처리까지 총 폴리페놀 함량이 점차 증가하여 각각 최대값 0.560과 0.556 mg GAE/g을 나타낸 다음 처리횟수가 증가하면서 점차 감소하였다. 이는 처리 온도가 높을수록 총 폴리페놀 함량을 극대화하기 위한 반복 처리 횟수는 감소되는 것을 알 수 있었다. 처리 횟수가 같은 경우에는 처리 온도가 높을수록 총 폴리페놀 함량은 높게 추출되는 경향을 보였다. 총 폴리페놀 함량이 가장 높게 나타난 시료는 130℃에서 2회 처리한 우슬로 처리하지 않은 시료에 비하여 약 17배 증가된 수준이었다.

(4) 고온고압 처리에 따른 우슬의 DPPH 라디컬 소거능 변화

고온고압 처리 온도와 횟수에 따른 우슬의 라디칼 소거능은 도 4와 같다. 도 4에서 보듯이, 총 폴리페놀 함량의 변화와 마찬가지로 처리 횟수가 적을 때는 온도가 높을수록 DPPH 라디컬 소거능이 증가하는 경향을 보였지만 처리 횟수가 반복될수록 높은 온도에서 DPPH 라디컬 소거능 감소가 크게 나타났다. 결과적으로 각 온도별로 가장 높은 DPPH 라디컬 소거능은 130℃에서 2회 (1.184 mg GAE/g), 120℃에서 6회 (1.050 mg GAE/g), 110℃에서 9회 (0.845 mg GAE/g) 처리한 시료였다. 가장 낮은 110℃에서는 고온고압 처리 횟수가 반복될수록 DPPH 라디컬 소거능이 9회까지 지속적으로 증가하였으나 130℃에서 2회 처리한 우슬보다 낮은 소거능을 보였다.

(5) 고온고압 처리에 따른 우슬의 환원력 변화 (Reducing power) 측정

도 5는 고온고압 처리에 따른 우슬의 환원력 변화 (Reducing power) 측정결과를 나타낸 그래프이다. 여기에서 보듯이, 처리되지 않은 우슬의 경우 환원력이 나타나지 않았으나, 고온고압 처리 시료들은 처리 온도와 횟수에 따라 환원력이 증가하는 것을 확인하였다. 110℃에서는 5회 처리군까지, 120℃에서는 4회까지, 130℃에서는 2회 처리군까지 환원력이 증가한 이후 처리 횟수가 증가하면서 환원력이 점차 감소하여 각 온도별로 최고 환원력 1.024 mg GAE/g, 1.276 mg GAE/g, 1.663 mg GAE/g을 보였다. 모든 처리군에서 가장 높은 환원력을 보인 시료는 130℃에서 2회 처리한 시료였다.

이상의 실험결과에 따라, 우슬을 고온고압 증기 처리한 후 건조하는 과정을 총 9회까지 반복하여 우슬을 제조하였다. 110℃, 120℃, 130℃에서 처리 횟수가 증가할수록 사포닌 함량, 총 폴리페놀 함량, 항산화능(DPPH 라디칼 소거능, 환원력)은 일정 횟수까지는 증가하여 최대값을 보이다가 처리횟수가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 모든 결과에서 130℃에서 2회 처리한 우슬이 가장 높은 사포닌 함량, 총 폴리페놀 함량, 항산화능을 보여 고온에서 적은 횟수로 처리하는 공정조건이 우슬의 기능성 개선을 위해 바람직할 것으로 보여진다. 결과적으로 130℃에서 2회 처리한 시료는 무처리 우슬에 비하여 사포닌 함량은 2.7배, 총 폴리페놀 함량은 17배로 증가하였으며 거의 검출되지 않은 DPPH 라디컬 소거능과 환원력(reducing power)도 각각 1.184 mg GAE/g과1.663 mg GAE/g의 항산화능을 보이는 것을 확인하였다.

이러한 결과를 볼 때, 맥주나 음료 제조시 기능성 개선을 위해서는 우슬을 130℃에서 2회 고온고압처리 후 건조하여 사용하는 것이 최종 가공품의 기능성 개선에 바람직할 것으로 보여진다.

<참조예 4> 미아 첨가 맥주 제조

국내에서 맥주 제조시 사용되는 맥아는 전량 수입하여 사용하고 있어 국내산 맥주 개발을 위해서는 수입산 맥아를 대체할 수 있는 개술개발이 필요하다. 최근 쌀을 맥주 제조에 사용하는 경우 순하고 부드러운 풍미로 인하여 다양한 연령대에서 선호도를 보이므로 쌀을 발아시킨 미아를 사용하여 부드러운 풍미를 부여할 수 있을 것으로 보여진다. 본 절에서는 국내산 벼를 발아시켜 미아를 제조하고 이를 맥주 제조시 당화 원료로 이용되는 수입산 맥아를 일부 대체하여 사용함으로 생산가 절감과 부드러운 풍미를 부여하고 우슬을 첨가하여 기능성이 개선된 맥주를 개발하고자 하였다. 본 절에서는 미아의 맥아 적정 대체량을 조사하고 (0, 15, 30%) 여기에 우슬을 첨가한 맥주를 제조한 후 관능성 및 기능성을 조사하였다.

(1) 재료

맥주 제조에 사용된 맥아는 pilsener, caraphils (Weyermann, 독일), 호프는 CASCADE-HOP Pellets(ET BULHOPS, 불가리아), hallertauer-HOP Pellets(HVG Hopfenverwertungsgenossenschaft e.G, 미국), 효모는 Safbrew S-23(Algist bruggeman, 벨기에)를 구입하여 사용하였다.

(2) 미아 첨가 맥주 제조

Pilsner형 맥주 제조를 위하여 사용되는 맥아는 pilsener와 carapils 두 종류이다. 이 중 carapils는 전체 맥아의 4%비율로 맥주의 색을 부여하는 역할을 한다. 본 발명에서는 전체 맥아 사용량 중 96%에 해당되는 pilsner 사용량에서 미아를 0, 15, 30% (w/w)까지 대체하여 맥주를 제조하였다.

하기 표 9에 나타낸 맥주 제조 공정에 따라 당화, 농축, 발효 및 숙정 공정으로 미아 첨가 맥주를 제조하였다. 이 때 당화 공정에서 맥아와 함께 미아를 혼합하여 투입하였다.

당화	물 받기
	맥아와 미아(0, 15, 30%, w/w) 투입 후 45℃에서 20분 휴식
	60℃ 승온 후 80분 휴식
	72℃ 승온 후 15분 휴식
	78℃ 승온 후 10분 휴식
	맥즙 여과
	당도 측정(11.5∼12.0 Brix)
농축	100℃로 승온 후 15분 끓임
	1차 호프(IHT-Pellets) 투입 후 100℃에서 55분 끓임
	2차 호프(SAAZ-HOP Pellets) 투입 후 100℃에서 15분 끓임
	여과
	14℃ 급냉
발효	효모 투입 (Safbrew S-23)
	14℃에서 10일간 발효 (3.8 Brix 도달 시 호기성에서 혐기성 발효) (가스 방출을 위해 압력은 0.5 bar 유지)
	2.5 Brix 도달 시 5℃로 냉각
숙성	3℃에서 15일간 숙성
	출하

(3) 미아 첨가 맥주의 색도 측정

맥아와 미아의 비율을 달리하여 제조한 맥주의 색도는 맥주 제조 과정 중 1) 농축, 2) 발효, 3)숙성 단계로 구분하여 측정하여 하기 표 10에 나타내었다. 하기 표 10에서 L: lightness, a: redness and greenness, b: yellowness and blueness를 나타낸다.

맥주 시료	Color
	L	a	b
GR 0% - Pilsner	94.58 ± 0.03	-1.51 ± 0.00	19.27 ± 0.02
GR 15% - Pilsner	96.08 ± 0.14	-1.46 ± 0.02	14.09 ± 0.02
GR 30% - Pilsner	95.40 ± 0.01	-1.43 ± 0.00	15.85 ± 0.02

상기 표 10에서 보듯이, 제조 조건에 따라 수치의 크기는 차이가 있으나 대체적으로 제조가 진행됨에 따라 각 맥주 시료들의 L값은 커지고, a와 b의 값은 감소하는 경향을 보여 미아 첨가량이 커질수록 맥주의 색이 보다 맑고 옅어지는 것을 알 수 있었다.

(4) 미아 첨가 맥주의 pH 및 산도 측정

맥아와 미아의 비율을 달리하여 제조한 맥주의 pH와 산도의 변화는 하기 표 11에 나타내었다. 숙성 완료된 맥주의 pH는 4.57~4.69 범위였으며 GR 15%에서 가장 낮은 pH를 GR 30%에서 가장 높은 값을 보였으며 산도는 0.34~0.56% 범위를 보였고 GR 30% 맥주가 가장 낮았다.

맥주 시료	pH	산도(%)
GR 0% - Pilsner	4.60±0.00	0.56±0.01
GR 15% - Pilsner	4.57±0.00	0.34±0.03
GR 30% - Pilsner	4.69±0.00	0.39±0.01

(5) 미아 첨가 맥주의 총 폴리페놀 함량 측정

미아를 첨가하여 제조한 맥주의 총 폴리페놀 함량을 분석한 결과는 하기 표 12에 나타내었다. 미아 첨가 맥주의 총 폴리페놀 함량은 미아 첨가량이 증가할수록 감소하여 30% 첨가 맥주가 299.9 ug GAE/ 100 mL 수준을 보여 미아 무첨가 맥주에 비하여 총 폴리페놀 함량이 약 55ug GAE/ 100 mL 낮아졌다.

맥주 시료	총 폴리페놀 함량(ug GAE/100 mL)
GR 0% - Pilsner	355.51±11.91
GR 15% - Pilsner	329.50± 5.36
GR 30% - Pilsner	299.93± 1.76

(6) 미아 첨가 맥주의 GABA 함량 측정

GABA는 고혈압과 신경안정에 기능성이 있는 것으로 알려져 있는 수용성 아미노산으로 벼 발아시 그 함량이 증가된다. 수입산 맥아를 국내산 미아로 일부 대체하여 제조한 맥주의 GABA (γ-aminobutyric acid) 함량을 측정하였다.

도 6은 국내산 미아로 대체하여 제조한 맥주의 GABA (γ-aminobutyric acid) 함량을 측정하여 나타낸 그래프이다. 여기에서, GR0-P, GR15-P 및 GR30-P는 각각 미아를 0, 15 및 30 중량%로 첨가한 맥주이다. 도 6에서 보듯이, 수입산 맥아로만 제조된 필스너 맥주인 GR0-P는 GABA 함량이 5913 ug/100 mL이었으며 미아를 첨가하여 제조한 GR15-P, GR30-P은 8422~9423 ug/ 100 mL의 GABA 함량을 나타내어 미아 첨가량이 증가함에 따라 GABA 함량이 증가한 것을 확인할 수 있었다.

(7) 미아 첨가 맥주의 메탄올 및 에탄올 함량 측정

미아를 사용하여 제조한 필스너 맥주의 메탄올 및 에탄올 함량은 하기 표 13에 나타내었다. 식품공전에서는 맥주류의 메탄올 함량은 0.5 mg/mL이하로 규정하고 있다. 본 발명에서 제조된 모든 맥주의 메탄올 함량은 0.001~0.002 mg/ mL의 범위를 보여 식약처 규격 이하인 것으로 나타났다. 한편, 주류의 알코올도수 (에탄올 content)의 경우 2003년 주세법 개정으로 폐지되었으나 일반적으로 국내에서 유통되는 맥주의 에탄올 함량은 4~5%가 주를 이루고 있다. 맥아를 미아로 일부 대체하여 맥주를 제조시 에탄올 함량이 다소 감소했으나 차이가 유의적이지 않았고 모두 일반 맥주의 4~5% 범위를 보여 미아 첨가가 맥주 알콜생성에 충분한 것으로 보인다.

맥주 시료	메탄올 content (mg/mL)	에탄올 content (%)
GR 0% - Pilsner	0.002 ± 0.001	5.77 ± 0.30
GR 15% - Pilsner	0.002 ± 0.000	5.69 ± 0.19
GR 30% - Pilsner	0.002 ± 0.001	5.41 ± 0.44

(8) 미아 첨가 맥주의 관능적 특성 측정

영양성, 기능성, 관능성을 조사하였다. 미아의 첨가율을 달리하여 제조한 맥주의 관능적 특성을 조사하여 하기 표 14에 나타내었다. 하기 표 14에서 보듯이, GR 30% 맥주가 모든 관능적 특성에서 가장 높은 점수를 받았으나 미아 첨가량에 따른 유의적인 차이는 없었다. 따라서 미아를 30%까지 대체하는 경우 맥주 본연의 맛, 색, 향을 잃지 않고 다소 개선된 기호도를 얻을 수 있으므로 30%가 맥아의 미아 대체량으로 바람직할 것으로 보인다.

맥주 시료	Color	Flavor	Taste	Overall acceptability
GR 0%-Pilsner	3.00±0.82	3.11±0.57	2.44±1.07	2.78±1.31
GR 15%-Pilsner	2.67±0.47	3.00±0.67	2.22±0.92	2.33±0.82
GR 30%-Pilsner	3.22±0.63	3.11±0.87	2.78±1.03	3.11±0.99

이상과 같이, 맥아를 미아로 0%, 15%, 30% 대체하여 제조된 맥주의 특성을 조사한 결과 맥주 제조시 요구되는 pH, 산도, 에탄올 생산량과 같은 지표에서는 맥아만을 사용하여 제조된 맥주와 유의적인 차이가 없는 맥주 생산이 가능한 것으로 나타나 맥주 제조시 미아를 30%까지 대체 가능한 것으로 보인다. 한편, 미아를 사용함에 따라 폴리페놀 함량은 다소 감소하는 경향을 보였으나 GABA 함량의 경우는 30% 미아 첨가시 약 1.6배 증가하는 것으로 나타났다. 관능평가에서도 전체적으로 30% 미아 첨가 맥주가 관능적 특성이 높게 나타나 맥주 제조시 수입 맥아를 국산 미아로 30% 대체 가능한 것으로 판단된다. 미아로 맥아를 일부 대체시 맥주의 색이 다소 맑아지고 맛에서는 보다 부드러운 풍미를 나타내는 것으로 확인되었다.

<실시예 1> 우슬-미아 맥주 제조

(1) 우슬-미아 맥주 제조

상기 표 9에 나타낸 바와 같이, 당화공정에서 맥아를 미아로 30% 대체하고 농축 공정에서 우슬을 추가로 첨가하여 맥주를 제조함으로써 맥주의 기능성 및 관능성을 개선하고자 하였다. 맥주 제조 공정은 Pilsner 맥주 제조 공정을 사용하였고 사용되는 두 가지 맥아인 pilsener와 carapils 중 pilsner를 미아로 30% 대체하였고 우슬은 열수추출 조건 확립에 따라 농축 공정에서 1차 호프를 투입시 함께 첨가하는 공정으로 하여 담주영농조합법인에서 400 L 용량으로 scale-up하여 시제품을 제조하고 특성을 조사하였다. 우슬 첨가량은 0.10~0.35% 사이에서 예비실험을 진행하여 관능성과 경제성을 분석하여(data not shown) 0.25%를 적정 첨가량으로 선정하였다.

(2) 우슬-미아 첨가 맥주의 색도 측정

미아와 우슬을 첨가한 맥주의 색을 평가하여 하기 표 15에 나타내었다. 30%의 미아와 0.25%의 우슬(Achyranthes japonica Nakai)이 첨가된 미아 및 우슬 함유 맥주(GR-AJN-Pilsner)를 사용하였다.

맥주 시료	Color
	L	a	b
Pilsner	89.87±0.03	-0.06±0.01	23.13±0.01
GR-AJN-Pilsner	88.52±0.02	-1.57±0.01	37.87±0.01

상기 표 15에서 보듯이, L값과 a값은 감소하고 b값은 유의적으로 증가하였는데 이는 미아를 첨가함으로 다소 밝아졌던 맥주가 우슬 첨가로 인하여 색이 짙어지고 보다 노란색을 띠는 것을 보여준다.

(3) 우슬-미아 첨가 맥주의 pH, 산도, 에탄올 및 메탄올 함량 측정

수입산 맥아로만 제조한 대조구 필스너 맥주와 맥아를 미아로 30% 대체하고 우슬을 0.25% 첨가하여 제조한 맥주의 pH, 산도, 에탄올 및 메탄올 함량은 하기 표 16과 같다. 미아와 우슬을 첨가한 맥주는 대조구보다 높은 pH를 보였으나 산도에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 우슬-미아 맥주의 메탄올 함량은 0.001 mg/mL로 식약처의 맥주 제조 규격 이하였으며 에탄올 함량은 5.21%로 무첨가 맥주와 유의적인 차이가 나타나지 않아 우슬과 미아 첨가시에도 맥주 제조시 요구되는 알콜 생산이 충분한 것으로 보여진다.

맥주 시료	pH	산도 (%)	메탄올(mg/mL)	에탄올 (%)
Pilsner	3.98±0.01	0.28±0.02	0.001 ± 0.000	5.56 ± 0.16
GR-AJN-Pilsner	4.16±0.01	0.26±0.00	0.001 ± 0.000	5.21 ± 0.12

(4) 우슬-미아 첨가 맥주의 총 폴리페놀 함량 측정

우슬-미아 첨가 맥주의 총 폴리페놀 함량을 측정하여 하기 표 17에 나타내었다. 우슬-미아 맥주의 총 폴리페놀 함량은 우슬과 미아를 첨가하지 않은 맥주에 비하여 총 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가되어 563.82 ug GAE/100 mL를 나타냈다.

맥주 시료	총 폴리페놀 함량(ug GAE/100 mL)
Pilsner	532.32±3.46
GR-AJN-Pilsner	563.82±3.46

(5) 우슬-미아 첨가 맥주의 GABA 함량 측정

일반 필스너 맥주와 미아 30%와 우슬 0.25% 첨가한 우슬-미아-필스너 맥주의 GABA 함량은 도 7에 나타내었다.

도 7은 일반 필스너 맥주와 미아 30%와 우슬 0.25% 첨가한 우슬-미아-필스너 맥주의 GABA 함량을 나타낸 그래프이다. 여기에서 보듯이, 우슬과 미아 무첨가 맥주의 GABA 함량은 663.51 ug/ 100 mL인데 비하여 우슬-미아 맥주의 GABA 함량은 3397.87 mg/100 mL을 보여 약 5배 증가한 것으로 나타났다.

(6) 우슬-미아 첨가 맥주의 Xanthine oxidase 저해 활성 측정

우슬-미아 맥주의 xanthin oxidase 저해활성을 측정하였다. 도 8은 우슬-미아 맥주의 xanthin oxidase 저해활성을 측정하여 나타낸 그래프이다. 여기에서, V-C는 ascorbic acid(1 mg/mL)이다. 도 8에서 보듯이, 미아와 우슬 무첨가 맥주의 경우 활성 비교군으로 사용된 ascorbic acid 1 mg/mL 농도에서의 xanthin oxidase 저해활성 63.6%와 유사한 수준인 62.7%의 xanthin oxidase 저해활성을 보인 반면 우슬-미아 맥주의 경우 유의적으로 증가된 71.7%의 xanthin oxidase 저해활성을 나타내었다. 이는 0.25% 수준으로 첨가된 우슬에 의하여 맥주의 xanthin oxidase 저해활성이 9% 증가되었음을 보여주는 것으로 우슬 첨가가 기능성 개선에 효과적이라 할 수 있다.

(7) 우슬-미아 첨가 맥주의 관능적 특성 관찰

우슬-미아-필스너 맥주의 관능적 특성은 하기 표 18과 같다. 미아와 우슬을 첨가한 맥주는 무첨가 맥주보다 모든 관능검사 항목, 색, 향, 맛, 전체적인 기호도에서 높은 점수를 보였다. 시료간의 차이가 유의적이지는 않았으나 축제에서 시음회를 통한 소비자들의 주관적인 평가에서 맥아의 함량이 감소하였음에도 불구하고 맛이 보다 부드러우면서도 맥주의 쓴맛을 보유하는 것으로 평가하여 미아와 우슬의 첨가가 무첨가 맥주에 비하여 관능적으로 우수하다는 평가를 얻을 수 있음을 확인하였다.

맥주 시료	Color	Flavor	Taste	Overall acceptability
Pilsner	5.33±0.94	5.22±1.03	5.11±1.37	5.44±1.07
GR-AJN-Pilsner	5.89±0.74	5.44±1.07	5.56±1.26	5.78±0.92

이상과 같은 실험을 통하여 국내 micro-brewery beer에 사용되는 맥아는 전량 수입산으로 이를 국산 원료로 대체하면서 풍미와 기능성을 개선할 수 있는 맥주를 제조하기 위한 공정을 최적화하였다. 맥주에 사용하기 위한 미아 제조는 35℃에서 24시간 침지 후 30℃에서 24시간 발아하였고, 우슬은 100 kPa 압력 및 130℃ 온도에서 고온고압처리 후 건조하는 과정을 2회 반복시 기능성 성분의 효율적인 추출이 가능하였다. 미아의 맥아 대체율은 30%가 관능성과 기능성 개선에서 바람직하였다. 최종적으로 우슬을 0.25% 첨가함으로 총 폴리페놀 함량(563.82 ug GAE/100 mL)과 GABA 함량(3397.87 mg/100 mL, 5배 증가)이 증가되었고 항염증과 관련된 xanthin oxidase 저해활성(71.7%) 또한 유의적으로 증가된 것을 확인하였다. 한편, 맥주 제조에 필요한 pH 4.16, 산도 0.26%, 에탄올 5.21% 및 메탄올 0.001% 수준을 얻어 우슬과 미아 첨가가 맥주 제조에 필요한 특성에는 큰 영향을 미치지 않은 것으로 나타나 맥주 제조시 첨가 원료로 사용이 가능할 것으로 보여진다. 최종적으로, 우슬-미아 맥주의 관능평가 결과 모든 항목에서 무첨가 필스너 맥주에 비하여 높은 점수를 얻어 미아와 우슬을 사용함으로써 맥주의 기능성 뿐만 아니라 관능성 개선이 가능할 것으로 보여진다.

이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 미아 및 우슬 함유 맥주는 수입산 맥아 대신에 국내산 벼를 발아시켜 미아를 제조하고 이를 맥주 제조시 당화 원료로 사용함으로써 생산가 절감과 부드러운 풍미를 부여하는 이점이 있다. 또한, 본 발명에서는 우슬을 첨가하여 기능성이 개선된 맥주를 제조하여 젊은 층 및 중년 층의 선호도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (9)

1. 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미아 및 우슬 함유 맥주의 제조방법:
   (S1) 맥아와 미아를 8 : 2 내지 6 : 4의 중량비로 혼합 투입하여 당화시키는 당화단계;
   (S2) 상기 단계 (S1)에서 당화된 당화물에 호프; 및 생우슬을 90 내지 110 kPa 압력 및 125 내지 135℃의 온도에서 1 내지 3회 고온고압 처리하여 건조하여 제조된 우슬을 첨가하여 농축하는 농축단계;
   (S3) 상기 단계 (S2)에서 농축된 농축물에 효모를 투입하여 발효시키는 발효단계; 및
   (S4) 상기 단계 (S3)에서 발효된 발효물을 숙성시키는 숙성 단계.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 단계 (S1)에서 미아는 벼 나락을 30 내지 40℃에서 22 내지 26 시간 동안 침지시킨 다음 25 내지 35℃에서 20 내지 30 시간 동안 발아시켜 제조된 것임을 특징으로 하는 제조방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 단계 (S2)에서 우슬을 맥주의 총 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 0.3 중량%의 양으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 단계 (S1)의 당화 단계가, 물에 맥아와 미아를 투입 후 40 내지 50℃에서 15 내지 25분 휴식 처리하고, 55 내지 65℃ 승온 후 75 내지 85분 휴식 처리하고, 67 내지 77℃로 승온 후 10 내지 20분 휴식 처리하고, 73 내지 83℃ 승온 후 5 내지 15분 휴식 처리한 다음 맥즙을 여과하는 것을 포함하는 것임을 특징으로 하는 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 단계 (S2)의 농축 단계가, 단계 (S1)에서 수득된 당화물을 95 내지 105℃로 승온 후 10 내지 20분 끓이고, 1차 호프 및 우슬을 투입 후 95 내지 105℃에서 50 내지 60분 끓이고, 2차 호프 투입 후 95 내지 105℃에서 10 내지 20분 끓인 다음 여과 및 급냉하는 것을 포함하는 것임을 특징으로 하는 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 단계 (S3)의 발효 단계가, 단계 (S2)에서 수득된 농축물에 효모를 투입하여 효모를 투입하여 13 내지 15℃에서 8 내지 12일간 발효시킨 다음, 2.0 내지 3.0 Brix 도달 시 4 내지 6℃로 냉각하는 것을 포함하는 것임을 특징으로 하는 제조방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 단계 (S4)의 숙성 단계가, 단계 (S3)에서 수득된 발효물을 2 내지 4℃에서 12 내지 18일간 숙성시키는 것을 포함하는 것임을 특징으로 하는 제조방법.
9. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 따라 제조된 미아 및 우슬 함유 맥주.

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