KR20170120265A - 유산균을 이용한 밤 발효 퓨레 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유산균을 이용한 밤 발효 퓨레의 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 Lactobacillus plantarum (KCTC 21004)을 밤 퓨레에 혼합하여 접종하는 것을 특징으로 하는 밤 발효 퓨레의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus. acidophilus, Lactobacillus. sakei 및 Lactococcus lactics로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택한 유산균을 접종하여 밤을 발효한 밤 발효 퓨레의 제조방법은 밤의 영양성분을 함유하고 유산균에 발효에 의한 우수한 관능성을 특징으로 함으로써 밤을 이용한 건강 발효 식품의 개발에 유용하게 이용될 수 있다.

Description

유산균을 이용한 밤 발효 퓨레 제조방법{Preparation method of Fermented chestnut puree using lactic acid bacteria}

본 발명은 유산균을 이용한 밤 발효 퓨레 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 락토바실러스 플랜타럼(KCTC 21004)을 밤 퓨레에 혼합하여 접종하는 것을 특징으로 하는 프로바이오틱스 유산균을 활용한 밤 발효 퓨레의 제조방법에 관한 것으로, 밤을 이용한 건강 발효 식품을 개발하는데 이용될 수 있다.

밤은 아시아, 유럽 등 온대지역에서 자라는 식물로 그 원산지를 근거로 하여 유럽밤 (Castanea sativa Miller), 중국밤 (Castanea mollisima Blume), 일본밤 (Castanea cretanea Seib et Zucc) 및 한국밤 (Castanea cretanea var. dulis Nakai)으로 크게 구분된다. 우리나라 밤은 중국밤, 일본밤에 비해 밤알의 단맛이 좋아 소비자 기호도가 매우 높고, 결실 시기가 빨라서 식재(초목을 심어 재배) 후 3년이면 수확이 시작되고 8년에서 17년이면 수확의 최고 성수기를 맞게 되지만, 그 이후에는 수확이 감소된다. 연중재배는 1, 2월에 전정 및 시비를 하며 꽃은 7월 하순경에 개화된다. 밤의 수확 시기는 품종에 따라 약간 차이가 나지만 9월초부터 10월 중순까지 계속된다. 국제연합식량농업기구(FAO)에서 발표한 2013년도 통계자료에 따르면 전 세계적으로 밤의 생산량은 아시아지역에서 90.2%을 차지하고, 그 다음으로 유럽(6.9%), 아메리카(3%) 순으로 많이 생산되고 있다고 보고하였으며, 중국이 165만톤으로 가장 많이 재배가 되고 한국(67만902톤), 터키(60만톤), 볼리비아(58만666톤), 이탈리아(49만459톤) 순서로 밤 생산량이 보고되었다. 최근 중국에서 한국 밤 품종의 확대 재배와 조제밤 및 냉동밤의 수입이 대폭 증가함에 따라 국내산 밤의 생산량과 밤나무의 재배면적은 줄어들고 있다. 또한, 기상여건의 변화에 따른 생육기의 이상기온 등 기후변화에 대응한 품종개발 및 고령화 대책 등의 안정적 생산을 대비해야 한다고 보고했다.

밤은 다른 견과류와는 달리 비타민C가 많이 함유되어 있고, 밤의 과육의 색인 노란색은 베타카로틴이라는 색소 때문인데 이것이 체내에 흡수되면 비타민A로 바뀌어 지며 비타민 B1은 쌀보다 4배 많이 들어있다. 또한, 밤은 탄수화물, 단백질, 칼슘, 철 및 칼륨이 풍부하여 좋은 영양원이 된다. 밤의 성분 중 과당은 위장을 튼튼하게 해주며 장기간 복용 시 위장 기능이 활발해져 소화력이 증진되며, 밤이 함유한 비타민 B1은 피부를 윤기 있게 하여 노화를 예방한다. 또한, 비타민C는 알콜의 분해를 도우며 숙취에도 효과가 있으며, 이뇨작용을 돕고 신장 기능을 촉진시키는 효과도 있다.

세계보건기구(WHO)는 프로바이오틱스(probiotics)를 '숙주의 장내 균총의 능력을 개선시킴으로써 숙주의 건강에 유익한 효과를 주는 살아있는 미생물'이라고 정의했다. 우리가 흔히 알고 있는 유산균을 포함하는 좀더 넓은 개념인 프로바이오틱스(probiotics)는 우리나라 식품의약품안전처(이하 식약처)에서 건강기능식품으로도 효능을 인정받았다. 유산균 중 락토바실러스(Lactobacillus), 비피도박테리움(Bifidobacterium), 락토코쿠스(Lactococcus)이 프로바이오틱스(probiotics)에 많이 이용되고 있으며, 식품 내에서 유산균이 젖산 발효를 일으켜 높은 산 생성으로 인한 식품의 부패를 방지하고 항균물질인 bacteriocin을 분비하여 식중독균을 억제하며 사람의 장내 pH를 낮추어 부패세균의 증식을 억제함으로써 유익균에 의한 장 활동의 촉진 등의 효과를 나타낸다. 프로바이오틱스(probiotics)제품의 대부분은 발효 유제품으로 연구되어 왔으며, 유제품을 이용한 요구르트 제품의 경우 유당 불내증과 알레르기를 지닌 사람들과 저지방 다이어트를 하는 사람들에게 기피되었다.

밤을 이용한 선행연구에는 밤의 기능성 성분에 관한 연구, 밤 가공에 관한 연구가 있으며 밤의 이용에 관한 연구로는 밤 묵의 관능특성과 노화 특성에 관한 연구의 품질특성에 관한 연구, 밤 가루 복합분 국수 제면 특성에 관한 연구, 밤 쿠키에 관한 연구 등으로 한국산 밤의 기능성 연구와 가공식품의 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 프로바이오틱스 유산균을 이용하여 발효시킨 밤 퓨레의 제조방법과 밤 발효 퓨레가 지닌 관능성을 포함한 품질 특성에 관한 연구는 보고된 바가 없다.

따라서 본 발명에서 제시하는 유산균을 이용한 밤 발효 퓨레 제조 방법을 통해 유산균으로부터 발효된 밤 퓨레는 밤을 이용한 발효 건강식품으로서 개발하는데 기여 할 수 있을 것으로 기대된다.

이에 본 발명자들은 프로바이오틱스 유산균 발효를 통한 밤 발효 퓨레의 제조 방법을 개발하고 발효된 밤 퓨레의 관능성을 포함한 품질특성을 실험을 통해 확인하여 이를 이용한 건강 발효 식품으로 개발하고, 밤의 이용성을 높이고자 본 발명을 완성하였다.

한국등록특허 제2014-1373585호, 밤 당화 페이스트 제조방법, 등록일자 2014년 03월 06일

본 발명의 목적은 밤을 세척하고 과육을 준비하는 단계; 상기 준비된 과육을 물과 혼합하고 증숙하여 밤 퓨레를 만드는 단계; 상기 증숙한 밤 퓨레를 멸균하는 단계; 상기 멸균된 밤 퓨레에 Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus. acidophilus, Lactobacillus. sakei 및 Lactococcus lacitics로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택한 유산균을 접종하는 단계; 상기 유산균을 접종한 혼합물을 발효하는 단계를 포함하는 밤 발효 퓨레의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유산균을 밤 퓨레에 혼합하여 접종하는 것을 특징으로 하여 제조된 밤 발효 퓨레를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus. acidophilus, Lactobacillus. sakei 및 Lactococcus lactis로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택한 유산균을 접종하여 밤을 발효한 밤 발효 퓨레의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 유산균을 밤 퓨레에 1~3%(v/w)를 혼합하여 접종하는 것을 특징으로 하는 밤 발효 퓨레의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 멸균하는 단계는 121-130℃에서 15-20분간 수행되는 밤 발효 퓨레의 제조방법을 제공하고, 상기 발효하는 단계는 20-45℃에서 24-72시간 동안 수행되는 밤 발효 퓨레의 제조방법을 제공한다. 또한, 상기 Lactobacillus plantarum은 Lactobacillus plantarum(KCTC 21004)인 밤 발효 퓨레의 제조방법을 제공한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유산균을 밤 퓨레에 1~3%(v/w)를 혼합하여 접종하는 것을 특징으로 하여 제조된 밤 발효 퓨레를 제공한다.

본 발명은 유산균을 이용한 밤 발효 퓨레 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 락토바실러스 플랜타럼(KCTC 21004)을 밤 퓨레에 혼합하여 접종하는 것을 특징으로 하는 프로바이오틱스 유산균을 활용한 밤 발효 퓨레의 제조방법에 관한 것으로서 밤의 영양성분을 함유하고 유산균의 발효에 의한 우수한 관능성을 특징으로 함으로써 밤을 이용한 건강 발효 식품의 개발에 유용하게 이용될 수 있다.

도 1은 37℃의 고체평판배지에서 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) KCTC 21004의 생육 곡선이며,
도 2는 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) KCTC 21004에 의한 밤 발효 퓨레의 발효 시기별 pH와 적정산도의 변화이며,
도 3은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) KCTC 21004에 의한 밤 발효 퓨레의 점도의 변화이며,
도 4는 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) KCTC 21004에 의한 밤 발효 퓨레에 자당을 첨가했을 때 당도의 변화이며,
도 5는 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) KCTC 21004에 의한 밤 발효 퓨레에 자당을 첨가했을 때 점도의 변화이며,
도 6은 37℃에서 젖산 발효시 밤 발효 퓨레의 설탕의 첨가시 당도의 변화이며,
도 7은 37℃에서 젖산 발효시 밤 발효 퓨레의 설탕의 첨가시 점도의 변화이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수

있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속 되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소,

부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명은 밤을 세척하고 과육을 준비하는 단계; 상기 준비된 과육을 물과 혼합하고 증숙하여 밤 퓨레를 만드는 단계; 상기 증숙한 밤 퓨레를 멸균하는 단계; 상기 멸균된 밤 퓨레에 Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus. acidophilus, Lactobacillus. sakei 및 Lactococcus lacitics로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택한 유산균을 접종하는 단계; 상기 유산균을 접종한 혼합물을 발효하는 단계를 포함하는 밤 발효 퓨레의 제조방법인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 유산균을 밤 퓨레에 1~3%(v/w)를 혼합하여 접종하는 것을 특징으로 하는 밤 발효 퓨레의 제조방법인 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum)은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum KCTC 21004)인 밤 발효 퓨레의 제조방법인 것을 특징으로 할 수도 있다.

본 발명의 접종 균주로 선정된 락토바실러스 플랜타럼(L. plantarum) KCTC 21004를 접종하고, 그 접종량을 선택하기 위하여 락토바실러스 플랜타럼(L. plantarum) KCTC 21004의 생육 특성을 알아보았다. 37℃에서 48시간동안 3시간 간격으로 pH와 흡광도를 측정하였다[도면1 참조]. 균 접종 후 3시간 후부터 대수 증식기가 시작되어 18시간 후에 흡광도 값 약 2.7에서 정지기에 도달하였다. 대수 증식기 종료 시점에서의 생균수는 9.85 log CFU/mL이며, 접종 후 24시간일 때 생균수가 12.12 log CFU/mL로 가장 높게 측정되었으며 그 이후의 생균수는 감소하여 48시간에는 10.8 log CFU/mL로 감소하였다. 이와 같은 결과로부터 밤 페이스트를 발효시키기 위하여 첨가하는 접종 균주인 락토바실러스 플랜타럼(L. plantarum) KCTC 21004를 전배양 24시간동안 진행하여 밤 페이스트에 2%(v/w)가 되도록 첨가하였다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에서 증숙한 밤 퓨레의 증숙밤 함량에 따라 산 생성능의 차이를 알아보고자 유산균 발효 퓨레의 발효시기별 pH와 적정산도의 변화를 알아보았다[도면2 참조]. 증숙밤 함량은 퓨레 제조로서 걸쭉한 형태를 유지하기 위해 고형분의 층 분리가 일어나지 않는 범위를 선정하여 40%, 50%, 60%로 실험하였다. 발효 전 pH는 5.7-6.02를 나타내었으며, 산도는 0.20-0.21%이었으나, 발효 시작부터 pH가 급격히 감소하여 12시간째에 pH는 3.8-3.9였고, 적정산도는 0.73-0.92%로 증가하였다. 36시간 이후로는 pH 3.6-3.7로 안정된 값을 나타냈고 발효 48시간에 적정산도는 1.56-1.62% 이었다. pH와 적정 산도 결과에서 밤 함량이 증가할수록 산 생성능이 큰 것으로 나타났으나 최종 발효 시간에 변화는 큰 차이를 보이지 않았으며, 발효 시간이 길어질수록 pH는 감소하고, 적정산도는 증가하는 경향을 보여 밤의 당을 이용하여 유산균이 산을 생성 하는 것으로 나타났다. 이에 따라 상기 와 같은 제조방법에서 고체배지(MRS)를 사용하여 24시간 전배양 시킨 락토바실러스 플랜타럼(L. plantarum) KCTC 21004를 접종하여 시간별로 샘플링하여 균수를 측정한 결과를 확인하였다[표1 참조]. 초기 생균수는 8.6-9.3 log CFU/mL였으며 모든 실험군에서 발효 36시간까지 증가하다가 발효 48시간째에 밤 함량 40%와 50%에서는 균수는 감소하였고, 밤 함량 60%는 균수가 증가하였으며, 밤 함량 60%는 유산균이 이용할 수 있는 당이 남아있는 것으로 확인되었다. 특히, 락토바실러스(Lactobacillus)속 유산균수는 과채발효 시 초기에 급격히 증가하다가 산도의 증가에 의해 서서히 감소하는 경향을 보였고, 최적발효시기 이후로 발효물의 산도 증가로 인하여 내산성이 약한 유산균은 감소하며 내산성이 강한 유산균은 증가하는 경향이 있으나 락토바실러스 플랜타럼 (L. plantarum) KCTC 21004의 경우 내산성이 강하여 높은 산도에서도 균수의 감소가 크지 않은 것으로 확인되었다.

본 발명은 상기 제조방법에서 멸균하는 단계는 121-130℃에서 15-20분간 수행되는 밤 발효 퓨레의 제조방법인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 상기 제조방법에서 발효하는 단계는 20-45℃에서 24-72시간 동안 수행되는 밤 발효 퓨레의 제조방법인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기의 제조방법에서 멸균 단계와 발효 단계가 잘 진행됨을 확인하고자 증숙밤과 물의 혼합비율에 따른 유산균 발효 퓨레의 색도 변화를 관찰하여 유산균을 접종한 밤 퓨레의 물성을 확인하였다[표2 참조]. 증숙밤 함량을 40∼60%로 달리한 밤 퓨레의 발효전과 48시간 발효 후 색도를 측정하였을 때 발효 전 명도(L)값은 50.62∼53.74, 적색도(a)값은 -0.42∼1.46, 황색도(b)는 19.60∼22.49로 나타내었으며, 밤 함량이 증가할수록 명도(L), 황색도(b)값은 감소하였고 적색도(a)값은 증가하는 것을 보였다. 발효 전 밤 함량에 따라 색도 차이를 보이는 것은 밤 혼합비율이 증가할수록 당의 양이 많아지므로 멸균 시 가열에 의한 당의 캐러멜화 반응을 일으키기 때문인 것으로 생각된다. 발효 후 색도 값은 발효 전보다 명도와 황색도 값이 높아지고, 적색도는 감소한 것으로 보아 유산균 발효에 의해 캐러멜화 반응으로 갈변한 당의 소비와 분해로 인한 명도와 황색도가 증가하고 적색도 값이 감소한 것으로 확인되었다. 또한, 밤 함량에 따른 유산균 발효의 점도 변화의 결과를 확인하였다[도면3 참조]. 밤 함량이 증가할수록 점도의 차이가 컸으며, 이는 밤에 상당량 존재하는 전분질이나 섬유소에 의해 증가된 것으로 확인되었고, 발효 후 모든 실험군에서 발효 전보다 점도가 감소하였다. 밤 함량 40% 퓨레는 발효 전 28,994cp에서 48시간 발효 후 26,994cp로 발효 전 보다 점도가 감소하였고 밤 함량 50% 퓨레는 119,000cp에서 112,000cp로 감소, 밤 함량 60% 퓨레는 435,000cp에서 344,000cp로 감소하였다. 발효 후 점도 감소는 유산균 증식에 따라 생성된 유기산에 의함과 균체 외로 분비된 전분 가수분해효소작용으로 인한 환원당 생성과 전분의 저분자화가 그 원인으로 확인되었다. 한편, 시판 요구르트의 점도를 7,850∼21,000cp로서 이와 비슷한 흐르는 점성을 나타낸 밤 함량 40% 페이스트는 퓨레의 물성에는 적합하지 않은 것으로 확인되었다. 이와 같은 결과로 밤 발효 퓨레 제조에 증숙밤 함량 50% 페이스트가 적합하다고 판단하여 유산균 접종과 멸균 및 발효 단계가 잘 진행됨을 확인하였다.

또한, 본 발명의 상기 제조방법에 의해 제조된 밤 발효 퓨레를 설탕 첨가량에 따른 미생물학적 변화를 확인하였다. 당 첨가 농도에 따른 차이를 비교하기 위하여 설탕을 밤 50%함량 퓨레의 총 중량대비 각각 0∼25% 농도별로 첨가하여 48시간 발효 중의 변화를 측정하였다[표3 참조]. 당 무첨가군의 밤 발효 퓨레의 초기 pH와 적정산도는 각각 5.63, 0.26%이었고, 48시간 발효 후에는 설탕 첨가한 발효 퓨레의 pH값이 3.23∼3.34로 무첨가군보다 높은 경향을 보였으며, 적정산도는 설탕 첨가 5%와 10%는 각각 1.79%, 1.83%로 높았고 첨가량이 15%이상으로 오를 경우 적정산도 값이 무첨가 발효 퓨레보다 낮은 것으로 확인하였다. 생균수는 모든 실험군이 초기 9.4∼9.7log CFU/mL에서 48시간 발효 후 12.3∼14.3log CFU/mL으로 유산균 수 증가를 확인하였다. pH, 적정 산도 및 생균수의 결과에서 설탕 첨가량에 따른 변화의 큰 차이를 보이지 않았으며, 발효 시간이 길어질수록 pH는 감소하고 적정산도는 증가하는 경향을 보였다. 또한, 설탕 첨가량에 따른 밤 발효 퓨레의 기본 물성 확인하고자, 당의 농도를 5∼25%까지 달리하여 밤 발효 퓨레를 37℃에서 48시간 동안 발효시키면서 가용성 고형분 함량과 점도의 변화를 측정하였다[도면4, 5 참조]. 당 무첨가군인 증숙밤 50%함량 퓨레의 가용성 고형분 함량은 8∼9°brix이며 여기에 각각 당 함량에 맞춰 설탕을 첨가한 후 °brix를 측정한 결과 당 농도가 증가한 것을 확인할 수 있었으며, 모든 실험군에서 발효하는 기간 동안 1∼2°brix 수준으로 감소하는 것으로 나타났다. 발효 전후의 당 농도 차이를 보았을 때 설탕 25%를 혼합한 밤 퓨레가 발효 전 28.73°brix에서 25.27°brix로 약 3°brix로 가장 많이 감소하였다. 이는 유산균의 발효와 동시에 당의 이용으로 인한 유산균의 증식과 이로 인한 산 생성으로 산도가 증가하는 결과와 관계 있다. 본 발명에서는 자당(Sucrose) 첨가량에 따른 밤 발효 퓨레의 관능검사를 평가하기 위하여, 밤 젖산발효 퓨레의 적정 당도를 알아보기 위하여 당의 농도를 달리하여 발효한 밤 젖산 발효 퓨레를 48시간 발효 후 색, 단맛, 신맛, 향 및 종합적 기호도에 대하여 관능검사를 실시하였다[표4 참조]. 당을 5-25% 첨가하여 당 함량이 높아져 당을 첨가하지 않은 발효 퓨레보다 단맛이 높게 나타났다. 유산균이 소량의 당분을 이용하여 증식하므로 잔류해 있는 당분이 많아 관능적으로 단맛이 높게 나타나며, 산 생성량이 높아 신맛의 강도를 단맛이 낮춰주는 것으로 나타났다. 설탕 25% 첨가군에서는 지나치게 단맛이 느껴진다는 의견이 많았으며 5%, 10% 첨가군에서는 신맛이 강하다는 의견이 많았다. 단맛을 선호하는 사람의 경우 20%의 당 첨가군에 점수를 주었으며, 단맛에 대한 선호도가 낮은 사람은 10% 당 첨가량에 좋은 점수를 주었다. 당 첨가량에 따른 색, 향에서는 큰 차이를 나타내지 않았으며, 단맛과 신맛의 조화의 선호도가 좋았던 당 20%함량이 관능적인 품질을 고려하여 바람직할 것으로 확인되었다. 또한, 본 발명의 상기 제조방법에 의해 제조된 밤 발효 퓨레의 당 종류에 따른 특성을 확인하고자, 당 종류에 따른 밤 발효 퓨레의 발효 특성 및 기본물성 측정하였다. 당을 이용한 젖산을 생성하는 젖산 발효에서 당의 종류에 따라 젖산균이 대사 물질에 어떠한 영향을 주는지와 유산균의 생육, 산생성능, 관능적으로 특성을 비교하기 위하여 당의 종류에 따른 실험을 진행하였다. 시판 중인 백설탕, 프락토올리고당, 이소말토올리고당, 물엿을 앞서의 실험에서 설탕농도를 달리한 실험의 최적 농도라 선정된 당 농도 20% 첨가된 밤 50%함량 퓨레에 락토바실러스 플랜타럼(L. plantarum) KCTC 21004를 2%(v/w) 접종하여 48시간 동안 배양하면서 pH와 적정산도의 발효 특성을 비교하였다[표5 참조]. 48시간 발효기간 동안 첨가된 당 종류에 따른 pH 측정값은 차이를 보이지 않았으며, 적정산도의 경우 이소말토올리고당과 물엿이 1.78%로 높았고, 당 무첨가군, 프락토올리고당과 설탕 순으로 1.75%, 1.72%, 1.63%으로 순으로 낮아졌다. 배양시간에 따라서 유산균수를 측정한 결과 당 무첨가군은 발효 24시간째에 12.8 log CFU/mL까지 증가하였다가 48시간째에 11.6 log CFU/mL로 감소하는 것으로 나타났으며, 당 첨가군은 48시간째에 13.4-14.6 log CFU/mL까지 증가한 것으로 확인되어 당 무첨가군에 비해 유산균이 이용할 수 있는 영양분인 당이 남아있음이 확인되었다.

본 발명은 당의 종류를 시중에 판매하고 있는 설탕, 프락토올리고당, 이소말토올리고당, 물엿으로 달리하여 밤 50% 함량 퓨레의 중량대비 각각 20%씩 첨가하여 37℃, 48시간 동안 발효시키면서 고형분 함량과 점도의 변화를 측정하였다[도면6, 7 참조]. 발효 전 초기 가용성 고형분을 °brix로 측정한 결과 당을 첨가하지 않은 밤 퓨레의 당도는 8-9°brix였으며 각각 당을 첨가한 후 26-32°brix까지 증가하는 것을 확인하였으며, 프락토올리고당과 이소말토올리고당이 4-5°brix로 다른 당 종류에 비해 많이 감소하는 것을 확인하였다. 당을 첨가한 모든 실험군에서 발효 전보다 발효 후 점도가 감소하여 젖산생성 시 전분의 분해로 점도 값이 낮아지는 것으로 판단할 수 있었으며 당을 첨가하지 않은 밤 퓨레의 발효 후 점도는 17667cp값으로 농후발효유와 같은 물성을 나타내므로 당을 첨가하여 점도 값이 설탕 97667cp, 프락토올리고당 853333cp, 이소말토올리고당 723333cp, 물엿 1050000cp값으로 당 무첨가구에 비하여 높은 점도 값이 측정되어 물성 개량을 증진시킬 수 있음이 확인되었다. 더욱이 증숙밤 50% 함량 퓨레에 설탕을 0-25% 첨가하여 농도에 따른 발효 전, 후의 점도 변화를 확인 하였 때, 설탕 함량이 증가할수록 설탕을 첨가하지 않은 증숙밤 퓨레를 포함한 모든 실험군에서 발효 전보다 발효 후 점도가 감소하는 것을 확인할 수 있었는데 이는 젖산 발효 시 생성되는 젖산이 밤에 함유된 다당류의 해리 영향에 의하거나 젖산균의 균체 외로 분비된 전분가수분해효소 작용으로 전분의 저분자화와 환원당 생성에 원인으로 보여진다.

본 발명은 유산균을 밤 퓨레에 1~3%(v/w)를 혼합하여 접종하는 것을 특징으로 하여 제조된 밤 발효 퓨레인 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 상기의 유산균인 락토바실러스 플랜타럼 (L. plantarum) KCTC 21004를 접종한 것을 특징으로 하는 제조방법으로 제조된 밤 발효 퓨레의 관능적 특성에 대하여 확인하고자 하였고, 증숙밤 50% 함량에 시중에 시판중인 백설탕, 프락토올리고당, 이소말토올리고당, 물엿을 20%씩 첨가한 후 밤 젖산발효 퓨레를 제조하였을 때 관능적 특성에 미치는 영향을 조사하였다[표6 참조]. 당을 첨가하지 않은 발효 퓨레보다 당을 첨가하였을 때 선호도가 높게 나타나 이는 당 첨가에 의한 퓨레의 젖산발효 시 젖산균 증식에 당이 이용된 후에도 남아있는 당분이 많아 관능적으로 단맛이 많이 느껴지는 것을 확인하였다. 당 종류에 따른 기호도에서 설탕이 다른 당류보다 월등히 높았는데 이는 발효 후에도 고형분 함량이 약 30%로 다른 당류의 고형분 함량이 약 25%로 나타난 것으로 당도의 차이와 다른 당류보다 산도가 낮아 신맛이 감소한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과로 락토바실러스 플랜타럼(L. plantarum) KCTC 21004를 이용하여 밤 발효 퓨레를 제조할 경우 시기별 발효 속도가 빠르고 산도가 강한 유기산을 더 많이 생성하며, 밤을 이용한 우수한 관능성을 포함하는 기호성이 향상된 건강 발효 식품 개발이 가능한 것이다.

본 발명은 하기의 실시 예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

< 실시예 1> 밤 퓨레 제조를 위한 재료

밤은 외피와 내피를 모두 제거한 흰과육을 실험에 사용하였다. 밤 페이스트 제조는 가압멸균처리기(Autoclave)를 이용하여 90℃에서 90분 증숙하여 물과 혼합하여 으깬 뒤 121℃에서 15분 멸균하여 발효에 이용하였다.

< 실시예 2> 사용균주 및 배양

연구에 사용한 유산균은 한국생명공학연구원 생물자원센터(Biological resource center)에서 분양 받은 Lactobacillus rhamnosus KCTC 3237, KCTC 5033, L. Kimchicus KCTC 12976, L. plantarum KCTC 21004, L. plantarum subsp. plantarum KCTC 3103, KCTC 3104, L. brevis KCTC 3102, KCTC 13094, L. acidophilus KCTC 3164, L. sakei subsp. sakei KCTC 3598, Lactococcus lacitics subsp. lactics KCTC 2013, KCTC 3899를 사용하였다.

유산균의 배양은 고체평판배지(MRS broth, Difico Co., MD, USA)을 사용하여 37℃에서 배양하였다.

< 실시예 3> 밤 페이스트의 유산균 발효

제조한 밤 퓨레에 고체평판배지(MRS)에서 하룻밤 배양한 유산균을 2%(v/w) 접종한 후 37℃에서 일정기간 발효시켰다.

가. pH 및 적정산도 측정

pH 측정은 pH meter(DocuMeter, Sartorius, USA)를 사용하여 실온에서 측정하였다. 적정산도는 10배로 희석한 시료 10mL를 pH 8.2가 될 때까지 0.1N-NaOH 표준용액으로 중화 적정한 후 젖산(lactic acid)으로 환산하여 나타내었다.

적정산도 (%) =

V : 0.1N NaOH의 적정치 소비량(mL)

F : 0.1N NaOH의 factor

A : 0.1N NaOH 1mL에 상당하는 유기산의 양 (latic acid : 0.009)

D : 희석배수

S : 시료 채취량

나. 유산균수 측정

유산균수는 표준한천배양법으로 측정하였는데, 유산균의 생균수를 측정하기 위하여 시료를 0.85% 식염(NaCl) 용액을 이용하여 10까지 희석하여 MRS agar 배지에 0.1mL씩 분주한 후 37℃에서 24∼∼36시간 배양하였다. 배양 후 colony(균류를 고형배지에서 육안으로 볼 수 있는 집단) 수가 30∼300개인 평판을 택하여 colony 수를 측정하고 희석배수를 곱하여 단위부피당 생균수(CFU/mL)를 산출하였다.

다. 가용성 고형분 함량 측정

밤 유산균 발효물을 2배 희석한 후 여과액을 1mL 채취하여 휴대용 굴절계(PAL-1, ATAGO, Japan)를 이용하여 측정하였다.

라. 점도 측정

점도는 점도계(Brookfield DV-Ⅱ+ pro, Brookfield Engineering Laboratores, Inc., MA, USA)를 사용하였다. 스핀들(spindle)은 No.64을 선택하여 3회 반복한 결과 값을 얻었다.

마. 색도 측정

색도 측정은 페트리 접시 (petri dish, 접시와 그것에 맞는 하나의 뚜껑으로 된 쌍으로 유리 용기)에 시료를 담아 색채(Colori-meter, Model JC 801S, Color Techno System, Japan)로 측정하였다. Hunter's value인 L, a, b값을 측정하였다.

< 실시예 4> 관능평가

제조 조건에 따른 밤 유산균 발효 퓨레의 관능적 특성은 식품생물공학을 전공하는 대학생 남녀 20명을 검사원(panel)으로 선정하여 단맛(sweetness), 신맛(sourness), 씹힘성(texture), 색(color), 향(flavor), 전체적 기호도(overall preference)를 5점 평가법으로 진행하였다.

표 1은 락토바실러스 플랜타럼(L. plantarum) KCTC 21004를 접종하여 시간별로 샘플링하여 균수를 측정한 결과이다.

표 2는 증숙밤과 물의 혼합비율에 따른 유산균 발효 퓨레의 색도 변화이다.

표 3은 당 첨가 농도에 따른 밤 발효 퓨레의 총 중량대비 발효 중의 변화이다.

표 4는 당의 농도를 달리한 밤 발효 퓨레의 종합적 기호도에 대하여 관능검사를 진행한 결과이다.

표 5는 배양시간에 따라서 유산균수를 측정한 결과이다.

표 6은 밤 발효 퓨레의 관능적 특성에 미치는 영향이다.

Claims (6)

1. (S1) 밤을 세척하고 과육을 준비하는 단계;
   (S2)상기 준비된 과육을 물과 혼합하고 증숙하여 밤 퓨레를 만드는 단계;
   (S3)상기 증숙한 밤 퓨레를 멸균하는 단계;
   (S4)상기 멸균된 밤 퓨레에 Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus. acidophilus, Lactobacillus. sakei 및 Lactococcus lacitics로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택한 유산균을 접종하는 단계;
   (S5)상기 유산균을 접종한 혼합물을 발효하는 단계를 포함하는 밤 발효 퓨레의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 유산균을 밤 퓨레에 1~3%(v/w)를 혼합하여 접종하는 것을 특징으로 하는 밤 발효 퓨레의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 멸균하는 단계는 121-130℃에서 15-20분간 수행되는 밤 발효 퓨레의 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 발효하는 단계는 20-45℃에서 24-72시간 동안 수행되는 밤 발효 퓨레의 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 Lactobacillus plantarum은 Lactobacillus plantarum(KCTC 21004)인 밤 발효 퓨레의 제조방법.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법을 통하여 제조된 밤 발효 퓨레.
   
   

Images