KR20190062633A - 보리 및 전분을 이용한, 맥주 풍미를 갖는 발효주의 제조 방법 - Google Patents

보리 및 전분을 이용한, 맥주 풍미를 갖는 발효주의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 맥아를 사용하지 않는 발효주의 제조 방법에 대한 것이다. 본 발명의 발효주는 맥아를 사용하지 않음에도 불구하고 맥주와 유사한 관능을 갖는 특징이 있다.

Description

보리 및 전분을 이용한, 맥주 풍미를 갖는 발효주의 제조 방법{PREPARATION METHOD OF FERMENTED ALCOHOLIC BEVERAGE WITH BEER FLAVOUR USING BARLEY AND STARCH}
본 발명은 보리 및 전분을 이용한 발효주의 제조 방법에 대한 것이다.
최근 맥주, 무알코올 맥주, 발포주 등 맥주 풍미를 갖는 발효주들의 소비가 증가하면서 다양한 발효주들이 개발되고 있다. 예컨대, 한국공개특허 10-2014-0096011호는 탈염 용암해수를 이용한 맥주의 제조 방법을 개시하고 있으며, 한국공개특허 10-2014-0011396호는 사포닌을 함유하는 맥주 테이스트 음료를 개시하고 있다.
이러한 발효주들은 맥주 풍미를 갖는 특징이 있는데, 이는 맥아가 발효됨으로써 생겨나는 관능에 기인한다. 그러나 맥아는 보리를 제맥하여 만들어지는 것으로, 제맥 과정에서 다량의 물 및 에너지가 소요된다. 그러므로 비용 및 자원이 많이 소요될 뿐 아니라, 용수가 부족한 환경에서는 맥주 제조를 효율적으로 하기 어렵다.
이에 본 발명자들은 맥아를 사용하지 않고도 맥주와 유사한 풍미를 갖는 발효주에 대하여 연구하던 중 보리 및 탄수화물, 특히 보리 및 전분을 특정 효소들과 함께 사용하여 제조하나 발효주가 맥주와 유사한 풍미를 갖는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 맥아를 사용하지 않고도 맥주와 유사한 풍미를 갖는 발효주를 제공하는 것이다.
상기 목적을 위하여 본 발명은,
보리, 물 및 효소를 혼합하여 혼합물을 교반하는 단계;
상기 교반된 혼합물에 탄수화물 액화액을 첨가하고 당화시켜 당화액을 제조하는 단계;
상기 당화액을 여과하여 여과즙을 수득하는 단계;
상기 여과즙을 자비하여 맥즙을 제조하는 단계;및
상기 맥즙에 효모를 첨가하여 발효시키는 단계
를 포함하는 발효주의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 발효주는 맥아를 사용하여 제조한 맥주와 유사한 관능을 갖는 효과가 있다.
본 발명은,
보리, 물 및 효소를 혼합하여 혼합물을 교반하는 단계;
상기 교반된 혼합물에 탄수화물 액화액을 첨가하고 당화시켜 당화액을 제조하는 단계;
상기 당화액을 여과하여 여과즙을 수득하는 단계;
상기 여과즙을 자비하여 맥즙을 제조하는 단계;및
상기 맥즙에 효모를 첨가하여 발효시키는 단계
를 포함하는 발효주의 제조 방법에 대한 것이다.
이하 본 발명을 자세히 설명한다.
교반 단계
본 발명의 발효주 제조 방법은 보리, 물 및 효소를 혼합하여 혼합물을 교반하는 단계를 포함한다.
상기 효소는 베타글루카나아제, 플루나아제, 프로티아제, 팬토산나아제, 자일란나아제 및 아밀로글루코시다아제로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상이다. 예컨대, 상기 효소는 베타글루카나아제 또는 플루나아제일 수 있다. 바람직하게는 상기 효소는 베타글루카나아제, 플루나아제, 프로티아제, 팬토산나아제, 자일란나아제 및 아밀로글루코시다아제이다.
상기 효소들은 본 발명의 맥주 제조 시 품질과 관능에 중요한 역할을 하며, 상기 효소에 의하여 탄수화물, 특히 전분의 1,4-결합이 분해된다. 또한 상기 효소들에 의하여 발효주의 풍미를 저하하는 보리의 베타글루칸 및 팬토산이 분해된다. 구체적으로는, 베타글루카나아제를 첨가함으로써 베타글루칸의 분해가 이루어지고 여과 속도가 증진된다. 또한 플루나아제에 의하여 전분의 1-6 결합이 분해되며 발효도가 개선된다. 프로테아제에 의하여 단백질 펩타이드 결합이 분해되고 유리아미노산 함량이 증진되며, 팬토산나아제에 의하여 팬토산이 분해되고, 여과속도가 증진된다. 또한 자일란나아제에 의하여 자일란이 분해될 뿐 아니라, 여과속도가 증진되고, 아밀로글루코시다아제로에 의하여 전분 1-4 결합이 분해되고 발효도가 증진된다. 만약 베타글루카나아제 및 팬토산나아제를 첨가하지 않는 경우, 베타그루칸 및 팬토산이 분해되지 않고 남아 있게 되어, 발효 전 맥즙 제조 공정에서 여과 시 높은 점도가 계속 유지되므로, 여과 속도가 저해되어 공정이 지연될 뿐 아니라 맥즙의 품질이 저하되고, 이는 맥주의 품질 저하로 이어지게 된다.
당화액 제조 단계
본 발명의 발효주 제조 방법은 상기 교반된 혼합물에 탄수화물 액화액을 첨가하고 당화시켜 당화액을 제조하는 단계를 포함한다.
상기 탄수화물 액화액은 전분, 덱스트린 및 곡물로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 효소 가수분해하여 제조한다. 이때 탄수화물 액화액의 제조에 사용하는 효소는 탄수화물, 특히 전분의 1,4 결합을 분해하는데 효과적인 효소여야 한다. 바람직하게는 탄수화물 액화액의 제조에 사용하는 효소는 알파아밀라아제이다.
여과즙 수득 단계
본 발명의 발효주 제조 방법은 상기 당화액을 여과하여 여과즙을 수득하는 단계를 포함한다. 이때 당화액을 76 내지 78 ℃로 승온하여 여과할 수 있다. 본 발명의 여과는 여과판이 하부 설치된 여과조(Lauter tun)에 당화액을 이송하여 보리껍질 등을 이용한 여과판을 이용하여 맥박을 분리하고, 나머지를 여과상(filter bed)로 이용하여 수행할 수 있다. 또한 mash filter를 사용하여 본 발명의 여과를 수행할 수도 있다.
맥즙 제조 단계
본 발명의 발효주 제조 방법은 상기 여과즙을 자비하여 맥즙을 제조하는 단계를 포함한다. “자비”란 여과즙을 가열하여 맥즙을 형성하는 것을 의미한다. 이 때, 상기 가열은 상기 여과즙을 100 내지 105 ℃로 30분 내지 70분 간 가열하여 수행할 수 있다. 이 때, 상기 가열과 함께 및/또는 가열 시부터 가열 이후까지 상기 여과즙에 호프를 첨가할 수 있다. 상기 호프의 첨가에 의하여 맥주 고유의 쌉싸름한 쓴맛이 부여된다. 자비 시 여과즙을 100 ℃ 미만으로 가열할 경우, 호프가 이성화되지 않아 쌉싸름한 맛이 제대로 생성되지 않으며, 트럽, 즉 핫브레이크가 제대로 생성되지 않아 생산된 주류에서 혼탁이 발생할 가능성이 높다.
본 발명의 맥즙(보리즙)은 히스티딘, 세린, 아르기닌, 글리신, 아스파르트산, 글루타민, 트레오닌, 알라닌, 프롤린, 리신, 티로신, 메티오닌, 발린, 이소류신, 류신, 페닐알라닌을 포함한다. 본 발명의 맥즙은 리신을 5 내지 20 중량% 포함할 수있으며, 바람직하게는 8 내지 15 중량% 포함한다. 본 발명의 맥즙 내 아미노산 조성 중 알라닌의 함량이 제일 많을 수 있다. 본 발명의 맥즙은 맥즙 내 아미노산 조성 중 알라닌, 글루타민, 리신 및 류신의 함량의 합이 20 중량% 이상이며, 바람직하게는 30 중량% 이상이고, 더 바람직하게는 35 중량% 이상이며, 더더욱 바람직하게는 38 중량% 이상일 수 있다. 본 발명의 맥즙은 맥즙 내 아미노산 조성 중 프롤린 함량이 2 내지 8 중량%일 수 있다.
발효 단계
본 발명의 발효주 제조 방법은 상기 맥즙에 효모를 첨가하여 발효시키는 단계를 포함한다. 이 때, 맥즙을 침전조로 유입시키면서 침전조 내에서 핫브레이크를 형성시켜 제거하고, 맥즙을 냉각시킨 후 맥즙에 효모를 투입하여 발효를 시킬 수 있다.
상기 맥즙에서 핫브레이크 제거 단계는 하기와 같이 이루어질 수 있다. 본 발명은 상기 맥즙을 침전조로 유입시키면서 침전조 내에서 핫브레이크를 형성시켜 제거할 수 있다. 이 때 맥즙의 유입 속도가 2 내지 4 m/s가 되도록 하여 침전조 중심부에서 핫브레이크가 형성되도록 한다. 침전 시간은 15분 내지 30분 정도가 되도록 하여 부유된 트럽들, 즉 핫브레이크들이 침전조 하부로 가라앉게 한다. 상기 핫브레이크는 단백질과 폴리페놀이 결합된 복합체로, 이를 주류 제조 공정에서 미리 형성하여 제거함으로써, 완제품인 주류의 혼탁 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 맥즙의 냉각 단계는 맥즙을 9 내지 15 ℃로 냉각시켜 수행할 수 있다.
상기 맥즙에 효모를 첨가하여 발효시키는 단계는 맥즙에 효모 균체를 투입하여 발효시킴으로써 수행할 수 있다. 이 때 효모를 발효 후 숙성시킬 수 있는데, 6 내지 14일간 10 내지 15 ℃로 효모를 발효시키고, 그 후 온도를 1 내지 2 ℃ 정도 낮춘 조건 하 약 7일 내지 15일 간 숙성(저장)시킬 수 있다.
이때 숙성 기간 중 주기적으로, 예컨대, 1 내지 3일 간격으로, 바람직하게는 2일 간격으로 효모를 제거한다. 이로써 발효주의 주질이 개선되고 발효주가 깨끗한 맛을 갖게 된다.
발효 단계가 완료된 후 캔들필터, 프레임 시트 필터 등을 이용하여 추가로 여과를 수행할 수 있다. 또한 상기 여과에 더하여 추가 정밀 여과를 수행할 수도 있다.
아미노산 혼합물 첨가 단계
본 발명의 발효주 제조 방법은 아미노산 혼합물의 첨가 단계를 포함할 수 있다.
이 때 상기 아미노산 혼합물은 상기 당화액 제조 단계와 동시에 또는 상기 당화액 제조 단계 이후에 수행될 수 있다. 즉, 상기 아미노산 혼합물은 당화액 제조 단계, 여과 단계, 맥즙 형성 단계, 핫브레이크 제거 단계, 맥즙 냉각 단계, 효모 투입 단계, 발효 단계 등에서 투입될 수 있다.
아미노산 혼합물
본 발명의 아미노산 혼합물은 하기 그룹 A의 아미노산들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 아미노산 혼합물은 하기 그룹 A의 아미노산들 중 적어도 하나 및 하기 그룹 B의 아미노산들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 아미노산 혼합물은 하기 그룹 A의 아미노산들 중 적어도 하나 및 하기 그룹 C의 아미노산들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
<그룹 A>
아스파르트산, 글루탐산, 라이신, 알긴, 세린 및 트레오닌
<그룹 B>
히스티딘, 아이소류신, 류신, 메티오닌 및 발린
<그룹 C>
알라닌, 글라이신, 페닐알라닌, 트립토판 및 티로신
이 때, 상기 아미노산 혼합물 내 아미노산들의 비율은 특별히 한정되지는 않으나 가장 함량이 높은 아미노산(이하, 제 1 아미노산이라 한다)의 함량 A는 두 번째로 함량이 높은 아미노산(이하, 제 2 아미노산이라 한다)의 함량 B에 대하여 하기 식 1의 관계를 갖거나, 상기 A 및 B가 동일한 함량일 수 있다.
<식 1>
10B > A > B
질소원 첨가 단계
본 발명의 발효주 제조 방법은 질소원을 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 질소원은 효모 추출물, 대두단백, 완두단백 등과 같은 단백질 급원이다. 상기 대두단백은 대두단백 추출물을 포함하며, 상기 완두단백은 완두단백 추출물을 포함한다. 이때, 상기 대두단백 및 완두단백 등은 프로테아제를 이용한 대두단백 분해물, 완두단백 분해물의 형태로 이용하는 것이 바람직하다. 상기 효모 추출물은 맥주 효모 추출물인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 효모 추출물은 맥주 제조에 사용하고 남은 맥주 효모의 추출물이다.
발효주
본 발명의 제조 방법으로 제조한 발효주는 맥아를 사용하지 않으면서도, 맥아를 사용하여 제조한 맥주와 비슷한 관능을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 발효주는 주류의 향기 성분인 이소아밀아세테이트를 1.0 내지 5.0 ppm 포함하며, 향기가 우수하다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
<실시예 1>
Mash kettle에 옥수수 전분 및 내열성 알파아밀라아제를 투입하였다. 이때 알파아밀라아제는 상기 옥수수 전분 중량의 1/1000의 중량으로 투입하였다. 그리고 전분이 물을 흡수하여 호화, 액화될 때까지 교반하면서 95 ℃까지 승온하여, 전분 액화액을 제조하였다.
한편, Mash Tun Kettle에 보리를 투입하고 45 ℃ 물을 첨가하여 혼합하였다. 그리고 여기에 베타글루카나아제 및 플루나아제를 투입하고, 30분간 교반하였다.
상기 Mash kettle의 전분 액화액를 Mash Tun Kettle로 이송하여 투입하고, 63 ℃에서 40분간 당화를 실시하였다.
당화가 완료된 후 77 ℃로 승온하고, Lauter Tun으로 이체하였다. Lauter tun에서 보리의 껍질을 이용하여 당화액을 여과시켜 맑은 여과즙을 수득하였다.
수득된 여과즙을 자비조로 옮겨 카라멜 색소를 넣고, 호프와 함께 50 분간 자비하였다. 자비가 완료되면 침전조로 고속이송하여 자비 중 생성된 응집물을 분리하고 15 분간 정치하여 맥즙을 제조하였다. 정치된 맥즙을 열교환기를 이용하여 10 ℃로 냉각시킨 후 맥즙을 발효조로 이송하였다.
여기에 하면발효효모를 투입하여 13일간 발효 공정을 수행하였다. 발효가 완료되면 온도를 -1 ℃ 하강하여 13일간 숙성을 실시하여 발효액을 제조하였다. 숙성기간 중 실린더코니칼 형태의 탱크의 하부에 모이는 효모를 2일 간격으로 제거하여 주질이 깨끗한 맛이 구현되도록 관리하였다.
프레임 시트필터가 적용된 여과기를 사용하여 발효액을 여과하고, 병입장치를 이용하여 용기에 주입하여 발효주를 제조하였다.
이 때 보리 100 중량부에 대하여 효모 추출물 5.2 중량부, 보리 3 중량부, 전분 120 중량부, 시럽 100 중량부, 올리고당 18 중량부, 내열성 알파 아밀라아제 0.36 중량부, 베타글루카나아제 0.24 중량부, 플루나아제 0.24 중량부, 총 용수 2320 중량부를 사용하였다.
<실시예 2>
상기 Mash Tun Kettle에 보리를 투입하고 45 ℃ 물을 첨가하여 혼합 시, 베타글루카나아제 및 플루나아제 외 프로티아제, 팬토산나아제, 자일란나아제 및 아밀로글루코시다아제를 추가로 투입하여 30분간 교반한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 발효주를 제조하였다.
즉, 실시예 2에서는 보리에 물을 첨가하고, 프로티아제, 베타글루카나아제, 팬토산나아제, 플루나아제, 자일란나아제 및 아밀로글루코시다아제를 투입하여 교반하였다. 이때, 보리 100 중량부에 대하여 프로테아제 0.08 중량부, 베타글루카나아제 0.24 중량부, 플루나아제 0.24 중량부, 복합 효소(아밀로글루코시다아제, 자일라나아제, 펜토산나아제) 0.2 중량부를 사용하였다.
<실시예 3>
시판되는 효모 엑기스를 Mash Tun Kettle에 첨가한 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 발효주를 제조하였다.
<실시예 4>
상기 Mash Tun Kettle에 보리를 투입하고 45 ℃ 물을 첨가하여 혼합 시, 프로자임을 추가로 투입하여 30분간 교반한 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 맥주를 제조하였다. 이때, 보리 100 중량부에 대하여 상기 프로자임은 0.24 중량부를 사용하였다.
즉, 실시예 4에서는 보리에 물을 첨가하고, 프로티아제, 베타글루카나아제, 팬토산나아제, 플루나아제, 자일란나아제 및 아밀로글루코시다아제을 투입하여 교반하였다.
<비교예 1>
보리 및 전분을 이용하지 않고 맥아만을 이용하여 제조한 하이트진로 주식회사의 맥주를 비교예 1로 이용하였다.
<비교예 2>
카라멜 색소를 넣지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 발효주를 제조하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 1 내지 4에 대하여 공정 중 맥즙(보리즙)을 채취하여 조성을 조사하였다. 한편 비교예 1에 대하여도 제조 공정 중 맥즙(맥아즙)을 채취하여 조성을 조사하였다.
그 결과, 실시예 1 내지 4의 경우 맥아즙과 유사한 조성을 갖는 것으로 확인되었다. 다만 실시예 1 내지 4와 비교예 1은 프롤린 (proline) 함량에서 상당한 차이가 나타났는데, 프롤린은 제맥 과정에서 형성되는 아미노산으로 알려져 있으며, 효모 발효에는 영향을 미치지 않는다. 그러므로 실시예 1 내지 4는 효모 발효를 위한 발효영양원으로서 적절하며, 맥주 풍미의 주류를 제조할 수 있을 것으로 생각되었다(표 1).
비교예 1 실시예1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
Histidine 3.5 2.5 2.8 3.1 3.2
Serine 0.2 3.4 4.3 4.4 3.5
Arginine 5.8 18.3 14.9 17.2 16.2
Glycine 2.9 3.1 2.2 1.5 2.9
Aspartic acid 1.9 6.3 7.2 8.8 7.8
Glutamine 5.1 9.8 10.8 11.3 7.4
Threonine 0.0 4.3 3.6 4.1 3.6
Alanine 12.2 10.1 8.5 10.9 8.9
Proline 44.7 2.0 4.1 3.3 3.8
Cysteine 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
Lysine 1.4 8.4 9.6 9.2 7.1
Tyrosine 6.7 6.3. 5.3 3.5 6.4
Methione 0.2 2.1 2.6 1.7 3.2
Valine 5.3 3.5 5.1 4.1 4.7
Iso leucine 1.6 2.6 3.0 2.9 2.8
Leucine 1.9 19.7 11.2 10.5 14.4
Phenylalanine 6.5 3.9 4.8 3.5 4.1
합계 99.9 100 100 100 100
단위: ppm
<실험예 2>
상기 실시예 1 내지 4, 그리고 비교예 1 및 2의 발효주들을 500 L 규모로 시험적으로 양조하였다. 그리고 발효주의 향기 성분(이소아밀아세테이트) 함량을 조사하고, 관능검사를 하였다. 관능검사는 9점 만점을 기준으로 하였으며(점수가 높을수록 관능이 우수함), 패널은 22세 내지 60세의 성인 남녀 200명으로 하였다.
그 결과, 실시예 1 내지 4의 발효주들은 모두 관능이 우수하였으며, 맥아만으로 제조한 발효주와 비교하여 유의한 차이가 나타나지 않았다. 그러나 카라멜 색소를 사용하지 않은 비교예 2의 경우 관능이 낮게 나타났는데, 이는 맥주 색 때문에 호감도가 낮게 나타난 것으로 생각되었다(표 2).
비교예 1 비교예 2 실시예1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
이소아밀아세테이트(ppm) 2.5 2.4 2.2 2.3 2.2 2.5
관능평가 7.1 7.2 7.0 7.3 7.4 7.3

Claims (10)

  1. 보리, 물 및 효소를 혼합하여 혼합물을 교반하는 단계;
    상기 교반된 혼합물에 탄수화물 액화액을 첨가하고 당화시켜 당화액을 제조하는 단계;
    상기 당화액을 여과하여 여과즙을 수득하는 단계;
    상기 여과즙을 자비하여 맥즙을 제조하는 단계;및
    상기 맥즙에 효모를 첨가하여 발효시키는 단계
    를 포함하는 발효주의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    맥아를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 발효주의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 맥즙은 트레오닌을 포함하는 것을 특징으로 하는 발효주의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 맥즙은 리신을 5 내지 20 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 발효주의 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 탄수화물 액화액은 전분, 당류, 덱스트린 및 곡물로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 효소 가수분해하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발효주의 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 효소는 베타글루카나아제 또는 플루나아제인 것을 특징으로 하는 발효주의 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 효소는 베타글루카나아제, 플루나아제, 프로티아제, 팬토산나아제, 자일란나아제 및 아밀로글루코시다아제로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 발효주의 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 효소에 의하여 보리의 팬토산 및 베타글루칸이 분해되는 것을 특징으로 하는 발효주의 제조 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 발효주는 이소아밀아세테이트를 1.0 내지 3.0 ppm 포함하는 것을 특징으로 하는 발효주의 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    효모 추출물, 대두단백, 또는 완두단백을 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발효주의 제조 방법.
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JP2001037462A (ja) * 1999-06-16 2001-02-13 Cerestar Holding Bv ビールタイプの飲料の製造方法
JP2004024151A (ja) * 2002-06-26 2004-01-29 Sapporo Holdings Ltd ビールテイスト飲料の製造方法およびビールテイスト飲料
JP2013135662A (ja) * 2012-04-25 2013-07-11 Kirin Brewery Co Ltd 泡持ち良好なビール風味発酵アルコール飲料

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