KR20230055419A - 결착력이 강화된 발효 식물조직단백의 제조방법 - Google Patents

결착력이 강화된 발효 식물조직단백의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 출원은 결착력이 강회된 발효 식물조직단백의 제조방법에 관한 것이다. 본 출원에 의하면 식물조직단백(TVP) 입자 사이에 형성된 곰팡이균의 균사체와 압착 공정에 의해 식물조직단백의 결착력이 향상되고, 일 구현예로 육 조직과 유사하고 부드러운 식감을 갖는 식물조직단백을 제조할 수 있다.

Description

결착력이 강화된 발효 식물조직단백의 제조방법{Method of Preparing Fermented Texturized Vegetable Protein Having Enhanced Binding Strength}
본 출원은 결착력이 강화된 발효 식물조직단백의 제조방법에 관한 것이다.
식물성 고기는 육(meat)과 같은 동물성 재료가 아닌 식물성 재료를 이용하여 고기의 맛이 나도록 제조한 식품으로, 식물성 대체육이라고도 불리운다. 식물성 고기는 밀가루에 포함된 단백질인 글루텐을 이용하여 만든 밀고기, 쌀을 이용하여 만든 쌀고기, 대두단백과 글루텐을 혼합하여 만든 콩고기 등이 있다.
대두단백질을 육류조직을 갖도록 하기 위해서 방사법(spinning process), 압출성형공정(thermoplastic extrusion), 증기법(steam texturization) 등이 사용되어 왔는데, 압출성형공정과 증기법에서는 진정한 섬유구조는 형성되지 않지만 대두단백질이 수화되고, 층을 형성하여 씹히는 물질로 제조된다.
식물조직단백(Texturized Vegetable Protein, TVP)은 대두단백질을 주원료로 하여 압출성형공정을 통해 제조되는데, 탈지대두분(deffated soy flour)이나 농축대두단백(concentrated soy protein)을 물과 잘 혼합한 다음 압출기에서 가열하면서 높은 압력으로 압출시키면, 대두단백질 분자가 방향성을 가지면서 응고되어 그 조직이 육류와 비슷한 씹는 감각을 갖게 된다. 최종 식물조직단백 제품의 조직과 맛은 혼합원료의 종류와 비율, 혼합원료의 수분함량과 가열온도 및 가열시간에 따른 크게 영향을 받는다. 현재 상업적으로 사용되는 식물조직단백(TVP)은 펠렛(pellet) 형태의 저수분 TVP로서 수화시킨 후에 결착제를 첨가하여 덩어리 형태로 제조하여 식품에 사용되고 있다.
식물조직단백(TVP)이 식물성 고기의 원료로 사용되는 경우, 육류와 같은 조직감, 향미, 외관을 가지고 있어야 하며, 요리시에 필수적으로 발생되는 재수화(rehydration)에도 조직감이 파괴되어서도 안되며, 육류와 유사한 보수력 및 지방 흡착성과 같은 기능성도 가져야 한다. 이러한 식물성 고기 제품이 갖추어야 할 조건은 현재의 식품 가공기술로도 가능하지만 더욱 개선되어야 할 필요가 있다.
비지(bean-curd dregs)는 식품으로서 활용도가 낮아 대부분은 사료용으로 사용되거나 산업폐기물로 버려진다. 비지를 식품으로 활용함으로써 제품의 원가절감 효과와 더불어 자원 활용도를 높일 수 있어 관련 업계에서는 해결해야 할 중요한 과제로 여겨져 왔다.
한국 공개특허 제10-2020-0141958호에는 대두단백질, 글루텐, 전분, 단백질 가교결합제 및 단백질 가수분해물을 포함하는 인공고기 식품조성물과 이 조성물을 이용하여 제조되는 인공고기를 개시하고, 이렇게 제조되는 인공고기는 동물성 고기의 외형, 식감, 육즙 및 감칠맛을 그대로 재현하였다고 설명하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0141958호
본 발명자들은 식물조직단백(Texturized Vegetable Protein, TVP)에 식물조직단백의 입자간의 결착력을 강화하는 공정을 개발하기 위해 연구 노력하였다. 그 결과, 곰팡이를 식물조직단백(TVP)에 직접 접종하여 배양시켜 균사체를 형성하게 한 후, 이를 압착처리하면 상기 목적을 달성할 수 있음을 실험적으로 확인하여 본 출원을 완성하였다.
따라서, 본 출원의 목적은 결착력이 강화되고 식감이 향상된 발효 식물조직단백(Texturized Vegetable Protein, TVP)의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
본 출원의 일 측면은
(a) 식물조직단백(Texturized Vegetable Protein, TVP)을 포함하는 기질에 곰팡이균을 접종하여 배양하는 단계; 및
(b) 상기 기질 배양물을 압착하는 단계;를 포함하는 발효 식물조직단백의 제조방법을 제공한다.
이하에서 본 출원이 보다 상세하게 설명된다.
단계 (a) : 식물조직단백(Texturized Vegetable Protein, TVP)을 포함하는 기질(substrate)에 곰팡이균을 접종하여 배양하는 단계
본 출원에서 식물조직단백(Texturized Vegetable Protein, TVP)을 포함하는 기질(substrate)에 곰팡이균을 접종하여 배양한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "식물조직단백(Texturized Vegetable Protein, TVP)"은 대두단백질을 주원료로 하여 압출성형공정을 통해 제조되는 조직화된 식물성 단백질을 의미한다. 식물조직단백(TVP)는 탈지대두분(deffated soy flour)이나 농축대두단백(concentrated soy protein)을 물과 잘 혼합한 다음 압출기에서 가열하면서 높은 압력으로 압출시켜 제조될 수 있다. 본 출원의 식물조직단백(TVP)은 넓은 의미에서 조직화대두단백(Texturized Soy Protein, TSP), 콩고기, 콩단백과도 동일한 의미를 갖는다.
본 출원의 식물조직단백의 원료는 밀, 대두, 완두콩, 깨, 목화씨, 또는 쌀에서 유래된 단백질일 수 있으며, 구체적으로는 대두 또는 밀에서 유래된 단백질일 수 있다.
식물조직단백은 압출기의 사출구 모양, 압출시의 온도 및 압력 조건에 따라 다양한 크기 및 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 식물조직단백의 형태는 덩어리(chunk), 플레이크(flake), 과립(granula), 저민형태(minced), 슬라이스(slice), 스트립(strip) 형태일 수 있으며, 식물조직단백의 크기는 길이는 5 - 60 mm, 두께는 1 - 20mm일 수 있다.
일 구현예에서, 곰팡이균을 접종하는 기질에는 식물조직단백 이외에 비지(bean-curd dregs), 대두분(soy powder), 밀가루(wheat flour), 식이섬유, 단백질, 아미노산, 탄수화물, 지방, 오일, 비타민, 및 미네랄로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 성분이 더 포함될 수 있다.
본 출원에서, 용어 "비지(bean-curd dregs)"는 두부나 두유를 만들기 위해 콩물을 짜내고 남은 침전물을 의미한다. 비지는 식물조직단백(TVP)의 주원료인 콩 단백질 혹은 밀 단백질에 비하여 탄수화물과 지방의 함량이 높아, 기질에 포함시키는 경우 곰팡이균의 영양성분으로 사용되어 이들의 성장을 향상시킬 수 있다.
본 출원에서, 대두분(soy powder) 또는 밀가루(wheat flour)도 기질에 포함되는 경우 곰팡이균의 영양성분으로 사용되어 이들의 성장을 향상시킬 수 있다.
일 구현예에서, 식물조직단백을 포함하는 기질에 비지가 더 포함될 수 있다.
상기 비지는 전체 기질 중량 대비 0 중량% 초과 60중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다.
구체적으로, 상기 비지는 전체 기질 중량 대비 0 중량%, 1 중량%, 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 6 중량%, 7 중량%, 8 중량%, 9 중량%, 10 중량%, 11 중량%, 12 중량%, 13 중량%, 14 중량%, 15 중량%, 16 중량%, 17 중량%, 18 중량%, 19 중량%, 및 20 중량%으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 하한값; 및 60 중량%, 57 중량%, 55 중량%, 55 중량%, 50 중량%, 47 중량%, 45 중량%, 43 중량%, 40중량%, 39 중량%, 38 중량%, 37 중량%, 36 중량%, 35 중량%, 34 중량%, 33 중량%, 32 중량%, 31 중량%, 및 30중량%으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 상한 값으로 이루어지는 함량일 수 있다. 보다 구체적으로, 0 중량% 초과 60중량% 이하; 1 중량% - 60중량%, 2 중량% - 60중량%, 3 중량% - 60중량%, 4 중량% - 60중량%, 5 중량% - 60중량%, 6 중량% - 60중량%, 7 중량% - 60중량%, 8 중량% - 60중량%, 9 중량% - 60중량%, 10 중량% - 60중량%; 1 중량% - 55중량%, 2 중량% - 55중량%, 3 중량% - 55중량%, 4 중량% - 55중량%, 5 중량% - 55중량%, 6 중량% - 55중량%, 7 중량% - 55중량%, 8 중량% - 55중량%, 9 중량% - 55중량%, 10 중량% - 55중량%; 1 중량% - 45중량%, 2 중량% - 45중량%, 3 중량% - 45중량%, 4 중량% - 45중량%, 5 중량% - 45중량%, 6 중량% - 45중량%, 7 중량% - 45중량%, 8 중량% - 45중량%, 9 중량% - 45중량%, 10 중량% - 45중량%; 1 중량% - 40중량%, 2 중량% - 40중량%, 3 중량% - 40중량%, 4 중량% - 40중량%, 5 중량% - 40중량%, 6 중량% - 40중량%, 7 중량% - 40중량%, 8 중량% - 40중량%, 9 중량% - 40중량%, 10 중량% - 40중량%; 1 중량% - 38중량%, 1 중량% - 35중량%, 1 중량% - 34중량%, 1 중량% - 32량%, 1 중량% - 30중량%; 3 중량% - 38중량%, 3 중량% - 35중량%, 3 중량% - 34중량%, 3 중량% - 32량%, 3 중량% - 30중량%; 5 중량% - 38중량%, 5 중량% - 35중량%, 5 중량% - 34중량%, 5 중량% - 32량%, 5 중량% - 30중량%; 7 중량% - 38중량%, 7 중량% - 35중량%, 7 중량% - 34중량%, 7 중량% - 32량%, 7 중량% - 30중량%; 10 중량% - 38중량%, 10 중량% - 35중량%, 10 중량% - 34중량%, 10 중량% - 32량%, 또는 10 중량% - 30중량% 일 수 있다.
본 출원에서 식물조직단백에 비지가 상기의 함량으로 포함되는 경우, 비지를 첨가하지 않은 경우에 비해, 곰팡이균 배양 후 식물조직단백의 결착력이 더욱 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
일 구현예에서, 상기 기질의 단백질 함량은 고형분 기준으로 전체 기질 대비 50% - 70% 일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 기질은 식물조직단백 및 비지를 포함한 것일 수 있다.
구체적으로는, 기질의 단백질 함량은 고형분 기준으로 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 및 57%으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 하한값; 및 70%, 69%, 68%, 67%, 66%, 65%, 64%, 및 63%으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 상한값으로 이루어지는 함량일 수 있다. 예를 들어, 기질의 단백질 함량은 고형분 기준으로 50% - 70%, 51% - 70%, 52% - 70%, 53% - 70%, 54% - 70%, 55% - 70%, 50% - 69%, 50% - 68%, 50% - 67%, 50% - 66%, 52% - 69%, 52% - 68%, 52% - 67%, 52% - 66%, 54% - 69%, 54% - 68%, 54% - 67%, 54% - 66%, 또는 55% - 65% 일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 기질의 산도(acidity)는 0.1% - 0.4%, 0.11% - 0.4%, 0.12% - 0.4%, 0.13% - 0.4%, 0.14% - 0.4%, 0.15% - 0.4%, 0.16% - 0.4%, 0.17% - 0.4%, 0.18% - 0.4%, 0.19% - 0.4%, 0.2% - 0.4%, 0.22% - 0.4%, 0.24% - 0.4%, 0.26% - 0.4%, 0.28% - 0.4%, 또는 0.3% - 0.4%일 수 있다. 상기 산도(acidity)는 기질에 포함된 산성 물질이나 성분들의 함량의 합계를 의미한다. 기질의 산도를 조절함으로써 발효 중 발생 가능한 외부 유입 미생물에 의한 오염을 방지할 수 있다.
기질의 산도 조절은 산성 물질을 첨가하여 행할 수 있으며, 예를 들어, 젖산, 시트르산, 아세트산 또는 말산과 같은 유기산을 첨가하여 행할 수 있고, 구체적으로는 유기산이 포함된 발효 식초를 기질에 첨가하여 조절할 수도 있다.
기질(substrate)에 접종하여 배양에 사용되는 곰팡이균은 식용가능하고 균사체를 형성할 수 있는 균이 이용될 수 있다.
일 구현예에서, 곰팡이균은 Rhizopus속 균, Mucor속 균, Neurospora속 균, Amylomyces속 균, Aspergillus속 균, 및 Monascus속 균으로 이루어지는 군에서 선되는 1종 이상의 균일 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 Rhizopus속 균은 Rhizopus oligosporus 균일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 곰팡이균은 식물조직단백을 포함하는 기질에, 또는 식물조직단백 및 비지를 포함하는 기질에 직접 접종하는 방식으로 사용할 수 있다.
또는, 곰팡이균을 비지에 먼저 접종하여 배양한 것을 접종원으로 사용하여, 이 접종원을 식물조직단백을 포함하는 기질에 또는 식물조직단백 및 비지가 포함된 기질에 접종하는 방식으로도 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 기질은 수화시킨 후에 사용할 수 있다. 상기 수화된 기질에 곰팡이균을 접종하여 배양할 수 있다.
일 구현예에서, 기질에 접종하는 곰팡이균의 양은 0.5 x 104 cfu/g - 0.5 x 108 cfu/g, 또는 0.5 x 105 cfu/g - 0.5 x 107 cfu/g 일 수 있다.
본 출원에서, 기질에 곰팡이균을 접종한 후 배양하는 조건은 곰팡이균의 종류에 따라 적절한 조건을 선택할 수 있으며, 예를 들어, 기질에 곰팡이균을 접종한 후 접종된 기질을 25-35℃ 온도 조건, 70% - 99%의 습도 조건에서, 1 시간 - 10 일 범위의 시간 동안 배양할 수 있다.
본 출원에서, 식물조직단백을 포함하는 기질에 곰팡이균을 접종시켜 배양하면, 식물조직단백의 공극사이에 곰팡이균의 균사체가 성장하여 부착하게 되어, 식물조직단백의 결착력이 향상된다.
또한, 곰팡이균의 균사체가 포함된 기질 배양물을 후술하는 기질의 압착 공정을 행하면, 식물조직단백의 결착력이 더욱 향상되고, 식감이 향상되며, 일 구현예로 육 조직 유사 식감이 구현될 수 있다.
단계 (b): 상기 기질 배양물을 압착하는 단계
본 출원에서, 상기 기질에 곰팡이균을 접종하여 배양한 기질의 배양물을 압착한다.
상기 압착에 의해 식물조직단백 입자 사이의 공극을 감소시켜 식물조직단백의 결착력을 증가시키는 동시에 새로운 식감, 일 구현예로 육 조직과 유사한 식감을 구현할 수 있다.
일 구현예에서, 본 출원의 압착전 곰팡이 균이 배양된 기질의 배양물의 공극률은 20 - 50% 일 수 있다.
상기 용어 "공극률"은 곰팡이 균이 배양된 기질의 배양물 전체의 부피에 대한 곰팡이 균이 배양된 기질의 배양물의 전체의 공극의 부피의 비율을 의미한다.
일 구현예에서, 상기 공극의 부피는 기질의 배양물 전체의 부피에서 기질 조각(낱알)의 전체 부피를 차감한 부피로 산출할 수 있다.
보다 구체적으로, 기질인 TVP를 배양(발효) 용기에 넣을 때에, 용기 내부에 쌓여지는 TVP 조각(낱알) 사이에 공극이 발생하며, 용기 내부에 쌓여진 TVP 또는 TVP 배양물 내의 공극의 부피는 용기 내부에 쌓여진 TVP 전체의 부피에서 TVP 조각(낱알) 전체의 부피를 제하면 얻어질 수 있다.
일 구현예에서, 상기 기질 조각(낱알)의 전체 부피는 전체 기질의 질량을 밀도로 나눈 값일 수 있다. 기질이 식물조직단백인 경우, 식물조직단백의 밀도는 1.028 수준일 수 있고, 이때의 식물조직단백은 수분 65%로 수화된 상태이다.
다른 구현예에서, 압착 공정 전 기질의 배양물 전체 부피는 발효 용기의 부피일 수 있고, 압착 공정 후 기질의 배양물 전체 부피는 압착된 기질의 배양물의 가로, 세로, 높이의 길이를 곱한 값일 수 있다.
일 구현예에서, 압착후 결착력이 증가된 기질의 공극률은 0 - 20% 일 수 있으며, 구체적으로, 0 - 20%, 0 - 19%, 0 - 18%, 0 - 17%, 0 - 16%, 0 - 15%, 0 - 14%, 0 - 13, 0 - 12%, 0 - 11%, 0 - 10%, 1 - 20%, 1 - 19%, 1 - 18%, 1 - 17%, 1 - 16%, 1 - 15%, 1 - 14%, 1 - 13%, 1 - 12%, 1 - 11%, 또는 1 - 10% 일 수 있다.
상기 압착후의 기질의 공극률은 상기 수치 범위내에서 식감에 따라 적절하게 조절 또는 변경이 가능하다.
일 구현예에서, 상기 압착은 진공압착 또는 성형압착일 수 있다.
상기 진공압착은 기질의 곰팡이균 배양물을 용기 내부에 두고 밀봉한 후에 용기 내부의 공기를 제거하는 방식일 수 있다. 상기 진공 공정은 용기 내부의 압력이 0.1Pa - 100kPa가 되도록, 1 - 60초 동안 내부 공기를 제거하여 행하는 것일 수 있다.
상기 성형압착은 기질의 곰팡이균 배양물을 일정한 틀내에 두고 틀을 눌러 압착하는 방식일 수 있다. 압착 진행시 압력의 정도는 목적하는 물성의 강도에 따라 조절하여 행할 수 있다.
일 구현예에서, 본 출원의 발효 식물조직단백의 제조과정에서 접착물질(binder)이 첨가되지 않을 수 있다.
구체적으로, 상기 단계 (a)의 식물조직단백을 포함하는 기질에, 또는 상기 단계 (b)의 기질 배양물에 접착물질이 첨가되지 않을 수 있다. 본 출원에서 제조되는 발효 식물조직단백은 접착물질(binder)을 포함하지 않을 수 있다.
본 출원에서 첨가되지 않는 접착물질(binder)은 예를 들어, 계란, 우유, 콩류 등에서 유래되는 수용성 단백질; 감자 전분, 타피오카 전분, 고구마 전분, 칡 전분, 밀 전분, 옥수수 전분, 쌀 전분 등의 전분; 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose, CMC); 카라기난, 구아검, 또는 잔탄검 등의 검류일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 보다 구체적으로, 본 출원의 방법에서는 접착물질로서 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose, CMC)가 첨가되지 않을 수 있다.
본 출원의 발효 식물조직단백은 상기와 같은 접착물질을 별도로 첨가하지 않아도 높은 결착력을 갖고, 새로운 식감, 일 구현예로 육 조직과 유사하고 부드러운 식감을 갖는다.
일 구현예에서, 상기 단계 (b) 이후에, 압착한 기질 배양물을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 가열은 75℃ - 100℃의 온도로 가열할 수 있고, 구체적으로 76℃ - 100℃, 77℃ - 100℃, 78℃ - 100℃, 79℃ - 100℃, 80℃ - 100℃, 81℃ - 100℃, 82℃ - 100℃, 83℃ - 100℃, 84℃ - 100℃, 85℃ - 100℃, 86℃ - 100℃, 87℃ - 100℃, 88℃ - 100℃, 89℃ - 100℃, 90℃ - 100℃, 91℃ - 100℃, 92℃ - 100℃, 93℃ - 100℃, 94℃ - 100℃, 95℃ - 100℃, 96℃ - 100℃, 97℃ - 100℃, 98℃ - 100℃, 또는 99℃ - 100℃의 온도로 가열할 수 있다.
상기 압착한 기질 배양물의 가열은 예를 들어 압착한 기질 배양물이 담긴 용기를 가열된 물속에 침지하여 행할 수 있다.
상기 가열 공정에 의해 식물조직단백의 결착력을 더욱 증가시키는 동시에 육 조직과 유사한 식감과 부드러운 식감이 구현될 수 있다.
상기, 결착력이 향상된 발효 식물조직단백은 육 대체재 뿐 아니라, 새로운 단백 소재로서도 활용 가능하다.
본 출원의 방법에 의하면 식물조직단백(TVP) 입자 사이에 형성된 곰팡이균의 균사체와 압착 공정에 의해 결착력이 향상된 발효 식물조직단백을 제조할 수 있다.본 출원의 방법에 의해 제조된 발효 식물조직단백은 결착력이 더욱 향상되고, 일 구현예로, 육 조직과 유사하면서도 부드러운 식감을 구현할 수 있으며, 조리 후에도 육류와 유사한 식감을 그대로 유지할 수 있는 효과를 나타낸다. 다만, 본 출원의 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원 발효 식물조직단백(TVP)의 사진이다. 왼쪽 사진은 발효 후의 TVP의 사진이고, 오른쪽 사진은 발효 TVP를 진공 압착한 후의 사진이다.
도 2는 본 출원 발효 식물조직단백(TVP)의 결착력을 측정하는 사진이다. 왼쪽 사진은 Three Point Bending Rig 사진이고, 오른쪽 사진은 시료의 Bending Test 사진이다.
이하, 본 출원을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 출원을 구체적으로 예시하는 것이며, 본 출원의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되지 아니한다.
실시예
실시예 1: 발효 식물조직단백(TVP)의 제조
1. 균주의 분리
전통 템페(Tempeh)로부터 Rhizopus oligosporus 균주를 분리하고, 분리한 균주를 Potato Dextrose Agar (PDA) 배지에서 30℃, 4일간 배양한 다음, 4℃에서 균주를 보존하였다. 보존한 균주를 실험에 사용하였다.
2. 접종원의 준비
접종원은 보존하던 균주의 일부를 분리하여 멸균한 두부 비지에 접종하여 30℃ 4일간 배양하여 사용하였다. 접종에 사용한 비지는 수분함량 60%로 하였고, 121℃에서 15분간 멸균한 것을 사용하였다.
3. 본 배양
식물조직단백(TVP)는 Solbar (Solbar Ningbo Protein Technology Co., Ltd.)에서 Contex 31 TVP를 구입하였다. 구입한 식물조직단백(TVP)은 농축대두단백(soy protein concentrate)을 주원료로 하고, 직경 약 5 - 15mm인 플레이크(flake) 타입이었다. 두부 제조 공정 중에 생성된 비지(CJ 제일제당)를 수분함량 3~8%으로 건조시켜 건조된 비지를 준비하였다.
상기 준비한 식물조직단백(TVP)와 건조된 비지를 혼합하여 기질로 사용하였다. TVP에 건조 비지를 0 중량%, 20 중량%, 40 중량%의 비율로 혼합한 후 균질화시키고, 단백질 함량을 고형물 기준으로 50~70%가 되도록 하여 기질을 제조하였다. 이어서, 55 중량%의 물을 상기 기질과 혼합하여 약 30분간 실온에 방치함으로써 기질을 수화시켰다. 수화시킨 기질을 121℃에서 15분간 멸균하여 기질에서 유래할 수 있는 오염원을 차단하였다. 발효 식초 희석액을 상기 멸균한 기질에 10중량% 함량으로 첨가하여 기질 내에서 최종 산도 0.3~0.4%가 되도록 하였다.
이와 같이 준비된 기질을 30℃이하로 냉각한 후, 상기 준비한 접종원을 최종 접종 균수가 0.5 x 106 cfu/g 되도록 기질에 접종하였다.
기질에 접종원을 접종한 후 기질을 균질화하고, 호기 구멍이 있는 트레이에 넣고 밀봉하여 30℃, 90%의 습도 조건에서 24시간 배양하였다. 배양된 TVP는 곰팡이균의 균사체가 TVP 입자 사이로 고르게 성장하여 TVP 입자들이 결착된 덩어리 형태로 제조되었다(도 1의 왼쪽 사진 참조). 최종 TVP 곰팡이균 배양물은 발효 진행을 중단하기 위해 냉동 보관하였고, 해동 후에 하기 실시예 2의 방법으로 결착력을 측정하였다.
4. 배양 후 가공
배양으로 덩어리 형태가 된 발효 TVP(가로 x 세로 x 높이: 160 x 120 x 30 mm)를 진공압착하였다. 진공압착은 발효 TVP를 파우치 내부에 넣어 두고 밀봉한 후에 파우치 내부의 공기를 제거하여 행하였다(도 1의 오른쪽 사진 참조). 이어서, 진공 압착한 발효 TVP를 파우치에 담긴 상태로 끓는 물(95~100℃)에 6분 동안 가열하였다. 진공 압착한 시료, 및 진공 압착 이후 가열 처리한 시료 각각을 발효물과 동일하게 냉동 보관하여 해동 후 하기 실시예 2의 방법으로 결착력을 측정하였다.
실시예 2: 발효 식물조직단백(TVP)의 결착력 측정
곰팡이균 배양에 의해 형성된 균사체를 포함하는 TVP 사이의 결착력은 물성분석기(Texture Analyzer, TA-XT plus, Stable Micro Systems, England)를 사용하여 측정하였다. TA 분석은 Three-Point Bending Test로 아래 표 1에 기재된 조건으로 수행하였다. 곰팡이균 배양에 의한 발효 후 시료의 사이즈는 80 x 30 x 30 mm (가로 x 세로 x 높이)로 하였으며, 압착한 시료는 원료의 사이즈가 작아지는 특징이 있어 80 x 25 x 10 mm (가로 x 세로 x 높이)로 하여 압착 전-후 사이즈 변화에 의한 영향이 없도록 하였다. 시료를 지지대에 올려 놓고 상단의 프로브(probe)가 하강하면서 시료의 변형에 작용하는 힘(force, g)을 측정하였다(도 2). 이때 TVP를 연결하고 있는 균사체가 끊어지며 발생하는 첫번째 최대 피크 (First Peak Force, Break Strength)를 발효 TVP의 결착력으로 해석하였다.
구분 분석 조건
Test Mode Compression
Pre-Test Speed 1 mm/sec
Test Speed 1 mm/sec
Post-Test Speed 10 mm/sec
Target Mode Distance
Distance 30 mm
Trigger Type Auto (Force)
Trigger Force 5 g
아래 표 2에 측정결과를 나타내었다. 표 2에 나타낸 측정 결과, 비지 함량에서 차이가 있는 발효 TVP(단백질 함량 50~70%)의 각 배합의 발효물에서 발효 후에 압착 또는 가열처리 없는 것에 비하여, 발효 후에 압착한 경우 또는 압착과 가열처리를 모두 행한 경우에 결착력이 향상되는 것이 확인되었다. 발효 전의 시료는 TVP간 결착력이 없어 물성분석기에 의한 분석이 불가능하였다.
TVP 100wt% 80wt% 60wt%
비지 0wt% 20wt% 40wt%
단백질 함량(고형분 기준) 60%
결착력(g) 발효 후 95.8 126.0 229.6
진공압착 후 125.7 172.3 234.6
진공압착 및 가열 후 153.9 188.5 309.5
실시예 3 : 발효 TVP의 조리 평가
제조된 발효 TVP를 팬 조리 및 오븐 조리를 행하여 조리 과정에서 TVP의 결착 유지 및 식감을 평가하였다. 발효 후의 발효 TVP 시료, 발효 TVP를 진공 압착한 시료, 발효 TVP를 진공 압착 및 가열한 시료를 통상적인 조리방법과 동일하게 기름을 두른 상태에서 각각 팬 조리 및 오븐 조리하였다. 그 결과, 각각의 시료의 형태가 유지됨을 확인하였다.
오븐 조리된 시료를 동물성 육 제품(소고기 햄버거 패티)과 비교하여 강도 및 씹힘성에서 유사성이 높으면 10, 낮으면 0으로 점수화하여 표 3에 나타내었다. 그 결과, 육 유사 식감이 압착과, 압착 후 가열 처리에 의하여 향상됨을 확인하였다. 육 제품은 단단하고 쫄깃한 씹힘성이 강한 반면 발효 TVP는 비교적 부드러운 식감이었으며 압착 및 가열 공정이 추가됨에 따라 단단함과 씹힘성이 증가하여 육 유사성이 향상되었다. 또한, 비지 함량이 증가하면서 TVP 단독으로 존재했을 때보다 부드러운 식감이 증가하는 특징을 나타내었다.
TVP 100wt% 80wt% 60wt%
비지 0wt% 20wt% 40wt%
단백질 함량(고형분 기준) 60%
육 유사식감 발효 후 5.2 4.8 4.3
진공압착 후 7.8 7.5 7.4
진공압착 및 가열 후 9.0 8.5 8.2
상기에서는 본 출원의 대표적인 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 출원의 범위는 상기와 같은 특정 실시예만 한정되지 아니하며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

Claims (15)

  1. (a) 식물조직단백(Texturized Vegetable Protein, TVP)을 포함하는 기질에 곰팡이균을 접종하여 배양하는 단계; 및
    (b) 상기 기질 배양물을 압착하는 단계;를 포함하는 발효 식물조직단백의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 식물조직단백(TVP)는 밀, 대두, 완두콩, 깨, 목화씨, 또는 쌀에서 유래된 단백질을 포함하는 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (a)의 기질은 비지(bean-curd dregs), 대두분(soy powder), 밀가루(wheat flour), 식이섬유, 단백질, 아미노산, 탄수화물, 지방, 오일, 비타민, 및 미네랄로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 성분을 더 포함하는 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 단계 (a)의 기질은 비지를 더 포함하는 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 비지는 전체 기질 중량 대비 0 중량% 초과 60중량% 이하의 함량으로 포함되는 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (a)의 기질은 단백질 함량이 고형분 기준으로 50% - 70%인 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (a) 기질은 산도(acidity)가 0.1% - 0.4%인 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (a)의 곰팡이균은 Rhizopus속 균, Mucor속 균, Neurospora속 균, Amylomyces속 균, Aspergillus속 균, 및 Monascus속 균으로 이루어지는 군에서 선되는 1종 이상의 균인 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 Rhizopus속 균은 Rhizopus oligosporus 균인 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (a)의 접종하는 곰팡이균은 비지에 접종하여 배양한 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (b)의 압착은 진공압착 또는 성형압착인 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    기질 또는 기질 배양물은 접착물질(binder)을 포함하지 않는 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 접착물질은 계란, 우유, 또는 콩류 유래되는 수용성 단백질; 감자 전분, 타피오카 전분, 고구마 전분, 칡 전분, 밀 전분, 옥수수 전분, 또는 쌀 전분; 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose, CMC); 카라기난, 구아검, 또는 잔탄검인 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (b) 이후에, 압착한 기질 배양물을 가열하는 단계를 더 포함하는, 발효 식물조직단백의 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 가열은 75℃ - 100℃의 온도로 가열하는 것인, 발효 식물조직단백의 제조방법.
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