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KR-20260061331-A - METHOD FOR PRODUCING FERMENTED RICE COFFEE USING BENEFICIAL MICROORGANISMS AND FERMENTED RICE COFFEE PRODUCED THEREBY

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Abstract

본 발명은 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 유익 미생물을 활용하여 발효된 커피 원두와 발효된 쌀을 소정의 비율로 브렌딩함으로써 제조되는 발효 쌀 커피의 제조 방법에 있어서, (a) 발효 커피를 준비하는 단계(S100), (b) 발효 쌀을 준비하는 단계(S200), 및 (c) 상기 단계 S100에서 준비된 발효 커피와 상기 단계 S200에서 준비된 발효 쌀을 미리 설정된 비율로 브렌딩하여 발효 쌀 커피를 제조하는 단계(S300)를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다. 본 발명의 또 다른 특징에 따른 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피는, 상기 제조 방법들 중 어느 하나에 따른 방법에 의해 제조된 것을 그 구성상의 특징으로 한다. 본 발명에서 제안하고 있는 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법 및 이에 의해 제조된 발효 쌀 커피에 따르면, 커피생두의 증숙 및 마이야르 반응 유도 단계를 통해 비효소적 향미 성분을 형성하고, 유익 미생물인 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)에 의한 고체 발효를 통해 생리활성 물질을 증가시킴으로써, 기존 커피 대비 카페인 함량이 약 30% 감소될 뿐만 아니라, 발효 과정에서 생성되는 아미노산 및 유기산의 조화로 커피의 쓴맛이 완화되고, 감칠맛과 부드러운 산미가 향상되어 풍미 밸런스가 개선된 발효 쌀 커피를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에서 제안하고 있는 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법은, 커피 원두와 쌀을 각각 독립적으로 발효, 건조, 로스팅한 후, 소정의 중량비로 브렌딩함으로써, 발효 원료 간의 향미 특성이 상호 보완되어 일정한 향기 및 맛의 균질성이 확보되는데, 이러한 공정 구성은 기존의 단일 발효 커피에 비해 향미 재현성과 저장 안정성을 크게 향상시키며, 천연 발효 기반의 기능성 커피 음료로서 산업적 응용성이 높다. 이와 같이, 본 발명은 카페인 저감과 풍미 개선을 동시에 실현할 수 있는 새로운 발효 공정 기술을 제공함으로써, 건강 지향적 커피 시장에서 경쟁력 있는 대체 제품 개발에 활용될 수 있다.

Inventors

  • 김동일
  • 김에녹
  • 유대석

Assignees

  • 김동일

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20251023
Priority Date
20241026

Claims (7)

  1. 유익 미생물을 활용하여 발효된 커피 원두와 발효된 쌀을 소정의 비율로 브렌딩함으로써 제조되는 발효 쌀 커피의 제조 방법에 있어서, (a) 발효 커피를 준비하는 단계(S100), (b) 발효 쌀을 준비하는 단계(S200), 및 (c) 상기 단계 S100에서 준비된 발효 커피와 상기 단계 S200에서 준비된 발효 쌀을 미리 설정된 비율로 브렌딩하여 발효 쌀 커피를 제조하는 단계(S300)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발효 커피를 준비하는 단계(S100)는, (a-1) 커피생두를 60~100℃에서 36~60시간 증숙하는 단계(S110); (a-2) 상기 단계 S110에서 증숙된 커피생두에 대하여, 수분을 40~60% 가한 후, 카라멜화 또는 마이야르 반응을 유도하는 단계(S120); (a-3) 상기 단계 S120의 결과물을 32℃ 이하로 냉각한 후, 유익 미생물을 접종하여 온도 32~38℃ 및 습도 60~80%의 조건에서 24~48시간 고체 발효시키는 단계(S130); (a-4) 상기 단계 S130에서 발효된 커피생두를 세척하여 곰팡이 균사체의 40~60%를 제거하는 단계(S140); (a-5) 상기 단계 S140의 결과물을 전기 건조기를 이용하여 50~70℃의 온도에서 36~60시간 건조하는 단계(S150); 및 (a-6) 상기 단계 S150에서 건조된 결과물을 115~130℃의 온도에서 10~30분간 로스팅하는 단계(S160)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 발효 쌀을 준비하는 단계(S200)는, (b-1) 준비된 쌀을 60~100℃에서 36~60시간 증숙하는 단계(S210); (b-2) 상기 단계 S210에서 증숙된 쌀에 대하여, 유익 미생물을 접종하여 온도 32~38℃ 및 습도 60~80%의 조건에서 24~48시간 고체 발효시키는 단계(S220); (b-3) 상기 단계 S220에서 발효된 쌀을 건조기를 이용하여 50~70℃의 온도에서 36~60시간 건조하는 단계(S230); 및 (b-4) 상기 단계 S230에서 건조된 결과물을 115~130℃의 온도에서 10~30분간 로스팅하는 단계(S240)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 유익 미생물은, 수탁번호 KCTC16320BP로 기탁된 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) 균주인 것을 특징으로 하는, 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 브렌딩 단계(S300)는, 상기 발효 커피와 발효 쌀을 중량비 6~8 : 4~2의 비율로 혼합하여 발효 쌀 커피를 제조하는 것을 특징으로 하는, 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 발효 쌀 커피는, 비발효 커피에 비해 카페인 함량이 약 30% 감소되고, 쓴맛이 완화되며, 감칠맛과 부드러운 산미가 향상되는 것을 특징으로 하는, 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는, 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피.

Description

유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법 및 이에 의해 제조된 발효 쌀 커피{METHOD FOR PRODUCING FERMENTED RICE COFFEE USING BENEFICIAL MICROORGANISMS AND FERMENTED RICE COFFEE PRODUCED THEREBY} 본 발명은 커피 및 곡물의 발효 공정 기술 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유익 미생물, 특히 수탁번호 KCTC16320BP로 기탁된 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)를 이용하여 커피 원두 및 쌀을 각각 고체 발효시키고, 이를 특정 비율로 브렌딩함으로써 카페인 함량을 감소시키고 풍미 특성을 개선한 발효 쌀 커피의 제조 방법 및 그에 의해 제조된 발효 쌀 커피에 관한 것이다. 이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다. 일반적으로 커피는 특유의 쓴맛과 향을 가지는 기호식품으로 전 세계적으로 널리 소비되고 있으나, 높은 카페인 함량으로 인해 불면, 불안, 심박수 증가 등 생리적 부작용이 보고되고 있다. 이러한 문제를 완화하기 위해 디카페인 커피가 상용화되었으나, 용매 추출 또는 수세 공정을 통해 카페인을 제거하는 기존 방법은 풍미 손실, 향기 성분의 휘발, 산미 저하 등의 한계를 가지고 있다. 한편, 곡물을 활용한 커피 대체 음료나 발효 커피 관련 기술이 제안되어 왔지만, 대부분 단순한 원료 혼합이나 부분 발효에 그쳐 커피 고유의 깊은 향미와 감칠맛을 동시에 구현하는 데에는 한계가 있었다. 특히, 마이야르 반응(Maillard reaction)이나 카라멜화 반응을 통해 비효소적 향미를 부여하는 기술과, 유익 미생물 발효를 통한 생리활성 향상 기술이 상호 보완적으로 결합된 사례는 거의 없다. 따라서, 카페인 함량을 효과적으로 감소시키면서도 커피 고유의 풍미를 유지·강화할 수 있는 새로운 발효 공정 기술의 개발이 요구되고 있다. 한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 등록특허공보 제10-1811421호(발명의 명칭: 코피루왁에서 분리한 유산균을 이용한 발효커피의 제조방법, 공개일자: 2017년 3월 23일) 등이 개시된 바 있다. 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법의 전체 공정 흐름도를 나타낸 도면. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법에서, 발효 커피 준비 단계(S100)의 세부적인 공정 흐름을 나타낸 도면. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법에서, 발효 쌀 준비 단계(S200)의 세부적인 공정 흐름을 나타낸 도면. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법에 의해 제조된 발효 쌀 커피에 대하여, 카페인 함량을 분석하기 위한 HPLC 분석 조건을 나타낸 도면. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법에 의해 제조된 발효 쌀 커피와 비발효 대조군의 관능평가 결과를 비교하여 나타낸 막대그래프. 아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 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. 또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법의 전체 공정 흐름도를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법은, 발효 커피 준비 단계(S100), 발효 쌀 준비 단계(S200), 및 발효 쌀 커피 제조 단계(S300)를 포함하여 구성될 수 있다. 각각의 단계들에 대해서는 이하에서 자세히 설명하기로 한다. (1) 발효 커피 준비 단계 (S100) 본 발명의 일 실시예에 따른 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법은, 먼저 발효 커피를 준비하는 단계(S100)를 수행한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유익 미생물을 활용한 발효 쌀 커피 제조 방법에서, 발효 커피 준비 단계(S100)의 세부적인 공정 흐름을 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발효 쌀 커피 제조 방법의 발효 커피를 준비하는 단계(S100)는, 증숙 단계(S110), 카라멜화 또는 마이야르 반응 유도 단계(S120), 미생물 접종 및 고체 발효 단계(S130), 곰팡이 균사체 일부 제거 단계(S140), 건조 단계(S150), 및 로스팅 단계(S160)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 S110 내지 S160의 세부 단계들에 대하여 각각 상세히 설명하기로 한다. (1-1) 증숙 단계 (S110) 본 발명의 일 실시예에 따른 발효 쌀 커피 제조 방법의 발효 커피를 준비하는 단계(S100)는, 먼저 커피생두를 60~100℃에서 36~60시간 증숙하는 단계(S110)를 수행한다. 본 단계는 커피생두의 세포벽을 연화시키고 내부 성분(단백질, 다당류, 페놀화합물 등)의 용출성과 반응성을 향상시키기 위한 전처리 공정이다. 생두를 일정 온도와 시간 동안 증숙하면 세포 구조가 느슨해지고, 이후 발효나 마이야르 반응에서 효소나 반응성 물질이 원활히 작용할 수 있는 상태로 전환된다. 또한, 증숙 과정은 생두 내 잔존 효소와 미생물을 부분적으로 불활성화시켜 비의도적 부패를 억제하고, 수분을 균일하게 확산시켜 다음 단계인 카라멜화/마이야르 반응의 열전달 효율을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 즉, 이 단계는 원두 조직을 “발효 가능한 기질”로 전처리함으로써 전체 공정의 기초를 형성한다. (1-2) 카라멜화 또는 마이야르 반응 유도 단계 (S120) 다음으로, 단계 S110에서 증숙된 커피생두에 대하여, 수분을 40~60% 가한 후, 카라멜화 또는 마이야르 반응을 유도하는 단계(S120)를 수행한다. 본 단계에서는 증숙된 생두를 적정 수분 상태(50~60%)로 유지하면서 일정 온도 조건 하에 열을 가하여, 커피 내 당류와 아미노산 사이의 비효소적 갈변 반응(마이야르 반응 또는 카라멜화 반응)을 유도한다. 이 반응은 향미 전구체(멜라노이딘, 피라진, 피롤계 화합물 등)를 형성하여, 발효 단계에서 미생물 효소에 의해 추가적으로 변환될 수 있는 기반을 제공한다. 즉, 본 단계는 단순히 색과 향을 형성하는 열반응이 아니라, 이후 발효 단계에서 생성될 풍미 성분의 다양성과 균형을 결정짓는 중요한 전처리 과정이다. 수분 함량을 50~60%로 유지함으로써 과도한 탄화나 탈수 반응을 억제하고, 열전달 효율과 반응 균일성을 동시에 확보할 수 있다. 한편, 본 단계에서는, 카라멜화 또는 마이야르 반응을 유도하는 과정에서 수분을 40~60% 가해줄 수 있는데, 이것은 커피생두 내부의 열전달 효율과 반응 균일성을 확보하기 위한 핵심 조절 공정이다. 커피생두는 조직이 치밀하여 열이 불균일하게 전달되기 쉬운데, 수분을 40~60% 수준으로 가해줌으로써 내부 확산이 원활해지고, 당류와 아미노산 사이의 비효소적 갈변 반응이 균일하게 진행된다. 특히, 수분이 존재하면 반응물의 이동성과 분자 충돌 빈도가 증가하여, 카라멜화 및 마이야르 반응이 빠르게 일어나며, 상대적으로 낮은 온도에서도 풍부한 향미 전구체를 생성할 수 있다. 반면 수분이 부족하면 과열에 의한 탄화가 발생하고, 과도한 수분은 온도 상승을 억제하여 반응이 지연되므로, 40~60%의 수분 조절은 반응의 균일성과 속도, 그리고 향미 형성의 효율을 동시에 확보하는 데 필수적이다. (1-3) 미생물 접종 및 고체 발효 단계 (S130) 본 단계에서는, 단계 S120의 결과물에 대하여, 온도를 32℃ 이하로 식힌 후, 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)를 접종하여, 32~38℃의 온도 및 60~80%의 습도에서 24~48시간 고체 발효시킨다. 이 단계는 발효 커피를 준비하는 핵심 단계로서, 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)를 접종하여 커피생두 내 단백질, 다당류, 폴리페놀류 등의 분해 및 전환을 유도하는 공정이다. 아스퍼질러스 오리제는 아밀라