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WO2022119335A1 - 비등온 당화 공정을 이용한 기능성 당 및 폴리페놀을 갖는 술의 제조 방법, 및 그 제조 장치 - Google Patents

비등온 당화 공정을 이용한 기능성 당 및 폴리페놀을 갖는 술의 제조 방법, 및 그 제조 장치 Download PDF

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WO2022119335A1
WO2022119335A1 PCT/KR2021/018079 KR2021018079W WO2022119335A1 WO 2022119335 A1 WO2022119335 A1 WO 2022119335A1 KR 2021018079 W KR2021018079 W KR 2021018079W WO 2022119335 A1 WO2022119335 A1 WO 2022119335A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pulverized
grain
saccharification
saccharification process
intermediate product
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/KR2021/018079
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김태현
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industry University Cooperation Foundation IUCF HYU
Original Assignee
Industry University Cooperation Foundation IUCF HYU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020210169882A external-priority patent/KR102712317B1/ko
Application filed by Industry University Cooperation Foundation IUCF HYU filed Critical Industry University Cooperation Foundation IUCF HYU
Publication of WO2022119335A1 publication Critical patent/WO2022119335A1/ko
Priority to US18/327,686 priority Critical patent/US20230313088A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C12C7/00—Preparation of wort
    • C12C7/04—Preparation or treatment of the mash
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12C11/00—Fermentation processes for beer
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12C—BEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C7/00—Preparation of wort
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12C—BEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C7/00—Preparation of wort
    • C12C7/14—Lautering, i.e. clarifying wort
    • C12C7/16—Lautering, i.e. clarifying wort by straining
    • C12C7/165—Lautering, i.e. clarifying wort by straining in mash filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12C—BEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C2200/00—Special features
    • C12C2200/01—Use of specific genetic variants of barley or other sources of fermentable carbohydrates for beer brewing

Definitions

  • the present application relates to a method for manufacturing alcohol and an apparatus for manufacturing the same, and more particularly, to a method for manufacturing alcohol having functional sugars and polyphenols of whole grains using non-isothermal rapid saccharification and fermentation process, and to an apparatus for manufacturing the same .
  • Republic of Korea Patent No. 10-1154377 discloses a malt grinding process of pulverizing the malt in a storage with a grinder, a soaking process of extracting wort by mixing the pulverized malt with 30-75° C. water in a immersion tank; A filtration process of filtering the extracted wort in a filtration tank and extracting the fermentable components remaining in the soaked leaf, a boiling process of adding the filtered wort while heating the filtered wort to a high temperature of 100° C.
  • whirlpool the boiled wort A whirlpool process to remove malt and hop residues by supplying it to a refrigerator, a cooling and oxygen supplying process for cooling the wort that has passed through the whirlpool process to 12-18° C.
  • yeast can ferment in a wort cooler and supplying oxygen, and the cooling;
  • the manufacturing method of alcohol consisting of a filtration process of producing transparent alcohol by putting aged alcohol in a liquor filter, a water washing process of washing the leaves, stems, and roots of wild ginseng before the boiling process, and the washed wild ginseng It includes a shredding process of cutting the leaves, stems, and roots into 3 to 5 cm;
  • the leaves, stems, and roots of the chopped wild ginseng are added together with the filtered wort;
  • the leaves, stems, and roots of the chopped wild ginseng are also removed together with other residues; a method for producing alcohol containing wild ginseng is disclosed.
  • One technical problem to be solved by the present application is to provide a method for manufacturing alcohol having excellent taste and flavor, and an apparatus for manufacturing the same.
  • Another technical problem to be solved by the present application is to provide a method for manufacturing alcohol capable of adjusting taste, flavor, and color according to consumer preferences, and an apparatus for manufacturing the same.
  • Another technical problem to be solved by the present application is to provide a method for manufacturing alcohol using a non-isothermal saccharification process capable of saccharifying and fermenting both the shell and starch of malt, and an apparatus for manufacturing the same.
  • Another technical problem to be solved by the present application is to provide a method for manufacturing alcohol having functional sugars and polyphenols contained in malt husks, and an apparatus for manufacturing the same.
  • the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
  • the present application provides a method of manufacturing alcohol.
  • the method for manufacturing alcohol includes the steps of preparing whole grains containing husk or stem, grinding the whole grains to prepare a grain pulverized product, the grain pulverized product , a solvent, and a first enzyme are mixed and subjected to a first saccharification process at a first temperature to prepare a first intermediate product, a second enzyme is added to the first intermediate product, and is different from the first temperature It may include performing a second saccharification process at a second temperature to prepare a second intermediate product, and adding yeast to the second intermediate product and fermenting the second intermediate product.
  • the pulverized bran or pulverized cellulose contained in the pulverized grains may be saccharified to produce functional sugars.
  • the functional sugar may include at least one of xylose, mannose, arabinose, galactose, rhamnose, and ⁇ -glucan.
  • the starch contained in the pulverized grain may include saccharification.
  • the first enzyme may include cellulase
  • the second enzyme may include amylase
  • heat treatment is performed while providing an extract solution to the ground grain to remove lignin contained in the pulverized grain, and to gel it.
  • the method may further include performing the first saccharification process by mixing the gelled pulverized grain with the solvent and the first enzyme.
  • the whole grain may include pulverizing by a colloid milling method.
  • the present application provides an apparatus for manufacturing alcohol.
  • the apparatus for manufacturing alcohol includes a pulverizing unit for producing pulverized grains by pulverizing whole grains, a primary saccharification process for saccharifying the pulverized grains at a first temperature to produce a first intermediate product and a saccharification tank that performs a secondary saccharification process for producing a second intermediate product by saccharifying the first intermediate product at a second temperature different from the first temperature, and a fermenter for fermenting the saccharified ground grain product can do.
  • cellulose contained in the pulverized grain is saccharified to produce functional sugar, and lignin of the pulverized grain is dissolved to produce polyphenol, and the In the second saccharification process at the second temperature, it may include saccharifying the starch contained in the pulverized grain.
  • the apparatus for manufacturing alcohol may further include a filter unit configured to remove lignin from the ground grain by heat-treating the ground grain while providing a pretreatment solvent to the pulverized grain.
  • the first saccharification process and the second saccharification process may include sequentially performing in the same reaction tank.
  • the apparatus for manufacturing alcohol includes a grinding unit for producing a ground grain by pulverizing whole grains, and a reaction tank for saccharifying and fermenting the ground grain, wherein the reaction tank is formed by a membrane It includes a separate saccharification region and a fermentation region, wherein the ground grain product is saccharified in the saccharification region to produce the first intermediate product, and the first intermediate product is saccharified to produce a second intermediate product, and in the fermentation region Yeast is added to the second intermediate product and fermented, but the pores of the membrane are smaller than that of the yeast and larger than the sugar produced by saccharification of the ground grain product in the saccharification region, so that the membrane selectively permeates the sugar may include
  • the saccharification process of the pulverized grain in the saccharification region and the fermentation of the second intermediate product in the fermentation region may include being simultaneously performed in one reactor.
  • whole grains containing bran (husk) or stems are pulverized to prepare a grain pulverized product, the pulverized grain product and the first enzyme are mixed, and the A first saccharification process is performed at a first temperature to prepare a first intermediate product, a second enzyme is added to the first intermediate product, and a second saccharification process is performed at a second temperature different from the first temperature to obtain a second
  • preparing an intermediate product adding yeast to the second intermediate product and fermenting it, alcohol can be produced.
  • Fiber contained in the pulverized grain may be decomposed in the primary saccharification process to produce functional sugars, and lignin contained in the pulverized grain may be dissolved to produce polyphenols. Accordingly, the flavor and aroma of the alcohol may be enhanced.
  • the secondary saccharification process using the second enzyme at the second temperature having a relatively high temperature is performed.
  • inactivation of the first enzyme at a high temperature is prevented, so that the first saccharification process can be easily performed.
  • 1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing alcohol according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 2 is a view for explaining a method of manufacturing a grain pulverized product in the manufacturing method of alcohol according to an embodiment of the present application.
  • FIG 3 is a view for explaining a saccharification tank included in the apparatus for manufacturing alcohol according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 4 is a view for explaining a fermenter included in the apparatus for manufacturing alcohol according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 5 is a view for explaining the manufacturing method of alcohol according to the first modified example of the present application.
  • FIG. 6 is a view for explaining the filter unit included in the manufacturing apparatus of alcohol according to the first modification of the present application.
  • FIG. 7 is a view for explaining a method of manufacturing alcohol according to a second modified example of the present application.
  • FIG. 8 is a view for explaining a method of manufacturing alcohol according to a third modified example of the present application.
  • FIG. 9 is a view for explaining a method of manufacturing alcohol according to a fourth modified example of the present application.
  • first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof.
  • 'and/or' is used in the sense of including at least one of the components listed before and after.
  • “alcohol” in the present application may include fermented liquor such as wine and lignin included in the ground grain 20 according to the first modified example, and distilled liquor It can be used as a raw material for , and is interpreted to include various alcoholic beverages.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining a method for manufacturing alcohol according to an embodiment of the present application
  • FIG. 2 is a view for explaining a method for manufacturing a grain pulverized product in a method for manufacturing alcohol according to an embodiment of the present application
  • FIG. 3 is a view for explaining a saccharification tank included in the apparatus for manufacturing alcohol according to an embodiment of the present application
  • FIG. 4 is a view for explaining a fermenter included in the apparatus for manufacturing alcohol according to an embodiment of the present application.
  • the whole grain 10 may be a whole grain of barley comprising barley bran and/or barley stalk.
  • the whole grain may be a whole grain of rice including rice bran and/or rice straw.
  • preparing the whole grain 10 may include supplying moisture to the whole grain 10 to germinate, and drying the germinated whole grain 10 with hot air.
  • the pulverized grain 20 may be manufactured (S120).
  • the whole grain 10 may be finely pulverized using a colloid mill, and the grain pulverized material 20 may have a size of several micrometers or nanometers. Due to this, as will be described later, the cellulose contained in the pulverized grain 20 can be easily saccharified.
  • a first intermediate product may be prepared by mixing the pulverized grain 20, the solvent, and the first enzyme 112, and performing a primary saccharification process at a first temperature (S130).
  • the whole grain 10 may include bran and/or stalk. Accordingly, the pulverized grain 20 in which the whole grain 10 is pulverized may include pulverized bran and pulverized rod.
  • the pulverized bran and the pulverized stem may contain a large amount of cellulose (cellulose, hemicellulose).
  • the pulverized bran and the pulverized cellulose contained in the pulverized grain 20 are saccharified by hydrolysis by the first enzyme 112 to produce functional sugars.
  • the first temperature may be 40 °C ⁇ 50 °C
  • the first enzyme 112 is a complex cellulase (cellulase, specifically ⁇ - and / or ⁇ -cellulase and/or hemicellulase).
  • the first saccharification process may be performed for 6 to 72 hours.
  • the whole grain 10 is pulverized to a micrometer or nanometer level using a colloid mill, so that cellulose can be easily saccharified.
  • the functional sugar produced by decomposition of the fibrin contained in the pulverized bran and the pulverized rod may include at least one of monosaccharides xylose, mannose, arabinose, galactose, and rhamnose and oligosaccharides of these sugars, or ⁇ -glucan. and the flavor and aroma of alcohol may be enhanced by the functional sugar.
  • the lignin contained in the pulverized bran and the pulverized bamboo may be dissolved to produce polyphenols. Accordingly, the flavor and aroma of alcohol may be enhanced.
  • a second enzyme 114 is added to the first intermediate product produced in the first saccharification process, and a secondary saccharification process is performed at a second temperature different from the first temperature to obtain a second intermediate product (sweet wort) This can be manufactured (S140).
  • the second temperature may be higher than the first temperature.
  • the second temperature may be 60° C. to 90° C. higher than the first temperature
  • the second enzyme 112 is amylase ( amylase, specifically, ⁇ -amylase and ⁇ -amylase).
  • the primary saccharification process and the secondary saccharification process may be continuously performed.
  • the second saccharification process may be immediately performed by increasing the temperature from the first temperature to the second temperature.
  • first saccharification process and the second saccharification process may be performed in-situ in the same saccharification tank 110 . Accordingly, the execution time of the first saccharification process and the second saccharification process may be shortened, process convenience may be improved, and process costs may be reduced.
  • the second enzyme 114 is used at the second temperature having a relatively high temperature.
  • the secondary saccharification process may be performed. That is, the first saccharification process can be performed first at the first temperature, which is relatively low, using the first enzyme 112 that is modified at high temperature and the activity is lowered.
  • the primary saccharification process can be easily performed.
  • the secondary saccharification process using the second enzyme 114 for saccharifying starch is first performed, by the secondary saccharification process at a relatively high temperature, the The first saccharification process using the first enzyme 112 may not be easily performed, and as a result, the functional sugar may not be generated or polyphenol may not be generated because lignin is not dissolved.
  • the first saccharification process using the first enzyme 112 sensitive to high temperature at the relatively low first temperature is performed before the second saccharification process.
  • the first enzyme 112 can maintain high activity, and as a result, in the primary saccharification process, the functional sugar can be easily produced from cellulose, and polyphenols from lignin can be easily created.
  • Yeast 122 may be added to the second intermediate product and fermented (S140).
  • the second intermediate product may be fermented by the yeast 122 before fermentation, filtration, heat treatment, and cooling.
  • a fermentation process may be performed by providing the second intermediate product in the fermenter 120 and adding yeast 122 . Thereafter, impurities can be removed and aged to produce alcohol.
  • the second intermediate product may include the functional sugar and the polyphenol. Accordingly, the second intermediate product may be fermented by the yeast 122 together with the functional sugar and the polyphenol, and thus the flavor and aroma of the alcohol may be improved.
  • the alcohol may be beer
  • the first intermediate product may be mash
  • the second intermediate product may be wort.
  • a portion of the lignin included in the pulverized grain 20 may be removed.
  • FIGS. 5 and 6 the manufacturing method and manufacturing apparatus of alcohol according to the first modified example of the present application will be described continuously.
  • Figure 5 is a view for explaining the manufacturing method of alcohol according to the first modified example of the present application
  • Figure 6 is a view for explaining the filter unit included in the manufacturing apparatus of alcohol according to the first modified example of the present application.
  • the ground grain 20 is prepared.
  • At least a portion of lignin included in the pulverized grain 20 may be removed before performing the first saccharification process.
  • the grain pulverized material 20 is provided in the container 132 of the filter unit 130 , and the grain pulverized material 20 is heat-treated using a heater 134 .
  • the extraction solution 136 may be provided from one side of the container 132 and eluted to the other side. In this process, while high temperature (eg, 50 to 220° C.) and pressure are applied to the grain pulverized mass 20 , the lignin of the grain pulverized mass 20 is dissolved into the extraction solution 136 , and the external It can be released to, and with this, the grain pulverized material 20 can be gelled.
  • the extraction solution 136 may include water and ethanol, and the extraction solution 136 may be provided to the container 132 for 5 to 60 minutes.
  • the amount of lignin removed from the grain pulverized material 20, that is, the grain by controlling the time for providing the extraction solution 136 and the temperature to be heat treated by the heater 134 , The amount of lignin remaining in the pulverized product 20 may be adjusted. Specifically, as the time for providing the extraction solution 136 increases and the heat treatment temperature by the heater 134 increases, the amount of lignin removed from the pulverized grain 20 may increase.
  • the primary saccharification process, the secondary saccharification process, and the fermentation process described with reference to FIGS. 1 to 4 are sequentially performed and alcohol can be produced.
  • the amount of lignin remaining in the pulverized grain 20 may be adjusted by a simple method of controlling the heat treatment temperature and the extraction solution 136 providing time.
  • the flavor and aroma of alcohol can be controlled, and thus, alcohol having a differentiated flavor and aroma can be easily manufactured according to various consumer preferences. .
  • lignin may be additionally added during or after fermentation.
  • FIG. 7 the manufacturing method of alcohol according to the second modified example of the present application will be described.
  • FIG. 7 is a view for explaining a method of manufacturing alcohol according to a second modified example of the present application.
  • the whole grain 10 is prepared, moisture is supplied to the whole grain 10 to germinate, and the germinated whole grain 10 is ) After heat treatment, the ground grain 20 may be manufactured from the whole grain 10 .
  • the primary saccharification process and the secondary saccharification process may be performed to prepare the second intermediate product.
  • the second enzyme 114 naturally present in the ground grain 20 may be inactivated, and thus, in the secondary saccharification process, the second enzyme 2 Enzyme 114 may be additionally added.
  • lignin can be extracted from bran and stalk. Specifically, by providing an extraction solution containing ethanol to bran and stalk, lignin may be extracted from bran and stalk.
  • the remaining bran and stem can be used as feed.
  • the yeast 122, and lignin extracted from bran and stalk are added, and the fermentation process proceeds.
  • the second intermediate product and the yeast 122 prepared by the above-described method are provided in the fermenter 120, fermented to produce alcohol, and then lignin extracted from bran and stem may be added.
  • lignin extracted through a separate process may be added during or after the fermentation process. Accordingly, it is possible to precisely control the amount of lignin added, as well as preparing a large amount of the second intermediate product or the alcohol, and then adding lignin at various concentrations, making it easy to drink with various flavors and aromas can be manufactured.
  • the second enzyme may be extracted and the second saccharification process may be performed using the extracted second enzyme.
  • the manufacturing method of alcohol according to the third modified example of the present application will be described.
  • FIG. 8 is a view for explaining a method of manufacturing alcohol according to a third modified example of the present application.
  • the whole grain 10 is prepared, and moisture is supplied to the whole grain 10 to germinate the whole grain 10 . have.
  • the pulverized grain 20 may be manufactured.
  • the ground grain 20 is placed in the container 132 of the filter unit 130, and hot water (135, for example, about 60° C.) is provided to remove the grain from the ground grain 20.
  • the second enzyme 114 is extracted, and then, the extraction solution 136 is provided and heat treatment is performed at a high temperature (eg, 150 to 190° C.) to extract lignin from the grain pulverized product 20 and at the same time the grain
  • the pulverized product 20 may be gelled.
  • the first saccharification process is performed on the gelled pulverized grain 20 , and then, using the extracted second enzyme 114 , the A secondary saccharification process may be performed.
  • a gelation reaction that is, a hydration reaction
  • a hydration reaction can be easily performed through high-temperature pretreatment of the pulverized grain 20, and time required for the secondary saccharification process can be saved through hydrolysis of starch.
  • the amount of the second enzyme 114 can be reduced.
  • the saccharification process and the fermentation process may be performed in one reactor.
  • FIG. 9 a manufacturing method of alcohol according to a fourth modified example of the present application will be described.
  • FIG. 9 is a view for explaining a method of manufacturing alcohol according to a fourth modified example of the present application.
  • the pulverized grain 20 described with reference to FIGS. 1 to 4 is prepared, and a saccharification process and a fermentation process for the pulverized grain 20 are performed in one reactor 200 . can be performed concurrently.
  • the reactor 200 may include a saccharification region 202 and a fermentation region 204 separated by a membrane 205 or micro/nano-porous perforated plate.
  • the membrane 205 may have a plurality of pores, and the pores of the membrane 205 may be smaller than the size of the yeast 122 and larger than the size of the sugar 116 . Accordingly, the yeast 122 may not permeate the membrane 205 , and the sugar 116 may permeate the membrane 205 . In other words, the membrane 205 may selectively permeate the sugar 116 .
  • the grain pulverized product 20 , the solvent, and the first enzyme 112 are provided into the reactor 200 , and described with reference to FIGS. 1 to 4 in the saccharification region 202 of the reactor 200 .
  • the first saccharification process may be performed.
  • the second enzyme 114 may be provided in the reaction tank 200 and the secondary saccharification process described with reference to FIGS. 1 to 4 may be performed.
  • the sugar 116 generated by the secondary saccharification process may pass through the membrane 205 and move to the fermentation region 204 , and together with it, the reactants in the reactor 200 through the pump 210 are Circulation can be supplied.
  • the sugar 106 transferred to the fermentation region 204 may be fermented by the yeast 122 supplied from the fermentation region 204 .
  • the saccharification process and the fermentation process may be performed continuously or simultaneously in one reactor 200 .
  • the method for manufacturing alcohol having functional sugars and polyphenols using a non-isothermal saccharification process may be utilized as a manufacturing process and manufacturing apparatus for various alcoholic beverages and alcoholic beverages.

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Abstract

술의 제조 방법이 제공된다. 상기 술의 제조 방법은, 겨(husk) 또는 대(stem) 포함하는 통곡물을 준비하는 단계, 상기 통곡물을 분쇄하여, 곡물 분쇄물을 제조하는 단계, 상기 곡물 분쇄물, 용매, 및 제1 효소를 혼합하고 제1 온도에서 1차 당화 공정을 수행하여, 제1 중간 생성물을 제조하는 단계, 상기 제1 중간 생성물에 제2 효소를 첨가하고, 상기 제1 온도와 상이한 높은 제2 온도에서 2차 당화 공정을 수행하여 제2 중간 생성물을 제조하는 단계, 및 상기 제2 중간 생성물에 효모를 첨가하고 발효시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

비등온 당화 공정을 이용한 기능성 당 및 폴리페놀을 갖는 술의 제조 방법, 및 그 제조 장치
본 출원은 술의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 비등온 급속당화와 발효공정을 이용한 통곡물의 기능성 당 및 폴리페놀을 갖는 술의 제조 방법, 및 그 제조 장치에 관련된 것이다.
국내 생산 술의 대부분은 대기업에서 제조되고 있으며, 이에 따라, 한국 술 시장의 80% 이상은 ‘라이트 라거’가 차지해왔다.
그러나 2020년 초 주세법이 종량세로 개정되고, ‘술의 위탁제조 방식 생산 허용’ ‘모바일 등을 통한 주문 판매’ ‘질소가스 충전 캔술 판매 가능’ 등을 골자로 한 국산 주류 규제 개선안이 발표되며 한국 술 다양성의 시대가 도래할 것이라는 기대감이 높아지고 있다.
이러한 변화와 함께 소비자의 기호에 따라서, 다양한 술의 제조 방법이 개발되고 있다.
예를 들어, 대한민국 등록 특허 10-1154377에는 저장고에 있는 맥아를 분쇄기로 분쇄하는 맥아분쇄공정과, 상기 분쇄된 맥아를 담금조에서 30~75℃물과 혼합하여 맥즙을 추출하는 담금공정과, 상기 추출된 맥즙을 여과조에서 여과하고 담금박에 남은 발효 가능성분을 추출하는 여과공정과, 상기 여과된 맥즙을 끓임조에서 100℃이상의 고온으로 가열하는 동안 투입하는 끓임공정과, 상기 끓임된 맥즙을 월풀에 공급하여 맥아, 호프의 찌거기를 제거하는 월풀공정과, 상기 월풀공정을 거친 맥즙을 맥즙냉각기에서 효모가 발효가능한 12~18℃로 냉각시키고 산소를 공급하는 냉 각 및 산소공급공정과, 상기 냉각된 맥즙을 발효조에 넣고 효모를 투여하여 2~7일후 미성숙 술을 생성하 는 발효공정과, 상기 발효된 미성숙 술을 숙성조에 넣고 7~21일간 숙성시켜 자체 알코올을 함유하도록 하는 숙성공정과, 상기 숙성된 술을 술여과기에 넣어 여과하여 투명한 술을 제조하는 여과공정으로 이루어지는 술의 제조방법에 있어서, 상기 끓임공정 이전에, 산양삼의 잎, 줄기, 뿌리를 수세하는 수세공정과, 상기 수세된 산양삼의 잎, 줄기, 뿌리를 3~5cm 크기로 세절 하는 세절공정을 포함하고; 상기 끓임공정시 상기 세절된 산양삼의 잎, 줄기, 뿌리를 여과된 맥즙과 함께 투입하며; 상기 월풀공정시 상기 세절된 산양삼의 잎, 줄기, 뿌리도 다른 찌거기와 함께 제거;하는 것을 특징으로 하는 산양삼이 함유된 술의 제조방법이 개시되어 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 맛과 풍미가 우수한 술의 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 소비자의 기호에 따라서 맛, 풍미, 색상을 조절할 수 있는 술의 제조 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 맥아의 껍질과 전분 부분을 함께 당화발효 시킬 수 있는 비등온 당화 공정을 이용한 술의 제조 방법, 및 그 제조 장치를 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 맥아 껍질에 함유된 기능성 당 및 폴리페놀을 갖는 술의 제조 방법, 및 그 제조 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 술의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 술의 제조 방법은, 겨(husk) 또는 대(stem) 포함하는 통곡물을 준비하는 단계, 상기 통곡물을 분쇄하여, 곡물 분쇄물을 제조하는 단계, 상기 곡물 분쇄물, 용매, 및 제1 효소를 혼합하고 제1 온도에서 1차 당화 공정을 수행하여, 제1 중간 생성물을 제조하는 단계, 상기 제1 중간 생성물에 제2 효소를 첨가하고, 상기 제1 온도와 상이한 제2 온도에서 2차 당화 공정을 수행하여 제2 중간 생성물을 제조하는 단계, 및 상기 제2 중간 생성물에 효모를 첨가하고 발효시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 1차 당화 공정에서, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 분쇄된 겨 또는 분쇄된 대의 섬유소가 당화되어, 기능성 당이 생성되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 당은, xylose, mannose, arabinose, galactose, rhamnose, 또는 β-glucan 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 분쇄된 겨 또는 분쇄된 대에 포함된 리그닌(lignin)이, 상기 1차 당화 공정에서 용해되어 폴리페놀(polyphenol)이 생성되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 2차 당화 공정에서, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 전분이 당화되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 효소는 셀룰라아제(cellulase)를 포함하고, 상기 제2 효소는 아밀라아제(amylase)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 술의 제조 방법은, 상기 1차 당화 공정을 수행하기 전, 상기 곡물 분쇄물에 추출 용액을 제공하면서 열처리하여, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 리그닌을 제거하고, 겔화시키는 단계를 더 포함하고, 겔화된 상기 곡물 분쇄물에, 상기 용매, 및 상기 제1 효소가 혼합되어 상기 1차 당화 공정이 수행되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통곡물은 콜로이드 밀링 방법으로 분쇄되는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 술의 제조 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 술의 제조 장치는, 통곡물을 분쇄하여, 곡물 분쇄물을 제조하는 분쇄부, 제1 온도에서 상기 곡물 분쇄물을 당화시켜 제1 중간 생성물을 제조하는 1차 당화 공정, 및 상기 제1 온도와 상이한 제2 온도에서 상기 제1 중간 생성물을 당화시켜 제2 중간 생성물을 제조하는 2차 당화 공정을 수행하는 당화조, 및 당화된 상기 곡물 분쇄물을 발효시키는 발효조를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 온도의 상기 1차 당화 공정에서, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 섬유소가 당화되어 기능성 당이 생성되고, 상기 곡물 분쇄물의 리그닌이 용해되어 폴리페놀이 생성되고, 상기 제2 온도의 상기 2차 당화 공정에서, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 전분이 당화되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 술의 제조 장치는, 상기 곡물 분쇄물에 전처리 용매를 제공하면서 상기 곡물 분쇄물을 열처리하여, 상기 곡물 분쇄물에서 리그닌을 제거하는 필터부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 1차 당화 공정 및 상기 2차 당화 공정은 동일한 반응조 내에서 순차적으로 수행되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 술의 제조 장치는, 통곡물을 분쇄하여, 곡물 분쇄물을 제조하는 분쇄부, 및 상기 곡물 분쇄물을 당화 및 발효시키는 반응조를 포함하되, 상기 반응조는, 멤브레인에 의해 구분되는 당화 영역 및 발효 영역을 포함하고, 상기 당화 영역에서 상기 곡물 분쇄물이 당화되어 상기 제1 중간 생성물이 제조되고 상기 제1 중간 생성물이 당화되어 제2 중간 생성물이 제조되고, 상기 발효 영역에서 상기 제2 중간 생성물에 효모가 첨가되어 발효되되, 상기 멤브레인의 기공은 상기 효모보다 작고, 상기 당화 영역에서 상기 곡물 분쇄물이 당화되어 생성된 당보다 커, 상기 멤브레인은 상기 당을 선택적으로 투과시키는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 당화 영역에서 상기 곡물 분쇄물의 당화 공정 및 상기 발효 영역에서 상기 제2 중간 생성물의 발효는 하나의 상기 반응조 내에서 동시에 수행되는 것을 포함할 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 술의 제조 방법에 따르면, 겨(husk) 또는 대(stem) 포함하는 통곡물을 분쇄하여, 곡물 분쇄물을 제조하고, 상기 곡물 분쇄물 및 제1 효소를 혼합하고 제1 온도에서 1차 당화 공정을 수행하여, 제1 중간 생성물를 제조하고, 상기 제1 중간 생성물에 제2 효소를 첨가하고, 상기 제1 온도와 상이한 제2 온도에서 2차 당화 공정을 수행하여 제2 중간 생성물을 제조하고, 상기 제2 중간 생성물에 효모를 첨가하고 발효시켜, 술이 제조될 수 있다.
상기 곡물 분쇄물에 포함된 섬유소가 상기 1차 당화 공정에서 분해되어 기능성 당이 생성될 수 있고, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 리그닌이 용해되어 폴리페놀이 생성될 수 있다. 이에 따라, 상기 술의 풍미 및 향이 증진될 수 있다.
또한, 상대적으로 온도가 낮은 상기 제1 온도에서 상기 제1 효소를 이용한 상기 1차 당화 공정이 수행된 후, 상대적으로 온도가 높은 상기 제2 온도에서 상기 제2 효소를 이용한 상기 2차 당화 공정이 수행되어, 고온에서 상기 제1 효소가 비활성화되는 것이 방지되어, 상기 제1 당화 공정이 용이하게 진행될 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시 예에 따른 술의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 술의 제조 방법에서 곡물 분쇄물의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 출원의 실시 예에 따른 술의 제조 장치에 포함된 당화조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 출원의 실시 예에 따른 술의 제조 장치에 포함된 발효조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 출원의 제1 변형 예에 따른 술의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 출원의 제1 변형 예에 따른 술의 제조 장치에 포함된 필터부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 출원의 제2 변형 예에 따른 술의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 출원의 제3 변형 예에 따른 술의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 출원의 제4 변형 예에 따른 술의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 도면들에 있어서, 각 구성요소의 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 출원 명세서의 “술”은, 상술된 본 출원의 실시 예와 달리, 제1 변형 예에 따르면, 상기 곡물 분쇄물(20)에 포함된 리그닌의, 와인 등과 같은 발효주를 포함할 수 있고, 증류주의 원료로 활용될 수 있으며, 다양한 알코올성 음료를 포함하는 것으로 해석된다.
도 1은 본 출원의 실시 예에 따른 술의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 술의 제조 방법에서 곡물 분쇄물의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 출원의 실시 예에 따른 술의 제조 장치에 포함된 당화조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 출원의 실시 예에 따른 술의 제조 장치에 포함된 발효조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 겨(husk) 또는 대(stem)를 포함하는 통곡물(10)이 준비된다(S110).
예를 들어, 상기 통곡물(10)은 보릿겨 및/또는 보릿대를 포함하는 보리 통곡물일 있다. 또는, 다른 예를 들어, 상기 통곡물은 쌀겨 및/또는 볏짚을 포함하는 쌀 통곡물일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통곡물(10)을 준비하는 단계는, 상기 통곡물(10)에 수분을 공급하여 발아시키는 단계, 및 발아된 상기 통곡물(10)을 열풍 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 통곡물(10)을 분쇄하여, 곡물 분쇄물(20)이 제조될 수 있다(S120).
일 실시 예에 따르면, 상기 통곡물(10)은, 콜로이드 밀을 이용하여 미분쇄될 수 있고, 상기 곡물 분쇄물(20)은 마이크로미터 또는 나노미터 수주의 크기를 가질 수 있다. 이로 인해 후술되는 바와 같이, 상기 곡물 분쇄물(20)에 포함된 섬유소가 용이하게 당화될 수 있다.
상기 곡물 분쇄물(20), 용매, 및 제1 효소(112)를 혼합하고, 제1 온도에서 1차 당화 공정을 수행하여 제1 중간 생성물이 제조될 수 있다(S130).
상술된 바와 같이, 상기 통곡물(10)은 겨 및/또는 대를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 통곡물(10)이 분쇄된 상기 곡물 분쇄물(20)은 분쇄된 겨 및 분쇄된 대를 포함할 수 있다.
상기 분쇄된 겨 및 상기 분쇄된 대는 다량의 섬유소(cellulose, hemicellulose)를 함유할 수 있다. 상기 1차 당화 공정에서, 상기 곡물 분쇄물(20)에 포함된 상기 분쇄된 겨 및 상기 분쇄된 대의 섬유소가, 상기 제1 효소(112)에 의한 가수분해로 당화되어, 기능성 당이 생성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 온도는 40℃~50℃일 수 있고, 상기 제1 효소(112)는 섬유소를 가수분해 및 당화시킬 수 있는 복합 셀룰라아제(cellulase, 구체적으로는 α- 그리고/또는 β-셀룰라아제 그리고/또는 헤미셀룰라아제)를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 1차 당화 공정은 6~72시간 수행될 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이, 상기 통곡물(10)이 콜로이드 밀을 이용하여 마이크로 미터 또는 나노 미터 수준으로 분쇄되어, 섬유소가 용이하게 당화될 수 있다.
상기 분쇄된 겨 및 상기 분쇄된 대에 포함된 섬유소가 분해되어 생성된 상기 기능성 당은, 단당류인 xylose, mannose, arabinose, galactose, rhamnose와 이러한 당의 올리고당, 또는 β-glucan 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 기능성 당에 의해 술의 풍미 및 향이 증진될 수 있다.
또한, 상기 1차 당화 공정에서, 상기 분쇄된 겨 및 상기 분쇄된 대에 포함된 리그닌(lignin)이, 용해되어 폴리페놀(polyphenol)이 생성될 수 있다. 이에 따라, 술의 풍미 및 향이 증진될 수 있다.
상기 1차 당화 공정으로 생성된 상기 제1 중간 생성물에 제2 효소(114)를 첨가하고, 상기 제1 온도와 상이한 제2 온도에서 2차 당화 공정이 수행되어, 제2 중간 생성물(sweet wort)이 제조될 수 있다(S140).
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 높을 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 높은 60℃~90℃일 수 있고, 상기 제2 효소(112)는 상기 제1 중간 생성물에 포함된 전분을 분해 및 당화시킬 수 있는 아밀라아제(amylase, 구체적으로, α-amylase 및 β-amylase)를 포함할 수 있다.
상기 1차 당화 공정 및 상기 2차 당화 공정은 연속적으로 수행될 수 있다. 다시 말하면, 상기 1차 당화 공정이 종료된 후, 상기 제1 온도에서 상기 제2 온도로 온도를 증가시켜, 곧바로 상기 2차 당화 공정이 수행될 수 있다.
또한, 상기 1차 당화 공정 및 상기 2차 당화 공정은 동일한 당화조(110) 내에서 인시츄(in-situ)하게 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 1차 당화 공정 및 상기 2차 당화 공정의 수행 시간이 단축될 수 있고, 공정 편의성이 향상되고, 공정 비용이 절감될 수 있다.
또한, 상대적으로 온도가 낮은 상기 제1 온도에서 상기 제1 효소(112)를 이용한 상기 1차 당화 공정이 수행된 후, 상대적으로 온도가 높은 상기 제2 온도에서 상기 제2 효소(114)를 이용한 상기 2차 당화 공정이 수행될 수 있다. 즉, 고온에서 변형되어 활성도가 저하되는 상기 제1 효소(112)를 이용하여 상대적으로 온도가 낮은 상기 제1 온도에서 상기 1차 당화 공정이 먼저 수행될 수 있고, 이로 인해, 섬유소를 당화시키는 상기 1차 당화 공정이 용이하게 수행될 수 있다.
만약, 상술된 본 출원의 실시 예와 달리, 전분을 당화시키는 상기 제2 효소(114)를 이용한 상기 2차 당화 공정이 먼저 수행되는 경우, 상대적으로 온도가 높은 상기 2차 당화 공정에 의해, 상기 제1 효소(112)를 이용한 상기 1차 당화 공정의 용이하게 수행되지 못할 수 있고, 이로 인해, 상기 기능성 당이 생성되지 않거나, 또는 리그닌이 용해되지 않아 폴리페놀이 생성되지 않을 수 있다.
하지만, 상술된 바와 같이, 본 출원의 실시 예에 따르면, 상대적으로 낮은 상기 제1 온도에서 고온에 민감한 상기 제1 효소(112)를 이용한 상기 1차 당화 공정이, 상기 2차 당화 공정보다 먼저 수행될 수 있고, 이로 인해, 상기 제1 효소(112)가 높은 활성도를 유지할 수 있고, 결과적으로, 상기 1차 당화 공정에서, 섬유소로부터 상기 기능성 당이 용이하게 생성될 수 있고, 리그닌으로부터 폴리페놀이 용이하게 생성될 수 있다.
상기 제2 중간 생성물에 효모(122)를 첨가하고 발효될 수 있다(S140).
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 중간 생성물은 발효되기 전, 여과, 열처리, 및 냉각된 후, 상기 효모(122)에 의해 발효될 수 있다.
구체적으로, 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 제2 중간 생성물을 발효조(120) 내에 제공하고, 효모(122)를 첨가하여 발효 공정이 수행될 수 있다. 이후, 불순물을 제거하고 숙성하여 술이 제조될 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 제2 중간 생성물은 상기 기능성 당 및 상기 폴리페놀을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 중간 생성물은 상기 기능성 당 및 상기 폴리페놀과 함께 상기 효모(122)에 의해 발효될 수 있고, 이에 따라, 상기 술의 풍미 및 향이 개선될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 술은 맥주일 수 있고, 상기 제1 중간 생성물은 매쉬(mash)일 수 있고, 상기 제2 중간 생성물은 맥즙일 수 있다.
상술된 본 출원의 실시 예와 달리, 제1 변형 예에 따르면, 상기 곡물 분쇄물(20)에 포함된 리그닌의 일부가 제거될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 출원의 제1 변형 예에 따른 술의 제조 방법 및 제조 장치가 계속해서 설명된다.
도 5는 본 출원의 제1 변형 예에 따른 술의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 출원의 제1 변형 예에 따른 술의 제조 장치에 포함된 필터부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 곡물 분쇄물(20)이 준비된다.
본 출원의 제1 변형 예에 따르면, 상기 곡물 분쇄물(20)을 이용하여, 상기 1차 당화 공정을 수행하기 전, 상기 곡물 분쇄물(20)에 포함된 리그닌의 적어도 일부가 제거될 수 있다.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 필터부(130)의 컨테이너(132) 내에 상기 곡물 분쇄물(20)을 제공하고, 히터(134)를 이용하여 상기 곡물 분쇄물(20)을 열처리하면서, 추출 용액(136)이 상기 컨테이너(132)의 일측에서 제공되어, 타측으로 용출될 수 있다. 이 과정에서, 상기 곡물 분쇄물(20)에 고온(예를 들어, 50~220℃) 및 압력이 인가되면서, 상기 추출 용액(136)으로 상기 곡물 분쇄물(20)의 리그닌이 용해되어, 외부로 방출될 수 있고, 이와 함께, 상기 곡물 분쇄물(20)이 겔화될 수 있다. 상기 추출 용액(136)은, 물 및 에탄올을 포함할 수 있고, 5~60분 동안 상기 추출 용액(136)이 상기 컨텐이너(132)로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 추출 용액(136)을 제공하는 시간, 상기 히터(134)에 의해 열처리되는 온도를 제어하여, 상기 곡물 분쇄물(20)에서 제거되는 리그닌의 양, 다시 말하면, 상기 곡물 분쇄물(20)에 잔존된 리그닌의 양이 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 추출 용액(136)을 제공하는 시간이 길어질수록, 그리고 상기 히터(134)에 의한 열처리 온도가 증가할수록, 상기 곡물 분쇄물(20)에서 제거되는 리그닌이 양이 증가할 수 있다.
리그닌의 적어도 일부가 제거된 겔 상태의 상기 곡물 분쇄물(20)을 이용하여, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 상기 1차 당화 공정, 상기 2차 당화 공정, 및 발효 공정이 순차적으로 수행되어, 술이 제조될 수 있다.
본 출원의 제1 변형 예에 따르면, 상기 곡물 분쇄물(20)에 잔존된 리그닌의 양이, 열처리 온도 및 추출 용액(136) 제공 시간을 제어하는 간소한 방법으로 조절될 수 있다. 상기 곡물 분쇄물(20)에 잔존된 리그닌의 양에 따라서, 술의 풍미 및 향이 제어될 수 있고, 이에 따라, 다양한 소비자의 기호에 따라서 차별화된 풍미 및 향을 갖는 술이 용이하게 제조될 수 있다.
상술된 본 출원의 실시 예와 달리, 제2 변형 예에 따르면, 리그닌이 발효 과정 또는 발효 후 추가적으로 첨가될 수 있다. 이하, 도 7을 참조하여, 본 출원의 제2 변형 예에 따른 술의 제조 방법이 설명된다.
도 7은 본 출원의 제2 변형 예에 따른 술의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 통곡물(10)이 준비되고, 상기 통곡물(10)에 수분을 공급하여 발아시키고, 발아된 상기 통곡물(10) 열처리한 후, 상기 통곡물(10)로부터 상기 곡물 분쇄물(20)이 제조될 수 있다.
상기 곡물 분쇄물(20)에 대해서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 1차 당화 공정 및 상기 2차 당화 공정이 수행되어, 상기 제2 중간 생성물이 제조될 수 있다. 발아된 상기 통곡물(10)이 열처리되는 과정에서 상기 곡물 분쇄물(20)에 자연적으로 존재하는 상기 제2 효소(114)가 비활성화될 수 있고, 이에 따라, 상기 2차 당화 공정에서, 상기 제2 효소(114)가 추가적으로 첨가될 수 있다.
또한, 겨 및 대로부터 리그닌이 추출될 수 있다. 구체적으로, 겨 및 대에 에탄올을 포함하는 추출 용액을 제공하는 방법으로, 겨 및 대로부터 리그닌이 추출될 수 있다.
한편, 리그닌이 추출된 후, 잔존된 겨 및 대는 사료로 활용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상술된 방법으로 제조된 상기 제2 중간 생성물을 상기 발효조(120) 내에 제공한 후, 상기 효모(122), 및 겨 및 대로부터 추출된 리그닌이 첨가되고, 발효 공정이 진행될 수 있다.
또는, 다른 실시 예에 따르면, 상술된 방법으로 제조된 상기 제2 중간 생성물 및 상기 효모(122)를 상기 발효조(120) 내에 제공하여, 발효시켜 술을 제조한 후, 겨 및 대로부터 추출된 리그닌이 첨가될 수 있다.
본 출원의 제2 변형 예에 따르면, 별도의 공정을 통해 추출된 리그닌이 발효 과정 중간 또는 발효 과정 후, 첨가될 수 있다. 이에 따라, 리그닌의 첨가량을 세밀하게 제어할 수 있음은 물론, 대량의 상기 제2 중간 생성물 또는 상기 술을 제조한 후, 다양한 농도의 리그닌을 첨가하는 방법으로, 다양한 풍미 및 향을 갖는 술이 용이하게 제조될 수 있다.
상술된 본 출원의 실시 예와 달리, 제3 변형 예에 따르면, 상기 제2 효소를 추출하고 추출된 상기 제2 효소를 이용하여 상기 2차 당화 공정을 수행할 수 있다. 이하, 도 8을 참조하여, 본 출원의 제3 변형 예에 따른 술의 제조 방법이 설명된다.
도 8은 본 출원의 제3 변형 예에 따른 술의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 통곡물(10)이 준비되고, 상기 통곡물(10)에 수분을 공급하여 상기 통곡물(10)을 발아시킬 수 있다. 발아된 상기 통곡물(10)을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이 분쇄하여, 상기 곡물 분쇄물(20)이 제조될 수 있다.
이후, 상기 필터부(130)의 상기 컨테이너(132) 내에 상기 곡물 분쇄물(20)을 배치시키고, 온수(135, 예를 들어, 약 60℃)를 제공하여 상기 곡물 분쇄물(20)로부터 상기 제2 효소(114)를 추출하고, 이어서, 상기 추출 용액(136)을 제공하며 고온에서(예를 들어, 150~190℃) 열처리하여 상기 곡물 분쇄물(20)로부터 리그닌을 추출하고 동시에 상기 곡물 분쇄물(20)을 겔화시킬 수 있다.
이후, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 겔화된 상기 곡물 분쇄물(20)에 대해서 상기 1차 당화 공정을 수행하고, 이후, 추출된 상기 제2 효소(114)를 이용하여 상기 2차 당화 공정이 수행될 수 있다.
상기 곡물 분쇄물(20)에 대한 고온의 전처리를 통해 겔화 반응, 즉 수화 반응이 용이하게 수행될 수 있고, 전분의 가수 분해를 통해 상기 2차 당화 공정에 소요되는 시간이 절약될 수 있다. 또한, 상기 제2 효소(114)의 효율을 극대화하여, 상기 제2 효소(114)의 사용량이 감소될 수 있다.
상술된 본 출원의 실시 예와 달리, 제4 변형 예에 따르면, 당화 공정 및 발효 공정이 하나의 반응조 내에서 수행될 수 있다. 이하, 도 9를 참조하여, 본 출원의 제4 변형 예에 따른 술의 제조 방법이 설명된다.
도 9는 본 출원의 제4 변형 예에 따른 술의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 상기 곡물 분쇄물(20)이 준비되고, 상기 곡물 분쇄물(20)에 대한 당화 공정 및 발효 공정이 하나의 반응조(200) 내에서 동시 수행될 수 있다.
구체적으로, 상기 반응조(200)는, 멤브레인(205) 또는 마이크로/나노기공 타공판에 의해 구분되는 당화 영역(202) 및 발효 영역(204)을 포함할 수 있다. 상기 멤브레인(205)은 복수의 기공을 갖되, 상기 멤브레인(205)의 기공은 상기 효모(122)의 크기보다 작고, 당(116)의 크기보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 효모(122)는 상기 멤브레인(205)을 투과할 수 없고, 상기 당(116)은 상기 멤브레인(205)을 투과할 수 있다. 다시 말하면, 상기 멤브레인(205)은 상기 당(116)을 선택적으로 투과시킬 수 있다.
상기 곡물 분쇄물(20), 용매, 및 상기 제1 효소(112)가 상기 반응조(200) 내로 제공되고, 상기 반응조(200)의 상기 당화 영역(202)에서 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 상기 1차 당화 공정이 수행될 수 있다.
이후, 상기 제2 효소(114)가 상기 반응조(200) 내에 제공되어, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 상기 2차 당화 공정이 수행될 수 있다.
상기 2차 당화 공정에 의해 생성된 당(116)은 상기 멤브레인(205)을 투과하여 상기 발효 영역(204)으로 이동할 수 있고, 이와 함께, 펌프(210)를 통해 상기 반응조(200) 내의 반응물이 순환 공급될 수 있다.
상기 발효 영역(204)으로 이동된 상기 당(106)은, 상기 발효 영역(204)에서 공급되는 상기 효모(122)에 의해 발효될 수 있다.
이에 따라, 당화 공정 및 발효 공정이 하나의 상기 반응조(200) 내에서 연속적으로 또는 동시에 수행될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
본 출원의 실시 예에 따른 비등온 당화 공정을 이용한 기능성 당 및 폴리페놀을 갖는 술의 제조 방법, 및 그 제조 장치는, 다양한 주류 및 알코올성 음료의 제조 과정 및 제조 장치로 활용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 겨(husk) 또는 대(stem) 포함하는 통곡물을 준비하는 단계;
    상기 통곡물을 분쇄하여, 곡물 분쇄물을 제조하는 단계;
    상기 곡물 분쇄물, 용매, 및 제1 효소를 혼합하고 제1 온도에서 1차 당화 공정을 수행하여, 제1 중간 생성물을 제조하는 단계;
    상기 제1 중간 생성물에 제2 효소를 첨가하고, 상기 제1 온도와 상이한 제2 온도에서 2차 당화 공정을 수행하여 제2 중간 생성물을 제조하는 단계; 및
    상기 제2 중간 생성물에 효모를 첨가하고 발효시키는 단계를 포함하는 술의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 1차 당화 공정에서, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 분쇄된 겨 또는 분쇄된 대의 섬유소가 당화되어, 기능성 당이 생성되는 것을 포함하는 것을 포함하는 술의 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 기능성 당은, xylose, mannose, arabinose, galactose, rhamnose, 올리고당 형태 또는 β-glucan 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 술의 제조 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 곡물 분쇄물에 포함된 분쇄된 겨 또는 분쇄된 대에 포함된 리그닌(lignin)이, 상기 1차 당화 공정에서 용해되어 폴리페놀(polyphenol)이 생성되는 것을 포함하는 술의 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 2차 당화 공정에서, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 전분이 당화되는 것을 포함하는 술의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 효소는 셀룰라아제(cellulase)를 포함하고,
    상기 제2 효소는 아밀라아제(amylase)를 포함하는 술의 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 1차 당화 공정을 수행하기 전,
    상기 곡물 분쇄물에 추출 용액을 제공하면서 열처리하여, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 리그닌을 제거하고, 겔화시키는 단계를 더 포함하고,
    겔화된 상기 곡물 분쇄물에, 상기 용매, 및 상기 제1 효소가 혼합되어 상기 1차 당화 공정이 수행되는 것을 포함하는 술의 제조 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 통곡물은 콜로이드 밀링 방법으로 분쇄되는 것을 포함하는 술의 제조 방법.
  9. 통곡물을 분쇄하여, 곡물 분쇄물을 제조하는 분쇄부;
    제1 온도에서 상기 곡물 분쇄물을 당화시켜 제1 중간 생성물을 제조하는 1차 당화 공정, 및 상기 제1 온도와 상이한 제2 온도에서 상기 제1 중간 생성물을 당화시켜 제2 중간 생성물을 제조하는 2차 당화 공정을 수행하는 당화조; 및
    당화된 상기 곡물 분쇄물을 발효시키는 발효조를 포함하는 술의 제조 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 온도의 상기 1차 당화 공정에서, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 섬유소가 당화되어 기능성 당이 생성되고, 상기 곡물 분쇄물의 리그닌이 용해되어 폴리페놀이 생성되고,
    상기 제2 온도의 상기 2차 당화 공정에서, 상기 곡물 분쇄물에 포함된 전분이 당화되는 것을 포함하는 술의 제조 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 곡물 분쇄물에 전처리 용매를 제공하면서 상기 곡물 분쇄물을 열처리하여, 상기 곡물 분쇄물에서 리그닌을 제거하는 필터부를 더 포함하는 술의 제조 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 1차 당화 공정 및 상기 2차 당화 공정은 동일한 반응조 내에서 순차적으로 수행되는 것을 포함하는 술의 제조 장치.
  13. 통곡물을 분쇄하여, 곡물 분쇄물을 제조하는 분쇄부; 및
    상기 곡물 분쇄물을 당화 및 발효시키는 반응조를 포함하되,
    상기 반응조는, 멤브레인에 의해 구분되는 당화 영역 및 발효 영역을 포함하고,
    상기 당화 영역에서 상기 곡물 분쇄물이 당화되어 상기 제1 중간 생성물이 제조되고 상기 제1 중간 생성물이 당화되어 제2 중간 생성물이 제조되고,
    상기 발효 영역에서 상기 제2 중간 생성물에 효모가 첨가되어 발효되되,
    상기 멤브레인의 기공은 상기 효모보다 작고, 상기 당화 영역에서 상기 곡물 분쇄물이 당화되어 생성된 당보다 커, 상기 멤브레인은 상기 당을 선택적으로 투과시키는 것을 포함하는 술의 제조 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 당화 영역에서 상기 곡물 분쇄물의 당화 공정 및 상기 발효 영역에서 상기 제2 중간 생성물의 발효는 하나의 상기 반응조 내에서 동시에 수행되는 것을 포함하는 술의 제조 장치.
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