맥주 효모박(Saccharomyces cerevisiae)을 이용한 대체유의 품질 특성 :Quality characteristics of milk alternative made from brewer’s spent yeast(Saccharomyces cerevisiae)

장희범

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자료유형: 학위논문

저자정보: 장희범 (전북대학교, 전북대학교 대학원)

지도교수: 김용석

발행연도: 2024

저작권: 전북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수17

초록· 키워드

최근 많은 사람들이 탄소 배출로 인한 지구온난화의 심각성을 느끼고 있다. 다양한 탄소 배출원 중 목축업은 많은 부분을 차지하며, 늘어나는 인구에 따라 유제품 생산량 또한 증가하고 있다. 대체 우유는 유당 불내증과 같은 이유뿐만 아니라, 탄소 배출을 줄이기 위해 연구가 진행 중이며 시장에 출시되어왔다.
본 연구는 맥주 제조 공정 도중 생성되는 부산물인 맥주 효모박(Saccaromyces serivsiae)을 이용하여 대체유 제조 가능성을 확인하고, 대체유의 물리적 특성 및 저장성을 평가하였다. 맥주 효모박의 조단백질 함량은 9.32±0.07%로 단백질 함유량이 높았으며, 55°C에서 자가소화를 하였을 시 2.09±00.12 g/100mL가 용출되었다. 맥주 효모박의 쓴맛을 제거하기 위해 NaOH를 사용하였고 그 결과 효모의 생존율은 77.48±3.02%에서 72.35±2.32%로 감소하였지만, 쓴맛은 26.95±0.095 BU에서 22.03±1.51 BU로 감소하여 쓴맛이 제거되었음을 알 수 있었다. 맥주 효모박을 자가소화 방법으로 얻은 단백질의 유화 활성 및 유화 안정도는 각각 2.90±0.12 m2/g, 46.82±2.05%로 높지 않아 맥주 효모박 대체유를 만들기 위해서는 유화제가 필요하다고 판단하였다. 맥주 효모박 대체유 제조에 사용된 유화제는 자당 에스테르를 이용하였고 HLB값은 5에서 8로 설정하였다. 대체유를 만들 때 사용되는 식물성유의 양은 3.5%로 설정하였고, 식물성유의 종류는 카놀라, 아보카도, 코코넛유를 사용하였다. 13,000 rpm의 고속 교반기를 이용하여 맥주 효모박 추출액과 오일, 유화제를 교반하였고, 유화 안정도, 열적 불안정성 지수, 탁도, 동결-해동 지수를 통해서 유화액의 품질을 평가하였다. HLB값이 5일 때 카놀라유와 아보카도유를 이용한 에멀젼이 가장 안정적이었으며, HLB값이 8일 때 코코넛유를 사용한 에멀젼이 가장 안정적인 것으로 확인하였다. 대체유의 외관은 아몬드, 대두, 케슈넛을 이용한 대체유와 비슷한 황색을 띠며, 적색도는 우유와 유의한 차이가 나지 않았다. 광학현미경을 이용하여 지방구의 크기를 관찰하였을 때 대부분의 지방구가 2 μm이하로 관찰되었으며, 우유와의 점도는 큰 차이가 없었다. 대체유의 저장성은 일반세균, 아미노태질소 함량, 말론알데하이드 함량을 측정하였다. 모든 시료가 15일차에 식품공전의 일반세균 규격을 넘어갔으며, 말론알데하이드와 아미노태 질소 함량은 저장 기간 동안 증가하지 않았다.

Recently, many people are feeling the severity of global warming caused by carbon emissions. Dairy farming produces a large portion of total carbon emissions. Although there are reasons such as lactose intolerance, research on milk alternative is underway to reduce carbon emissions.
This study confirmed whether a milk alternative could be manufactured using brewer''s spent yeast(Saccharomyces cerevisiae), a by-product generated during the beer manufacturing process, and evaluated the physical properties and storability of the milk alternative. The crude protein content of the brewer''s spent yeast was high at 9.32±0.07%, and 2.09±00.12 g/100 mL was eluted upon autolysis at 55°C. NaOH was used to remove the bitter taste of the brewer’s spent yeast extract, and as a result, the bitterness unit decreased from 26.95 ± 0.095 BU to 22.03 ± 1.51 BU, but the yeast viability rate also decreased from 77.48 ± 3.02% to 72.35 ± 2.32%. The emulsification activity and stability of the extract obtained by autolysis of brewer’s spent yeast were 2.90 ± 0.12 m2/g and 46.82 ± 2.05%, respectively, and it was determined that an emulsifier was necessary to make a milk alternative using brewer’s spent yeast. The emulsifier used was sucrose ester, and the HLB value was set at 5 to 8. The amount of oil used to make the milk alternative was set at 3.5%, and the types of oil used were canola, avocado, and coconut oil. The brewer’s spent yeast extract, oil, and emulsifier were homogenized using a high-speed homogenizer at 13,000 rpm and evaluated through emulsion stability, thermal instability index, turbidity, and freeze– thaw index. It was confirmed that the emulsion using canola oil and avocado oil was the most stable when the HLB value was 5, and the emulsion using coconut oil was confirmed to be the most stable when the HLB value was 8. The appearance of the milk alternative had a yellow color similar to that of vegetable milks made from almonds, soybeans, and cashew nuts. In addition, the redness value was not significantly different from that of whole milk. When the size of fat globules was observed using an optical microscope, most fat globules were observed to be less than 2 μm. There was no significant difference in viscosity between milk alternative and whole milk. The storage characteristics of the milk alternatives were evaluated using the total bacterial count, amino nitrogen content, and malonaldehyde content. All samples exceeded the total bacterial count standards of the Food Code on the 15th day, and the malonaldehyde and amino nitrogen contents did not increase during the storage period.

#Brewer’s spent yeast #Milk alternative #Protein #Emulsion #Autolysis

Abstract Ⅷ
Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 재료 및 방법 3
1. 실험재료 3
2. 맥주 효모박의 일반성분 및 이화학적 특성 4
2.1. 일반성분 4
2.2. 이화학적 특성 4
2.2.1. pH 4
2.2.2. 색도 4
3. 맥주 효모박의 쓴맛 제거 5
3.1. 효모의 생존율 5
3.2. 맥주 효모박의 쓴맛 5
4. 맥주 효모박 자가소화 추출액의 제조 7
4.1. 맥주 효모박의 자가소화 시간 및 온도 설정 7
4.1.1. 자가소화 추출액의 단백질 함량 7
4.1.2. 자가소화 추출액의 가용성 고형분 함량 8
5. 맥주 효모박 자가소화 추출액의 유화 9
5.1. 추출액의 유화 활성 및 안정성 9
5.2. 유화제의 HLB 값 계산 10
6. 맥주 효모박 자가소화 추출물을 이용한 대체유 제조 11
7. 맥주 효모박 대체유의 유화 안정성 14
7.1. 크리밍 지수 (CI) 14
7.2. 열적 불안정성 지수 (TII) 15
7.3. 탁도 15
7.4. 동결-해동 지수 (FTI) 16
8. 맥주 효모박 대체유의 물리적 특성 17
8.1. 색도 17
8.2. 광학현미경 17
8.3. 점도 17
9. 맥주 효모박 대체유의 저장성 평가 18
9.1. 일반세균수 18
9.2. TBARS 18
9.3. 아미노태 질소 19
10. 통계분석 19
Ⅲ. 결과 및 고찰 20
1. 맥주 효모박의 일반성분 및 이화학적 특성 20
1.1. 일반성분 20
1.2. pH 21
1.3. 색도 21
2. 맥주 효모박 자가소화 추출액 제조 22
2.1. 맥주 효모박 자가소화 시간 및 온도 설정 22
2.1.1. 자가소화 추출액의 단백질 함량 22
2.1.2. 자가소화 추출액의 가용성 고형분 함량 23
3. 맥주 효모박의 쓴맛 제거 24
3.1. 효모의 생존율 24
3.2. 맥주 효모박의 쓴맛 24
4. 맥주 효모박 자가소화 추출액의 유화 25
4.1. 추출액의 유화 활성 및 안정성 25
5. 맥주 효모박 대체유의 유화 안정성 26
5.1. 크리밍 지수 (CI) 26
5.2. 열적 불안정성 지수 (TII) 28
5.3. 탁도 30
5.4. 동결-해동 지수 (FTI) 32
6. 맥주 효모박을 이용한 대체유의 물리적 특성 34
6.1. 외관 34
6.2. 색도 36
6.3. 광학현미경 37
6.4. 점도 39
7. 맥주 효모박 대체유의 저장성 평가 41
7.1. 일반세균수 41
7.2. TBARS 43
7.3. 아미노태 질소 45
Ⅳ. 요약 및 결론 47
Ⅴ. 참고문헌 50

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