맥주박(Brewer's Spent Grain) 활용 프로젝트

맥주박 보관 및 성분 추출

맥아스터디 2019. 8. 12. 01:53

맥주박의 수분함량은 약 77%에서 81%로 높은 편입니다.

 

맥주박은 그 수분함량과 높은 당분 때문에 굉장히 불안정하고 빠르게 부패합니다.

그래서, 건조와 운반 비용을 줄이고 보관기간을 길게 하기 위해서는 건조가 가장 효과적인 방법으로 인식되고 있습니다.

 

 

[맥주박 건조]

 

몇 가지 맥주박 건조 방법이 있으나, 일반적으로 2-step drying process를 활용합니다.

첫 번째 단계에서는 압력을 가해서 수분함량을 65% 이하로 떨어뜨려줍니다.

두 번째 단계에서는 건조 방법을 써서 수분함량을 10%이하로 낮춰줍니다.

 

건조방법으로는 전통적으로는 drum rotary dryer방법이 가장 일반적이나 이것은 에너지가 많이 들어가는 방법입니다.

최근 한 연구에서 동결, 동결 건조, 오븐 건조 방법을 비교 실험하였습니다. 

그들의 연구에 의하면, 동결 건조와 오븐 건조 방법은 그들의 성분 변화없이 부피를 줄였습니다.

그러나 동결 건조는 비용이 많이 드는 방법이었고, 오븐 건조 방법은 60 °C를 넘기면 향이 날라가고 색이 변한다는 단점을 갖고 있습니다.

 

다른 한 논문에서는 얇은 레이어에 superheated(비등점 이상으로 가열된) steam 시스템을 구성하여 비용 효율적인 보존 방식을 구현하기도 했습니다. superheated된 공기를 계속 순환시켜서 에너지를 많이 사용하지 않고 탄소배출도 줄이고 안전성도 높다는 장점이 있다고 합니다.

 

또 다른 논문에서는 membrane filter press 방법을 제안하였습니다. 이 방법은 맥주박을 물에 섞은다음 45에서 75 psi의 압력으로 필터를 통과시킨 후 65°C의 물로 씻어줍니다. 그리고 nylon membrane을 통과시켜서 필터링 시킨 다음 진공 건조시켜서 수분 함량을 2~30%로 낮춰줍니다. 그 후 이틀간의 자연건조를 통해 수분 함량을 10%로 낮춰줍니다. 게다가 이 방법은 미생물 성장이 발견되지 않아 6개월 이상 공기에 노출된 상태에서 보관이 가능했다고 합니다.

 

이렇게 다양한 연구들이 진행되고 있고, 앞으로도 많은 방법들이 개발되어 풍미와 성분을 잃지 않으면서 에너지 효율적인 건조 및 보관 방법이 개발될 것으로 보여집니다.

 

 

[단백질 추출]

많은 연구들이 높은 온도에서 sodium dodecyl sulfate(SDS)와 알칼리를 추출 용액으로 활용하고, 에탄올 석출 또는 등전위 석출로 단백질을 추출하였습니다.

또한, 질소성 무기질은 물, 수용성 용액, 알칼린, 산성 용액 등 다양한 용액들에 용해가 됩니다.

한 연구에서는 이러한 화학적 방법을 통해 건조된 맥주박으로부터 단백질 함량이 60%인 isolate를 얻을 수 있었다고 합니다.

(0.6%의 Na2HOP 용액을 95℃로 95분간 유지)

 

이런 화학적인 방법 외에도 기계적인 방법을 통해서 단백질을 추출할 수도 있다고 합니다.

물이 있는 상황에서 압력을 가해서 체로 걸러주는 방법을 통해서 60%의 단백질과 섬유질을 맥주박으로부터 추출했다고 합니다.

또 다른 연구에서는 여러 번 갈아주는 과정을 통해서 추출하기도 했고, 또 다른 연구에는 이 방법에 더해서 체에 거르고 건조시키는 방법을 사용했다고 합니다.

이러한 방법들을 토대로 많은 연구들이 앞서 정리했던 화학적인 방법을 혼합해서 추출 효율을 더 높였다고 합니다.

 

또한 효소성 가수분해(enzymatic hydrolysis)를 통해서도 단백질을 추출할 수 있다고 합니다. 비용해성 단백질을 맥주박으로부터 추출하기 위해서는 단백질 가수분해가 가장 효과적인 방법이라고 알려져있다고 합니다.