과일 주스 추출용 셀룰라아제 — 과일과 채소의 수율 및 청징 개선

셀룰라아제 효소로 과일·채소 세포벽 다당류를 분해하여 주스 수율을 높이고, 압착 유출 속도를 앞당기며, 색소 추출을 강화하고, 주스 및 와인 생산의 청징을 돕습니다.

Short answer

주스는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 펙틴으로 이루어진 벽 뒤편의 식물 세포 안에 담겨 있습니다. 파쇄된 마쉬를 셀룰라아제로, 보통 펙티나아제와 헤미셀룰라아제와 함께 처리하면 이 벽이 분해되어, 더 많은 주스가 압착기에서 흘러나오고 색소가 더 빨리 추출되며 머스트가 더 일찍 청징됩니다.

과일·채소 주스 추출 효율은 식물 세포벽 구조를 파괴하여 유조직 세포의 액포에서 세포 내 즙을 방출하는 능력에 달려 있습니다. 식물 세포벽은 펙틴-헤미셀룰로오스 매트릭스 안에 셀룰로오스 미세 섬유가 박혀 있는 복합 구조이며, 이 구조가 온전할 경우 벨트프레스, 바스켓프레스, 스크루프레스와 같은 주스 추출 방식에서 사용되는 기계적 압착력에 저항합니다. 압착에 앞서 파쇄된 과일 마쉬나 채소 펄프를 효소로 처리하면 이러한 세포벽 구조가 파괴되어 세포막 투과성이 높아지고 세포 내 액체가 방출되며 마쉬의 점도가 낮아져, 압착 시 케이크를 통해 주스가 더 원활하게 흘러나옵니다. 과일 주스 가공에 가장 효과적인 효소 복합체는 셀룰라아제, 헤미셀룰라아제, 펙티나아제의 조합으로, 흔히 마세레이팅 효소 또는 주스 수율 효소 복합체로 판매됩니다. 셀룰라아제는 셀룰로오스 미세 섬유에 작용하고, 헤미셀룰라아제(자일라나아제 및 아라비노자일라나아제)는 헤미셀룰로오스 가교를 분해하며, 펙티나아제(폴리갈락투로나아제, 펙틴 리아제)는 세포벽 구조를 결속하고 주스 점도에 크게 기여하는 펙틴을 분해합니다. 트리코더마 리세이와 아스퍼질러스 니게르 유래 셀룰라아제 효소는 pH 4.0~5.5, 45°C~55°C에서 작동하며, 이는 대부분의 과일 마쉬의 자연 pH(사과 pH 3.5~4.0, 포도즙 pH 3.0~4.0, 베리 마쉬 pH 3.0~4.5)와 잘 맞아떨어지는 조건입니다. 주스 수율 개선에서 사과 마쉬의 효소 처리에 따른 일반적인 이점은 무처리 압착 대비 과일 톤당 5~15% 더 많은 주스이며, 이는 과일 품종, 숙성도, 압착 설비에 따라 달라집니다. 와인 양조에서 포도즙의 경우, 파쇄 단계에서의 효소 처리는 껍질 세포로부터의 색소 추출을 개선하고(레드 와인의 안토시아닌 증가), 청징 속도를 높이며(침전 시간 단축), 화이트 와인 생산에서는 발효 전 머스트의 혼탁도를 줄여줍니다. 산업용 과일 주스 농축 생산업체에게 효소 처리의 경제성은 명확합니다. 일반적인 상업적 투입 수준에서 5~15%의 수율 개선만으로도 효소 비용을 충분히 상쇄하며, 여기에 압착 능력 향상과 가공 시간 단축이 부가적인 경제적 이익을 더합니다.

Updated 2026-07-31 · cellulase

적용 분야

셀룰라아제 마쉬 처리를 통한 사과 주스 수율 개선

사과 마쉬는 시험을 통해 정한 투입량의 셀룰라아제 효소를 동일 수준의 펙티나아제와 함께 pH 3.5~4.5, 45°C~50°C에서 30~90분간 처리합니다. 이 효소 처리는 펙틴-셀룰로오스 세포벽 매트릭스를 분해하여 세포 투과성을 높이고 마쉬 점도를 낮춥니다. 주스 수율 개선은 무처리 대조군 대비 사과 톤당 일반적으로 8~15%에 달하며, 압착 유출과 압착 사이클 시간도 개선됩니다. 맑은 사과 주스 생산 역시 정치된 주스 내 입자의 침전 속도가 빨라지는 이점을 얻습니다.

레드 와인 색소 추출을 위한 포도즙 셀룰라아제 처리

레드 포도즙에 시험을 통해 정한 투입량의 셀룰라아제를 펙티나아제와 함께 20°C~25°C(발효 온도)에서 4~24시간 침용 처리하면, 껍질 세포 내 색소와 머스트 액체 사이의 세포벽 장벽을 파괴하여 안토시아닌 추출이 증가합니다. pH 3.0~4.0에서 셀룰라아제는 최적 조건보다 느리게 작동하지만, 침용 온도에서도 색소 추출과 와인 색상 안정성을 의미 있게 개선할 만큼 충분히 활성을 유지합니다.

베리류 주스 수율 및 색상 강화

블랙커런트, 엘더베리, 블루베리, 라즈베리와 같은 베리류는 껍질 세포벽이 조밀하여 주스 수율과 안토시아닌 추출을 극대화하려면 효소 처리가 필요합니다. 시험을 통해 정한 투입량의 셀룰라아제 효소를 펙티나아제, 헤미셀룰라아제와 함께 pH 3.5~4.5, 45°C~50°C에서 압착 전 30~60분간 처리하면 10~20%의 수율 개선과 함께 압착 주스의 색소 함량이 크게 높아져, 주스 수율 경제성과 기능성 주스 제품에서 강조되는 고함량 안토시아닌 모두를 뒷받침합니다.

채소 주스 및 퓨레 가공

당근, 토마토, 비트, 잎채소 등에서의 채소 주스 생산은 마세레이션 단계에서 셀룰라아제 효소 처리를 통해 추출 수율을 높이고 점도를 낮추는 이점을 얻습니다. 시험을 통해 정한 투입량의 셀룰라아제를 pH 4.0~5.5, 45°C~55°C에서 30~60분간 처리하면 셀룰로오스 기반 세포벽 구조가 파괴되어 원심분리나 압착 시 주스 유출이 개선됩니다. 페이스트와 농축액 생산을 위한 토마토 가공에서는 핫브레이크 펄프에 셀룰라아제를 처리하면 증발 전 점도가 낮아져 완제품의 리코펜 함량을 유지하면서도 농축 효율이 개선됩니다.

제품 사양

항목	값
활성 범위	다양한 등급 (분말 및 액상)
최적 pH	4.0 – 6.0
최적 온도	45°C – 60°C
형태	연갈색~갈색 분말 또는 액상
유통기한	12개월 (밀봉, 서늘하고 건조한 장소)
포장	25 kg 드럼 (분말) / 30 kg 저리캔 (액상)

자주 묻는 질문

주스 추출에 셀룰라아제, 펙티나아제, 헤미셀룰라아제의 조합이 권장되는 이유는 무엇인가요?

식물 세포벽은 단일 고분자가 아니라 셀룰로오스 미세 섬유, 헤미셀룰로오스 가교(아라비노자일란, 자일로글루칸), 펙틴(폴리갈락투론산)으로 이루어진 복합 매트릭스입니다. 각 고분자는 분해에 특정 효소를 필요로 합니다. 셀룰라아제는 셀룰로오스를, 헤미셀룰라아제는 아라비노자일란과 자일로글루칸 가교를, 펙티나아제는 펙틴을 분해합니다. 셀룰라아제만 사용하면 셀룰로오스 미세 섬유는 공격하지만 펙틴과 헤미셀룰로오스 매트릭스는 대부분 그대로 남아 세포벽 파괴가 제한됩니다. 세 가지 효소 활성을 모두 조합하면 상승적인 세포벽 용해가 이루어져, 단일 효소만 사용할 때보다 주스 방출을 극대화하고 점도를 낮추며 압착 성능을 향상시킵니다. 상업용 주스 마세레이팅 효소 제제는 일반적으로 이 세 가지 활성을 모두 포함합니다.

과일 마쉬의 효소 처리는 어떤 온도에서 진행해야 하나요?

주스 생산에서 셀룰라아제-펙티나아제 마쉬 처리의 최적 온도는 최대 효소 활성과 최소 처리 시간(30~60분)을 위해 45°C~50°C입니다. 상온(20°C~25°C)에서도 효소 처리는 가능하지만 동등한 효과를 얻으려면 2~4시간이 필요합니다. 레드 와인 침용에서는 가열이 효모를 죽이고 와인 향미 전구체에 영향을 줄 수 있으므로 발효 온도(20°C~25°C)에서 효소 처리가 이루어집니다. 저온 압착 및 콜드 익스트랙션 주스 생산에서도 10°C~20°C에서 효소 처리를 사용하지만, 이러한 저온 조건에서 충분한 세포벽 개질을 위해서는 연장된 처리 시간(4~12시간)이 필요합니다.

셀룰라아제 효소가 주스의 청징도, 색상, 풍미에 영향을 미치나요?

셀룰라아제 효소 처리는 일반적으로 주스 품질을 손상시키기보다 개선합니다. 세포벽을 더 완전하게 파괴함으로써, 효소는 풍미 성분, 색소(레드 베리와 포도의 안토시아닌), 카로티노이드(당근 및 채소 주스)를 포함한 세포 내 성분의 방출을 돕습니다. 효소 처리로 인한 더 완전한 세포 파괴는 후속 청징 과정도 빠르게 만듭니다. 파괴된 세포에서 나온 입자는 더 쉽게 침전되고 원심분리와 여과에 더 잘 반응합니다. 주스에 잔류하는 셀룰라아제 효소는 포장 전 저온살균이나 열처리로 변성되어 완제품에서는 활성을 유지하지 않습니다. 권장 투입 수준에서 셀룰라아제는 이취를 유발하지 않습니다.

제 주스 생산라인에 맞는 셀룰라아제 투입량은 어떻게 정하나요?

주스 추출용 셀룰라아제 처리의 투입량 최적화는 목표 pH, 온도, 그리고 범위를 나눈 효소 투입 구간에서의 벤치 규모 마쉬 시험으로 시작해야 하며, 표준 처리 시간 후 무처리 대조군 대비 압착 또는 원심분리로 측정한 주스 수율을 비교합니다. 최적 투입량은 수율 개선이 정체되는 지점, 즉 투입량을 더 늘려도 수확 체감이 나타나는 지점입니다. 최적 투입량에 영향을 미치는 변수로는 과일 숙성도(더 익은 과일은 세포벽이 부드러워 더 적은 효소가 필요함), 과일 품종(단단한 품종은 부드러운 품종보다 더 많은 효소가 필요함), 공정 온도와 접촉 시간이 있습니다. 대부분의 주스 생산업체는 한 시즌 동안 3~5회의 벤치 시험을 통해 최적 투입량 범위를 찾은 뒤, 시즌별 효소 조달을 확정하기 전에 생산 규모 시험으로 확인합니다.

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