KR100462165B1 - 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산도 조절 및 식품 보존 등 다기능을 갖는 무독성의 첨가제 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 정제수 150∼250 중량부를 85∼95 ℃로 가열하고, 상기 가열된 정제수에 구연산나트륨 10 중량부, 염화칼륨 14∼22 중량부, 탄산칼륨 40∼50 중량부 및 락티톨 60∼70 중량부를 용해시키고, 상기 용액을 24∼48 시간 방치한 후 여과하여 제조된 본 발명의 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물은 무독성이고 인체에 무해한 알카리성이므로 다양한 식품에 안전하게 적용할 수 있는데, 식품에 적용할 경우 식품의 pH를 알칼리성으로 조절하여 인체에 유익할 뿐 아니라 식품 부패의 원인인 혐기성 미생물들의 성장을 억제하여 식품의 보존성을 높일 수 있고, 또한 어류의 사료에 첨가하여 양식에 사용할 경우에는 어류의 성장을 촉진하며 질병 발생을 억제할 뿐 아니라 사료나 어류의 분비물에 의한 수질 오염을 방지할 수 있다.

Description

산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물 및 이의 제조 방법{ADDITIVE COMPOSITION FOR ADJUSTING PH AND PRESERVING FOOD AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 산도 조절 및 식품 보존 등 다기능을 갖는 무독성의 첨가제 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

인체에 가장 적합한 산도는 pH 7.5∼8.5 정도로 알려져 있다. 이러한 pH 범위는 수생동물 부화 조건의 하나이기도 하며, 호기성 미생물의 성장 촉진 조건이자 혐기성 미생물의 박멸 조건이 되기도 한다. 또한 음식물의 변질이라든가 악취와 곰팡이의 발생은 산성이 강한 환경에서 잘 일어나고, 인체의 질병 중 일부는 체액이 산성화되었을 경우 발생하는 것으로 알려져 있다. 이러한 여러 가지 경우는 산성화된 생활환경과도 무관하지 않다.

예를 들어, 우리가 섭취하는 김치는 pH 5.5∼6.5 정도의 산성도를 갖고 있으며, 여름에 많이 먹는 냉면 육수의 산성도는 pH 5.2∼6.0이다. 이밖에 시중에 나와있는 여러 가지 음료 대부분이 산성을 띄고 있으며, 알카리성 음료라고 하는 제품중에서도 실제로 pH를 측정하면 산성으로 나오는 것이 있다. 이들 음료나 식품 중에서는 산성에 가까울수록 인체에 유해한 성분들을 지닌 제품들이 많이 있다.

한편, 모든 생물은 미생물의 영향을 받기 마련으로, 이러한 미생물들은 인간을 포함한 여러 생물종들에게 대체로 유익한 호기성 미생물과 대체로 악영향을 미치는 혐기성 미생물로 분류될 수 있다. 호기성 미생물의 경우에는 알카리성 환경에서 활동이 왕성해지고 그 수가 늘어나는 한편, 산성 환경에서는 활동이 중지되고 대부분 소멸되는 경향이 있다. 반면에 혐기성 미생물의 경우는 이와 정반대의 현상을 보인다. 즉, 인간 및 여러 생물종에 유익한 호기성 미생물의 성장을 위해서는 알칼리성 환경이 바람직하다고 할 것이다.

또한, 미생물과 관련된 문제로서 우려되는 것은 세균 및 바이러스의 내성화 이다. 이들 기존의 항생제에 내성을 갖는 세균 및 바이러스는 강한 산성에도 내성을 보이지만, pH 9.0 이상의 알카리성 환경에서는 현저하게 소멸되는 것을 볼 수 있다.

종래 음료나 식품 등에서 산도를 조절하기 위해 첨가되는 산도 조절제로는 구연산, 초산, 젖산 등을 들 수 있다. 그러나, 이들 종래의 산도 조절제는 pH를 산성쪽으로 하여 신맛을 내기 위한 것으로, 진정한 의미의 산도 조절과는 다른 것이라 하겠다.

이상 언급한 바와 같은 여러 가지 문제들을 고려할 때, 음료를 포함하여 식품 등에서 pH를 알칼리성으로 조절할 수 있다면, 인체에 유익할 뿐 아니라 식품 부패의 원인인 혐기성 미생물들의 성장을 억제하여 식품의 보존성을 높일 수 있으며, 내성 세균 및 바이러스의 소멸을 기대할 수도 있을 것으로 사료된다.

본 발명의 목적은 식품 등에 첨가하여 산도를 조절하고 식품의 보존성을 높이는 등 다목적으로 사용할 수 있는 무독성의 조성물 및 이의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물은 구연산나트륨 10 중량부, 염화칼륨 14∼22 중량부, 탄산칼륨 40∼50 중량부, 락티톨 60∼70 중량부 및 물 150∼250 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물의 제조 방법은

정제수 150∼250 중량부를 85∼95 ℃로 가열하고,

상기 가열된 정제수에 구연산나트륨 10 중량부, 염화칼륨 14∼22 중량부, 탄산칼륨 40∼50 중량부 및 락티톨(lactitol) 60∼70 중량부를 용해시키고,

상기 용액을 24∼48 시간 방치한 후 여과하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물은 구연산나트륨 10 중량부, 염화칼륨 14∼22 중량부, 탄산칼륨 40∼50 중량부, 락티톨(lactitol) 60∼70 중량부 및 물 150∼250 중량부를 포함하는데, 각 구성 성분의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우, 인체에 유해한 영향은 없지만 pH의 변화와 함께 제품 성능이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.

본 발명에 따라 제조된 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물은 강알칼리성인 pH 11∼13 정도를 나타내는 무독성 제제로서, 물에 희석함에 따라 pH 9.5 정도 이하 또는 산성까지도 내려가게 된다.

이하, 본 발명의 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물의 제조 방법에 대하여 설명한다.

(성분 조성)

구연산나트륨(C₆H₅Na₃O₇): 10 중량부

염화칼륨(KCl): 14∼22 중량부

탄산칼륨(K₂CO₃): 40∼50 중량부

락티톨(lactitol; C₁₂H₂₄O₁₁): 60∼70 중량부

정제수(H₂O): 150∼250 중량부

먼저 정제수(pH 7.0∼7.5)를 약 85∼95 ℃로 가열한 후, 여기에 구연산나트륨, 염화칼륨, 탄산칼륨 및 락티톨을 상기 처방에 따라 첨가하고 교반하여 용해시킨다. 이 용액을 24∼48 시간 정도 방치하여 이온화시키고, 이 과정에서 이온화되지 않은 물질들은 여과하여 제거함으로써 본 발명의 조성물을 액상으로 제조한다.

이상과 같이 제조된 본 발명의 첨가제 조성물을 식품에 적용할 경우 식품의 pH를 알칼리성으로 조절하여 인체에 유익할 뿐 아니라 식품 부패의 원인인 혐기성 미생물들의 성장을 억제하여 식품의 보존성을 높일 수 있으며, 내성 세균 및 바이러스의 소멸을 유도하게 된다. 또한 본 발명의 조성물은 염소 제거 기능이 있기 때문에 이를 식품에 첨가하면 저염도의 식품을 얻을 수 있는데, 예를 들어 간장에 첨가할 경우 씁쓸하고 떫은 맛을 없애 담백한 맛을 유지하는 간장을 만들 수 있고, 김치에 첨가하면 배추 특유의 쓴맛을 없애 맛있는 김치를 담글 수 있다. 더우기, 본 발명의 조성물은 무독성이고 인체에 무해한 알카리성이므로 다양한 식품에 안전하게 적용할 수 있다.

다음은 본 발명의 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물의 제조에 대한 실시예 및 효과시험예이다. 단, 이들 실시예는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 제한되는 것은 아니다.

[실시예]

(성분 조성)

구연산나트륨(C₆H₅Na₃O₇): 50 g

염화칼륨(KCl): 70 g

탄산칼륨(K₂CO₃): 200 g

락티톨(C₁₂H₂₄O₁₁)(식품첨가물 공전 2001): 300 g

정제수(H₂O): 1000 ㎖

정제수(pH 7.0∼7.5) 1000 ㎖를 약 85∼95 ℃로 가열한 후, 여기에 구연산나트륨, 염화칼륨, 탄산칼륨 및 락티톨의 순서대로 미량씩 첨가하면서 교반하여 용해시켰다. 이 용액을 24∼48 시간 정도 방치하여 이온화시키고, 이 과정에서 이온화되지 않은 물질들은 여과하여 제거함으로써 본 발명의 조성물을 액상으로 제조하였다. 제조된 용액의 pH는 약 12.4였다.

다음 표 1은 위와 같이 제조된 본 발명의 조성물 및 이의 희석도에 따른 pH와 독성을 나타낸 것이다.

본 발명의 조성물(㎖)	정제수 첨가량(㎖)	pH	독성
1	0	12.4	없음
1	100	10.37	없음
1	200	10.17	없음
1	300	10.04	없음
1	400	9.94	없음
1	500	9.84	없음
1	600	9.74	없음

[급성독성시험]

본 발명의 조성물의 급성독성을 한국화학시험연구원에서 식품의약품안전청고시 제1999-61호에 따라 시험하였다.

(1) 실험동물 및 사육 환경

SPF SD계 래트 4 주령의 암·수컷을 1 주일의 순화기간 동안 관찰하여 건강한 동물만을 선택하였다. 시험 개시시 수컷은 133±5 g, 암컷은 125±4 g이었으며, 예비시험을 포함하여 총 60 마리를 시험에 사용하였다.

동물실은 온도 22±2 ℃, 상대습도 53±2 %로, 형광등을 오전 9 시에 점등하여 오후 6 시에 소등하는 명암 사이클을 적용하였으며 조도는 150∼300 lux로 조정하였다. 사료는 실험동물용 고형사료(삼양사료)를, 음수는 여과된 수도수를 공급하였다.

(2) 시험 방법

래트 암, 수컷 5 마리씩 10 마리를 하나의 그룹으로 하여 시험군 4 군과 대조군 1 군으로 분류한 후, 약물 투여 4 시간 전에 사료를 제거하였다.

본 발명의 조성물을 4 군에 각각 20, 10, 5 및 2.5 ㎖/㎏씩 존데를 이용하여 강제 경구 투여하는데, 생리식염수에 희석하여 총 투여량이 20 ㎖가 되도록 하였으며, 음성 대조로는 증류수를 사용하였다.

투여후 14 일까지 일반 상태 및 폐사 여부를 관찰하고, 투여 직전과 투여 7 일 후 및 부검 직전인 14 일에 체중을 측정하여 체중변화를 관찰하였다. 시험 종료시 생존 동물을 에테르 마취후 방혈 치사시켜 육안적으로 모든 장기를 검사하였으며, 육안적으로 이상이 있는 장기는 10 % 중성 포르말린액에 고정하고 파라핀 절편을 만들어 헤마톡실린과 에오신 염색을 한 후 그 소견을 관찰하였다.

(3) 시험 결과

① LD₅₀: 액상으로 시험동물에 투여 가능한 최고시험농도인 20 ㎖/㎏에서 사망예가 관찰되지 않아 개략의 치사량 산정은 불가능하였다(LD₅₀은 20 ㎖/㎏ 이상).

② 사망예: 시험 전기간을 통하여 래트의 암·수컷 모든 군에서 경구투여로 인한 사망예는 전혀 관찰되지 않았다.

③ 임상증상: 시험물질 투여후 암·수컷 고용량군의 일부에서 운동량 감소의 소견이 관찰되었으나 곧 회복되었다. 이후, 전 시험기간을 통하여 암·수컷 모든 군에서 본 시험물질로 인한 것으로 생각되는 특이한 임상증상은 인정되지 않았다.

④ 체중변화: 시험기간 전체를 통해 암·수컷 모든 군에서 유의성 있는 체중변화는 인정되지 않았다.

⑤ 부검소견: 모든 생존 동물의 부검에서 본 시험물질 투여에 기인하는 것으로 사료되는 어떠한 유의성 있는 이상 소견도 관찰되지 않았다.

[효과시험예]

(1) 김치의 맛과 보존 기간에 미치는 영향

무 700∼750 ｇ 5 개, 고춧가루 100∼125 ｇ, 새우젓 200 ｇ, 소금 100 ｇ, 마늘 175 ｇ 및 쪽파 75 ｇ을 재료로 하여 통상의 방법에 따라 깍두기를 제조하는데, 본 발명의 첨가제 조성물 50 ㎖를 소금과 함께 절임 과정에 넣고, 또 50 ㎖를 고춧가루, 새우젓, 마늘 및 쪽파와 혼합하여 양념을 만들어 깍둑썰기한 무에 버무려 깍두기를 제조하였다.

대조군으로, 위와 동일한 양의 재료를 가지고 본 발명의 첨가제 조성물을 넣지 않고 통상의 방법에 따라 깍두기를 제조하였다.

위와 같이 제조된 두 종류의 깍두기를 18∼20 ℃에서 3∼4 일 정도 보존하여 발효시킨 후 1∼5 ℃에서 계속 냉장 보관하였다.

30 일 경과후 개봉하여 각각의 맛을 보고 평가한 결과, 본 발명의 첨가제 조성물을 혼합하여 제조한 깍두기는 냉장 보관 직전의 맛을 유지한 반면, 대조군 깍두기는 약간의 신맛을 보였다.

이를 다시 냉장 보관하여 60 일을 보존한 후 다시 개봉하여 맛을 본 결과, 본 발명의 첨가제 조성물을 혼합하여 제조한 깍두기는 더욱 숙성된 맛(냉장 보관 당시의 맛과 비슷)을 보인 반면, 대조군 깍두기는 신맛을 선호하는 사람들만이 먹을 수 있을 정도로 매우 신맛을 보였다.

이상의 결과를 볼 때, 본 발명의 첨가제 조성물을 첨가하여 김치를 제조할경우, 김치의 보존 기간을 연장시키면서 맛을 좋게 할 수 있을 뿐 아니라, 김치 자체의 산도도 인체에 가장 적합한 pH 7.0∼8.0 정도의 중성에 가까운 약 알칼리성으로 유지할 수 있음을 알 수 있다.

(2) 쇠고기의 보존 기간에 미치는 영향

쇠고기 600 ｇ을 약 1.5∼2.5 ㎝의 두께로 절단하여 두 개의 그룹으로 나누어 각각의 접시 위에 보존하는데, 하나의 그룹은 본 발명의 첨가제 조성물을 정제수로 1:100 희석한 액(pH 10.37)에 약 20 초 동안 침지한 후 접시 위에 얹어서 보존하였다. 그 후 두 개의 접시를 18∼23 ℃에서 방치하면서 24, 36 및 60 시간 후에 쇠고기의 색상 변화와 부패 정도를 관찰하였다.

24 시간 경과 후, 본 발명의 첨가제 조성물로 침지한 쇠고기의 경우에는 색상의 변화가 없었지만, 대조군 쇠고기는 약간 검은빛을 띠기 시작하였다. 36 시간 경과 후에도, 본 발명의 첨가제 조성물로 처리한 쇠고기는 색상의 변화가 없었으나, 대조군 쇠고기는 암갈색 빛으로 변화를 보였다.

그 후 계속해서 관찰한 결과, 본 발명의 첨가제 조성물을 처리한 쇠고기는 60 시간 경과 후까지도 색상의 변화를 보이지 않은 반면, 대조군 쇠고기는 부패가 진행되어 색상의 변화를 보였다.

(3) 광어 양식에 미치는 영향

본 발명의 조성물을 어류 사료에 첨가하여 양식 어류에 급여하면서 어류의 성장 상태, 질병 발생 유무, 성장율 등을 관찰하였다.

① 사료 제조

본 발명의 조성물을 미강 1 톤당 1.5 ℓ 첨가하고, 여기에 백설탕 2∼3 ㎏ 및 소금 1 ㎏을 물에 희석한 것을 수분율 30 % 정도가 되도록 분무하여 발효시켰다. 7∼15 일 정도 완전 발효시킨 후, 생사료에 5 %의 양으로 혼합하여 펠렛으로 제조하였다.

② 광어 양식

광어 200,000 마리를 두 개의 그룹으로 나누고, 하나의 그룹(시험군)에는 위와 같이 제조된 본 발명의 조성물이 첨가된 사료를, 다른 그룹(대조군)에는 일반 사료를 급여하면서 약 15 개월 정도 양식하였다.

③ 결과

본 발명의 조성물이 첨가된 사료를 급여한 시험군은 사료 섭취율과 소화율이 대조군에 비하여 좋아졌으며, 항생제를 사용하지 않아도 질병이 발생하지 않았다. 또한, 대조군에서는 바닷물을 1 일 2 회 교환하는데 반해, 시험군에서는 1 개월에 2 회만 교환하여도 수질 오염이 발생하지 않았다. 성장율에 있어서는, 대조군이 14∼15 개월 만에 출하시킬 정도로 성장한데 반해, 시험군은 12∼13 개월만에 출하가 가능할 정도로 성장하여, 시험군이 대조군에 비해 2 개월 정도 성장이 빨랐으며 17 % 높은 성장율을 보였다. 이밖에 시험군은 대조군에 비해 맛과 품질이 좋아서 30∼35 % 정도 높은 수익을 올릴 수 있었다.

(4) 우럭 양식에 미치는 영향

본 발명의 조성물을 우럭 사료에 첨가하여 급여하면서 우럭의 성장 상태, 질병 발생 유무, 성장율 등을 관찰하였다.

① 사료 제조

본 발명의 조성물을 물에 1:200의 비율로 희석한 액을 일반 사료에 분사하여 48 시간 경과후 약간 발효된 것을 사료로 사용하였다.

② 우럭 양식

우럭 치어 150,000 마리를 두 개의 그룹으로 나누고, 하나의 그룹(시험군)에는 위와 같이 제조된 본 발명의 조성물이 첨가된 사료를, 다른 그룹(대조군)에는 일반 사료를 급여하면서 7 월부터 12 월까지 약 6 개월 정도 가두리 양식장에서 양식하였다.

③ 결과

본 발명의 조성물이 첨가된 사료를 급여한 시험군은 대조군에 비해 성장이 50 % 정도 빠른 것으로 나타났다. 또한, 양식장 수온이 상승하는 7∼8 월 하절기에는 대조군에서 매일 80∼100 마리의 치어가 폐사하는데 반해, 시험군에서는 10∼20 마리 정도만이 폐사하여, 치어의 폐사율이 80 % 감소되는 것으로 나왔다. 그리고, 시험군의 경우 양식장 내에서도 사료가 부식되지 않아 냄새와 가스 발생이 없었고, 수질 오염이 적어 깨끗한 상태를 유지할 수 있었으며 피부병도 발생하지 않았으나, 대조군에서는 피부병이 매우 심하게 발생하였다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물은 무독성이고 인체에 무해한 알카리성이므로 다양한 식품에 안전하게 적용할 수 있으며 다음과 같은 효과가 있다:

(1) 본 발명의 첨가제 조성물을 식품에 적용할 경우 식품의 pH를 알칼리성으로 조절하여 인체에 유익할 뿐 아니라 식품 부패의 원인인 혐기성 미생물들의 성장을 억제하여 식품의 보존성을 높일 수 있다;

(2) 어류의 사료에 첨가하여 양식에 사용할 경우에는, 어류의 성장을 촉진하며 질병 발생을 억제할 뿐 아니라, 사료나 어류의 분비물에 의한 수질 오염을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 구연산나트륨 10 중량부, 염화칼륨 14∼22 중량부, 탄산칼륨 40∼50 중량부, 락티톨(lactitol) 60∼70 중량부 및 물 150∼250 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 구연산나트륨 10 중량부, 염화칼륨 14 중량부, 탄산칼륨 40 중량부, 락티톨(lactitol) 60 중량부 및 물 200 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물.
3. 정제수 150∼250 중량부를 85∼95 ℃로 가열하고,

   상기 가열된 정제수에 구연산나트륨 10 중량부, 염화칼륨 14∼22 중량부, 탄산칼륨 40∼50 중량부 및 락티톨(lactitol) 60∼70 중량부를 용해시키고,

   상기 용액을 24∼48 시간 방치한 후 여과하는 단계를 포함하는,

   산도 조절 및 식품 보존용 첨가제 조성물의 제조 방법.