KR100717594B1 - 우유속의 용존산소를 감소시켜 우유를 살균하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우유속의 용존산소를 감소시켜 우유를 살균하는 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 질소가스 혼합장치에서 질소가스와 우유를 혼합시켜 우유속의 용존산소를 질소가스로 치환시킴으로써 우유속의 용존산소를 감소시켜 우유를 살균시 생성되는 황화합물의 생성을 억제하여 우유의 맛과 향을 향상시킬 수 있는 우유의 살균방법에 관한 것이다.
본 발명은 종래 우유속의 용존산소를 질소가스로 치환하여 우유를 살균시 예열부위를 거친 우유에 질소가스를 주입한 다음 질소가스 혼합장치에서 우유중의 용존산소와 질소가스를 치환시켜 질소치환탱크를 사용하지 않아도 소량의 질소가스로 우유속의 용존산소를 치환시켜 우유를 살균하는 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 우유의 살균에 있어서, 우유탱크에서 이송된 우유를 예열부위를 거친 후 우유에 질소가스를 주입한 다음 질소가스 혼합장치에서 우유와 질소가스의 혼합에 의해 우유중의 용존산소와 질소가스를 치환시켜 우유중의 용존산소를 감소시키는 단계를 포함하는 우유속의 용존산소를 감소시켜 우유를 살균하는 방법을 나타낸다.
Description
도 1은 종래 우유의 용존산소를 질소가스로 치환하여 우유속의 용존산소를 제거한 후 우유를 살균하는 방법을 나타낸 공정도이다.
도 2는 종래 우유의 용존산소를 질소가스로 치환하여 우유속의 용존산소를 제거한 후 우유를 살균하는 방법을 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명에 의해 우유의 용존산소를 질소가스로 치환하여 우유속의 용존산소를 제거한 후 우유를 살균하는 방법을 나타낸 공정도이다.
도 4는 우유의 용존산소를 제거하기 위한 우유와 질소가스의 혼합장치를 나타낸 사진이다.
도 5는 질소가스가 혼입된 우유가 유입되고 있는 질소가스 혼합장치의 단면도를 나타낸 그림이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 우유 저장탱크 200 : 발란스 탱크
300 : 살균기 400-1 : 질소가스 저장탱크
400-2 : 질소가스 혼합장치 500 : 진공펌프
600 : 탈기장치 700 : 균질기
800 : 우유 저장탱크
본 발명은 우유속의 용존산소를 감소시켜 우유를 살균하는 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 질소가스 혼합장치에서 질소가스와 우유를 혼합시켜 우유속의 용존산소를 질소가스로 치환시킴으로써 우유속의 용존산소를 감소시켜 우유를 살균시 생성되는 황화합물의 생성을 억제하여 우유의 맛과 향을 향상시킬 수 있는 우유의 살균방법에 관한 것이다.
현재 시중에 판매되고 있는 우유의 대부분은 130℃에서 2초 이상 살균하는 방식의 UHT살균우유로서 상기와 같은 살균 온도조건의 고온에서 우유를 살균할 경우, 소위 가열취라고 하는 원인 물질인 황화합물이 생성되어 우유의 풍미를 손상시키는 문제가 있다.
이렇게 생성된 황화합물의 주요 물질은 다이메틸 설파이드(dimethyl sulfide) 및 다이메틸 다이설파이드(dimethyl disulfide)이고, 이와 같은 물질들은 가열 살균한 제품의 풍미를 손상시키기 때문에 살균시 황화합물의 생성을 억제시키는 것이 필요하다.
상기의 황화합물의 생성을 억제하기 위해서 살균온도를 낮추면 황화합물의 생성을 억제할 수 있으나, 미생물적으로 안전한 제품의 생산을 위해서는 살균조건은 살균온도 130℃ 2초 이상으로 하는 것이 절대적으로 필요하며 이 같은 조건에서 살균을 행하면, 필연적으로 황화합물의 생성을 막을 수 없다.
그러므로 130℃ 2초 이상의 고온에서 살균하면서도 황화합물의 생성을 억제하는 것이 우유제품의 풍미의 향상을 위해 개선되어야 할 과제이다.
이를 위한 해결방법으로 우유속에 함유되어 있는 용존산소를 질소가스로 치환하여 제거하는 방법이 이용되고 있으며, 종래 액체중의 용존산소를 제거하는 방법은 인젝트법, 탑후렉싱등의 물리적 방법 및 탈산제를 사용하는 화학적 방법이 있고 액체중 용존산소를 가스치환하는 방법에는 액체 탱크내에 파이프등으로 직접 치환할 가스를 불어넣어 혼합하여 가스치환을 하는 방법이 있다.
최근 사용되고 있는 용존산소를 질소가스로 치환해서 살균하는 방법으로 우유에 질소가스를 직접 혼합 분산하는 수단과 질소가스를 혼입하지 않은 우유를 위쪽 노즐에서 질소가스 치환탱크내에 저류되어 있는 질소가스를 혼합 분산한 우유에 분무하는 수단을 병행하여 우유의 용존산소량을 저하시킨 후 살균하는 방법이 있다(도 1 참조, 한국 공개특허공보 제0027731 참조).
이를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우유가 원료탱크(1)에서 유출되어 자동유량 제어밸브(2)를 지나 파이프(1a)를 통하여 청정기(3)로 공급된다. 상기 청정기(3)에서 유출된 우유 중 94%는 장치의 하단에 위치한 질소가스탱크(6)에서 자동유량 제어밸브(7)를 지나 파이프(5a)를 통해 공급되는 질소가스가 직접 혼합 분산된 후, 파이프(4a)를 통하여 질소치환탱크(5)안에 저류된다. 그리고, 전체 우유 중 6%는 수동유량 제어밸브(4)를 지나 파이프(2a)를 통하여 질소치환탱크(5) 상부에 구비된 파이프(3a)를 타고 내려와 분무노즐(9)을 통하여 상기 질소치환탱크(5)에 저류된 질소가스에 의해 혼합 분산된 우유의 윗 방향에서 유입된다. 상기 질소치환탱크(5)에서 질소가스 치환이 이루어진 우유는 상기 질소치환탱크(5)의 하단으로 유출되어 파이프를 통하여 살균기(8)로 유입되어 최종적으로 살균되어 진다. 이와 같은 방법으로 살균된 우유는 살균전 용존산소 10ppm에서 살균후 용존산소 2ppm으로 결과가 나타난다. 이때, 상기 질소치환탱크(5)의 내부는 질소가스로 치환된 우유가 저류되어 있어 우유표면에는 다수의 크고 작은 버블이 형성되어 있는 상태로 되어 있다. 상기 버블이 형성되어 있으면 살균공정에서 효율적인 살균처리가 힘들어지므로, 상기 분무노즐(9)을 통하여 유입되는 원료가 낙하하여 버블에 충돌하기 때문에 발포된 버블을 강제적으로 파괴하는 역할을 한다.
또, 최근에 사용되고 있는 용존산소를 질소가스로 치환해서 살균하는 방법 중에 상기에 기술한 내용과 마찬가지로 질소치환탱크를 이용하는 다른 방법을 도 2에 도시된 도면을 통해 설명하면 다음과 같다(한국 공개특허공보 제0027731 참조).
원료탱크(11)에서 유출되는 우유 전체가 파이프(11a)를 통하여 이송되다가 질소가스탱크(12)로부터 방출되는 질소 가스가 직접 혼합 분산된 후, 이를 파이프(12a)에서 질소치환탱크(13)의 윗 방향으로부터 분무노즐(14)을 통하여 상기 질소치환탱크(13)에 유입시킨다.
그리고, 상기 질소치환탱크(13)에서 질소치환이 이루어진 후 유출되는 원료는 파이프(13a)를 통해 발란스 탱크를 지나 파이프(14a)를 통해 살균기(15)로 유입되어져 살균작용이 이루어진다. 그리고, 상기 살균기(15)내에서 살균공정이 끝난 원료를 파이프(15a)를 통해 진공펌프(17)가 포함된 탈기장치인 진공챔버(18)로 이송시켜 상기 진공챔버(18)내에서 잔존하는 황화합물과 원료중의 미세기포를 제거한다. 이와 같은 살균방법으로 질소치환을 행한 우유는 살균전 용존산소가 10ppm이 살균후 2ppm 이하로 용존산소가 줄어들게 된다.
그러나 도 1,2에서 나타낸 방법으로 우유중의 용존산소를 질소가스로 치환하는 과정에서 다량의 기포가 발생하기 때문에 이 문제를 해결하기 위하여 질소치환 및 소포를 하기 위한 탱크를 필요로 하고 있으며 이는 설비비용의 증가 및 탱크설치공간의 확보가 반드시 필요하게 된다. 또한, 도 1의 공정의 경우 별도의 탈기장치가 없어 살균공정 이후 즉시 충전하지 못하는 문제점 때문에 2시간 가량 저장탱크에서 정체시키는 공정을 거친후에 충전을 하여야만 내용량 변동이나, 용기 상부 부위의 접합에 문제가 없게 된다. 이와 더불어 도 1, 도 2의 방법 공히 질소치환 탱크에서 소포 및 탈포가 필요하기 때문에 제조공정이 복잡해지고, 제품 제조시간이 길어지게 되므로 생산 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제 해결을 위해 안출된 것으로서, 종래 우유속의 용존산소를 질소가스로 치환하여 우유를 살균시 우유를 가열시킨 후 우유 에 질소가스를 주입한 다음 질소가스 혼합장치에서 우유중의 용존산소와 질소가스를 치환시켜 질소치환탱크를 사용하지 않아도 소량의 질소가스로 우유속의 용존산소를 치환시켜 우유를 살균하는 방법의 제공을 목적으로 한다.
한편 본 발명은 질소가스 혼합장치에서 우유중의 용존산소와 질소가스를 치환시킨 다음 살균 전에 탈기장치를 이용하여 강제 주입된 질소가스와 치환된 용존산소를 제거하는 단계를 추가로 더 포함하는 우유를 살균하는 방법을 제공할 수 있다
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 우유의 살균에 있어서, 우유탱크에서 이송되고 예열부위를 통과한 우유에 질소가스를 주입한 다음 질소가스 혼합장치에서 우유와 질소가스의 혼합에 의해 우유중의 용존산소와 질소가스를 치환시켜 우유중의 용존산소를 감소시키는 단계를 포함하는 우유속의 용존산소를 감소시켜 우유를 살균하는 방법을 나타낸다.
또한 본 발명은 질소가스 혼합장치를 통과한 우유를 탈기장치내로 이송시켜 우유속의 미세기포, 질소 치환된 용존산소, 질소가스 및 용존산소를 제거하는 단계를 추가로 더 포함한다.
본 발명은 우유속의 용존산소를 질소가스로 치환하여 살균하는 방법에 있어 질소치환탱크의 사용 없이, 용존산소의 질소치환이 가장 효율적인 온도에서 예열시킨 우유에 질소가스를 주입한 후, 질소가스 혼합장치에서 질소가스와 용존산소와의 접촉기회를 높임으로써 소량의 질소가스를 사용하고도 우유속의 용존산소에 대한 질소 치환효율을 높일 수 있다.
우유는 온도가 높을수록 용존산소의 양이 감소되므로, 효율적으로 우유에 함유된 용존산소를 감소시키기 위해 우유를 질소가스와 혼합하기 전에 예열부위를 통과한 우유에 질소가스를 혼합하여 용존산소와 질소가스의 치환반응을 시키는 것이 좋다.
본 발명에서 우유를 질소가스와 혼합하기 전에 우유를 60∼80℃ 온도의 예열부위를 통과시켜 우유속의 용존산소를 보다 감소시킬 수 있다. 상기에서 예열부위는 살균공정 중 살균기의 예열부위를 통과하여 우유를 예열시킬 수 있다.
상기에서 우유를 질소가스와 혼합하기 전에 예열부위의 온도가 60℃ 미만이면 우유속의 용존산소 감소가 미미하고, 예열부위의 온도가 80℃를 초과하면 우유속의 용존산소 감소에 대한 뚜렷한 효과의 상승이 없다. 따라서 본 발명에서 우유속의 용존산소를 질소가스로 치환시켜 우유를 살균시 우유를 질소가스와 치환시시키 전에 우유를 60∼80℃의 온도의 예열부위를 통과시키는 것이 좋다.
본 발명에서 우유탱크에서 이송된 우유를 60∼80℃의 온도의 예열부위를 통과한다고 하더라도 우유중에는 상당한 용존산소가 존재하므로 우유속의 용존산소를 더욱 감소시키기 위해 가열한 우유에 질소가스를 주입한 다음 질소가스 혼합장치에서 우유와 질소가스의 혼합에 의해 우유중의 용존산소와 질소가스를 치환시키는 것이 좋다.
이때 우유와 질소가스를 혼합하는 질소가스 혼합장치는 우유와 질소가스를 혼합할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.
본 발명에서 이러한 질소가스 혼합장치의 일예를 도 4에 나타내었다.
도 4의 질소가스 혼합장치의 작동방식은 고정되어 있는 고정자(Stator)를 고속으로 로터(Rotor)가 회전하는 형태로 이루어진다. 도 4에서 보는 것처럼 고정자와 회전하는 로터는 구조적으로 질소가스가 혼합된 우유가 극도로 좁은 여러 경로를 고속으로 지나가게 함으로써 물리적인 충격 및 마찰이 극대화되도록 되어 있으며, 이는 우유중 용존산소가 소량의 질소가스와 접촉하는 기회를 최대한 많이 제공하며, 물리적으로 질소가스가 용존산소를 우유밖으로 밀어낼 수 있는 힘을 제공하게 된다.
질소가스 혼합장치에 대해 보다 상세히 설명하고자 한다.
도 5는 질소가스가 혼입된 우유가 유입되고 있는 질소가스 혼합장치의 단면도를 나타낸 그림이다. 상기에서 언급한 바와 같이 질소가스 혼합장치는 고정자(stator)와 로터(rotor)로 이루어져 있다. 유입구(inlet)를 통해 질소가스 혼합장치 내부로 들어온 질소가스가 혼입된 우유는 로터에 연결된 모터(미도시)의 회전에 따라 로터가 회전하면서 우유에 물리적인 충격을 가하여 우유에 혼입된 질소가스의 입자크기를 작게하고 미세화된 질소가스는 우유속의 용존산소와 접촉하는 표면적이 넓어져 질소가스와 용존산소의 치환이 보다 용이하게 이루어지게 된다. 상기에서 고정자와 로터는 질소가스의 입자크기를 작게하기 위해 질소가스 혼합장치의 유입구 및 배출구의 직경(5∼8cm)보다 작은 직경(2∼4mm)의 경로가 구비되도록 고정자와 로터 사이를 조절하고, 이러한 고정자와 로터 사이의 경로에서 로터의 회전에 의해 미세입자화된 질소가스가 우유속의 용존산소와의 접촉기회를 보다 많이 제공하여 질소가스와 용존산소의 치환이 용이하도록 하면서 우유속의 용존산소를 질소가스로 치환할 수 있는 힘을 제공하게 되는 것이다. 고정자와 로터 사이의 경로를 통과한 우유는 질소가스 혼합장치의 배출구(outlet)를 통해 질소가스 혼합장치 외부로 배출된다.
질소가스가 주입된 우유를 질소가스 혼합장치에 공급한 후 질소가스 혼합장치의 로터 속도를 조절함으로써 소량의 질소가스로도 우유속의 용존산소 접촉을 조절하여 우유속의 용존산소와 질소가스와의 치환을 보다 용이하게 실시할 수 있다.
상기에서 질소가스 혼합장치의 로터속도는 500∼1500rpm으로 실시할 수 있다. 500rpm 미만의 로터 속도로 질소가스와 우유를 혼합하면 질소가스와 우유속의 용존산소의 치환이 용이하지 않고, 1500rpm을 초과하는 로터 속도로 질소가스와 우유를 혼합하면 우유속의 용존산소와 질소가스에의 치환에 대해 뚜렷한 효과의 상승이 없다. 따라서 질소가스 혼합장치에서 500∼1500rpm으로 로터속도를 조절하여 질소가스와 우유를 혼합하는 것이 좋다.
본 발명에서 우유속의 용존산소를 질소가스로 치환시 질소가스 혼합장치로의 질소가스는 질소가스 혼합장치로 주입되는 우유 175L/min에 대하여 4.5∼8.5L/min 공급하여 질소가스와 우유를 혼합함으로써 우유속의 용존산소를 질소가스로 치환하여 우유속의 용존산소를 감소시킬 수 있다.
본 발명에서 다양한 조건으로 우유와 혼합하는 질소가스의 첨가량을 측정한바, 우유속의 용존산소를 감소시키기 위한 질소가스의 첨가량은 우유 175L/min에 대하여 4.5∼8.5L/min 공급하여 질소가스와 우유를 혼합하는 것이 좋다.
이하, 본 발명을 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
우유탱크(100)에서 이송된 우유는 발란스 탱크(200)를 통해 살균기(300)의 예열부위로 유입되어진 후, 60∼80℃의 온도에서 우유를 예열한 다음 예열된 우유에 질소가스탱크(400-1)로부터 방출된 질소가스를 직접 혼합시킨다. 그런 다음 우유속의 용존산소에 대해 질소치환 효율이 극대화 되도록 질소가스 혼합장치(400-2)에서 질소가스와 우유속의 용존가스의 치환이 이루어지도록 한다.
질소가스 혼합장치에서 우유속의 용존산소와 질소와의 치환효율을 극대로 높인 후, 이 과정에 생성된 미세기포, 질소 치환된 용존산소와, 미반응한 질소가스 및 용존산소를 진공펌프(500)가 부착된 탈기장치(600)내에서 제거한다.
상기와 같이 처리된 우유는 이후 균질기(700)에서 균질화된 후 살균기(300)로 이송되어, 일반우유의 살균, 냉각과 동일한 방법으로 살균, 냉각하는 과정을 거쳐 우유 저장탱크(800)에 저장되게 된다.
이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
우유의 용존산소를 측정한 후 이 우유 175L/min에 대하여 질소가스를 각각 4.5∼8.5L/min 주입한 다음 이들을 도 4의 질소가스 혼합장치에서 혼합시켜 우유속의 용존산소(DO)를 질소가스로 강제 치환시킨 후의 우유의 용존산소를 측정하고 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
이때 질소가스 혼합장치의 로터의 속도는 1000RPM이었으며, 사용한 우유의 온도는 5℃인 것을 사용하였다.
표 1. 우유속의 용존산소 변화 측정
| 질소(N2) 유량(L/min) | 우유량(L/min) | 처리전 DO(ppm) | 처리후 DO(ppm) | |
| 실험구 1 | 4.5 | 175 | 10.8 | 9.4 |
| 실험구 2 | 5.5 | 175 | 10.8 | 7.6 |
| 실험구 3 | 6.5 | 175 | 10.8 | 5.6 |
| 실험구 4 | 7.5 | 175 | 10.8 | 3.4 |
| 실험구 5 | 8.5 | 175 | 10.8 | 1.8 |
상기 표 1에서처럼 우유와 혼합되는 질소가스의 첨가량이 많을수록 우유와 질소가스의 혼합 후에 용존산소의 함량이 낮아짐을 알 수 있었다.
<실시예 2>
우유의 온도에 따라 우유속에 함유된 용존산소의 변화를 측정하고자 각각 5℃, 30℃, 60℃, 70℃, 80℃의 우유에 대해 용존산소를 ASTM 관련규정에 의해 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
표 2. 우유의 온도별 용존산소량 측정
| 5℃ | 30℃ | 60℃ | 70℃ | 80℃ | |
| DO(ppm) | 10.8 | 9.4 | 7.2 | 6.6 | 6.4 |
상기 표 2에서처럼 우유속의 용존산소량은 온도에 따라 아주 커다란 차이를 보이는 데, 온도가 낮을수록 산소가 우유속에 더 많이 용해되어 용존산소량이 높고, 온도가 높아지면 우유속의 용존산소량이 감소함을 알 수 있었다. 특히 70℃ 및 80℃ 온도에서의 우유의 용존산소량이 많이 감소되고 있음을 알 수 있었다.
따라서 우유속의 용존산소를 감소시키기 위해서는 5℃ 정도의 저온이나 30℃ 정도의 온도보다는 60∼80℃의 온도가 되도록 먼저 우유를 가열한 다음 우유의 용존산소 감소 처리를 하는 것이 보다 효과적임을 알 수 있었다.
<실시예 3>
우유탱크(100)에서 이송된 우유는 발란스 탱크(200)를 통해 살균기(300)로 유입되어진 후, 80℃의 온도의 예열부위를 통과한 175L/min에 대하여 질소가스탱크(400-1)로부터 방출된 질소가스를 우유에 각각 4.5L/min, 5.5L/min, 7.5L/min 주입하였다. 그런 다음 우유속의 용존산소에 대해 질소치환 효율이 극대화 되도록 질소가스 혼합장치(400-2)에서 로터속도 1000rpm으로 질소가스가 주입된 우유를 혼합시켰다.
질소가스 혼합장치에서 우유속의 용존산소와 질소가스를 혼합시킨 후, 이 과정에 생성된 미세기포, 질소 치환된 용존산소와, 미반응한 질소가스 및 용존산소를 진공펌프(500)가 부착된 탈기장치(600)내에서 제거하였다.
상기와 같이 처리된 우유는 이후 균질기(700)를 거쳐 살균기(300)로 이송되 어, 일반우유의 살균, 냉각과 동일한 방법으로 살균, 냉각하는 과정을 거쳐 우유 저장탱크(800)에 저장하였다.
상기와 같은 방법에 따라 질소가스(N2)의 주입량을 조정하면서 우유의 살균처리 전후의 용존산소 정도를 ASTM 관련규정에 의해 측정하고 그 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.
표 3. 질소가스 주입량에 따른 우유의 용존산소 함량 변화
| 질소가스 주입량(L/min) | 우유량(L/min) | 처리전 DO(ppm) | 처리후 DO(ppm) | |
| 실험구 A | 4.5 | 175 | 10.9 | 5.8 |
| 실험구 B | 5.5 | 175 | 10.9 | 3.4 |
| 실험구 C | 7.5 | 175 | 10.5 | 1.6 |
상기 표 3에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 질소치환공정을 이용했을 때, 실험구 C의 경우 살균 후에 우유의 용존산소가 2ppm 이하로 낮아짐을 알 수 있었다.
<시험예 1>
상기 실시예 3에서 우유속의 용존산소를 감소시키기 위해 질소가스 치환공정을 적용하여 살균한 우유(실험구 C)와 130℃에서 2초 동안 살균하여 시중에서 판매되고 있는 일반우유(서울우유)에 대한 관능검사를 실시하고 그 결과를 아래의 표 4-1, 표 4-2에 나타내었다.
상기에서 실험구 C 우유와 일반우유에 대한 관능검사는 유제품 관련 분야에서 3년 이상 종사한 관능검사 요원 20인(남여 각 10명)을 대상으로 실시한 결과를 나타낸 것으로 이때 실험구 C 우유 관능검사 측정값은 일반우유의 값을 100으로 하였을 때의 값을 나타낸 것이고, 관능검사 측정값은 수치가 높을 수로 우수함을 의미한다.
표 4-1. 본 발명에 의해 살균한 우유와 일반살균 우유의 관능검사
| 우유향 | 신선함 | 단맛 | 지방감 | |
| 일반우유 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 실험구 C 우유 | 120 | 115 | 116 | 110 |
표 4-2. 본 발명에 의해 살균한 우유와 일반살균 우유의 관능검사
| 고소함 | 목 넘김 | 깨끗한 맛 | 종합적 기호도 | |
| 일반우유 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 실험구 C 우유 | 115 | 122 | 130 | 130 |
상기 표 4-1, 표 4-2에 나타난 바와 같이 본 발명에 의한 실험구 C 우유는 일반우유에 비해 깨끗한 맛, 목 넘김에서 특히 우수하였으며, 이외에도 우유향, 신선함, 단맛, 지방감, 고소함에서도 우수한 결과를 나타내었다. 이로 인하여 종합적 기호도가 역시 우수함을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
실시예 3에서 우유속의 용존산소를 감소시키기 위해 질소가스 치환공정을 적용하여 살균한 우유(실험구 C)와 130℃에서 2초 동안 살균하여 시중에서 판매되고 있는 일반우유(서울우유)에 함유된 다이메틸 설파이드(dimethyl sulfide)와 다이메틸 다이설파이드(dimethyl disulfide)의 함량을 ASTM 관련규정에 의해 측정하고 그 결과를 아래의 표 5에 나타내었다.
표 5. 실험구 C 우유와 일반우유의 다이메틸 설파이드 및 다이메틸 다이설파이드의 함량 비교 결과
| 일반우유 | 실험구 C 우유 | |
| 다이메틸설파이드 | 540 | 380 |
| 다이메틸다이설파이드 | 38 | 21 |
상기 표 5에 나타난 바와 같이 본 발명의 방법에 의해 살균한 실험구 C 우유는 가열취를 느끼게 하는 디메틸설파이드와 디메틸디설파이드의 함량이 130℃에서 2초 동안 살균한 일반우유에 비해 20∼70％ 정도 감소되어 본 발명에 의해 우유속의 용존산소를 감소시킨 우유를 음용할 경우, 보다 더 신선함을 느끼게 되고, 음용후에도 깨끗한 후미를 느낄 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상기의 실시예 및 시험예의 결과에서 알 수 있듯이 우유중의 용존산소는 질소가스와 치환공정을 행할 시, 물리적으로 질소와 용존산소와의 접촉기회를 높여주고, 물리적으로 밀어낼 수 있는 강한 마찰력을 제공하면 용존산소의 질소치환효율 을 기존의 방법보다 현저히 높일 수 있다. 또한, 우유의 용존산소량은 온도에 따라 현저히 차이가 나므로, 우유의 용존산소량이 낮아지는 온도(60∼80℃)에서 가열한 우유에 질소가스를 주입하고 질소가스 혼합장치를 이용하여 매우 좁은 공간을 우유와 질소가 고속으로 회전하며 마찰을 효과적으로 하게 함으로써 질소치환효율을 극대화 할 수 있다.
본 발명에 의한 질소 치환공정은 질소가스 혼합장치를 이용하여 소량의 질소가스를 사용하고도 우유속의 용존산소에 대한 질소가스 치환효율을 높일 수 있고, 탈기 장치를 이용하여 질소가스 혼합장치를 통과한 미세기포와 용존산소를 제거함으로서 별도의 질소치환탱크의 사용 없이도 우유속의 용존산소를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 용존산소 10ppm이 함유되어 있는 우유에 질소가스를 투입하여 혼합시킴으로써 용존산소를 질소가스로 치환시켜 용존산소를 2ppm 이하로 낮추어 살균하는 것이 가능하여 우유속의 황화합물의 생성량을 일반우유에 비하여 20∼70％ 감소시킬 수 있어 종래의 방법으로 살균한 우유에 비해 보다 우유 본래의 신선한 맛과 향을 느낄 수 있다.
Claims (4)
- 우유의 살균에 있어서,우유탱크에서 이송되고 예열부위를 통과한 우유에 질소가스를 주입한 다음, 일측에 유입구(inlet)와 배출구(outlet)를 구비하고 있으며 유입구와 배출구 사이에 고정자(stator)와 로터(rotor)를 구비하되 유입구 및 배출구의 직경보다 작은 직경의 경로가 고정자와 로터 사이에 형성된 질소가스 혼합장치에 상기 질소가스가 주입된 우유를 유입시킨 후 로터를 회전시켜 우유와 질소가스의 혼합에 의해 우유에 주입된 질소가스의 입자크기를 작게하여 우유속의 용존산소와 접촉하는 질소가스의 표면적을 증가시키면서 우유중의 용존산소와 질소가스를 치환시켜 우유중의 용존산소를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 우유속의 용존산소를 감소시켜 우유를 살균하는 방법.
- 제1항에 있어서, 질소가스 혼합장치를 통과한 우유를 탈기장치내로 이송시켜 우유속의 미세기포, 질소 치환된 용존산소, 질소가스 및 용존산소를 제거하는 단계를 추가로 더 포함함을 특징으로 하는 우유속의 용존산소를 감소시켜 우유를 살균하는 방법.
- 제1항에 있어서, 예열부위의 온도는 60∼80℃ 임을 특징으로 하는 우유속의 용존산소를 감소시켜 우유를 살균하는 방법.
- 삭제
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| JP2005143372A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Omu Milk Products Co Ltd | 水中油滴型組成物の酸化抑制法 |
| KR20050122098A (ko) * | 2004-06-23 | 2005-12-28 | 남양유업 주식회사 | 풍미가 증진된 우유의 제조방법 |
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