KR100866382B1

KR100866382B1 - 층분리 안정성이 우수한 분산안정제를 포함하는 식물소재분말음료

Info

Publication number: KR100866382B1
Application number: KR1020080065613A
Authority: KR
Inventors: 신명곤; 이규희; 오춘균; 조성진
Original assignee: 우송대학교 산학협력단
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2008-11-03

Abstract

본 발명은 층분리 안정성이 우수한 분산안정제를 포함하는 식물소재 분말음료에 관한 것으로서, 상세하게는 20㎛내외의 식물소재 분말입자를 사용하면서 가압균질공정이 없이도 층분리 안정성이 우수한 식물소재 분말음료에 관한 것이다. 본 발명의 식물소재 분산음료는 구아검 1-20중량%, 아라비아검 1-20중량%, 로커스트빈검 1-10중량%, 젤란검 1-10중량%, HLB 3 자당지방산에스테르 1-20중량%, HLB 7 자당지방산에스테르 1-20중량%, HLB 11 자당지방산에스테르 1-20중량%, HLB 15 자당지방산에스테르 1-20중량% 및 HLB 16 자당지방산에스테르 1-20중량%를 포함하는 분산안정제를 함유한다. 상기 분산안정제는 전체 음료중량에 대하여 0.1~1중량%인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 식물소재 분산음료는 가압균질공정 없이 20㎛ 내외의 분말입자를 사용하여도 12개월 이상 층분리가 일어나지 않는, 층분리 안정성이 매우 우수한 분산안정제 조성물을 사용함으로서, 평균입자 20㎛정도를 분쇄할 수 있는 건강기능성 식품제조업체에서도 추가비용 없이 기능성 식물소재 분말음료를 제조할 수 있다.

식물소재, 분말음료, 분산안정제, 구아검, 아라비아검, 홍삼분말

Description

층분리 안정성이 우수한 분산안정제를 포함하는 식물소재 분말음료{Plant Powder Beverages Comprising Dispersion Composition with High Stability of Layer Separation}

본 발명은 층분리 안정성이 우수한 분산안정제를 포함하는 식물소재 분말음료에 관한 것으로서, 상세하게는 20㎛내외의 식물소재 분말입자를 사용하면서 가압균질공정이 없이도 층분리 안정성이 우수한 식물소재 분말음료에 관한 것이다.

최근, 건강에 대한 소비자의 관심이 증대됨에 따라, 홍삼분말음료 등 식이섬유 및 영양성분을 통째로 마실 수 있는 기능성 식물소재 분말음료의 판매가 급증하고 있는 실정이다. 대부분의 기능성 식물소재 분말은 불용성인 고분자물질을 많이 함유하고 있어, 분말음료 유통중 기능성 식물소재 분말의 침전(층분리)을 최대한 방지할 수 있는 분산안정제의 개발이 제품품질 개선에 핵심사항이 되고 있다.

한국등록특허 제10-0658772에 의하면 인삼분말음료를 제조하기 위해, 분말입자의 침전을 최소화하기 위한 인삼 및 홍삼의 초미세 분말입자(10㎛미만)를 사용하였으며, 그리고 분말입자의 층분리 방지에 효과가 있는 혼합점증제를 개발하였다. 특히, 인삼분말음료 제조시 첨가되는 혼합성분들의 층분리 방지를 위해 50-500kgf/ ㎠의 가압균질공정을 사용하였다.

최근 기능성 식물소재 분말에 대한 관심이 증가함에 따라, 인삼 등 기능성 식물소재 분말을 제조하고 있는 건강기능성식품 제조업체에서는 평균입자 20㎛ 내외로 분말화할 수 있는 분쇄시설을 보유하고 있는데, 시중에 유통 중인 인삼분말음료에 사용하는 8㎛내외의 초미세입자로 분쇄하기 위해서는 막대한 추가 시설투자뿐만 아니라, 초미세입자를 분극할 수 있는 분쇄전문기술자의 채용 등이 요구되고 있다. 그리고 한국등록특허 제10-0658772에 의하면 인삼분말음료 제조시 50-500kgf/㎠의가압균질공정을 사용하고 있는 데, 일반적인 음료제조시설에는 가압균질공정이 없어, 본 제품생산을 위해서는 가압균질기의 추가투자가 요구되어진다. 한편, 시중에 유통중인 인삼분말음료의 경우 핵심물질인 층분리 방지를 위한 혼합 점증제를 일본으로부터 수입하여 사용하는 것으로 알려져 있으며, 특히 장기보관시 층분리 현상이 부분적으로 발생하여 인삼분말음료의 유통기한을 9개월로 제한하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 가압균질공정을 사용하지 않고 20㎛ 내외의 식물소재 분말입자를 사용하여도 12개월 이상 층분리가 일어나지 않는, 층분리 안정성이 매우 우수한 기능성 식물소재 분말음료용 분산안정제 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 구아검 1-20중량%, 아라비아검 1-20중량%, 로커스트빈검 1-10중량%, 젤란검 1-10중량%, HLB 3 자당지방산에스테르 1-20중량%, HLB 7 자당지방산에스테르 1-20중량%, HLB 11 자당지방산에스테르 1-20중량%, HLB 15 자당지방산에스테르 1-20중량% 및 HLB 16 자당지방산에스테르 1-20중량%를 포함하는 분산안정제를 함유하고, 상기 분산안정제는 전체 음료중량에 대하여 0.1~1중량%인 것을 특징으로 하는 식물소재 분말음료를 제공한다.

본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 상기 식물소재는 홍삼, 인삼, 마 및 칡으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 식물소재 분말음료를 제공한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 상기 식물소재의 직경은 10~30㎛인 것을 특징으로 하는 식물소재 분말음료를 제공한다.

본 발명의 식물소재 분산음료는 가압균질공정 없이 20㎛ 내외의 분말입자를 사용하여도 12개월 이상 층분리가 일어나지 않는, 층분리 안정성이 매우 우수한 분산안정제 조성물을 사용함으로서, 평균입자 20㎛정도를 분쇄할 수 있는 건강기능성 식품제조업체에서도 추가비용 없이 기능성 식물소재 분말음료를 제조할 수 있다. 특히 10㎛ 미만의 초미세 분쇄비용보다 30% 이상 분쇄비용을 절감할 수 있다. 그리고 가압균질공정이 없는 일반음료제조업체에서도 식물소재 분말음료 제조가 가능하게 되었으며, 유통기한도 12개월 이상으로 연장이 가능하게 됨에 따라, 현재 시판되고 있는 기능성 식물소재 분말음료보다 보다 저렴한 가격으로 소비자에게 공급될 수 있고, 건강기능성 분말음료 시장의 활성화에 크게 기여할 것으로 예상된다.

본 발명은 기능성 식물소재 분말음료 제조시 20㎛내외의 분말입자를 사용하면서 가압균질공정 없이 12개월 이상 층분리 안정성이 우수한 기능성 식물소재 분말음료용 분산안정제 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 분산안정제 조성물은 구아검 1-20%(w/w), 아라비아검 1-20%(w/w), 로커스트빈검 1-10%(w/w), 젤란검 1-10%(w/w), HLB 3인 자당지방산에스테르 1-20%(w/w), HLB 7인 자당지방산에스테르 1-20%(w/w), HLB 11인 자당지방산에스테르 1-20%(w/w), HLB 15인 자당지방산에스테르 1-20%(w/w) 및 HLB 16인 자당지방산에스테르 1-20%(w/w)로 이루어진다.

특히 본 발명의 분산안정제 조성물은 HLB(Hydrophilo-Lipohile-Balance)값이 각각 3, 7, 11, 15 및 16인 자당지방산에스테르를 각각 일정비율로 사용하는 것을 특징으로 한다. HLB값이 다른 각각의 자당지방산에스테르 5종을 혼합하여 사용함으 로써 식물소재의 분산음료가 균일하게 혼합되게 되고 뛰어난 분산안정성을 갖게 된다.

본 발명의 식물소재 분말음료는 물, 과당, 식물소재분말, 식물성 크림, 상기의 분산안정제, 벌꿀, 유화제, 보존제 및 소포제를 혼합하여 제조된다. 분산음료 제조시 전체중량에 대하여 물이 80.0~90.0중량%, 과당이 5~15중량%, 식물소재분말이 1.0~4.0중량%, 식물성크림 1.0~3.0중량%, 상기 분산안정제가 0.1~1.0중량%, 벌꿀이 0.1~1.0중량%, 유화제가 0.1~0.3중량%, 보존제가 0.02중량%, 소포제가 0.01중량%인 것이 바람직하다. 특히 식물소재분말의 경우 입자크기가 5~40㎛, 바람직하게는 10~30㎛인 것이 바람직하다. 상기 보존제는 천연방부제인 자몽추출물을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 소포제는 규소수지를 사용할 수 있다.

본 발명의 분산안정제 조성물을 포함하는 식물소재 분말음료의 제조공정은 원료 혼합액을 제조하는 공정(S11), 여과공정(S12), 살균공정(S13), 재여과공정(S14) 및 충진공정(S15)으로 이루어진다. 종래 기술과 대비하여 본 발명의 분말음료는 층분리안정성이 뛰어난 새로운 분산안정제를 사용하기 때문에 별도의 가압균질공정이 없이도 뛰어난 분산성을 나타낸다.

원료 혼합액을 제조하는 공정(S11)에서는 먼저, 정제수를 70~80℃로 가열하고 교반하면서 먼저 식물소재 분말을 투입하고 완전히 분산될 때까지 충분히 교반하다. 다음으로 교반된 혼합액에 소포제, 유화제, 식물성 크림, 액상과당, 벌꿀 등을 투입한 후 분산안정제와 보존제를 투입하고 30분 내지 1시간동안 충분히 교반한다. 혼합 종료 전 정제수 량을 다시 조정하여 투입하고 10분간 교반한 후 최종 혼 합액을 제조한다.

여과공정(S12)에서는 상기 최종혼합액을 50~80메쉬의 체망에 여과한다. 여과된 혼합액을 95℃에서 30분간 살균한다(S13). 이후 50~80메쉬의 체망에 다시 여과하는 재여과 공정(S14)을 거친후 살균된 분말음료를 병에 충진하여(S15) 본 발명의 분말음료를 제조한다.

아래에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

실시예 1~5

본 발명의 식물소재 분말음료용 분산안정제 조성물은 하기 표 1에 나타낸 성분 및 함량으로 혼합하여 제조하였다.

[표 1]

실시예 6~9

하기 표 2에 나타낸 입자크기를 갖는 홍삼, 인삼, 마 및 칡 등의 분말을 사용하여 식물소재 분말음료를 제조하였다. 이때 사용된 분산안정제는 상기 실시예 1의 조성물을 사용하였다.

[표 2]

식물소재 분말음료는 혼합탱크에 정제수 420.35g을 넣고 혼합온도 70℃에서 2,000rpm으로 교반하면서 상기 식물소재 분말 15g을 서서히 투입하여 완전히 분산될 때까지 충분히 교반한다. 교반된 혼합액에 소포제(규소수지) 0.05g 및 유화제 1.0g을 투입한 후 완전히 용해될 때까지 충분히 교반한 후 식물성 크림 7.5g을 투입하고 다시 교반한다. 교반된 혼합액에 액상과당 30g, 벌꿀 2.5g, 실시예 1의 분산안정제 3.5g 및 보존제(자몽추출물) 0.1g을 투입하고 30분 이상 충분히 교반한다. 혼합종료 10분전에 정제수 량을 조정하여 투입한 다음 10분간 교반하여 최종 혼합액을 제조한다.

제조된 혼합액을 60메쉬 체망에 여과한다. 여과된 혼합액을 95℃에서 30분간 살균한다. 살균된 혼합액을 60메쉬 체망에 여과한다. 여과된 살균액을 병에 충진하여 식물소재 분말음료를 제조하였다.

실시예 10~13

하기 표 3에 나타낸 바와 같이 홍삼분말 입자크기를 변화시키면서 홍삼분말음료를 상기 실시예 6~9에 기재한 방법으로 제조하였다.

[표 3]

실험예 1

-분산안정제 조성물별 분산안정성 측정

실시예 1-5의 분산안정제 조성물별로 홍삼분말(평균입자:13㎛)을 사용하여 상기 실시예 6~9의 분말음료 제조방법과 동일하게 분말음료를 각각 제조한 후 분산안정성을 평가하였으며, 실험결과는 표 4에 도시하였다. 분산안정성 실험은 가속실험조건(35^oC)으로 4개월 동안 저장하면서 분산안전성을 측정하였다. 분산안정성의 측정은 각각의 실시예로 조제된 음료를 120mL 용기에 넣고 저장기간 동안 층이 분리되는 정도를 평가하였을 때 결과를 하기와 같이 네 단계로 구분하여 표시하였다. 표 4에서 보는 바와 같이 35^oC에서 저장 3개월까지 층분리현상이 거의 발생하지 않아, 실시예 1-5의 분산안정제 조성물 모두 분산안정성이 매우 우수함을 알 수 있었다.

[표 4]

++++ : 층분리 없음, +++: 상층에서 1mm까지 층 분리, ++: 상층에서 5 mm까지 층 분리, + : 상층에서5mm 이상의 층 분리

실험예 2

-식물소재별 분말음료의 분산안정성 측정

상기 실시예 6(홍삼분말:13㎛), 실시예 7(인삼분말:19㎛), 실시예 8(마분말:23㎛) 및 실시예 9(칡분말:27㎛)에서 각각 제조된 식물소재별 분말음료에 대한 저장 중 분산안정성을 평가하였으며, 실험결과는 표 5에 도시하였다. 분산안정성 실험은 가속실험조건(35^oC)으로 4개월 동안 저장하면서 분산안전성을 측정하였다. 분산안정성의 측정은 각각의 실시예로 조제된 음료를 120mL 용기에 넣고 저장기간 동안 층이 분리되는 정도를 평가하였을 때 결과를 하기와 같이 네 단계로 구분하여 표시하였다. 표 5에서 보는 바와 같이 35^oC에서 저장 3개월까지 층분리 현상이 거의 발생하지 않아, 실시예 6의 분산안정제 조성물은 홍삼분말음료뿐 만아니라 인삼분말, 마분말 및 칡분말음료에서도 분산안정성이 매우 우수함을 알 수 있었다.

[표 5]

* ++++ : 층분리 없음, +++: 상층에서 1mm까지 층 분리, ++: 상층에서 5 mm까지 층 분리, + : 상층에서 5mm 이상의 층 분리

실험예 3-1

-홍삼분말 크기별 홍삼분말음료의 분산안정성 측정

상기 실시예 6(홍삼분말:13㎛), 실시예 10(홍삼분말:8㎛), 실시예 11(홍삼분말:20㎛), 실시예 12(홍삼분말:25㎛), 실시예 13(홍삼분말:36㎛)에서 각각 제조된 홍삼분말 입자크기별 분말음료에 대한 저장 중 분산안정성을 실시하였으며, 실험결과는 표 6에 도시하였다. 분산안정성 실험은 가속실험조건(35^oC)으로 4개월 동안 저장하면서 분산안전성을 측정하였다. 분산안정성의 측정은 각각의 실시예로 조제된 음료를 120mL 용기에 넣고 저장기간 동안 층이 분리되는 정도를 평가하였을 때 결과를 하기 표에 나타낸 바와 같이 네 단계로 구분하여 표시하였다. 표 6에서 보는 바와 같이 20㎛이하의 홍삼분말입자를 사용한 홍삼분말음료는 35^oC에서 저장 4개월까지 층분리 현상이 거의 발생하지 않아, 시판중인 홍삼분말음료보다 분산안정성이 더욱 우수함을 알 수 있었다.

실험예 3-2

-홍삼분말 크기별 홍삼분말음료의 관능평가

상기 실시예 6(홍삼분말:13㎛), 실시예 10(홍삼분말:8㎛), 실시예 11(홍삼분말:20㎛), 실시예 12(홍삼분말:25㎛), 실시예 13(홍삼분말:36㎛)에서 각각 제조된 홍삼분말 입자크기별 분말음료에 대한 관능평가를 실시하여 하기 표 6에 나타내었다. 관능평가는 정량묘사분석(QDA^TM)을 이용하였으며 차이식별 능력이 뛰어나고 잘 훈련된 관능평가 요원 8명을 묘사분석요원으로 선발하였다. 선발된 묘사분석 요원은 홍삼분말음료에 대한 묘사용어를 도출하였고, 도출된 용어에 대한 표준품을 결정하였다. 결정된 용어와 표준품 및 표준품의 점수에 대한 결과에 대하여 1시간씩 네 차례의 훈련을 거친 후 홍삼의 분말평균입도를 달리하여 분말음료를 제조하였을 때의 관능특성에 대한 강도를 평가하였다. 강도에 대한 평가는 9점 척도법을 사용하였으며 이때 1점은 아주 약한 정도, 5점은 중간 정도, 9점은 아주 강한 정도로 평가 되었으며 평가결과는 8명의 결과를 수집하여 평균으로 표시하였다. 홍삼분말 크기별 홍삼분말음료의 분산안정성 및 관능평가 결과를 하기 표 6에 나타내었다. 특히, 13㎛ 홍삼분말로 제조된 시료의 경우 시판중인 홍삼분말음료와 관능평가에서, 조직감은 비슷하지만 홍삼맛에서는 더욱 우수한 것으로 평가되었다.

[표 6]

도 1은 본 발명의 식물소재 분산음료의 제조공정을 개략적으로 도시한 것이다.

Claims

구아검 1-20중량%, 아라비아검 1-20중량%, 로커스트빈검 1-10중량%, 젤란검 1-10중량%, HLB 3 자당지방산에스테르 1-20중량%, HLB 7 자당지방산에스테르 1-20중량%, HLB 11 자당지방산에스테르 1-20중량%, HLB 15 자당지방산에스테르 1-20중량% 및 HLB 16 자당지방산에스테르 1-20중량%를 포함하는 분산안정제를 함유하고 있는 식물소재 분말음료.
제 1항에 있어서, 상기 분산안정제는 전체 음료중량에 대하여 0.1~1중량%인 것을 특징으로 하는 식물소재 분말음료.
제1항에 있어서, 상기 식물소재는 홍삼, 인삼, 마 및 칡으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 식물소재 분말음료.
제1항에 있어서, 상기 식물소재의 직경은 10~30㎛인 것을 특징으로 하는 식물소재 분말음료.