KR100953877B1 - 생우유 살균 방법 - Google Patents

Abstract

초임계 유체를 이용한 생우유 살균 방법이 개시된다. 생우유 살균 방법에 있어서, 생우유를 고압 용기에 위치시키고, 고압 용기로 초임계 유체를 주입한다. 초임계 유체와 생우유를 접촉시켜 생우유 내에 미생물을 불활성화한다. 생우유를 초임계 유체와 효과적으로 접촉시킴으로써, 상기 생우유를 보다 낮은 온도에서 단시간에 향상된 살균력으로 살균할 수 있다.

Description

생우유 살균 방법{Method of pasteurizing a raw milk}

본 발명은 생우유 살균 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전유로부터 균질화된 생우유를 살균하는 방법에 관한 것이다.

우유의 품질을 좌우하는 다양한 인자 중 미생물학적 품질은 우유의 맛과 안전성에 중요한 영향을 미치기 때문에 우유 생산 공정에서 가장 중요한 인자라 할 수 있다.

이러한 미생물학적 품질은 우유를 살균하는 방법 및 생산 기술에 따라 결정되며 현재 유가공품의 살균 또는 멸균 공정은 축산물의 가공 기준 및 성분 규격에 따라 국립 수의과학검역원의 검역원고시 제2007-20호에 따라 규정하고 있다.

상기 국립 수의과학검역원의 검역원고시 제2007-20호에 따르면, 우유를 살균하는 방법은, 저온장시간 살균법, 고온단시간 살균법 및 초고온순간처리법 또는 이와 동등 이상의 효력을 가지는 방법으로 실시하여야 한다고 규정하고 있다. 따라서, 현재 국내에서 생산되는 유제품은 상기 언급된 처리법들에 의해 살균 처리되어 생산되고 있다.

저온장시간 살균법은 생우유를 약 63℃ 내지 65℃에서 약 30분간 가열하여 상기 생우유 내 미생물을 제거하는 방법이다. 상기 저온장시간 살균법은 생우유 중의 모든 병원성 미생물과 대부분의 비병원성 미생물들이 살균되지만 내열성인 바실루스(bacillus) 등의 포자(spore)는 생존하게 된다. 또한, 상대적으로 낮은 온도이기는 하나 장시간동안 생우유가 열에 노출됨으로써, 상기 생우유의 이화학적 변화 및 영양분 손실이 초래될 수 있다.

고온단시간 살균법은 생우유를 약 72℃ 내지 약 75℃의 온도에서 약 15초 내지 약 20초간 가열한 후, 급속 냉각시키는 방법이다. 상기 고온단시간 살균법은 단시간동안 수행됨으로써 다량의 생우유를 연속적으로 처리할 수 있다. 그러나, 고온단시간 살균법도 가열에 의한 살균법으로써 생우유의 이화학적 변화 및 영양분 손실을 야기할 수 있다.

초고온순간 처리법은 생우유를 약 130 내지 150℃에서 약 0.5초 내지 약 5초간 가열하는 방법으로 보통 미생물들이 멸균되어 초고온순간 처리법으로 처리된 생우유는 그 보존성이 매우 우수하다. 그러나, 초고온순간 처리법을 이용하여 생우유를 처리하며 영양분의 손실이 발생할 수 있다.

저온장시간 살균법, 고온단시간 살균법 및 초고온순간 처리법은 가열에 의한 것으로써, 국외에서는 가열에 의하지 않고 안전하게 살균할 수 있는 살균 기술의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 예컨대, 상기 안전하게 생우유를 살균하는 기술로는 마이크로-필터(micro-filter)를 이용한 여과법 또는 원심분리법 등을 들 수 있다.

국내에서도 가열에 의하지 않거나 보다 낮은 온도에서 안전하게 생우유를 살 균할 수 있는 살균 기술의 개발이 요구되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 보다 낮은 온도에서 안전하게 생우유를 살균하는 방법을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 생우유 살균 방법에 있어서, 초임계 유체 및 생우유를 접촉시켜, 상기 생우유 내 미생물을 불활성화한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 초임계 유체 및 생우유를 교반할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 초임계 유체는 초임계 이산화탄소, 초임계 일산화이질소 또는 이들을 포함하는 혼합 유체를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 초임계 유체와 상기 생우유가 접촉하는 동안, 상기 생우유 및 초임계 유체를 상기 초임계 유체의 임계 압력 초과 상태로 유지할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 초임계 유체가 초임계 이산화탄소, 초임계 일산화이질소 또는 이들을 포함하는 혼합 유체인 경우, 상기 초임계 유체 및 생우유를 수용하는 고압 용기 내 압력은 70바 내지 700바 범위 내일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 고압 용기로 산소 가스를 주입할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 생우유는, 소, 염소, 야크 또는 산양으로부터 전유를 착유하고, 상기 전유를 균질화함으로써 획득될 수 있다.

전술한 본 발명에 따르면, 생우유를 초임계 유체와 효과적으로 접촉하여 상기 생우유 내에 미생물을 살균함으로써, 단시간에 보다 낮은 온도에서 생우유를 살균할 수 있다. 또한, 상기 초임계 유체는 독성 및 잔류성이 없는 친환경적 물질로써, 보다 안전하게 생우유를 살균할 수 있다. 더불어, 약 60℃ 이하의 보다 낮은 온도에서 생우유의 살균 공정이 수행됨으로써, 생우유 내 이화학적 변화 및 영양분 손실을 감소시킬 수 있다. 더욱이 상기 초임계 유체를 이용하여 살균하는 동안 생우유를 교반하는 경우, 생우유 내 미생물의 살균 효과가 보다 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 생우유 살균 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것을 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.

특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어"있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않 는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지는 않는다.

본 발명에 따른 실시예들에 따른 생우유 살균 방법에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 생우유를 살균하기 위한 장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 살균 장치는, 고압 용기(7), 액체 저장 탱크(1), 냉각기(2), 펌프(3), 가열기(4), 항온 챔버(9) 및 교반기(6)를 포함한다.

고압 용기(7)는 생우유의 살균 공정이 수행되는 동안 생우유를 보관한다. 고압 용기(7)는 상부가 개방된 구조를 가지며, 상기 개방된 상부는 덮개(8)에 의해 패쇄된다. 일 실시예들에 따르면, 덮개(8)는 고압 용기(7)의 개폐가 가능하도록 고압 용기(7)와 부분적으로 연결될 수 있다.

고압 용기(7)는 항온 챔버(9) 내에 구비된다. 항온 챔버(9)는 고압 용기(7)의 온도를 초임계 상태에 필요한 온도 이상으로 일정하게 유지시킬 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 초임계 유체가 초임계 이산화탄소일 경우 임계 온도는 약 31℃정도이며, 초임계 유체가 초임계 일산화이질소일 경우 임계 온도는 약 37℃정도이다.

액체 저장 탱크(1)에는 생우유의 살균 공정에서 사용되는 초임계 유체로 변환되기 전의 액체가 보관된다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 액체로 이산화탄소(CO), 일산화이질소(N₂O) 또는 이들이 포함된 액체를 포함할 수 있다.

냉각기(2)는 액체 저장 탱크(1)와 연결되며, 액체 저장 탱크(1)로부터 공급된 액체를 냉각하여 과냉각 시킨다.

냉각기(2)는 펌프(3)와 연결되며, 펌프(3)는 냉각기(2)를 거친 과냉각된 액체를 임계 압력을 초과하는 고압 상태의 초임계 유체로 변환시킨다. 또한, 펌프(3)는 고압 용기(7) 내 압력을 조절하는 기능을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 공급 액체가 이산화탄소일 경우 초임계 이산화탄소로 변환시키기 위한 임계 압력은 약 75.8바 정도이며, 일산화이질소일 경우 초임계 일산화이질소로 변환시키기 위한 임계 압력은 약 72.8바 정도이다.

또한, 펌프(3)는 가열기(4)를 통하여 고압 용기(7)와 연결되며, 고압 액체는 유입 밸브(5)를 통해 고압 용기(7)로 유입된다.

교반기(6)는 고압 용기(7) 내에 구비되며, 고압 상태에서 회전 가능하도록 배치된다. 예컨대, 교반기(6)는 덮개(8)와 연결되어 구비될 수 있으며, 회전력을 제공하는 구동부와 연결될 수 있다. 교반기(6)는 생우유와 초임계 유체의 접촉을 향상시키는데 사용된다. 본 실시예에 따르면, 생우유와 초임계 유체를 보다 효과적으로 접촉시키기 위하여 교반기(6)를 사용하나, 다른 예로는 버블 발생기(bubble generator)를 들 수 있으며, 본 발명에서 생우유 및 초임계 유체가 효과적으로 접촉시키는데 사용되는 장치를 한정하는 것은 아니다.

고압 용기(7) 내의 온도 및 압력을 상기 고압 유체의 초임계 온도 및 압력을 초과하도록 유지하여, 상기 고압 유체를 초임계 유체 상태로 변환시킨다. 상기 초임계 유체는 고압 용기(7) 내 생우유와 접촉하고, 상기 생우유를 살균한다.

이때, 고압 용기(7) 내에 구비된 교반기(6)를 회전시키면, 상기 생우유와 초임계 유체의 접촉이 증가하여 상기 생우유를 보다 효과적으로 살균할 수 있다.

살균 공정을 수행한 후, 고압 용기(7) 내에 수용된 초임계 유체를 기화 시켜 배출 밸브(10)를 통해 외부로 배출시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 살균 장치는 회분 조작(batch operation) 방식으로 조작될 수 있다. 상기 회분 조작 방식은 생우유를 고압 용기(7)에 간헐적으로 넣고 일정 시간 살균시킨 후, 살균된 우유를 간헐적으로 배출하는 방식이다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 연속 조작(continuous operation) 방식으로 조작할 수 있다. 상기 연속 조작 방식은 생우유를 고압 용기(7)로 지속적으로 공급하면서 살균된 우유를 지속적으로 배출시키는 방식이다. 여기에서, 본 발명은 생우유와 초임계 유체가 효과적으로 접촉할 수 있는 모든 조작 방식을 사용할 수 있으며, 그 조작 방식을 본 발명에서 한정하는 것은 아니다.

이하, 상기 생우유 살균 장치를 이용하여 생우유를 살균하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 생우유의 살균 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 생우유를 고압 용기로 제공한다.(단계 S100) 생우유는 소 또는 산양으로부터 착유한 전유(whole milk)를 균질화(homogenize)하여 획득된 우유이다. 생우유는 엔트로박터 사카자키(enterobacter sakazakii)균, 바실루스(bacillus), 크로스트리듐 보투륨(clostridium botulinum), 대장균(escherichia coli), 살모넬라(salmonella), 황색포도상구균(staphylococcus aureus) 등과 같은 미생물을 포함할 수 있다. 상기 언급한 미생물들 중 엔트로박터 사카자키균의 내성이 가장 강하며, 이후 엔트로박터 사카자키균의 살균 여부에 의해 상기 언급된 미생물들의 살균 여부가 결정될 수 있다. 즉, 엔트로박터 사카자키균이 사멸되면 엔트로박터 사카자키균보다 내성이 약한 미생물들 또한 사멸되는 것으로 간주할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 생우유를 대신하여 살균한 우유에 엔트로박터 사카자키균을 접종한 우유 시료를 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 우유 시료 내 엔트로박터 사카자키균은 약 10⁷ CFU/ml의 농도로 포함될 수 있다.

덮개를 덮는다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 교반기는 상기 덮개와 연결될 수 있으며 덮개를 덮음으로써, 교반기는 상기 생우유가 제공된 고압 용기 내에 구비된다. 즉, 교반기는 상기 생우유와 접촉하게 된다.

생우유를 고압 용기에 주입한 후, 유입 밸브를 개방하여, 가스 탱크로부터 제공되어 냉각기, 펌프 및 가열기를 거쳐 임계 압력을 초과한 초임계 유체를 고압 용기 내로 공급한다.(단계 S110)

본 발명의 초임계 유체의 예로 초임계 이산화탄소, 초임계 일산화이질소 또는 이들을 포함하는 혼합 유체를 사용할 수 있다.

초임계 유체가 초임계 이산화탄소인 경우 임계 압력이 약 75.8바 정도이며, 초임계 유체가 초임계 일산화이질소인 경우 임계 압력이 약 72.8바 정도이다. 따라 서, 고압 용기 내 압력이 약 70바보다 낮은 경우 초임계 유체를 초임계 상태로 유지할 수 없다. 그러므로, 고압 용기 내 압력은 약 70바 내지 약 700바 정도로 유지시킨다. 바람직하게는 약 100바 내지 약 500바 정도로 유지시킬 수 있다.

초임계 유체가 초임계 이산화탄소일 경우 임계 온도는 약 32℃정도이며, 초임계 유체가 초임계 일산화이질소일 경우 임계 온도는 약 37℃정도이다. 따라서, 고압 용기 내 온도가 약 30℃보다 낮은 경우 초임계 유체를 초임계 상태로 유지할 수 없다. 그리고, 고압 용기 내 온도가 약 60℃를 초과하는 경우 생우유 내 영양분이 파괴될 수 있다. 그러므로, 고압 용기 내 온도는 약 30℃ 내지 약 60℃ 정도로 유지시킨다. 바람직하게는 약 32℃ 내지 약 40℃ 정도로 유지시킬 수 있다.

상기와 같이 초임계 상태의 초임계 유체(초임계 이산화탄소, 초임계 일산화이질소 또는 이들을 포함하는 혼합 유체)는 기체 또는 액체보다 높은 밀도 및 낮은 점도를 가져 높은 투과도를 갖는다. 또한, 초임계 유체는 독성 및 잔류성이 없는 것을 선택하는 것이 바람직하며, 상기 초임계 유체를 이용함으로써 생우유를 친환경적으로 살균할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 생우유를 고압 용기에 주입함과 동시에 상기 생우유를 교반하여, 상기 생우유 및 초임계 유체를 보다 효과적으로 접촉시킬 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 생우유 및 초임계 유체를 효과적으로 접촉시키기 위하여 버블 발생기를 사용할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 생우유 및 초임계 유체를 효과적으로 접촉시키기 위하여 생우유의 주입구와 초임계 유체의 주입구를 마주보도록 구비하여 상기 생우유 및 초임계 유체를 각각의 주입구로 주입할 수 있다. 본 발명에서는 상기 생우유 및 초임계 유체가 효과적으로 접촉하는 방법이면 족하며, 상기 실시예들로 본 발명을 한정하지는 않는다.

공급된 초임계 유체는 생우유와 접촉하여 생우유 내 미생물을 비활성화시켜 살균한다.(단계 S120)

본 발명의 일 실시예에 따르면, 교반 공정이 수행되는 생우유와 초임계 유체가 접촉하여 생우유 내 미생물이 비활성되어 보다 효과적으로 살균할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 초임계 유체를 공급한 후, 상기 생우유의 교반 공정을 수행할 수 있다. 언급한 바와 같이 생우유의 교반 공정은 살균을 보다 효과적으로 수행하기 위하여 수행되는 것으로써, 그 시기 및 속도 등을 본 발명에서 한정하는 것은 아니다. 또한, 교반기뿐만 아니라 생우유 및 초임계 유체를 보다 효과적으로 접촉시킬 수 있는 장치 및 방법은 모두 사용될 수 있다.

초임계 유체가 생우유 내 미생물을 비활성시키는 메커니즘을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 일 실시예에 따르면, 초임계 유체가 초임계 이산화탄소일 경우, 생우유 내 미생물은 초임계 이산화탄소의 낮은 수소이온농도지수(pH) 또는 추출 특성에 의해 살균될 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소의 낮은 수소이온농도지수(pH)를 가지며, 이를 이용하여 생우유 내 미생물을 살균할 수 있다. 또한, 초임계 이산화탄소는 우수한 용해 능력으로 미생물 내 셀 멤브레인(cell membrane)에 존재하는 생리활성 단백질 등을 추출(extraction)하여 생우유 내 미생물을 살균할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 초임계 유체가 초임계 일산화이질소일 경우, 생우유 내 미생물은 초임계 일산화이질소의 추출 특성에 의해 살균될 수 있다. 전술한 바와 같이 초임계 일산화이질소 또한 우수한 용해 능력으로 미생물 내 셀 멤브레인에 존재하는 생리활성 단백질 등을 추출하여 생우유 내 미생물을 살균할 수 있다.
생우유 살균시 초임계 이산화탄소를 사용할 경우 상술한 바와 같이 낮은 pH로 인한 살균 효과를 얻을 수 있는 장점이 있으나 이로 인하여 단백질 변성이 나타날 수도 있으며 응집이나 응고 현상이 나타날 수도 있다. 그러나 초임계 일산화이질소를 사용하면 pH가 낮아지지 않으므로 이런 문제가 발생되지 않는다는 장점이 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 생우유를 초임계 유체와 약 5분 내지 10분 접촉시킨다. 접촉 시간은 생우유 속에 포함되는 미생물의 종류 및 초임계 유체의 온도 및 압력에 따라 다를 수 있으며 예컨대, 생우유를 초임계 유체와 약 6분 정도 접촉시키면, 약 10⁷CFU/ml의 미생물은 충분히 불활성화될 수 있다.

선택적으로, 상기 생우유 및 초임계 유체가 제공된 고압 용기로 산소가스를 주입할 수 있다. 산소 가스는 생우유 내 미생물을 보다 효과적으로 살균할 수 있다.

이하, 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하며, 그러나, 하기 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의하여 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.

우유 속 미생물 불활성화 평가

초임계 일산화이질소 및 초임계 이산화탄소 처리를 통하여 우유 속 미생물의 불활성화 여부를 평가하기 위하여, 엔트로박터 사카자키균(생물자원센터 제조, 국내)을 이용하였다. 엔트로박터 사카자키균을 배양 배지(nutrient broth)에서 18시간 배양 후 원심 분리를 통해 영양 배지를 제거한 후 0.1% 배양 배지에 회수하였다. 이때 엔트로박터 사카자키균의 농도는 약 10¹⁰CFU/ml이었으며, 10ml우유에 약 10⁷ CFU/ml의 농도로 엔트로박터 사카자키균을 주입하여 실험 시료를 사용하였다.

우유 속 미생물이 초임계 유체와 접촉 시 교반의 효과를 확인하기 위하여 초임계 일산화이질소 및 초임계 이산화탄소 조건에서 교반을 실시한 시료와 교반을 실시하지 않은 시료에 대한 살균력 평가 결과를 도 3에 나타낸다.

도 3은 초임계 이산화탄소 및 초임계 일산화이질소로 처리하는 경우, 교반 공정의 유무에 따른 우유 실험 시료 속 미생물 개체 수의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 3에서 우유 실험 시료는 전술한 바와 동일한 방법으로 제조되며, 이때, 미생물은 내성이 강한 엔트로박터 사카자키균이다.

도 3을 참조하면, 초임계 이산화탄소 및 초임계 일산화이질소 처리된 실험 시료는 교반 공정을 수행한 경우 및 교반 공정을 수행하지 않은 경우, 모두 다량의 미생물이 검출되지만, 교반 공정을 약 6분 동안 수행하면서 초임계 이산화탄소 및 초임계 일산화이질소 처리한 실험 시료의 미생물은 사멸되어 검출되지 않았다. 즉, 실험 시료에 초임계 이산화탄소 및 초임계 일산화이질소를 주입하고 교반을 실시하면, 초임계 유체가 실험 시료 내 미생물과 보다 용이하게 접촉할 수 있어, 다량의 미생물들을 불활성화할 수 있음을 알 수 있다.

우유 성분 검사

초임계 일산화이질소 및 초임계 이산화탄소 살균 처리 후 우유 속 성분 변화를 평가하기 위하여 시중에 판매되는 저온살균 우유를 초임계 일산화이질소 및 초임께 이산화탄소로 약 10분 간 처리한 후 우유 스캔 (milk scan) 장치(4500 serier, FOSS electric Co. 제조, 덴마크)를 이용하여 우유의 유지방, 유단백 및 유당의 성분 변화를 검사하였다. 분석한 우유 시료의 양은 40ml이었으며 두 차례 검사의 평균값을 얻었으며 우유 성분 검사 결과를 도 4에 나타낸다.

도 4는 초임계 일산화이질소 및 초임계 이산화탄소로 처리한 후 우유 성분 변화 검사결과를 보여주는 표이다.

도 4를 참조하면, 초임계 일산화이질소 및 초임계 이산화탄소로 처리한 우유 내 유지방, 유단백 및 유당의 성분이 초임계 유체로 살균 처리하기 전 우유 내 유지방, 유단백 및 유당의 성분 사이의 차이가 거의 없었다. 즉, 초임계 유체를 사용하여 우유를 살균 처리하는 동안 유지방, 유단백 및 유당과 같은 영양분 손실이 실질적으로 없는 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 초임계 일산화이질소 및 초임계 이산화탄소를 이용한 생우유 살균 처리 시, 초임계 유체와 접촉한 생우유를 교반하지 않는 것보다 교반하는 것이 더 효율적인 살균 효과가 나타남을 확인하였다. 또한 초임계 유체를 이용하여 생우유를 살균 처리하면 생우유 내 유지방, 유단백 및 유당의 성분 소실이 없어 생우유 내 영양분을 유지할 수 있는 것을 확인하였다.

본 발명에 따르면, 초임계 일산화이질소, 초임계 이산화탄소 또는 이들을 포함하는 혼합 유체를 이용한 생우유 살균 처리는 단시간에 매우 효과적으로 우유 속 미생물을 불활성화시킬 수 있다. 또한, 초임계 유체는 기체 및 액체 상태보다 투과성이 우수하며, 독성 및 잔류성이 없어 친환경적으로 생우유를 살균할 수 있으며, 가열 살균법보다 생우유 내 영양분 손실을 억제할 수 있다. 더불어, 초임계 유체와 접촉하는 생우유를 교반할 경우, 상기 생우유 내 미생물의 살균 효과를 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 생우유를 살균하기 위한 장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 생우유를 살균하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3은 초임계 이산화탄소 및 초임계 일산화이질소로 처리하는 경우, 교반 공정의 유무에 따른 우유 실험 시료 속 미생물 개체 수의 변화를 보여주는 그래프이다.

도 4는 초임계 일산화이질소 및 초임계 이산화탄소로 처리한 후 우유 성분 변화 검사결과를 보여주는 표이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 액체 저장 탱크 2 : 냉각기

3 : 펌프 4 : 가열기

5 : 유입 밸브 6 : 교반기

7 : 고압 용기 8 : 덮개

9 : 항온 챔버 10 : 배출 밸브

Claims (7)

1. 일산화이질소를 포함하는 초임계 유체 및 생우유를 접촉시키고, 상기 초임계 유체 및 생우유를 교반하여 상기 생우유 내 미생물을 불활성화하는 단계를 포함하는 생우유 살균 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 초임계 유체는 초임계 이산화탄소를 더 포함하는 혼합 유체인 것을 특징으로 하는 생우유 살균 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 초임계 유체와 상기 생우유가 접촉하는 동안, 상기 초임계 유체 및 상기 생우유를 상기 초임계 유체의 임계 압력을 초과하는 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 생우유 살균 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 초임계 유체가 초임계 일산화이질소 또는 이를 포함하는 혼합 유체인 경우, 상기 초임계 유체 및 상기 생우유를 수용하는 고압 용기 내 압력은 70바 내지 700바 범위 내인 것을 특징으로 하는 생우유 살균 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 생우유 및 초임계 유체로 산소 가스(O₂)를 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생우유 살균 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 생우유는,

   소, 염소, 야크 또는 산양으로부터 전유를 착유하는 단계; 및

   상기 전유를 균질화(homogenize)하는 단계를 수행함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 생우유 살균 방법.

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