KR101102259B1 - 주정을 이용한 염장발효식품의 탈염방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주정을 이용한 염장발효식품의 탈염방법으로, 보다 상세하게는 염장발효식품에 일정량의 주정을 첨가함으로써 소금의 용해도를 저하시켜 소금을 석출시킨 다음 물리적인 방법으로 소금을 제거한 후 감압저온증발기를 이용하여 주정을 제거시키는 방법에 관한 것이다.
염장발효식품, 주정, 탈염
Description
본 발명은 주정을 이용한 염장발효식품의 탈염방법으로, 보다 상세하게는 염장발효식품에 일정량의 주정을 첨가함으로써 소금의 용해도를 저하시켜 소금을 석출시킨 다음 물리적인 방법으로 소금을 제거하는 방법에 관한 것이다.
최근, 인체건강에 대한 관심이 증가되어감에 따라 나트륨의 과잉섭취에 대한 우려가 고조되고 있다. 사람이 나트륨을 과잉으로 섭취하게 되면 세포 외부의 삼투압이 증가하여 심장과 신장에 과도한 부담을 줌으로써 고혈압이 발생하고 뼈 속의 칼슘배출을 촉진시켜 골다공증을 유발하기도 한다. 액의 증가를 초래하여 소금의 주원소인 나트륨은 다른 영양성분과는 달리 인체의 평형을 유지하기 위한 요구량이 극히 적어 결핍의 우려가 거의 없으나 거의 대부분의 식품에 다량으로 함유되어 있어 그 섭취량을 제한하고 있는 실정이다. 세계 각국의 성인 기준 1일 나트륨섭취 제한양은 미국 2,400mg, 영국 1,600mg, 일본 3,930mg이며 우리나라는 아직 정부에서 정한 기준치는 없으나 한국영양학회는 3,450mg으로 정하고 있다. 특히, 우리나라는 젓갈, 장류 등 소금의 함량이 높은 식품이 많아 성인기준 1일 나트륨 섭취량이 6,000~8,000mg이나 되는 것으로 알려져 있다.
이상과 같은 문제점을 해결하기 위한 방안의 하나로 탈염과정을 통해 염장식품의 소금 함량을 낮추려는 연구가 활발하게 추진되고 있다. 기존에 공지된 기술로는 전기분해에 의한 염장식품의 탈염방법(특허등록번호 10-0918955), 전해 처리에 의한 유해금속과 염분이 다량 함유된 수산물, 축산가공물, 신선 야채과실의 탈 금속 탈염 가공(일본특허 特開平 9-47237), 전기투석법에 의한 간장의 저염화 방법(특허등록번호 10-0561103), 침지 및 원심분리 탈염방법을 이용한 오이장아찌의 제조방법(특허공개번호 10-2009-0067343) 등이 있으나 고가의 전기투석장치가 필요하고 전기투석 시에 염장발효식품의 저분자 정미성분도 함께 제거되는 단점이 있다.
염장발효식품(鹽藏醱酵食品, salted & fermented food)은 소금을 첨가하여 저장성을 높인 상태에서 젖산균 호염미생물 및 효모 등에 의해 서서히 발효 및 숙성시킨 식품이다. 그 원료로는 농산물, 수산물, 축산물, 임산물 등이 사용되며 그 특유의 성분들이 미생물의 작용으로 분해되어 저분자화 되거나 새로운 성분이 합성되어 영양가가 향상되고 기호성과 저장성이 우수해진다. 대표적인 염장발효식품은 젓갈, 김치, 간장, 된장, 고추장 등으로 우리나라 사람들이 조상대대로 즐겨 먹어온 전통식품이다. 그러나 최근, 소금의 과잉 섭취를 우려하여 염장발효식품을 기피하는 경향이 있으며 이에 대한 개선책으로 소금의 사용량을 줄이는 대신에 저온에서 숙성시키거나 소금 대신에 염화칼륨(KCl), 에탄올 등을 사용하는 사례가 증가하고 있으나 염장발효식품의 고유한 풍미를 살리기에 부족하고 저장성도 떨어지는 단점이 있다. 또 다른 방법으로 전기투석기에 의해 염장발효식품의 소금을 제거하는 방법도 있으나 전기투석기를 설치 및 유지하는 데에 많은 비용이 필요하며 탈염과정에서 염장발효식품의 저분자 정미성분이 소실되는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 식품가공공장에서 일반적으로 사용하고 있는 식품첨가물, 식품저장용 탱크, 증발농축장치 등만을 이용하여 저가로 탈염하고 정미성분의 손실도 최소화 할 수 있는 방법을 개발하고자 하였다.
본 발명은 염장발효식품의 탈염을 위해 현행 식품공전에서 식품첨가물로 사용이 가능한 주정(酒精, spirit)을 사용하였다. 주정은 에탄올을 95%함유하고 있으며 식품공업에 있어서 주류, 조미료, 장류, 식초 등의 첨가물로 사용되며 장류, 생면류, 과자류, 어육연제품 등 각종 가공식품의 품질보존료나 건강기능식품의 원료를 추출하는 용매로도 활용되고 있다.
한편, 용액의 용해도는 용매와 용질의 극성도(polarity)에 따라 달라지는데 극성용질은 극성용매에, 비극성용질은 비극성 용매에 더 잘 용해된다. 따라서 극성용질인 소금은 극성용매인 물에 잘 용해되며 온도에 따른 용해도 차이는 별로 크지 않는 것으로 알려져 있다. 또한, 소금은 극성도가 5.2인 에탄올보다 극성도가 9.0인 물에 더 잘 용해된다. 따라서 소금용액에 물보다 극성도가 낮은 에탄올을 첨가하면 소금의 용해도가 저하하여 소금이 석출 된다.
본 발명은 상기 제시된 과학적 원리를 응용하여 에탄올을 95% 함유하고 있는 주정을 염장발효식품에 첨가함으로써 소금의 용해도를 저하시켜 소금을 석출시킨 다음 물리적인 방법으로 소금을 제거하였다.
본 발명의 구성은 크게 염장발효식품에 주정을 첨가하여 ①소금의 석출을 유도하는 단계, ②석출된 소금을 물리적으로 제거하는 단계, ③염장발효식품으로부터 주정을 제거하는 단계로 구분된다.
좀더 자세하게 설명하면 일정량의 염장발효식품 용량의 0.5~10배 용량의 주정을 가하여 잘 혼합한 후 15~25℃에서 1~36시간 동안 방치하면 소금이 석출하여 염장발효식품의 하단부에 침전된다. 이때 침전된 소금이 섞여 나오지 않게 조심스럽게 액체만 분리한 다음 진공농축기 상에서 주정을 회수한다.
①단계에서 주정 첨가 한 후 방치하는 온도는 15~25℃이며 15 내지 20℃가 바람직하며, 방치시간은 1~36시간 동안 방치하는 것이 적합하며, 바람직하게는 12 내지 24시간이다.
온도가 소금의 침전에는 큰 영양을 미치지 않으나 품질의 표준화를 위해서는 일정한 온도의 유지가 필수적이며 온도유지에 큰 에너지가 소요되지 않는 상온(15~20℃) 범위에서 실시하는 것이 바람직하다.
방치시간이 1시간 이하이면 소금이 완전히 침전되지 않아서 염도 저하에 효율적이지 못하며 36시간 이상 방치하게 되면 탈염된 염장발효식품의 품질이 손상될 우려가 있어 바람직하지 않다.
첨가하는 주정의 양은 염장발효식품 용량의 0.5~10배 이며, 바람직하게는 1 내지 5배 용량의 주정을 첨가하는 것이 바람직하다.
주정의 양이 0.5배 이하이면 염도의 감소 폭이 적어 본원발명의 목적을 이루기 어렵고, 주정의 양이 10배 이상이면 염도감소의 효율성이 떨어진다.
② 단계에서 석출된 소금을 물리적으로 제거하는 방법은 자연침전법, 원심분리법, 여과법 등이 있으나, 경제적 측면을 고려할 때 자연침전법이 가장 바람직하다.
③단계에서 주정제거방법은 상압고온 증발법, 감압저온증발법 등이 있으나 염장발효식품의 품질유지를 위해서는 감압저온증발방법이 바람직하다. 감압저온증 발 시는 100~500mHg의 압력하에 10~50℃의 온도 조건에서 행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 새우젓, 된장과 같이 수분이 적은 고체상태의 식품인 경우에 주정만으로는 식품 내에 존재하는 소금을 효과적으로 제거할 수 없으므로 일정량의 물을 첨가하여 식품내의 소금을 물에 용출시킨 다음 물에 용출된 소금을 상기 방법으로 제거할 수 있다. 즉, ①단계 이전에 염장발효식품 용량에 5 내지 15배 용량의 물을 가하여 5℃냉장상태로 12 내지 36시간 방치하여 소금을 용출시킨 다음 원심분리하여 액체를 분리하고, 분리한 액체에 상기와 같이 주정을 첨가하여 소금을 석출시키는 것도 가능하다. 위에서 원심분리하여 액체와 분리하여 얻은 고체와 주정을 첨가하여 소금을 석출한 용액을 합하여 감압저온증발기에서 주정과 물을 증발시키면 탈염된 염장발효식품을 얻을 수 있다.
본 발명에 의거 염장발효식품에 함유되어 있는 소금을 원하는 농도만큼 특별한 장비 없이 효과적으로 제거할 수 있어 인류 보건향상에 크게 기여할 것으로 전망되며 특히, 우리나라 전통염장발효식품의 국내 소비촉진 및 세계화를 통해 고부가가치 식품산업의 창출에도 괄목할만한 효과가 기대된다.
다음은 실시예를 이용하여 본 발명의 내용을 좀더 구체적으로 설명하였으나, 본 내용이 발명의 청구범위를 제한하지는 않는다.
실시예
1 : 주정을 이용한 염도 23%인 소금수용액의
탈염
① 염도 23%인 소금수용액 100ml을 용기에 취하고 주정(에탄올 95%) 1∼2,000 v/v %를 농도별로 첨가한 다음 20℃에서 24시간 방치하여 소금을 석출시킨다.
② 용기의 하단부에 석출되어 침전된 소금이 섞여 나오지 않게 용기를 조심스럽게 옆으로 기울여 용액을 다른 용기에 따라 옮긴다.
③ 소금을 제거한 용액을 감압저온증발기에 넣고 온도 35℃에서 압력 200mmHg의 조건에서 주정을 완전히 증발시킨 다음 용액의 부피를 100ml로 정용하여 염도를 측정하였다.
상기 방법으로 실험한 결과, 주정의 농도별 소금수용액의 염도는 도 1과 같다. 소금수용액의 염도는 주정의 농도가 증가할수록 감소하였으나 주정농도가 500v/v% 이상에서는 염도가 크게 감소하지 않았다. 즉, 염도 23%의 수용액에 주정을 각각 1, 5, 10, 20, 50, 100, 300, 500, 1,000, 2,000v/v%를 첨가하면 염도는 22.5, 17.7, 15.6, 15.1, 14.9, 14.0, 9.7, 7.2, 6.8, 6.3%로 감소하였다. 이상과 같은 결과로 볼 때 염도 23%의 수용액에 300v/v%의 주정을 가하면 약 염도 10% 수용액의 제조가 가능할 것으로 사료된다.
실시예
2 : 주정을 이용한 염도 23%인 멸치액젓의
탈염
① 염도 23%인 멸치액젓 100L을 용기에 담고 주정(에탄올 95%) 50∼500v/v%를 농도별로 첨가한 다음 20℃에서 24시간 방치하여 소금을 석출시킨다.
② 용기의 하단부에 석출되어 침전된 소금이 섞여 나오지 않게 용기를 조심스럽게 옆으로 기울여 용액을 다른 용기에 따라 옮긴다.
③ 소금을 제거한 용액을 감압저온증발기에 넣고 온도 35℃에서 압력 200mmHg의 조건에서 주정을 완전히 증발시킨 다음 용액의 부피를 100ml로 정용하여 염도를 측정하였다.
상기 방법으로 실험한 결과, 주정의 농도별 멸치액젓의 염도는 도 2와 같다. 멸치액젓의 염도는 주정의 농도가 증가할수록 감소하였다. 즉, 염도 23%의 멸치액젓에 주정을 각각 50, 100, 300, 500v/v%를 첨가하면 염도는 15.0, 14.3, 10.0, 7.5%로 감소하였다.
실시예
3 : 주정을 이용한 염도 20%인 간장의
탈염
① 염도 20%인 간장 100L을 용기에 담고 주정(에탄올 95%) 50∼500v/v%를 농도별로 첨가한 다음 20℃에서 24시간 방치하여 소금을 석출시킨다.
② 용기의 하단부에 석출되어 침전된 소금이 섞여 나오지 않게 용기를 조심스럽게 옆으로 기울여 용액을 다른 용기에 따라 옮긴다.
③ 소금을 제거한 용액을 감압저온증발기에 넣고 온도 35℃에서 압력 200mmHg의 조건에서 주정을 완전히 증발시킨 다음 용액의 부피를 100ml로 정용하여 염도를 측정하였다.
상기 방법으로 실험한 결과, 주정의 농도별 간장의 염도는 도 3과 같다. 간장의 염도는 주정의 농도가 증가할수록 감소하였다. 즉, 염도 20%의 멸치액젓에 주정을 각각 50, 100, 300, 500v/v%를 첨가하면 염도는 14.8, 14.1, 9.8, 7.3%로 감소하였다.
실시예
4 : 주정을 이용한 염도 30%인 새우젓의
탈염
① 염도 30%인 새우젓 1kg에 10L의 물을 가하여 5℃의 냉장고에서 24시간 방치하여 소금을 용출시킨 다음 원심분리하여 액체를 분리하여 용기에 담고 고체는 별도로 보관한다.
② 분리한 액체에 주정(에탄올 95%) 50∼500v/v%를 농도별로 첨가한 다음 20℃에서 24시간 방치하여 소금을 석출시킨다.
③ 용기의 하단부에 석출되어 침전된 소금이 섞여 나오지 않게 용기를 조심스럽게 옆으로 기울여 용액을 다른 용기에 따라 옮긴다.
④ 소금을 제거한 용액에 ①에서 분리한 고체를 합하여 감압저온증발기에 넣고 온도 35℃에서 압력 200mmHg의 조건에서 주정을 완전히 증발시킨 다음 염도를 측정하였다.
상기 방법으로 실험한 결과, 주정의 농도별 새우젓의 염도는 도 4와 같다. 새우젓의 염도는 주정의 농도가 증가할수록 감소하였다. 즉, 염도 30%의 새우젓에 주정을 각각 50, 100, 300, 500v/v%를 첨가하면 염도는 18.7, 16.5, 12.0, 10.0%로 감소하였다.
실시예
5 : 주정을 이용한 염도 15%인 된장의
탈염
① 염도 15%인 된장 1kg에 10L의 물을 가하여 5℃의 냉장고에서 24시간 방치하여 소금을 용출시킨 다음 원심분리하여 액체를 분리하여 용기에 담고 고체는 별도로 보관한다.
② 분리한 액체에 주정(에탄올 95%) 50∼500v/v%를 농도별로 첨가한 다음 20℃에서 24시간 방치하여 소금을 석출시킨다.
③ 용기의 하단부에 석출되어 침전된 소금이 섞여 나오지 않게 용기를 조심스럽게 옆으로 기울여 용액을 다른 용기에 따라 옮긴다.
④ 소금을 제거한 용액에 ①에서 분리한 고체를 합하여 감압저온증발기에 넣고 온도 35℃에서 압력 200mmHg의 조건에서 주정을 완전히 증발시킨 다음 염도를 측정하였다.
상기 방법으로 실험한 결과, 주정의 농도별 된장의 염도는 도 5와 같다. 된장의 염도는 주정의 농도가 증가할수록 감소하였다. 즉, 염도 15%의 된장에 주정을 각각 50, 100, 300, 500v/v%를 첨가하면 염도는 13.1, 12.0, 10.0, 7.4%로 감소하였다.
도1은 주정의 농도별 소금수용액의 염도를 나타내는 것이다.
도2는 주정의 농도별 멸치액젓의 염도를 나타내는 것이다.
도3은 주정의 농도별 간장의 염도를 나타내는 것이다.
도4는 주정의 농도별 새우젓의 염도를 나타내는 것이다.
도5는 주정의 농도별 된장의 염도를 나타내는 것이다.
Claims (8)
- ① 염장발효식품 용량의 0.5 내지 10배 용량에 해당하는 주정 또는 95% 에탄올을 첨가하고, 15 내지 25℃에서 1 내지 36시간 방치하여 소금 석출을 유도하는 단계:② ①단계에서 석출된 소금을 물리적인 방법으로 제거하는 단계: 및③ ②단계에서 소금을 제거한 염장발효식품에서 주정을 감압저온증발 방법으로 제거하는 단계를 포함하는 염장발효식품의 탈염방법.
- 제1항에 있어서, ①단계에서 첨가하는 주정 또는 95% 에탄올의 양은 염장발효식품 용량의 1 내지 5 배 용량인 것을 특징으로 하는 염장발효식품의 탈염방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, ①단계에서 온도는 15 내지 20℃이며, 방치시간은 12 내지 24시간임을 특징으로 하는 염장발효식품의 탈염방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, ②단계에서 물리적인 방법은 자연침전법인 것을 특징으로 하는 염장발효식품의 탈염방법.
- 제1항에 있어서, ③단계에서 감압저온증발은 100~500mmHG의 압력하, 온도 10~50℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 염장발효식품의 탈염방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, ①단계 이전에 염장발효식품에 염장발효식품 용량의 5 내지 15배 용량의 물을 가하고 12 내지 36시간 냉장 처리하여 소금을 석출시키는 단계를 추가로 포함하는 염장발효식품의 탈염방법.
- 제6항에 있어서, ①단계 이전에 냉장 처리하여 소금을 석출시킨 다음 원심분리하여 액체를 분리하고, 분리한 액체에 주정 또는 95%에탄올을 첨가하여 소금 석출을 유도하는 것을 특징으로 하는 염장발효식품의 탈염방법.
- 제1항 또는 제2항의 방법으로 탈염처리된 염장발효식품.
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