KR101160149B1

KR101160149B1 - 대두의 초고압 미세화를 통한 전성분 두유 및 두부의 제조 방법

Info

Publication number: KR101160149B1
Application number: KR1020030070018A
Authority: KR
Inventors: 조상균; 오승훈
Original assignee: 한미메디케어(주)
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2012-06-27
Also published as: KR20050034176A

Abstract

본 발명은 대두를 마쇄하는 단계 및 마쇄한 대두를 초고압 미세화하는 단계를 포함하는 전성분 두유 및 전성분 두부의 제조 방법, 및 그 제조 장치에 관한 것이다. 상기 초고압 미세화 공정 및 제조 장치는 1,500 바(bar) 이상의 초고압 미세화에 의해 단 1회 처리만으로 미세한 입자를 얻을 수 있으므로 생산효율이 향상되어 경제성 높은 고품질의 전성분 두유 및 두부의 제조에 적합하다.

Description

대두의 초고압 미세화를 통한 전성분 두유 및 두부의 제조 방법{PROCESS FOR THE PREPARATION OF WHOLE SOYBEAN MILK AND CURD COMPRISING ULTRA HIGH-PRESSURE MICRONIZATION OF SOYBEAN}

도 1은 본 발명의 전성분 두유 및 두부의 제조 공정을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명을 구현하기에 바람직한 전두유 제조 장치를 나타낸 것이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

A: 침지 탱크 B: 교반 분쇄 탱크

11: 정제수 21: 교반 모터

12: 대두 22: 교반기

13: 배출구 23: 분쇄 밀

14: 침지 대두 이송구 24: 분쇄 두유액 배출구

C: 초고압 미세화기

31, 32: 초고압 인입기

33: 투입기

34: 미세화 두유액 배출구

40: 보관 탱크

본 발명은 대두를 마쇄하는 단계 및 마쇄한 대두에 1,500 바(bar) 이상의 초고압을 부가하여 대두 고형분을 미세화하는 단계를 포함하는, 경제성 높은 전성분 두유(whole soybean milk) 및 전성분 두부를 제조하는 방법, 및 이를 구현하기 위한 제조 장치에 관한 것이다.

두유를 제조하는 방법으로는 삶은 대두나 물에 불린 생대두 또는 대두분을 가열하고 분쇄하여 압착 착즙하는 것이 보편적이다. 통상의 두유 및 두부의 제조 방법에 있어서는 원료 대두 중량의 3분의 1 정도가 부산물인 비지로 폐기되는데, 대두로부터 섭취가 가능한 다량의 섬유질, 지질 및 무기질 등의 영양성분이 비지의 형태로 유실되고, 거의 순수 단백질 성분만으로 이루어진 대두 식품이 제조되어 왔다.

이러한 영양성분의 유실 문제를 극복하기 위해 효소를 이용하여 비지를 분해 처리하는 방법(한국 특허 공개 제2001-41120호), 초음파 및 열처리를 병행하는 방법(한국 등록 특허 제41494호, 및 한국 등록 특허 제59907호), 고온고압 처리를 통해 비지 생성량을 감소시키는 방법(한국 등록 특허 제86038호) 등이 제시되어 왔다. 그러나, 이러한 방법들은 대부분 최종 두유 입자의 크기가 커서 두유가 거칠게 산출되거나 두유 입자의 침적이 일어나고, 비지를 재처리함으로써 생기는 좋지 않은 맛이나 향을 극복하지 못해 산업화하기 어려운 결점이 있다. 특히 효소분해를 이용한 방법의 경우에는 대중 식품으로 저가에 공급되고 있는 대두식품의 경제성에 비해 고가의 효소가 투입되므로 비경제적이라는 단점을 극복하지 못했다.

한편, 가공처리한 생대두 분말(한국특허등록 제 182829호)을 이용하여 전성분 두유를 제조하는 방법 등이 보고되었으나 대두를 분체로 처리하기 위한 전처리 공정에서 대두의 일부 영양성분이 유실되는 문제점을 피할 수가 없어 대두의 영양성분을 그대로 이용하고자 하는 측면에서 부적합한 기술이다.

이에 본 발명자들은 상기의 문제점들을 해결하여 비지의 발생이 없으면서도 효소처리, 산처리, 과량의 물에 분산 등의 외부 부가 공정이 없는 경제적이고 효율적인 두유 및 두부의 제조 방법을 개발하기 위해 연구를 계속한 결과, 마쇄한 대두를 1,500 바(bar) 이상의 초고압으로 단 1회 처리하여 전성분 두유의 입자를 35미크론 이하로 낮추는 획기적인 방법 및 그 제조 장치를 창안하게 되었다.

본 발명의 목적은 대두 전체로부터 비지의 분리 배출 공정이 없이 분쇄된 대두 입자를 초고압으로 미세화하여 전성분 두유 및 전성분 두부를 제조하는 방법 및 그 제조 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적에 따라, 본 발명은 대두를 마쇄하는 단계 및 마쇄한 대두에 1,500 바(bar) 이상의 초고압을 부가하여 미세화하는 단계를 포함하는, 비지의 분리 배출 공정이 없는 전성분 두유 및 전성분 두부를 제조하는 방법, 및 이를 구현하기 위한 제조 장치를 제공한다.

이하에서는 본 발명의 전성분 두유 및 두부의 제조 방법을 도 2에 도시된 본 발명의 제조 장치와 관련하여 각 단계별로 보다 상세히 설명한다.

본 명세서 전반에 걸쳐서 "전성분 두유" 및 "전성분 두부"란 통대두 또는 탈피 대두로부터 기존의 일반적인 두유 또는 두부 제조시 비지 등으로 폐기되던 유용 성분을 제거하지 않고 대두의 영양 성분 전체를 함유하도록 제조된 두유 및 이로부터 제조된 두부를 의미한다.

본 발명은 침지 대두를 적정 온도와 시간으로 가온하고, 쵸퍼밀(chopper mill) 등의 기계적 마쇄 장치로 마쇄 처리 공정을 거친 후, 최소 1,500 바가 부가되는 초고압 미세화 공정을 통해 입자를 극미세화함으로써 입도와 점도, 조직이 양호한 전성분 두유 및 두부를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 구체적으로 하기와 같은 공정에 따라 실시할 수 있다.

1) 정선 및 침지 공정

통대두 또는 탈피 대두를 선별 및 세척한 후, 대두 단백질의 추출율을 높이기 위해 통대두 또는 탈피대두를 열풍 고온건조하거나, 또는 건조하지 않고 연마하 여 탈피한 후, 대두 중량 대비 2～3배량의 상온수 또는 60～90℃ 온수에서 온도에 따라 2～10분간 침지한 후 침지액은 배출한다.

도 2의 제조 장치와 관련하여 설명하자면, 침지 탱크(A)에 정제수(11) 및 대두(12)를 투입한 후 상기 온도 범위내에서 온도를 제어하면서 일정 시간 동안 침지가 이루어지며, 침지 이후 이물질이 포함된 남은 정제수는 배출구(13)를 통해 배출된다. 침지된 대두는 침지 대두 이송구(14)를 통해 교반 분쇄 탱크(B)에 투입되어 미분쇄 공정을 거치게 된다.

2) 미분쇄(마쇄) 공정

침지 공정을 거친 대두를 열로 유연화하고 기계적으로 마쇄하는 공정으로, 마쇄액의 두유 고형분이 10 ±3 %가 되도록 침지 대두에 20℃의 상온수 내지 90℃의 열수를 가하면서 쵸퍼밀, 콜로이드밀 등의 기계적 마쇄 장치를 사용하여 미분쇄한다. 마쇄 단계에서 낮은 온도(예: 60℃ 이하)의 정제수를 사용한 경우에는 마쇄액을 90 ±10℃로 열처리하여 유연화한다. 마쇄 전 또는 후에 열에 의해 대두 입자를 유연화시킴으로써 마쇄 공정 또는 이후의 미세화 공정의 효율성을 높일 수 있으며, 유연화하지 않는 경우에는 마쇄액을 95 ±5℃에서 3 내지 7분 동안 유지하여 효소를 불활성화시킴으로써 리폭시다제에 의한 두유의 악취를 제거하고 비지 입자를 더욱 유연화할 수 있다.

본 발명의 제조 장치를 나타낸 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 미분쇄 공정이 이루어지는 교반 분쇄 탱크(B)의 하부에는 교반기(22) 및 분쇄 밀(23)이 연속되어 설치되어 있어 침지 대두의 혼합 및 분쇄가 효율적으로 이루어진다.

본 미분쇄 공정을 거쳐 얻어진 두유 마쇄액은 약 150 내지 250 ㎛의 평균 입경을 갖는다.

3) 초고압 미세화에 의한 전성분 두유 제조 공정

단계 2)에 의해 마쇄가 완료된 두유 마쇄액은 분쇄 두유액 배출구(24)를 통해 배출되어 초고압 미세화기(C)의 상측에 구비된 투입기(33)를 통해서 연속적으로 초고압 미세화기(C)로 투입되며, 살균/냉각기를 통해 80℃ 이하, 바람직하게는 20～75℃로 유지, 또는 조절하면서 1,500 바 이상, 바람직하게는 2,000 바 내지 3,000 바의 압력을 부가하여 초고압 미세화를 실시함으로써 두유 입자를 미세화하여 평균 입경이 35 ㎛ 이하, 바람직하게는 15 내지 30 ㎛인 전성분 두유를 얻는다. 이와 같이 입자를 미세화하여 제조된 전성분 두유는 입안에서 거친 느낌이 없고 음용시 맛과 풍미가 탁월하며 장기간 보관시에도 응고나 응집이 발생하지 않는 장점이 있다. 이 때 미세화 압력이 1,500 바 미만인 경우에는, 목적하는 정도의 미세화 효과를 얻을 수 없고 두유 입자가 커서 제조된 두유가 거친 느낌을 주거나 침전이 발생하기도 한다.

초고압 미세화 공정에서 초고압은 초고압 미세화기(C) 측면의 일측 또는 양측에 구비되어 있는 초고압 인입기(31, 32)에 의해 일방향 또는 쌍방향으로 인입할 수 있으나, 바람직하게는 양측면에서 쌍방향으로 초고압을 인입하여 목적하는 미세화 효율을 개선시킬 수 있다. 이때 선택적으로 약 15 바의 역방향의 압력을 추가로 발생시킴으로써 보다 미세한 입자도를 얻을 수 있다.

미세화된 두유액은 미세화 두유액 배출구(34)를 통해 배출되어 냉각기가 포함되어 있는 보관 탱크(40)로 이송되고, 전성분 두유 및 두부의 제조시까지 바람직하게는 2 내지 7℃에서 보관된다.

4) 전성분 두유 및 두부 제품의 제조 공정

상기와 같이 제조된, 대두의 모든 영양 성분을 함유하고 있는 전성분 두유를 이용하여 다음과 같은 방법으로 다양한 전성분 두유 및 두부 제품을 제조할 수 있다.

4-1) 전성분 두유 제품

미세화된 전성분 두유를 액상으로 상온 유통이 가능하도록 하기 위해, 상기 전성분 두유에 미량의 식품학적으로 허용되는 첨가제를 혼합, 배합하고, 균질하여 안정화한 다음, 용기에 충진하고 멸균을 거친 후, 냉각시키고 포장함으로써 입자의 평균 입경이 10 ~ 30 ㎛이며 점도가 20 ~ 100 cps인 전성분 두유 제품을 제조한다.

또한, 상기 두유 제품 제조시 전성분 두유에 향미 성분을 첨가함으로써 최종 두유 제품의 향이나 맛을 증진시킬 수 있으며, 사용 가능한 향미 성분으로는 과일, 과일 퓨레, 쥬스, 농축액, 분말 및 이들의 혼합물을 예시할 수 있다.

또한, 건강 증진을 목적으로 상기 전성분 두유에 우유 칼슘 또는 다양한 천연 식품, 예를 들어, 참깨, 검은 깨, 당근, 시금치, 녹차, 홍차, 뽕잎, 칡, 허브, 인삼, 홍삼, 도라지 등의 추출물 또는 분말 등을 적당량 첨가하여 전성분 두유 제품을 제조할 수도 있다.

4-2) 전성분 두부 제품

상기에서 제조된 전성분 두유를 이용하여 하기와 같이 통상의 방법에 따라 경두부, 연두부, 순두부 등의 다양한 두부 제품을 제조할 수 있다. 이때, 목적하는 바에 따라 상기 두유 제품의 제조시와 유사하게 적당한 향미 성분 또는 건강 증진 성분들을 전성분 두유에 첨가한 후 두부 제품들을 제조할 수도 있다.

4-2-1) 경두부

미세화된 전성분 두유액을 살균/냉각기를 통해 80 ±5℃로 유지한 후, 통상의 경두부 제조 방법에 따라 응고제 투입, 교반, 응고, 파쇄, 압착, 성형, 포장 및 살균/냉각하여 경두부를 제조한다.

4-2-2) 연두부 또는 순두부

미세화된 전성분 두유액을 냉각기를 통해 15 ±5℃로 냉각한 후, 통상의 연두부 또는 순두부 제조 방법에 따라 응고제 투입, 용기 충진, 80℃ 가열, 응고, 및 살균/냉각하여 연두부 또는 순두부를 제조한다.

한편, 본 발명은 이상의 전성분 두유 및 두부의 제조 방법을 가능하게 하는 전성분 두유의 제조 장치를 제공한다.

구체적으로, 상기 제조 장치는 정선된 대두와 정제수를 혼합하여 침지시키고 온도를 유지시키는 침지 탱크; 침지된 대두를 분쇄하는 분쇄 밀과 순환을 촉진하는 교반기를 포함하는 교반 분쇄 탱크; 및 마쇄 대두액의 투입기 및 측면에 구비된 초고압 인입기를 포함하고, 마쇄 대두액을 초고압 미세화하기 위한 초고압 미세화기를 포함한다.

본 발명의 제조 장치에서 초고압 미세화기는 일측면 또는 양측면에 초고압 인입기가 구비된 것을 특징으로 하며, 도 2에 도시된 바와 같이 양측면에 초고압 인입기를 갖는 것이 미세화의 효율을 높이기 위해 보다 바람직하다.

이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

대두를 정선, 건조, 연마하여 탈피한 후, 탈피 대두 10 kg을 20℃의 상온수에 7분간 침지하였다. 침지액을 배출하여, 남아 있는 이물을 제거하고, 마쇄가 용이하도록 일정량의 수분이 흡수되도록 한다. 침지 탈피 대두를 쵸퍼밀에 이송하고 95 ℃의 온수 78 kg을 투입하여 마쇄 및 교반한 후, 90 ℃로 5 분간 가열, 유지시킨 후 냉각시켰다. 마쇄된 대두 입자를 초고압 미세화 장치(DeBEE 2000, BEE International Inc., 미국)를 이용하여 1,500 내지 3,000 바의 다양한 압력으로 각각 미세화하고, 입도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

압력(바)	평균 입경(㎛)
1,000	35.54
1,500	25.92
2,000	23.52
2,500	21.65
3,000	21.20

상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에서 사용된 1,500바 이상의 초고압에서는 두유 입자의 평균 입경이 현저히 감소하였다.

실시예 2

대두를 정선, 건조, 연마하여 탈피한 후, 탈피 대두 100 kg을 75℃의 온수에 5분간 침지하였다. 침지액을 배출하여, 남아 있는 이물을 제거하고, 마쇄가 용이하도록 일정량의 수분이 흡수되도록 하였다. 침지 탈피 대두를 쵸퍼밀에 이송하고 25℃의 상온수 910 kg을 투입하여 마쇄 및 교반한 후, 살균기에서 90℃로 3 분간 가열, 유지시킨 후 5℃로 냉각시켰다. 마쇄된 대두 입자는 1,500 바의 부가 압력에 의한 미세화가 진행되었으며, 미세화 후 최종 입자의 평균 입경이 24 ㎛, 점도가 33 cps, 고형분 함량이 8 %인 액상 타입의 전성분 두유를 얻었다.

상기와 같이 제조한 전성분 두유액에 기타 당류, 향 등의 첨가물을 첨가한 후 90℃에서 병 또는 캔 용기에 충진하고 121℃에서 21분간 살균하여 레토르트화함으로써 평균 입경 31 ㎛, 점도 95 cps의 상온에서 4개월 이상 유통이 가능한 전성 분 두유 제품을 제조하였다.

또한 상기와 갈이 제조된 전성분 두유액을 곧바로 두부 제조라인으로 이송하고 응고통에 80℃로 충진한 후, 응고제로 밀크마그네슘, 0.9%를 적량 투입하고 서서히 교반하였다. 10 분 후 응고상태를 확인한 후 파쇄, 압착, 성형, 포장하여 고형분 함량 17 %의 경두부(포장두부)를 제조하였다.

실시예 3

대두 120 kg을 85℃의 온수에 10분간 침지하고, 침지액을 배출한 후 남아 있는 이물을 제거하고 마쇄가 용이하도록 일정량의 수분이 흡수되도록 하였다. 침지 대두를 쵸퍼밀에 이송하여 90℃의 열수 786 kg과 탄산수소나트륨 230 g을 투입하여 마쇄, 교반하고 냉각기에서 60℃로 온도를 낮춘 후, 2,000 바의 부가압력에 의한 미세화를 진행하였다. 미세화 후, 최종 입자의 평균 입경이 18 ㎛, 점도가 67 cps, 고형분 함량이 11 %인 액상 타입의 전성분 두유를 얻었다.

실시예 4

대두를 정선, 건조, 연마하여 탈피한 후, 탈피 대두 100 kg을 80℃의 온수에 5분간 침지하였다. 침지액을 배출한 후, 침지 탈피대두를 쵸퍼밀에 이송하고 90℃의 열수 750 kg을 투입하여 마쇄, 교반한 후, 85℃에서 7분간 가열 및 보류하여 리폭시다제에 의한 대두 악취를 제거하였다. 마쇄된 대두입자에 대해 2,200 바의 부가압력에 의한 미세화를 진행하여 최종 입자의 평균 입경이 19 ㎛, 점도가 39 cps, 고형분 함량이 8.5 %인 전성분 두유를 제조하였다.

본 발명의 전성분 두유 및 전성분 두부의 제조 방법은 비지의 발생이 없으면서도 분쇄 및 초고압 미세화 처리 외에 외부 부가 공정이 없이 극미세화된 고영양성의 전성분 두유 및 조직의 미세화가 뛰어나 식감이 좋은 전성분 두부를 제조할 수 있는 방법으로서, 경제성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 일련화된 공정을 통해 대량생산 등 산업화가 용이한 장점이 있다.

Claims

대두를 마쇄하는 단계; 및

마쇄한 대두에 80℃ 이하에서 2,000 바(bar) 내지 3,000 바의 초고압을 1회 부가하여 미세화하는 단계

를 포함하는, 비지의 분리 배출 공정이 없는 전성분 두유의 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 전성분 두유가 35 ㎛ 이하의 평균 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 전성분 두유가 15 내지 30 ㎛의 평균 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제1항에 있어서,

하기 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:

(1) 대두를 상온수 또는 60 내지 95℃의 온수에 2 내지 10 분 동안 침지하는 단계;

(2) 침지 대두를 쵸퍼밀(chopper mill)에서 마쇄하는 단계; 및

(3) 마쇄액을 80℃ 이하에서 부가압력이 2,000 바 내지 3,000 바가 되도록 초고압을 1회 부가하여 미세화하여 입자의 평균 입경이 15 내지 30 ㎛인 두유를 제조하는 단계.
제1항에 있어서,

초고압 미세화 공정 중에 역방향의 압력이 부가되는 것을 특징으로 하는 전성분 두유의 제조 방법.
(a) 대두를 마쇄하는 단계;

(b) 마쇄한 대두에 80℃ 이하에서 2,000 바 내지 3,000 바의 초고압을 1회 부가하여 미세화하는 단계; 및

(c) 단계 (b)에서 제조된 전성분 두유에 응고제를 투입하는 단계

를 포함하는 전성분 두부의 제조 방법.
(a) 대두를 마쇄하는 단계;

(b) 마쇄한 대두에 80℃ 이하에서 2,000 바 내지 3,000 바의 초고압을 1회 부가하여 미세화하는 단계;

(c) 단계 (b)에서 제조된 전성분 두유에 식품학적으로 허용되는 첨가제를 배합하는 단계; 및

(d) 안정화, 충진, 멸균 및 냉각시키는 단계

를 포함하는 전성분 두유 제품의 제조 방법.
(a) 대두를 마쇄하는 단계;

(b) 마쇄한 대두에 80℃ 이하에서 2,000 바 내지 3,000 바의 초고압을 1회 부가하여 미세화하는 단계;

(c) 단계 (b)에서 제조된 전성분 두유에 응고제 및 식품학적으로 허용되는 첨가제를 배합하여 응고시키는 단계; 및

(d) 가열, 살균 및 냉각시키는 단계

를 포함하는 전성분 두부 제품의 제조 방법.
정선된 대두와 정제수를 혼합하여 침지시키고 온도를 유지시키는 침지 탱크; 침지된 대두를 분쇄하는 분쇄 밀과 순환을 촉진하는 교반기를 포함하는 교반 분쇄 탱크; 및 마쇄 대두액의 투입기 및 측면에 구비된 초고압 인입기를 포함하고, 마쇄 대두액을 초고압 미세화하기 위한 초고압 미세화기로 이루어지되, 상기 초고압 미세화기가 80℃ 이하에서 2,000 바 내지 3,000 바의 초고압을 1회 부가하는 것을 특징으로 하는, 전성분 두유의 제조 장치.
제11항에 있어서,

상기 초고압 미세화기의 양측면에 초고압 인입기가 구비된 것을 특징으로 하는 전성분 두유의 제조 장치.