KR101240372B1 - 두유의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두유 또는 콩 기재 음료를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 a) 침지시키는 단계, b) 대두를 분쇄하여 페이스트를 제공하는 단계, c) 콩 페이스트를 두유 및 비지로 분리시키는 단계, 단계 a) 및 b), 및 바람직하게는 c)는 고유 단백질을 수득하는 데 적합한 온도인 0℃ 내지 40℃의 온도에서 수행하는 단계, 및 이후 전형적인 콩의 비린 맛을 감소시키기 위해 증발 방법에 의해 두유를 탈취시키는 단계를 포함한다. 본 발명은 관능적 품질 면에서 두유의 단백질 함량과 관련하여 향상된 수율 및 콩의 비린 맛이 감소된 생성물이 수득되도록 하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 고유 단백질을 수득하고, 두유의 맛을 향상시키기 위해 대두가 압출기 기술에 의해 분쇄되는 두유 제조 방법에 관한 것이다.

Description

두유의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCING A SOY MILK}

본 발명은 두유의 제조 방법에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 정성적 관능적(qualitative organoleptic) 관점에서, 보다 우수한 제품 및/또는 대두의 단백질과 관련하여 개선된 수율을 갖는 제품을 제조하는 두유의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 이러한 방법에 의해, 두부 및 그 밖의 단백질 함유 제품으로의 추가 가공처리시 유리한 효과를 갖는 고유 단백질을 얻을 수 있다.

배경 기술과 관련하면, 먼저 하기 문헌들이 참조되어야 한다: Tofu & Soymilk Production, 2nd edition, Shurtleff & Aoyagi, ISBN 0-933332-14-9 (C) (1984); Hanbuch der Milch- und Molkereitechnik (Manual of milk and dairy technology). 2nd edition, Herrmann et al. ISBN 3-7862-9071-8 (2000); Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik - Molkereitechnologie (Food technology and biotechnology - Dairy technology), Kessler H. G, Verlag A. Kessler, Postbox 1538, D-8050 Freising (1988) and Industrieprojekt GEA Wiegand GmbH, D-76275 Ettlingen, Eindampftechnik(Evaporation technology) (2005).

일반적인 방법은 문헌(SHURTLEFF W. et al.: The Book of Tofu(1984) Chapter 5: Principles of Tofu and Soymilk Production, p. 115-131)으로부터 공지되어 있다. 이 방법에서, 대두는 먼저 수시간, 바람직하게는 6시간 초과 이상 동안, 대략 주변 공기의 온도인(즉, 여름에는 다소 시원하고, 겨울에는 다소 따뜻한) 물에 침지된 후, 분쇄된다. 저온 추출에 의해 얻어진 콩물은 두유와 비지(okara)로 분리된다. 이러한 분리 후, 두유가 가열된다. 또한, 상기 문헌에서는, 보다 높은 온도, 예를 들어, 55℃의 물을 사용함으로써 침지시간이 단지 1 내지 2 시간 필요한 것으로 기재되어 있다.

FR 2 578 396은 대두를 15℃ 내지 30℃의 온도로 물에 6 내지 12시간 침지시키고, 이를 분쇄하고, 두개의 상으로 분리시키는 것을 제안하고 있다.

US 2006/0062890 A1은 4℃의 탈기된 물에서 대두를 침지시키고, 이를 분쇄한 후, 슬러리를 여과에 의해 비지 및 물로 분리시키는 것을 제안하고 있다.

US 3 728 327에서, 대두는 침지되고, 균질화된 후, 원심분리기로 두유 및 비지로 분리된다. 두유에 함유된 단백질은 역삼투압에 의해 추가로 농축된다.

종래 기술에 대해, 고유 단백질을 얻기 위해서, 대두가 20시간 동안 5℃의 가온된 물에 침지된 후, 두유를 분리시키기 위한 분리 단계로 처리되는, EP 0 883 997 A1가 추가로 언급될 수 있다. 이러한 두유는 소비용으로 의도되는 것은 아니지만, 추가로 가공처리되어 여러 가치있는 제품을 얻는다.

아시아 지역으로부터, 음용가능한 제품(두유)을 제조하기 위해, 그리고 두유를 두부, 농축물, 분리물 및 유사한 제품으로 가공처리하기 위해 대두로부터 두유를 제조하는 것은 또한 공지되어 있으며, 이는 하기 공정 단계를 이용한다: 대두를 16 내지 24시간 동안 대략 25 내지 20℃의 온도에서 냉수에 침지시킨다. 이후, 침지수를 따라낸 후, 물을 첨가하면서 매우 미세한 분쇄를 수행한다. 이러한 콩 매쉬(soy mash)를 90 내지 95℃의 온도로 가열하고, 시간을 다르게 하면서 이 온도에서 유지시키고, 체로 걸러내어 두유 및 고형물질(비지)로 분리시킨다. 두유는 음료와 같이 사람의 소비용으로 사용되거나 추가 가공처리하여 두부로 사용된다. 비지는 동물 먹이로 사용되는 부산물이다.

또한, 24시간 이하로 냉수 침지시킨 후, 대두를 20 내지 30℃의 온도에서 분쇄하는 방법도 공지되어 있다. 이후 약 95℃로 가열되어 효소 리폭시게나아제(lipoxygenase)를 불활성화시킨다. 이 효소는 좋지 않은 콩의 비린 맛을 나게 하는 원인이 된다. 추가로, 트립신(trypsin) 억제제를 불활성화시키기 위한 가열이 필요하다.

최근에는 연속 공정을 가능하게 하여 전통적인 방법에 비해 보다 높은 단백질 수율을 얻게 제공하는 방법이 개발되었다. 특히, "Vita soy, Buehler and Cornell" 방법이 언급된다.

현 상태에 적용되는 공정은 하기와 같이 기술될 수 있다:

대두를 5 내지 15분 동안 약 90℃ 내지 95℃의 물로 처리한다. 때로는 이러한 침지 시간이 생략될 수 있다. 이후, 고온 분쇄를 수행한다. 2 단계 분쇄 공정 이후에는 효소(리폭시게나제 및 트립신 억제제)를 불활성화시킨 후, 80 내지 90℃의 온도에서 디캔터(decanter)로 분리시킨다. 형성된 비지를 다시 한번 고온수와 혼합한다. 이후, 상기 온도에서 두번째 디캔팅을 수행하여 수율을 향상시킨다. 이후, 두번째 디캔팅 후에 형성된 두유를 처음의 디캔터로부터의 두유와 혼합하고, 탈취처리를 수행한다. 이러한 탈취처리는 95 내지 145℃로 가열한 후 진공 용기에서 급팽창시키는 것을 포함한다. 이것은 그 형성이 리폭시게나제가 원인이 되는 좋지 않은 향을 내는 물질을 제거하고, 동시에 때로는 트립신 억제제 또한 불활성화될 수 있다. 이러한 가열은 또한 디캔팅 전에 일어날 수 있다. 이후, 생성물은 UHT 가열 시스템을 통한 멸균 충전 또는 두부 제조에 이용되기 전에 고온 또는 저온 저장된다.

기본적으로, 이러한 방법과 관련하여, 두유의 공지된 제조 방법에서는 고유 단백질의 변성이 일어나는 것과 콩의 비린 맛이 상기 언급된 탈취처리 단계에서 적합하게 감소되지 않는 것이 지적되어야 한다.

수율을 향상시키기 위해, 분쇄 공정 동안에 용액의 pH 값이 주로 중탄산나트륨을 사용하여 pH 7.0 초과로 상승되며, 이것은 단백질의 용해도를 향상시킨다. 주로 건강상의 문제로, 이후에는 저장 탱크에서 유기산을 사용하여 pH가 7.0 미만의 pH로 조절되며, 이러한 산의 첨가는 생성물의 국부적 과산성화를 초래하여 단백질을 부분적으로 침전시킨다.

이러한 배경 기술에 대해, 본 발명의 목적은 일반적인 방법에 더하여, 연속 공정을 유지하면서 콩 제품으로 추가로 가공처리하기 위해 개선된 특성을 갖는, 최적의 두유 또는 콩 또는 콩 베이스 음료를 얻는 데 있다.

본 발명은 이러한 목적을 청구항 1의 요지에 의해 달성한다.

추가의 부분적 목표가 달성되는 유리한 변형이 종속항 및 이에 따른 청구항 에서 제공된다.

청구항 1에 따르면, 본 발명은 두유 또는 콩 베이스(soy-based) 음료의 제조 방법으로서, 이러한 생성물은 하기 공정 단계에 의해 얻어진다:

a) 대두를 침지시키는 단계,

b) 대두를 분쇄시켜 슬러리를 형성시키는 단계,

c) 콩 슬러리를 원심력장에서 두유 및 비지로 분리시키는 단계,

d) 단계 a) 및 b), 및 바람직하게는 단계 c)를, 고유 단백질을 얻기에 적합한 0 내지 40℃의 온도에서 수행하는 단계, 및

e) 이후, 두유를 탈취처리하여 콩의 비린 맛을 감소시키는 단계.

청구항 2 및 3에 따르면, 단계 a) 및 b)에서, 대두는 2 내지 40℃, 특히 2 내지 20℃에서 침지되고 분쇄된다.

대두는 단계 a)에서 연속 방식으로 침지되는 것이 바람직하다.

단계 a) 및 b)에서, 대두는 탈기된 물 및/또는 빙수를 사용하여 침지되고 분쇄되는 것이 바람직하다.

또한, 대두는 60분 이하의 시간, 바람직하게는 30분 이하의 시간 동안 침지되는 것이 바람직하다.

얻어진 비지는 물 및/또는 두유와 혼합될 수 있다. 물 및/또는 두유와 혼합된 비지는 추가의 집중(intensive) 혼합으로 추가적으로 처리될 수 있다.

집중 혼합은 바람직하게는 콜로이드 밀(colloid mill) 또는 에멀젼화 장치를 사용하여 수행된다.

원심력 장에서 콩 슬러리의 두유 및 비지로의 분리는 특히 분리기 및/또는 단단한 벽의 나선형 컨베이어 원심분리기로 수행되는 것이 특히 유리하다.

바람직하게는, 두유를 제조하기 위한 탈취까지의 과정 전반에, 온도는 90℃ 이하, 특히 70℃ 이하, 바람직하게는 40℃ 이하를 유지한다.

특히 바람직하게는, 탈취는 특히 콩의 비린 맛을 감소시키면서 대기압 하에서 98℃ 내지 103℃의 온도를 유지하는 방식으로 열적 방법에 의해 수행된다.

특히 바람직하게는, 탈취는 또한 증발 과정에 의해 수행된다.

보다 바람직하게는, 탈취는 탈방향화 유닛에서 수행된다.

또 다른 바람직한 변형에 따르면, 탈취 전 가열은 생스팀(live steam), 특히 식품 가공처리에 적합한 생스팀에 의해 이루어진다.

또 다른 바람직한 변형에 따르면, 생스팀에 의한 가열 전에 열교환기에 의한 예열이 수행된다.

특히 바람직하게는, 예열은 45℃, 바람직하게는 50℃로 수행된다.

또 다른 변형에 따르면, 생스팀에 의한 두유의 가열은 180초 이하, 바람직하게는 120초 이하, 매우 특히 바람직하게는 60초 이하의 시간으로 수행된다.

특히 바람직하게는, 두유는 110 내지 140℃ 이하, 바람직하게는 110 내지 130℃ 이하, 매우 특히 바람직하게는 120 내지 125℃ 이하의 혼합물 온도로 생스팀을 이용하여 가열된다.

바람직하게는, 탈취는 또한 증발 공정에 의해 수행되며, 이 공정에서 스팀의 부피는 적어도 1.5kg 스팀/kg 생성물이다. 탈취 동안에 청구항 22에 따라 먼저 가열을 수행하고, 이후 바람직하게는 85℃로 냉각시키는 것이 바람직하다.

또한, 탈취 동안에 증발기 시스템에서 45℃로, 바람직하게는 40℃로 팽창이 수행되는 것이 유리하다.

또 다른 변형에 따르면, 팽창은 강하 경막(falling-film) 증발기에서 수행된다.

또 다른 변형에 따르면, 고온에서 저온으로의 팽창 동안에, 스프링클러형 공급 헤드를 통해 분무(nebulization)가 일어나며, 여기서 탈기되어야 하는 생성물이 바람직하게는 접촉면과 접촉하게 되지 않거나, 실질적으로 접촉하게 되지 않는다.

또한, 두유는 UHT(ultra high temperature) 가열로 처리되는 것이 바람직한데, 이때 두유가 비방부적(non-aseptic) 범위에서 균질화된다.

바람직하게는, 200bar 이상의 압력에서의 UHT(ultra high temperature) 가열 및 이후의 직접적인 UHT 가열시, 공동화 효과(cavitation effect)가 나타나, 지방구(fat globule)의 파분쇄(comminution)를 유도한다.

단일 단계 또는 2 단계 균질화를 수행하는 것을 고려할 수 있다.

또한, 얻어진 두유가 콩 단백질의 변성 온도보다 낮은 생성물 온도에서 분무탑에 의해 건조되는 것이 유리하다.

바람직하게는, 80℃ 미만의 생성물 온도가 분무 건조 동안에 사용된다.

냉수 침지 또는 탈취는 이미 공지되어 있음은 물론이다. 그러나, 상기 언급된 온도 범위의 냉수를 사용하여, 바람직하게는 짧은 시간 동안 침지시키고, 이후 바람직하게는 종속항의 제한 조건 하에서 두유 및 비지로 분리시키는 것의 특히 유리한 조합은 이전에 인지되지 않은 것이며, 이에 의해 콩의 비린 맛의 현저한 감소 및 두유 중 양호한 단백질 함량이 동시에 달성된다. 두유는 콩 베이스 음료를 의미한다.

바람직하게는 강하 경막 증발기에서 특수한 탈방향화 방법을 사용하여, 원치 않는 냄새나는 물질 및 향미 물질이 제거된다.

또한, 선택된 공정 단계 및 온도를 사용하여, 고유 단백질이 얻어질 수 있으며, 이는 두부 및 그 밖의 단백질 함유 생성물로 추가로 가공처리하는 데 적합하다. 추가로 본 발명에 따라 제조된 두유는 콩의 비린 맛이 크게 감소되어(콩의 비린 맛은 많은 분야에서 바람직하지 않다) 유리한 것으로 간주되어야 한다.

본 발명에 따른 방법의 일 변형에 따르면, 한외여과(ultrafiltration) 또는 그 밖의 분리 방법을 사용하여 콩 단백질 농축물 및/또는 분리물 및 그 밖의 단백질 생성물을 제조하기 위한 가능한 최적화된 기술을 제공하는 것이 가능하다.

또한, 본 방법을 사용하여 높은 비율의 비변성 단백질을 갖는 콩 분말을 얻을 수 있다. 이러한 경우에, 예를 들어, 180 내지 200℃ 건조 온도의 온도 범위에서의 분무 건조시, 70 내지 80℃의 생성물 온도가 도달되고, 이 온도에서 존재하는 고유 단백질은 변성되지 않는다. 이러한 방식으로, 특수한 기능적 특성을 갖는 저온 가열 콩 분말 또는 중간 온도 가열 콩 분말을 얻을 수 있다. 생성물 가열에 의존하여, 40 내지 60%의 약한(저온 가열) 또는 중간(중간 온도 가열)의 단백질 변성이 있다.

두유의 저장 유효기간을 연장시키기 위해, 직접적인 UHT 가열 공정으로 열처리될 수 있다. 바람직하게는, 이것은 직접적인 UHT 가열 유닛을 사용하며, 여기서 방부적 범위에서 균질화가 일어나 지방구의 파분쇄를 초래한다.

이러한 플랜트 설계는 사람 소비용 밀크의 멸균화를 위한 낙농 산업에 채택되었다. 이러한 가공처리 단계를 사용하는 경우, 멸균화 이외에, 밀크 지방의 크림화가 상당히 시간 지연된다. 이러한 파분쇄시, 밀크 지방구는 크기가 약 20㎛의 평균 직경에서 약 1 내지 3㎛의 평균 직경으로 감소한다. 추가의 파분쇄는 수행되지 않는 데, 이와 같지 않을 경우 오일이 지방으로부터 분리되어 사람 소비용 우유에 오일 함유층을 생성시킬 것이기 때문이다. 이 방법은 200bar 이하의 압력을 사용하면서, 이러한 낙업 산업에서 수행되는 2 단계 균질화를 사용하는 데, 먼저 약 200bar에서 수행된 후, 그리고 이후 상기 언급된 기본 압력의 1/3 내지 1/4에서 균질화가 수행된다.

이러한 2 단계 균질화는, 예를 들어, 200bar에서의 단일 단계 균질화를 사용하는 경우, 이러한 방식으로 처리되어 패키징된 사람 소비용 밀크에는 밀크 지방구로부터의 응집물이 형성되기 때문에 유리하다. 이러한 응집물은 400㎛ 이하의 크기 범위를 가질 수 있다. 이러한 크기 범위에서는, 밀크 중 지방의 크림화가 상당하고, 지방층이 사람 소비용 밀크에 형성된다. 약 70bar의 균질화 단계가 수행되는 낙농 산업에서의 2 단계 균질화에서, 이러한 응집물은 파쇄됨으로써 크림화가 감소되게 된다. 생생물로부터 오일의 분리는 발생하지 않는다.

멸균된 두유의 경우, 저장 동안에 크림화 경향이 있다는 점에서 지방구에 의 한 문제점이 여전히 존재한다. 이는, 저장 시간에 따라 바람직하지 않은 지방 응집물(지방-단백질 응집물)이 패키징된 멸균된 두유의 표면에 나타난다는 점으로부터 알 수 있다.

이러한 방법에서, 스팀은 직접 가열 동안에 생성물에 분사된다는 것을 유의해야 한다. 이는 약 70bar의 균질화에 상응하는 공동화 효과를 나타나게 한다. 낙농 산업에서 직접 UHT 가열 방법은 먼저 스팀 분사와, 이후 상기 언급된 압력에서의 2단계 균질화에 의한 팽창을 포함한다. 밀크의 직접적인 UHT 처리 동안에, 균질화가 가열 전에 일어난 경우, 그 결과로 지방구의 박막화(thinning)가 있을 수 있으며, 이는 오일의 분리를 유발한다. 사람 소비용 우유의 경우에, UHT 처리 후의 균질화는 멸균적 범위내에서 이루어져야 함에 유의해야 한다. 이는 방부 설계의 균질화기가 요구되며, 이의 멸균 작업이 항상 보장되어야 함을 의미한다.

두유의 처리시, 2 단계 균질화로의 직접적인 UHT 가열 전의 지방구의 파분쇄가 유리하다는 것이 본 발명자들의 실험으로 나타났다. 이 결과, 이미 크기 감소된 지방구는 직접적인 UHT 가열시 공동화 효과에 의해 추가로 파분쇄되나, 사람 소비용 우유와는 대조적으로 오일 분리 효과가 전혀 발생하지 않았고, 상기 언급된 지방 응집물이 관찰되지 않았다.

본 발명의 추가의 이점은 멸균 설계의 균질화기가 요구되지 않아서, 비용 이점을 제공할 뿐만 아니라 자본 지출에 있어서도 유리하다는 점이다.

본 발명자들의 실험에서는, 어떠한 오일 분리 효과도 나타나지 않았다.

두유 또는 콩 베이스는 두부, 단백질 농축물, 단백질 분리물 및 유사 생성물 의 제조에, 뿐만 아니라 저온 가열 및 중간 온도 가열 콩 분말의 제조에 사용하기에 매우 적합하다.

개선된 단백질 수율을 갖는 두유 제조 방법은 청구항 1 및 이의 종속항에 기재된 전술된 단계 중 일부 또는 전부를 포함하며, 여기서 사용된 온도는 콩 단백질의 변성 온도보다 낮다. 기능적 특성으로 인해 두부, 단백질 농축물, 단백질 분리물, 및 콩 분말과 같은 유사한 생성물로의 추가 가공처리를 위한 가치있는, 고유 단백질이 얻어질 수 있다. 형성된 콩 매쉬가 단지 맛 때문만은 아닌 이유로 콩 단백질의 변성 온도 미만의 온도로 처리되는, 여러 가공처리 단계를 조합함으로써, 개선된 수율과 동시에 개선된 색상이 얻어질 수 있다.

또한, 생스팀을 사용하는 탈취를 위한 농축 시스템의 사용은 최종 생성물의 맛을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 첨부되는 도면을 참조하는 본 출원의 실시예에 기초하여 하기에서 기술된다.

도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 방법의 세분화된 플로우 챠트를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 또 다른 방법의 플로우 챠트이다.

도 3, 4는 도 2의 타입의 방법에서 사용하기 위한 압출기 단면의 개략도이다.

도 5는 도 2의 방법과 관련된 표이다.

도 1a 및 1b의 페이지 배치에서, 공정 단계는 A, B 및 C로 표시된다. 각각의 공정 단계를 번호로 매겨 이러한 공정 플로우시트가 보다 쉽게 이해되도록 하였다.

운반시, 대두(01)를 기계식 유닛에서 세척하여, 바람직하지 않은 부착 입자, 예컨대 흙 덩어리, 및 돌 또는 그 밖의 외래 물질을 제거한다(02). 대두를 냉수로 연속 공정으로 침지시켜(03) 분쇄 공정을 최적화시킨다. 이러한 침지 공정 후, 대두를 세척한다(04). 침지 및 세척은 대두로부터 바람직하지 않은 향기 물질을 미리 제거하여 리폭시게나제(콩의 비린 맛)의 활성화를 감소시킨다. 세척수는 버린다.

이러한 세척 및 침지 후, 대두를 냉수, 바람직하게는 탈염수를 사용하여(05) 2개의 분쇄 단계로 처리한다. 동시에, 이러한 대두와 물의 혼합물의 pH 값을 단백질 수율을 향상시키도록 7.0 초과로 조절한다. 동시에, 이미 처리된 두유를 바람직하게는 물/대두 혼합물에 첨가하여 분쇄에 적합한 액체/대두 혼합물을 제공한다(05).

대략 15℃의 온도를 갖는 이러한 물/두유/대두 혼합물을 다공 디스크 밀(perforated-disk mill)(06) 및 콜로이드 밀(colloid mill)(07)을 사용하여 분쇄하고, 이 온도에서 디캔팅한다(08). 두개의 성분, 즉, 두유 I(B) 및 비지 I(대두 잔류물; C)이 수득된다.

이러한 비지 I의 추가의 처리는 후에 기술될 것이다.

디캔터(08)로부터 수득된 두유 I를 에너지 상의 이유로 45℃로 예열하고(09), 생스팀으로 125℃에서 2분 동안 가열하고(10), 이 온도를 2분 동안 유지하였다(11).

이러한 가열은 그 활성이 안 좋게 인지되는 콩의 비린 맛의 원인이 되는 리폭시게나제를 불활성화시키기 위해 수행된다. 이후, 생성물은 증발 시스템과 유사하게 작동하나, 바람직하지 않은 냄새 물질 및 향기 물질을 두유로부터 제거한다는 점이 다른 특수한 탈방향화 유닛(12)에 도입된다. 이러한 진공 처리는 50℃ 이하의 온도에서 수행된다. 이후, 생성물은 빙수를 사용하여 4℃로 냉각되고(13), 탱크에 저장된다(14). 이러한 저장 탱크에서, 단백질 함량이 최종 생성물의 바람직한 최종 단백질 함량으로 조절되고, pH가 관능상의 이유로 보정된다. 바닐라 또는 코코아에 대한 가향이 또한 생성물 가열 및 충전 전에 상기 저장 탱크에서 수행될 수 있다.

제 1 디캔터(08)로부터 수득된 비지는 단백질 수율을 향상시키기 위해 다음과 같이 사용된다.

비지는 물과 혼합되고(15), 필요에 따라 다시 바람직한 pH 값으로 조절되고 45℃로 가열된(16) 후, 또 다른 가공처리 단계, 예를 들어, 추가의 분쇄 단계(17)로 균질하게 혼합된다. 또한, 분쇄 전에 가열이 수행될 수 있다. 이와 같이, 단계(06 및 07)에서 이미 분쇄된 대두의 세포 조직으로부터 고유 단백질을 추가로 추출한다. 이후, 상기 생성물은 생스팀(18)으로, 본 실시예에서는 125℃로 가열되어 2분의 보유 시간으로 리폭시게나제를 충분히 불활성화시킨다(19). 이러한 가열은 추가로 이러한 공정 동안 미생물의 증식을 억제하려는 목적을 갖는다.

가열된 생성물은 대략 40 내지 95℃의 온도로 냉각되고(20), 임의로, 이 온도는 제 2 디캔팅 단계(22)에서 두유 2 및 비지 I로 분리시키기 위해, 냉수 또는 온수로 작동하는 초기 온도에 따라 임의로 열교환기(21)를 통해 추가로 조절된다.

상기 비지는 냉각되고(23) 추가의 가공처리/사용을 위해 전달될 수 있다. 두유 2는 냉각되고(24), 주로, 세척되고 침지된 대두(05)의 분쇄 동안에 부분적인 스팀으로서 사용된다.

그러나, 상기 두유 2는 또한 제 1 디캔팅 단계(15)로부터 비지에 직접 첨가될 수 있다. 이미 알려져 있는 이유와 같이, 이는 단백질 수율을 증가시킨다.

또한, 대두의 가공처리에 있어서, 두부 및 그 밖의 생성물, 예를 들어, 콩 단백질 농축물 및 유사 생성물을 제조하기 위해 고유 단백질을 얻는 것이 주목된다. 이러한 경우에, 변성된 단백질과 대조적으로 고유 단백질 형태로 존재하는 콩 단백질의 가치있는 기능적 특성을 이용하는 것이 바람직하다. 고유 단백질을 얻기 위해, 단백질의 변성 온도보다 높은 온도의 가열은 배제되어야 한다. 이는 단일 단계 디캔팅의 공정으로 달성되나, 이와 같이 함으로써 단백질 수율은 60% 정도만 달성될 수 있다.

제 2 디캔팅이 열 처리 없이 수행되는 경우, 단백질 측면에 대해 추가 15%의 수율 증가가 실현가능하다. 이는 온도 증가 없이 15, 16, 17, 18, 19, 20 및 21을 거치는 (08)의 공정 경로를 이용하거나, 공정 단계 17, 18, 19, 20 및 21이 생략된다.

그럼에도 불구하고 미생물학적인 이유로, 이러한 순회과정 05, 06, 07, 08, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 및 24에서는, 미생물의 증식 및 리폭시게나제 활성증가가 있을 수 있기 때문에, 공정 단계, 16, 17, 18, 19 및 20을 사용하는 것은 중요할 수 있다. 이러한 문제는 구성요소 16, 18, 19 및 20에 의해 콩 단백질의 변성 온도보다 낮은 온도 내지 100℃로 가열하는 것으로 간단히 해결될 수 있다.

이러한 경우, 의도되는 용도에 따라 생성물 온도를 적합하게 조절하기 위해 열교환기(21)를 사용하는 것이 적절하다. 예를 들어, 디캔팅은 10 내지 30℃에서 수행된다. 또한, 열교환기(21)를 사용함으로써 디캔팅이 10 내지 30℃의 온도 범위와 70 내지 95℃의 범위에서 수행되는 것이 가능하다.

리폭시게나제의 문제는 예를 들어, 두부, 및 유장이 형성될 수 있는 그 밖의 생성물을 제조하기 위한 두유의 제조시 부차적인 것으로 간주되어야 한다. 콩 단백질의 침전 동안, 리폭시게나제 변형 동안에 발생하는 바람직하지 않은 냄새 물질 및 향기 물질은 유장에 전달되고, 최종 생성물로부터는 대체로 존재하지 않는다.

미생물학적인 이유로, 이러한 생성물 군을 위해, 바람직하게는 간단한 가열, 특히 71 내지 80℃의 온도에서, 바람직하게는 45 내지 12초 동안 수행되며, 이는 콩 단백질의 변성을 거의 배제한다.

본 발명에 따른 공정에서는, 두부 및 그 밖의 생성물을 위한 두유의 제조를 위해 열처리도, 그리고 pH 보정도 없다. 이는 하기 공정 순서로부터 알 수 있다:

- 저온 침지(빙수, 가능한 탈염수)

- 저온 분쇄,

- 저온 디캔팅.

상기에서, 온도는 바람직하게는 70℃ 미만, 특히 40℃ 미만(공정 도표에서 "1"로 표지됨)에서 유지될 수 있다.

선행 기술에 따르면, 대두는 대두 대 물의 비가 1:2.2 또는 1:2.5로 물을 흡수할 때까지 15 내지 25℃에서 침지된다. 이러한 침지 공정은 8 내지 24시간을 필요로 하는 비연속 작업 형태를 포함한다.

연속 작업 형태를 위해서는, 훨씬 짧은 침지 시간이 요구되거나, 침지 공정이 생략될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 공지된 방법과 달리 연속 공정으로 설계될 수 있는, 30분 이하의 침지 시간을 포함한다. 침지 결과로서, 탄수화물의 세척수로의 전달에 의해 초래되는 건조 물질의 감소는 공지되어 있다. 이러한 공정은 두유의 맛을 약간 향상되게 하기 때문에 바람직하다.

또한, 단백질 수용성이 향상되는 데, 이는 단백질의 기능적 특성에 대한 가치있는 전제조건이다.

추가로, 공정 조작 파라미터의 관점에서 볼때, 저온 분쇄 동안 대두에 의해 물이 흡수되는 것이 중요한 데, 왜냐하면, 이것이 다공 디스크 밀 및 콜로이드 밀을 사용하는 분쇄 공정을 허용하거나 용이하게 하기 때문이다.

시험에서는, 대두가 약간의 물을 흡수하여도 유리한 효과를 갖는 것으로 나타났다. 이러한 물 흡수는 하기 시험으로부터 알 수 있다.

물로 습윤된 콩

25℃ 수조에서의 체류 시간 대두의 중량(kg)

0분 100

10분 128

20분 138

30분 142

60분 156

7시간 186

24시간 233

8℃ 수조에서의 체류 시간 대두의 중량(kg)

0분 100

10분 123

20분 127

30분 130

60분 143

7시간 187

24시간 221

5 내지 40분, 바람직하게는 10 내지 30분의 시간의 물 흡수 결과는 다공 디스크 밀 및 콜로이드 밀에서 문제없이 분쇄되도록 하기에 충분하다.

침지 없이는, 밀은 지나치게 부하(loading)되고, 또한 밀의 클로깅(clogging)이 발생할 수 있다.

또한, 상기 방법에서, 침지수의 온도는 2 내지 5℃로 감소하였다. 이 결과, 리폭시게나제의 활성이 크게 배제되었다. 이후 공정 단계에서, 본 발명자들은 또한 명시된 범위로 온도를 낮추어서, 고유 단백질과 함께 콩의 비린 맛이 실질적으로 나지 않는 생성물을 얻었다. 달성된 물의 흡수는 충분한 것으로 간주되어야 한다.

본 발명에 따른 방법은 선택적 가공처리 단계로 추가로 최적화될 수 있다.

상술된 본 발명에 따른 방법에서는, 저온 상태에서의 단일 디캔팅으로 인해, 단백질 수율의 최적화가 제공되지 않는다. 이에 따라, 물이 제 1 디캔터(08) 이후에 얻어진 비지에 첨가되고, 수율을 향상시키기 위해 기지의 pH 값을 7.0초과로 조절하였으나, 이러한 pH 조절이 또한 생략될 수 있다. 2 내지 30℃의 온도에서 한 실험에서, 형성된 생성물을 디캔터-단단한 벽의 나선형 컨베이어 원심분리기를 사용하여 디캔팅하였다. 또 다른 시험에서는, 이러한 재희석된 비지를 또 다른 가열 단계로 가열하고, 고온에서 제 2 후속 디캔터(22)(도면 참조)에 공급하였다.

이들 시험에서, 콩 매쉬(매쉬)를 상이한 가공처리 단계에서의 단백질 수율에 대해 조사하였다.

출발 물질로서, 본 발명자들은 대두의 단백질 함량이 39.9%인 콩 매쉬를 사용하였다. 이를 a) 약 20℃의 온도에서, 및 b) 약 90℃의 온도에서 분쇄하였다.

상기 콩 매쉬를 "저온"(25 내지 30℃)에서와, 약 90℃의 "고온"에서 디캔팅하였다. 시험 IV, V, VI, VII 및 VIII에서 형성된 비지를 물 또는 물 + 두유와 혼합하고, 다시 한번 제 2 단계에서 "고온" 또는 "저온" 디캔팅하였다.

제 1 디캔터로부터의 두유를 사용한 이유는, 이것이 큰 수율 저하 없이 공정 조작 배경에 민감한 지를 나타내기 위한 것이었다.

시험 배열은 하기와 같다:

시험 I: 저온 분쇄 - 저온 디캔팅

시험 II: 저온 분쇄 - 고온 디캔팅

시험 III: 고온 분쇄 - 고온 디캔팅

시험 IV: 시험 I로부터의 비지

시험 IVa : 물만으로의 비지 희석 및 저온 디캔팅

시험 IVb : 두유 I 및 물로의 비지 희석 및 저온 디캔팅

시험 V : 시험 II로부터의 비지

시험 Va : 물만으로의 비지 희석 및 고온 디캔팅

시험 Vb : 두유 II 및 물로의 비지 희석 및 고온 디캔팅

시험 VI : 시험 III로부터의 비지

시험 VIa : 물만으로의 비지 희석 및 고온 디캔팅

시험 VIb : 두유 III 및 물로의 비지 희석 및 고온 디캔팅

상기 시험에 대한 평가에서 한편으로는 두유에서 측정된 단백질 함량과, 다른 한편으로는 수득된 비지에서의 단백질 함량에 대해 계산된, 하기 수율을 보여주었다. "비지"에 대해 측정된 수율은 에러 처리됨을 유의해야 한다. 디캔터로부터 출구에서 형성된 비지의 양을 측정하는 것은 매우 어렵기 때문에 "두유" 계산에 의한 시험이 적절한 것이다. 그러나, 완결성을 위해, "비지"에 대한 결과도 기재한다.

	계산된 수율		색상
	비지	두유
시험 I: 저온 분쇄 - 저온 디캔팅	56.73	68.40	6.50
시험 II: 저온 분쇄 - 고온 디캔팅	72.25	72.21	5.00
시험 III: 고온 분쇄 - 고온 디캔팅	61.06	68.55	7.00
시험 IV, 시험 I로부터의 비지
IVa: 물만으로 희석	75.46	87.31	9.00
IVb: 두유 I + 물로 희석	70.40	67.79	8.50
시험 V, 시험 II로부터의 비지
Va: 물만으로 희석	84.91	82.31	6.50
Vb: 두유 I + 물로 희석	82.79	76.70	6.00
시험 VI, 시험 III으로부터의 비지
VIa:물만으로 희석	75.22	82.92	8.50
VIb: 두유 I + 물로 희석	71.42	78.82	8.00

추가적 수율 향상을 위해, 물과 혼합된 비지를 콜로이드 밀에 분산시켜 파괴된 세포로부터의 단백질을 추가로 세척하였다.

시험 셋업은 하기와 같았다:

시험 VII: 저온 분쇄 - 저온 디캔팅

시험 I로부터의 비지를 물로 희석

분산 - 디캔팅, 제 2 단계 "저온"

시험 VIII: 고온 분쇄 - 고온 디캔팅

시험 III으로부터의 비지를 물로 희석

분산 - 디캔팅, "고온"

달성된 결과가 하기 표에 기재된다.

	계산된 수율		색상
	비지	두유
시험 VII: 저온 분쇄 - 저온 디캔팅 시험 I로부터의 비지를 물로 희석 분산 - 디캔팅	81.58	90.45	9.00
시험 VIII: 고온 분쇄 - 고온 디캔팅 시험 III으로부터의 비지를 물로 희석 분산 - 디캔팅	72.05	86.01	8.00

상기 시험은 다음과 같은 결과를 보여주었다:

- 콩 매쉬의 단일 단계 디캔팅에서, 62 내지 72%의 단백질 수율이 달성되었다. 이러한 경우에, 제공된 콩 매쉬(저온 및 고온 분쇄됨)는 저온 및 고온 디캔팅되었다.

- 비지를 물과 대두로 희석시킨 경우, 단백질 수율은 69 내지 80%였고,

- 비지를 물만으로 희석시킨 경우, 단백질 수율은 79 내지 84%였다.

수득된 두유의 색상도 고려한 최상의 결과는 시험 VII, IVa, VIa 및 VIII에서 달성되었다. 이는, 대두의 저온 분쇄의 경우, 비지를 물로 재희석하면서 2회의 디캔팅, 즉, 콜로이드 밀에서 재희석된 비지를 추가로 처리하면서 제 2 단계에서 저온 또는 고온 디캔팅을 포함한다.

수득된 두유의 색상 평가와 관련하여, 평가는 "칼스류 시험안"("Karlsruhe Test Scheme"(상응하는 구배로, 등급 9: 최상의 색상, 등급 1: 최악의 색상)에 따라 수행된 것임을 유의한다.

또한, 상기 공정은 가열이 한편으로는 단백질 수율에 대해, 그리고 다른 한편으로는 트립신 억제제의 불활성화에 대해 수행되도록 설계될 수 있다. 이러한 가열 단계를 사용하여, 단백질 수율 최적화가 달성되며, 이러한 고유 단백질/변성 단백질의 조합된 가공처리 단계는 서로 고찰되어야 한다. 제 2 가열은 판형식 및 관형식 열교환기에서 수행될 수 있다. 그러나, 직접적인 스팀 분사에 의한 가열이 리폭시게나제의 효과적인 불활성화를 유도하므로, 이것이 유리하다.

가열 조작상의 이유로, 상기 스팀 분사는 또한 열교환기로 50℃로 예열시키는 것을 포함할 수 있다.

생스팀으로 바람직하게는 140℃로 가열시키는 것은 현존 방법으로 수행된다. 이러한 방식으로 가열된 밀크는 단순 설계의 진공 용기에 공급되어, 진공을 이용하여 90℃로 즉시 냉각된다. 이러한 진공 처리는 바람직한 부분적 탈방향화를 포함한다.

본 발명에 따른 방법에서, 디캔터 A 또는 B로부터 수득된 두유는 바람직하게는 판형식 열교환기에서 예열되고, 생스팀으로, 예를 들어 125℃ 또는 140℃로 가열되고, 리폭시게나제의 불활성화를 위해, Fo 값 = 30 이하의 F 값 계산치와 유사한 시간/온도 상관 관계가 있어야 한다. Fo 값은 미생물 치사를 위한 가열에 대한 지수이다. 10인 Fo 값은 생성물에 존재하는 모든 세균이 멸균된 것으로 가정될 수 있다.

이러한 가열은 그 표면의 외부 냉각과 함께 관형 시스템에서의 직접 스팀 분사로 노즐 시스템에서 이루어질 수 있다.

이후, 매우 온화한 탈방향화가 강하 경막 증발기(큰 표면을 달성하기 위한 시스템)에서 90℃ 내지 40℃로 냉각되면서 수행되고, 이에 따라 훨씬 큰 표면의 강하 경막 증발기의 수명을 연장한다. 예를 들어, 탈방향화가 진행되는 액체가 가열관으로 공급되어, 내측벽 상의 박막으로서 흘러 내려 온다.

가열관의 외부적 가열의 결과로서, 액체 막은 비등하기 시작하고, 부분적으로 증발하여 연속적으로 느린 증발 공정이 되게 한다. 바람직하지 않는 냄새 물질 및 향기 물질이 제거된다. 즉, 바람직하지 않은 콩의 비린 맛이 최종 생성물에서 거의 또는 전혀 감지되지 않을 정도가 되어, 지금까지 공지된 방법과 비교하여 맛에 관하여 질적 이점을 유도한다. 그러나, 다른 탈방향화 플랜트 또한 사용될 수 있다.

지금까지 기술된 공지된 방법에서, 직접적인 UHT 가열 유닛이 멸균적 범위에서의 균질화와 함께 사용되었다. 두유 중 유화제의 비율이 예를 들어, 사람 소비용 우유에서보다 상당히 높기 때문에, 방부적 범위에서의 균질화가 생략될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에서, 균질화는 실질적인 UHT 가열 전에 비멸균적 범위에서 일어난다. 이는 균질화 유닛이 멸균 설계를 갖지 않기 때문에 플랜트 비용 면에서 이점을 제공한다.

청구항 32 또는 청구항 33 및 이의 종속항에 따라 그 자체로 독립적인 발명의 방법이 또한 특히 유리하다.

본 발명에 따른 제 1 방법은 상기에서 기술되었다. 이 방법에서 중요한 특징은 탈취이다. 대두의 파분쇄 동안, 리폭시게나제가 활성화되며, 이의 불활성화 온도는 80℃ 초과이다. 효소 활성에 의해 야기되는 변형은 고온에서 증가하며, 이는 콩의 비린 맛을 유도함을 유의해야 한다. 부정적으로 감지되는 이러한 맛은 부분적으로는 휘발성 성분으로 이루어지며, 이는 탈취에 의해 두유로부터 대부분 제거될 수 있다.

독립적인 것으로 간주되어야 하는 추가의 발명의 본 발명에 따른 목적은 또한 이러한 콩의 비린 맛의 발생을 적어도 대부분 억제하는 것이다.

본 발명은 청구항 32 및 청구항 33의 요지에 의해 상기 목적을 달성한다.

본 발명의 유리한 변형은 종속항 33 다음의 항들에 의해 제시된다.

청구항 33은 대두의 분쇄가 미리 압출기에서 이루어지도록 하여, 대두를 압출기 기술에 의해 분쇄하여 고유 단백질을 수득하고 맛을 향상시키는, 두유의 제조 방법에 관한 것이다.

추가로, 청구항 34는 침지되지 않는 대두를 압출기 기술에 의해 직접적으로 분쇄하는, 두유의 제조 방법에 관한 것이다.

바람직하게는, 압출기 기술에 의해 분쇄된 대두는 물과 혼합되어 슬러리를 형성할 것이다.

또한, 압출기 기술에 의해 분쇄된 대두는 물과 혼합된 후, 이러한 혼합물은 두유와 비지로 분리될 경우, 보다 바람직할 수 있다.

특히 바람직하게는, 단백질의 변성이 단지 약간만 일어나는 방식으로 압출기 가공처리가 수행되는 것이다.

압출기 기술을 사용하여, 콩의 비린 맛이 감소될 수 있다.

압출기에서의 온도 설정은 리폭시게나제가 90% 이상 불활성화되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 바람직하게는, 100℃ 내지 150℃의 압출기내 온도로, 특히 운반 요소가 사용되어, 압출기에서 보다 오랜 체류 시간 동안 반송-운반 효과(return-conveying effect)를 가능하게 한다.

바람직하게는, 대두의 파분쇄는 90℃ 초과에서 압출기에서의 압출에 의해 발생한다.

바람직하게는, 높은 비율의 비변성 단백질을 수득하기 위해, 압출기에서의 가공처리는 90 내지 140℃에서 수행된다.

반송-운반 스크류 요소에 의해, 최대 가능한 리폭시게나제 불활성화가 일어나면서, 높은 비율의 고유 단백질을 유지하는 것이 바람직하다.

단백질의 추출은 바람직하게는, 침지, 혼합, 균질화의 가공처리 단계에 의해 이루어진다.

균질화에 의한 파분쇄는 단일 단계 및 2 단계일 수 있다.

또한, 압출된 생성물의 파분쇄가 공동화에 의해 일어나는 것도 고려해 볼 수 있다.

단백질 측면에 대한 수율을 향상시키기 위해, pH를 pH 9 근처로 상승시키는 것이 바람직하다.

특히, 방부적 이유로, 6.5의 pH 값으로의 중화가 이루어진다.

또한, 파분쇄 전에, 비파분쇄된 상태에서의 대두의 불활성화가 스팀 헐링(hulling) 공정에 의해 수행되는 것을 고려할 수 있다.

압출기 기술을 사용함으로써, 낮은 열적 부하로 인해 콩의 비린 맛 없이 고유 단백질을 수득할 수 있는 가능성을 부여하는 대두의 파분쇄가 달성된다.

압출기 가공처리를 사용함으로써, 주로 고유 단백질의 제조시, 맛과 색상이 향상된다.

압출기 기술에 의해, 높은 고유 단백질의 함량을 얻으면서 분말 물질을 제조하는 간단한 방식으로, 리폭시게나제의 불활성화가 충분하게 달성된다.

압출기 기술을 사용함으로써, 파분쇄가 배열됨에 따라 바람직하게는 수초 동안의 매우 간단한 가열로 생성물이 이루어지고, 이에 의해, 본 발명에 따른 공정 단계로 추가로 가공처리하여, 대부분의 고유 단백질이 또한 높은 수율로, 그리고 콩의 비린 맛이 감소되어 달성될 수 있다.

두유 맛의 향상에 대한 추가의 시험에서는, 리폭시게나제의 불활성화가 대두의 가공처리 동안에 이미 달성될 수 있음을 보여주었다.

이 경우에, 물 함량의 거의 10%인 대두는 압출기 헤드에서의 후가열을 사용하여 트윈-스크류 압출기에서 수초 범위내로 140 내지 150℃에서 압출되었다. 본 발명자들의 시험에서, 압출기에서 생성물을 약 130℃의 온도로 가열하고, 압출기로부터 방출시키기 전에 150℃의 온도로 설정하였다. 압출기로부터 얻어진 생성물은 거친 파분쇄 후에, 약간의 분말 내지 분말-입자 구조로 가졌다.

입도는 이러한 경우에 37 내지 45㎛ 범위에서 상대 도수(relative frequency) 23%로 10 내지 100㎛ 였다. 그러나, 분포 곡선은 100㎛ 이하의 보다 높은 범위에서 응집물일 수 있음을 암시한다.

압출기에서의 공정에 따라 벌크 밀도는 500 내지 740g/ℓ였다. 벌크 밀도에서 나타난 차이는 공정에 첨가된 상이한 양에 의한 것이며, 동시에 이러한 중간체의 입자성(graininess)을 조절하는 것이 가능하였다. 이러한 생성물은 추가로 분쇄되고/되거나 물이 첨가될 수 있고, 예를 들어, 콜로이드 밀에서 추가로 처리될 수 있다.

이러한 생성물의 추가의 가공처리에서는, 추가의 분쇄 없이는 단백질 수율이 불만족스러웠다는 것을 보여주었다. 110℃에서 가압 하에 1L 물에 대해 100g의 비율로 거칠게 파분쇄된 생성물에 고온수를 첨가하고, 이를 즉시 냉각시켰다.

관능 시험에서는, 고온수/스팀 처리 직후에 냉각된 샘플이 콩의 비린 맛을 내지 않는 것으로 나타났다. 콩의 비린 맛은 이들 샘플이 서서히 냉각되었을 때 분명하게 감지될 수 있었다. 이는, 압출기에서의 열적 처리시, 체류 시간이 1초인150℃에서의 Fo 값은 이미 16이었지만, 효소 리폭시게나제는 여전히 충분하게 불활성화되지 않았음을 보여준다.

추가의 처리는 개략적으로 기재된 저온 분쇄 방법을 수행하면서 때때로 탈취 처리가 생략되는데, 압출기 가공처리로 달성된 콩 매쉬(리폭시게나제 문제)는 어떠한 감지되는 콩의 비린 맛이 거의 없었다.

디캔팅 후, "저온 처리"를 사용하여 저온 열적 로딩(Q10 값)로 인해 단백질 변성이 진행된 두유가 얻어졌으며, 이는 이러한 단기 온도 작용과는 관련되지 않은 것으로 간주된다. 이러한 생성물은 해당되는 밝은 색 및 우수한 단백질 수율을 갖는 최종 생성물의 우수한 강도를 제공함에 따라 두부 제조에 특히 적합함을 입증하였다.

그러므로, 추가의 발명의 출발점은 압출기의 사용에 있다. 동시에, 대두를 파분쇄하는 것과 리폭시게나제가 대부분 불활성화되도록 하는 방식으로 대두를 가열하는 것을 설계하는 것이 가능하다.

추가의 압출기 시험을 위해, 본 발명자들은 스크류 직경이 43mm이고, 스크류 길이가 1500mm이고, 15 내지 300rev/min의 가변 속도를 갖는 18kW 드라이브 모터를 구비한 명칭 ZE 40AX37, 5DHT인 베르스토르프(Berstorff)사로부터의 동회전 트윈-스크류 압출기를 사용하였다. 스크류의 구조는 운반 반죽부를 갖는 전단 작용의 측면에서 선택되었다.

압출기의 온도가 중요한 것으로 밝혀졌다.

압출기내 15 내지 50℃의 온도 범위에서의 시험에서는, 형성된 두유가 분명히 콩의 비린 맛을 갖는 것으로 나타났다.

압출기내 100℃, 120℃ 및 140℃에서의 시험은, 시험자가 각 경우에 생성된 두유에서 콩의 비린 맛이 상당히 감소한 것을 발견하였음을 보여주었다. 압출기내 약 120℃의 온도가 특히 주목받았다.

상기 시험에서, 대략 120℃의 온도에서 압출기내 역압 반죽부를 사용함으로써, 생성된 두유는 더 이상 콩의 비린 맛을 내지 않은 것으로 나타난 것으로 밝혀졌다. 그러나, 대략 동일 온도에서, 역압 반죽부가 생략된 경우, 생성된 두유의 콩의 비린 맛이 관능적으로 결정되었다. 그러므로, 압출기내 특정 체류 시간은 리폭시게나제의 불활성화, 즉, 콩의 비린 맛의 제거에 필요한 것이다(시간/온도 상관관계). 이러한 문제는 약 140℃의 온도에서는 관찰되지 않았다.

보다 고온, 즉, 140℃ 초과에서의 시험은 형성된 두유에 대해 수율 감소가나타났다. 순수하게 육안 조사에 기초하면, 압출된 생성물은 갈색을 띤 색상이었다. 그러므로, 상당한 단백질 변성이 일어났으며, 손상된 세포로부터의 단백질 추출은 부분적으로만 가능한 것으로 결론지을 수 있다. 이는 또한 형성된 두유로부터 명백하였다. 전형적인 백색을 지니지 않았다. 이러한 두유는 황색을 띄거나 갈색을 띄었고 다소 투명하였다. 순수하게 이러한 육안 조사에 기초하면, 압출된 생성물로부터 단백질은 경제적으로 추출되지 않았다고 결론지을 수 있다.

추가의 공정에서, 단백질 수율의 향상을 위해, 압출된 생성물을 대두 대 물의 비를 1:9로, 다른 시험에서는 1:7로 하여 수중에서 집중적인 기계적 처리를 수행하였다. 이를 위해, 5 내지 15분 동안 터빈 믹서(울트라 터랙스(Ultra Turrax))를 사용하였다. 이후, "물-압출된 대두 혼합물"을 여러 단계로 상이한 압력에서 균질화시킨 후, 원심분리기를 사용하여 비이커에 디캔팅하였다. 상청액인 두유를 단백질 함량에 대해 조사하고, 대두의 단백질 함량과 비교하여 단백질 수율을 측정하였다. 맛에 대한 관능 시험을 칼스류 시험안(최상의 평점 = 9, 최악의 평점 = 0)에 따라 수행하였다.

특히, 하기 절차를 사용하였다:

상기 결과를 평가함에 있어서, 실험실용 원심분리기를 사용하는 원심분리는 산업용 디캔터로 달성될 수 있는 분리를 일으키지 않음을 고려해야 한다.

다른 시험에서는, 실험실용 원심분리기 및 디캔터 간의 비교에서, 분리된 잔류물이 보다 높은 건조 물질을 가짐으로써 잔류물이 산업용 디캔터를 사용한 경우에 훨씬 적게 생성되는 것으로 나타났다. 이에 따라, 침강시 수용성 단백질의 비율이 더 낮아 상청액에서 보다 높은 단백질 수율을 유도한다. 경험상, 산업용 디캔터를 사용하는 분리의 경우, 본 시험에서 단백질 수율은 20 내지 30% 더 높은 것으로 언급될 수 있다. 추가로, 특히 디캔터 또는 원심분리기에 대한 공급 속도는 분리 상(phase)에 영향을 미칠 수 있으며, 이에 따라 분리되는 비율에 영향을 미칠 수 있음이 고려되어야 한다.

또한, 압출된 생성물로부터의 단백질의 추출은 바람직하게는 냉수로 수행되어야 한다. 120℃에서의 시험에 대해, 이러한 일련의 시험에서 맛은 완벽하였다. 추출이 약 40℃의 온도에서 수행된 후, 동일 온도에서 균질화된 경우, 콩의 비린 맛이 두드러졌다. 이는, 상기 온도에서, 그리고 상기 선택된 스크류 구조를 사용한 경우에는, 리폭시게나제의 잔류 활성이 여전히 존재하고, 부정적인 효과는 냉수를 사용함으로써 제거될 수 있음을 보여준다.

이러한 방법에서, 예를 들어, 120℃의 적합한 온도가 상응하는 스크류 구조를 갖는 압출기에서 유지되고, 파분쇄된 세포로부터의 단백질 추출을 위해 냉수가 사용되는 경우, 맛의 관점에서 탈취가 생략되는 것이 가능하다.

수율에서의 추가의 이점은 상기 방법에서 디캔팅/분리되어야 하는 생성물의 pH를 pH 9.0 이하로 조절함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 이것이 최종 생성물에 비누 같은 맛을 내기 때문에, 이후 6.8 내지 7.5의 pH 값으로의 중화가 권장된다.

예로서, 압출기 공정에 의한 두유의 제조는 하기와 같이 기술될 것이다:

운반된 대두(단계 100)는 직접적으로 압출기 가공처리(단계 101)가 진행된다.

이후에는 물과의 혼합이 이어지고, 교반에 의한 기계적 처리 또는 터빈 혼합기에 의한 교반 상이 이어진다(단계 102).

이후, 균질화가 대략 200bar의 압력에서 수행된다(단계 103).

이후, 고체 및 액체 상으로의 디캔팅이 디캔터 또는 분리기를 사용하여 수행된다(단계 104).

액체 상의 추가 처리 = 두유 또는 두유 베이스(soymilk basis)의 추가의 - 이미 공지된 - 공정 단계(예를 들어, 가열(105); 냉각(106); 저장 탱크에서의 중간 저장(107); 임의로, 단백질 조절을 위한 pH 조절 및/또는 물의 첨가); 임의로 UHT 가열 및 충전(단계 108).

수율의 개선에 대한 추가의 시험이 잔류물(비지 I)을 물과 1:4의 비로 용해시키고, 다시 원심분리시킴으로써 수행된다(단계 109, 110). 총 단백질 수율이 이러한 방식으로 상당히 상승될 수 있다.

따라서, 임의로, 물의 첨가, 혼합 및 pH 조절(단계 109) 후, 추가의 두유가 또 다른 디캔터(110)에서 비지로부터 분리될 수 있다.

두유 중 일부를 순환시키고, 압출기(101)로부터의 파분쇄된 대두와 혼합하거나, 이러한 두유를 추가의 단계(105 내지 108)에 직접 공급하는 것이 좋은 구상이다.

이것은 플랜트 플로우시트로부터 알 수 있다.

대규모 시험에서, 본 발명자들은 압출된 대두에 물을 첨가하였다. 총량은 400kg이었다.

이에 대해, 본 발명자들은 최대 140℃의 온도 프로파일 및 하기 데이타를 갖는 베르스토르프 사로부터의 상기 언급된 압출기를 사용하였다.

배출량: 37.5kg/h

회전 속도: 150min^-1

특정 충전도: 0.375kg*min/h

생성물 량: 150kg

압출기 스크류의 바람직한 구조가 도 3에 도시된다. 관련 온도 프로파일은 도 4에 도시된다.

대두를 압출하고, -24℃에서 초저온 냉동하고, 처리 전에 대략 5℃의 온도에서 생성물을 12시간 동안 저장한 지 하루 후에 처리하였다.

압출된 대두를 하기와 같이 처리하였다:

60kg의 대두를 340kg의 물과 12.7℃의 온도에서 혼합한다

터빈 혼합기를 구비한 탱크에서 15분간 혼합한다(슬러리 I 분석 참조)

18.7℃로 온도 상승시켜 200bar에서 균질화시킨다(슬러리 I 분석 참조)

75kg 비지 I 및 299.5kg 두유 베이스 I 또는 두유 I으로 디캔팅한다(분석 참조)

75kg의 비지 I과 210kg 물을 온도 13℃에서 혼합한다(슬러리 II 분석 참조)

200bar에서 균질화시킨다

26kg 비지 II 및 299kg 두유 베이스 II로 디캔팅한다(분석 참조)

비지 II의 온도는 25℃이다

이 시험에서, 제 1 디캔팅은 75kg의 비지 I 및 299.5kg 양의 두유 베이스를 형성하였다.

210kg의 물이 75kg의 비지 I에 첨가된 제 2 디캔팅은, 26kg의 비지 I 및 229kg 양의 두유 베이스 II를 형성하였고, 여기서 210kg의 냉각수는 비지 I의 출발 양에 첨가되었다.

제 2 디캔팅에서 성능의 연속 측정으로 6분이 지나서, 110.5kg의 두유 베이스 II 및 9.5kg의 비지 II의 성능이 나타났으며, 285kg의 초기 양에 대한 계산에 의해 비지의 비율은 22.56kg인 것으로 나타났다.

건조 물질 및 단백질에 대한 샘플 분석은 도 5에 도시된 표의 값을 제공하였다.

상기 시험에서 손실분이 비교적 높기 때문에, 본 발명자들은 단백질 수율에 대해 근접값만을 제공할 수 있다. 얻어진 양 및 단지 성능의 측정을 고려하여, 23kg 및 30kg의 값은 초기량 60kg에 대해 형성된 비지 II에 대해 측정된 것이다.

사용된 대두의 양이 60kg이고, 형성된 비지 II의 비율이 23kg인 경우, 단백질 수율은 94%였고, 형성된 비지 II의 비율이 30kg인 경우, 단백질 수율은 92%였다.

임의의 기록되지 않은 손실분을 고려하여, 10%의 안전여유율을 포함시켜야 한다. 비지 II의 비율이 33kg인, 이러한 가정에 근거하면, 단백질 수율은 91%이다.

흥미롭게도, 두유 베이스는 분명한 콩의 비린 맛을 지니지 않았다. 또한, 형성된 두유 베이스의 색상은 확실하게 백색을 띄는 것으로 기재될 수 있었다.

제 1 디캔터의 용량은 600 내지 1200l/h 임을 유의해야 한다. 실험실용 원심분리기로 측정된 약 23%의 달성된 잔류물은 수율의 향상을 위해 추가로 최적화될 수 있다.

또한, 슬러리의 파분쇄 동안에 균질화 유닛의 성능이 감소한 것을 주목해야 한다. 물의 균질화 동안, 균질화 유닛의 성능은 340ℓ/h 였으나, 슬러리 I에 대한 균질화 유닛의 성능은 200kg/h였고, 슬러리 II에 대한 것은 300kg/h였다. 균질화기가 압출된 생성물의 파분쇄를 위해 사용되었으므로, 발생한 공동화에 기인하면, 이러한 결과는 이해될 만하다.

본 발명은 실제 가공처리 전에 리폭시게나제의 불활성화가 이미 일어나게 하는 방법에 관한 것이다. 압출기를 사용하여 대두의 파분쇄 동안, 압출기내 온도는 리폭시게나제의 거의 완전한 불활성화가 일어나는 온도로 선택된다. 바람직하게는 100 내지 140℃ 온도가 압출기에 사용된다. 그러므로, 콩의 비린 맛과 관련하여 리폭시게나제의 활성으로 인한, 두유의 제조를 위한 통상적인 탈취가 더 이상 필요하지 않다. 또한, 상기와 동일한 효과는 스팀 헐러(huller)에서 과잉 압력 하에서 대두를 리폭시게나제의 불활성화를 위한 온도로 급가열함으로써 일어날 수 있다. pH 조절, 그 이후의 중성화가 수율을 향상시키는 데 적합할 수 있다.

Claims (60)

1. 두유(soymilk) 또는 콩 베이스(soy-based) 음료의 제조 방법으로서,

   상기 두유 또는 콩 베이스 음료가

   a) 대두를 침지시키는 단계,

   b) 대두를 분쇄하여 슬러리를 형성시키는 단계,

   c) 콩 슬러리를 원심력 장에서 두유 및 비지로 분리시키는 단계,

   d) 단계 a) 및 b), 및 단계 c)를 고유 단백질을 수득하기 위한 0 내지 40℃의 온도에서 수행하는 단계 및 이후,

   e) 콩의 비린 맛을 감소시키기 위해 두유를 탈취 처리하는 단계를 포함하는 가공처리 단계에 의해 수득되는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 단계 a) 및 b)에서, 대두가 2℃ 내지 40℃의 온도에서 침지되고 분쇄되는 방법.
3. 제 2항에 있어서, 단계 a) 및 b)에서, 대두가 2℃ 내지 20℃의 온도에서 침지되고 분쇄되는 방법.
4. 제 1항에 있어서, 단계 a)에서, 대두가 연속 공정으로 침지되는 방법.
5. 제 1항에 있어서, 단계 a) 및 단계 b)에서, 대두가 탈기된 물 또는 빙수를 사용하여 침지되고 분쇄되는 방법.
6. 제 1항에 있어서, 단계 a)에서, 대두가 60분 이하의 시간 동안 침지되는 방법.
7. 제 6항에 있어서, 대두가 30분 이하의 시간 동안 침지되는 방법.
8. 제 1항에 있어서, 단계 c) 후에, 수득된 비지가 물 또는 두유와 혼합되는 방법.
9. 제 8항에 있어서, 물 또는 두유와 혼합된 비지가 추가로 집중 혼합(intensive mixing) 처리되는 방법.
10. 제 9항에 있어서, 집중 혼합이 콜로이드 밀(colloid mill) 또는 에멀젼화 장치로 수행되는 방법.
11. 제 1항에 있어서, 단계 c)에서, 원심력 장에서의 콩 슬러리의 두유 및 비지로의 분리가 분리기 또는 단단한 벽의 나선형 컨베이어 원심분리기로 수행되는 방법.
12. 제 1항에 있어서, 단계 a) 내지 e)에서, 90℃ 이하의 온도가 두유를 제조하기 위한 탈취까지의 공정 전반을 통해 유지되는 방법.
13. 제 1항에 있어서, 단계 e)에서, 탈취가 열적 공정에 의해 수행되는 방법.
14. 제 1항에 있어서, 단계 e)에서, 탈취가 열적 공정에 의해 수행되고, 이때 콩의 비린 맛이 감소되고, 온도를 대기압 하에서 98℃ 내지 103℃를 유지시키는 방법.
15. 제 1항에 있어서, 단계 e)에서, 탈취가 증발 공정에 의해 수행되는 방법.
16. 제 1항에 있어서, 단계 e)에서, 탈취가 탈방향화 유닛에서 수행되는 방법.
17. 제 1항에 있어서, 생스팀(live steam)에 의한 가열이 단계 e)의 탈취 전에 수행되는 방법.
18. 제 17항에 있어서, 탈취 전 가열이 식품 가공처리를 위한 생스팀으로 수행되는 방법.
19. 제 18항에 있어서, 생스팀에 의한 가열이 열교환기에 의해 예열된 다음에 수행되는 방법.
20. 제 19항에 있어서, 45℃의 온도가 되도록 예열이 수행되는 방법.
21. 제 17항에 있어서, 생스팀에 의한 두유의 가열이 180초 이하의 시간 동안 수행되는 방법.
22. 제 17항에 있어서, 생스팀에 의한 두유의 가열이 110 내지 140℃의 최고 온도가 되도록 수행되는 방법.
23. 제 1항에 있어서, 단계 e)에서, 탈취가 증발 공정에 의해 수행되고, 여기서 스팀의 용적이 1.5kg 이상의 스팀/kg 생성물인 방법.
24. 제 1항에 있어서, 단계 e)에서, 탈취 동안에 제 22항에 따른 가열이 먼저 수행된 후, 85℃로 냉각되는 방법.
25. 제 1항에 있어서, 단계 e)에서, 탈취 동안에 팽창이 45℃의 증발기 시스템에서 일어나는 방법.
26. 제 25항에 있어서, 팽창이 강하 경막 증발기(falling-film evaporator)에서 일어나는 방법.
27. 제 1항에 있어서, 단계 e) 후, 두유가 UHT(ultra high temperature) 가열로 처리되는 방법.
28. 제 1항에 있어서, 단계 e) 후, 두유가 UHT 가열로 처리되고, 여기서 비방부적(nonaseptic) 범위에서 균질화되는 방법.
29. 제 1항에 있어서, 단계 e) 후, 200bar 이상의 압력에서의 UHT 가열과 이후 직접적인 UHT 가열 동안에, 공동화(cavitation) 효과가 달성되며, 이것이 지방구(fat globules)의 파분쇄(comminution)를 유도하는 방법.
30. 제 28항에 있어서, 단일 단계 또는 2 단계 균질화가 수행되는 방법.
31. 제 1항에 있어서, 단계 e) 후, 수득된 두유가 콩 단백질의 변성화 온도보다 낮은 생성물 온도에서 분무탑에 의해 건조되는 방법.
32. 제 31항에 있어서, 80℃ 이하의 생성물 온도가 분무 건조시 사용되는 방법.
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53. 제 12항에 있어서, 70℃ 이하의 온도가 두유를 제조하기 위한 탈취까지의 공정 전반을 통해 유지되는 방법.
54. 제 53항에 있어서, 40℃ 이하의 온도가 두유를 제조하기 위한 탈취까지의 공정 전반을 통해 유지되는 방법.
55. 제 19항에 있어서, 50℃의 온도가 되도록 예열이 수행되는 방법.
56. 제 21항에 있어서, 생스팀에 의한 두유의 가열이 120초 이하의 시간 동안 수행되는 방법.
57. 제 56항에 있어서, 생스팀에 의한 두유의 가열이 60초 이하의 시간 동안 수행되는 방법.
58. 제 22항에 있어서, 생스팀에 의한 두유의 가열이 110 내지 130℃의 최고 온도가 되도록 수행되는 방법.
59. 제 58항에 있어서, 생스팀에 의한 두유의 가열이 120 내지 125℃의 최고 온도가 되도록 수행되는 방법.
60. 제 1항에 있어서, 단계 e)에서, 탈취 동안에 팽창이 40℃의 증발기 시스템에서 일어나는 방법.

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