KR101265984B1 - 배 가공 부산물 슬러지를 이용한 배 페이스트 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청징 배주스 가공시 발생되는 부산물인 배 슬러지를 이용하여 배 페이스트를 제조하는 방법에 있어서,ⅰ) 아밀라제, 셀룰라제, 헤미셀룰라제에서 선택된 1종 이상의 효소 존재 또는 부재 하에 배 슬러지를 고농도로 농축하기 위해 흑곡균 포자현탁액(포자농도 1×10⁶∼1×10⁸cells/ml) 0.3∼3 중량%를 첨가시켜 35∼55℃에서 2∼6시간 발효시키는 단계;ⅱ) 상기 발효 생성물에 천연 갈변방지제로서 냉동 매실 엑기스 0.2∼2 중량%, 천일염 0.1∼1 중량% 및 솔비톨 0.5∼5 중량%를 첨가시켜 70∼85℃의 온도에서 60 Brix% 이상 고농도로 감압 농축시키는 단계;로 이루어진 브릭스 농도 60% 이상의 연갈색의 기호성, 저장성이 우수한 배 페이스트의 제조 방법을 제공하는 것이다.

Description

배 가공 부산물 슬러지를 이용한 배 페이스트 및 그의 제조방법 {Pear paste using by-product sludge from pear processing and manufacturing process thereof}

본 발명은 청징 배 주스 제조공정 중에 발생되는 미세 슬러지를 이용하여 제조된 배 페이스트 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 배를 세척하여 착즙하고 착즙 액을 효소 처리 및 가열 여과하는 청징 배 주스 제조공정에서 발생되는 부산물인 미세 슬러지를 원료로 하여 미생물과 효소를 이용하여 발효시킨 후, 각종 첨가제를 혼합시켜 저온 농축함으로써 제조되는 배 페이스트 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 상기 배 페이스트는 기호성과 저장성이 뛰어난 배 가공 부산물 슬러지를 이용한 배 페이스트인 것이다.

배는 영양이 많고 인체의 건강을 증진시키는 좋은 과일로 알려져 있다. 배의 당질은 통상 10∼15%, 무기질 함량도 180∼200mg/kg으로 높으며 마그네슘 및 칼륨 등 알카리성 무기질이 전체 무기질 함량 중 75% 정도로 함유되어 있다. 또한 배에 함유된 기능성 물질인 플라보노이드류 중 퀘르세틴은 항암 또는 항산화 활성을 나타내고 있으며, 루테올린 역시 기관지염, 가래, 기침을 다스리는 거담 효과가 알려져 있다. 한편 배에 함유된 폴리페놀 화합물들 역시 우수한 항암효과가 있는 것으로 확인되었다.

이와 같이 배는 영양이 많고 인체의 건강을 증진시키는 좋은 과일로 알려져 있으나 현재 국내에서 제조되고 있는 배 가공품의 경우 그 가공 비율이 1% 정도로 극히 낮으며 가공품의 대부분은 배즙 형태로 개발되고 있고 그 배즙 형태는 통상 건강원이나 과원에서 보유하고 있는 소형 압력솥과 파우치 포장기를 이용하여 파쇄된 배를 여과포에 넣어 중탕 압력용기에 넣고 110∼120℃의 온도로 약 2기압의 압력하에서 1∼3시간이상 가열 착즙 처리된 배즙이 통상 주 가공품으로 시판되고 있다.

한편 상기 배즙의 경우 고온처리로 인하여 색상이 갈변하고 보관 중 침전과 가열취로 인해 수요가 한정되어있어 최근에는 배 가공품의 형태를 청징 배주스로 개발 생산함에 따라 소비자들에게 좋은 반응을 얻어 그 수요가 늘어나고 있는 실정이다.

현재 국내에서 제조되는 맑은 배주스를 만드는 제조방법으로는 대한민국 특허등록 제10-481731호 "배즙음료 제조방법 및 이의 제조장치"에 개시된 제조방법으로 즉 배를 착즙기에서 착즙하여 1차 여과시킨 후, 여과액을 40∼45℃에서 60분간 1차 숙성을 시킨 다음 90∼92℃로 가열하면서 부상되는 입자들을 뜰채로 걷어내고 96∼98℃에서 120∼150분간 정치시켜 냉각한 다음 상등액과 침전물을 분리하고 침전물은 다시 한번 2차 여과 상등액과 혼합하여 마이크로필터로 3차 정치식 여과하는 방법으로 구성된 배즙 음료의 제조방법이 개시되어있다.

한편 본 발명자는 대한민국 특허등록 제10-913120호 "청징 배즙의 제조방법"에서 배를 착즙하고 착즙액에 펙티나제 등 효소를 첨가하여 35∼55℃에서 1∼2시간 발효처리를 하고 90∼92℃로 가열하여 필터프레스로 연속식 여과하여 배즙을 제조하는 청징 배즙의 제조방법을 개시한 바 있다.

상기 어느 공정의 배즙 제조방법에서도 통상 배를 착즙하고 효소처리 후 가열 공정과 여과공정을 거치게 되어 이 공정 중에서 원료 배의 10∼20 중량%의 미세 슬러지가 발생하게 된다. 특히 나주시와 영암군에 위치한 대부분의 배즙 가공 공장시설은 정치식 여과방법을 사용하고 있으며 정치식 여과 제조방법에는 여과가 충분히 이루어지지 않아 원료 배의 20%정도의 상당량 미세 슬러지가 발생되고 이로 인해 제품의 원가 상승 요인이 발생하고 있다.

한편 상기 슬러지에는 기능성 식품소재인 식이섬유가 주성분을 이루고있고 상당량의 미네랄과 잔류당이 함유되어 있으나, 주성분 식이섬유로 인해 비육이 억제됨으로 사료로 활용이 제한되어 있으며 또한 잔류당에 의해 파리와 같은 유해곤충이 날라들어 퇴비로서의 활용 또한 어려움이 있었던 것이다.

따라서 상기 배 슬러지의 일부는 농축하여 요리시 사용되는 당원으로 활용이 가능하나 대개의 경우 폐기물로 폐기되고 있는 실정이다. 이러한 폐기 배 슬러지의 총량은 2010년 배 총생산량 37만톤 중 배 가공품 양은 1.5%이며 약 1%를 배주스로 가공한다고 가정 시 배 슬러지의 발생량은 최대 740톤으로 환산되어 상당량의 배 슬러지가 폐기되고 있는 실정이다.

한편 배에 함유된 천연당과 미네랄 염류 등을 함유한 연육효소가 들어있는 불고기 양념소스가 시판되고 있으며 이 양념소스 내에는 배 과육을 통상 2∼20 중량% 함유하고 있다. 그러나 상기 양념소스 내의 배 과육은 원가 문제 때문에 국내산이 아닌 수입산 배 과육에 주로 의존하고 있다. 한편 최근에는 당원으로서 설탕이나 과당 등 가공 식품첨가물에 대한 소비자들의 기피현상 때문에 올리고당과 같은 천연 당을 주원료로 하는 요리당의 수요가 급증하고 있는 추세이다.

이에 따라 현재 배 주스 가공 공장에서 부산물로 발생하는 슬러지를 일반적인 농축기를 이용하여 농축시켜 닭도리, 갈비, 불고기 등의 육류의 조리 첨가제로 조청 대신 사용하고 있으나, 그 맛과 저작성 향상 등 기호성은 좋은 반면 식이섬유의 함량이 높아 슬러지를 50 Brix% 이상으로 농축시킴이 어려워 저장기간이 단축되고 또한 유통기간 중 변질 우려가 높고 진한 흑갈색 색상으로 인해 고추장이나 멸치 볶음 같은 색상이 연한 식품의 조리에는 사용이 어려운 단점이 있어 산업화하지 못하고 있었다.

따라서 본 발명자는 배주스 가공 부산물인 슬러지에는 당분, 미네랄 그리고 식이섬유가 다량 함유되어 있음을 착안하여 육류 조리시 필요한 불고기 양념장에 첨가되는 배즙을 대체하고 현재 수요가 증가하고 있는 천연 요리당으로서 배에 함유된 잔류 당원을 활용함으로써 배 주스 제조공정에서 발생되는 부산물인 미세 슬러지를 이용한 배 페이스트를 개발함으로써 본 발명을 완성하게 된 것이다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배주스 가공시 발생되는 부산물인 미세 슬러지를 이용하여 배 페이스트를 제조하는데 있어서 아밀라제, 셀룰라제, 헤미셀룰라제 효소에서 선택된 1종 이상의 효소 존재 또는 부재시 셀룰라아제 및 키실라아제 활성이 높은 미생물을 이용하여 발효시키는 공정, 매실 엑기스, 천일염 및 솔비톨로 구성된 천연 갈변방지제를 첨가하는 갈변방지공정, 70∼85 ℃에서 저온 농축하는 공정을 통해 제조된 연갈색의 색상에 배의 연한 과일향이 우러나는 우수한 기호성의 60 Brix% 이상 고농도로 농축된 유통기간 및 저장기간이 증진된 조리 첨가제 또는 양념장의 원료, 고추장, 배잼, 또는 배조청에 원료로 사용될 수 있는 배 페이스트를 개발코자 한 것이다.

본 발명의 목적은 청징 배주스 가공시 발생되는 부산물인 배 슬러지를 이용하여 배 페이스트를 제조하는 방법에 있어서, ⅰ) 아밀라제, 셀룰라제, 헤미셀룰라제에서 선택된 1종 이상의 효소 존재 또는 부재 하에 배 슬러지를 농축하기 위해 흑곡균 포자현탁액(포자농도 1×10⁶∼1×10⁸cells/ml)을 배 슬러지 전체 중량 대비 0.3∼3 중량%를 배 슬러지에 첨가시켜 35∼55℃에서 2∼6시간 발효시키는 단계; 및 ⅱ) 상기 발효 생성물에 천연 갈변방지제로서 배 슬러지 전체 중량 대비 냉동 매실 엑기스 0.2∼2 중량%, 천일염 0.1∼1 중량% 및 솔비톨 0.5∼5 중량%를 첨가시켜 70∼85℃의 온도에서 60 Brix% 이상 고농도로 감압 농축시키는 단계;로 이루어진 브릭스 농도 60% 이상의 연갈색의 기호성, 저장성이 우수한 배 페이스트의 제조 방법을 제공하는 것이다.

이때 상기 흑곡균 포자현탁액은 아스퍼질러스 나이거 (Aspergillus niger : 기탁번호 KCCM-11724) 포자현탁액임을 특징으로 한다.

또한 상기 아밀라제, 셀룰라제, 헤미셀룰라제에서 선택된 1종 이상의 효소는 0.02∼0.2 중량% 첨가시킴을 특징으로 한다.

한편 상기 냉동 매실 엑기스는 냉동 보관한 매실을 121℃에서 30∼50분간 열처리한 고액을 분리하여 얻어지는 브릭스 농도 8∼10%, 유기산농도 4.5∼5.5%의 매실 엑기스 임을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 방법에 따라 제조된 배 페이스트를 제공하는 것이다.

따라서 본 발명의 효과는 현재 배 주스 가공시 부산물로 발생되는 미세 슬러지를 이용하여 불고기 양념장이나 고추장의 원료로 사용되는 배즙이나 요리당을 대체할 수 있는 연갈색의 색상에 배의 고유한 풍미를 지닌 기호성이 우수하고 미네랄과 식이섬유 함유량이 높아 육류에 부족한 영양소를 보완하는 효과를 지닌 고농도 농축 가능한 배 페이스트를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 배 주스 가공 부산물 슬러지를 이용한 배 페이스트의 제조 공정도이다.

본 발명은 제품의 장기 유통이 가능한 고농도로 농축하기 위해 슬러지의 점도를 저하시킬 수 있는 아밀라제, 펙티나제, 셀룰라제, 헤미셀룰라제 효소에서 선택된 1종 이상의 효소 존재 또는 부재시 셀룰라아제와 키실라아제 활성이 높은 미생물을 이용하여 발효시키는 공정; 매실 엑기스, 천일염 및 솔비톨로 구성된 천연 갈변방지제를 첨가하는 갈변방지공정; 70∼85℃에서 저온 농축하는 공정을 거쳐 제조된 연갈색의 색상에 배의 연한 과일향이 우러나는 우수한 기호성의 60 Brix% 이상 고농도로 농축된 유통기간 및 저장기간이 증진된 조리 첨가제 또는 양념장의 원료, 고추장, 배잼, 또는 배조청에 원료로 사용될 수 있는 배 페이스트를 제공하기 위한 것이다.

양념장이나 고추장, 조청 등을 만드는데 배를 사용하는 종래 기술을 살펴보면 대한민국 공개특허번호 10-2000-58663호 "배 고추장 및 그 제조방법'에서는 배즙이나 배과육을 사용하고 있고, 대한민국 공개특허번호 10-2006-28838호 "불고기용 한우 양념육 및 로스구이용 한우 양념육의 제조방법'에서는 배를 강판에 갈아 사용하고 있다. 상기 특허 문헌에 개시된 방법에 따르면 모두 배를 강판에 갈거나 배즙이나 배과육을 그대로 사용하고 있어 본 발명의 방법과 같은 배 주스 가공 시 발생되는 부산물인 슬러지를 농축한 배 페이스트를 사용하거나 배 페이스트 제조방법은 개시되어 있지 않다.

본 발명에 사용한 배 가공 부산물 슬러지는 배 주스 가공 공정에서 발생된 부산물인 미세 슬러지이다. 배주스를 만드는 공정을 보면 배를 세척하고 파쇄 하여 착즙하는 공정과 착즙액에 펙티나제 같은 효소를 처리하는 공정; 가열하여 효소실활 후 여과하는 공정, 살균공정, 충진 및 씰링공정을 거쳐 만들어진다.

슬러지는 상기 공정 중 효소처리 후 가열하여 효소 실활 후 여과하는 공정에서 발생되는 침전물을 말하며 이 공정에서 여과하는 방법은 시간을 지체하여 고형분을 침전시킨 다음 여액과 고형분을 분리하는 지체식 여과방법과 필터프레스를 이용하여 여과하는 연속식 여과방법이 있으며 어떤 방법을 사용하던지 슬러지의 수분함유량만 다를 뿐 당, 미네랄 및 식이섬유가 함유된 미세 슬러지가 얻어진다.

슬러지에는 통상 수분 70∼80%, 당 12%, 식이섬유 6∼8(7.3)%가 함유되어있으며 11∼13 Brix% 농도를 지니고 있다. 이 미세 슬러지는 식이섬유 함량이 높아 그대로 농축 시 50 Brix% 이상 농축할 수 없으므로 셀룰라제와 헤미셀룰라아제 생성능이 뛰어난 흑곡균 아스퍼질러스 나이거 Aspergillus niger(기탁번호 KCCM 11724)를 단독으로 사용하여 발효시키거나 아밀라제, 셀룰라제, 헤미셀룰라제 효소 중에서 선택된 1종 이상의 효소를 필요시 0.02∼0.2 중량% 첨가하여 35∼55℃에서 2∼6시간 발효시킨다.

한편 농축과정 중 내용물이 흑변되는 것을 방지하기 위해 천연 갈변방지제로서 냉동 매실엑기스 0.2∼2%와 천일염0.1∼1%, 솔비톨 0.5∼5%을 혼합하여 70∼85℃의 저온에서 60 Brix% 이상 고농도로 농축하는 공정을 거쳐서 이용도가 높고 기호성과 영양성이 뛰어난 배 페이스트의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 흑곡균은 아스퍼질러스 나이거 (Aspergillus niger)는 한국미생물보존센터에 기탁번호 KCCM-11724로 기탁되어 있으므로, 상기 기탁기관으로부터 분양 받을 수 있다.

본 발명에 따른 흑곡균은 최적 배지에서 바로 배양하여 그대로 사용하거나 균체를 분리하여, 이에 제한되지는 않지만 그 현탁액의 포자 농도를 1×10⁶cells/ml 내지 1×10¹⁰cells/ml, 바람직하게는 1×10⁶cells/ml 내지 1×10⁸cells/ml로 정제수에 희석하여 슬러지 액에 0.3∼3 중량%를 사용한다.

본 발명에 따른 냉동 매실엑기스는 냉동된 매실을 가압살균기에서 121℃에서 30∼50분 열처리 후 고액 분리하여 얻어지는 pH 2∼3, 8∼10 Brix%의 여액을 사용했다.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 통해 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이와 같은 실시예들로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

(제조실시예 1) 청징 배주스 가공 부산물 슬러지 분리 (정치식 여과)

원료배인 신고 배를 흐르는 물에 세척하고 과실 분쇄 착즙기를 이용하여 Vit∼C를 0.04∼0.2 중량%를 첨가하면서 착즙한다. 착즙액을 55℃로 냉각하고 펙티나제를 0.02∼0.05 중량%를 첨가하여 35∼55℃에서 1∼2시간 발효처리를 하고 95℃에서 5분 살균처리후 5∼10시간 정치하여 상등액을 분리하고 남은 미세 슬러지를 얻는다. 이 슬러지에는 수분함량 70∼80%, 당 12%, 식이섬유 6∼8(7.3)%가 함유되어 있으며 11∼13 Brix% 농도를 가지고 있다.

(제조실시예 2) 청징 배주스 가공 부산물 슬러지 분리 (연속식 여과)

원료 배인 신고 배를 흐르는 물에 세척하고 습식분쇄기를 이용하여 Vit-C를 0.04∼0.2 중량%를 첨가하면서 1∼5 mm 입자크기로 분쇄 후 착즙하여 착즙액을 얻는다. 착즙액을 55℃로 냉각하여 펙티나제를 0.02∼0.2중량%을 첨가하여 45∼55℃에서 1∼2시간 발효처리를 하고 95℃에서 5분 살균처리를 한 다음 70℃로 냉각하며 4㎛ 마이크로필터로 여과하여 여과액과 고형분 케이크를 얻으며 이 고형분 중량의 20∼60%의 배주스를 넣어서 수분함량 70∼80%, 당 12%, 식이섬유 6∼8(7.3)%가 함유된 11∼13 Brix% 농도의 미세 슬러지를 만든다.

(제조실시예 3) 냉동 매실 엑기스의 제조

원료 매실인 남고 매실을 흐르는 물에 세척하고 건조하여 물기를 제거하고 냉동실에 넣어 －18℃로 급속 동결시킨다. 동결된 매실을 멸균기에 넣고 121℃에서 30∼50분간 열처리한 고액을 분리한다. 냉동 매실중량에 비해서 브릭스 농도 8∼10%의 여액 70∼85%를 얻으며 유기산 농도는 구연산으로 환산하여 4.5∼5.5%가 된다.

(실시예 1) 본 발명의 배 페이스트의 제조

제조실시예1 및 제조실시예 2에서 얻어진 수분함량 70∼80%, 당 12%, 식이섬유 6∼8(7.3)%가 함유된 11∼13 Brix% 농도의 미세 슬러지에 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger) (기탁번호 KCCM-11724), 포자 현탁액(포자농도 1×10⁶cells/ml 내지 1×10⁸cells/ml)을 배 슬러지 전체 중량 대비 0.3∼3 중량%와 헤미셀룰라제(상품명-비스코자임, NOVO사 제조) 효소를 배 슬러지 전체 중량 대비 0.02∼0.04 중량% 첨가하고 35∼45℃에서 4∼6시간 발효시킨 액에 천연 갈변방지제로서 배 슬러지 전체 중량 대비 냉동 매실 엑기스 0.5중량%와 천일염 0.2중량%, 솔비톨 1중량%를 혼합하여 70∼85℃의 저온에서 3∼6시간 정도 농축하여 60 Brix% 이상 고농도로 농축된 연갈색의 배 페이스트를 제조했다.

(비교예 1) 일반 농축 배 페이스트의 제조

제조실시예 1 및 제조실시예 2에서 얻어진 수분함량 70∼80%, 당 12%, 식이섬유 6∼8%가 함유된 11∼13 Brix% 농도의 미세 슬러지를 70∼85℃의 저온에서 3∼6시간 정도 농축하여도 점도가 높아 더 이상 농축되지 않아 40∼50 Brix% 정도의 흑갈색의 배 페이스트를 제조했다.

(실시예 2) 배 페이스트의 기호성과 저장성조사

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 배 페이스트의 향과 색상의 중후함 정도, 맛의 깊이를 중점으로 한 기호성과 저장성을 조사한 결과는 표 1 및 표 2와 같이 본 발명에 의해 생산된 배 페이스트가 기호성과 저장성이 우수하였다.

Claims (5)

1. 청징 배주스 가공시 발생되는 부산물인 배 슬러지를 이용하여 배 페이스트를 제조하는 방법에 있어서,
   ⅰ) 아밀라제, 셀룰라제, 헤미셀룰라제에서 선택된 1종 이상의 효소 존재 또는 부재 하에 배 슬러지를 농축하기 위해 흑곡균 포자현탁액(포자농도 1×10⁶∼1×10⁸cells/ml)을 배 슬러지 전체 중량 대비 0.3∼3 중량%를 배 슬러지에 첨가시켜 35∼55℃에서 2∼6시간 발효시키는 단계; 및
   ⅱ) 상기 발효 생성물에 천연 갈변방지제로서 배 슬러지 전체 중량 대비 냉동 매실 엑기스 0.2∼2 중량%, 천일염 0.1∼1 중량% 및 솔비톨 0.5∼5 중량%를 첨가시켜 70∼85℃의 온도에서 60 Brix% 이상 고농도로 감압 농축시키는 단계;
   로 이루어진 브릭스 농도 60% 이상의 연갈색의 기호성, 저장성이 우수한 배 페이스트의 제조 방법
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 흑곡균 포자현탁액은 아스퍼질러스 나이거 (Aspergillus niger : 기탁번호 KCCM-11724) 포자현탁액임을 특징으로 하는 배 페이스트의 제조 방법
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 아밀라제, 셀룰라제, 헤미셀룰라제에서 선택된 1종 이상의 효소는 0.02∼0.2 중량% 첨가시킴을 특징으로 하는 배 페이스트의 제조 방법
   
4. 삭제
5. 제 1항의 방법에 따라 제조된 배 페이스트

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