KR101326281B1 - 산유제품의 제조 방법, 이를 위한 우유의 처리 방법, 산유제조 라인, 상기 라인을 위한 우유 처리 장치 - Google Patents

산유제품의 제조 방법, 이를 위한 우유의 처리 방법, 산유제조 라인, 상기 라인을 위한 우유 처리 장치 Download PDF

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빅터 바실리에비치 마르첸코
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발레리 알렉산드로비치 소트니코브
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Abstract

본 발명은 낙농 산업에 관한 것이고, 살균 전유 또는 환원우유, 및 장기보존 가능하고 개선된 감각 수용성(organoleptic) 특징을 갖는, 상기를 기반으로 하는 산유제품을 제조하는 데 사용될 수 있다.
본 발명은 더욱 주의하는 우유의 살균 및 모든 제조 단계 중의 제품의 이차 오염의 제거를 제공한다.
본 발명은 0.4 내지 0.7 g/l 범위의 양의 하기 화학식의 우유-가용성 폴리인산 유도체의 존재 하에서 우유 처리 공정 및 후속의 조작을 실시하는 것으로 이루어진 산유제품의 제조 방법으로 이루어지는데:
HO-[PO3X]n-PO3X2
[식 중, X는 소듐, 또는 포타슘, 또는 칼슘, 또는 마그네슘, 또는 수소, 또는 암모늄의 이온을 나타내고, 30 ≥ n ≥ 1이다]; 우유 처리는 이중 살균으로 수행되고, 병 주입 및 포장은 68 내지 72℃의 온도에서의 밀봉이 수반되며, 발효제는 발효제 부가 영역을 자외선 조사 하에 밀봉된 우유 내로 부가된 후, 후에 포장품의 최종 밀봉이 이루어진다. 본 발명은 또한 우유 처리 방법으로서, 제 1 살균 후에 우유가 68 내지 72℃의 온도에서, 음용 우유에 대해서는 15 분 이상, 산유제품에 대해서는 5 분 이상 유지되고, 밀봉이 수반되는 병 주입은 상기 온도에서의 상기 유지 후에 수행되고, 그 후 밀봉된 우유는 12 내지 37℃의 온도로 냉각되고 상기 온도에서 30 분 이상 유지되며, 제 2 살균은 상기 유지 후에, 68 내지 72℃의 온도로, 10℃/초 이상의 가열 속도로 우유를 가열함으로써 수행되는 방법으로 이루어진다. 본 발명은 또한 산유제품의 제조 방법의 구현을 위한 라인의 구조적 설계, 우유 처리 방법의 구현을 위한 우유 처리 장치의 구조적 설계로 이루어진다.
Figure R1020077004700
우유 가공, 산유제품, 폴리인산 유도체

Description

산유제품의 제조 방법, 이를 위한 우유의 처리 방법, 산유 제조 라인, 상기 라인을 위한 우유 처리 장치{METHOD FOR PRODUCING SOUR MILK PRODUCTS, METHOD FOR TREATING MILK THEREFOR, SOUR MILK PRODUCTION LINE, DEVICE FOR TREATING MILK FOR SAID LINE}
본 발명은 낙농산업에 관한 것이고, 살균 전유(whole milk) 또는 환원우유(restored milk), 및 장기보존 가능하고 개선된 감각수용성(organoleptic) 특징을 갖는 산유제품(sour milk product)을 제조하는 데 사용될 수 있다.
산유제품을 제조하는 저장소 공정으로서, 우유가 특수 용기 내에서 발효되고 숙성하고 후에 병 주입되는 공정이 있다 ("우유 가공 기술 및 기법" Bredichin A.S., Kosmodemyansky Y.V., Yurin V.N. 모스크바, 콜로스, 2001, 399면, p.272 [1]). 산유제품을 제조하는 저장소 방법의 단점은, 살균(pasteurization) 중의 불완전한 제거로 인한 제품의 고도 미생물상(microflora)의 오염, 살균 후에 남겨진 포자의 발아, 제품의 발효, 냉각, 숙성, 비-무균 또는 반-무균 포장품으로의 비-무균 또는 반-무균 포장 중의 미생물상 오염이다. 산유제품, 예를 들면 케피어(kefir)는 저장소 방법으로 제조될 때, 최종 제품 내 외래 미생물상의 증식 및 우유 단백질의 불충분한 용해도로 인해, 더 열악한 감각수용성 특성, 즉 저점도, 비-특유성 구조 및 점조도(consistency)를 가지며, 이들의 유효기간은 24 시간을 초과하지 않는다.
산유제품, 예를 들면 케피어를 제조하기 위한 자동온도조절(thermostatic) 기술이 있는데, 하기: 원유 준비, 우유의 살균 및 균질화 처리, 교반과 함께 발효제의 직접 부가에 의한 우유 발효, 병 주입 및 포장, 발효, 냉각, 숙성의 조작으로 이루어져 있다 ("우유 가공 기술 및 기법" Bredichin A.S., Kosmodemyansky Y.V., Yurin V.N. 모스크바, 콜로스, 2001, 399면, p.275 [1]). 살균 및 냉각된 가공 우유는 저장소 및 용기 내에서 발효 및 교반되고, 연속 교반하면서 일부분씩 이송되어 병 주입된다. 발효된 우유는 포장상태로 자동온도조절 챔버로 이송되어, 거기서 계절에 따라 17 내지 25℃에서 8 내지 12 시간 동안 발효된다. 발효 후 케피어는 산도가 75 내지 80˚T인 조밀한 응고물을 갖는다. 발효된 케피어는 냉각 챔버로 이송되어 8℃로 냉각되고 이 온도에서 12 시간 미만으로 숙성된다. 상기 산유제품의 제조 공정은 산유제품의 제조방법과 가장 근접한 유사물로서, 상술한 저장소 방법의 단점이 부분적으로 제거된 것이다. 그러나 자동온도조절 방법에 의해 수득된 제품은 여전히 8℃에서 24 시간의 짧은 보존 기간을 거치는데, 이는 산유제품으로 제조되는 우유의 불충분한 살균으로 인한 식물 및 포자 형태의 포자번식 생물체의 다량 존재, 및 살균된 우유를 저장소 기계에 담고 있는 경우, 기술적 교통수단에 의해 운송하는 경우, 및 비-무균 및 반-무균 조건 하에서 최종 제품을 포장하는 경우에 불가피한 우유의 이차 오염에 의해 설명된다. 이 밖에도, 살균 및 특히 환원우유 중 변성된 우유 단백질의 저감된 용해도로 인해 원유의 칼슘 및 인의 밸런스가 불가피하게 깨져서, 산유제품, 특히 케피어는 열악한 감각수용성 특징을 갖는다.
표준화, 균질화, 살균, 냉각 및 포장을 포함하는, 살균된 우유의 제조 방법으로서, 음용 우유 및 산유제품을 제조하는 데 사용되고, 우유가 두 번 살균되고 그 두 살균 단계 사이에 2 내지 6℃로 냉각되는 방법이 존재한다 (2001년 5월 20일에 공개된 러시아 특허 제 2166855 호, 살균 우유(변형예)의 제조 방법, IPC7 A23C9/00 [2]). 유효기간을 더 증가시키기 위해, 우유를 표준화 및 예열 후에 원심제균(bactofugation)된다. 이 방법의 단점은, 여전히 5일을 초과하지 못하는 우유의 짧은 유효 기간, 및 70 내지 85℃의 고온에서 행해지는 이차 살균으로 인해 살균 맛이 나는 이 살균된 우유의 낮은 감각수용성 특성이다. 동일한 단점이 이 우유로 만든 산유제품에서도 발견된다.
우유 처리 방법 중 가장 근접한 것은 2004년 2월 10일에 공개된 러시아 특허 제 2222952 호, 음용 우유의 제조 방법 및 그를 위한 가공 라인, IPC7 A23C9/00, 3/00, A01J11/00, 불러틴 제 4 호 [3]에 따른 방법이다. 상기 처리 방법은 기계적 혼합물에 의한 우유의 정제, 적외선 방사선원을 사용한 짧은 가열, 우유에서 수득된 불활성화 미생물상의 제거를 위한 원심제균, 다단계 회전 맥동(pulsation) 장치를 사용한 분산 (균질화) 및 살균으로 이루어지는데, 이때 부가적 음파 진동이 우유 가열로 인해 생성된다. 분산 (균질화)은 1회 분의 우유를 68 내지 72℃에서 반복 순환 방식으로 수행되는데, 0.5 내지 1.1 mcm 크기의 폭넓은 범위에서의 버터-지방 소구체의 조절되지 않은 양의 균질화를 통해, 우유의 증가된 산도, 즉 고도의 오염도에서의 반복 가능성을 가지고 수행된다. 우유의 포장은 이를 4 내지 6℃로 냉각시킨 후에 수행된다.
이 우유 제조 방법 및 제품의 단점은 충분히 길고 안정적이지 못한 보존 기간을 기초로 하는데, 그 이유는 우유 미생물상의 불충분한 살균화, 포장 전 분산 및 살균 후에 파이프라인 및 탱크에서의 미생물상에 의한 우유의 이차 오염; 우유의 낮은 열안정성 때문이다.
산유제품을 제조하는 가장 근접한 공지된 방식으로 수행되는 자동온도조절 방법을 사용하는 산유 제조 라인이 존재한다 ("우유 가공 기술 및 기법" Bredichin A.S., Kosmodemyansky Y.V., Yurin V.N. 모스크바, 콜로스, 2001, 399면, p.272, 273 [1]). 이 라인은 우유를, 기술적 조작의 순서대로 설치된 살균 플랜트, 균질화기 및 정치 저장소, 발효제 부가 장치, 포장 기계, 자동온도조절 챔버, 및 냉각 챔버를 포함한다. 이 라인은 본 발명에 따른 라인과 가장 근접하게 유사하다. 공지된 라인의 단점은 이 라인에 의해 제조된 산유제품의 짧은 보존 기간으로, 8℃에서 24 시간이며, 이는 산유제품이 제조되는 기반인 우유의 불충분한 살균, 및 우유 및 산유제품을 저장소 기계에 조정하고, 기술적 교통수단에 의해 이송하고 최종 제품을 비-무균 및 반-무균 조건 하에 포장함으로써 불가피한 이차 오염에 의해 설명된다.
우유 처리 장치의 가장 근접한 유사물은 2004년 2월 10일에 공개된 러시아 특허 제 2222952 호, 음용 우유의 제조 방법 및 그를 위한 가공 라인, IPC7 A23C9/00, 3/00, A01J11/00, 불러틴 제 4 호 [3]에 따른 우유 제조 라인이다. 상 기 라인은 기술적 조작의 순서대로 설치되고 파이프라인 시스템에 의해 연결된 원유 채집기, 적외선 방사선원이 제공된 열교환기, 원심제균기, 분산 및 살균을 위한 중간 저장소를 가진 다단계 회전 맥동 장치, 냉각기 및 포장기계를 포함한다. 회전 맥동 장치의 유출구는 중간 저장소의 유입구로 연결되며, 중간 저장소의 유출구는 회전 맥동 장치 (RPA)의 유입구로 연결되어, RPA를 통한 우유의 반복 순환의 폐쇄 회로를 이룬다. RPA에는 실행 장치에 전기적으로 연결된 우유 가열을 위한 열조절 장치(thermocontrol)가 제공되는데, 이는 RPA에서의 우유 처리의 온도 조절을 위한 3구 마개의 배전반(switchboard)의 구동장치이다.
상기 장치의 단점은, 충분히 길고 안정하지 않은 보존 기간의 우유 제조, 우유의 낮은 열안정성, 낮은 감각수용성 특성의 우유, 및 그 결과 이 우유로 만든 제품의 낮은 품질이다.
본 발명이 해결해야 할 과제
본 발명의 목적은 산유제품을 제조하는 것으로서, 제품이 긴 보존 기간, 높은 열안정성, 향상된 감각수용성 특징을 갖도록, 제조 단계의 모든 단계에서 우유를 보다 더 철저하게 살균하고 제품의 이차 오염을 제거하는 방식으로 우유를 처리하여 제조하는 것이다.
발명의 개요
상기 과제는, 원유를 준비하는 단계, 우유를 살균 및 균질화 처리하는 단계, 필요한 경우 교반과 함께 발효제를 직접 부가함으로써 우유를 발효시키는 단계, 병에 담고 밀봉하여 포장하는 단계, 자동온도조절 하에 발효시키는 단계, 냉각시키는 단계, 숙성시키는 단계를 포함하는, 산유제품의 제조방법에 의해 해결된다. 프로토타입과 구별되는 점은, 우유 처리 공정 및 뒤따르는 산유제품의 제조 과정이, 0.4 내지 0.7 g/l의 양의, 우유 (유장(milk plasma))에 가용성이고 하기 화학식을 갖는 폴리인산의 유도체 (또한 DPPA)의 존재 하에 수행되고:
HO-[PO3X]n-PO3X2
[식 중, X는 소듐, 또는 포타슘, 또는 칼슘, 또는 마그네슘, 또는 수소, 또는 암모늄의 이온을 나타내고, 30 ≥ n ≥ 1이다], 우유 처리가 이중 살균에 의해 수행되고, 병 주입 및 밀봉하여 포장하는 단계가 제 2 살균 전에 68 내지 72℃에서 수행되며, 발효제가 제 2 살균 후에 포장품의 탈살균 단계에서 밀봉된 우유에 부가되고, 발효제를 부가하는 영역을 자외선 조사하고, 후에 포장품을 최종 밀봉하고, 필요에 따른 교반은 포장된 제품을 진탕하는 방식으로 수행된다는 점이다.
이러한 산유제품의 제조 방법은, 제 1 살균 후에 우유 스튜(stewed milk)를 끓이거나 (베이킹), 살균된 채소, 또는 과일, 또는 장과, 또는 기타 속재료(fillings) (채소 또는 우유 단백질, 설탕, 향미료, 과일 및 장과 쥬스, 잼, 마말레이드 등) 조각을, 우유 및 산유제품에 대해서는 68 내지 72℃에서, 우유 스튜 및 그의 유도체에 대해서는 끓인 온도에서, 우유에 부가하는 조작을 보충할 수 있다.
상기 과제는 또한, 우유를 처리하는 방법으로서, 기계적 혼합물로부터 우유를 정제하는 단계, 예비가열하는 단계, 분산 (균질화) 및 살균 공정을 이차 살균과 합하는 단계를 포함하는 방법에 의해 해결될 수 있다. 분산 (균질화)은, 후에 밀봉된 병에 담긴 우유 일부를 살균 온도에서 반복 순환시킴으로써 수행된다. 이 우유 처리 방법의 구별되는 점은 우유의 처리가, 0.4 내지 0.7 g/l의 양의, 우유 (유장)에 가용성이고 하기 화학식을 갖는 폴리인산의 유도체 (DPPA)의 존재 하에서 수행되고:
HO-[PO3X]n-PO3X2
[식 중, X는 소듐, 또는 포타슘, 또는 칼슘, 또는 마그네슘, 또는 수소, 또는 암모늄의 이온이고, 30 ≥ n ≥ 1이다], 분산 (균질화) 공정은 버터 지방 소구체의 크기가 0.5 mcm이 된 후에는 더 이상 수행되지 않으며, 제 1 살균 후에는 우유를 68 내지 72℃에서, 살균된 음용 우유에 대해서는 15분 이상, 산유제품에 대해서는 5분 이상 유지하며, 이후에는 상술한 온도에서 병에 담아 밀봉하고, 밀봉된 고온의 우유를 12 내지 37℃로 냉각시키고, 그 후에는 우유를 상기 온도에서 30분 이상 유지한 다음, 우유를 초고주파 (UHF) 방열기에 의해 68 내지 72℃로 10℃/초만큼 신속하게 가열함으로써 제 2 살균을 수행한다는 것이다.
상기 과제는 또한 산유 제조 라인의 구성에 의해 해결되는데, 이는 기술적 조작의 순서대로, 균질화기로 우유를 처리하는 장치, 살균 플랜트, 발효제를 직접 부가하는 장치, 및 밀봉 장치가 장착된 포장 장비 (병 주입 장치); 자동온도조절 챔버, 냉각 챔버를 포함한다. 상기 산유 제조 라인이 프로토타입과 구별되는 점은 병 주입 장치의 위치가 발효제를 직접 부가하는 장치 전에 있고, 병 주입 장치 후의 이송장치의 구성이 파이프라인에 의한 것이 아니라 벨트 컨베이어 또는 유압식 이송 터널이며; 발효제를 직접 부가하는 장치에는 우유 포장품으로부터 밀봉 필름을 제거하는 장치로서 고안될 수 있는 보충적인 탈압 장치가 제공되고, 발효제를 직접 부가하는 장치 후에 설치될 수 있는 최종 밀봉 장치가 제공되며, 발효제 부가 구역 및 최종 밀봉 구역의 주위 (경계)를 따라서 설치된 자외선 방열기가 제공되어, 병 주입되고 블록으로 조립된 우유를 발효제와 함께 교반하는 장치가, 발효제 부가 장치 및 자동온도조절 챔버 사이에 설치된 진탕 벨트 컨베이어로서 설계되어 있다.
상기 과제는 또한 우유 처리 장치에 의해 해결되는데, 기술적 순서대로 설치되고 파이프라인의 시스템에 의해 연결되는 원유 채집기, 펌프, 열교환기, 재순환 분산 (균질화) 및 살균 저장소, 분산기 (균질화기)를 비롯하여 냉각기 (냉각 챔버) 및 병 주입 장치를 포함하는 장치이다. 분산기 (균질화기)의 유출구는 3구 마개를 통해 재순환 저장소의 유입구에 연결되고, 재순환 저장소의 유출구는 분산기 (균질화기)의 유입구에 연결되어, 분산기 (균질화기)를 통한 우유의 반복 순환을 위한 폐쇄 회로를 제공한다. 분산기 (균질화기)에는 제어 장치에 전기적으로 연결된 우유 가열 온도조절장치가 장착되어 있는데, 이 제어 장치는 3구 마개의 배전반의 구동장치이다.
제안된 구성이 프로토타입과 구별되는 점은, 상기 범위로 취해진 폴리인산의 유도체의 수용액 또는 분산액을 제조하기 위한 부가적 저장소 (또한 DPPA 저장소)가 있고, 상기 DPPA 저장소는 분산기 (균질화기)의 유입구와 연결되어 있으며; 우유를 68 내지 72℃로 유지하기 위한 정치 저장소(setting reservoir)로서, 우유를 68 내지 72℃에서 유지시키는 워터 재킷(water jacket)이 제공되고, 그 유입구는 분산기 (균질화기)의 유출구에 연결되며, 그 유출구는 정치 저장소에 설치된 병 주입 장치에 연결되어 있다는 것이다. 상기 정치 저장소는 온도를 68 내지 72℃에서 유지하는 재킷을 갖는 혼합 또는 교체 장치로서 고안될 수도 있다. 온도 유지는 워터 재킷을 열 담체 (열 액체) (예를 들면, 물, 수증기, 우유)의 흐름에 연결시킴으로써 수행된다. 우유 처리 장치는 또한 병 주입 장치 후에 설치된 냉각기가 장착되어 있는데, 냉각기는 우유를 12 내지 37℃로 유지하기 위한 제 2 정치 저장소가 제공된 이송용 유압식 냉각 통로 터널로서 고안될 수 있다. 또한, 우유 처리 장치는 이송용 벨트를 갖는 이차 살균 터널 장치가 장착되어 있는데, 이 터널 장치에는 이송용 벨트를 따라 설치된 UHF-방열기가 제공된다. 상기 UHF-방열기는, UHF- 방열기의 전력에 의존하는 우유 가열 속도가 68 내지 72℃까지 10℃/초 이상이다.
도면은, 장기 보존 기간 및 양호한 감각수용성 특징을 갖는 우유를 처리하는 장치를 포함하는 산유 제조 라인의 블록선도를 나타내고; 표는 우유를 처리하고, 산유제품을 제조한 결과, 및 상이한 제조 조건 하의 음용 살균 우유, 산유제품의 특징을 나타낸다.
상기 라인은 순차적으로 연결된 원유 채집기, 채집기 저장소 (1), 펌프 (2), 열교환기, 우유 가열화기 (3), 재순환 분산 및 살균 저장소로 이루어진 분산계 (균질화) 및 살균 (4.1), 펌프-분산기 또는 회전 맥동 장치 (4.2)(또한 RPA)로 이루어지며, 파이프라인 및 밸브 잠금 강화장치 시스템이 갖추어져 있다 (도식적으로는 선으로 나타냄). 재순환 저장소 (4.1)의 유출구는 RPA (4.2)의 유입구에 연결되고, RPA (4.2)의 유출구는 재순환 저장소 (4.1)의 유입구에 연결되는데, 밸브 잠금 강화장치를 통해 연결되어 있다. 펌프-분산기 (4.2)는 균질화기, 콜로이드 밀, 사출 혼합기, 분무기, 펌프-분산기 (New Polytechnical Dictionary, Scientific Publishing House "Comprehensive Russian Encyclopedia", 2000, p.118, 145 참조), 회전 맥동 장치 (1999년 5월 11일부터 효력이 있는 러시아 특허 제 2166986 호 참조) 등의 장비로서 설계될 수 있다. 하기의 전자제품은 분산기로서 역할을 할 수 있다: 러시아의 유한 주식회사인 "산업 기술"사에서 제조된 회전 맥동 장치 (S-유화기), 모델 TT 520.00; 러시아의 ENA 사에서 제조된 펌프 분산기 모델 RPA-25-5(55,55A)-K; 플런저(plunger) 균질화기, 모델 A1-OGM-2,5 (러시아). 필요한 경우, 균질화기는 요구되는 온도 방식을 제공하도록 보충적 히터가 장착될 수 있다. 재순환 방식은, 우유의 일부를 분산기의 유출구로부터 재순환 저장소를 통해 그 유입구로 공급함으로써 피드백 회로에 의해 제공된다. 분산 및 살균 시스템 (4)은 폴리인산의 유도체 (또한 DPPA 저장소)의 용액을 제조하기 위한 저장소 (5)가 장착되어 있으며, 이는 교반기를 갖추거나 갖추지 않은 저장소로서 고안될 수 있다. 상기 라인은, 우유가 일정한 흐름으로 등온 조건 하에 흘러 통과하는 파이프처럼 생긴 챔버로서 설계될 수 있는 정치 저장소 (6)를 포함한다. 상기 챔버는 파이프, 재킷이 갖추어진 원통형 저장소, 파이프 코일 등으로 설계될 수 있다. 상기 라인은 예비 밀봉 포장이 갖추어진 병 주입 장치 (7), 유압식 터널 단위 장치 (8)로서 우유가 12 내지 37℃로 냉각되는 환류 냉각 구역 (8.1) 및 우유가 12 내지 37℃로 유지되는 정치 구역 (8.2)으로 이루어진 단위 장치 (8); 이차 살균을 위한 터널 장치 (9), 유압식 냉각 터널 (10) 또는 기타 냉각 장치, 예를 들면 분무기 ([1], p.70 참조), 건조 장치 (11), 포장 및 라벨링 장치 (12), 발효제를 직접 부가하는 장치 (13), 블록 포장 장치 (14), 진탕 벨트 컨베이어 (15), 자동온도조절 챔버 (16), 냉각 챔버 (17)를 포함한다. 상기 라인은, 분산 및 살균 시스템 (4)의 유출구와 정치 저장소 (6)의 유입구 사이에 설치된 혼합 저장소 (18)가 보충될 수 있다. 상기 라인은 또한, 분산 및 살균 시스템 (4)과 정치 저장소 (6)의 유입구 사이에 설치된, 산유제품, 우유 스튜의 첨가를 위한 냉각 열교환기 (19)가 보충될 수 있다. 병 주입 장치 (7)는, 포장용으로 플라스틱병을 사용하는, 문헌 [1], p.190-195에 기술된 병 주입 기계로서 설계될 수 있다. 이차 살균 터널 장치 (9)는 그 내부에서 이동하는 이송장치 벨트가 갖추어진 분리된 채널로서 설계되며; 우유가 담긴 병이 벨트 상에 놓인다. UFH 방열기 (UHF)가 이송장치 벨트를 따라 설치되어 있다. 발효제를 직접 부가하는 장치의 설계는 발효제의 형태에 의존하며, 주사하거나, 정제화된 발효제 및 기타 형태의 발효제를 부가하여 수행될 수 있다. 화살표는 M으로 표시된 음용 우유를 위한 원료, 산유제품을 위한 원료 - K, 우유 스튜 또는 원유와 속재료를 기본으로 하는 산유제품을 위한 원료- T를 부가하기 위한 이송장치를 도식적으로 나타낸다.
방법의 구현 및 라인과 장치의 작동
상기 방법은 하기와 같이 구현되고, 상기 장치는 하기와 같이 작동한다.
기계적으로 정제된, 지방 함유량의 정도가 표준화되고 4 내지 6℃로 냉각된 전유 또는 환원우유는 펌프 (2)에 의해 채집기 저장소 (1)로부터 우유 가열화기 (3)로 전달되고, 여기서 우유는 일차적으로 살균 우유의 제조를 위해서는 55 내지 65℃로 가열되고, 산유제품의 제조를 위해서는 70 내지 80℃로 가열된다. 가열화된 우유는 분산 및 살균 시스템 (4)의 재순환 저장소 (4.1)로 전달되고, 여기서 우유는 동시에 균질화되고 살균된다. 살균의 목적은 우유 중에 있는 광범위한 미생물을 최저 온도 가열에 의해 살균하는 것이다. 동시에 상술한 범위에서 취해진 폴리인산 유도체의 용액 또는 분산액이 0.4 내지 0.7 g/l의 양으로 폴리인산 유도체의 저장소 (5)로부터 재순환 저장소 (4.1)로 전달된다. 폴리인산 유도체의 양은 오염도, 원유의 산도 및 최종 살균 우유 및 산유제품의 허용되는 미각 특성에 의존한다. 분산 및 살균 시스템 (4)의 작동은 우유의 일부분을, 음용 우유에 대해서는 68 내지 72℃로, 산유제품에 대해서는 80 내지 85℃로 분산 및 살균하는 방식으로 주기적으로 처리하도록 제시한다. 횟수는 초과되지 않아야 하는 상기 온도에 의존하고, 평균 크기가 0.5 mcm을 초과하지 않아야 하는 버터 지방 소구체의 균질도에 의존한다. 우유의 균질도는 발현적 현미경 방법을 사용하여 육안으로 현재의 방식으로 결정된다. 우유 처리의 본 단계에서는, 폴리인산 유도체가 미생물 회합체의 기계적 분산, 미세기질(microsubstrate) 회합체의 분해 효과를 일으켜서, 우유 중 에 있는 포자 및 식물성 세포의 불활성화에 기여하도록 상기 미생물 회합체의 열민감성을 증대시키고, 저온 살균에서 사멸하는 속도를 증가시키며, 따라서 저온 살균의 유효성을 증대시키고, 이를 기반으로 하여 제조된 우유 및 산유제품의 유효기간을 증가시킨다. 그 외에도, DPPA는 카세인 용해에 기여하고, 우유 살균 과정 중의 칼슘-인 밸런스의 붕괴를 방지하여, 결국에는 열안정성, 음용 우유 및 그를 기반으로 제조한 제품의 감각수용성 특성을 증가시킨다.
우유 일부분의 분산 및 살균의 주기적 공정의 완료 후에는, 상기 우유는 분산기 (균질화기) (4.1)의 보조 하에 정치 저장소 (6)로 직접 전달되고, 여기서 우유는 68 내지 72℃에서, 음용 살균 우유에 대해서는 25분 이상, 그리고 산유제품에 대해서는 15분 이상 유지된다. 우유를 상기 온도에서 유지하기 전에, 또한 산유제품의 제조에 사용하기 전에, 우유를 살균 온도 80 내지 85℃에서 68 내지 72℃로 냉각시킬 필요가 있다. 우유를 68 내지 72℃로 유지하는 과정은 미생물 살균을 위한 상술한 온도의 비효율성을 보상하는 것으로서, 이는 살균 유효성을 증가시킨다. 상이한 제품을 유지하는 상이한 시간은 이를 위한 상이한 살균 온도로 인해 야기된다. 이 단계에서, 우유는 음용 우유의 제조를 위한 제 1 살균 온도에서 혼합 저장소 (18)에 함유된 속재료와 함께 공급될 수 있다. 저장소 (6)에서 유지한 후, 우유는 밀봉과 함께 병에 담기 위해 68 내지 72℃에서 병 주입 장치 (7)로 전달된다. 음용 우유 및 산유제품의 제조에 있어서 고온 병 주입의 목적은, 우유의 미생물상으로의 이차 오염을 감소시키고, 동시에 병 주입 및 포장 장치로 이어지는 파이프라인의 내부 표면상의 미생물을 살균하는 것이다. 그 외에도, 우유를 68 내지 72℃에서 병 주입하면 우유를 이 온도에서 유지하는 공정이 연장되어, 우유를 정치 저장소 (6)에서 유지하는 시간을, 우유에 대해서는 15분까지, 산유제품에 대해서는 5분까지 감소시켜서, 기술적 공정을 더 신속하게 만든다. 밀봉 포장으로 병 주입된 우유는 또한 유압식 터널의 단위 장치 (8)로 전달되고, 여기서 환류 냉각 구역 (8.1)에서 12 내지 37℃로 냉각되고, 상기 온도에서 30분 이상 밀봉 포장되어 유지된다. 이러한 과정은, 살균과정 및 살균 온도에서 유지시킬 때 살균되지 못한 원유의 대부분의 포자번식 미생물, 및 이차 오염의 포자번식 미생물을 식물 상태로 전환시키는 데 필요하다. 포자 형태와는 달리, 미생물상의 식물성 부분은 살균 온도 68 내지 72℃에서 더 잘 살균된다. 우유를 12 내지 37℃에서 유지하는 동안, DPPA는 광범위 포자의 발아하는 능력을 증가시키고, 본 공정을 더 신속하게 만든다. 따라서 포자의 발아 후 30분 내에, 밀봉 포장된 우유는 이차 살균 터널 장치 (9)로, 이차 살균을 위해 전달되고, 여기서 우유는 발아한 포자의 식물 형태를 제거하기 위해 12 내지 37℃에서 68 내지 72℃로 가열된다. 적절한 효과를 위해서는, 가열이 제품의 부피 전체를 통해 초당 10℃ 이상의 속도로, 밀봉 포장된 우유를 올려놓은 이송장치 벨트를 따라 설치된 UHF 방열기의 보조 하에, 수행되어야 한다. 부피 전체를 통한 산발적인 일시적 우유 온도 상승은, 특수한 미생물 탈오염 동역학으로 인해 우유 부피 전체 내에 있는 미생물상을 더욱 효과적으로 살균하는 데 도움을 준다. 본 단계에서 이차 살균의 과정 중에, 원유 및 포장품의 모든 식물성 미생물상이 제거되고, 포장품의 침투불가능성은 미생물상이 외부로부터 우유로 들어가는 것을 방지한다. 본 단계에서 DPPA는 카세인 용해에 기여하고, 우유의 열 살균 과정에서 칼슘 인 밸런스의 붕괴를 방지하여, 최종 제품의 감각수용성 특성을 향상시킨다. 이차 살균된 우유는 유압식 냉각 터널 (10)로 전달되어, 살균 우유를 제조할 때에는 4 내지 6℃로, 산유제품을 제조할 때에는 17 내지 25℃로 냉각시킨다. 밀봉 포장된 살균 음용 우유는 또한 건조 장치 (11)로 전달되어, 여기서 과량의 수분이 포장된 우유의 표면으로부터 제거되고, 그 후, 음용 살균 우유는 포장 및 라벨링 장치 (12)로 전달되고, 냉각 챔버에서 추가 저장된다. 산유제품을 제조할 때에는, 이차 살균된 우유 또는 속재료가 채워진 우유가 건조 장치 후의 발효제를 직접 부가하는 장치(13)로 전달된다. 장치(13)에서는, 포장 필름이 예비 제거되고, 건조 또는 액체 발효제가 발효제 부가 영역 내에서 매질을 살균하기 위한 자외선 방사선의 존재 하에서, 주사주입 또는 다른 방법, 예를 들면 정제화 형태로 부가된다. 우유를 발효제와 혼합하는 것이 요구되지 않는 경우에는, 정제화된 발효제는 가스 반복혼합(barbotage) 혼합물을 포함할 수 있다. 산유 발효 단계에서는, 상술한 범위에서 취해진 폴리인산 유도체가 단백질 용해에 기여하고, 칼슘-인 밸런스를 회복시키며, 산유 미생물의 산생성(acidogenesis)을 자극하여, 결국에는 산유제품의 감각수용성 지표를 향상시킨다. 발효제를 부가한 후, 산화되고 병 주입된 우유는 포장 및 라벨링 장치 (12)로 전달되고, 여기서 자외선 방사선 영역에서 병은 최종적으로 뚜껑으로 밀폐되고 라벨링된다. 산화되고 밀봉된 우유가 담기 라벨링된 병은 다시 블록-포장 장치 (14)로 전달되고, 여기서는 병이 블록 형태로 세팅되고 고분자 필름으로 피복된다. 이들 블록은 진탕 벨트 컨베이어 (15)의 이송장치로 전달되고, 여기서는 필요한 경우 진탕되어, 발효제가 병 주입된 우유의 부피 전체를 통해 고루 분포되도록 한다. 이어서, 블록들은 자동온도조절 챔버 (16)로 전달되고, 여기서 17 내지 25℃에서 8 내지 12 시간 동안 유지된다. 조밀한 응고물이 생기고 산도가 75 내지 80°T인 산화된 케피어, 또는 기타 산유제품은 냉각 챔버 (17)로 전달되어, 8℃까지 냉각되고 이 온도에서 숙성한다.
각 실시예는 음용 우유 및 이를 기반으로 하는 산유제품을 제조하는 공정을 기술한다. 표는 음용 우유를 위한 이러한 공정의 파라미터 및 결과를 나타내고, 사선 후에 오는 것은 산유제품에 관한 것이다.
실시예 1
기계적 혼합물로부터 예비정제된, 초기 산도가 17˚T인 우유를 가열화기에서, 살균 우유의 제조에 대해서는 3 내지 55℃로, 케피어의 제조에 대해서는 70℃로 예비 가열하였다. 제 1 분산 (균질화) 및 살균 전에, 우유에 양호한 가용성의 (well-soluble; 표에서는 ws로 약어표기함) 폴리인산 유도체 (표에서는 dppa로 약어표기됨)를 우유 1 리터 당 0.6 g으로 공급하였는데, 이는 하기 화학식의 폴리인산 염이다:
HO-[PO3X]n-PO3X2
[식 중, X는 알칼리 금속 Na이고, n은 1 내지 9이다]. 분산은 5-단계 회전 맥동 장치 (S-유화기) (4.2)에서, 음용 살균 우유의 제조에 대해서는 살균 온도 68℃에서, 케피어의 제조에 대해서는 80℃로, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.45 mcm이 될 때까지 수행하였다. 제 1 분산 및 살균 후에, 우유는 정치 저장소 (6)로 전달되어, 여기서 68℃에서 15 분간 유지되었다. 제 1 분산 및 살균, 및 상술한 68℃에서의 유지 후에 음용 우유를 제조하기 위해, 열교환기 (19)에서의 예비 냉각 없이 우유는 병 주입 밀봉 포장 (7)으로 또한 전달되고, 여기서 약 10 분간 (대략의 병 주입 시간) 유지되었다. 우유를 정치 저장소 (6) 및 병 주입 장치 (7)에서 상기 온도로 유지하는 총 시간은 25 분이었다. 케피어를 제조하기 위해서는, 정치 저장소 (6)에서 유지시키기 전에, 우유를 냉각 열교환기 (19) 내에서 80℃에서 68℃로 냉각시키고, 5 분간 유지하고, 온도를 68℃로 유지하면서 병 주입 및 밀봉을 위해 병 주입 장치 (7)로 전달하였다. 밀봉 포장된 우유를 다시 유압식 터널 단위 장치 (8)로 전달하고, 여기서 환류 냉각 구역 (8.1)에서 24℃로 냉각시키고, (8.2)에서 포장된 채로 상기 온도에서 30 분 이상 유지하였다. 그 후, 우유를 68℃의 이차 살균 터널 장치 (9)에서 UHF 방열기를 사용하여 다시 한번 살균하였다. 살균된 음용 우유를 제조하기 위해서는, 이차 살균 후에, 우유를 유압식 냉각 터널 (10) 내에서 68℃에서 4 내지 6℃로 냉각시킨 후, 건조 장치 (11), 그리고 포장 및 라벨링 장치 (12)로 전달하였다. 이렇게 병 주입되고, 라벨링되고 밀봉된 우유는 다시 냉각 챔버 (7)로 전달하고, 여기서 4 내지 6℃에서 저장하였다. 상술한 방법에 의해 가공된 우유를 기반으로 하는 산유제품을 제조하기 위해서는, 이차 살균 후, 우유를 유압식 냉각 터널 (10)에서 68℃에서 17 내지 25℃로 냉각시킨 후, 건조 장치 (11)로 전달하고, 이어서 발효제를 직접 부가하는 장치(13)로 전달하였고, 여기서 발효제를 우유 각 포장품에 직접 적용함으로써 우유를 발효시켰다. 발효, 장치 (12)에서의 이차 밀봉 및 라벨링, 장치(14)에서의 병을 블록으로 형성하는 단계, 진탕 벨트 컨베이어 (15)에서 진탕하는 단계 후에, 발효되고 포장된 우유는 자동온도조절 챔버 (16)로 전달되어 17 내지 25℃에서 8 내지 12 시간의 발효가 유지되었다. 조밀한 응고물이 생기고 산도가 75 내지 80°T인 산화된 케피어는 8℃로의 냉각 및 숙성을 위해 냉각 챔버로 전달되었다.
실시예 2
하기의 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유를 예비가열하는 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 65℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 80℃였고, DPPA는 양호한 가용성의 (wd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 알칼리 금속 K이고, n = 10 내지 25이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.5 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 음용 우유에 대해서는 72℃에서, 케피어에 대해서는 85℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.44 mcm이 될 때까지 수행되었고, 그 후, 우유는 72℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 25 분간, 케피어의 제조에 대해서는 20분간, 유지되었고, 우유의 예비냉각은 냉각 열교환기 (19)에서 85℃에서 72℃로 이루어졌다. 고온 병 주입 후에는, 우유는 37℃로 추가 냉각되고, 상기 온도에서 30 분간 유지된 후, 72℃까지 이차 살균을 위해 승온되었다.
실시예 3
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 60℃였고, 케피어의 제조에 대해서 는 75℃였고, DPPA는 양호한 가용성의 (wd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 암모늄 이온이고, n = 1 내지 2이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.05 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 음용 우유에 대해서는 72℃에서, 케피어에 대해서는 85℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.43 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 72℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 35 분간, 케피어의 제조에 대해서는 15 분간 유지시키고, 케피어를 위해서는 우유를 냉각 열교환기 (19)에서 72℃로 예비냉각시키고, 고온 병 주입 후, 우유는 다시 25℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 40 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 71℃로 승온되었다.
실시예 4
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 62℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 77℃였고, DPPA는 양호한 가용성의 (wd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 수소 이온이고, n = 1 내지 2이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.4 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 음용 우유에 대해서는 69℃에서, 케피어에 대해서는 82℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.40 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 69℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 30 분간, 케피어의 제조에 대해서는 20 분간 유지되고, 케피어를 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 69℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 30℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 35 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 72℃로 승온되었다.
실시예 5
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 64℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 78℃였고, DPPA는 양호한 가용성의 (wd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 포타슘이고, n ≥ 30이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.8 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 음용 우유에 대해서는 72℃에서, 케피어에 대해서는 85℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.43 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 72℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 25 분간, 케피어의 제조에 대해서는 15 분간 유지되고, 케피어를 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 72℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 12℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 40 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 69℃로 승온되었다.
실시예 6
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 65℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 80℃였고, DPPA는 열악한 가용성의 (pd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 칼슘이고, n = 20이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.7 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 음용 우유에 대해서는 72℃에서, 케피어에 대해서는 85℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.40 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 72℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 30 분간, 케피어의 제조에 대해서는 20 분간 유지되고, 케피어를 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 72℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 35℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 30 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 72℃로 승온되었다.
실시예 7
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 63℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 76℃였고, DPPA는 양호한 가용성의 (wd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 마그네슘이고, n = 1 내지 2이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.4 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 음용 우유에 대해서는 70℃에서, 케피어에 대해서는 81℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.42 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 70℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 35 분간, 케피어의 제조에 대해서는 20 분간 유지되고, 케피어를 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 70℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 20℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 35 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 70℃로 승온되었다.
실시예 8
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 64℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 78℃였고, DPPA는 열악한 가용성의 (wd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 마그네슘이고, n = 5 내지 9이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.4 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 음용 우유에 대해서는 69℃에서, 케피어에 대해서는 82℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.44 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 69℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 25 분간, 케피어의 제조에 대해서는 15 분간 유지되고, 케피어를 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 69℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 32℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 35 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 70℃로 승온되었다.
실시예 9
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 68℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 83℃였고, DPPA는 불용성의 (nd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 칼슘이고, n = 10 내지 25이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.7 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 음용 우유에 대해서는 76℃에서, 케피어에 대해서는 90℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.40 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 76℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 40 분간, 케피어의 제조에 대해서는 30 분간 유지되고, 케피어를 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 76℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 37℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 45 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 76℃로 승온되었다.
실시예 10
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 60℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 83℃였고, DPPA는 양호한 가용성의 (wd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 포타슘이고, n = 1 내지 9이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.5 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 분산기 RPA-15 상에서 음용 우유에 대해서는 69℃에서, 케피어에 대해서는 82℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.43 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 69℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 30 분간, 케피어의 제조에 대해서는 20 분간 유지되고, 케피어를 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 69℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 36℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 30 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 72℃로 승온되었다.
실시예 11
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 62℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 77℃였고, DPPA는 불용성의 (nd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 칼슘이고, n ≥ 30이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.7 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 분산기 RPA-15 상에서 음용 우유에 대해서는 72℃에서, 케피어에 대해서는 85℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.41 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 72℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 30 분간, 케피어의 제조에 대해서는 15 분간 유지되고, 케피어를 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 72℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 28℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 30 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 71℃로 승온되었다.
실시예 12
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 65℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 79℃였고, DPPA는 양호한 가용성의 (wd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 암모늄 이온이고, n ≥ 30이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.5 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 분산기 상에서 음용 우유에 대해서는 71℃에서, 케피어에 대해서는 82℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.42 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 71℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 35 분간, 케피어의 제조에 대해서는 20 분간 유지되고, 케피어를 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 71℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 25℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 35 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 70℃로 승온되었다.
실시예 13
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 66℃였고, 케피어의 제조에 대해서는 79℃였고, DPPA는 불용성의 (nd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 마그네슘이고, n = 10 내지 25이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.6 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 분산기 상에서 음용 우유에 대해서는 72℃에서, 케피 어에 대해서는 84℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.44 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 72℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 30 분간, 케피어의 제조에 대해서는 15 분간 유지되고, 케피어를 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 72℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 34℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 35 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 69℃로 승온되었다.
실시예 14
하기 변경 사항을 제외하고는, 실시예 1에 따라 우유를 가공하였다. 우유의 예비가열 온도는, 음용 우유의 제조에 대해서는 60℃였고, 아시도필린의 제조에 대해서는 75℃였고, DPPA는 양호한 가용성의 (wd), 화학식: HO-[PO3X]n-PO3X2 [식 중, X는 소듐이고, n = 15 내지 20이다]의 폴리인산 유도체는 우유 1 리터 당 0.4 g으로 주어졌고, 우유의 분산 및 살균은 음용 우유에 대해서는 72℃에서, 아시도필린에 대해서는 85℃에서, 버터 지방 소구체의 균질도가 0.40 mcm이 될 때까지 수행되었다. 그 후, 우유는 72℃에서, 음용 우유의 제조에 대해서는 총 30 분간, 아시도필린의 제조에 대해서는 15 분간 유지되고, 아시도필린을 위해서는 우유가 냉각 열교환기 (19)에서 72℃로 예비냉각되었다. 고온 병 주입 후, 우유는 다시 12℃로 추가 냉각되고 상기 온도에서 45 분간 유지된 후, 이차 살균을 위해 72℃로 승온되었다.
실시예 15
케피어의 제조 공정을, 러시아 특허 제 2222952 호에 따른 케피어를 위해 우 유를 가공하는 점진적 방법과 함께 자동온도조절 방법에 의해 수행하였으며, 이때 우유는 적외선 방열기를 사용하여 45℃까지 예비가열된 후, 균질도가 0.5 내지 1.1 mcm이 될 때까지, 5-단계 유화기를 사용하여 동시에 72℃로 2회 분산 및 살균하였다.
실시예 16
케피어의 제조 공정을, 플런저 균질화기 상에서 80 내지 85℃까지의 단일 살균으로 우유를 가공하는 통상적 방법과 함께 자동온도조절 방법에 의해 수행하였다.
발명의 최선의 실시양태
표에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 방식에서 주어진, 우유를 처리하고 산유 발효 제품을 제조하는 모든 조건을, 유사물 및 프로토타입과 비교 관찰하면, 우유의 열안정성이 증가하고, 음용 우유 및 산유제품의 유효 기간이 증가하고, 음용 우유 및 산유제품의 감각수용성 미각 특성이 향상된다. 이는 실시예 1, 2, 4, 7, 10, 12 및 14에서 나타난다. 조건 중 일부를 초과하면, 모든 특성이 향상되는 것은 아니다. 따라서 실시예 6은 열악한 가용성의 칼슘이 함유된 폴리인산 유도체를 사용하여 우유를 처리하고 산유제품을 제조하면, 열안정성, 케피어의 감각수용성 특성이 향상되고 유효 기간이 증가하지만, 우유의 맛을 향상시키지는 않는다 (더 나쁘게 하지도 않는다). 실시예 3에서는, 폴리인산의 유도체가 제시된 것보다 대략 10 배 더 적은 양으로 사용되면, 열안정성이 향상되지 않고, 미각은 변하지 않으나, 우유 및 케피어의 유효 기간은 유사체, 프로토타입에 비해서는 증가한다. 실시예 5에서는, 리터 당 0.1 g의 폴리인산 유도체의 과잉 용량 (리터 당 총 0.8 g)을 사용하면, 우유의 열안정성이 향상되고, 우유 및 산유제품의 유효 기간이 증가하지만, 감각수용성 특성은 감소한다. 폴리인산의 불용성 유도체 (실시예 9, 11, 13)는 유효 기간을 증가시키지만, 제품의 맛을 더 나쁘게 한다. 살균 온도를 제시된 것보다 더 높게 설정하면 (실시예 9), 과잉살균한 우유의 맛이 나타난다. 따라서 일단의 과제는 본 발명의 지시사항 내에서만 해결되며, 이는 청구범위에서 독립적인 항목으로 반영되었다. 이 모두를 위해, 본 발명의 실시에 대한 변형예에 따라, 최선의 변형예와 비교하여 해결된 과제 내에서 더 낫거나 더 좋지 못한 결과를 볼 수 있다. 따라서 유효 기간이 상당히 증가하고 (22 내지 30일) 열안정성 (카테고리 I)이 증가할 때, 가장 효과적인 것은 우유 중 양호한 가용성의 폴리인산 유도체 (표의 6번째 열의 wd 참조)를 부가된 정량적 범위 내에서 취하고, n의 낮은 값은 1 내지 25인 변형예인 것으로 추정된다. 그러한 것은 실시예 2, 4, 7, 10, 14 및 일부 기타 예이다. 우유 및 산유제품의 감각수용성 특성을 향상시키는 차원에서는, 최선의 것은 최소량의 폴리인산 유도체를 부가된 정량적 범위 내에서 사용하는 변형예인 것으로 추정된다. 어떤 경우에서도 프로토타입과 비교하면, 우유의 유효 기간 및 열안정성의 수치에 상당한 증가가 있고, 우유 및 산유제품의 감각수용성 특성이 향상된다.
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[표 1]
Figure 112007016883917-pct00001
Figure 112007016883917-pct00002

Claims (11)

  1. 우유를 살균 및 균질화 처리하고, 발효제를 직접 부가하는 방식으로 우유를 발효시키고, 병 주입 및 포장하고, 자동온도조절로 유지하여 발효시키고, 냉각시키고, 숙성시키는 것을 포함하는 산유제품(sour milk product)의 제조 방법으로서, 우유 처리 공정 및 하기의 산유제품 제조 과정이 리터 당 0.4 내지 0.7 g의 양의 하기 화학식의 우유-가용성 폴리인산 유도체의 존재 하에서 수행되고:
    HO-[PO3X]n-PO3X2
    [식 중, X는 소듐, 또는 포타슘, 또는 칼슘, 또는 마그네슘, 또는 수소, 또는 암모늄의 이온을 나타내고, 30 ≥ n ≥ 1이다], 우유 처리는 이중 살균으로 수행되고, 병 주입 및 포장은 제 2 살균 전에 68 내지 72℃에서 밀봉과 함께 수행되고, 그런 다음에 밀봉된 우유는 12 내지 37℃로 냉각되고, 상기 온도에서 30분 이상 방치하고, 68 내지 72℃로 가열된 우유를 상기 시간 방치한 후, 제 2 균질화를 행하고, 발효제는 탈압 시에 밀봉된 우유 내로 부가되며, 발효제를 부가한 후에 포장품을 최종 밀봉한 영역을 자외선 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    발효제를 부가한 후에 진탕 방법에 의해 밀봉된 제품을 교반하는 것을 특징으로 하는 산유제품의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    살균된 채소, 또는 과일 또는 장과 또는 기타 속재료의 조각을, 우유 및 이를 기반으로 하는 산유제품에 대해서는 68 내지 72℃에서, 우유 스튜 (stewed milk) 및 이를 기반으로 하는 제품에 대해서는 스튜를 끓이는 온도에서, 제 1 살균 후에 우유 내로 부가하는 부가적 과정을 특징으로 하는 산유제품의 제조 방법.
  4. 분산 (균질화) 및 살균을 이중 살균으로 합한 공정, 밀봉이 수반된 병 주입을 포함하는 우유 처리 방법으로서,
    우유 처리가 1 리터 당 0.4 내지 0.7 g의 양의 하기 화학식의 우유-가용성 폴리인산 유도체의 존재 하에서 수행되고:
    HO-[PO3X]n-PO3X2
    [식 중, X는 소듐, 또는 포타슘, 또는 칼슘, 또는 마그네슘, 또는 수소, 또는 암모늄의 이온을 나타내고, 30 ≥ n ≥ 1이다]; 제 1 살균 후에 우유가 68 내지 72℃에서, 음용 우유에 대해서는 15 분 이상, 산유제품에 대해서는 5 분 이상 유지되고; 밀봉이 수반된 병 주입은 상기 유지 온도로 유지한 후에 수행되고, 그 후 밀봉된 우유가 12 내지 37℃로 냉각되고, 이 온도에서 30 분 이상 유지되며; 제 2 살균은 상술한 유지 후에 68 내지 72℃로, 초당 10℃ 이상의 속도로 우유를 가열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 산유제품의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    버터 지방 소구체(globule)의 크기가 0.5 mcm 이상이 될 때까지 분산 (균질화)를 수행하는 것을 특징으로 하는 우유 처리 방법.
  6. 기술적 조작의 순서대로 이송장치 시스템에 의해 순차적으로 연결된, 균질화기로 우유를 처리하는 장치, 살균 플랜트, 발효제를 직접 부가하는 장치, 밀봉 장치가 수반된 병 주입 장치, 자동온도조절 챔버, 및 냉각 챔버를 포함하는 산유 제조 라인으로서,
    우유 처리가 1 리터 당 0.4 내지 0.7 g의 양의 하기 화학식을 갖는 폴리인산 유도체 수용액 또는 분산액을 제조하기 위한 부가적 저장소가 있고,
    HO-[PO3X]n-PO3X2
    [식 중, X는 소듐, 또는 포타슘, 또는 칼슘, 또는 마그네슘, 또는 수소, 또는 암모늄의 이온을 나타내고, 30 ≥ n ≥ 1이다], 상기 부가적 저장소는 분산기의 유입구와 연결되고, 상기 장치는 우유를 68 내지 72℃로 유지하기 위한 저장소가 장착되어 있고, 그 유입구는 분산기의 유출구에 연결되며, 그 유출구는 병 주입 장치에 연결되어 있고, 냉각기는 우유를 12 내지 37℃로 유지하도록 형성되어 있고 병 주입 장치 후에 설치되어 있고, 상기 우유 처리 장치에 장착된 정치 저장소는 12 내지 37℃의 우유를 제공하고, 이차 균질화를 위한 터널 장치를 구비하고, 밀봉장치와 함께 병 주입 장치는 발효제를 직접 부가하는 장치 전에 설치되고, 상기 발효제를 직접 부가하는 장치는 탈압 장치에 의해 보충되고, 발효제를 직접 부가하는 장치 이후에 설치된 최종 밀봉 장치는 발효제를 부가하는 영역을 따라 자외선 방열기가 설치된 것을 특징으로 산유 제조 라인.
  7. 제6항에 있어서,
    발효제를 부가하는 장치와 자동온도조절 챔버 사이에 설치된 진탕 벨트 컨베이어로 형성된 우유를 발효제와 함께 교반하는 장치가 장착된 것을 특징으로 하는 산유 제조 라인.
  8. 제6항에 있어서,
    병 주입 장치 후의 이송장치의 설계가 벨트 컨베이어로 구성된 것을 특징으로 하는 산유 제조 라인.
  9. 기술적 조작의 순서대로 설치되고 이송장치 시스템에 의해 순차적으로 연결된, 재순환 저장소, 살균 플랜트가 수반된 분산기, 밀봉 장치가 수반된 병 주입 장치, 냉각 챔버를 포함하고; 분산기의 유출구는 재순환 저장소의 유입구에 연결되어 있고, 재순환 저장소의 유출구는 분산기의 유입구에 연결되어, 분산기를 통해 우유의 반복 순환의 폐쇄 회로를 제공하는 우유 처리 장치로서,
    1 리터 당 0.4 내지 0.7 g의 양의 하기 화학식의 폴리인산의 유도체의 수용액 또는 분산액을 위한 부가적 저장소가 있고:
    HO-[PO3X]n-PO3X2
    [식 중, X는 소듐, 또는 포타슘, 또는 칼슘, 또는 마그네슘, 또는 수소, 또는 암모늄의 이온을 나타내고, 30 ≥ n ≥ 1이다]; 상기 부가적 저장소는 분산기의 유입구에 연결되어 있고, 상기 장치에는 우유를 68 내지 72℃에서 유지하는 저장소가 장착되어 있고, 상기 부가적 저장소의 유입구는 분산기의 유출구에 연결되고, 그 유출구는 병 주입 장치 및 냉각기에 연결되고, 냉각기는 우유를 12 내지 37℃로 냉각시키도록 설계되어 있고 병 주입 장치 후에 설치되며; 우유를 가공하는 장치에는 우유의 온도를 12 내지 37℃로 제공하는 정치 저장소 (setting reservoir) 및 이차 살균 터널 장치가 장착되어 있고, 68 내지 72℃로 초당 10℃의 우유 가열 속도를 갖는 UHF 방열기가 벨트를 따라 설치된 이송장치 벨트가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 우유 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    저장소가 교반 장치로서 설계되거나, 또는 열 담체의 흐름에 연결된 재킷으로 대체되는 것을 특징으로 하는 우유 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    저장소가 통로 유형의 유압식 냉각 터널로서 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 우유 처리 장치.
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