KR101411629B1

KR101411629B1 - 굴각유래 발효칼슘 분말의 제조방법 및 그 제품

Info

Publication number: KR101411629B1
Application number: KR1020120045554A
Authority: KR
Inventors: 정용진; 장세영; 박난영
Original assignee: 주식회사 케이엠에프
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2014-06-24
Anticipated expiration: 2032-04-30
Also published as: KR20130122314A

Abstract

본 발명은 굴각을 원료로 하여 소성과정이 없는 친환경적 발효공법을 이용한 불용성 발효칼슘 제조방법과 그 분말제품을 제공하는 뛰어난 효과가 있어 건강보조식품소재로 이용할 수 있다.

Description

굴각유래 발효칼슘 분말의 제조방법 및 그 제품{A fermantated calcium powder from oyster shells and manufacturing method of the same}

본 발명은 천연 발효칼슘의 제조방법 및 그 제품에 관한 것으로 더욱 상세하게는 소성 공정이 없는 친환경 굴각유래 발효칼슘 제조방법에 관한 것이다.

칼슘은 체내에서 골격과 치아의 형성, 혈액응고, 근육의 수축이완, 신경 전달 작용, 신경흥분의 조절, 세포막의 투과성 조절, 비타민 B12의 흡수, 세포막의 융합 및 분열, 골다공증 등의 골 질환뿐만 아니라 고콜레스테롤증, 동맥경화, 고지혈증, 고혈압 등의 발생을 감소시키는데도 중요한 식의약 소재이다. 최근 전 세계적으로 칼슘강화식품의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 칼슘이 강화되는 식품군의 품목수가 해마다 꾸준히 증가하는 추세이다.

현재 국내에서 상용되는 칼슘제로는 화학적 합성품(탄산칼슘, 젖산칼슘, 구연산칼슘 등)과 수입 천연칼슘제(해조칼슘, 유청칼슘)가 대표적이며, 천연칼슘제는 80% 이상을 수입에 의존하고 있는 실정이다. 국내산 천연칼슘소재로 활용 가능한 조개, 굴각, 불가사리 및 난각류가 매년 막대한 양이 수거되고 있으나 그 활용도는 매우 낮고, 처리비용 및 환경오염 발생으로 이에 따른 활용방안이 절실히 필요한 실정이다.

굴 패각은 천연칼슘제로 주성분은 탄산칼슘으로 다각적인 활용이 가능한 재료이나 제품생산은 미흡한 실정으로 굴 패각을 활용한 식품 및 산업용 칼슘제의 산업화는 친환경적 고부가가치 산업이다. 일본에서는 칼슘제 원료, 닭사료첨가제, 수질정화제, 분필제조 등으로 활용되고 있으나 국내 제품개발은 닭사료에 일부 사용되고 있는 실정이다. 현재까지 패각을 이용하여 고급 침강성 탄산칼슘의 제조, 난각을 이용한 난각칼슘분 제조 및 불가사리를 이용한 인산칼슘 제조에 관한 연구가 보고되었으나 활용도가 낮고 제조원가가 높아 상용화가 어려운 실정이다.

불용성 천연칼슘소재들은 600-900℃ 회화로에서 소성공정을 거쳐 제조되어 에너지 사용량이 높으며, 탄소발생량이 많아 친환경적이지 못하다. 현재 상용되고 있는 천연칼슘소재들은 대부분 불용성으로 칼슘이용율이 낮고 칼슘첨가식품의 생산공정 중 침전, 변색, 제품 간의 칼슘함량 불균일 뿐만 아니라 재결정화되어 생산현장의 CIP(cleaning in place)에 심각한 문제를 발생시키고 있다. 천연칼슘소재의 차별화 및 친환경적 가공공정의 개발이 절실히 요구된다.
[선행기술문헌]
일본 공개특허공고 특개 2007-63080(2007.03.15 공개)

따라서 본 발명의 목적은, 발효공정을 이용한 굴각유래 발효칼슘 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 굴각을 이용한 천연칼슘제 제조공정의 문제점인 소성공정에 의한 고에너지 소비와 높은 탄소배출량에 관한 환경문제를 해결하는 데 있다.

본 발명의 상기 목적은 굴각을 1차 세척한 후에 분쇄기를 이용하여 조분쇄하는 단계와; 상기에서 얻은 분쇄 굴각을 셀룰라아제(cellulase) 및 발효생균제(Acetobacter pasteurianus KFC 819; KCTC 10173BP)를 포함하는 발효배지에서 발효하는 단계와; 상기에서 얻은 발효굴각을 2차 세척한 후에 건조하여 건조 발효굴각을 제조하는 단계와; 상기 제조한 건조 발효굴각에 포함된 이물질을 선별하여 제거하는 단계와; 상기 이물질이 제거된 건조 발효굴각을 살균한 후에 건조하여 불용성 발효칼슘 분말을 제조하는 단계와; 상기 불용성 발효칼슘 분말을 이용한 시제품을 생산하는 단계를 통하여 달성하였다.

본 발명은 굴각을 원료로 하여 천연 발효칼슘의 제조방법을 제공하는 효과가 있다. 또 소성과정이 없는 친환경적 발효법을 이용한 불용성 발효칼슘 제조방법을 제공하는 효과가 있으며, 상기 불용성 발효칼슘이 유효성분으로 함유된 천연 발효칼슘제를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 불용성 발효칼슘 전체 제조공정에 관한 모식도이다.
도 2는 본 발명 불용성 발효칼슘의 제조 공정도이다.
도 3은 본 발명 불용성 발효칼슘의 건식분쇄 조건에 의한 칼슘의 입도이다.
도 4는 본 발명 불용성 발효칼슘의 건식분쇄 조건 2에 의한 칼슘의 입도이다.
도 5는 본 발명 불용성 발효칼슘의 일반성분 분석표이다.
도 6은 본 발명 불용성 발효칼슘의 중금속 함량 분석표이다.

본 발명에 사용된 굴각은 경상남도 거제시에서 생산된 굴각을 사용하였다. 굴각 발효에 사용된 발효배지(pH 5.0)는 발효배지 전체 100중량%에 대하여 정제수가 80중량%이며, 포도당 5중량%, 맥아 3중량%, 영양원(효모추출물) 1중량%, 셀룰라아제 1중량%, 발효생균제(Acetobacter pasteurianus KFC 819; KCTC 10173BP) 10중량% 조성으로 제조하였다. 상기 굴각의 분쇄는 건식미분쇄기(air mill, 500 kg/hr, 한성분체기계, 경기도 광주, 대한민국)를 사용하였다.

상기 본 발명의 공시재료로 사용한 원료 굴각의 크기는 약 10-15 cm를 나타내었으며, 홍합, 가리비 등의 이종 패각류와 이물질(해조류, 흙 등)이 다량 섞여 있으므로, 불용성 발효칼슘 생산공정중 선별 및 세척공정을 통하여 기타 패각류 및 이물질을 제거하였다. 본 발명 불용성 발효칼슘 제조의 전체 생산공정은 도 1에 모식화 하였으며, 상기 굴각의 전처리 및 본 발명 불용성 발효칼슘 생산 공정별 수분함량, 일반세균수 및 대장균수는 하기 표 1과 같다. 세척공정 후 굴각의 수분함량은 28%로 나타났으며, 발효공정을 거치면서 32%로 증가하였다. 24시간 건조하였을 때 수분함량은 13%로 나타났다. 일반세균수는 공정을 거치면서 감소하는 경향으로 24시간 건조 후 굴각 g당 2,000 마리로 나타났다. 대장균은 1차 세척과정에서 150마리가 검출되었으나 발효 및 건조 공정을 거치면서 검출되지 않는 것으로 나타났다.

굴각 생산공별 수분함량, 일반 세균수 및 대장균 수

가공공정	수분함량	일반 세균수	대장균
1차 세척공정	28%	8.010⁵ CFU/g	1.510² CFU/g
발효공정	32%	1.410⁵ CFU/g	N.D.
건조공정	13%	2.010³ CFU/g	N.D.

본 발명 불용성 발효칼슘의 생산공정을 총 4차에 걸쳐 수행하였으며 각각의 공정과정에서 제시되는 문제점을 개선하여 최종 생산공정을 완성하였다.

이하, 본 발명의 구체적인 내용을 바람직한 실시예와 실험예를 통하여 상세히 설명하나, 하기 실시예 및 실험예에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1> 본 발명 불용성 발효칼슘 생산을 위한 발효굴각 전처리 공정 설정

본 발명 불용성 발효칼슘의 제 1차 생산공에서 조원료 굴각은 크기 10-15 cm의 굴 원각을 사용하였다. 상기 굴 원각의 이물질의 함량이 높아 이물질 선별 공정을 3회 진행하였으며, 1차 세척된 굴 원각은 발효용기에 약 16-17 kg가 소분되는 것으로 나타났으며, 2차 세척공정은 시간당 300-350 kg가 처리되었으며, 건조 채반의 굴 원각 소분량은 10-11 kg로 나타났다. 상기 세척한 굴각의 발효는 굴각 1.6 톤에 발효배지를 첨가하여 24시간 및 48시간 동안 각각 발효시켰다. 상기 24시간 동안 발효한 후에 건조한 발효굴각량은 하기 표 2과 같이 1.277 톤이 생산되었으며, 생산수율은 약 80%를 나타났다. 또, 48시간 동안 발효한 발효굴각의 생산량은 1.195 톤이었으며, 생산수율은 약 75%를 나타났다. 상기 결과는 발효시간이 길어지면서 불용성 굴각의 일부가 수용화 되면서 생산량이 조금 감소한 것으로 사료되며, 상기 24시간 또는 48시간 발효 얻은 발효물의 수분함량은 8.28%와 8.44%로 발효시간에 따른 큰 차이는 없었다. 상기 발효물의 포장은 bag당 발효굴각 300-400 kg가 주입이 가능하였다.

발효시간에 따른 본 발명 불용성 발효굴각 생산량

발효시간	굴각 원료량(톤)	발효굴각량(톤)	생산수율(%)	수분함량(%)
24시간	1.6	1.277	약 80%	8.28
48시간	1.6	1.195	약 75%	8.44

< 실시예 2> 본 발명 불용성 발효칼슘 생산을 위한 굴각 발효시간 공정 설정

상기 본 발명 <실시예 1>의 결과를 반영하여 하기 표 3과같이 본 발명 불용성 발효칼슘 생산공정을 개선하였고 본 발명의 발효시간 공정을 설정하기 위한 생산을 수행하였다.

굴각을 이용한 불용성 발효칼슘 생산공정 개선사항 및 변경사항

원료 및 공정	변경사항
원료 및 공정	1차 생산조건	2차 생산조건
굴각 전처리	굴 원각	조분쇄 굴각
발효용기 소분량	16-17 kg/box	26-28 kg/box
2차세척 시간 및 처리량	시간당 300-350 kg, 10분/회	시간당 375-437 kg, 8분/회
체반소분량	10-11 kg/건조 채반	15-16 kg/건조 채반
포장량	300-400 kg/bag	400-500 kg/bag

본 발명 불용성 발효칼슘의 발효시간을 설정하기 위한 생산공정을 실시하였다. 본 발명 <실시예 2>에서는 굴각을 조분쇄하여 본 발명의 공시재료로 사용하였고, 상기 조분쇄 굴각을 이용하여 발효한 발효굴각의 회수율은 하기 표 4과 같았다. 상기 조분쇄 굴각을 발효 후에 분쇄 발효굴각의 건조조건에 따른 수분함량 변화를 조사하기 위하여 건조 채반의 위치(상, 중, 하)와 채반 내부 굴각 위치(상, 중, 하)를 구분하여 건조시간(6, 7, 8, 24시간)에 따라 수분함량을 측정하였고 발효 후 조분쇄 발효굴각의 수분함량은 21.09%로 나타났다. 하기 표 5와 같이 건조공정 중 조분쇄 발효굴각의 수분함량은 전반적으로 채반 중부에서 가장 높게 나타났으며, 하부 및 상부 순으로 낮게 나타났다. 채반 내 발효굴각의 위치도 중부에서 수분함량이 가장 높게 나타났으며, 하부, 상부 순으로 수분함량이 낮게 나타났다. 따라서 수분함량이 가장 높은 채반위치 중부와 채반 내 발효굴각 중부의 수분함량을 측정하여 조분쇄 발효굴각의 건조정도를 파악할 수 있다. 24시간 후 채반위치 상부, 발효굴각 위치 중부의 수분함량은 5.79%로 가장 낮게 나타났으며, 중중은 9.95%, 하중은 8.61%로 평균 수분함량은 8.12%로 나타났다. 따라서 조분쇄 발효굴각의 건조조건은 건조 온도 80℃에서 24시간 건조하여 수분함량을 8-9%로 품질규격을 설정하였으며, 발효굴각을 건식미분쇄 한 후 수분함량 변화를 조사하여 발효굴각의 건조조건을 설정하였다.

조분쇄 굴각을 이용한 본 발명 발효굴각의 발효시간에 따른 생산량

발효시간	굴각 원료량(톤)	발효굴각량 (톤)	생산수율(%)
24시간	2.61	2.041	약 78% 수율
36시간	2.75	2.072	약 75% 수율
48시간	2.79	1.905	약 68% 수율

건조시간에 따른 본 발명 발효굴각의 수분함량

건조온도()	건조시간(hr)	수분함량(%) (건조 체반 위치, 건조 체반 내 굴각위치)
80	6	상상	중상	하상
80	6	7.92	10.7	8.59
80	7	상중	중중	하중
80	7	7.68	13.88	13.36
80	8	상하	중하	하하
80	8	9.36	11.67	10.27
80	24	상중	중중	하중
80	24	5.79	9.95	8.61

< 실시예 3> 본 발명 불용성 발효칼슘 생산을 위한 굴각의 멸균 공정 설정

상기 본 발명 <실시예 1> 내지 <실시예 2>의 결과를 반영하여 하기 표 6과 같이 본 발명 불용성 발효칼슘 생산공정을 개선하였고 본 발명의 살균공정 조건을 설정하기 위한 생산을 수행하였다.

본 발명 굴각을 이용한 발효굴각 생산공정 개선사항 및 변경사항

원료 및 공정	변경사항
원료 및 공정	2차 생산조건	3차 생산조건
살균공정	살균공정 업음	살균기 설치 /살균공정 추가

1차 생산된 발효굴각은 일반미생물이 2,000마리 이하이며, 대장균은 검출되지 않았으나, 2차 생산된(7-9월에 생산) 발효굴각은 하기 표 7과 같이 일반미생물은 900-16,000마리 정도로 급격하게 증가하였으며, 대장균도 다량 검출되었다. 3차 생산공정 개선은 본 발명 발효굴각의 미생물 안전성을 위하여 살균공정을 추가하여 실시하였다. 식품에 있어 일반미생물 기준은 1 g당 1,000마리 이하이며, 대장균은 검출되어서는 안된다. 상기와 같은 이유로 본 발명 불용성 발효굴각의 미생물 수를 감소시키기 위하여 살균기를 설치하여 95℃에서 살균조건[(6단, 46초), (5단, 1분 5초), (4단, 1분 40초), (3단, 2분 20초), (2단, 4분 10초), (1,5단, 6분 10초)]에 따른 발효굴각의 미생물 수를 조사하였다.

7-9월 본 발명 발효굴각의 일반 미생물 및 대장균 검사

항 목	기 준	결 과	판 정
발효굴각-1	일반미생물1 g당 1,000마리 이하	1.010⁴CFU/g	부적합
		6.110³CFU/g
	대장균 미검출	1.610³CFU/g	부적합
		9.110²CFU/g
발효굴각-2	일반미생물1 g당 1,000마리 이하	6.210⁴CFU/g	부적합
		4.510⁴CFU/g
	대장균 미검출	1.310⁴CFU/g	부적합
		1.310⁴CFU/g
발효굴각-3	일반미생물1 g당 1,000마리 이하	7.010⁴CFU/g	부적합
		1.410⁴CFU/g
	대장균 미검출	1.310⁴CFU/g	부적합
		3.210³CFU/g

상기에서 실시한 95℃ 조건에서의 살균 결과는 하기 표 8과 같이 대장균은 모든 살균 구간에서 검출되지 않아 열처리로 사멸이 가능한 것으로 나타났다. 일반미생물은 체류시간이 길어질수록 점차 감소하는 경향으로 살균조건 1.5단(6분 10초)에서 600 CFU/g으로 기준에 적합하였다. 이러한 결과는 굴각 원료에는 일반 미생물과 대장균이 일부 존재하지만 발효, 세척 및 건조과정을 거치면서 대부분 사멸되어 기준치에 적합하였으나, 7-9월에 기온이 올라가면서 굴각 원료 자체의 미생물 수가 급격히 증가되어 생산된 발효굴각의 미생물이 증가된 것으로 생각된다. 본 발명 발효굴각의 미생물을 개선하기 위해서는 살균공정과 더불어 이물질과 미생물 수가 적은 굴각 원료를 선택하였다.

멸균조건에 따른 본 발명 불용성 발효굴각의 미생물 변화

살균 조건	살균시간	일반미생물(CFU/g)	대장균군(CFU/g)
Control	0	12,000	1,000
5단	1분 5초	9,100	0
4단	1분40초	8,400	0
3단	2분20초	3,500	0
2단	4분10초	1,600	0
1.5단	6분10초	600	0

< 실시예 4> 본 발명 불용성 발효칼슘 생산을 위한 발효굴각 최종 생산공정 설정

본 발명 불용성 발효굴각의 이물질 및 미생물의 안정성을 확보하기 위하여 굴각 양식에 씨굴각으로 사용되는 종패용 굴각으로 원료를 교체하여 생산공정 및 미생물 특성을 1월에 조사하여 불용성 발효칼슘의 최종 생산 공정을 설정하였고 하기 표 9 에 정리하여 나타냈다.

굴각을 이용한 본 발명 불용성 발효굴각 생산공정의 최종 개선사항 및 변경사항

원료 및 공정	변경사항
원료 및 공정	3차 생산조건	4차 생산조건
원료 교체	일반 굴각	종패용 굴각
이물질 선별 공정	발효 전 2회 선별	발효 전 선별공정 없음
2차 세척시간 및 처리량	시간당 375-437 kg, 8분/회	시간당 600-700 kg, 5분/회
살균공정	1.5단, 6분 10초	5단, 1분 5초

본 발명 불용성 발효굴각의 이물질 및 미생물의 안전성을 확보하기 위하여 굴각 양식에 씨굴각으로 사용되는 종패 굴각으로 원료를 교체하여 생산공정 및 미생물 특성을 1월에 조사하였다. 굴각 양식에 씨굴각으로 사용되는 굴각 종패는 이물질 등을 제거하고 세척공정을 한 것으로 미생물적인 안전성을 확보되지만 일반 굴각에 비해서 가격이 비싼 단점이 있다. 일반 굴각을 이용하여 살균 생산된 발효굴각과 종패용 굴각 원료의 미생물 특성을 조사한 결과 표 10과 같이 대장균은 모든 검출되지 않았으며, 일반미생물은 살균 생산된 굴각이 1.84×102 CFU/g로 나타났으며, 굴각 종패는 2.02×102 CFU/g로 조금 높게 나타났다. 따라서 종패용 굴각을 이용하여 발효굴각을 생산할 경우 미생물수는 더 감소할 것으로 사료된다. 본 실시예 4차 생산공정의 개선사항은 상기 표 9과 같이 이물질 함량이 매우 낮은 종패용 굴각을 사용함으로써 이물질 식별공정을 거치지 않아서 작업효율을 높일 수 있었다. 또한 2차 세척 및 처리시간도 회당 5분으로 단축 시켜 생산효율을 높일 수 있었다. 살균공정도 기존 1.5단(6분 10초)에서 5단(1분 5초)로 작업시간을 단축시켰다.

본 발명 불용성 발효굴각의 미생물 검사 결과

항 목	기 준	결 과	판 정
살균 생산된 발효굴각	일반미생물1 g당 1,000마리 이하	1.8410²CFU/g	적합
살균 생산된 발효굴각	대장균 미검출	불검출	적합
굴각용 종패	일반미생물1 g당 1,000마리 이하	2.0210²CFU/g	적합
굴각용 종패	대장균 미검출	불검출	적합

< 실시예 7> 본 발명 불용성 발효칼슘 시생산

본 발명 불용성 발효칼슘의 시생산을 수행하였으며, 제조된 상기 시제품의 수분함량, 일반미생물, 대장균의 수를 측정하여 제품평가를 수행하였다.

실험예 1. 수분함량

칼슘의 수분함량은 적외선 수분측정기(FD-240, Kett Co. Ltd., Japan)를 이용하여 측정하였다.

실험예 2. 일반미생물 및 대장균군

본 발명 불용성 발효칼슘은 멸균백(JS-010, 18*30 cm, 진성유니택, 서울, 대한민국)을 이용하여 희석액을 제조하여 사용하였다. 총균수는 칼슘 희석액을 plate count agar(Difco, U.S.A.)배지에 접종하여 30℃에서 48시간 평판배양한 후 생성된 colony를 계측하였다. 이때 30∼300개의 집락이 형성된 것을 선택, 3회 반복 측정하여 평균값을 구해 시료액 mL당 colony forming unit(CFU/mL)로 표시하였다. 대장균군은 desoxycholate lactose agar (Difco, U.S.A.)배지를 이용하여 검액 1 mL를 petri dish에 넣고 배지를 주입한 후 균질화하여 응고시키고 중층배지를 부어 재응고 시킨 다음 37℃에서 1～2일간 배양하여 적색의 집락을 계수하였다.

본 발명 불용성 발효굴각을 이용한 불용성 발효칼슘 1차 시생산

본 발명 불용성 발효칼슘 1,000 kg을 이용하여 불용성 발효칼슘의 1차 시생산을 실시하였으며, 칼슘함량, 수분함량, 미생물 수 등의 품질특성을 조사하였다. 그 결과 하기 표 11와 같이 칼슘함량은 39.73%로 나타났으며, 수분함량은 1.57%로 낮게 나타났다. 입도는 21 μm로 나타났으며, 대장균군은 음성이고 일반 미생물은 480마리로 나타나 모든 품질규격에 적합한 것으로 나타났다. 생산수율은 92% 이상으로, 이것은 분쇄전 발효굴각의 수분함량이 8%이지만 분쇄 후 1.57%로 낮아지면서 생산량이 감소한 것으로 나타났다. 생산수율을 높이기 위해서는 발효굴각의 수분함량을 5% 이하로 건조하는 것이 바람직하다.

본 발명 불용성 발효칼슘 1차 시생산 제품의 품질평가표

항 목	품질규격	1차 시생산 불용성 발효칼슘	판정
원 료	굴패각(국내산) 100%	굴패각(국내산) 100%	적합
성 상	백색의 분말	백색의 분말	적합
수분함량	5% 이하	1.57%	적합
입 도	300 mesh 이상(45 μm 이하)	21 μm	적합
칼슘함량	38% 이상	39.73	적합
대장균군	음성	음성	적합
일반세균수	1 g당 1,000마리 이하	480 마리	적합

본 발명 불용성 발효칼슘 을 이용한 불용성 발효칼슘 2차 시생산

발효굴각 1,000 kg을 이용하여 불용성 발효칼슘의 2차 시생산을 실시하였으며, 칼슘함량, 수분함량, 미생물 수 등의 품질특성을 조사하였다. 원료 굴각의 수분함량은 건조조건을 개선하여 3-4%로 나타났다. 하기 표 12과 같이 칼슘함량은 38.40%로 나타났으며, 수분함량은 0.8%로 1차 시생산 제품에 비해서 낮게 나타났다. 입도는 19 μm로 나타났으며, 대장균군은 음성이고 일반 미생물은 400마리로 나타나 모든 품질규격에 적합한 것으로 나타났다. 생산수율은 96% 이상으로 나타나 1차 시생산에 비해서 생산수율과 품질을 향상시킬 수 있었다.

본 발명 불용성 발효칼슘 2차 시생산 제품의 품질평가표

항목	품질규격	2차 시생산 불용성 발효칼슘	판정
원 료	굴패각(국내산) 100%	굴패각(국내산) 100%	적합
성 상	백색의 분말	백색의 분말	적합
수분함량	5% 이하	0.8%	적합
입 도	300 mesh 이상(45 μm 이하)	19 μm	적합
칼슘함량	38% 이상	38.40	적합
대장균군	음성	음성	적합
일반세균수	1 g당 1,000마리 이하	400 마리	적합

< 실시예 8> 본 발명 불용성 발효칼슘의 성분 분석

실험예 3. 칼슘함량

본 발명 불용성 발효칼슘의 칼슘함량은 상기 시료 10 g을 회화로(F62730, USA)에서 600℃로 회화시킨 후 6 N HCl 10 mL을 가하여 하루 동안 용해시켰다. 용해액을 여과지(Whatman No. 1)로 여과하여 100 mL로 정용한 후 ICP-AES(Jobin-Yvon JY38S, France)를 이용하여 분석하였다. 분석조건은 frequency 40.66 MHz, plama gas flow 12 L/min, sheath gas flow 0.2 L/min, sample flow rate 1 mL/min, wavelength 393.3 nm로 하였다.

본 발명 불용성 발효칼슘의 미네랄 함량을 조사한 결과 하기 표 13과 같이 칼슘함량은 약 45%로 나타났으며, 칼슘 이외에도 마그네슘, 칼륨, 인, 철, 망간, 아연, 구리 및 코발트 등이 검출되었으며, 니켈은 검출되지 않았다.

본 발명 불용성 발효칼슘의 미네랄 함량

미네랄 종류	함량(mg/100 g)	미네랄 종류	함량(mg/100 g)
칼슘(Ca)	45,852.6138	철(Fe)	3.5119
		망간(Mn)	1.7381
나트륨(Na)	631.0481
		아연(Zn)	0.2318
마그네슘(Mg)	173.2429
		구리(Cu)	0.0881
인(P)	31.3121
		코발트(Co)	0.0007
칼륨(K)	25.8001
		니켈(Ni)	0.0000

실험예 4. 칼슘입도분석

본 발명 불용성 발효칼슘을 laser diffraction particle size analyzer(LS 13 320, Beckman Coulter Inc., CA. USA)를 이용하여 칼슘의 입도를 분석하였으며, 이동상 용매로 불용성 발효칼슘은 증류수를 사용하였다.

건식미분쇄기의 정량공급 인버터 2HP, 세파르타 인버터 5HP 및 FAN 인버터의 전류값에 따른 불용성 발효칼슘의 입도변화를 조사하였다. 그 결과 도 3과 같이 건식분쇄조건 1에서는 불용성 발효칼슘의 입도가 46.58 μm로 나타났다. 정량공급 인버터 2HP 설정값은 낮을수록 조분쇄기에서 원료를 밀어내어는 양이 작아지며, 이로 인해서 기류분쇄기에 들어가는 원료의 양이 작아져 입도는 낮아진다. 세파르타 인버터 5HP 설정값은 높을수록 원료 배출을 적게 하여 입자가 작아진다. Fan 인버트 25HP는 조분쇄기에서 기류분쇄기로 원료를 이동시키는 장치로 설정값이 높을수록 강한바람으로 빨아들인다. 칼슘의 입도가 작아지면 기류분쇄기에서 막히는 현상이 생기므로 설정값을 높여야 한다. 건식분쇄 조건 2에서는 정량공급 인버터 2HP 설정값을 22에서 19로 낮추었으며, 세파르타 인버터 5HP 설정값은 37에서 41로, Fan 인버트 25HP는 50에서 52로 증가시켜 불용성 발효칼슘을 분쇄하였다. 그 결과 도 4와 같이 칼슘의 입도는 12.28 μm로 나타나 건식분쇄 조건 2로 분쇄조건을 설정하였다.

실험예 5. 영양성분 및 중금속 함량

본 발명 불용성 발효칼슘의 영양성분 10종(열량, 탄수화물, 당류, 단백질, 지방, 포화지방, 트랜스지방, 콜레스테롤, 나트륨, 칼슘)과 중금속 4종(비소, 납, 주석, 카드뮴)을 경북테크노파크 대구한의대특화센터 식품위생검사소에 의뢰하여 분석하였다.

본 발명 불용성 발효칼슘의 영양성분을 조사한 결과를 도 5에 나타내었다. 당류, 지방, 포화지방, 트랜스지방, 콜레스테롤은 검출되지 않았다. 불용성 발효칼슘 100 g당 열량은 35 kcal, 단백질 1 g 미만, 나트륨 55 mg으로 나타났으며, 칼슘함량은 38.7%로 나타났다. 한편 본 발명 불용성 발효칼슘의 중금속 함량을 조사한 결과 도 6과 같이 비소, 주석, 납 및 카드륨 모두 검출되지 않았다. 중금속 기준은 수산물의 경우 납은 kg당 0.5 mg 이하, 김, 미역, 다시마 등의 카드뮴 기준은 kg당 3.0 mg 이하이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 식용 굴각을 원료로 하여 소성과정이 없는 친환경적 발효공법을 이용한 발효 칼슘분말 제조방법을 제공하는 효과가 있고 또한 상기 발효굴각을 이용하여 불용성 발효칼슘을 제공하는 뛰어난 효과가 있으므로 건강보조식품산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

굴각을 세척한 후 조분쇄하는 단계와; 상기에서 얻은 굴각을 셀룰라아제 및 발효생균제를 포함하는 발효배지에서 발효하는 단계와; 상기에서 얻은 발효굴각을 2차 세척후 건조하여 건조 발효굴각을 제조하는 단계와; 상기에서 얻은 건조 발효굴각을 살균하고 2차 건조하는 단계를 포함하는 것이 특징인 굴각 유래의 불용성 발효칼슘 분말의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 발효배지는 전체 100중량%에 대하여 정제수가 80중량%이며 포도당 5중량%, 맥아 3중량%, 효모추출물 1중량%, 셀룰라아제 1중량%, 발효생균제(Acetobacter pasteurianus KFC 819; KCTC 10173BP) 10중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 불용성 발효칼슘 분말의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항 기재의 방법으로 제조된 굴각유래의 불용성 발효칼슘 분말.
제 3항 기재 굴각 유래의 불용성 발효칼슘 분말을 유효성분으로 함유하는 것이 특징인 칼슘제 조성물.