KR101490291B1 - 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법 - Google Patents

살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

어패류 및 신선식품의 유통보관 및 저장에 사용되어 식품의 부패 및 세균증식을 예방하거나 억제하도록 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법에 관한 것으로, (a) 얼음에 살균소독 기능을 부여하기 위하여 첨가된 살균소독제로서 과산화수소와 상기 과산화수소를 안정화시키기는 은 이온을 포함시켜 마련하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 마련된 상기 과산화수소와 은이온을 혼합하여 음용수에 첨가하는 제빙용 물을 마련하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 마련된 제빙용 물을 제빙하는 단계를 포함하고, 상기 과산화수소와 은 이온은 상기 음용수에 대해 각각 과산화수소 70~400 ppm과 은 이온 0.6~20 ppm 함유되는 구성을 마련하여, 어패류 및 신선식품의 유통보관 및 저장에 사용되어 식품의 부패 및 세균증식을 예방하거나 억제할 수 있다.

Description

살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법{Ice having a disinfect function and a producing method thereof}
본 발명은 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 어패류 및 신선식품의 유통보관 및 저장에 사용되어 식품의 부패 및 세균증식을 예방하거나 억제하도록 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
얼음은 물의 고체상태를 나타내는 용어로 물이 얼어 굳어진 상태를 뜻한다. 얼음은 여름철에 더위를 면하고 음식물의 부패를 막기 위한 목적으로 오랜 전부터 사용되었다. 여름철에 얼음을 얻기 위하여 높은 산 위의 얼음을 운반하거나, 겨울철에 강이나 호수의 얼음을 빙고(氷庫)에 저장해 두었다가 사용하였다. 얼음사용의 역사는 삼국시대 천연얼음을 저장한 석빙고(石氷庫)부터 1910년 부산 수산시장에서 인조제빙을 시작한 것을 예로 들 수 있다.
얼음사용의 상업적 주된 목적은 식품의 부패방지 및 신선도 유지이다. 어패류, 생선 및 각종 신선식품의 유통보관을 위하여 사용되는 얼음은 상온 노출 시 자연현상인 열교환으로 인한 물리적 상태변화 과정을 거쳐 용융(熔融)된다. 용융현상은 흡열 반응으로 주위의 열에너지를 흡수함으로써 물 분자의 운동에너지가 증가함에 따라 물 분자 거리가 멀어지므로 고체상태의 특정한 형상이 없어지고 액체상태로 변하는 상태(狀態)변화이다.
얼음을 이용하는 신선도 유지는 저온에서 세균의 증식을 억제하는 효과를 얻기 위함이나, 주위의 열에너지 상승으로 인한 용융과 함께 저온상태유지가 어려워지며, 수분의 존재로 인하여 세균증식이 급속도로 증가하게 된다.
즉, 기존 음식물 신선유지용 얼음은 단순한 음용수를 냉동 응고시켜 고형물로 사용되기 때문에 용융 시 음식물의 신선도 유지가 지속되지 못하는 결점을 갖고 있다.
또한, 살균소독제는 차아염소산(하이포아염소산, hypochlorite)과 4급 암모늄 계열, 알콜계 등으로 구분된다. 염소계열 살균소독제는 인체 유해성 논란이 많으며, 표백제와 화장실 세정을 목적으로 많이 사용되고 있으며, 4급 암모늄은 청색으로 구강세정제 또는 변기 세정제이며, 알콜계 살균소독제는 유효농도가 60%이상에서 이상적인 살균 소독력을 발휘한다. 따라서, 이와 같은 살균 소독제는 얼음에 직접 적용하기가 곤란하다는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 수성 살균제 조성물로서, 물, 0.001wt% 내지 10.0wt%, 과산소 화합물(peroxygen) 그리고 알코올을 포함하고, 추가적으로 수성 비이클 함량에 기초하여 0.001ppm 내지 50,000ppm wt 전이 금속 또는 이의 합금이 포함되며, 조성물에는 실질적으로 알데히드가 없고, 추가적으로 또는 대안으로 전이 금속, 예를 들어 콜로이드성 은 또는 이의 합금과 같은 콜로이드성 전이 금속 형태로 될 수 있는 기술에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 전리수 생성장치를 이용하여 물을 전기분해시켜 생성된 pH 2∼6인 산성 전리수와 오존가스발생기에서 나오는 고농도 오존가스를 제1 오존혼합기(50)에서 혼합하는 오존혼합공정, 산성 전리수와 오존가스가 혼합된 상기 산성 전리 오존수를 제1 냉각 및 냉동장치로 유입하여 산성 전리오존 얼음을 만드는 산성 전리 오존수 냉동 공정을 포함하고 살균, 소독 및 악취 제거 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 산성 전리 오존 얼음 제조 방법에 대해 개시되어 있다.
또한 하기 특허문헌 3에는 초기에 투입되는 물을 전기적 또는 기계적인 방법으로 기존의 덩어리진 물 분자를 각각의 물 분자의 상태로 나누어두고, 나누어진 상태의 물분자에 오존발생부에서 발생된 오존가스를 벤츄리를 이용하여 혼합부에서 강제접촉 방식으로 순간 확산 혼합시키고, 물과 오존가스가 혼합되는 혼합부와 출구쪽에 설치된 펌프 사이에 설치된, 원형 또는 사각형으로 구성된 파이프 압력관을 통해 오존가스가 용존된 물에 압력을 가해주어 오존가스가 물속에서 완전 용해되어 물속의 오존 용존 농도가 4.0ppm이상인 고농도의 오존수가 생성되도록 하며, 펌프를 통과한 고농도의 오존수를, 냉각장치를 이용하여 오존 용존 농도가 1.0ppm이상인, 강한 살균력을 가지고 장기 보존과 살균력 유지가 가능한 고농도 오존수 살균얼음을 제조하는 방법에 대해 개시되어 있다.
대한민국 특허공개공보 제2009-0045326호(2009.05.27 공개) 대한민국 등록공개공보 제10-0772322호(2007.10.25 등록) 대한민국 특허공개공보 제2011-0122918호(2011.11.14 공개)
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 그 제조 방법이 복잡하여 얼음의 제조 비용이 증가한다는 문제가 있었다.
또 상기와 같은 종래의 기술에서는 얼음 상태에서는 살균 능력을 갖지만, 얼음이 녹아 물의 상태로 되는 경우 살균 능력을 갖지 못한다는 문제점에 대해서도 전혀 개시되어 있지 않았다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 음식물 신선유지용 얼음에 식품첨가물 살균소독제를 첨가하여 얼음이 용융되어 물이 되어도 살균소독기능을 발휘함으로써 음식물의 신선도를 유지하는 기능을 갖는 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 어패류의 신선도를 유지할 수 있고, 얼음용 물이 오염된 경우에 살균소독제를 첨가함으로써 물의 살균소독을 동시에 해결할 수 있는 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 얼음은 식품의 보관, 유통, 저장을 목적으로 사용되는 얼음 중에서 용융 후에 얼음이 녹은 물속에 살균소독 기능있는 살균소독제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 얼음에 있어서, 상기 살균소독제는 과산화수소와 과산화수소를 안정화시키기 위한 은 이온을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 얼음의 제조 방법은 (a) 얼음에 살균소독 기능을 부여하기 위하여 첨가된 살균소독제로서 과산화수소와 상기 과산화수소를 안정화시키기는 은 이온을 포함시켜 마련하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 마련된 상기 과산화수소와 은이온을 혼합하여 음용수에 첨가하는 제빙용 물을 마련하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 마련된 제빙용 물을 제빙하는 단계를 포함하고, 상기 과산화수소와 은 이온은 상기 음용수에 대해 각각 과산화수소 70~400 ppm과 은 이온 0.6~20 ppm 함유되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법에 의하면, 중성이며 무색, 무취이고 저농도에서도 살균소독 기능을 발휘하고 물(H2O)과 산소(O2)로 분해되어 친환경적이고 인체에 무해한 과산화수소를 첨가하여 제조되는 살균소독 기능을 갖는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법에 의하면, 제빙(製氷) 시 물에 식품첨가물 과산화수소와 은이온을 첨가하여 제조되므로, 특히 어패류 및 신선식품의 유통보관 및 저장에 사용되어 식품의 부패 및 세균증식을 예방하거나 억제하여 산업경제 활성과 국민건강 증진에 기여할 수 있는 기술로서 사회적으로 쓰임새가 매우 큰 효과도 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법에 의하면, 얼음을 만들기 위한 음용수에 식품첨가물로 등록허가된 살균소독제를 첨가하여 냉동과정을 거쳐 굳어진 얼음으로 저온 신선도를 유지하고 용융 시에도 액체상태의 물에 포함되어 있는 식품첨가물 살균소독제에 의해 세균증식을 억제함으로써 유통기한 및 신선도 유지를 지속시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 얼음의 제조 과정을 설명하기 위한 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 얼음의 실험 결과를 나타내는 사진,
도 3은 비교 예를 나타내는 사진.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
먼저 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법의 개념에 대해 설명한다.
본 발명에 적용되는 첨가물은 식품의약안전처 식품첨가물 기구 등의 살균소독제와 환경부 먹는 물 관리법에 의거 먹는 물의 살균소독제로 허가받은 제품(과학영농조합법인 코와산 HO-30)으로서, 대장균, 녹농균, 폐렴간균, 살모넬라균, 황색포도상구균, MRSA에 대하여 표 1과 표 2에서와 같이 공인시험기관(한국건설생활환경시험연구원 및 한국보건산업진흥원)에서 살균 소독력이 입증되었으며, 토끼 피부와 눈을 대상으로 한 자극시험에서 비자극 물질임을 한국융합화학시험연구원에서 입증하였다. 공인기관에서 입증된 살균소독제의 농도는 과산화수소 최대 400 ppm과 은 이온 최소 0.6 ppm에 대하여 표 1과 같이 입증되었고, 과산화수소 최소 70 ppm과 은 이온 최대 20 ppm에 대하여 표 2와 같이 입증되었다.
시험기관 시험균주 세균감소율
한국건설생활환경시험연구원 대장균 99.9%
녹농균 99.9%
황색포도상구균 99.9%
살모넬라균 99.9%
폐렴균 99.9%
MRSA균 99.9%
한국보건산업진흥원 대장균 105이상
황색포도상구균 105이상
시험기관 시험균주 세균감소율
한국보건산업진흥원 대장균 99.999%
황색포도상구균 99.999%
리스테리아균 99.999%
대장균 O157 99.999%
본 발명과 관련된 과산화수소와 은 이온의 혼합용액은 1970년대에 독일에서 개발되어 권리가 만료된 기술로서 Roam Chemie(벨기에), Sannocil(스위스), Accepta(영국)에서 제조생산되어 Huwa San이라는 상품명으로 판매되고 있다. 국내에서는 과학영농조합법인에서 생산하며 코와산(Kowa San)으로 판매되고 있다.
본 발명은 제빙(製氷) 시 물에 식품첨가물 과산화수소(H2O2)와 은 이온(Ag+)을 첨가하여 제조된 얼음과 그의 제조방법에 대한 것이며, 특히 어패류 및 신선식품의 유통보관 및 저장에 사용되어 식품의 부패 및 세균증식을 예방하거나 억제하여 산업경제 활성과 국민건강 증진에 기여할 수 있는 기술로서 사회적으로 쓰임새가 매우 큰 기술 가운데 하나이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 제조되는 얼음은 제빙 전 물에 첨가되는 식품첨가물 과산화수소와 은 이온의 함량은 미량으로 제빙 시 추가적인 에너지 소모가 없으며, 얼음의 색깔변화, 냄새변화 및 물리화학적 변화가 없으며 기존의 얼음과 동일한 형상 및 기능을 갖으나, 용융 시 살균 소독력을 발휘하여 기존의 얼음과는 다른 기능을 갖는 것을 특징으로 한다. 즉, 살균소독제로 첨가된 과산화수소는 물(H2O)과 산소(O2)로 분해되어 친환경적이며 인체에 무해한 식품첨가물을 첨가한 것, 과산화수소와 분자-이온 간 결합(intermolecular bond)을 이루어 과산화수소를 안정화시키고 공동작용으로 살균 소독력을 상향시키는 은 이온은 인체유해성이 논의된 바 없는 친환경 첨가물을 사용하는 것과 제빙 시에 이들이 혼합되어 있는 얼음을 제조하는 것을 창안한 것이 이 발명의 핵심 기술분야이다.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 얼음의 제조 과정을 설명하기 위한 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 얼음의 실험 결과를 나타내는 사진이며, 도 3은 비교 예를 나타내는 사진이다.
본 발명에서는 얼음을 만들기 위한 음용수에 식품첨가용 과산화수소(hydrogen peroxide; CAS No. 7722-84-1)와 과산화수소의 안정성 향상 및 살균소독력 향상제로서 식품첨가용 전해반응에 의해 생성된 은이온(Silver ions resulting from the use of electrolytically-generated silver ions; CAS No. 14701-21-4), 즉 구연산으로 안정화시킨 구연산이수소은의 이온을 첨가하여 냉각응고 얼음을 제조한다.
본 발명이 적용되는 살균소독 기능을 갖는 얼음을 사용하여 신선도를 유지할 수 있는 음식물로는 냉동/냉장 유통되는 생선류/어패류, 과일, 야채 등이다. 살균소독제로 첨가되는 식품첨가물인 과산화수소와 은 이온의 첨가량은 살균 소독력 최적농도인 70~400 ppm과 0.6~20 ppm이다.
과산화수소와 은 이온의 첨가농도는 "식품첨가물의 기준 및 규격(식약처 고시 제 2013-15호, 2013년04월05일) III. 기구 등의 살균소독제 제4. 품목별 사용기준"에 명시된 「유가공용 기구」 및 「식품의 제조, 가공용 기구」,「식품접객용 기구, 집단급식소용 기구 」에 사용되는 농도 이하이다.
살균소독제가 첨가된 물의 어는점 내림은 첨가량이 극히 미량이므로 물의 어는점 내림 상수(K f = 1.86℃/몰랄)를 적용하면 과산화수소와 은 이온이 첨가된 물의 어는점은 0.0023℃가 낮아지므로 물을 얼리는데 큰 에너지 손실이 거의 없다.
Figure 112013081983917-pat00001

본 발명에서는 과산화수소와 은 이온이 고농도로 함유되어 있는 코와산 HO-30을 사용하여 살균 소독력이 공인기관에서 입증된 최적농도인 과산화수소 70~400 ppm과 은 이온 0.6~20 ppm이 되도록 희석하여 얼음을 만들 물을 제조한 후, 살균소독제가 함유한 물을 얼려서 얼음으로 만들고 얼음이 녹은 후에 함유되어 있는 살균소독제가 살균 소독력을 유지하고 있는지 확인하기 위하여 일반 물을 사용하여 만든 얼음과 비교하였다.
얼음의 살균 소독력 유무(有無)를 확인하기 위하여 단체급식소 주방에서 사용하는 행주를 대상으로 살균 소독력을 비교하였다. 사용 후 전처리(살균소독)하지 않은 행주를 멸균된 가위를 사용하여 1g씩 조각을 만들고, 살균소독제가 함유된 얼음 50g이 담긴 비커에 넣어 상온에 보관하였다. 같은 질량의 행주 조각을 일반 얼음 50g이 담긴 비커에 넣고 상온에 보관하였다.
행주에 있는 미생물의 성장을 확인하기 위하여 준비된 배지는 trytone 1 g, yeast extract 0.5 g, NaCl 0.5 g, agarose 1.5 g을 증류수 100 ㎖에 넣어 혼합 후 멸균하여 사용하였다.
얼음이 들어 있던 비커에 녹은 물 200 ㎕를 준비된 고체 배지에 골고루 뿌려 도말하고 37℃ 배양기에서 24시간 배양하였다.
본 발명에서 실시한 살균소독제 함유된 얼음이 녹은 물은 도 2와 같이 주방용 행주에 존재하는 미생물을 살균소독하여 성장을 억제하였으나, 일반 물을 얼려 서 굳힌 얼음이 들어 있던 비커의 물은 도 3과 같이 다종 다수의 미생물 성장을 확인할 수 있었다.
본 발명의 실시 예에서 입증된 살균소독 기능을 갖는 얼음은 행주뿐만 아니라 어패류 및 채소, 야채류의 일반 얼음에 의한 유통보관 중 감염될 수 있는 미생물을 본 발명의 살균 소독력을 갖는 얼음이 성장을 억제하여 미생물에 의한 부패 및 식중독 등을 예방할 수 있다.
도 2는 실시 예 1에서 준비한 본 발명의 살균 소독력을 갖는 얼음이 들어 있는 비커에 녹아 있는 물을 배지에 도말 하여 37℃에서 24시간 후 미생물이 성장하지 않고 깨끗한 상태를 나타내는 실시 예 1의 실험 결과도이다.
도 3은 실시 예 1에서 살균 소독력을 갖춘 본 발명의 얼음과 비교를 위하여 일반 물을 얼린 얼음이 들어 있던 비커에 녹은 물을 배지에 도말 하여 37℃에서 24시간 후 다종 다수의 미생 물이 성장하여 배지 위에 여러 형태의 수많은 콜로니가 나타나 있는 실시 예 1의 실험 결과도이다.
실시 예 1의 비교결과인 도 2와 도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 제조한 살균소독 기능을 갖는 얼음은 용융시에 세균의 생장을 억제하여 식품의 부패를 막을 수 있는 창의적인 기술이 포함되어 있음을 알 수 있다.
본 발명에서 창안한 기술을 실시하기 위하여 식품첨가물 35% 과산화수소를 OCI(동양제철화학) 또는 한솔케미칼로부터 원료를 마련하고, 은 이온은 본 발명의 출원법인인 과학영농조합법인에서 마련한다(S10).
두 원료물질은 액상이므로 35% 과산화수소 900 g과 4,720 ppm 은 이온 용액 100 g을 혼합하여 1 kg의 원액을 제조하면 과산화수소는 31.5%의 농도로 감소하고 은 이온은 472 ppm으로 감소하며, 살균 소독력이 유지되는 과산화수소의 최대 농도인 400 ppm과 은 이온의 최소 농도인 0.6 ppm으로 희석된 농도를 맞추기 위하여 음용수를 사용하여 원액 1 kg에 대하여 음용수를 785 kg 첨가하여 제빙용 물을 제조한다. 또한 살균 소독력이 유지되는 과산화수소의 최소 농도인 70 ppm과 은 이온의 최대 농도인 20 ppm으로 희석된 농도를 맞추기 위하여 1.75% 과산화수소 485 g과 4,720 ppm 은 이온 용액 515 g을 혼합하여 1 kg의 원액을 제조하고 원액 1 kg에 대하여 120 kg의 음용수를 첨가하여 제빙용 물을 제조한다.(S20, S30).
상기 단계 S30에서 마련된 제빙용 물을 제빙한다(S40).
본 발명에서 개발되는 살균 소독력을 갖는 얼음은 실시 예1과 도 2 및 도 3을 통하여 확인된 바와 같이, 미생물의 번식과 생장을 억제할 수 있는 기능을 갖추고 있는 얼음이며 그에 대한 제조방법은 위에서 언급한 원료수급단계 및 제조단계에서 설명되었다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 얼음 및 그의 제조방법을 사용하는 것에 의해 어패류 및 신선식품의 유통보관 및 저장에 사용되어 식품의 부패 및 세균증식을 예방하거나 억제하여 산업경제 활성화를 도모할 수 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 식품의 보관, 유통, 저장을 목적으로 사용되는 얼음 중에서 용융 후에 얼음이 녹은 물속에 살균소독 기능있는 살균소독제를 포함하고,
    상기 살균소독제는 과산화수소와 과산화수소를 안정화시키기 위한 은 이온을 포함하고,
    상기 은이온은 식품첨가용 전해반응에 의해 생성된 은이온 이고,
    상기 과산화수소와 은 이온은 음용수에 대해 각각 과산화수소 70~400 ppm과 은 이온 0.6~20 ppm 함유되는 것을 특징으로 하는 얼음.
  3. (a) 얼음에 살균소독 기능을 부여하기 위하여 첨가된 살균소독제로서 과산화수소와 상기 과산화수소를 안정화시키기는 은 이온을 포함시켜 마련하는 단계,
    (b) 상기 단계 (a)에서 마련된 상기 과산화수소와 은 이온을 혼합하여 음용수에 첨가하는 제빙용 물을 마련하는 단계,
    (c) 상기 단계 (b)에서 마련된 제빙용 물을 제빙하는 단계를 포함하고,
    상기 은이온은 식품첨가용 전해반응에 의해 생성된 은이온이고,
    상기 과산화수소와 은 이온은 상기 음용수에 대해 각각 과산화수소 70~400 ppm과 은 이온 0.6~20 ppm 함유되는 것을 특징으로 하는 얼음의 제조방법.
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