KR101687448B1 - 순간 침지 동결액 및 그 제조 방법 - Google Patents

순간 침지 동결액 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 순간 침지 동결액에 관한 것으로, 이런한 순간 동결액은 식물성 에칠 알코올 30~40중량%, 용해제 0.1~0.2중량% 및 정제수 59.8~69.9중량%를 포함하여 침지 동결 공정에서 2차 냉매로 사용하는데 상기 용해제는, 키틴질, 식물성 글리세린, 소포제, 효모, 탄산칼슘으로 이루어지고 -30℃~-40℃에서 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기와 같은 구성의 순간 침지 동결액을 제공함으로써 인체에 무해하며, 무독성으로 조제하여, 포장을 하지 않아도 직접 침지가 가능한 전도체의 기능을 향상시킨 순간 동결액을 제공함으로써 식품이 함유한 영양과 고유의 맛과 향을 유지 보존하며, 장기간 냉동 보관이 가능하도록 하여 상품성을 증대시킬 수 있는 효과가 발생한다.

Description

순간 침지 동결액 및 그 제조 방법{instant immersion freezing liquid and manucturing method thereof}
본 발명은 순간 침지 동결액에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인체에 무해하며, 무독성으로 조제하여, 포장을 하지 않아도 직접 침지가 가능한 전도체의 기능을 향상시킨 순간 동결액을 제공함으로써 식품이 함유한 영양과 고유의 맛과 향을 유지 보존하며, 장기간 냉동 보관이 가능하도록 하여 상품성을 증대시킬 수 있는 순간 침지 동결액 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 식품의 저장 방법으로서 다양한 방법들이 개발되어 사용되고 있다.
일예로서 냉동 방법으로 프레온 가스 등의 냉매를 이용하여 냉동실의 온도를 강하시킨 상태에서 내용물을 냉동실에 넣어 일정기간 냉동시키는 공랭식 냉동방법과 냉각된 냉매액에 침적시켜 냉동시키는 침지식 냉동방법이 알려져 있다.
냉동제품의 선도유지는 얼마나 낮은 온도로 급속히 냉동을 하느냐가 중요하다. 그런데 공랭식 냉동방법의 경우에는 냉동고 내에서 서서히 냉동이 되므로 빙점에 이르기까지 제품 내의 수분이 조직을 팽창시키는 결과가 되어 해동 시에 식감을 떨어뜨리게 되는 요인이 된다.
또한 공랭식 냉동방법의 경우 냉매를 압축시키기 위한 압축기, 응축시키기 위한 응축기 및 증발기와 같은 제반 전기적 장치를 가동시켜야 하는데 이의 가동을 위하여서는 많은 전력이 소모되기 때문에 경제성에도 문제가 있었다.
이에 따라 상기의 침지식 냉동방법이 제공되는데, 이러한 침지 동결법(immersion freezing)은 냉각을 한 부동액, 즉 냉매액 중에 식품을 담가 급속동결하는 방법이다.
일반적으로 염수를 브라인(brine)이라고 부르지만, 냉동분야에서는 넓은 의미로 상태 변화를 일으키지 않으면서 다른 물질을 냉각하는 액상의 냉각매체를 브라인 또는 2차 냉매(secondary coolant)라고 부르는 경우도 있다.
내용물을 침지액에 직접 담가 급속 동결시키는 것이므로, 이때 사용되는 냉매액은 낮은 온도에서도 얼지 않아야 하며 식용 가능한 것이어야 한다. 처음에는 냉매액으로서의 포화식염수를 －16℃ 정도로 냉각하여 그 속에 수산물 등을 담가 동결시키는 방법이 고안되었으나, 식염이 수산물에 침투할 수 있고, 식염수가 오염되면 발포하는 등의 결점이 있어 널리 이용되지 못하였다.
이에 따라 방수성이 있는 플라스틱 필름으로 밀착포장을 하여 냉매액에 담가 동결시키는 방법이 사용되어 왔으나 내용물을 포장 후에 냉매액에 침지시키는 경우에는 냉매액이 직접 내용물에 침투되기 어려워 균일한 급속 냉동이 어려워 침지 동결법의 장점을 살릴 수 없다는 문제점을 내포하고 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 인체에 무해하며, 무독성으로 조제하여, 포장을 하지 않아도 직접 침지가 가능한 전도체의 기능을 향상시킨 순간 동결액을 제공함으로써 식품이 함유한 영양과 고유의 맛과 향을 유지 보존하며, 장기간 냉동 보관이 가능하도록 하여 상품성을 증대시킬 수 있는 순간 침지 동결액 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 상기 목적은 본 발명에 의해 달성되며, 본 발명의 일면에 따라, 순간 침지 동결액은, 식물성 에칠 알코올(Ethyl Alcohol) 30~40중량%, 용해제 0.1~0.2중량% 및 정제수 59.8~69.9중량%를 포함하여 침지 동결 공정에서 2차 냉매로 사용하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 용해제는, 키틴질, 식물성 글리세린, 소포제, 효모, 탄산칼슘으로 이루어지고 -30℃~-40℃에서 사용한다.
그리고 상기 용해제는, 키틴질, 식물성 글리세린, 소포제, 효모, 탄산칼슘은 1:10:3:0.1:3의 중량비율로 혼합되며 상기 키틴질은 키토산이고, 상기 효모는 이스트이며, 상기 탄산칼슘은 굴패각 분말인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일면에 따라, 순간 침지 동결액의 제조 방법은, 정제수 650kg을 온도가 40℃~45℃가 되도록 가열한 후, 에칠 알코올 350kg과, 혼합 희석 후 키토산 1kg과 패각 분말 3kg과 이스트 100g을 함께 첨가한 후 희석물을 약 6~8시간을 교반 하면서 완전한 알코올 용해액을 만드는 단계와, 상기 교반이 끝나면 알코올 용해액의 정제를 거치면서 키토산과, 패각 분말, 이스트의 부산물을 완전히 제거하는 단계와, 상기 부산물을 제거 한 후 식물성 글리세린 10kg을 40℃로 가열하고 소포제 3kg과 혼합 후 알코올 용해액에 희석시키는 단계, 및 상기 희석된 용해액을 정제포나 정제 필터를 거치면서 약 6시간의 교반 과정을 다시 한번 거치는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기와 같은 조성물과 그 제조 방법에 따라, 순간 침지 동결액은 인체에 무해하며, 무독성 친환경 적으로 조제하여, 포장을 하지 않아도 직접 침지가 가능한 전도체의 기능을 향상시켜 보다더 효율적인 급속 미세 동결로 세포막의 파열을 방지하고 식품이 함유한 영양과 고유의 맛과 향을 유지 보존하며, 장기간 냉동 보관이 가능하도록 하였으며, 이에 따라 정상적인 해동 과정에서 세포질, 즉 영양물질, 가용성 단백 및 염류 물질이 누실 되지않고, 식품의 영양, 맛과 향, 식감등을 원형 상태로 보존이 가능한 효과가 발생한다.
게다가 장시간 사용으로 기능을 상실한 순간 동결액도 침전과 정제를 거쳐, 제조의 동일한 방법으로 재활용이 가능한 장점이 있다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 동결액을 이용한 침지 냉동 및 공랭식냉동에 있어서 시료의 중심온도와 경과시간의 관계를 나타내는 그래프.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 천연유래의 물질을 함유하여 안전하고, 직접 침지가 가능하므로 급속하고 균일한 냉각이 가능한 순간 동결액을 제공하는 것에 특징이 있다.
식품의 장기저장을 위하여 급속 냉각에 의하여 동결시키는 경우, 피동결체를 빠른 시간 내에 동결시키는 것이 중요하다. 피동결체를 동결시키는 경우 최대 빙결정 생성대(zone of maximum ice crystal formation)를 통과하는 시간이 짧을수록 작은 빙결정(ice crystal)이 많이 생기고 균일하게 분포하지만, 최대 빙결정 생성대를 통과하는 시간이 길면 빙결정이 크고 수가 적으며 불균일하게 분포하게 된다고 알려져 있다.
수산, 육류식품은 수많은 세포로 구성 되어 있고 세포 내의 액체는 염류물질 등을 함유하고 있다. 일반적으로 세포와 세포 사이에 존재하는 액체의 농도는 세포 내에 존재하는 세포액의 농도보다 낮다. 공랭식 냉동방법으로 식품을 냉동할 경우 빙결정(氷結晶)은 우선 세포 사이에서 생성된다. 온도가 내려감에 따라 세포 내 용액의 빙점(氷點)에 도달할 경우 세포 내에 빙결정(氷結晶)이 생성된다. 이로 인하여 세포내외부 압력의 불균형으로 인한 장력으로 세포막이 파손된다. 이에 따라 해동과정에서 세포질, 즉 영양물질, 가용성 단백 및 염류물질이 누실되므로 식품의 영양, 맛, 식감등이 나빠진다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하고자 하는 것으로서 본 발명에 의한 순간 동결액을 이용하여 식품을 침지 동결시키는 경우 급속냉동에 의하여 상기와 같은 빙결정의 불균일한 형성으로 인한 세포막의 파손이 방지되므로, 해동시 식품의 선도, 맛이 장기간 유지될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 식물성 에칠 알코올(Ethyl Alcohol) 30~40중량%, 용해제 0.1~0.2중량% 및 정제수 59.8~69.9중량%를 포함하여 침지 동결 공정에서 2차 냉매로 사용하는 순간 침지 동결액을 제공한다.
상기 용해제는 장기간 냉동보관 후 해동시에도 냉동 전의 선도와 고유의 맛과 향을 유지시키는 기능을 한다. 구체적으로는 유해물질의 흡착제거, 미생물 번식 및 생장억제, 변색방지작용을 하며, 또한 피동체의 외계온도 급강하시 냉해 방지작용을 한다.
이러한 용해제는, 키틴질, 식물성 글리세린, 소포제, 효모, 탄산칼슘으로 이루어지고 -30℃~-40℃에서 사용하는데 키틴질, 식물성 글리세린, 소포제, 효모, 탄산칼슘은 1:10:3:0.1:3의 중량비율로 혼합된 것이다.
이때 상기 키틴질은 키토산이고, 상기 효모는 이스트이며, 상기 탄산칼슘은 굴패각 분말이 바람직하다.
상기 용해제에 있어서 식물성 에칠 알코올(Ethyl Alcohol)은 식품의 살균, 항균, 산화방지, 원형 유지보존 작용을 하며, 키틴 키토산은 고분자 응집제로서 오염물질 중 중금속, 방사능을 처리하고 결착작용, 정화, 생분해 폴리머 작용을 한다.
그리고 식물성 글리세린은 수분의 흡수력이 강하여 조습 보전제인 용제로써 알코올의 자연 증발을 억제하고 함유율울 유지시키며 이스트/효모는 알코올과 글리세린에 함유된 단백질, 전해질, 당분 등을 알코올과 탄산가스로 분해시키고 팽창작용으로 세균의 성장을 억제시키는 효모군 일종의 미생물이다.
게다가 상기 소포제는 동결액의 교반 유속으로 발생하는 기포를 막아 거품을 제거하고 스케일, 물때의 발생을 억제하여 냉전도 효율을 높이고 저항을 줄여 유속 흐름 상승 효율로 에너지 절감의 효과를 가져온다.
상기한 탄산 칼슘은 본 발명의 실시예에서 굴패각 분말을 사용하였으며 오염과 부영 양화 현상의 주원인인 인과 질소를 흡착 제거하고 납, 카드뮴 등 중금속과 흡착 결합해 탄산염으로 만들어 침하시키는 기능을 수행한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 본 순간 동결액을 -30℃~-35℃의 온도에서 횟감용 1kg짜리 광어 도미를 15분간 침지 동결하여 -20℃의 냉동고에 장기 보관후 3개월, 6개월 간격으로 해동하여 품질의 변화를 관찰한 결과, 세포질이 파괴되지 않았으며, 즉 영양물질, 가용성 단백 및 염류물질의 누실이 없고 고유의 맛 과 향, 식감등이 원형 상태로 유지보존되었음을 확인하였다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 본 발명에 따른 순간 동결액은 무독성, 무해물질로 브라인 동결기의 2차 침지 냉매액으로 사용할 경우 피동체나 피냉각체의 직접 침지가 가능하여 공냉식보다 20 ~ 36배 빠른 전도에 의한 급속 냉각 동결로 피냉각, 피동결체의 두께와 크기별로 다르지만 5㎝*5㎝*10㎝ 크기의 피동체의 중심부의 온도가 15~30분내에 빙점에 도달, 빙결정을 생성하여, 세포 내외부의 압력과 불균형에 의한 장력으로 부터 세포막의 파열을 막고 세포질, 즉 영양 물질과 가용성 단백 및 염류물질의 누실을 막아, 식품 고유의 맛과 향, 영양과 식감을 원형상태로 장기간 유지보존 및 저장이 가능하였다.
그리고 가장 적정한 동결액의 온도는 -30℃~-35℃에서 동결된 식품을 냉동 보관후에 3~6개월 단위로 해동하여 변화를 비교한 결과 2차 오염원은 발견되지 않았으며 고유의 맛과 육질 및 식감이나 변화가 없었으며, 부피나 중량 증감등의 관능상의 변화가 관찰되지 않았다.
게다가 동결액 온도를 5℃씩 차등을 두고 수산물을 동결하여 3개월 냉동 보관 후 해동 과정에서도 시식 및 관능 검사로 변화를 비교한 결과 -30~-35℃에서 동결한 수산물이 세포질이 파괴 되지않는 즉 영양물질, 가용성 단백 및 염류 물질의 누실이 없으며 식품의 맛 과 향, 식감등 원형 유지보존 상태가 우수하였다.
따라서 동결액의 동결온가 -45℃이하 너무 낮아도 보관온도 편차에서 냉풀림 현상이 발생하였고, -20℃로 동결한 수산물은 동결 소요시간이 길었던 관계로 맛과 식감에 변화되었으며, 이에 보편적 관리상 최적의 동결액의 온도는 -30~-35℃가 적정 동결온도 적용 범위임을 인지하였다
[실시예]
이하, 하기의 실시예와 시험예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이 예들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1:동결액의 제조
순간 동결액 제조에는 단계별 혼합과 융매, 용해 과정을 거치며 침지 동결 기능을 포함하는 조성 물질로 제조된다. 부피가 아닌 중량 비율로 계상하는 이유는 용매의 비중이 서로 다른 관계로 냉전도시 부피 증감 변화의 차이를 중량으로 일원화하기 위함이다
각기 용매 비중은 정제수 1, 알코올 0.816, 글리세린은 1.248이다.
식품 침지 동결에 적합한 -35℃용을 1000kg기준 조제는 아래 방법으로 제조한다
1단계 : 정제수(Water) 650kg을 온도가 40℃~45℃가 되도록 가열한 후, 에칠 알코올(주정)(Ethyl Alcohol) 350kg과, 혼합 희석 후 키토산(건풍 바이오 02-3662-8565) 1kg과 패각 분말 3kg과 이스트 100g을 함께 첨가한 후 희석물을 약6~8시간을 교반 하면서 완전한 알코올 용해액을 만든다
2단계 : 교반이 끝나면 알코올 용해액을 정제를 거치면서 키토산과, 패각분말, 이스트의 부산물을 완전히 제거하여 청결한 알코올 용해액을 만든다.
3단계 : 식물성 글리세린(ES 식품원료 1599-3150) 10kg을 40℃로 가열 소포제(신개암 LS-300 02-2264-4040) 3kg과 혼합 후 알코올 용해액에 희석한다.
4단계 : 희석된 용해액을 정제포나 정제 필터를 거치면서 약 6시간의 교반 과정을 다시 한번 거친 후 청결한 동결액이 제조되는데 이러한 제조 과정을 거치면서 하나의 물질로 완전히 용해된 위생적이고 인체에 무해한 자연 친환경적인 특성과 기능을 지닌 동결액으로 역할을 하게 된다.
시험예 1:냉각 방법에 따른 냉동 효과시험
상기 실시예 1의 동결액을 이용한 침지 냉동방법과 공랭식 냉동방법에 의한 냉동 효과에 대한 시험을 실시하였다. 상기 제조 실시예1로 브라인 침지 동결기로 동결액을 -35℃로 냉각온도를 설정하고 여기에 시료를 침지시켜 중심온도의 변화와 경과시간을 측정하였다. 또한 공기의 온도가 -40℃로 고정된 냉동고 내에서 시료의 중심온도의 변화와 경과시간을 측정하여 비교하였다.
시료로는 3㎝*10㎝*6㎝의 참치육을 사용하였다. 도 1 의 결과에서 확인되는 바와 같이 본 발명에 따른 동결액을 이용하여 침지 냉동을 실시한 경우에 공랭식 냉동에 비하여 현저히 빠르게 중심온도가 변화하는 것을 알 수 있다.
시험예 2:해동시 선도 유지 관능시험
상기 실시예의 동결액을 이용한 급속냉동 효과 시험을 실시하였다. 시료로는 3㎝ * 10㎝ * 6㎝의 참치육을 사용하였다. 냉매액을 냉각하여 -35℃로 설정하고 여기에 시료를 침지시켜 급속 동결시켰다. 냉동된 시료를 -20℃의 냉동고에서 7일 보관하고 천천히 온도 조절하여 해동하였다. 해동 후 관능평가를 통하여 식품의 선도 유지정도를 평가하였다. 냉동 전과 해동 후의 색상의 변화, 탄력성의 변화 및 종합적인 신선도에 대하여 다수의 패널에게 평가하게 하였다.
그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
Figure 112014501770582-pat00001
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이 본 발명에 따른 순간 동결액을 이용하여 급속냉동 후 해동하는 경우에 그 신선도가 유지되었다
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 식물성 에틸 알코올(Ethyl Alcohol) 30~40중량%, 용해제 0.1~0.2중량% 및 정제수 59.8~69.9중량%를 포함하여 침지 동결 공정에서 2차 냉매로 사용하며, 순간 침지 동결액에 있어서, 상기 용해제는, 키틴질, 식물성 글리세린, 소포제, 효모, 탄산칼슘으로 이루어지고 -30℃ ~ -40℃에서 사용하는 것을 특징으로 하는 순간 침지 동결액. 상기 용해제는 키틴질, 식물성 글리세린, 소포제, 효모, 탄산칼슘은 1:10:3:0.1:3의 중량비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 순간 침지 동결액.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 키틴질은 키토산이고, 상기 효모는 이스트이며, 상기 탄산칼슘은 굴패각 분말인 것을 특징으로 하는 순간 침지 동결액
  5. 순간 침지 동결액의 제조 방법에 있어서,
    정제수 650kg을 온도가 40℃~45℃가 되도록 가열한 후, 에틸 알코올 350kg과 혼합 희석 후 키토산 1kg과 굴 패각
    분말 3kg과 이스트 100g을 함께 첨가한 후 희석물을 7시간 교반 하면서 완전한 알코올 용해액을 만드는 단계;
    상기 교반이 끝나면 알코올 용해액의 정제를 거치면서 키토산, 굴 패각분말, 이스트의 부산물을 완전히 제거하는 단계;
    상기 부산물을 제거한 후 식물성 글리세린 10kg을 40℃로 가열하고 소포제 3kg과 혼합 후 알코올 용해액에 희석시키는 단계; 및
    상기 희석된 용해액을 정제포나 정제필터를 거치면서 6시간의 교반 과정을 다시 한번 거치는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간 침지 동결액 제조방법.
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