KR101705381B1 - 재구축된 쌀알 및 이의 제조 방법 - Google Patents

재구축된 쌀알 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쌀 기재의 쌀알류 식품 제품, 특히 하나 이상의 미량 영양소로 강화된 재구축된 쌀알(이후로 "강화된 재구축된 쌀알"로 언급된다)의 제조 방법, 및 이 방법에 의해 수득가능한 강화된 재구축된 쌀알에 관한 것이다.

Description

재구축된 쌀알 및 이의 제조 방법{RECONSTITUTED RICE KERNELS AND PROCESSES FOR THEIR PREPARATION}
본 발명은 쌀 기재의 쌀알류 식품 제품(이후로 "재구축된 쌀알" 또는 "재구축 쌀알"로 언급된다), 특히 하나 이상의 미량 영양소로 강화된 재구축된 쌀알(이후로 "강화된 재구축된 쌀알"로 언급된다)의 제조 방법, 및 이 방법에 의해 수득가능한 (강화된) 재구축된 쌀알에 관한 것이다.
특히 극동 지역 및 라틴 아메리카 지역의 시골 지역에서, 인구의 대부분에게 쌀은 주식이며, 하루 칼로리 섭취량의 50 % 이상을 제공할 수 있다. 그러나, 벼의 제분 후, 원래의 비타민 함량중 오직 적은 부분만이 낟알에 남아있다. 대부분의 비타민은 겉껍질 및 배유와 함께 제거된다.
또한, 쌀은 신흥국 및 개발도상국의 영양결핍 사람들에게 가장 부족한 비타민 중 하나인 비타민 A의 중요한 원천이 아니다. 오늘날, 비타민 A 결핍은 이들 국가에서 아이들이 실명하는 주 원인이다. 명백한 질병의 예방뿐만 아니라 허약하게 하는 경계적 결핍이 널리 만연하는 것을 방지하기 위해, 이런 집단에게 필요량보다 낮은 비타민을 식사 중에 정기적으로 제공하는 것이 명백히 필요하다. 이러한 이유로, 다른 주요 식품의 강화중에서도 쌀 강화 프로그램이 정부, UN 기구 및 다른 비영리 단체의 목표가 되어 왔다.
지난 10 년간, 과학자 및 관료들은 예를 들면 1:20 내지 1:1000, 특히 1:50 내지 1:500의 비로 천연 곡물과 혼합될 수 있는 인공 낟알을 생산하는 것을 목적으로 하는, 식사에서 결핍되는 비타민 및 다른 미량 영양소로 쌀을 강화하는 저렴하고 단순하며, 효과적인 방법을 개발하고자 수많은 시도를 행하여 왔다.
사실, 이러한 시도중 어떠한 것도 아직까지 만족스럽지 않았다. 쌀이 전 세계에서 바람직한 담체이긴 하지만, 비타민 형태가 쌀알과 즉각 분리되기 때문에, 낟알의 크기로 인해 비타민 분말, 또는 소위 비들렛(beadlet)과의 단순한 혼합이 허용되지 않는다. 또한, 일반적으로 쌀이 요리되기 전에 물로 세정되고, 또한 먹을 준비가 되기 전에 20 내지 30 분의 기간동안 요리(이는 비타민과 같은 민감한 미량 영양소에게는 현저한 스트레스이다)되어야 하므로, 쌀 강화에는 추가의 어려움이 있다. 또한, 곡물 형태 및 감촉이 매우 상이한 수많은 다양한 쌀이 존재하므로, 서로 다른 쌀 변종을 비타민 및 다른 미량 영양소로 강화시키는 하나의 보편적인 방법을 발견하기가 어렵다.
상기 언급된 문제점을 극복하기 위한 한가지 접근법은 비타민이 파묻혀 있어(embedded) 결과적으로 쌀알과 분리되지 않는 인공 쌀알을 제조하는 것이다. 또한 파묻혀 있음으로 인해 세정 또는 요리에 의한 비타민의 추출이 보다 어려워지고, 비타민이 보호성 매트릭스에 싸여있기 때문에 산화에 대해 일부 보호를 제공할 수 있다.
프랑스 특허 공개 제 1,530,248 호는 세몰리나 또는 소맥분과 비타민의 반죽으로부터 제조된 강화된 인공 낟알을 개시하고 있으며, 이는 추가로 가공 보조제, 예를 들면 모노-/다이-글리세라이드 또는 단백질을 함유할 수 있다. 반죽을 반죽 압착기를 통해 압착시킴으로써 파스타-유사 구조로 형성한다. 그 후, 가닥을 조각으로 절단하고, 이를 최종적으로 건조시킨다. 그러나, 상기 방법에 따라 제조된 낟알이 항상 충분한 요리 안정성을 나타내지는 않는데, 이는 인공 낟알이 요리동안 붕괴되어, 최종적으로 버려지는 요리수(cooking water)로 비타민을 방출함을 의미한다.
미국 특허 제 3,620,762 호는 쌀가루, 영양소 및 필요한 경우 결합제를 반죽한 후, 전분을 반젤라틴화하기 위해 혼합물을 증기 처리함으로써 강화된 인공 쌀을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그 후, 생성물은 쌀과 유사한 낟알을 수득하기 위해 과립화되고, 이는 최종적으로 코팅될 수 있다. 그러나, 이 방법은 약 15 내지 30 분의 꽤 오랜 증기 처리 시간을 요구하고, 이는 비타민과 같은 민감한 미량 영양소의 가공 손실을 야기할 수 있고, 추가로 거친 가열 조건이 인공 낟알의 맛에 부정적인 영향을 미친다. 또한, 오토클레이브에서 포화된 증기에 의해 젤라틴화되는 미국 특허 제 4,446,163 호에 개시된 방법의 경우 또한 상기 두 가지 단점이 모두 나타난다.
가열 시간을 감소시키는 방법은 압출이며, 이는 인공 쌀알의 제조를 위해 수 차례 개시되어 왔다. 그러나, 대부분의 문헌에서 제조 조건은 급속 요리 제품 또는 심지어 즉석 제품을 이끌어내고, 이는 보통 쌀의 강화에 적용될 수 없다. 감소된 요리 시간 때문에, 일반 쌀알이 부드러워지기 전에 인공 쌀알이 붕괴되어 요리수로 미량 영양소를 방출하는 경향이 있을 것이다.
또한, 일본 특허 공보 제 61 037068 호는 압출에 의한 인공 쌀의 제조에 대해 개시하고 있으나, 제조 조건은 팽창된 생성물을 야기한다. 통상적으로 공지된 바와 같이, 팽창된 생성물은 감소된 밀도를 갖는다. 이러한 생성물은 천연 쌀알로부터 용이하게 분리되고 따라서 천연 쌀의 강화가 가능하지 않다. 이 문제는 일본 특허 제 58 005148 호에 역시 기재되어 있다. 이를 해결하기 위해, 상대적으로 많은 양의 밀도-증가제의 첨가가 요구된다.
일본 특허 제 2002 233317 호에 개시되어 있는 방법은, 압출에 의해 인공 쌀을 제조하기 위해, 비타민 및 무기질을 포함하는 쌀-유래된 건강 성분과 전분성 물질 및 현미 또는 제분된 현미의 조합을 사용한다. 그러나, 이 방법은 "젤라틴화제", 예를 들면 젤라틴, 펙틴, 검 또는 다른 결합제를 요구한다. 또한, 단지 낮은 정도의 비타민 강화만이 달성되고, 생성물이 쌀중에 자연적으로 존재하지 않는 미량 영양소, 예를 들면 비타민 A를 제공하지 않는다.
미국 특허 제 5,609,896 호에 개시되어 있는 방법은 인공의 강화된 쌀알을 제조하기 위해 압출 기술을 사용하고, 특정 성분, 즉 열 안정화제(예: 설파이트), 결합제(예: 가용화된 단백질, 검, 폴리사카라이드), 가교-결합제(예: 식용 알데히드, 글루타르알데히드 휘발성 산), 및 수성 물질(주로 물)을 첨가함으로써 불충분하게 안정한 낟알 및 연속적인 비타민 손실의 문제를 극복한다.
그러나, 요구되는 성분중 여러 가지, 특히 열 안정화제 및 가교-결합제 군의 성분은 알레르기 반응을 야기하거나 잠재적으로 발암성인 것으로 논의되고 있다. 또한, 제조 방법이 여러 단계로 구성되어 있고, 이는 수행을 보다 어렵고 고비용으로 만든다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 피하면서 쌀 기재의 쌀알류 식품 제품의 제조 방법을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명은 강화된 재구축된 쌀알을 제조하기 위해 압출 기술을 이용해야만 하고, 서로 다른 쌀 변종을 비타민 및 다른 미량 영양소로 강화시키는데 적합해야만 한다.
본원에 사용된 용어 "미량 영양소"는 인간의 식단에 생리학적으로 필수적인 성분, 예를 들어, 비타민, 예컨대 비타민 A, 비타민 B1, 엽산, 니아신 및 비타민 B12, 비타민 B2, 비타민 B6, 비타민 E, 비타민 C, 바이오틴, 판토테네이트, 비타민 K 및 그의 유도체, 및 무기질 및 미량 원소, 예를 들면 철, 셀레늄, 아연 및 칼슘을 나타낸다. 미량 영양소는 본 발명에 의해 제공된 강화된 재구축 쌀중에서 최종 조성물의 중량을 기준으로 0.1 내지 5 %의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 미량 영양소는 본 발명에 의해 제공된 강화된 재구축된 쌀 1 g중에 RDA(성인 1 일 권장량)의 약 5 내지 300 %를 제공하기에 충분한 양으로 존재한다. 예를 들면, 본 발명에 의해 제공된 강화된 재구축된 쌀알에는 45 내지 2700 mg/kg의 비타민 A 당량(레티닐에스터로서), 60 내지 3600 mg/kg의 비타민 B1, 20 내지 1200 mg/kg의 엽산, 0.8 내지 48 g/kg의 니아신, 및 0.12 내지 7.2 mg/kg의 비타민 B12이 존재한다.
놀랍게도 본 발명의 목적이
(a) 쌀 매트릭스의 무수 가열 처리(전처리 단계);
(b) 쌀 매트릭스의 분쇄;
(c) 분쇄된 쌀 매트릭스에 하나 이상의 유화제 및 물 및/또는 증기를 첨가하여 약 15 내지 40 중량%의 물을 함유하는 반죽을 수득하는 단계(수화 단계);
(d) 하나 이상의 미량 영양소를 반죽에 첨가하는 단계;
(e) 전술된 단계에서 수득된 반죽을 쌀 전분이 반젤라틴화될 때까지 약 5 분 이하동안 약 70 내지 100 ℃로 가열하면서 전단력에 노출시키는 단계(예비컨디셔닝 단계);
(f) 반젤라틴화된 덩어리를 가닥으로 형성하고, 이들을 절단하여 쌀알의 크기와 유사하거나 동일한 낟알을 수득하는 단계(성형 단계); 및
(g) 15 중량% 이하의 수분 함량까지 낟알을 건조시키는 단계(건조 단계)
를 포함하는 강화된 재구축된 쌀알의 제조 방법에 의해 달성됨을 발견하였다.
본 발명에 따른 방법에 의해 수득가능한 강화된 재구축된 쌀알이 상기 언급된 문제점을 해결할 것이라는 것은 당 분야의 숙련자들에게 예상되지 않았다.
단계 (a)와 단계 (b)의 순서는 서로 바뀔 수 있다.
또한 단계 (c), (d) 및 (e)의 순서도 서로 바뀔 수 있다.
본 발명의 방법에서 사용되는 쌀 매트릭스 물질은 손상되지 않은 쌀알이거나, 또는 보다 바람직하게는 깨지거나 부서지거나 또는 달리 분해된 쌀알이다. 분쇄되기 전 또는 후의 매트릭스 물질은 적합한 건조기에서 약 60 내지 300 ℃, 바람직하게는 80 내지 90 ℃까지 가열된다. 냉각시킨 후, 15 내지 40 중량%, 바람직하게는 20 내지 30 중량%의 수 함량이 달성될 때까지 물 및/또는 증기를 첨가함으로써, 예비처리된 매트릭스 물질을 수화시킨다. 또한, 수화 단계 동안 유화제 및 미량 영양소를 첨가한다.
유화제의 예는 레시틴, C14-18 지방산의 모노- 또는 다이글리세라이드, 또는 그의 혼합물이다. 바람직하게는, 단계 (c)에서 수득된 반죽의 총 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 3 중량%의 유화제가 사용된다. 미량 영양소는 통상적으로 분말 형태로 첨가되지만, 지용성 비타민, 예를 들면 비타민 A 또는 비타민 E는 또한 오일로서 사용될 수 있다. 그러나, 무수 분말, 비들렛, 또는 과립과 같은 분말 제품 형태의 지용성 비타민이 이런 종류의 제제의 보다 용이한 취급으로 인해 바람직하다. 또한 분말 제품은 그 자체가 민감한 미량 영양소에게 일부 보호 효과를 제공할 수 있다.
본원에서 이용되는 용어 "비들렛"은 직경이 50 내지 1000 ㎛인 평균 입자 크기를 갖고 일반적으로 거의 구형인 작은 별개의 입자를 의미한다. 비들렛은 캡슐화된 형태인 하나 이상의 활성 성분을 함유한다. 수성 매트릭스 상에 분산된 활성 성분의 작은 친유성 방울로 구성된 유화액 또는 현탁액이 건조되면 비들렛이 수득된다. 친유성 방울 및/또는 매트릭스는 추가 성분, 예를 들면 산화방지제, 가소화제 및 유화제를 함유할 수 있다.
수화된 혼합물은 70 내지 100 ℃로 5 분 이하동안 열 처리되면서 동시에 전단력에 노출되어, 예를 들면 반죽되어 반죽과 같은 혼합물을 형성할 수 있다. 가열/반죽 과정은 본원에서 "예비컨디셔닝"으로 언급된다. 반죽같은 혼합물을 생산하는 과정동안 외부 열 공급원에 의해, 바람직하게는 증기를 도입함으로써 가열이 수행될 수 있다.
모든 성분, 즉 매트릭스 물질, 유화제 및 미량 영양소가 습윤 전에 혼합될 수 있지만, 먼저 쌀 매트릭스 물질과 유화제의 반죽같은 혼합물을 제조하고, 예비컨디셔닝 후, 즉 단계 (f) 직전에 미량 영양소를 반죽같은 혼합물에 도입하는 것이 바람직하다. 단계 (f)에서, 이전 단계에서 수득된 예비컨디셔닝된 덩어리의 추가 가공이 반죽을 가닥으로 가공하기 위해 식품 기술에서 사용되는 임의의 방법으로 수행될 수 있고, 바람직하게는 종래의 기어를 이용한 압출에 의해 수행된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서는, 이축 압출기가 사용된다. 압출기의 온도는 60 내지 120 ℃이고, 압출기중의 혼합물의 체류 시간은 적합하게는 약 10 내지 90 초일 수 있다. 압출기를 떠나는 가닥은 쌀알과 유사한 직경을 갖도록 조정되고, 쌀알의 크기의 조각으로 절단된다. 이렇게 수득된 낟알은 적절한 건조기, 예를 들면 유동화상 건조기 또는 벨트 건조기중에서 15 중량% 이하의 수분 함량으로 건조된다. 생성된 낟알은 천연 쌀의 예를 들면 1 중량%의 비로 정규 쌀과 혼합될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 예시된다.
실시예 1
쌀알 또는 부서진 쌀을 쌀가루로 분쇄하였다. 그런 다음, 건조한 쌀가루를 80 내지 90 ℃로 가열하고, 약 30 분동안 이 온도에서 유지시켰다. 이 단계를 임의의 물을 첨가하지 않고 수행하였다. 가열한 후, 분말을 약 30 ℃까지 냉각시켰다. 960 g의 니코틴아미드, 420 g의 비타민 A 팔미테이트(비타민 제품 형태로 500,000 IU/g), 84 g의 티아민 모노니트레이트, 26 g의 엽산 및 150 g의 비타민 B12(제품 형태의 0.1 % 비타민 B12)를 혼합하였다. 이러한 비타민 예비혼합물(premix)을 예비처리된 쌀가루 및 1 kg의 유화제(덴마크 소재의 다니스코 에이에스(Danisco A/S)로부터 상표명 "디모단(DIMODAN) PH 100 NS/B"로서 시판되는 증류된 모노글리세라이드)와 혼합하여 7.5 kg의 비타민/유화제/쌀가루 예비배합물을 수득하였다. 이러한 예비배합물을 185 kg/h의 쌀가루가 공급되는 압출기 장치에 15 kg/h로 투하하였다. 먼저 제 1 챔버에서 가루 입자를 유동화하고 증기 처리하여 표면을 습윤시킨 후, 제 2 챔버에서 이렇게 습윤된 가루 입자를 서서히 혼합하여 물이 가루 입자에 스며들게 함으로써, 80 내지 98 ℃의 온도에서 약 1 내지 2 분동안 2-챔버 예비컨디셔닝기에서 덩어리를 반젤라틴화시켰다. 그런 다음, 반죽을 이축 압출기에서 압출하고 다이 후에서 가닥을 절단함으로써 쌀알과 유사하게 성형하였다. 낟알은 28 내지 29 %의 수분 함량을 가졌고, 유동화상 건조기중에서 70 ℃에서 40 분동안 건조시켰다. 건조 후 생성된 비타민 처리된 유사한 쌀알을 천연 쌀과 1 %의 비율로 혼합하였다.
이렇게 수득된 비타민-강화된 쌀의 각 비타민의 함량은 하기와 같다:
Figure 112011019555652-pct00001
수득된 인공 쌀은 천연 쌀과 유사한 외관, 색 및 맛을 가졌다. 수득된 인공 쌀은 매우 양호한 요리 안정성을 나타냈고, 따라서 비타민이 보호되었고 낟알 내에 파묻혀 있다. 천연 쌀에 희석시켰을 때, 이들은 구별되지 않았다. 압출된 쌀알이 물로 세척되거나 요리되는 경우, 비타민의 유의한 손실이 검출되지 않았다.
실시예 2
건조된 쌀알 또는 건조된 부서진 쌀을 제 1 단계에서 유동상 건조기에서 열 처리(80 내지 90 ℃에서 30 분)한 후, 약 30 ℃로 냉각시킨 후, 분쇄하였다. 건조 혼합물을 압출 과정동안 30 중량%의 물로 습윤시켰다. 비타민 혼합물 대신, 비타민 A(비타민 A 팔미테이트, 500,000 IU/분말 g)만을 사용하였다. 가공 후 비타민 A의 보유율은 90 %였다.
실시예 3
예비컨디셔닝 후 비타민 A를 첨가한다는 점만을 제외하고는 실시예 1을 반복하였다. 이를 위해, 420 g의 비타민 A 팔미테이트(비타민 제품 형태로 500,000 IU/g) 및 4580 g의 쌀가루를 혼합하여 5 kg의 비타민/쌀가루 예비혼합물을 수득하였다. 이러한 예비혼합물을 예비컨디셔닝 후 반죽에 첨가하였다. 가공 후 비타민 A의 보유율은 86 %였다.

Claims (7)

  1. (a) 쌀 매트릭스를 무수 가열 처리하는 단계(전처리 단계);
    (b) 쌀 매트릭스를 분쇄하는 단계;
    (c) 분쇄된 쌀 매트릭스 물질에 하나 이상의 유화제, 및 물, 증기, 또는 물 및 증기를 첨가하여 15 내지 40 중량%의 물을 함유하는 반죽을 수득하는 단계(수화 단계);
    (d) 하나 이상의 미량 영양소를 반죽에 첨가하는 단계;
    (e) 전술된 단계에서 수득된 반죽을 쌀 전분이 반젤라틴화될 때까지 5 분 이하동안 70 내지 100 ℃로 가열하면서 전단력에 노출시키는 단계(예비컨디셔닝 단계);
    (f) 반젤라틴화된 덩어리를 가닥으로 형성하고, 이들을 절단하여 쌀알의 크기와 유사하거나 동일한 낟알을 수득하는 단계(성형 단계); 및
    (g) 15 중량% 이하의 수분 함량까지 낟알을 건조시키는 단계(건조 단계)
    를 포함하는 강화된 재구축된 쌀알의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    미량 영양소가 예비컨디셔닝 단계 (e) 이후에 첨가되는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    1 g의 최종 조성물 중에 1일 영양 권장 허용량(RDA) 값의 5 내지 300 %를 제공하는 양으로 미량 영양소를 첨가하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    미량 영양소가 비타민 A, 비타민 B1, B2, B6, 엽산, 니아신, 비타민 B12, 비타민 K, 비타민 C, 비타민 E 및 이의 유도체로 구성된 군에서 선택되는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    강화된 재구축된 쌀알에 45 내지 2700 mg/kg의 비타민 A 당량(레티닐에스터로서), 60 내지 3600 mg/kg의 비타민 B1, 20 내지 1200 mg/kg의 엽산, 0.8 내지 48 g/kg의 니아신, 및 0.12 내지 7.2 mg/kg의 비타민 B12를 제공하는 양으로 미량 영양소를 첨가하는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 수득된 강화된 재구축된 쌀알.
  7. 제 6 항에 따른 강화된 재구축된 쌀알과 천연 쌀의 혼합물을 포함하는 미량 영양소-강화된 쌀.
KR1020117006199A 2008-08-18 2009-08-18 재구축된 쌀알 및 이의 제조 방법 KR101705381B1 (ko)

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