KR101911289B1 - 음료 제품과 음료 제품을 제조하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

음료 제품과 음료 제품을 제조하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

물 중에 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨에서 선택되는 완충 성분의 조합과 포도당 및 염화나트륨을 포함하고, pH가 4.0 미만인 음료를 용기 중에 밀봉하여 포함하는 음료 제품이 제공된다. 또한, 이러한 음료 제품을 제조하기에 적합한 방법 및 장치가 제공된다.

Description

음료 제품과 음료 제품을 제조하기 위한 방법 및 장치
본 발명은 음료 제품, 음료 제품을 제조하기 위한 방법 및 음료 제품을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용기 중에 밀봉된 레디-투-드링크(RTD) 음료 제품과 그 음료 제품을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근에 열중증, 중증 탈수증, 감염증, 심혈관질환 기타 질환의 예방·회복을 위해 및 전반적인 건강 유지를 위해 꾸준한 수분 섭취가 중요하다는 것을 점점 인식하게 되었다. 이에 따라 미네랄워터와 같은 물 제품 외에 현저하게 다양한 음료 제품이 시장에 나오고 있다.
특히 주목받는 것은 경구 보수액이라고 불리는 종류의 음료 제품이다. 경구 보수액(ORS)이라는 개념은 원래 콜레라 등에 의한 설사에 동반한 탈수증의 요법으로서 발달한 것이다. 세계보건기구(WHO)는 경구 보수액으로서 허용되는 것으로서 이하의 농도 요건을 제시하고 있다(WHO Drug Information Vol.16, No.2, 2002).
나트륨: 60~90mEq/L(저감 오스몰 농도 ORS에서는 50mEq/L~)
칼륨: 15~25mEq/L
구연산염: 8~12mmol/L
염소: 50~80mEq/L
포도당: 적어도 나트륨과 동일 농도, 단 111mmol/L를 초과하지 않음
전체 물질 농도(포도당에 의한 기여분을 포함함): 200~310mmol/L
그러나, 최근에는 경구 보수액(WHO의 상기 정의에 엄밀하게는 맞지 않는 유사 제품도 포함함. 이하, 용기에 넣어져 판매되는 것을 포함하여 「경구 보수액 제품」이라고 함)이 건강한 사람에게도 우수한 수분 섭취 수단인 것이 인식되기 시작하여 반드시 의료 목적이 아닌 일반 소비용 상품으로서 제조·판매되기도 한다. 즉, 물 그 자체를 음용하는 것에 비해 경구 보수액 제품의 음용이 수분 섭취를 위해 보다 효과적인 것이 일반적으로 이해되고 있다. 일반적으로 경구 보수액 제품은 침투압이 체액과 거의 동일하여 물뿐만 아니라 전해질의 효율적인 공급에도 도움이 된다는 점에서 다른 음료 제품과 구별된다. 따라서, 경구 보수액 제품은 의료용 생리식염수와 동일한 기능을 제공하여 물과 전해질이 체내에 원활하게 흡수되는 것을 촉진한다.
RTD 경구 보수액 제품의 시장은 확대되고 있고, 특히 일본에서는 그 경향이 현저하다. 어떤 약국 체인에서는 경구 보수액 병(bottle) 제품의 판매 개수가 2013년부터 2014년에 걸쳐 4배 이상 증가하고, 2015년에도 그 판매 개수는 계속해서 증가하고 있다. 또한, 자연재해 등에 의한 피난시에도 물 그 자체보다 경구 보수액 제품이 수분 섭취 수단으로서 우수하기 때문에 가정이나 지방자치체에서 경구 보수액 제품의 병이 상비되는 경우도 있다. 이러한 경우 경구 보수액 제품은 통상 실온에서 장기간 보존된다.
당연히 일반 소비용으로 상업 생산되는 음료 제품에서는 맛이 중요해진다. 그러나, 사용 가능한 조성에 대해 다양한 제약이 있는 가운데 맛있는 음료 제품을 안전하고 저가로 제조하는 것은 항상 도전이다. 특히, 경구 보수액 제품에서는 염분(전해질, 특히 나트륨염)을 많게 하고 당분을 적게 하는 요청이 있기 때문에 맛있는 제품을 개발하는 것은 용이하지 않다.
특허문헌 1은 나트륨 농도가 0.02~0.12질량%이고 고감미도 감미료를 함유하지 않는 음료로서, 과당, 나트륨염 및 사과산을 함유하는 것을 특징으로 하는 경구 보수액 기타 음료를 개시하고 있다.
특허문헌 1: 일본공개특허 2015-167523
본 발명은 상업 생산 및 장기 보존에 적합한 신규 RTD 음료 제품과 이러한 음료 제품을 제조하기 위한 신규 방법 및 장치를 제공한다.
일 측면에서, 본 개시는 물 중에 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨에서 선택되는 완충 성분의 조합과 포도당 및 염화나트륨을 포함하고, pH가 4.0 미만인 음료를 용기 중에 밀봉하여 포함하는 음료 제품을 제공한다.
다른 측면에서, 본 개시는 전해질을 포함한 물을 전기 분해하여 전해 산성수를 얻는 공정과, 상기 전해 산성수에 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨에서 선택되는 완충 성분의 조합을 적어도 더하여 음료를 얻는 공정과, 상기 음료를 용기 중에 밀봉하는 공정을 포함하고, 상기 음료는 pH가 4.0 미만인 음료 제품의 제조 방법을 제공한다. 다른 측면에서, 본 개시는 전해질을 포함한 물을 전기 분해하여 얻어지는 전해 산성수를 포함한 음료 제품을 제공한다.
다른 측면에서, 본 개시는 물을 전기 분해하여 전해 산성수를 생성하기 위한 전해 장치와, 상기 전해 산성수에 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨을 적어도 첨가하여 음료를 생성하는 하나 이상의 탱크와, 상기 음료를 용기 중에 밀봉하기 위한 충전 장치를 갖는 음료 제품 제조 장치를 제공한다.
도 1은 일 실시형태의 음료 제품 제조 장치의 개략도이다.
도 2는 일 실시형태의 음료 제품 제조 장치의 각 용해 탱크와 제품 탱크의 설비를 나타내는 개략도이다.
본 개시의 일 측면에서 음료 제품이 제공된다. 본 개시에 관한 음료 제품은 경구 보수액 제품에 가장 적합하지만, 스포츠 드링크, 탄산음료 등 여하한 음료 제품일 수 있다. 본 실시형태의 음료 제품 중의 음료는 용매로서의 물을 베이스로 하는 수용액으로, 약산 및 그 염을 함유함으로써 산성 영역에서 완충된다. 약산 및 그 염의 조합은 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨일 수 있다. 본 개시에서 이들 성분을 「완충 성분」이라고 하는 경우도 있다. 본 실시형태의 음료 제품 중의 음료는 pH가 4.0 미만이고, 바람직하게는 pH 3.0~3.8, 보다 바람직하게는 pH 3.0~3.5, 더욱 바람직하게는 pH 3.2~3.5이며, 예를 들어 pH 3.2~3.25이다. 본 개시에서 언급되는 pH는 1atm, 25℃에서 측정되는 pH이다.
음료의 제조에 대해서는 식품위생법에서 음료의 pH에 따른 살균 기준이 규정되어 있다. 즉, pH 4.0 미만의 산성 음료에는 65℃에서 10분간 또는 이와 동등 이상의 효력을 갖는 살균 방법을 사용하고, pH 4.0 이상~4.6 미만의 산성 음료에는 85℃에서 30분간 또는 이와 동등 이상의 효력을 갖는 살균 방법을 사용해야 하는 것이 기재되어 있다. 또한, pH 4.0 미만의 음료가 열 살균의 유효성이 보다 높은 것이 경험적으로 관찰되어 있다. 따라서, pH 4.0 이상의 제품에서는 pH 4.0 미만의 제품에 비해 가열 조건을 엄격하게 해야 하기 때문에 가열 처리의 비용이 늘어나고 소재 본래의 풍미가 손상될 가능성이 보다 높아진다. pH 4.0 미만의 음료의 살균에서는 pH 4.0 이상의 음료의 살균에 비해 살균 처리에 관한 연료비가 약 1/4로 억제된다고 추측된다. 본 실시형태의 음료 제품은 pH가 4.0 미만이기 때문에 온화한 조건의 가열 살균으로 충분하여 살균 처리 비용을 억제할 수 있고, 살균에 의한 풍미나 외관 변화를 최소한으로 멈출 수 있다.
상술한 완충 성분에 의존하는 완충 작용에 의해 본 실시형태의 음료 제품 중 음료의 pH는 안정되어 있다. 일례로서 본 실시형태의 음료 제품 중 음료 1L당 1.05g/100mL의 NaOH 수용액을 10.0mL 또는 18.0mL 더한 경우에 4.0 미만, 3.8 이하, 3.6 이하, 3.5 이하 또는 3.4 이하의 pH가 유지된다. 다른 예에서는, 본 실시형태의 음료 제품 중 음료 1L당 1.05g/100mL의 NaOH 수용액을 43.0mL 더한 경우에 4.0 미만, 3.8 이하 또는 3.6 이하의 pH가 유지된다. 종래 음료 제품의 제조에서는 성분 혼합비의 약간의 차이에 따라 pH가 변동되고, 나아가서는 품질이나 살균 효과가 변동되어 결함 제품의 발생 가능성을 간과할 수 없었다. 본 실시형태의 음료 제품은 4.0 미만의 pH에서 안정적으로 제조할 수 있기 때문에 품질 안정성 및 안전성 면에서 우수하고 장기 저장에도 견딜 수 있다.
본 실시형태의 음료 제품은 바람직하게는 음료를 용기 중에 밀봉하여 포함하는 것이다. 용기는 병(예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(페트) 병과 같은 플라스틱 병 및 유리병, 특히 스크류-톱 병 및 마개 부착된 병), 캔(예를 들어 알루미늄캔 및 스틸캔, 특히 풀-태브 캔, 스테이온-태브 캔 및 풀오픈-엔드 캔) 또는 파우치(예를 들어 플라스틱, 금속 또는 이들의 라미네이트로 형성된 파우치)일 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 용기는 캡, 뚜껑, 마개 등을 포함할 수 있다. 즉, 본 개시에서 캡, 뚜껑, 마개 등은 용기의 일부분이라고 이해된다. 용기에는 바람직하게는 본 음료 제품의 유통기한(shelf life)이 표시되어 있고, 그 유통기한은 밀봉된 날(즉 제조일)로부터 적어도 6개월, 적어도 9개월, 적어도 12개월 또는 적어도 24개월일 수 있다. 유통기한은 다양한 태양으로 표현될 수 있다. 예를 들어 용기에 음료 제품의 유효기한일(expiration date)이 표시되어 있고, 그 유효기한일이 음료 제품의 제조일로부터 12개월 후의 날짜인 경우에는 그 용기는 12개월이라는 음료 제품의 유통기한을 표시하고 있는 것으로 해석된다. 유통기한의 「표시」도 인쇄, 첩부, 엠보스, 새겨넣음 등 다양한 태양으로 실현될 수 있다.
본 실시형태의 음료 제품 중의 음료는 상기 완충 성분에 더하여 포도당 및 염화나트륨을 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 염화나트륨은 생리학적으로 중요한 전해질을 제공한다. 포도당은 세포에 의한 물 및 나트륨의 도입을 촉진시킨다. 본 음료 제품 중의 음료에서의 당의 함유량은 바람직하게는 27g/L 이하이고, 보다 바람직하게는 25g/L 이하이며, 더욱 바람직하게는 20g/L 이하이다. 본 음료 제품 중의 음료에서의 포도당의 함유량은 바람직하게는 12~27g/L, 보다 바람직하게는 13~25g/L, 더욱 바람직하게는 15~20g/L이다. 일례에서는 본 음료 제품 중의 음료는 포도당 이외의 당을 포함하지 않는다. 본 개시에서 당이라는 용어는 단당류 또는 이당류를 의미하고, 당 알코올은 포함하지 않는다.
본 실시형태의 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 단백질의 함유량이 0~10mg/L이고, 보다 바람직하게는 단백질을 실질적으로 포함하지 않는, 즉 단백질의 함유량이 0mg/L이다. 본 실시형태의 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 지질의 함유량이 0~10mg/L이고, 보다 바람직하게는 지질을 실질적으로 포함하지 않는, 즉 지질의 함유량이 0mg/L이다. 본 실시형태의 음료 제품 중의 음료의 칼로리는 바람직하게는 1L당 200kcal 이하, 보다 바람직하게는 150kcal 이하, 보다 바람직하게는 120kcal 이하, 더욱 바람직하게는 100kcal 이하이다. 바람직하게는 본 음료 제품 중의 음료에서의 나트륨 함유량은 0.8g/L 이상이고, 예를 들어 0.8~1.2g/L이다. 바람직하게는 본 음료 제품 중의 음료는 2~3g/L의 염화나트륨을 포함한다.
본 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 7.5~15g/L의 구연산(또는 주석산 혹은 사과산)을 포함한다. 구연산(또는 주석산 혹은 사과산)의 함유량은 바람직하게는 14g/L 이하, 보다 바람직하게는 13g/L 이하, 더욱 바람직하게는 12g/L 이하, 가장 바람직하게는 11.9g/L 이하이다. 본 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 2.5~8.0g/L의 구연산 삼나트륨(또는 주석산 이나트륨 혹은 사과산 이나트륨)을 포함한다. 구연산 삼나트륨(또는 주석산 이나트륨 혹은 사과산 이나트륨)의 함유량은 바람직하게는 7.0g/L 이하, 보다 바람직하게는 6.0g/L 이하, 더욱 바람직하게는 5.0g/L 이하, 가장 바람직하게는 4.4g/L 이하이다. 이들 산과 대응하는 염의 합계 농도는 바람직하게는 80mM 이하, 더욱 바람직하게는 79mM 이하이다. 중요한 것은 본 실시형태에서 이들 완충 성분은 완충제로서뿐만 아니라 산미료로서도 작용한다. 일반적으로 염분이 많고 당분이 적은 음료 제품(특히, 경구 보수액 제품)은 마시기 힘든 맛이라고 생각된다. 그러나, 본 실시형태의 음료 제품은 여기에 기술되는 조성에 기초하여 짠맛과 신맛이 상쇄되어 매우 마시기 좋게 상쾌한 맛을 제공할 수 있음이 발견되었다.
후술하는 바와 같이, 용매로서 사용되는 물을 전해 산성수로 해도 된다. 이 전해 산성수로서는 구연산 및 구연산 삼나트륨을 용해한 물을 전기 분해하여 얻어지는 전해 산성수가 특히 바람직하다. 이에 의해 최종 제품에서 우수한 pH 안정성과 함께 더욱 마시기 좋은 맛이 실현될 수 있다.
본 실시형태의 음료 제품 중의 음료는 인의 함유량이 0~5mg/L이다. 인의 함유량은 바람직하게는 0~3mg/L이고, 보다 바람직하게는 0~1mg/L이며, 더욱 바람직하게는 0~0.5mg/L이다. 본 음료는 인을 실질적으로 포함하지 않는, 즉 인의 함유량이 0mg/L인 것이 가장 바람직하다.
현재 시판되고 있는 경구 보수액 제품 그 밖의 음료 제품은 일반적으로 인산 그 밖의 인산 화합물을 포함하고 있는 경우가 많다. 인산 및 인산 화합물은 식품위생법에 의해 음료에서의 사용이 인정되고, pH 조정이나 산미 첨가 등의 작용을 제공할 수 있다. 그러나, 인산은 체내의 칼슘과 직접 결합하기 쉽고, 특히 신체에서 미네랄 성분의 섭취가 부족할 때에는 뼈의 구성 칼슘과 결합하여 칼슘의 체외 배설을 초래한다. 특히 고령자에게는 그 경향이 명백하다. 인산 화합물도 음용되었을 때에 위산에 의해 인산으로 변환되기 때문에 동일한 결과를 가져온다. 인 그 자체도 신체에 있어서 필수 성분이지만 통상적인 식품에 다방면에 걸쳐 비교적 많이 포함되어 있기 때문에 적극적으로 섭취를 신경쓸 필요는 없다.
본 실시형태의 음료 제품은 바람직하게는 인의 사용을 억제하거나 인의 사용을 완전히 회피한다. 구연산, 주석산 및 사과산은 감귤류 및 와인을 비롯한 많은 자연식품에 포함된다. 특히 구연산은 체내에서 구연산 사이클에 있어서 생체의 신진대사에 깊게 관련되어 있는 유용 성분이다. 구연산은 체내에서 소비되어 인과 같이 칼슘 등 미네랄분과 결합하여 체외로 미네랄분을 배설시킬 우려도 없고 신체에 있어서 매우 유용한 성분이라고 할 수 있다.
본 실시형태의 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 오스몰 농도가 200~310mOsm/L이고, 보다 바람직하게는 220~300mOsm/L이며, 더욱 바람직하게는 240~280mOsm/L이다. 오스몰 농도는 침투압에 관계된다. 상기 오스몰 농도의 범위는 인체의 혈장 침투압에 상당하는 310mOsm/L와 동등하거나 그보다 약간 낮은 것이다. 이에 의해 장관에 의한 물 및 전해질의 흡수가 촉진된다.
본 실시형태의 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 탄산칼륨, 염화칼륨, 황산마그네슘 및 젖산칼륨 중 하나 이상을 더 포함한다. 일례에서는 본 음료 제품 중의 음료는 탄산칼륨 및 염화칼륨을 포함한다. 일례에서는 본 음료 제품 중의 음료는 탄산칼륨, 염화칼륨 및 황산마그네슘을 포함한다. 일례에서는 본 음료 제품 중의 음료는 젖산칼륨 및 황산마그네슘을 포함한다.
본 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 조미료(flavor enhancer)를 포함한다. 조미료의 예로서는 글루타민산 나트륨을 포함한 글루타민산염, 글루타민산, 구아닐산 및 그 염, 이노신산 및 그 염을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 본 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 감미료를 포함한다. 감미료의 예로서는 수크랄로스, 환원 팔라티노오스, 자일리톨, 아세설팜 K, 말티톨, 아스파탐, 감초 및 스테비아를 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 본 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 향료를 포함한다. 향료는 음식품에서의 사용이 인정되는 여하한 향료일 수 있다. 본 실시형태의 음료 제품 중의 음료는 조미료, 감미료 및 향료를 포함할 수 있고, 예를 들어 글루타민산 나트륨, 수크랄로스 및 향료를 포함할 수 있다.
바람직한 일례에서, 음료 제품 중의 음료는 구연산(또는 주석산 혹은 사과산), 구연산 삼나트륨(또는 주석산 이나트륨 혹은 사과산 이나트륨), 포도당, 염화나트륨(식염) 및 황산마그네슘을 포함한다. 다른 바람직한 일례에서, 음료 제품 중의 음료는 구연산(또는 주석산 혹은 사과산), 구연산 삼나트륨(또는 주석산 이나트륨 혹은 사과산 이나트륨), 포도당, 염화나트륨(식염), 탄산칼륨, 염화칼륨 및 황산마그네슘을 포함한다. 다른 바람직한 일례에서, 음료 제품 중의 음료는 구연산(또는 주석산 혹은 사과산), 구연산 삼나트륨(또는 주석산 이나트륨 혹은 사과산 이나트륨), 포도당, 염화나트륨(식염), 젖산칼륨, 글루타민 및 황산마그네슘을 포함한다. 또 다른 바람직한 일례에서, 음료 제품 중의 음료는 상기 성분에 더하여 수크랄로스 및 향료 또는 글루타민산 나트륨, 수크랄로스 및 향료를 포함한다.
본 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 40~80mM의 구연산(또는 주석산 혹은 사과산) 및 10~30mM의 구연산 삼나트륨(또는 주석산 이나트륨 혹은 사과산 이나트륨)을 포함한다. 혹은 본 음료는 합계 농도 80mM 이하, 보다 바람직하게는 합계 농도 79mM 이하의 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨을 포함한다. 본 음료는 바람직하게는 70~111mM의 포도당을 포함한다. 본 음료는 바람직하게는 35~50mM의 염화나트륨을 포함한다. 포도당의 몰 농도가 염화나트륨의 몰 농도의 2배 이상인 것이 바람직하다. 일례에서 본 음료는 4~10mM의 탄산칼륨 및 3~9mM의 염화칼륨을 포함한다. 일례에서 본 음료는 0.5~2mM의 황산마그네슘을 포함한다. 이들 음료는 0.5g/L 이하의 조미료, 예를 들어 글루타민산 나트륨을 포함할 수 있다. 이들 음료는 0.5g/L 이하의 감미료, 예를 들어 수크랄로스를 포함할 수 있다. 이들 음료는 0.05g/L 이하의 향료를 포함할 수 있다.
구체적인 일례에서, 본 음료 제품 중의 음료는 50~90mEq/L의 나트륨, 15~25mEq/L의 칼륨, 50~80mEq/L의 염소 및 적어도 나트륨과 동일 몰 농도이지만 111mmol/L를 초과하지 않는 농도의 포도당을 포함하고, 오스몰 농도가 200~310mmol/L이다. 다른 구체적인 일례에서, 본 음료 제품 중의 음료는 11.9g/L의 구연산, 4.38g/L의 구연산 삼나트륨, 18g/L의 포도당, 2.57g/L의 염화나트륨(식염), 0.97g/L의 탄산칼륨, 0.44g/L의 염화칼륨, 0.12g/L의 황산마그네슘, 0.18g/L의 글루타민산 나트륨, 0.17g/L의 수크랄로스 및 0.01g/L의 향료를 포함한다.
본 실시형태의 음료 제품은 상술한 각 성분을 물에 용해함으로써 제조할 수 있다. 즉, 일 실시형태의 음료 제품의 제조 방법은 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨에서 선택되는 완충 성분의 조합과 포도당 및 염화나트륨을 물에 용해하여 수용액을 얻는 것 및 그 수용액을 용기 중에 밀봉하는 것을 포함하고, 여기서 완충 성분의 첨가량은 최종 수용액의 pH가 4.0 미만, 3.0~3.8, 3.0~3.5, 3.2~3.5 또는 3.2~3.25에서 완충되도록 조절된다. 수용액을 얻는 공정 또는 수용액을 용기 중에 밀봉하는 공정에는 음료의 멸균 처리가 포함될 수 있다. 상기 산의 농도는 예를 들어 50~70mM일 수 있고, 그 나트륨염의 농도는 예를 들어 15~25mM일 수 있다. 상기 산과 그 염의 합계 농도는 바람직하게는 80mM 이하, 보다 바람직하게는 79mM 이하이다. 제품이 충분히 완충되어 있는지 어떤지는 상술한 바와 같이 1.05g/100mL의 NaOH 수용액을 더하여 pH 변동의 정도를 보는 것으로 확인할 수 있다.
일례에서, 본 실시형태의 음료 제품은 상기 (a), (b) 또는 (c) 성분을 물에 용해하여 상기 pH 범위 내에서 완충된 원액을 제작하고, 여기에 다른 성분을 더 용해하여 수용액을 얻어 그 수용액을 용기 중에 밀봉함으로써 제조될 수 있다. 각 성분의 수화물이 이용 가능한 경우에는 수화물을 용해에 사용해도 된다. 본 개시에서 물과 같은 용매에 성분을 용해 또는 첨가하는 것은 그 성분을 직접 그 용매에 용해 또는 첨가하는 것뿐만 아니라 그 성분의 용액을 그 용매와 조합하는 것도 포함한다.
일 측면에서, 본 개시는 보수액의 제조시에 인 성분을 배제하고 구연산 및 구연산 삼나트륨을 이용하여 pH 완충액 pH 3.2~3.5의 원액을 작성하여 보수액을 제조하는 방법을 제공한다. 다른 측면에서, 본 개시는 보수액의 제조시에 인 성분을 배제하고 구연산 및 구연산 삼나트륨을 이용하여 pH 완충액 pH 3.2의 원액을 작성하는 용량 제어 방식 자동 혼합 장치를 제공한다.
나아가 본 발명자는 산성 음료 제품을 공업적 규모로 효율적이고 안정적으로 제조하기에 적합한 제조 방법 및 제조 장치를 개발하였다. 이 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 확실히 pH가 4.0 미만이 되는 음료 제품을 일정한 농도 및 pH로 효율적으로 제조할 수 있다.
일 측면에서, 전해질을 포함한 물을 전기 분해하여 전해 산성수를 얻는 공정과, 상기 전해 산성수에 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨에서 선택되는 완충 성분의 조합을 적어도 더하여 음료를 얻는 공정과, 상기 음료를 용기 중에 밀봉하는 공정을 포함하고, 상기 음료는 pH가 4.0 미만인 음료 제품의 제조 방법이 제공된다. 바람직하게는 상기 음료를 얻는 공정은 상기 전해 산성수에 포도당 및 염화나트륨을 더하는 것을 더 포함한다.
보다 구체적인 일 측면에서, 전해질을 포함한 물을 전기 분해하여 산성수를 얻는 공정과, 상기 산성수를 전기 분해하지 않은 물과 혼합하여 소정값 이하의 pH를 갖는 pH 조정수를 얻는 공정과, 상기 pH 조정수에 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨에서 선택되는 완충 성분의 조합을 적어도 더하여 음료를 얻는 공정과, 상기 음료를 용기 중에 밀봉하는 공정을 포함하고, 상기 음료는 pH가 4.0 미만인 음료 제품의 제조 방법이 제공된다. 바람직하게는 상기 음료를 얻는 공정은 상기 pH 조정수에 포도당 및 염화나트륨을 더하는 것을 더 포함한다.
음료를 얻는 공정 또는 음료를 용기 중에 밀봉하는 공정에는 음료의 멸균 처리가 포함될 수 있다. 다른 측면에서, 이들 제조 방법에 의해 제조된 음료 제품이 제공된다.
상기에서의 전해질은 물에 첨가되어 전기 분해를 촉진하는 것이다. 이 전해질은 (a) 구연산, (b) 주석산 혹은 (c) 사과산, 또는 (a) 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 이나트륨 혹은 (c) 사과산 이나트륨, 또는 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 혹은 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨을 포함할 수 있다. (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨을 전기 분해시의 전해질로서 공급하는 것이 바람직하고, (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨을 전기 분해시의 전해질로서 공급하는 것이 특히 바람직하다. 이 단계에서 더해지는 산과 그 염의 양의 비율은 최종 음료 제품에 포함되는 그 산과 그 염의 양의 비율과 동일할 수 있다. 본 개시에서 전해질 및/또는 완충 성분으로서 사용되는 나트륨염을 칼륨염으로 치환하는 것도 가능해질 수 있다. 전기 분해시에 물에 첨가되는 (a), (b) 또는 (c) 성분의 양은 최종적인 음료 제품 중에 포함되는 이들 성분의 양(중량 또는 몰)의 1% 이하, 5% 이하, 10% 이하, 30% 이하, 50% 이하, 70% 이하, 90% 이하, 95% 이하 또는 99% 이하를 제공하는 양일 수 있다. 예를 들어 최종적인 음료 제품 중의 구연산 농도가 60mM인 경우에 그 약 90%가 전기 분해 전에 첨가된 구연산에 유래하고 나머지 약 10%가 전기 분해 후에 첨가된 구연산에 유래할 수 있다.
물은 지하수, 우물물, 용수, 수돗물, 증류수, 이온 교환수 등일 수 있다. 필터 여과, 가열 등으로 멸균된 물이 바람직하다. 당업자에게 알려져 있는 바와 같이 양극, 음극 및 격막을 갖는 전해 장치에 의해 전기 분해를 행하여 산성수(즉, 전해 산성수)를 얻을 수 있다. 얻어진 산성수가 미전기 분해수와 혼합되는 경우 그 미전기 분해수는 전기 분해를 위해 사용한 물과 동일한 것이어도 되고 다른 공급원으로부터의 것이어도 된다.
전기 분해의 각 파라미터(예를 들어 전해질의 양, 전류 강도, 전해 시간) 및 미전기 분해수와의 혼합비는 당업자가 통상의 지식에 기초하여 적절히 조절할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 전해 산성수 혹은 pH 조정수의 pH는 당업자가 적절히 결정할 수 있고, 예를 들어 4.0 미만일 수 있다.
전기 분해 및 그 산물인 전해 산성수를 이용함으로써 특유의 이온 구성을 갖는 고산성도의 물을 제어 가능한 조건 하에서 효율적으로 얻을 수 있다. 특정의 이론에 구속되는 것은 바라지 않지만, 전해 산성수를 사용함으로써 인(혹은 인산)의 부존재 하에서 비교적 저농도의 구연산(또는 주석산 혹은 사과산) 및 그 염의 존재 하에서 보다 마시기 좋은 맛 및 안정적인 낮은 pH가 달성되는 것이 발견되었다. 일반적으로 전해 산성수는 전해 산물로서의 산소(O2)를 포함할 수 있고, 분자 산소는 다양한 기능성을 제공할 가능성을 가진다. 따라서, 전해 산성수를 사용한다는 사실에 의해 소비자에게 있어서의 매력이 높아질 수 있다. 전해 산성수의 산소 농도는 예를 들어 25℃에서 8ppm 이상, 10ppm 이상, 12ppm 이상, 15ppm 이상, 20ppm 이상, 30ppm 이상 또는 50ppm 이상일 수 있다(중량ppm). 본 실시형태의 전해 산성수에 산소 이외의 물질이 생성되어 용해되어 있을 가능성을 배제하는 것은 아니다.
최종적인 음료 제품에서의 완충 성분, 즉 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨의 양 및 비는 의도되는 pH 및 완충 강도에 따라 당업자가 조절할 수 있고, 예를 들어 상술한 양일 수 있다. 또, 본 개시에서 (a), (b) 및 (c)의 기호는 하나의 공정 또는 요소에서 사용되는 성분의 종류와 다른 하나의 공정 또는 요소에서 사용되는 성분의 종류를 대응시키는 것을 의미한다. 즉, 본 예에서는 (a)의 전해질이 사용된 경우에는 (a)의 완충 성분이 사용되고, (b)의 전해질이 사용된 경우에는 (b)의 완충 성분이 사용된다.
본 개시에서 예를 들어 「pH 조정수에 구연산 및 구연산 삼나트륨, 포도당 및 염화나트륨을 더한다」고 하는 경우, 특별히 지정되지 않는 한 열기된 물질을 함께 더해도 되고 순차적으로 더해도 되며, 순차적으로 더하는 경우에는 순서를 변경해도 된다. 예를 들어 구연산과 구연산 삼나트륨은 동일한 탱크에서 동시에 더해져도 되고 각각의 탱크에서 동시에 더해져도 되며 각각의 탱크에서 순차적으로 더해져도 된다. 완충 성분, 포도당 및 염화나트륨을 더하는 공정에서 또는 이와는 별개의 공정에서 본 개시에서 기술된 다른 성분을 더해도 된다. 이들 다른 성분 및 그 조합의 예는 상술한 바와 같다. 일례에서는 탄산칼륨, 염화칼륨, 황산마그네슘 및 젖산칼륨 중 하나 이상이 첨가된다. 추가적인 예에서는 글루타민산 나트륨, 수크랄로스 및 향료 중 하나 이상이 첨가된다. 일례에서는 하나의 탱크(용해 탱크)에서 구연산을 포함한 성분(복수 가능)이 pH 조정수에 첨가되고, 다른 탱크(용해 탱크)에서 그 이외의 성분(복수 가능)이 pH 조정수에 첨가되며, 두 탱크에서 생성된 수용액이 또 다른 탱크(제품 탱크)에서 혼합되어 음료가 생긴다. 이 혼합액에 상기 pH 조정수를 공급하여 소정의 농도로 희석하는 공정을 더 추가해도 된다.
용기에의 밀봉은 산성수를 얻는 공정으로부터 10분 이내, 30분 이내, 1시간 이내, 2시간 이내, 3시간 이내, 10시간 이내 또는 1일 이내에 완료될 수 있다.
상기에서 전기 분해를 거치는 제조 방법과 전기 분해를 반드시 거치지 않는 제조 방법으로 언급하였다. 이들 제조 방법으로 제조되는 음료 제품에 대해서는 상기에서 제공한 pH, pH 안정성(완충성), 인 함유량, 오스몰 농도, 조성(각 성분의 양 및/또는 비), 용기 및/또는 유통기한의 설명이 적용될 수 있다. 즉, 이들 방법에 의해 제조되는 음료 제품 중의 음료는 pH 4.0 미만이고, 바람직하게는 pH 3.0~3.8이며, 보다 바람직하게는 pH 3.0~3.5이고, 더욱 바람직하게는 pH 3.2~3.5이며, 예를 들어 pH 3.2~3.25이다. 또한, 이들 방법에 의해 제조되는 음료 제품 중의 음료는 1.05g/100mL의 NaOH 수용액을 음료 1L당 10.0mL 또는 18.0mL 더한 경우에 4.0 미만, 3.8 이하, 3.6 이하, 3.5 이하 또는 3.4 이하의 pH가 유지된다. 다른 예에서는, 이들 방법에 의해 제조되는 음료 제품 중의 음료는 1.05g/100mL의 NaOH 수용액을 음료 1L당 43.0mL 더한 경우에 4.0 미만, 3.8 이하 또는 3.6 이하의 pH가 유지된다. 이들 방법에 의해 제조되는 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 인을 실질적으로 포함하지 않는다. 즉, 이들 방법은 인 함유 화합물을 용액에 더하는 공정을 포함하지 않거나 인 함유 화합물을 용액에 더하는 공정을 배제한다. 이들 방법은 용기에 음료 제품의 유통기한을 표시하는 공정을 더 포함할 수 있고, 그 유통기한은 밀봉된 날로부터 적어도 6개월, 적어도 9개월, 적어도 12개월 또는 적어도 24개월일 수 있다. 용기에 음료 제품의 유통기한을 표시하는 공정은 용기가 밀봉되기 전, 도중 또는 후에 실시될 수 있다.
전해 산성수를 음료에 사용하는 것 자체가 종래 이루어지지 않았다. 따라서, 다른 측면에서 본 개시는 전해질을 포함한 물을 전기 분해하여 얻어지는 전해 산성수를 포함한 음료 제품을 제공하는 것이다. 나아가 본 개시는 전해질을 포함한 물을 전기 분해하여 전해 산성수를 얻는 공정 및 상기 전해 산성수에 다른 성분(예를 들어 당, 감미료, 향료)을 더하는 공정을 포함하는 음료 제품의 제조 방법을 제공하는 것이다. 그 전해질은 바람직하게는 구연산, 주석산, 사과산, 구연산 삼나트륨, 주석산 이나트륨 및 사과산 이나트륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함한다. 그 전해질은 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨을 포함하는 것이 보다 바람직하고, 구연산 및 구연산 삼나트륨을 포함하는 것이 특히 바람직하다. 이 음료 제품에 관해 그 pH, 첨가될 수 있는 다른 성분, 봉입될 수 있는 용기의 형태 등은 본 개시의 다른 측면에서의 음료 제품에 대해 제공한 설명이 적용될 수 있다.
다른 측면에서, 물을 전기 분해하여 전해 산성수를 생성하기 위한 전해 장치와, 상기 전해 산성수에 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨을 적어도 첨가하여 음료를 생성하는 하나 이상의 탱크와, 상기 음료를 용기 중에 밀봉하기 위한 충전 장치를 갖는 음료 제품 제조 장치가 제공된다.
보다 구체적인 다른 측면에서, 물을 전기 분해하기 위한 전해 장치와, 상기 전해 장치에 의해 전기 분해되어 생성하는 산성수를 전기 분해되지 않은 물과 혼합하여 소정값 이하의 pH의 pH 조정수를 얻기 위한 pH 조정기(pH 조정기 혹은 pH 조정 장치)와, 상기 pH 조정수에 제1 성분을 첨가하는 제1 용해 탱크와, 상기 pH 조정수에 (a) 구연산, (b) 주석산 또는 (c) 사과산을 포함한 제2 성분을 첨가하는 제2 용해 탱크와, 상기 제1 및 제2 용해 탱크에서 생성된 수용액을 혼합하여 음료를 생성하는 제품 탱크와, 상기 제품 탱크의 하류에 상기 제품 탱크에서 생성된 음료로 용기를 충전하여 용기를 밀봉하기 위한 충전기를 갖는 음료 제품 제조 장치가 제공된다. 여기서, 상기 제1 성분이 (a) 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 이나트륨 혹은 (c) 사과산 이나트륨을 포함하거나 또는 상기 제2 성분이 (a) 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 이나트륨 혹은 (c) 사과산 이나트륨을 더 포함할 수 있다.
전해 장치는 당업자에게 알려진 바와 같이 양극, 음극 및 산성수와 알칼리성수를 격리하는 격막을 가질 수 있다. 물은 지하수, 우물물, 용수, 수돗물, 증류수, 이온 교환수 등일 수 있다. 물 공급원과 전해 장치의 사이에 불용물 제거용 혹은 멸균용 필터가 설치되어도 된다. 얻어진 산성수와 혼합되는 미전기 분해수는 전기 분해에 사용되는 물과 동일한 것이어도 되고 다른 공급원으로부터의 것이어도 된다. pH 조정수의 pH는 당업자가 적절히 결정할 수 있고, 예를 들어 4.0 미만일 수 있다. (a) 구연산 삼나트륨과 (a) 구연산은 둘 다 제2 성분에 포함되어 있어도 되고, 구연산 삼나트륨이 제1 성분, 구연산이 제2 성분에 포함되어 있어도 된다. (b) 주석산 이나트륨과 (b) 주석산 또는 (c) 사과산 이나트륨과 (c) 사과산에 대해서도 마찬가지이다. 즉, 완충 성분의 산과 그 염은 동일한 탱크에서 첨가되어도 되고 다른 탱크에서 첨가되어도 된다. 본 개시에서 「제1」 「제2」 등은 요소 구별의 편의를 위해 이용되는 것으로, 반드시 순서를 특정하는 것은 아니다.
상기 제품 탱크에 상기 pH 조정기가 접속되어도 되고, 그 경우 상기 pH 조정기로부터 상기 제품 탱크에 상기 pH 조정수가 공급되고, 상기 제품 탱크에서 상기 수용액의 혼합액이 소정 내지 원하는 농도로 희석될 수 있다.
상기 전해 장치에는 전기 분해되어야 할 물에 전해질을 공급하는 전해질 탱크가 접속되어 있어도 된다. 그 전해질은 (a) 구연산, (b) 주석산 혹은 (c) 사과산, 또는 (a) 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 이나트륨 혹은 (c) 사과산 이나트륨, 또는 (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 혹은 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨을 포함할 수 있다. (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨, (b) 주석산 및 주석산 이나트륨 또는 (c) 사과산 및 사과산 이나트륨을 전기 분해시의 전해질로서 공급하는 것이 바람직하고, (a) 구연산 및 구연산 삼나트륨을 전기 분해시의 전해질로서 공급하는 것이 특히 바람직하다.
본 실시형태의 제조 장치에서 제조되는 음료 제품에 대해서는 상기에서 제공한 pH, pH 안정성(완충성), 인 함유량, 오스몰 농도, 조성(양 및/또는 비), 용기 및/또는 유통기한의 설명이 적용될 수 있다. 즉, 본 실시형태의 제조 장치는 상술한 pH, pH 안정성(완충성), 인 함유량, 오스몰 농도, 조성(양 및/또는 비), 용기 및/또는 유통기한을 달성하도록 구성될 수 있다. 즉, 본 실시형태의 음료 제품 제조 장치에서 제조되는 음료 제품 중의 음료는 pH가 4.0 미만일 수 있고, 바람직하게는 pH 3.0~3.8이며, 보다 바람직하게는 pH 3.0~3.5이고, 더욱 바람직하게는 pH 3.2~3.5이며, 예를 들어 pH 3.2~3.25이다. 또한, 이 장치에 의해 제조되는 음료 제품 중의 음료는 1.05g/100mL의 NaOH 수용액을 음료 1L당 10.0mL 또는 18.0mL 더한 경우에 4.0 미만, 3.8 이하, 3.6 이하, 3.5 이하 또는 3.4 이하의 pH가 유지된다. 다른 예에서는, 이 장치에 의해 제조되는 음료 제품 중의 음료는 1.05g/100mL의 NaOH 수용액을 음료 1L당 43.0mL 더한 경우에 4.0 미만, 3.8 이하 또는 3.6 이하의 pH가 유지된다. 본 장치에 의해 제조되는 음료 제품 중의 음료는 바람직하게는 인을 실질적으로 포함하지 않는다. 즉, 본 장치는 인 함유 화합물을 용액에 더하는 요소를 포함하지 않거나 인 함유 화합물을 용액에 더하는 요소를 배제한다.
다른 측면에서, 지하수를 전기 분해하는 전해 장치와, 상기 전해 장치에 의해 전기 분해되어 생성한 산성수와 전기 분해되지 않은 지하수를 혼합하여 소정값 이하의 pH의 pH 조정수를 제조하는 pH 조정기와, 상기 pH 조정수에 소정의 성분을 용해하는 한쪽의 용해 탱크와, 상기 pH 조정수에 구연산을 포함한 그 밖의 소정의 성분을 용해하는 다른 쪽의 용해 탱크와, 상기 한쪽의 용해 탱크에서 생성된 수용액과 상기 다른 쪽의 용해 탱크에서 생성된 수용액을 혼합하여 음료 제품을 생성하는 제품 탱크와, 상기 제품 탱크에서 생성된 음료 제품으로 병을 충전하는 병 충전기가 설치되어 있는 음료 제품 제조 장치가 제공된다. 음료 제품은 바람직하게는 경구 보수액 제품이다.
상기 제품 탱크에는 상기 pH 조정기가 접속될 수 있다. 이에 따라 상기 pH 조정기로부터 상기 pH 조정수가 공급되고, 상기 제품 탱크에서 상기 각 수용액의 혼합액이 소정의 농도로 희석된다.
상기 전해 장치에는 전기 분해에 사용하기 위한 구연산을 공급하는 구연산 탱크가 접속될 수 있다.
상기 음료 제품 제조 장치로 만들어진 상기 음료 제품은 구연산과 구연산 삼나트륨이 용해되고, pH가 4.0 미만, 바람직하게는 pH 3.8 이하이다. 나아가 바람직하게는 3.5 미만 3.0 이상이다.
도 1은 상기 실시형태의 일례인 음료 제품 제조 장치(10)의 개략도이다. 음료 제품 제조 장치(10)는 원료가 되는 지하수를 취수하는 우물(12)이 설치되어 있다. 우물(12)로 취수한 지하수를 여과하는 5μm 필터(14)와 활성탄 필터(16)와 2μm 필터(17)와 여과한 지하수를 저장하는 저장 탱크(18)가 순서대로 설치되어 있다.
저장 탱크(18)의 하류에는 2μm 필터(19)를 통과하여 pH 조정기(20)가 설치되고, 여과된 지하수가 여기에 도입된다. 또한, 저장 탱크(18)의 하류에는 다른 2μm 필터(21)를 통과하여 여과된 지하수가 도입되어 전기 분해가 이루어지는 전해 장치(22)가 설치되어 있다. 전해 장치(22)의 하류에는 전기 분해된 알칼리수를 수용하는 알칼리 탱크(24)와, 전기 분해된 산성수를 수용하는 산성 탱크(26)가 설치되어 있다.
전해 장치(22)에는 전해질인 구연산을 공급하는 구연산 탱크(27)가 접속되어 있다. 구연산 탱크(27) 내의 구연산 농도는 예를 들어 10~40%, 20~30% 혹은 25%일 수 있다(중량% 표시). 전기 분해로 얻어진 알칼리수는 필요 없고 알칼리 탱크(24)로부터 폐액 처리기로 보내져 폐기될 수 있지만, 알칼리수를 다른 용도로 이용해도 된다. 전기 분해로 얻어진 산성수는 산성 탱크(26)에 저장되고 pH 조정기(20)에 도입되어 pH의 조정에 사용된다.
pH 조정기(20)의 하류에는 pH 조정기(20)로 조정된 pH 조정수(C)에 감미료 등을 포함한 소정의 성분을 용해하는 용해 탱크(28)와, 구연산을 포함한 그 밖의 소정의 성분을 용해하는 용해 탱크(30)가 설치되어 있다. 용해 탱크(28)와 용해 탱크(30)는 pH 조정기(20)에 각각 직접 연결되어 있다. 용해 탱크(28)와 용해 탱크(30)의 하류에는 용해 탱크(28)에서 만들어진 수용액(A)과 용해 탱크(30)에서 만들어진 수용액(B)을 혼합하여 경구 보수 원액을 생성하는 제품 탱크(32)가 설치되어 있다. 제품 탱크(32)는 pH 조정기(20)에도 연결되어 pH 조정수(C)가 도입되고, 수용되어 있는 경구 보수 원액을 적합한 농도로 희석하여 음료 제품(D)으로 한다. 용해 탱크(28)와 용해 탱크(30), 제품 탱크(32)는 고청결 유지실(36)에 설치되어 있다.
도 2는 용해 탱크(28)와 용해 탱크(30), 제품 탱크(32)의 설비의 일례를 나타내는 것이다. 각 탱크에서의 pH 조정수(C)의 공급로에는 기호로 나타난 전자 밸브와 유량 설정이 부착된 적산 유량계가 각각 설치되어 있다. 각 탱크(28, 30, 32)에 유입되는 pH 조정수(C)의 유량을 조정함으로써 일정한 농도의 수용액(A), 수용액(B) 및 음료 제품(D)이 연속적으로 제조된다. 제품 탱크(32)에는 pH 등을 측정하는 품질 체크 센서가 설치되어 pH 등의 품질을 확인한다.
제품 탱크(32)의 하류이고 고청결 유지실(36) 밖에는 제품 탱크(32)에서 만들어진 음료 제품(D)으로 패트병을 충전하는 병 충전기(34)가 설치되어 있다. 여기서, 오존수에 의해 세정 완료된 패트병이 음료 제품(D)으로 충전된다. 충전은 85℃의 「핫필링」으로 이루어지고, 그 후 병이 밀봉되어 제품이 완성된다.
음료 제품 제조 장치(10)에서 제조된 음료 제품(D)은 산성수로 pH가 조정되어 pH 완충제가 되는 구연산과 구연산 삼나트륨이 포함되어 있기 때문에 pH가 4.0 미만, 바람직하게는 pH 3.8~3.0이고, 보다 바람직하게는 pH 3.5~3.2이며, 예를 들어 pH 3.2 정도로 조정된다. 이에 의해 온화한 가열 조건으로 살균 처리하여 출하하는 것이 가능하다. 특히, 음료 제품(D)을 pH 3.5~3.2로 하면 저장성이 높은 것이 된다.
또, 각 탱크의 용량, 펌프의 종류, 능력을 이하의 표 1에 나타낸다.
용해 탱크(28) 용해 탱크(30) 제품 탱크(32)
용량(㎥) 5 3 2
펌프의 종류 튜빙 펌프 튜빙 펌프 소용돌이 펌프
능력(1/분) 8.3 5 83.3
용해 탱크 A(28)에서는 포도당, 수크랄로스, 향료가 pH 조정수(C)에 용해된다. 용해 탱크 B(30)에서는 식염, 구연산, 구연산 삼나트륨, 젖산칼륨, 황산마그네슘, 글루타민산 나트륨이 pH 조정수(C)에 용해된다. 또, 그 이외의 유효 성분 등을 용해해도 된다.
이 구체적 실시형태에서의 각 성분의 농도와 침투압, 1일에 50㎥ 제조할 때의 중량 및 용해에 사용하는 탱크를 이하의 표 2에 나타낸다.
성분 농도
(g/l)		 침투압
(mOsm/l)		 중량
(kg/50㎥)		 탱크
구연산 11.9 62 595 용해 탱크(30)
구연산 삼나트륨 4.38 17 219 용해 탱크(30)
포도당 18 100 900 용해 탱크(28)
식염 2.57 87.0 128.5 용해 탱크(30)
황산마그네슘 0.12 1.0 6 용해 탱크(30)
글루타민산 Na 0.18 1.1 9 용해 탱크(30)
수크랄로스 0.17 - 8.5 용해 탱크(28)
향료(8211) 0.01 - 0.5 용해 탱크(28)
경구 보수액 D - 계 293.9 - -
또, 표 2에서 나타낸 배합으로 제조한 음료 제품(D)의 pH는 3.2이다. 이는 62mmol의 구연산 및 17mmol 구연산 삼나트륨이 물 1L에 용해된 것으로, pH 3.17의 완충액과 동등한 pH가 된다. 음료 제품(D)의 침투압은 293.9mOsm/L로서, 인체의 혈장 침투압 310mOsm/L보다 약간 낮은 것이다. 이에 의해 장관으로부터 수분 및 전해질을 신속하게 흡수하는 것이 가능해진다.
이 실시형태의 음료 제품 제조 장치(10)에 의하면 일정한 농도의 음료 제품(D)을 연속적으로 효율적으로 제조할 수 있다. 음료 제품 제조 장치(10)에서 만들어진 음료 제품(D)은 pH가 낮게 조정된 산성 수용액이다. 또한, pH 완충제가 되는 구연산과 구연산 삼나트륨의 함유에 의해 pH가 4.0 미만으로 안정되어 온화한 가열 조건으로의 살균 처리가 가능해지고, 살균 처리의 비용을 억제할 수 있으며, 음료 제품(D)의 풍미나 외관 변화를 억제할 수 있다. 게다가 생산시에 상황의 변화가 있었다고 해도 항상 pH가 4.0 미만 내지 3.5 미만으로 유지된다. 또한, 이 pH 안정성으로부터 장기 저장에도 견딜 수 있다.
또한, 음료 제품 제조 장치(10)는 전해 장치(22)에서 생성한 산성수를 사용하여 pH 조정한 무해인 pH 조정수(C)에 인체에 무해하고 유용한 성분인 구연산을 용해하여 음료 제품(D)을 만들 수 있다. 따라서, pH 강하제 그 밖의 성분으로서 인산 등 섭취량에 주의가 필요한 물질을 이용하는 일이 없어 안전하다. 전기 분해시에도 구연산이 사용되기 때문에 음용에 적합한 산성수를 제조할 수 있다.
또, 본 실시형태의 음료 제품 제조 장치는 상기의 구체예에 한정되는 것은 아니고 적절히 변경 가능하다. 예를 들어, 취수한 지하수를 여과하는 필터의 종류는 자유롭게 변경 가능하고, 지하수 이외의 종류의 물을 사용하는 것도 가능하다. 용해 탱크(28)와 용해 탱크(30)에서 용해하는 수용성 성분도 적절히 변경 가능하고, 용해 탱크의 수를 증감하는 것도 가능하다. 또한, 병 대신에 다른 종류의 용기를 이용하는 것도 가능하다.
실시예
본 실시형태의 방법을 이용하여 표 2에서 나타낸 배합으로 제조한 음료 제품(D)에 가성 소다(수산화 나트륨)를 첨가하여 pH 안정성에 대해 시험을 행하였다. 즉, 가성 소다 수용액을 1.05g/100mL로 만들고, 음료 제품 1L에 대해 다른 양의 이 가성 소다 수용액을 첨가하고 pH를 측정하였다. 3.5ml~100ml 범위 내의 6개의 다른 가성 소다 수용액량을 이용하여 시험을 행하였다. 그 시험 결과를 이하의 표 3에 나타낸다.
가성 소다 용액의 첨가량 ml(g) pH
3.5ml(0.0367g) 3.20
6.0ml(0.063g) 3.20
10.0ml(0.105g) 3.25
18.0ml(0.189g) 3.31
43ml(0.451g) 3.51
100ml(1.05g) 4.00
이 표에서 이 음료 제품(D)은 pH 안정성이 높은 것이 나타났다. 통상 1L의 물에 가성 소다를 3mg 더했을 때는 pH 10.0이 되고, 100mg 더했을 때는 pH 11.5가 되며, 400mg 더했을 때는 pH 12.1이 된다. 이와 비교하여 이 음료 제품(D)은 가성 소다 용액을 3.5mL~100mL 더했을 때에 pH 3.2~pH 4.00이 되고, 가성 소다를 105mg 더해도 pH 3.25이며, 1.05g 더해도 pH 4.00이다. 즉, 본 실시형태의 음료 제품은 pH가 크게 변동하는 일이 없어 안정된 산성이 유지되고, pH 안정성이 높은 것이 나타났다.
10 음료 제품 제조 장치
12 우물
14 5μm 필터
16 활성탄 필터
17, 19, 21 2μm 필터
18 저장 탱크
20 pH 조정기
22 전해 장치
24 알칼리 탱크
26 산성 탱크
27 구연산 탱크
28 용해 탱크
30 용해 탱크
32 제품 탱크
34 병 충전기
36 고청결유지실
A, B 수용액
C pH 조정수
D 음료 제품(경구 보수액)

Claims (19)

  1. 전기 분해된 전해 산성수 중에 40~80mM의 구연산 및 10~30mM의 구연산 삼나트륨으로 이루어지는 완충 성분의 조합과 포도당 및 염화나트륨을 포함하고, pH가 4.0 미만인 경구 보수액을 용기 중에 밀봉하여 포함하는 레디-투-드링크 경구 보수액 제품으로서,
    상기 경구 보수액은 50~90mEq/L의 나트륨, 15~25mEq/L의 칼륨, 50~80mEq/L의 염소 및 적어도 나트륨과 동일 몰 농도이지만 111mmol/L를 초과하지 않는 농도의 포도당을 포함하고, 오스몰 농도가 200~310mmol/L이며, 인을 포함하지 않고, 다만 상기 경구 보수액은 합계 농도 80mM 이하의 구연산 및 구연산 삼나트륨, 70~111mM의 포도당 및 35~50mM의 염화나트륨을 포함하는 레디-투-드링크 경구 보수액 제품.
  2. 청구항 1에 있어서,
    1.05g/100mL의 NaOH 수용액을 1L의 상기 경구 보수액당 10.0mL 첨가한 경우에 4.0 미만의 pH가 유지되는 pH 안정성을 갖는 레디-투-드링크 경구 보수액 제품.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 경구 보수액의 당의 함유량이 27g/L 이하이고, 나트륨의 함유량이 0.8g/L 이상인 레디-투-드링크 경구 보수액 제품.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 경구 보수액은 글루타민산 나트륨, 수크랄로스 및 향료 중 하나 이상을 더 포함하는 레디-투-드링크 경구 보수액 제품.
  5. 전해질을 포함한 물을 전기 분해하여 pH가 4.0 미만인 전해 산성수를 얻는 공정과,
    상기 전해 산성수에 구연산 및 구연산 삼나트륨으로 이루어지는 완충 성분의 조합, 포도당 및 염화나트륨을 더하여 인을 포함하지 않고 pH가 4.0 미만인 경구 보수액을 얻는 공정과,
    상기 경구 보수액을 용기 중에 밀봉하는 공정을 포함하되,
    전기 분해시에 물에 포함되는 상기 전해질은
    구연산, 또는 구연산 삼나트륨, 또는 구연산 및 구연산 삼나트륨을 포함하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 레디-투-드링크 경구 보수액 제품의 제조 방법.
  6. 전해질을 포함한 물을 전기 분해하여 pH가 4.0 미만인 전해 산성수를 생성하기 위한 전해 장치와,
    상기 전해 산성수에 구연산 및 구연산 삼나트륨으로 이루어지는 완충 성분의 조합, 포도당 및 염화나트륨을 첨가하여 인을 포함하지 않고 pH가 4.0 미만인 경구 보수액을 생성하는 하나 이상의 탱크와,
    상기 경구 보수액을 용기 중에 밀봉하기 위한 충전 장치를 가지며,
    상기 전해 장치에는 전기 분해되어야 할 물에 전해질을 공급하기 위한 전해질 탱크가 접속되어 있고, 전기 분해되어야 할 물에 공급되는 상기 전해질은 구연산, 또는 구연산 삼나트륨, 또는 구연산 및 구연산 삼나트륨을 포함하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 레디-투-드링크 경구 보수액 제품을 제조하기 위한 장치.
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