KR102244584B1 - 이산화탄소 포집성이 향상된 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 이산화탄소 포집성이 향상된 음료 조성물에 관한 것이다.

Description

이산화탄소 포집성이 향상된 조성물 {IMPROVED COMPOSITION OF CARBON DIOXIDE CAPTURE}
본 명세서는 이산화탄소 포집성이 향상된 조성물에 관한 것이다.
기존의 대용량의 탄산음료를 컵 등의 용기에 소량 덜어서 음용한 후 보관하기를 반복하여 짧게는 1일, 길게는 1주 이상의 기간 동안 음용하고 있다. 그러나, 소분하고 보관하기를 반복하면서 제품 안에 포집되어 있는 이산화탄소가 자연스럽게 배출되어 제품 고유의 기호성이 점차 감소하는 현상이 발생한다.
한국 공개특허공보 2014-0009303
본 명세서의 목적은 이산화탄소 포집성이 우수한 음료 조성물을 제공하는 데 있다.
본 명세서는 젤란검(Gellan Gum), 양이온염 및 탄산수를 포함하는 음료 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 음료 조성물은 이산화탄소 배출을 최소화하여 기호성을 유지하는 효과가 있다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서는 이산화탄소 포집성이 향상된 음료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 젤란검과 양이온염의 결합에 의한 겔화력을 이용하여 물리적인 힘에 의해 이산화탄소 배출을 최소화시킴으로써 대용량 탄산음료의 기호성을 유지하는 효과를 준다.
본 명세서는 젤란검, 양이온염 및 탄산수를 포함하는 음료 조성물을 제공한다.
상기 젤란검은 엘로데아속의 수초로부터 분리된 슈도모나스 엘로데아(Pseudomonas elodea)를 사용하여 탄수화물을 순수배양 발효시켜서 얻은 고분자 다당류 검물질을 아이소프로필알코올로 정제, 건조, 분쇄하여 얻은 맛과 냄새가 없는 회백색의 가루이다.
상기 젤란검은 수소이온을 포함한 거의 모든 양이온과 반응하여 겔을 형성한다. 젤란검과의 친화력은 양이온의 종류마다 다르고, 1가 양이온 보다 2가 양이온과 더 강한 친화력을 갖는 화학적 특성이 있다. 또한, 젤란검은 낮은 농도에서도 겔을 형성하고, 서스펜션(suspension) 능력이 우수하여 흐르는 겔(Fluid Gel)를 만들어 음료 제품에 이용될 때, 제품의 점도가 지나치지 않고 안정되도록 할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 젤란검은 (주)주피터인터내셔널 제품을 구입하여 사용한다.
일 실시상태에 있어서, 상기 양이온염은 2가 양이온염일 수 있다.
상기 2가 양이온염은 칼슘염 및 마그네슘염으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
일 실시상태에 있어서, 상기 칼슘염은 젖산칼슘이다.
상기 젖산칼슘은 백색 분말 또는 입상으로 냄새가 없거나 약간 특이한 냄새가 있는 칼슘 강화제이다. 젖산칼슘은 다른 칼슘제보다 체내 이용, 흡수율이 좋아 식품의 칼슘 강화용으로 많이 사용된다. 또한, 젖산칼슘은 칼슘의 공급력이 우수하고, 원료비는 다른 2가 양이온보다 저렴하다는 상업적인 장점이 있다.
상기 젖산칼슘은 젤란검과 반응하여 겔을 형성할 수 있다.
젤란검과 젖산칼슘이 반응하여 형성된 겔은 이산화탄소를 포집할 수 있다. 구체적으로 상기 젤란검은 젖산 칼슘과 반응하여, 매우 낮은 농도에서도 겔을 형성하여 현탁(suspension) 능력이 뛰어난 흐르는 유체와 같은 겔(fluid gel)을 만들며, 상기 겔(fluid gel)의 현탁 능력은 이산화탄소가 조성물 밖으로 배출되는 현상을 물리적인 힘으로 방지하여, 조성물의 이산화탄소 포집 능력을 향상시킬 수 있다.
일 실시상태에 있어서, 상기 젤란검의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.01 중량% 내지 0.05 중량%이고, 양이온염의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.05 중량% 내지 0.12 중량%이다.
다른 일 실시상태에 있어서, 상기 젤란검의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.01 중량% 내지 0.05 중량%이고, 젖산칼슘의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.05 중량% 내지 0.12 중량%이다.
상기 젤란검의 함량이 0.01중량% 이상이고, 젖산칼슘의 함량이 0.05중량% 이상인 경우, 형성된 겔이 음료 조성물 내의 이산화탄소를 포집하는 효과가 발생할 수 있다. 또한, 상기 젤란검의 함량이 0.05중량% 이하이고, 젖산칼슘의 함량이 0.12중량% 이하인 경우, 형성된 겔이 단단한 젤리 형태로 변하지 않는다.
일 실시상태에 있어서, 상기 젤란검의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.015 중량% 내지 0.03 중량%이고, 젖산칼슘의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.07 중량% 내지 0.10 중량%일 때, 본 발명에 따른 음료 조성물의 이산화탄소 포집성이 더욱 우수하다.
일 실시상태에 있어서, 상기 탄산수의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 31 중량% 내지 40 중량%이다.
일 실시상태에 있어서, 상기 음료 조성물은 해당 기술 분야에 이용되는 산미료, 감미료, 향료 및 정제수로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 식품 첨가물을 각종 제형 및 기호성에 맞게 제한 없이 이용할 수 있다.
상기 산미료의 구체예로는 구연산, 사과산 등이 있다.
상기 감미료의 구체예로는 액상과당, 설탕, 결정과당 등이 있다.
본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 상기 젤란검의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.01 중량% 내지 0.05 중량%이고, 양이온염의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.05 중량% 내지 0.12 중량%이며, 상기 탄산수의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 31 중량% 내지 40 중량%이고, 상기 식품 첨가물의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 59.83 중량% 내지 68.94 중량%이다.
본 명세서는 전술한 음료 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 명세서는 젤란검, 양이온염 및 탄산수를 혼합하는 단계를 포함하는 음료 조성물의 제조 방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 1) 젤란검, 양이온염 및 탄산수를 혼합하는 단계 및 2) 상기 혼합한 젤란검, 양이온염 및 탄산수에 식품 첨가물을 첨가하는 단계를 포함하는 음료 조성물의 제조 방법을 제공한다.
상기 1) 단계에서 젤란검 및 양이온염의 혼합물에 탄산수를 혼합할 수 있다.
상기 탄산수를 혼합할 때, 젤란검 및 양이온염의 혼합물의 온도는 15 ℃ 내지 30 ℃로 설정할 수 있다. 상기 15 ℃ 이상에서는 젤란검 및 양이온염과 탄산수가 균일하게 혼합될 수 있고, 30 ℃ 이하에서는 젤란검 및 양이온염의 혼합물에 이산화탄소가 안정적으로 주입될 수 있다.
예컨대, 상기 셀란검 및 양이온염의 혼합물의 온도는 20 ℃ 내지 25℃로 설정하는 것이 더욱 바람직하다.
일 실시상태에 있어서, 전술한 음료 조성물은 탄산음료를 포함할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실험예>
1. 음료 조성물의 제조
젤란검, 젖산칼슘, 설탕, 구연산, 탄산수 및 정제수를 하기 [표 1]에 기재된 함량비에 따라 혼합하여 음료 조성물을 제조하였다. 상기 표 1의 CO2 Volume 3.5의 의미는 탄산수의 용액 내에 용액의 부피 대비 3.5 배의 이산화탄소가 포집되어 있는 것을 의미한다.
젤란검 젖산칼슘 설탕 구연산 탄산수
(CO2 Volume 3.5)		 정제수
대조군 - - 11 0.18 33.3 55.52
실시예 1 0.005 0.04 11 0.18 33.3 55.475
실시예 2 0.015 0.07 11 0.18 33.3 55.435
실시예 3 0.02 0.08 11 0.18 33.3 55.42
실시예 4 0.025 0.09 11 0.18 33.3 55.405
실시예 5 0.03 0.10 11 0.18 33.3 55.39
실시예 6 0.06 0.14 11 0.18 33.3 55.32
(단위: 중량%)
2. 대조군 및 실시예 1 내지 6의 이산화탄소 배출량 측정
Zahm & Nagel 社의 이산화탄소 배출량 측정기를 이용하여, 상기 대조군 및 실시예 1 내지 6의 이산화탄소 배출량을 측정하였다. 상기 대조군 및 실시예 1 내지 6을 40℃ incubator에 넣어 총 10일의 저장기간 동안, 2일 간격으로 5℃, 15℃, 25℃ 조건에서 이산화탄소 배출량을 6회 측정하였다. 각 조건에서 측정한 이산화탄소 배출량을 하기 [표 2]에 나타내었다.
온도 시료 40℃
0일		 40℃
2일		 40℃
4일		 40℃
6일		 40℃
8일		 40℃
10일
CO2 Volume 25℃
 대조군 2.2 2.15 2.03 1.86 1.53 1.21
실시예 1 2.2 2.14 2.04 1.87 1.52 1.20
실시예 2 2.2 2.14 2.04 1.86 1.52 1.23
실시예 3 2.21 2.15 2.02 1.84 1.51 1.2
실시예 4 2.19 2.14 2.01 1.84 1.49 1.19
실시예 5 2.2 2.13 1.98 1.82 1.5 1.17
실시예 6 2.12 2.10 2.05 1.99 1.90 1.83
15℃ 대조군 2.2 2.17 2.06 1.87 1.52 1.23
실시예 1 2.2 2.16 2.06 1.85 1.51 1.23
실시예 2 2.17 2.12 2 1.81 1.49 1.19
실시예 3 2.16 2.11 1.97 1.8 1.46 1.17
실시예 4 2.13 2.08 1.93 1.77 1.43 1.13
실시예 5 2.1 2.02 1.88 1.71 1.39 1.09
실시예 6 2.0 1.93 1.80 1.63 1.21 0.91
5℃ 대조군 2.2 2.1 2.02 1.84 1.55 1.24
실시예 1 2.19 2.1 2.01 1.83 1.53 1.22
실시예 2 2.05 1.96 1.91 1.73 1.49 1.15
실시예 3 1.99 1.92 1.86 1.68 1.4 1.15
실시예 4 1.91 1.88 1.81 1.66 1.37 1.13
실시예 5 1.84 1.81 1.74 1.63 1.34 1.14
실시예 6 1.54 1.48 1.38 1.22 1.01 0.77
(단위 : CO2 Volume)
3. 대조군 및 실시예 1 내지 6의 이산화탄소 포집성 비교
상기 표 2에서 총 10일의 저장기간 동안 25℃에서 대조군과 실시예 2 내지 6 중 어느 한 실시예의 이산화탄소 배출량은 큰 차이가 없으나, 시료의 측정 온도가 내려갈수록 이산화탄소 배출량에 차이가 있다. 즉, 5℃에서 실시예 2 내지 6 중 어느 한 실시예의 이산화탄소 배출량은 15℃ 또는 25℃에서 실시예 2 내지 6 중 어느 한 실시예 이산화탄소 배출량 보다 작다.
상기 [표 2]에서 실시예 2 내지 6 중 어느 한 실시예의 이산화탄소 배출량이 대조군의 이산화탄소 배출량 보다 낮은 것은, 본 발명에 따른 음료 조성물 내의 젤란검과 양이온염 간의 물리적인 힘이 이산화탄소 배출을 감소시킨 것을 의미한다.
따라서, 시료의 측정 온도가 25℃에서 5℃로 내려갈수록 실시예의 이산화탄소 포집성이 우수한 이유는 온도가 낮을수록, 젤란검과 젖산칼슘의 겔화력이 강해지기 때문이다.
상기 표 2는 젤란검, 양이온염 및 탄산수를 포함하는 음료 조성물의 이산화탄소 포집성이 대조군에 비해 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
젤란검의 함량이 0.01 중량% 미만이고, 양이온염의 함량이 0.05 중량% 미만인 실시예 1은 음료 조성물은 젤란검 및 양이온염의 함량이 너무 적어, 이산화탄소 포집성이 대조군과 차이가 없음을 확인할 수 있다.
또한, 젤란검 및 양이온염을 제일 다량으로 포함한 실시예 6은 실시예 1 내지 5보다 이산화탄소 배출량이 낮다는 것으로부터 젤란검 및 양이온염을 각각 다량 포함할수록 음료 조성물이 이산화탄소를 포집하는 능력이 우수해지는 것을 의미한다. 다만, 실시예 6은 젤란검 및 젖산 칼슘의 함량이 너무 높아, 연한 떠먹는 젤리 성상이 됨을 확인할 수 있었다. 이 경우의 음료 조성물은 청량감 및 상품성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 표 2의 대조군, 실시예 1, 실시예 6과 실시예 2 내지 5를 비교해 본 결과, 상기 젤란검의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.01 중량% 내지 0.05중량%이고, 상기 양이온염의 함량은 음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.05 중량% 내지 0.12 중량% 범위 내에서 젤란검 및 양이온염을 각각 다량 포함할수록 음료 조성물이 단단한 젤리 형태로 변하지 않아 우수한 청량감 및 높은 상품성을 갖는 것과 동시에 이산화탄소를 포집하는 능력이 우수해지는 것을 확인할 수 있다.

Claims (5)

  1. 젤란검, 양이온염 및 탄산수를 포함하는 탄산음료 조성물로서,
    상기 젤란검의 함량은 탄산음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.01 중량% 내지 0.05 중량%이고,
    상기 양이온염의 함량은 탄산음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.05 내지 0.10 중량%이며,
    상기 탄산음료 조성물은 흐르는 겔(fluid gel)인 탄산음료 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 양이온염은 2가 양이온염인 것인 탄산음료 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 양이온염은 젖산칼슘인 것인 탄산음료 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 젤란검의 함량은 탄산음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.015 중량% 내지 0.03중량%이고,
    상기 양이온염의 함량은 탄산음료 조성물 전체 질량을 기준으로 0.07 중량% 내지 0.10 중량%인 것인 탄산음료 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄산음료 조성물은 산미료, 감미료, 향료 및 정제수로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 식품 첨가물을 더 포함하는 것인 탄산음료 조성물.
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