KR102290146B1 - 클린 라벨 콩 분말의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 클린 라벨 콩 분말 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 우수한 특성을 갖는 콩 분말의 제조방법을 제공하는데 있다. 이를 위하여 본 발명은 생콩에 원적외선을 조사하여 수분함량이 4 내지 7 중량%가 될때까지 건조하는 단계; 상기 건조된 생콩을 기류식 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 분말을 제조하되, 분말의 평균 입자크기 빈도수에서 10 내지 15 μm인 분말과 44 내지 57 μm인 분말의 빈도수가 가장 높으며, 빈도수 그래프에서 10 내지 15 μm인 분말과 44 내지 57 μm인 분말의 빈도수 피크가 서로 구분되어 나타나도록 분쇄를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콩 분말의 제조방법을 제공하고, 이에 의하여 제조되는 콩 분말, 이를 포함하는 식품을 제공한다. 본 발명에 따르면, 제조과정에서 콩의 단백질이 변성되는 것을 억제하여 우수한 품질의 콩 분말을 제조할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 단백질 성분이 풍부한 입자와 섬유질 성분이 풍부한 입자를 쉽게 구분할 수 있게 되어, 최종적으로 단백질 성분이 풍부한 입자를 용이하게 얻을 수 있는 장점이 있으며, 따라서, 이를 식품에 적용하기에 매우 용이한 장점이 있다.
Description
본 발명은 클린 라벨 콩 분말의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 콩 분말, 나아가, 콩 분말을 포함하는 식품에 관한 것이다.
식물성 식품에서 단백질은 영양적인 면에서 필수적일 뿐만 아니라 식품 가공에서 유화 등 기능적으로 중요한 역할을 한다. 이를 위해 단백질이 풍부한 대두가 소재로 많이 사용되고 있다. 하지만 기존에 대두를 가공하여 단백질 분말을 얻는 방식은 주로 단백질의 순도를 높이는 것에 초점이 되어 있었기 때문에 강한 물리 화학적 처리로 인해 화학적 불순물이 잔류하고 단백질의 변성이 발생한다. 또한, 기존 방식은 물이 다량 소모되고 건조공정이 불가피함에 따라 에너지 소비량이 높다.
가공 조건(특히 열, 기계적 처리)에 의해 단백질 분자의 물리 화학적 상태가 달라짐에 따라 단백질 분자가 구조적으로 변성되어 직선상으로 펼쳐지면서 노출되는 소수성 결합은 분자간 소수성 상호 작용의 결과로 중합체를 형성할 수 있고 이는 단백질 불용화에 기여할 수 있다. 용해도가 낮은 단백질을 사용한다면 단백질 침전 및 식품 성분으로의 재분산 문제가 발생하고 제품의 질감과 감각 특성에 영향을 미치기 때문에 단백질 소재의 기능성에서 중요한 요소가 된다.
또한 높은 단백질 용해도는 유화, 겔화, 발포에서 최적의 기능을 얻기 위해 필요하다. 특히, 에멀젼을 형성하는 동안 용해도가 높은 단백질은 공기/물 및 오일/물 계면에서 확산이 촉진되어 유화 능력에 영향을 미친다. 유화 안정성은 단백질-지질 및 단백질-물 상호작용을 증가시키는 단백질 구조 내에 많은 친수성-친지성 그룹과 관련이 있어서 단백질 표면 활성이 유화 특성에 영향을 미친다. 이러한 유화 특성은 극성의 차이가 큰 두 액체 사이의 계면장력을 줄여 두 상 식품 가공에 있어서 유화 상태를 안정하게 유지시키는 중요한 가공 적성 중 하나이다.
"클린 라벨(clean label)" 식품은 라벨에 화학 물질 목록이 없거나 물리 화학적으로 변성된 성분이 없는 식품을 일컫는다. 특히, 단백질의 독특한 3차 구조는 화학적, 물리적 특성을 결정하기 때문에 단백질 변성이 되지 않는 공정은 중요한 요소이다. 따라서 최종적으로 클린 라벨의 단백질을 분리하는 공정에 적합하고 식물성 식품의 제조에 사용될 수 있는 대두 분말에 대한 필요성이 존재한다.
대두는 단백질 40％, 지질 17％, 당질 20％, 수분 14％와 이소플라본, 식이섬유, 레시틴, 사포닌, 리놀산, α리놀렌산, 올리고당, 비타민B, 비타민E, 미네랄, 루테인과 검정콩 종피에는 항산화제 안토시아닌 등 생리활성물질이 포함된 완전식품이다. 그러나 대두 자엽성분 중에 단백질의 소화를 저해하는 트립신인히비타 효소와 같은 영양 저해 요소들이 존재하여 소화성이 55％ 불량하며, 지질은 지방분해 효소인 리폭시게나제 효소에 의해 지질을 산화 산패을 촉진하여 이취인 비린내가 단백질과 강하게 결합되어서 두취의 원인이 되며, 대두 가공제품 가공시 큰 문제가 되고 있어서, 리폭시게나제 효소의 불활성화하기 위해서 120℃-200℃에서 30분간 가열 방법을 사용하고 있어나, 가열 처리시에 약열성인 단백질의 열변성 불용화에 따른 보수력이나 점착성 등 영양기능과 약리기능이 저하되는 특성이 있다. 따라서 저온으로 가열을 최소화하여서 리폭시게나제 효소를 불활성화 시키면서 대두 품질에 변화가 없는 공정이 매우 중요한 과제라고 할 수 있다.
일반적으로 대두 분말 제조시 충격분쇄방법으로 분쇄시 마찰열에 의한 불활성화된 대두 분말이 제조된다. 이러한 대두 제조 방법을 뛰어넘어 활성 미립자을 제조할 수 있도록 특허 제10-2008-0065173호로 검정콩 자엽을 초저온 액체질소을 이용한 포장 위생 검정콩 자엽 활성 미립자 제조 방법으로 크린룸 내에서 검정콩 자엽을 이송 저장 후에 -197℃의 초저온 액체질소로 급속동결단계; 상기 급속동결된 검정콩 자엽을 배출 스크류 피더로 내부가 -100℃인 저온분쇄기에 이송하여서 10,000RPM으로 저온분쇄하여 입도 1000 MESH의 검정콩 자엽 활성 미립자 제조 단계; 상기 검정콩 자엽 활성 미립자를 2537nm 파장의 자외선으로 1분간 살균하여 위생 검정콩 활성미립자 제조 단계; 상기 위생 검정콩 자엽 활성 미립자를 산소 차단 및 수분 차단 EVOH 포장지에 자동전자 저울로 포장하여 제품화하는 단계로 구성되었다. 그러나, 상기 방법은 액체질소를 사용하여 급속 동결 및 저온 분쇄기를 이용하여 비용과 에너지가 많이 쓰일 뿐만 아니라, 단백질 성분이 풍부한 입자와 섬유질 성분이 풍부한 입자를 쉽게 구별할 수 있는 방법에 대하여 전혀 언급하고 있지 않는 문제점이 있다.
또한, 생대두를 원적외선 전자파 건조방법을 이용한 고순도 기능성 전지활성 생대두 미세분말의 제조방법(등록번호 : 10-0455452)에서는 대두를 미세하게 분말화하는 방식으로 충격식 분쇄 방식을 사용하게 되는데 이는 지질의 함량이 높은 대두의 경우 마찰열로 인해 기기에 부착되어 연속적인 작업이 불가능하고 미분쇄하기 쉽지 않다.
이에 본 발명의 발명자들은 콩의 단백질 특성이 변형되는 것을 억제하면서도, 단백질 성분 함량이 높은 분말을 제조할 수 있는 방법을 연구하여 본 발명을 완성하게 되었다.
<선행기술문헌>
KR10-2008-0065173호
KR10-0455452호
본 발명의 목적은 우수한 특성을 갖는 콩 분말의 제조방법을 제공하는데 있고, 또한 그 방법에 의하여 제조되는 우수한 특성을 갖는 콩 분말을 제공하는데 있다. 나아가, 본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법으로 제조되는 콩 분말을 포함하는 식품을 제공하는데 있다.
이를 위하여 본 발명은
생콩에 원적외선을 조사하여 수분함량이 4 내지 7 중량%가 될때까지 건조하는 단계;
상기 건조된 생콩을 기류식 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 분말을 제조하되, 분말의 평균 입자크기 빈도수에서 10 내지 15 μm인 분말과 44 내지 57 μm인 분말의 빈도수가 가장 높으며, 빈도수 그래프에서 10 내지 15 μm인 분말과 44 내지 57 μm 분말의 빈도수 피크가 서로 구분되어 나타나도록 분쇄를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콩 분말의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
상기의 방법으로 제조되고, 40 중량% 이상의 단백질 함량을 갖는 콩 분말을 제공한다.
나아가 본 발명은
상기의 콩 분말을 포함하는 식품을 제공한다.
본 발명에 따르면, 제조과정에서 콩의 단백질이 변성되는 것을 억제하여 용해도와 유화력이 우수한 품질의 콩 분말을 제조할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 단백질 성분이 풍부한 입자와 섬유질 성분이 풍부한 입자를 쉽게 구분할 수 있게 되어, 최종적으로 단백질 성분이 풍부한 입자를 용이하게 얻을 수 있는 장점이 있으며, 따라서, 이를 식품에 적용하기에 매우 용이한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 분쇄단계의 조건에 따른 콩 분말의 입자크기의 분포를 보여주는 그래프이다.
본 발명은
생콩에 원적외선을 조사하여 수분함량이 4 내지 7 중량%가 될때까지 건조하는 단계;
상기 건조된 생콩을 기류식 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 분말을 제조하되, 분말의 평균 입자크기 빈도수에서 10 내지 15 μm인 분말과 44 내지 57 μm인 분말의 빈도수가 가장 높으며, 빈도수 그래프에서 10 내지 15 μm인 분말과 44 내지 57 μm인 분말의 빈도수 피크가 서로 구분되어 나타나도록 분쇄를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콩 분말의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명의 콩 분말의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명의 콩 분말의 제조방법은 생콩에 원적외선을 조사하여 수분함량이 4 내지 7 중량%가 될때까지 건조하는 단계를 포함한다. 콩은 단백질을 약 40 % 정도로 풍부하게 포함하고 있으나, 수분 또한 약 15 %정도 포함하고 있어, 이를 분말화하고 식품에 적용하기 전에 건조하는 단계가 필요하며, 이때 수분함량을 4 내지 7 중량%로 조절하는 것이 필요하다. 수분함량을 4 중량% 미만으로 하는 것은 이후 분말화하는 과정이나 분말을 식품에 적용하는 과정에서 불필요할 뿐만 아니라, 그와 같이 수분함량을 낮게 처리하는 것은 공정 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 수분함량이 7 중량%를 초과하는 경우에는 이후 공정에서 적절하게 분말화하기 어려운 문제점이 있고, 단백질 함량이 높은 분말을 얻기 어려운 문제점이 있으며, 부패하기 쉬운 문제점이 있다.
한편, 본 발명의 제조방법은 원적외선을 생콩에 조사하여 생콩을 건조한다. 건조를 위하여 가열하는 방법이나 기계적인 방법 등의 다른 방법도 고려할 수 있으나, 이 경우 콩에 포함되어 있는 단백질 분자의 물리적, 화학적 상태가 달라짐에 따라 단백질 분자가 구조적으로 변성되어, 직선상으로 펼쳐지면서 노출되는 소수성 결합은 분자간 소수성 상호 작용의 결과로 중합체를 형성할 수 있고, 이는 단백질 불용화에 기여할 수 있다. 용해도가 낮은 단백질을 사용하게 되면, 단백질 침전 및 식품 성분으로의 재분산에 문제가 발생하게 되고, 제품의 질감과 감각 특성에 영향을 미치기 때문에, 단백질 소재의 기능성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 이와 같은 문제점이 발생하는 것을 방지하기 위하여 본 발명의 제조방법은 가열 등의 방법이 아닌 원적외선을 조사하는 방법으로 건조를 수행하며, 이를 통하여 콩에 포함된 단백질이 변성되는 것을 최대한 억제하게 된다.
한편, 본 발명의 제조방법은 생콩에 원적외선을 조사하여 건조하기 전에, 이물질 제거 및 오염된 콩 제거의 전처리를 수행하는 것이 바람직하다. 이를 통하여, 최종적으로 생산되는 콩 분말의 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 공정 중 발생하는 장치 고장, 공정 비용의 증가 등의 문제를 억제할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 제조방법 중 원적외선을 조사하여 생콩을 건조하는 단계는 3.0 kW 내지 4.0 kW 출력의 원적외선을 조사하는 방법으로 수행되는 것이 바람직하다. 만약 출력이 3.0 kW 미만인 경우에는 건조가 충분히 수행되지 않는 문제점이 있고, 출력이 4.0 kW를 초과하는 경우에는 건조과정에서 콩에 포함된 단백질이 변성될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 본 발명의 제조방법 중 생콩을 건조하는 단계는 2 내지 4 시간동안 60 내지 72 ℃의 온도범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 만약 시간과 온도가 상기 범위에 미치지 못하는 경우에는 생콩에 대한 충분한 건조가 수행되지 못하여, 이후의 공정에 문제가 발생하고, 충분한 함량의 단백질을 포함하는 분말을 얻지 못하게 되는 문제점이 있고, 시간과 온도가 상기 범위를 초과하는 경우에는 생콩에 포함된 단백질이 변성될 위험에 더하여 불필요하게 공정 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.
나아가, 본 발명의 제조방법 중 생콩에 원적외선을 조사하여 건조를 수행하는 단계는 50 내지 70 Hz 의 기류조건에서 수행되는 것이 바람직하다. 기류를 적게 할 시에는 내부에 열기와 응축수가 체류하게 되고 상기 범위를 초과하는 경우는 과도한 기기의 작동이 되어 공정 비용이 증가하게 된다.
본 발명의 제조방법에서 생콩에 원적외선을 조사하여 수분함량이 4 내지 7 중량%가 될때까지 건조하는 단계는 생콩에 열 스트레스가 가하여지지 않는 방법으로 건조를 수행하여, 건조과정에서 생콩에 포함되어 있는 단백질이 변성되는 것을 최대한 억제하게 되며, 결과적으로는 제조되는 콩 분말의 원료 생콩의 단백질 특성을 충분히 보유할 수 있도록 하고, 나아가 콩 분말을 식품에 적용함에 있어 우수한 특성을 갖게되는 효과가 있다.
본 발명의 제조방법은 상기 건조된 생콩을 기류식 분쇄기를 이용하여 분쇄하여 분말을 제조하되, 분말의 평균 입자크기 빈도수에서 10 내지 15 μm인 분말과 44 내지 57 μm인 분말의 빈도수가 가장 높으며, 빈도수 그래프에서 10 내지 15 μm인 분말과 44 내지 57 μm인 분말의 빈도수 피크가 서로 구분되어 나타나도록 분쇄를 수행하는 단계를 포함한다.
우선, 본 발명의 제조방법은 건조된 생콩을 분쇄함에 있어서 기류식 분쇄기를 이용하여 분쇄를 수행하여 분말을 제조한다. 본 발명의 제조방법에서 건조된 생콩은 약 20 % 가까운 정도의 지질을 포함하고 있기 때문에, 공지의 충격식 분쇄 방식을 사용하는 경우, 마찰열로 인해 기기에 부착되어 연속적인 작업이 불가능하게 되는 문제점이 있고, 미분쇄하기가 어려운 문제점이 있다. 또한, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 원물을 냉장하거나 재건조하여 다단계 분쇄를 수행하는 경우, 이는 공정이 복잡하게 되는 문제점이 있다. 이에 본 발명의 제조방법은 건조된 생콩을 기류식 분쇄기에 도입하여 분쇄를 수행함으로써 분쇄기 내에서 건조된 생콩들이 서로 충돌하는 방법으로 분쇄가 수행되도록 한다.
본 발명의 제조방법은 상기와 같이 기류식 분쇄기를 이용하여 분쇄를 수행함에 따라 지질 함량이 높은 생콩을 분쇄함에도 불구하고, 기존의 방식과는 달리 단회 분쇄를 통하여 원하는 분말을 제조할 수 있으며, 따라서 공정 비용이나 공정의 단순화를 고려하여 단회 분쇄에 의하여 분쇄를 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 제조방법에서 분쇄를 수행하는 단계는 예를 들어, 단순히 균일하고 작은 입자크기를 갖는 분말을 제조하는 것을 목적으로 하는 것이 아니라, 10 내지 15 μm의 평균 입자크기를 갖는 분말과 44 내지 57 μm의 평균 입자크기를 갖는 분말이 특히 다수 생성될 수 있도록 분쇄를 수행하는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로 분쇄를 통하여 제조되는 분말에 있어서, 제조된 분말들을 평균 입자크기로 분류했을 때, 그 빈도수에 있어서 10 내지 15 μm의 평균 입자크기를 갖는 분말과 44 내지 57 μm의 평균 입자크기를 갖는 분말의 빈도수가 가장 높으며, 빈도수 그래프에서 10 내지 15 μm의 평균 입자크기를 갖는 분말과 44 내지 57 μm의 평균 입자크기를 갖는 분말의 빈도수 피크가 서로 구분되어 나타나도록 분쇄를 수행하는 것이 특징이다. 다시말해, 제조된 분말의 평균입자크기에 따른 빈도수 그래프에서 10 내지 15 μm의 평균 입자크기를 갖는 분말과 44 내지 57 μm의 평균 입자크기를 갖는 분말의 2가지 피크가 형성될 수 있도록 분쇄를 수행하는 것이 본 발명의 특징이다.
10 내지 20 μm 이내의 평균 입자크기를 갖는 분말의 경우 단백질의 함량이 높고, 45 내지 100 μm의 이상의 평균 입자크기를 갖는 분말의 경우 섬유질의 함량이 높기 때문에, 이처럼 서로 다른 크기의 입자들이 형성되는 경우, 입자의 크기에 따른 분리 방식 (Sieving, Air classfier 등)으로 섬유질의 함량이 높은 분말을 쉽게 분리할 수 있기 때문에, 결과적으로 단백질 함량이 높은 분말을 쉽게 얻을 수 있는 장점이 있다. 만약, 분쇄를 통하여 균일한 크기의 분말을 얻는다면, 그 분말들에는 단백질 함량이 높은 분말들과, 섬유질 함량이 높은 분말들이 혼합되어 있을 것이고, 입자의 크기를 통하여 이들을 구분할 수 없기 때문에, 결과적으로 단백질 함량이 높은 분말을 선택적으로 얻는 것이 매우 어려운 문제점이 발생하게 된다. 본 발명의 제조방법은 분쇄 과정에서 단백질의 함량이 높은 분말과 섬유질 함량이 높은 분말은 입자의 크기를 통하여 분류할 수 있게 함으로써, 결과적으로 섬유질 함량이 높은 분말을 쉽게 분리 및 제거할 수 있어, 단백질 함량이 높은 분말을 얻을 수 있는 용이한 방법으로 제시하고 있다.
본 발명의 제조방법 중 분쇄를 수행하는 단계는 기류식 분쇄기에서 분쇄기에서 50 내지 60 Hz의 회전수와 20 내지 30 Hz의 블로워 조건에서 수행되는 것이 바람직하다. 회전수 및 블로워 조건이 상기 범위를 벗어나는 경우, 분쇄를 통하여 제조되는 분말의 평균 입자크기에 따른 빈도수 그래프에서 두개의 피크가 아닌 하나의 피크가 형성됨에 따라, 단백질 함량이 높은 분말들로부터 섬유질 함량이 높은 분말들을 분리 및 제거하기가 어려워지는 문제점이 있다.
본 발명의 제조방법 중 건조된 생콩을 분쇄하여 분말을 제조하는 단계는 기류식 분쇄기 내의 내부 온도를 40 ℃ 이하로 유지한 상태에서 수행되는 것이 바람직하다. 건조된 생콩을 분쇄하는 과정에서 입자크기를 조절하여 이후에 단백질 함량이 높은 분말과 섬유질 함량이 높은 분말을 용이하게 분류하는 것도 중요하지만, 이에 더하여 분쇄하는 과정에서 콩의 단백질 성분이 변성되는 것을 억제하는 것도 매우 중요한 요소이며, 이를 위하여 기류식 분쇄기 내의 내부 온도를 40 ℃ 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 만약 내부 온도가 상기 범위를 초과하는 경우, 단백질이 열에 의하여 변성되어 원하는 단백질 특성을 얻을 수 없게 될 뿐만 아니라, 단백질의 불용성이 커져 식품으로 사용시에 문제가 발생할 수 있다.
한편, 이때 기류식 분쇄기 내의 내부 온도는 다양한 방법으로 조절될 수 있으나, 분쇄기 상에 설치된 유로를 통하여 냉각수에 의하여 조절되는 것이 온도 조절의 용이성 측면에서 바람직하다.
본 발명의 제조방법에 따르면 단백질 성분과 지질 성분이 풍부한 생콩을 원료로 하여 단백질 성분이 풍부한 콩 분말을 제조함에 있어서, 단백질 변성을 억제하면서도, 섬유질 성분을 쉽게 분리 및 제거하여 단백질 성분 함량이 풍부한 콩 분말을 제조할 수 있으며, 나아가 단회 분쇄를 통하여 콩 분말을 제조하여 공정 용이성이 우수한 효과가 있다.
나아가 본 발명은 상기의 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조되고, 40 중량% 이상의 단백질 함량을 갖는 콩 분말을 제공한다. 본 발명의 콩 분말은 상기와 같은 제조방법 상의 특성상 원료물질인 생콩이 포함하고 있는 단백질의 변성이 억제되어, 원하는 단백질 특성을 그대로 보유하고, 또한 단백질이 불용화되는 것을 방지하여, 식품으로 사용하기에 용이한 장점이 있다. 또한, 제조과정의 결과로 화학적 불순물이 잔류하지 않는 장점이 있다. 본 발명의 방법으로 제조된 콩 분말은 상기한 바와 같이, 매우 용이한 방법으로 섬유질 함량이 높은 분말을 쉽게 제거할 수 있음에 따라 최대 50 중량% 이상의 높은 단백질 함량을 가진 단백질로 분리가 가능한 것을 특징으로 하고, 이에 따라, 본 발명의 콩 분말은 식품에 첨가하여 사용하는 경우 높은 품질을 기대할 수 있다.
이때 본 발명의 콩 분말의 용해도는 pH 2, 6의 조건에서 90% 이상인 효과가 있다. (pH 4의 경우, 등전점과 유사하여 단백질은 침전이 되고, pH 8 이상에서는 단백질의 용해도가 높아지는 것이 일반적이므로 조건에서 포함시키지 않았다.) 높은 단백질 용해도는 유화, 겔화, 발포에서 최적의 기능을 얻기 위해 필요하다. 특히, 에멀젼을 형성하는 동안 용해도가 높은 단백질은 공기/물 및 오일/물 계면에서 확산이 촉진되어 유화 능력에 영향을 미친다. 유화 안정성은 단백질-지질 및 단백질-물 상호작용을 증가시키는 단백질 구조 내에 많은 친수성-친지성 그룹과 관련이 있어서 단백질 표면 활성이 유화 특성에 영향을 미친다. 이러한 유화 특성은 극성의 차이가 큰 두 액체 사이의 계면장력을 줄여 두 상 식품 가공에 있어서 유화 상태를 안정하게 유지시키는 중요한 가공 적성 중 하나이다. 따라서, 콩 분말의 용해도가 90% 미만인 경우에는 식품 가공 시 유화력이 떨어질 수 있으며, 침전물이 생기는 단점이 있다.
또한, 본 발명의 콩 분말의 유화력 및 유화안정성은 상기의 콩분말 2% ~ 6% 첨가 시 50 % 이상인 것을 특징으로 한다. 만약, 콩 분말의 유화력 및 유화안정성이 50% 미만인 경우에는 유화 지속력이 낮다고 판단되며, 별도의 식품첨가물을 다량 사용해야하는 문제가 있다.
본 발명의 콩 분말은 단백질을 분리하기 용이한 특성을 가지면서도, 원료인 생콩이 포함하고 있는 단백질이 변성되지 않고 그대로 포함되어, 고품질의 단백질이 포함될 뿐만 아니라, 용해도, 유화력 및 유화안정성이 우수하여, 본 발명의 콩 분말을 식품에 적용하기가 매우 용이한 장점이 있다.
더 나아가, 본 발명은 본 발명의 콩 분말을 포함하는 식품을 제공한다. 본 발명의 콩 분말을 포함하는 식품은 원료인 생콩이 포함하고 있는 단백질 성분을 고 함량으로 포함하게 되어, 고품질의 식품을 제공할 수 있으며, 나아가, 콩 분말의 용해도, 유화력 및 유화안정성이 우수하기 때문에, 소스나 베이커리 식품을 제조하는 공정이 용이해지고, 또한 식품의 보관 안정성도 개선되는 효과가 있다.
이하 본 발명을 실시예, 비교예, 및 실험예를 통하여 보다 상세히 설명한다. 이하의 실시예, 비교예 및 실험예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하는 것일 뿐, 이하의 실험예 내용에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되어 해석되는 것을 의도하는 것은 아니다.
<실시예 1>
콩 분말의 제조
선별 및 세척 공정
생콩 6,100 g에서 돌 등의 이물질을 수작업으로 제거하였다.
원적외선 조사에 의한 건조 공정
원적외선 조사장치의 챔버에 도입하고, 3.5 kW 출력, 60 Hz의 기류에서 최대 온도 65 ℃를 유지한 상태에서, 1.5시간동안 생콩을 건조하였고, 건조된 생콩에 대하여 건조 감량(105°C)의 방법으로 수분함량을 측정한 결과, 수분함량을 46.3% 감량하였다.
분쇄를 통한 분말 제조 공정
건조된 생콩 1,108 g을 기류식 분쇄기(이그린테크사)의 챔버에 장입하고, 60 Hz의 회전 날개 회전수로 내부 온도는 28 내지 32 ℃로 유지한 상태에서 분쇄를 수행하였다. 이와 같은 조건에서, 회전날개에 의하여 발생된 기류를 타고, 피분쇄물들끼지 상호 충돌하여 분쇄되었다. 분쇄된 콩 분말들은 블로워로 30 Hz의 조건에서 흡기항 미세 분쇄물을 저장탱크로 보냈다.
<비교예 1>
콩 분말의 제조
선별 및 세척 공정
생콩 4,501 g에서 돌 등의 이물질을 수작업으로 제거하였다.
원적외선 조사에 의한 건조 공정
원적외선 조사장치의 챔버에 도입하고, 3.5 kW 출력, 60 Hz의 기류에서 최대 온도 65 ℃를 유지한 상태에서, 1.5시간동안 생콩을 건조하였고, 건조된 생콩에 대하여 건조 감량(105°C)의 방법으로 수분함량을 측정한 결과, 수분함량을 38.7% 감량하였다.
분쇄를 통한 분말 제조 공정
건조된 생콩 3,696 g을 기류식 분쇄기(이그린테크)의 챔버에 장입하고, 60 Hz의 회전 날개 회전수로 내부 온도는 28 내지 32 ℃로 유지한 상태에서 분쇄를 수행하였다. 이와 같은 조건에서, 회전날개에 의하여 발생된 기류를 타고, 피분쇄물들끼지 상호 충돌하여 분쇄되었다. 분쇄된 콩 분말들은 블로워로 40 Hz의 조건에서 흡기항 미세 분쇄물을 저장탱크로 보냈다.
<비교예 2>
콩 분말의 제조
선별 및 세척 공정
생콩 6,100 g에서 돌 등의 이물질을 수작업으로 제거하였다.
원적외선 조사에 의한 건조 공정
원적외선 조사장치의 챔버에 도입하고, 3.5 kW 출력, 60 Hz의 기류에서 최대 온도 65 ℃를 유지한 상태에서, 1.5시간동안 생콩을 건조하였고, 건조된 생콩에 대하여 건조 감량(105°C)의 방법으로 수분함량을 측정한 결과, 수분함량을 46.3% 감량하였다.
분쇄를 통한 분말 제조 공정
건조된 생콩 1,102g을 기류식 분쇄기(이그린테크)의 챔버에 장입하고, 44 Hz의 회전 날개 회전수로 내부 온도는 28 내지 32 ℃로 유지한 상태에서 분쇄를 수행하였다. 이와 같은 조건에서, 회전날개에 의하여 발생된 기류를 타고, 피분쇄물들끼지 상호 충돌하여 분쇄되었다. 분쇄된 콩 분말들은 블로워로 30 Hz의 조건에서 흡기항 미세 분쇄물을 저장탱크로 보냈다.
<비교예 3>
콩 분말의 제조
선별 및 세척 공정
생콩 6,100 g에서 돌 등의 이물질을 수작업으로 제거하였다.
원적외선 조사에 의한 건조 공정
원적외선 조사장치의 챔버에 도입하고, 3.5 kW 출력, 60 Hz의 기류에서 최대 온도 65 ℃를 유지한 상태에서, 1.5시간동안 생콩을 건조하였고, 건조된 생콩에 대하여 건조 감량(105°C)의 방법으로 수분함량을 측정한 결과, 수분함량을 46.3% 감량하였다.
분쇄를 통한 분말 제조 공정
건조된 생콩 1,108 g을 기류식 분쇄기(이그린테크)의 챔버에 장입하고, 60 Hz의 회전 날개 회전수로 내부 온도는 28 내지 32 ℃로 유지한 상태에서 분쇄를 수행하였다. 이와 같은 조건에서, 회전날개에 의하여 발생된 기류를 타고, 피분쇄물들끼리 상호 충돌하여 분쇄되는데 이때, 챔버 내에 치마를 낀 상태에서 분쇄를 수행하였다. 치마는 분쇄물을 곱고 일정하게 만들기 위해 분쇄기 안쪽에 끼우는 장치이다.
분쇄된 콩 분말들은 블로워로 30 Hz의 조건에서 흡기항 미세 분쇄물을 저장탱크로 보냈다.
<실험예 1>
분쇄 조건에 따른 입자크기 변화의 확인 1
건조된 생콩을 분쇄하는 단계에서의 조건 변화에 따른 제조된 입자의 크기 변화를 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.
실시예 1에서 분쇄단계까지만 수행된 결과물과, 비교예 1 내지 3의 결과물에 대하여 레이저 회절 및 산란에 의한 입도분석(건식 분석)의 방법으로 실험을 수행하였고, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에 따르면, 본 발명의 실시예 1의 방법으로 분쇄되는 경우에는 약 15 μm 와 약 45 μm 에서 두개의 피크가 명확하게 확인되고 있으며, 이에 따라, 분쇄된 입자들에는 단백질 함량이 높은 작은 입자들과 섬유질 함량이 높은 큰 입자들이 명확하게 구분되어 존재하고 있는 반면, 비교예 1 내지 3의 결과물들의 경우 하나의 피크만이 존재하여, 단백질 함량이 높은 입자들과 섬유질 함량이 높은 입자들이 입자의 크기에 의하여 구분되지 않는다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 1을 통하여 분쇄 과정의 회전수, 블로워 조건을 조절하고 치마의 유무에 따라 분쇄되는 입자의 입자크기 분포를 조절할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
<실험예 2>
분말 입자 크기에 따른 단백질 함량의 확인
생콩을 건조하고 분쇄한 분말의 입자 크기에 따른 단백질의 함량을 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.
실시예 1에서 분쇄단계까지만 수행된 결과물에 대하여 습식의 방법으로 시브 사이즈에 따라 분말을 분획하는 실험을 수행하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
| 시브 사이즈 (μm) |
20.00 | 32.00 | 45.00 | 75.00 | ||||
| 분말 입도 | < 20 μm | > 20 μm | < 32 μm | > 32 μm | < 45 μm | > 45 μm | < 75 μm | > 75 μm |
| 총 단백질 함량 (%) | 40 % | |||||||
| 단백질 함량 (%, 건조 중량 기준) |
49.8 | 40.0 | 47.0 | 44.0 | 50.2 | 26.0 | 46.8 | 24.0 |
| 수율 (%) | 50.8 | 49.2 | 66.4 | 33.6 | 78.5 | 21.5 | 92.2 | 7.8 |
상기 표 1에 따르면, 분말의 입도(입자 크기)의 구간에 따라 단백질의 함량이 다르다는 것을 알 수 있다. 특히, 분말 입도 기준으로 40 내지 50 μm (실시예에서는 45 μm)에서 이보다 큰 분말과, 이보다 작은 분말로 분획시, 상대적으로 수율이 높으면서 단백질 함량이 높은 콩 분말을 쉽게 얻을 수 있다는 것을 알 수 있고, 본 발명의 제조방법은 상기 실험예를 통하여 확인된 바와 같이 분쇄 조건을 한정함으로써, 단백질 함량이 높은 작은 크기의 분말과 섬유질 함량이 높은 큰 크기의 분말이 형성되도록 하여, 시빙 등의 방법으로 쉽게 섬유질 함량이 높은 큰 크기의 분말을 제거하여 쉽게 단백질 함량이 높은 콩 분말을 수득할 수 있는 장점이 있다.
Claims (12)
- 생콩에 원적외선을 조사하여 수분함량이 4 내지 7 중량%가 될때까지 건조하는 단계;
상기 건조된 생콩을 기류식 분쇄기를 이용하여 50 내지 60 Hz의 회전수와 20 내지 30 Hz의 블로워 조건으로 분쇄하여 분말을 제조하되, 분말의 평균 입자크기 빈도수에서 10 내지 15 μm인 분말과 44 내지 57 μm인 분말의 빈도수가 가장 높으며, 빈도수 그래프에서 10 내지 15 μm인 분말과 44 내지 57 μm인 분말의 빈도수 피크가 서로 구분되어 나타나도록 분쇄를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클린 라벨 콩 분말의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 생콩을 건조하는 단계 이전에 이물질 제거 및 오염된 콩 제거의 전처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클린 라벨 콩 분말의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 생콩을 건조하는 단계는 3.0 kW 내지 4.0 kW 출력의 원적외선을 조사하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 클린 라벨 콩 분말의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 생콩을 건조하는 단계는 1.5 내지 4 시간동안 60 내지 72 ℃의 온도범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 클린 라벨 콩 분말의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 생콩에 원적외선을 조사하여 건조를 수행하는 단계는 50 내지 70 Hz의 기류 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 클린 라벨 콩 분말의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 생콩에 원적외선을 조사하여 건조를 수행하는 단계는 생콩에 열 스트레스가 가하여지지 않는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 클린 라벨 콩 분말의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 건조된 생콩을 분쇄하여 분말을 제조하는 단계는 단회 분쇄에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 클린 라벨 콩 분말의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 건조된 생콩을 분쇄하여 분말을 제조하는 단계는 기류식 분쇄기 내의 내부 온도를 40 ℃ 이하로 유지한 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 클린 라벨 콩 분말의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 기류식 분쇄기 내의 내부 온도는 냉각수에 의하여 조절하는 것을 특징으로 하는 클린 라벨 콩 분말의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
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2020
- 2020-10-30 KR KR1020200143195A patent/KR102290146B1/ko active IP Right Grant
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