KR102448615B1 - 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시키는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과일 또는 야채를 가공하여 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체에 유용한 성분이 침투되도록 하는 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 처리대상 전체 과일 또는 야채가 압력챔버 내부에 급수된 유용성분 수용액 중에 침지되어 있는 상태에서 압력챔버 내부 상부공간의 공기압력을 가압 및 감압시키는 과정을 반복 수행하도록 함으로써, 과일 또는 야채의 표피 또는 내부조직에 대한 손상을 최소화시키면서, 단맛성분 또는 유용성분이 그 내부에 효과적으로 침투되도록 하는 기술에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 처리대상 전체 과일 또는 야채가 압력챔버 내부에 급수된 유용성분 수용액 중에 침지되어 있는 상태에서 압력챔버 내부 상부공간의 공기압력을 가압 및 감압시키는 과정을 반복 수행하도록 함으로써, 과일 또는 야채의 표피 또는 내부조직에 대한 손상을 최소화시키면서, 단맛성분 또는 유용성분이 그 내부에 효과적으로 침투되도록 하는 기술에 관한 것이다.
Description
본 발명은 과일 또는 야채를 가공하여 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체에 유용한 성분이 침투되도록 하는 방법에 관한 것이다. 과일 또는 야채 자체의 특성상 단맛이 약하거나 또는 성장 과정에서 단맛이 충분히 생성되지 않아서 소비자의 선호가 떨어지는 경우, 단맛을 강화시킴으로써 과일이나 야채에 대한 소비자의 인식을 개선하여 인체에 유익한 과일 또는 야채를 더 섭취하도록 하거나, 또는 과일이나 야채의 고유성분 외에 인체에 유익한 다른 성분이 과일이나 야채에 더 포함되도록 하여 과일 또는 야채를 섭취하면서 인체에 유용한 성분을 함께 섭취할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 처리대상 전체 과일 또는 야채가 압력챔버 내부의 유용성분 수용액 중에 침지되어 있는 상태에서 압력챔버 내부의 공기압력을 가압한 후 대기압까지 감압시키는 과정을 반복 수행하도록 함으로써, 과일 또는 야채의 표피 또는 내부조직에 대한 손상을 최소화하면서, 단맛성분 또는 유용성분이 과일 또는 야채 내부에 효과적으로 침투되도록 하는 기술에 관한 것이다.
기존에도 과일이나 야채의 단맛을 강화시키거나 과일의 내부에 약용성분이나 과일향 등의 유용성분을 포함시키기 위한 방법이나 장치에 관한 기술들이 존재하였다.
먼저, 국내등록특허 제10-1492889호(공고일; 2015.02.12.)는 ‘압력차이 방식으로 가공된 사과를 포함한 과일 제조방법’에 관한 기술이 있다. 이 선행기술은 약용성분, 식용성분, 향기성분, 색소성분 등으로 이루어진 침투물질을 선택하여 물이나 식용용매에 용해시킨 후, 압력탱크 내부에 넣은 과일류에 침투물질을 스프레이로 분무한 후, 압축공기를 압력탱크 내부로 공급 및 배출하여 상승 및 하강을 반복하는 압력 사이클로 이루어진 압력차이 방식을 통해 침투물질을 과일류의 조직 내부로 침투시켜서 과일의 고유성분과 침투물질의 기능성 성분이 다량 함유되도록 하기 위한 것이다.
이 기술은 다수개의 사과를 압력탱크에 삽입한 후 진공상태로 90초 동안 유지하여 사과를 팽창시킨 후, 침투물질을 탱크 내부에 스프레이로 분무하고, 그 후에 탱크 내부에 1.1~5atm의 압축공기를 공급하여 가압하고 50초 동안 유지하여 사과 내부로 침투물질을 침투시킨 다음, 압력탱크 내부를 감압하고 10초 동안 유지하는 과정(가압 및 감압과정)을 5회 반복하도록 하고 있다.
이 선행기술은 압력탱크 내부의 공기압력을 조절하여, 그 공기 중에 노출되어 있는 과일(사과)에 침투물질을 분무하여 침투물질이 과일 내부로 침투되도록 하는 기술에 관한 것으로서, 진공상태를 이용한다고 기재되어 있으나, 이용되는 진공의 범위 등과 같은 구체적인 기술적 사항은 제시되어 있지 않다.
또한, 국내공개특허공보 제10-2020-0069855호(공개일; 2020.06.17.)에는 ‘복숭아향이 나는 토마토 제조방법’이라는 명칭의 발명이 나타나 있다. 이 선행기술에는 토마토 내부에 복숭아향 또는 비타민액을 침투시키기 위해, 압력탱크에 토마토를 삽입하고 압력탱크를 진공상태로 일정 시간 유지하여 토마토를 팽창시킨 후, 공기를 배출(압력탱크 내부로 공기를 공급하는 것을 잘못 기재한 것으로 보임)하여 토마토가 원상태로 복귀하면, 복숭아향과 정제수가 혼합 용해된 침투액을 압력탱크 내부에 설치된 스프레이로 분무한 후, 압력탱크 내부에 대한 가압 및 감압과정을 3회 반복하여 침투액이 토마토 내부로 침투되도록 하는 기술이 기재되어 있다.
이 선행기술에는 ‘압력탱크 내부에 설치된 스프레이로 침투액을 분무한 후, 압력탱크 내부에 2.2∼2.8atm의 압축공기를 공급하여 35초 동안 가압한 다음 55초 동안 유지하여 토마토의 표면과 내부 사이에 형성된 침투 공간으로 침투액을 침투시킨 다음 압력탱크의공기를 100초 동안 배출하는 감압과정을 거친 다음 18초 동안 유지하여 안정화시킨 후, 다시 압력탱크에 침투액을 공급하고, 가압 및 감압하여 안정화시키는 과정을 3회 반복하여 침투액을 토마토조직 내부로 침투시킨다는 내용이 기재되어 있다.
이 선행기술의 경우에도, 압력탱크 내부의 공기 중에 노출되어 있는 토마토에 침투액을 분무하는 기술에 관한 것이며, 압력탱크를 진공상태로 유지한다고 기재된 부분이 있으나, 진공상태에 관한 구체적인 기술적 사항은 제시되어 있지 않다.
국내등록특허 제10-2188356호(공고일; 2020.12.08.)는 ‘과일 또는 야채의 단맛 강화 방법 및 이에 의해 단맛이 강화된 과일 또는 야채’에 관한 발명이다. 이 발명은 단맛 강화장치(100)를 이용하여 과일 또는 야채의 단맛을 강화하기 위한 기술에 관한 것으로서, 단맛 강화의 목적물인 과일 또는 야채를 로딩하는 목적물 로딩단계; 스테비오사이드 분사단계; 진공유지단계; 및 목적물 언로딩단계를 포함하고, 상기 스테비오사이드 분사단계 및 진공유지단계의 사이클을 3 내지 12회 반복 수행하여, 목적물의 내부로 스테비오사이드를 침투시키는 기술에 관한 것이다.
이 선행기술에는 진공상태(1×10-5 내지 1×10-3bar) 및 가압상태(1×103 내지 1×105bar)를 이용하여 스테비오사이드를 침투시키는 기술이 기재되어 있다. 즉, 단맛 강화장치(100)의 내부 압력이 0.2 내지 0.7 bar인 상태에서 과일 또는 야채에 스테비오사이드(단맛 강화성분)를 분사하는 스테비오사이드 분사단계(40 내지 60초 동안 수행)와, 분사를 멈추고 장치의 내부 압력이 1×10-5 내지 1×10-3bar 범위의 진공상태를 유지하는 진공유지단계(120 내지 140초 동안 수행)를 3 내지 12회 반복 수행한다는 내용과, 장치의 내부 압력이 0.2 내지 0.7 bar인 상태에서 과일 또는 야채에 스테비오사이드를 분사하는 스테비오사이드 분사단계(40 내지 60초 동안 수행)와, 분사를 멈춘 후 장치의 내부 압력이 1×103 내지 1×105bar의 상태를 유지하는 가압유지단계(120 내지 140초 동안 수행)를 3 내지 12회 반복 수행한다는 내용이 기재되어 있다.
앞에서 살펴본 선행기술들에는, 진공상태와 가압상태를 반복 수행하여 과일이나 야채의 내부에 약용성분이나 향기성분 또는 단맛 강화성분 등을 침투시키는 방법에 관련된 기술이 나타나 있다.
위에서 살펴본 선행기술들은 모두 과일 또는 야채의 내부에 약용성분이나 강화성분 등을 침투시키기 위하여, 과일 또는 야채를 압력탱크 또는 용기의 내부에 수용하되, 과일 또는 야채가 압력탱크 내부의 공기 중에 노출된 상태에서 압력탱크 내부의 공기압을 가압 또는 감압시켜서 약용성분 등이 과일 또는 야채의 내부로 침투되도록 하고 있고, 특히, 압력탱크 내부의 공기 중에 노출되어 있는 과일 또는 야채에 약용성분 등을 스프레이로 분무하여 그 표면에 약용성분 등이 접촉되도록 하고 있다.
본 발명은 앞에서 살펴본 선행기술들의 문제를 해결하면서, 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 효과적으로 침투시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 방법은 토마토, 파프리카, 사과, 오이 등의 과일 또는 야채에 적용할 수 있고, 또한, 스테비오사이드, 수크랄로스, 팜슈가, 비타민, 콜라겐, 과일향 등의 단맛성분 또는 인체 유용성분을 사용하여 수행될 수 있다.
이를 위하여 본 발명은 최초 단계에서는 과일 또는 야채가 담겨있는 침지탱크를 압력챔버의 내부로 운반한 후 압력챔버를 밀폐시킨 다음, 압력챔버의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분(이하 ‘유용성분’이라 함)이 용해되어 있는 수용액(이하 ‘유용성분 수용액’이라 함)을 급수하여 처리대상 과일 또는 야채의 전체가 유용성분 수용액에 침지되도록 한 상태에서 압력챔버 내부 상부공간의 공기압력을 가압 또는 감압시키는 단계를 수행함으로써, 유용성분이 과일 또는 야채의 내부에 침투되도록 하기 위한 것이다. 즉, 본 발명은 과일 또는 야채의 전부가 유용성분 수용액 속에, 즉 물속에 침지된 상태에서 가압 및 감압처리를 수행하여, 과일 또는 야채의 표피나 내부조직의 손상을 최소화하면서, 그 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분이 효과적으로 침투되도록 하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
과일 또는 야채 중에는 그 자체의 특성상 단맛이 약하거나 또는 성장 과정에서 단맛이 충분히 생성되지 않아서 소비자의 선호가 떨어지는 경우가 있게 된다. 본 발명에서는 스테비오사이드, 수크랄로스, 팜슈가 등의 단맛성분을 사용하여 토마토, 파프리카, 오이 등과 같은 야채의 단맛을 강화시켜서 소비자의 선호도를 높일 수 있게 된다.
특히, 스테비오사이드와 같이 당도가 높으면서 칼로리가 없는 성분을 사용하여 과일 또는 야채의 단맛을 강화시킬 경우, 당분 섭취에 따른 부담 즉, 체중 증가 또는 다이어트에 대한 추가적인 부담 없이 인체에 유익한 과일이나 야채를 더 많이 섭취하도록 할 수 있다.
또한, 과일이나 야채의 고유성분 외에 비타민, 콜라겐, 과일향 등과 같이 인체에 유익한 성분이 과일이나 야채에 추가로 포함되도록 하면, 과일이나 야채를 섭취하면서 인체에 유용한 성분을 함께 섭취할 수 있는 효과도 발생하게 된다.
본 발명은 위와 같은 필요를 충족시키기 위해, 과일 또는 야채를 가공하여 과일 또는 야채의 단맛을 강화시키거나, 또는 인체에 유익한 성분을 과일 또는 야채의 내부에 효과적으로 침투시킬 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
한편, 선호되는 대부분의 과일 또는 야채는 그 자체로 인체에 유용한 성분을 포함하고 있어서, 이를 섭취할 경우 인체에 유익한 영양분을 공급해 주게 되는데, 특히, 과일이나 야채는 신선한 상태에서 섭취되어야 인체에 더 유익한 효과를 줄 수 있게 된다.
본 발명은 과일 또는 야채의 단맛을 향상시키거나 또는 그 내부에 인체에 유용한 성분이 침투되도록 하되, 과일 또는 야채의 표피나 내부조직에 대한 손상을 최소화시키면서 위의 성분들이 침투되도록 하여, 가공처리에도 불구하고 과일 또는 야채의 신선도를 유지하면서 과일 또는 야채 조직의 손상을 최소화할 수 있는 가공처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 그 내부의 압력을 조절할 수 있도록 구성된 압력챔버를 사용하여 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분이 효과적으로 침투되도록 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 사용되는 압력챔버는 그 내부에 과일 또는 야채가 담기는 침지탱크가 수용될 수 있도록 구성된다. 상기 침지탱크는 압력챔버의 단면형상과 유사하거나 또는 그 내부에 용이하게 운반될 수 있는 형태로 이루어지며, 그 바닥부 또는 측면에는 다수의 구멍이 형성되어 유용성분 수용액이 유동될 수 있도록 구성된다. 위와 같이 구성된 침지탱크가 압력챔버에 수용되어 있는 상태에서, 압력챔버에 유용성분 수용액이 급수되고, 그 수위가 충분히 상승하면, 침지탱크의 대부분이 수용액 중에 잠기게 된다. 침지탱크는 그 내부에 담겨있는 과일 또는 야채가 수면 위로 떠오르지 않고 유용성분 수용액 중에 모두 침지되도록 구성되어야 한다.
또한, 본 발명의 방법에 적용되는 압력챔버는 하나 이상의 침지탱크를 수용할 수 있고, 침지탱크의 내부에 있는 과일 또는 야채가 유용성분 수용액에 침지된 상태에서 그 상부에 공기가 존재할 수 있는 여유 공간이 있도록 형성되어야 한다. 이 여유 공간을 '상부공간'이라고 칭한다. 또한, 압력챔버는 밀폐되도록 구성하여, 그 내부와 외부 사이에 공기의 유동이 차단되고, 처리단계에서 누수가 발생하지 않도록 구성되어야 한다.
본 발명의 방법은 외부 공기를 가압하여 압력챔버 내부의 상부공간으로 공급할 수 있는 공기압축펌프와, 압력챔버 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있는 공기배출펌프를 포함하는 시스템을 사용하여 구현될 수 있다. 상기 펌프들은 별도로 구비되는 제어수단을 통해 그 동작이 제어되거나 수동조작으로 제어될 수도 있다.
또한, 본 발명의 방법은 유용성분 수용액을 저장하는 저장탱크와, 유용성분 수용액을 침지탱크로 급수하기 위한 급수펌프 및 급수밸브를 포함하여 구성되는 장치 또는 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 방법은 위와 같은 수단들을 포함하여 구성되는 장치 또는 시스템을 사용하여 다음과 같은 방법을 통해 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 효과적으로 침투시킬 수 있게 된다.
특히, 본 발명은 압력챔버의 내부에 유용성분 수용액을 급수하여 과일 또는 야채가 모두 침지되도록 한 후에 각 단계가 수행되게 된다.
본 발명에서는 과일 또는 야채가 유용성분 수용액 중에 침지딘 상태에서 밀폐된 압력챔버 내부의 상부공간에 압축공기를 공급하여 그 공간의 압력을 높인 다음 일정 시간 동안 그 상태를 유지하는 가압 및 유지단계와, 압력챔버 내부 상부공간의 공기를 배출시켜서 그 압력이 대기압 상태가 되도록 감압한 후 일정 시간 동안 그 상태를 유지하는 감압 및 유지단계가 차례로 복수회 반복 수행되도록 한다.
본 발명에서는 압력챔버에 유용성분 수용액이 급수된 이후 전체 단계를 모두 마칠 때까지 과일 또는 야채의 전부가 유용성분 수용액 중에 침지되어 있는 상태에서 각 단계가 진행되도록 구성되어 있어서, 복수 회 반복되는 압력챔버 내부 공기압력의 변화에도 불구하고 과일 또는 야채의 표피 또는 내부조직의 손상을 최소화할 수 있게 된다.
본 발명의 방법을 적용하여 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시킬 경우, 다음과 같은 효과가 기대될 수 있다.
과일 또는 야채의 특성상 단맛이 약하거나 또는 그 내부에 단맛이 충분히 생성되지 않은 과일의 경우에도 소비자의 선호도를 높여서, 인체에 유익한 과일이나 야채를 보다 더 섭취하도록 할 수 있다.
또한, 과일이나 야채의 고유성분 외에 인체에 유익한 다른 성분을 과일이나 야채에 추가로 포함시킴으로써, 과일이나 야채를 섭취하면서 동시에 인체에 유용한 성분을 함께 섭취할 수 있게 된다.
과일이나 야채는 대부분 신선한 상태에서 섭취되는 것이 바람직한데, 본 발명은 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체에 유용한 성분이 침투되도록 하되, 그 표피나 내부조직에 대한 손상을 최소화시키면서 그 내부로 유용성분이 침투되도록 하여, 가공처리에도 불구하고 과일 또는 야채의 신선도를 유지하면서 과일 또는 야채를 가공하는 방법을 제공할 수 있게 된다.
도1은 본 발명의 방법에 이용될 수 있는 시스템의 구성예에 관한 도면이다.
도2는 본 발명에 따라 수행되는 처리단계를 보여주는 도면이다.
도2는 본 발명에 따라 수행되는 처리단계를 보여주는 도면이다.
본 발명은 과일 또는 야채를 가공하여 단맛을 강화시키거나 또는 인체에 유익한 성분을 과일 또는 야채의 내부에 효과적으로 침투시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.
과일 또는 야채 자체의 특성상 단맛이 약하거나 또는 성장 과정에서 단맛이 충분히 생성되지 않아서 소비자의 선호가 떨어지는 경우가 있다. 이 경우에, 소비자가 선호할 수 있는 수준으로 과일 또는 야채의 단맛을 강화시켜서 과일이나 야채에 대한 소비자의 인식이 개선되도록 함으로써, 인체에 유익한 과일 또는 야채를 더 섭취하도록 할 수 있다.
또한, 과일이나 야채의 고유성분 외에 인체에 유익한 다른 성분이 과일이나 야채에 추가적으로 포함되도록 할 경우, 그 과일이나 야채를 섭취하면서 그 고유의 영양성분 외에 인체에 유용한 성분을 함께 섭취하도록 할 수도 있게 된다.
도1은 본 발명에 이용될 수 있는 시스템의 구성예를 보여주는 도면이다.
본 발명은, 예를 들어, 도1에 예시되어 있는 바와 같이 구성된 시스템을 이용하여 수행될 수 있다. 본 발명의 방법이 적용되는 시스템은 압력챔버(10)와, 하나 이상의 침지탱크(20)와, 공기압축펌프(30)와, 공기배출펌프(40)와, 제어수단(70)과, 유용성분 수용액이 저장되는 저장탱크(50)와, 유용성분 수용액을 급수하기 위한 급수펌프(60)와 급수밸브(61) 및 유용성분 수용액을 배출하기 위한 배수밸브(100) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 본 발명이 적용되는 시스템에는 압력챔버 내부 상부공간의 압력을 측정하고 표시해 주는 압력계(80)와 침지탱크에 급수되는 유용성분 수용액의 수위를 나타내는 수위감지센서(90)가 더 포함될 수 있다.
압력챔버는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 기본적인 수단으로서, 높은 공기압력과 저진공 상태에서 견딜 수 있는 구조이면서 외부와 밀폐되고, 그 내부에 침지탱크가 수용될 수 있도록 구성되는 것이다.
침지탱크는 처리대상 과일 또는 야채가 담기는(저장되는) 요소이며, 압력챔버 내부로 유용성분 수용액이 급수되면, 그 내부에 담겨있는 과일 또는 야채가 모두 유용성분 수용액 중에 침지될 수 있도록 구성된다. 도1은 침지탱크의 내부에 수용되어 있는 과일 또는 야채의 전체가 침지되어 있는 상태를 보여준다. 침지탱크는 그 바닥부 또는 측면에 다수의 구멍이 형성되어 있어서 유용성분 수용액이 자유롭게 유동될 수 있도록 구성되며, 본 발명의 압력챔버는 그 내부에 하나 이상의 침지탱크가 수용될 수 있도록 구성된다.
공기압축펌프와 공기배출펌프는 압력챔버 내부 상부공간의 공기압을 높이거나 낮추기 위한 수단이며, 제어수단의 제어에 따라 압력챔버 내부의 상부공간으로 압축공기를 공급하거나 그 내부의 공기를 외부로 배출하도록 동작하는 것이다. 압력챔버 내부의 상부공간이 가압된 상태에서 감압시킬 경우에는, 공기배출펌프를 사용하거나 배출하거나 자연 배출시킬 수 있고, 급격한 감압이 이루어지지 않도록 전자밸브를 제어하여 배출되도록 할 수도 있다. 전자밸브는 제어수단의 제어에 따라 동작될 수 있다.
저장탱크는 단맛성분 또는 인체에 유용한 성분이 물속에 용해되어 있는 유용성분 수용액이 저장되는 탱크이다. 저장탱크에 저장되어 있는 유용성분 수용액은 급수펌프, 급수밸브 등의 수단을 통하여 압력챔버 내부로 급수될 수 있다. 배출밸브는 처리를 마친 후, 압력챔버 내부의 유용성분 수용액을 외부로 배출하기 위한 것이다.
앞에서 설명한 바와 같은 필요를 해결하기 위해 도출된 본 발명은 전체적으로는 다음과 같은 과정을 수행하도록 이루어져 있다.
먼저, 본 발명에서는 과일 또는 야채가 담겨있는 침지탱크를 압력챔버의 내부로 이송하고 압력챔버를 밀폐하여 외기와 차단시킨 후, 압력챔버의 내부로 이송된 침지탱크에 담겨 있는 과일 또는 야채가 모두 침지될 때까지 유용성분 수용액을 급수하고 일정 시간 동안 유지한 다음, 아래와 같은 내용의 단계가 진행되게 된다.
본 발명의 방법에서는 외기와 밀폐되어 있는 압력챔버 내부 상부공간의 공기압력을 가압 및 감압단계를 일정 횟수 반복함으로써 과일 또는 야채의 내부로 단맛성분 또는 인체 유용성분이 효과적으로 침투되도록 한다. 또한, 본 발명은 압력챔버 내부 상부공간 공기압력의 급격한 변화로 인해 침지되어 있는 과일 또는 야채의 표피나 내부조직에 손상이 발생하지 않도록 하기 위하여 가압 또는 감압단계 마다 각각 일정 시간 동안 동일한 압력상태를 유지하도록 하며, 감압시에는 압력챔버의 내부가 대기압 상태가 되도록 하여 과일 또는 야채가 처리 중에 받은 충격이나 스트레스를 완화시켜 주도록 하고 있다.
본 발명은 도1에 예시되어 있는 바와 같은 시스템을 이용하여 수행될 수 있는 것이며, 구체적으로는 도2의 도시내용과 같은 단계를 거치면서 수행된다.
본 발명에 사용되는 시스템은 도1에 나타나 있는 바와 같이 압력챔버(10)와, 하나 이상의 침지탱크(20)와, 공기압축펌프(30)와, 공기배출펌프(40)와, 유용성분 수용액이 저장되는 저장탱크(50)와, 유용성분 수용액을 급수하기 위한 급수펌프(60) 및 급수밸브(61)와, 전체 장지의 동작을 제어하는 제어수단(70)과, 유용성분 수용액을 배출하기 위한 배수밸브(100)가 구비되어 있다.
즉, 본 발명의 방법은 압력챔버(10)와, 상기 압력챔버(10)의 내부에 수용되며 그 바닥부 또는 측면에 다수의 구멍이 형성되어 있는 하나 이상의 침지탱크(20)와, 상기 압력챔버 내부의 상부공간으로 압축공기를 공급하는 공기압축펌프(30)와, 상기 압력챔버(10) 내부의 상부공간으로부터 외부로 공기를 배출시키기 위한 축공기배출펌프(40)와, 상기 압력챔버(10) 내부에 공급하기 위한 유용성분 수용액이 저장되는 저장탱크(50)와, 상기 저장탱크(50)로부터 상기 압력챔버(10)의 내부로 유용성분 수용액을 급수하기 위한 급수펌프(60) 및 급수밸브(61)와, 전체 장지의 동작을 제어하는 제어수단(70) 및 사용된 유용성분 수용액을 상기 압력챔버(10)로부터 배출하기 위한 배수밸브(100)를 포함하여 구성되는 시스템을 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 방법에 따른 단계들은 압력챔버(10)의 내부로 과일 또는 야채가 담겨있는 침지탱크(20)가 이송된 후에 수행되게 되며, 이때 압력챔버(10)의 내부는 과일 또는 야채가 침지탱크(20) 내에서 수용액 중에 침지되어 있는 부분인 하부부분과, 공기가 채워져 있는 공간인 상부부분으로 이루어지게 된다. 공기가 채워져 있는 압력챔버의 상부부분은 상부공간이라고 칭한다.
본 발명에 사용되는 압력챔버 내부의 상부공간은 압축공기를 공급하기 위한 공기압축펌프(30) 및 압력챔버 내부로부터 외부로 공기를 배출하기 위한 공기배출펌프(40)와 배관을 통하여 연결되어 있다. 공기압축펌프를 이용하여 압축공기를 공급하면, 상부공간의 압력이 높아지게 된다. 본 발명에서는 이하 설명되는 바와 같이, 상부공간의 압력이 1.1 bar 이상 100bar 이하가 되도록 압축공기를 공급한다.
본 발명에 사용되는 시스템은 도1에 나타나 있는 바와 같이 압력챔버(10)와, 하나 이상의 침지탱크(20)와, 공기압축펌프(30)와, 공기배출펌프(40)와, 유용성분 수용액이 저장되는 저장탱크(50)와, 유용성분 수용액을 급수하기 위한 급수펌프(60) 및 급수밸브(61)와, 전체 장지의 동작을 제어하는 제어수단(70)과, 유용성분 수용액을 배출하기 위한 배수밸브(100)가 구비되어 있다.
즉, 본 발명의 방법은 압력챔버(10)와, 상기 압력챔버(10)의 내부에 수용되며 그 바닥부 또는 측면에 다수의 구멍이 형성되어 있는 하나 이상의 침지탱크(20)와, 상기 압력챔버 내부의 상부공간으로 압축공기를 공급하는 공기압축펌프(30)와, 상기 압력챔버(10) 내부의 상부공간으로부터 외부로 공기를 배출시키기 위한 축공기배출펌프(40)와, 상기 압력챔버(10) 내부에 공급하기 위한 유용성분 수용액이 저장되는 저장탱크(50)와, 상기 저장탱크(50)로부터 상기 압력챔버(10)의 내부로 유용성분 수용액을 급수하기 위한 급수펌프(60) 및 급수밸브(61)와, 전체 장지의 동작을 제어하는 제어수단(70) 및 사용된 유용성분 수용액을 상기 압력챔버(10)로부터 배출하기 위한 배수밸브(100)를 포함하여 구성되는 시스템을 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 방법에 따른 단계들은 압력챔버(10)의 내부로 과일 또는 야채가 담겨있는 침지탱크(20)가 이송된 후에 수행되게 되며, 이때 압력챔버(10)의 내부는 과일 또는 야채가 침지탱크(20) 내에서 수용액 중에 침지되어 있는 부분인 하부부분과, 공기가 채워져 있는 공간인 상부부분으로 이루어지게 된다. 공기가 채워져 있는 압력챔버의 상부부분은 상부공간이라고 칭한다.
본 발명에 사용되는 압력챔버 내부의 상부공간은 압축공기를 공급하기 위한 공기압축펌프(30) 및 압력챔버 내부로부터 외부로 공기를 배출하기 위한 공기배출펌프(40)와 배관을 통하여 연결되어 있다. 공기압축펌프를 이용하여 압축공기를 공급하면, 상부공간의 압력이 높아지게 된다. 본 발명에서는 이하 설명되는 바와 같이, 상부공간의 압력이 1.1 bar 이상 100bar 이하가 되도록 압축공기를 공급한다.
이하에서는 도2를 참조하여 본 발명에서 이루어지는 각 단계의 내용을 상세히 설명하기로 한다. 이하 설명되는 본 발명의 단계는 단계20 이후에 특히, 단계30 및 단계40이 차례로 반복 수행되는 것을 특징으로 하며, 단계20부터 단계 40까지의 전체 과정은 과일 또는 야채가 모두 유용성분 수용액 중에 침지되어 있는 상태에서 진행되게 된다.
단계10(도2에 S10으로 표시되어 있음. 여타 단계에 대하여도 동일한 방식으로 표시함)은 과일 또는 야채가 수용되어 있는 침지탱크를 압력챔버의 내부로 이송한 후 압력챔버를 밀폐한 다음, 압력챔버의 내부에 유용성분 수용액을 급수하는 단계이다. 이때 유용성분 수용액은 침지탱크에 수용되어 있는 처리대상 전체 과일 또는 야채가 충분히 침지될 수 있도록 급수되어야 한다.
단계20(S20)은 단계10에서 압력챔버에 유용성분 수용액이 급수된 후 일정 시간 동안 유지하는 단계이다. 이때 압력챔버의 내부는 주변과 동일한 대기압 상태를 유지하게 된다. 단계20은 유용성분 수용액 중에 용해되어 있는 유용성분이 과일 또는 야채의 내부로 침투되기 시작하는 단계이다. 단계20은 10초 이상 5분 이하의 시간 범위 중에서 정한 일정 시간 동안 유지되도록 한다. 본 발명의 경우, 단계20을 생략하고 진행할 수도 있으나, 유용성분의 효과적인 침투를 위하여 단계20을 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 위의 기재와 같이, 단계20에서는 유용성분 수용액이 급수된 후 대기압 상태를 일정 시간 동안 유지하도록 하고 있는데, 본 발명에서는 그 이후에 수행되는 각 단계에 있어서도 압력상태가 변화된 후 일정 시간 동안 그 상태를 유지하도록 하고 있으며, 그 시간이 10초 이상 5분 이하가 되도록 한다.
상기 10초 이상 5분 이하의 시간은 압력챔버에 수용되어 있는 과일 또는 야채의 내부로 유용성분이 침투되도록 하거나 또는 본 발명에 따른 처리로 인해 과일 또는 야채에 가해지는 충격 또는 스트레스를 완화시켜 주기 위한 시간이다. 즉, 압력챔버 내부가 가압상태일 경우에는 과일 또는 야채의 표피 또는 내부조직이 압력을 받게 되어, 과일 또는 야채의 내부로 유용성분이 더 침투하게 된다. 한편, 압력챔버 내부의 공기압력이 대기압 상태일 경우에는 과일 또는 야채의 표피 또는 내부조직에 가해진 충격이나 스트레스가 완화되게 된다.
본 발명은 위와 같이 각 단계별 일정 유지 시간을 10초 이상 5분 이하의 범위에서 적용하도록 하고 있으며, 구체적인 시간인 상기 범위 내에서 처리대상 과일 또는 야채의 종류나 특성, 기대하는 단맛성분 또는 유용성분 침투량의 수준 등에 따라 달리 설정될 수 있다.
단계30(S30)은 단계20 후 대기압 상태에 있는 압력챔버 내부의 공기압력을 1.1 bar 이상 100bar 이하의 압력으로 높아지도록 가압하고 일정 시간 동안 그 상태를 유지하는 단계이다. 공기의 가압은 공기압축펌프를 통해 이루어지면, 압축된 외부공기가 압력챔버의 내부로 공급되게 된다. 이 단계에서는 1.1 bar 이상 100bar 이하의 압력 중에서 과일 또는 야채의 특성에 따라 설정되는 적정 압력이 되도록 압력챔버 내부의 공기압을 높인 후, 그 압력상태를 10초 이상 5분 이하의 시간 동안 유지하도록 한다. 단계30은 압력챔버 내부의 공기압력을 크게 높임으로써, 그 압력으로 인해 침지탱크에 저장되어 있는 유용성분 수용액의 내부 압력을 높이고, 그 결과 침지탱크 내에 담겨 있는 과일 또는 야채에 가해지는 압력을 높여서, 유용성분 수용액 중의 유용성분이 과일 또는 야채의 내부로 용이하게 침투되도록 하기 위한 단계이다.
단계40(S40)은 상기 단계30을 수행한 후, 압력챔버 내부의 공기를 배출시켜서, 그 압력이 대기압이 되도록 한 후, 일정 시간 동안 그 상태(대기압 상태)를 유지하는 단계이다. 단계40은 단계30의 가압상태에서 과일 또는 야채에 발생한 충격 또는 스트레스를 해소시켜 주기 위한 단계이다. 이 단계에서는 10초 이상 5분 이하의 시간 중에서 설정한 적정 시간 동안, 압력챔버 내부의 공기압력이 대기압 상태에 있도록 유지한다.
단계50(S50)은 상기 단계30과 단계40이 반복수행되는 단계를 나타내는 것이다. 단계50은 상기 단계30 및 단계40이 1회 이상 10회 이하 반복 수행하는 단계이다. 이 단계에서 단계30과 단계40을 반복 수행하는 횟수는 과일 또는 야채의 특성과 침투시키고자 하는 단맛의 정도 또는 유용성분의 정도에 따라 선택될 수 있다. 토마토와 같이 표피 및 내부조직의 밀도가 비교적 낮은 경우에는 5회 또는 그 이하의 횟수를 반복하고, 단단한 표피로 이루어진 사과 등의 과일은 그보다 많은 횟수를 반복할 수 있다.
또한, 단계50에서의 반복 횟수를 조절하여 과일 또는 야채에 침투되는 유용성분의 양을 조절할 수도 있다. 예를 들어, 과일의 단맛을 강화시키고자 할 경우, 소비자의 선호도 수준에 맞추어 단계50에서의 반복 횟수를 달리 적용함으로써, 단맛의 수준을 다르게 하고, 단맛의 수준별로 제품을 분류, 포장하여 소비자에게 공급할 수도 있다. 실시예1에서는 단계170을 수행하는 동안에 단맛성분 또는 인체 유용성분이 최종적으로 과일 또는 야채의 내부로 침투되게 된다.
단계60(S60)은 단계50까지 모두 수행한 후, 압력챔버 내부에 저장되어 있는 유용성분 수용액을 모두 압축챔버의 외부로 배출시키고, 유용성분 침투가 완료된 과일 또는 야채가 담겨있는 침지탱크를 압력챔버의 외부로 반출하는 단계이다.
본 발명에서는 위에서 설명한 바와 같이, 단계30과 단계40이 1회 이상 10회 이하 반복 수행되게 된다.
본 발명에서 수행되는 가압단계에서는 위에서 설명한 바와 같이, 압력챔버의 내부의 공기압력이 1.1 bar 이상 100bar 이하가 되도록 각 단계를 수행할 수 있으며, 예를 들어 1.1 bar 이상 2 bar 미만과 같이, 위 압력범위 내에서 보다 더 한정하여 수행할 수 있다. 한편, 본 발명의 방법을 적용함에 있어서 가압단계의 압력은 처리대상 과일 또는 야채의 종류나 기대되는 단맛의 수준 또는 유용성분의 침투량 등과 같은 처리결과의 기대수준에 따라서 그 압력의 수준을 조절하여 적용할 수 있다.
즉, 본 발명의 방법에서는, 처리대상 과일 또는 야채의 특성에 적합한 압력 범위에서 가압단계를 수행하거나 또는 기대되는 수준의 처리결과를 달성하기 위하여, 가압단계에서의 압력챔버 내부의 공기압력이 1.2 bar 이상 10bar 이하가 되도록 하거나, 예를 들어 1.2 bar 이상 2 bar 미만과 같이, 위 압력범위 내에서 보다 더 한정하여 수행할 수 있고, 또는 1.3 bar 이상 5bar 이하가 되도록 조절하여 가압단계를 수행할 수도 있고, 예를 들어 1.3 bar 이상 2 bar 미만과 같이, 위 압력범위 내에서 보다 더 한정하여 수행할 수도 있다.
특히, 과일 또는 야채의 표피나 내부조직이 치밀하거나 단단한 경우에는 상기 압력 중 높은 범위의 압력(100bar 이하)을 적용하여 가압단계를 수행하고, 덜 단단하거나 무른 조직으로 이루어진 과일이나 야채의 경우에는 상기의 압력범위 중 낮은 수준의 압력(10bar 이하 또는 5bar 이하)을 적용하여 가압단계를 수행할 수 있다.
위의 설명 내용과 같이 수행되는 본 발명의 방법은 다음과 같은 특징을 갖는 것이다.
본 발명의 경우, 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시키기 위한 전체 단계가 수행되는 동안(단계20부터 단계50까지의 시간 동안)에 처리대상 과일 또는 야채가 모두 유용성분 수용액 중에 침지된 상태를 유지하게 된다. 안정적인 구조로 이루어진 물의 경우, 물에 가해지는 압력이 변하더라도 그 부피의 변화가 거의 없는 특성이 있다. 따라서 그 전체가 물속에 침지되어 있는 과일 또는 야채는 외부의 공기압력이 크게 변하여 큰 압력변화의 영향을 받더라도 부피의 변화가 거의 발생하지 않게 된다. 따라서 본 발명의 방법으로 처리된 과일 또는 야채 역시 그 처리과정 동안 안정적인 상태를 유지할 수 있으며, 그로 인해 표피 또는 내부조직의 손상이 효과적으로 방지되게 된다.
본 발명을 통해 제공되는 방법을 적용하여 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시킬 경우, 다음과 같은 효과가 기대될 수 있다.
예를 들어, 그 자체의 특성상 단맛이 약하거나 또는 그 내부에 단맛이 충분히 생성되지 않은 토마토 등의 경우에 있어서도 단맛을 강화시킴으로써 소비자의 선호도를 높여서, 인체에 유익한 토마토 등을 보다 많이 섭취하도록 할 수 있다.
과일이나 야채의 고유성분 외에 인체에 유익한 다른 성분을 과일이나 야채에 추가로 포함시킴으로써, 과일이나 야채를 섭취하면서 동시에 인체에 유용한 성분을 함께 섭취하도록 할 수 있다.
본 발명은 침지탱크를 사용하여 과일 또는 야채를 압력챔버의 내부로 이송하도록 구성되어 있어서, 다량의 과일 또는 야채를 동시에 대량으로 압력챔버의 내부로 이송하고, 처리 후에는 동시에 다량의 과일 또는 야채를 압력챔버의 외부로 반출할 수 있어서, 과일 등의 처리 시 높은 처리 효율을 기대할 수 있다.
과일이나 야채의 고유성분 외에 인체에 유익한 다른 성분을 과일이나 야채에 추가로 포함시킴으로써, 과일이나 야채를 섭취하면서 동시에 인체에 유용한 성분을 함께 섭취하도록 할 수 있다.
본 발명은 침지탱크를 사용하여 과일 또는 야채를 압력챔버의 내부로 이송하도록 구성되어 있어서, 다량의 과일 또는 야채를 동시에 대량으로 압력챔버의 내부로 이송하고, 처리 후에는 동시에 다량의 과일 또는 야채를 압력챔버의 외부로 반출할 수 있어서, 과일 등의 처리 시 높은 처리 효율을 기대할 수 있다.
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본 발명은 압력챔버 내부의 상부공간에 압축공기를 공급하거나 압축공기를 배출시키도록 구성되어 있어서, 수용액 속에 침지되어 있는 과일 또는 야채의 표피나 내부조직에 대한 손상을 최소화시키면서 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체에 유용한 성분이 침투되도록 하여, 가공처리 후에도 과일 또는 야채의 신선도를 상당 기간 유지하도록 할 수 있다.
위와 같이 본 발명의 방법에 대하여 상세히 설명하였는바, 본 발명의 기술 사상은 위에 설명된 내용에 한정되는 것이 아니라, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상과 동일하거나 유사하여 특별한 기술적 변경 없이 적용할 수 있는 것을 포함하는 것이고, 또한, 특허청구범위에 기재되어 있는 본 발명의 기술 사상과 유사하거나 균등한 것도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 압력챔버
20 : 침지탱크
30 : 공기압축펌프
40 : 공기배출펌프
50 : 수용액저장탱크
60 : 급수펌프
61 : 급수밸브
70 : 제어수단
80 : 압력계
90 : 수위감지센서
100 : 배수밸브
20 : 침지탱크
30 : 공기압축펌프
40 : 공기배출펌프
50 : 수용액저장탱크
60 : 급수펌프
61 : 급수밸브
70 : 제어수단
80 : 압력계
90 : 수위감지센서
100 : 배수밸브
Claims (3)
- 압력챔버(10)와, 상기 압력챔버(10)의 내부에 수용되며 그 바닥부 또는 측면에 다수의 구멍이 형성되어 있는 하나 이상의 침지탱크(20)와, 상기 압력챔버(10) 내부의 상부공간으로 압축공기를 공급하는 공기압축펌프(30)와, 상기 압력챔버(10) 내부의 상부공간으로부터 외부로 공기를 배출시키기 위한 공기배출펌프(40)와, 상기 압력챔버(10) 내부에 공급되는 유용성분 수용액이 저장되는 저장탱크(50)와, 상기 저장탱크(50)로부터 상기 압력챔버(10)의 내부로 유용성분 수용액을 급수하기 위한 급수펌프(60) 및 급수밸브(61)와, 전체 장지의 동작을 제어하는 제어수단(70)과, 과일 또는 야채의 처리에 사용된 유용성분 수용액을 상기 압력챔버(10)로부터 배출하기 위한 배수밸브(100)를 포함하여 구성되는 시스템을 사용하여 수행되는 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시키는 방법에 있어서,
과일 또는 야채가 수용되어 있는 하나 이상의 상기 침지탱크를 상기 압력챔버의 내부로 이송한 다음 압력챔버를 밀폐하고, 상기 압력챔버 내부에 유용성분 수용액을 급수하여 전체 과일 또는 야채가 유용성분 수용액 중에 침지되도록 하는 단계10과;
상기 단계10에서 상기 압력챔버 내부 하부부분에 유용성분 수용액이 급수된 후 상기 압력챔버 내부 상부공간의 공기압력이 대기압인 상태에서 일정 시간 동안 유지하는 단계20과;
상기 단계20 수행 후, 대기압 상태에 있는 상기 압력챔버 내부의 상부공간에 압축공기를 공급하여 그 공기압력이 1.1 bar 이상 2 bar 미만이 되도록 가압한 후, 일정 시간 동안 유지하는 단계30과;
상기 단계30 수행 후, 상기 압력챔버 내부 상부공간의 공기를 배출시켜서, 그 내부 압력이 대기압이 되도록 한 후, 일정 시간 동안 유지하는 단계40과;
상기 단계30 및 단계40을 1회 이상 10회 이하 반복 수행하는 단계50과;
상기 단계50까지 수행한 후, 상기 압력챔버 내부 하부부분의 유용성분 수용액을 모두 외부로 배출시키고, 유용성분 침투가 완료된 과일 또는 야채가 담겨있는 하나 이상의 상기 침지탱크를 상기 압력챔버의 외부로 반출하는 단계60이; 차례로 수행되며,
상기 각 단계에 적용되는 상기 일정 시간 동안 유지되는 시간은 10초 이상 5분 이하인 것을 특징으로 하는,
과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시키는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 압력챔버 내부 상부공간의 가압에 적용되는 공기압력이 1.2 bar 이상 2 bar 미만인 것을 특징으로 하는,
과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시키는 방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 압력챔버 내부 상부공간의 가압에 적용되는 공기압력이 1.3 bar 이상 2 bar 미만인 것을 특징으로 하는,
과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시키는 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020210026791A KR102448615B1 (ko) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시키는 방법 |
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| KR1020210026791A KR102448615B1 (ko) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시키는 방법 |
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| KR20220122314A KR20220122314A (ko) | 2022-09-02 |
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Family
ID=83281018
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| KR1020210026791A KR102448615B1 (ko) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | 과일 또는 야채의 내부에 단맛성분 또는 인체 유용성분을 침투시키는 방법 |
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| KR102153854B1 (ko) * | 2020-03-26 | 2020-09-09 | 오영화 | 식품에 첨가물을 주입하기 위한 식품 제조 장치 및 방법 |
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