KR102527247B1 - 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법 - Google Patents

상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생고구마를 세척하는 세척단계; 상기 세척단계를 거친 고구마의 당화를 촉진시키기 위하여 고구마를 숙성시키는 숙성단계; 상기 숙성단계를 거쳐 당화시킨 고구마를 냉각한 후, 탈피 및 절단하는 절단단계; 상기 탈피 및 절단단계를 거쳐 절단한 고구마를 구연산 용해수에 침지하여 데친 후 탈수 및 냉각하는 데치기단계; 상기 데치기단계를 거친 고구마를 마이크로파로 건조하는 건조단계; 상기 건조단계를 거쳐 건조된 고구마를 파우치에 질소 충전하여 포장하는 포장단계; 및 상기 포장단계를 거쳐 포장된 고구마를 레토르트에서 살균하고 냉각하는 살균단계;를 포함하는 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법이 제공된다. 본 발명에 의하면, 탈피와 절단된 고구마 가공품이 통상적으로 변색되어 흑갈색을 띠는 것과는 대조적으로, 본 발명 식품은 군고구마 고유의 색택, 식감 및 조직감을 지니며, 동시에 탈피되고 한 입 크기로 절단되어 취식이 편리한 효과가 있다. 또한 본 발명은 질소 충전 후 레토르트 살균함으로써 상온에서 장기간 유통하는 과정에서 변색과 미생물에 의한 변질을 방지하는 효과가 있다. 아울러 상온에서 유통 중 이수 또는 결로현상이 발생하지 않으며 군고구마 표면이 매끄러워 당액이나 점질물이 손에 묻지 않음으로 불편없이 취식할 수 있는 효과가 있다.

Description

상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법{Manufacturing method of roasted peeled sweet potatoes of bite size distributable at room temperature}
본 발명은 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고구마를 세척한 후 숙성, 냉각, 탈피, 절단, 데치기, 건조, 포장, 살균함으로써 군고구마와 같은 맛과 조직감을 가지며 장기간 유통 과정에서 변색과 미생물의 발육을 억제할 수 있고, 취식이 편리하게 절단한 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법에 관한 것이다.
고구마는 섬유질과 전분이 다량 함유되어 있는 알칼리성 식품이며, 인체에 유익한 건강식품으로 잘 알려져 있다.
특히 고구마는 재배시 손이 덜가며, 단위면적당 수확량이 타작물에 비하여 매우 크기 때문에 경제성이 높은 작물이다. 척박한 환경에서도 잘 적응하고 성장이 빠르기 때문에 예로부터 구황작물로 재배되어 왔다.
고구마는 감자, 참마, 토란과 같은 다른 근채류에 비하여 에너지 공급원으로서 가치가 매우 높다.
고구마에는 다량의 탄수화물, 식이섬유, 비타민 C, 비타민 B6, 베타카로틴(β-carotene)이 들어 있어 안구건조증, 동맥경화증 등의 예방에 효과가 있는 것으로 알려져 있다 (Lim 등, 2019).
일반적으로 가정에서는 고구마를 굽거나, 찌거나 또는 오븐이나 전자레인지로 익혀서 먹는게 보편적이다. 생고구마를 냉동보관하면 냉동과정에서 손상된 부위가 썩게 되어 보관성이 떨어지며, 상온에서도 타 작물에 비하여 보관성이 좋지 않다. 이러한 이유로 고구마의 맛과 영양을 유지하면서 장기간 유통시킬 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있다.
그래서, 종래에는 대한민국 등록특허 제1642498호(2016.07.19.), 등록특허 제1192703호(2012.10.12.), 등록특허 제2085111호(2020.02.28.)가 개시되어 있다.
종래기술의 대한민국 등록특허 제1642498호의 군 고구마 말랭이 제조방법은 8~15mm 길이로 원기둥 형태로 절단한 고구마를 100~125℃에서 10~60분간 증숙하는 공정; 전기 공정에서 수득한 증숙된 고구마를 수분함량이 30~35%가 될 때까지 건조하는 공정; 전기 공정에서 수득한 고구마를 180~220℃에서 3~30분간 수분함량이 25~30%가 될 때까지 굽는 공정; 및 전기 공정에서 수득한 고구마를 100~120℃에서 20~40분간 가열살균 포장하는 공정을 포함한다.
즉, 고구마를 절단-증숙-건조-굽기-가열살균 포장하는 공정을 포함한다. 상기 제조방법은 군 고구마 말랭이를 질소포장 후 살균하여 유통함으로써 장기간 유통시킬 수 있는 장점이 있지만, 수분함량이 25~30%로 낮아서 군고구마의 식감이 아니라 스낵에 가까운 식감을 지니는 단점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제1192703호의 군고구마 제품 제조 장치 및 방법은 군고구마 제품을 대량 생산할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 고구마를 세척한 후 가열터널 시스템에서 50~120℃에서 10~15분간 당화시키는 단계; 120~180℃에서 10~15분간 예열시키는 단계; 180~200℃에서 20~40분간 완결시키는 단계; 120~180℃에서 10~15분간 수분 증발시키는 단계; 및 50~120℃에서 10~15분간 마감하는 단계를 거친 후 질소치환 포장공정 및 100~110℃에서 25~35분간 살균하는 공정을 포함한다.
즉, 선별-세척-가열터널 시스템-포장-살균하는 단계를 거쳐 제조된다. 상기 제조방법은 생고구마를 구운 후 질소포장 후 살균하여 유통함으로써 사시사철 군고구마를 먹을 수 있다는 장점이 있지만, 군고구마의 껍질을 소비자가 일일이 벗겨서 먹어야 하는 번거로움과 절단된 형태가 아니므로 한입에 먹을 수가 없어서 먹기가 불편한 단점이 있으며, 또한 껍질을 벗길 때 껍질에 묻어 있는 당즙이나 속살이 손에 묻기 때문에 손이 지저분해지는 단점이 있다.
또한, 껍질을 제거한 군 고구마 제조방법으로서 대한민국 등록특허 제2085111호의 누드 아이스 군고구마 제조방법에서는 고구마를 세척하는 세척단계; 상기 세척단계 후 상기 고구마의 껍질을 제거하는 탈피단계; 상기 탈피단계 후 상기 고구마를 40~60℃에서 30~90분 동안 가열하는 전처리단계; 상기 전처리단계 후 상기 고구마의 표면을 굳혀 속을 감싸는 외막을 형성시키는 외막형성단계; 상기 외막형성단계 후 상기 고구마를 180~200℃에서 30~50분 동안 1차로 구운 후 뒤집은 다음 180~200℃에서 30~40분 동안 2차로 굽는 굽기단계; 및 상기 굽기 단계 후 상기 고구마를 급냉시키는 냉동단계를 포함한다.
즉, 세척-탈피-가열-외막형성-굽기-냉동 공정을 포함한다. 상기 제조방법은 비록 고구마의 껍질이 제거되었으나 구운 후 냉동하여 유통하기 때문에 해동하여야 하는 불편함과, 해동시 군고구마의 조직감이 완전히 복원되지 않는 단점과, 절단된 형태가 아니므로 한입에 먹을 수가 없어서 먹기가 불편한 단점이 있다.
대한민국 등록특허 제1642498호(2016.07.19.) 대한민국 등록특허 제1192703호(2012.10.12.) 대한민국 등록특허 제2085111호(2020.02.28.)
본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로서, 취식에 편리한 크기로 절단되고 탈피되었음에도 불구하고, 상온에서 장기간 보관시 갈변되지 않으며, 수분 증발로 인한 결로 현상이 없는 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법은, 생고구마를 세척하는 세척단계; 상기 세척단계를 거친 고구마의 당화를 촉진시키기 위하여 60℃로 예열된 오븐에서 고구마를 40~90분간 숙성시키는 숙성단계; 상기 숙성단계를 거쳐 당화시킨 고구마를 25℃로 냉각한 후, 탈피하여 고구마를 한 변의 길이가 2~6cm의 사면체 모양으로 절단하는 절단단계; 상기 탈피 및 절단단계를 거쳐 절단한 고구마를 100℃로 유지되는 0.05~ 0.2% 구연산 용해수에 3~10분간 침지하여 데친 후 탈수 및 냉각하는 데치기단계; 상기 데치기단계를 거친 고구마를 0.5~3 W/g 파워의 마이크로파 건조를 통하여 수분함량이 46~54%에 도달할 때까지 건조하는 건조단계; 상기 건조단계를 거쳐 건조된 고구마를 파우치 내의 공기가 95%이상 질소로 치환되도록 질소 충전하여 포장하는 포장단계; 및 상기 포장단계를 거쳐 포장된 고구마를 레토르트에서 121℃ 에서 30분간 살균하고 10℃의 냉각수로 15~25분간 냉각하여 제품 품온을 25℃ 이하로 냉각하는 살균단계;를 포함한자.
다른 실시예로서, 본 발명의 세척단계의 세척공정은, 상기 고구마의 흙을 제거하는 1차 세척; 상기 1차 세척된 고구마를 40ppm의 염소산나트륨 용액에 1~2분간 침지시키는 2차 세척; 상기 2차 세척된 고구마를 흐르는 물로 세척하는 3차 세척;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법은 군고구마와 같은 식감과 조직감을 가지면서 먹기 좋은 크기로 절단되고 탈피가 되어 있어 취식이 편리한 장점이 있다.
본 발명은 고구마의 가공 과정에서 절단시, 효소작용에 의하여 갈색 또는 흑갈색으로 변색되어 외관이 손상됨으로 인하여 심각한 품질저하를 일으키는 문제점을 구연산 용해수에 의한 블랜칭(blanching) 처리와 질소 충전에 의하여 방지함으로써 군고구마 고유의 색택을 유지한 고품질의 탈피 군고구마를 제조할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 절단된 고구마 사면체 크기가 균일하여 블랜칭 공정, 마이크로파 건조 공정과 살균 공정에서 과도한 열처리를 방지함과 아울러 균일한 열처리를 받게 함으로써 고품질의 균일한 식감과 조직감을 지니는 제품을 소비자에게 공급할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상온에서 장기간 유통시에도 이수 또는 결로현상이 발생하지 않으며 군고구마 표면에서 당액이나 점질물이 손에 묻지 않음으로 소비자들이 불편함 없이 취식할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법의 순서도이다.
도 2는 구연산 용해수로 데치기 후 질소 충전 포장하여 제조한 탈피, 절단된 군고구마와 그렇지 않은 대조구와의 색도를 비교한 사진이다.
이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법은 생고구마를 세척하는 세척단계(S1); 상기 세척단계(S1)를 거친 고구마의 당화를 촉진시키기 위하여 60℃로 예열된 오븐에서 고구마를 60분간 숙성시키는 숙성단계(S2); 상기 숙성단계(S2)를 거쳐 당화시킨 고구마를 오븐에서 꺼내어 25℃로 냉각한 후, 탈피 및 절단하는 절단단계(S3); 상기 절단단계(S3)를 거쳐 절단한 고구마를 100℃로 유지되는 0.1% 구연산 용해수에 5분간 침지하여 데친 후 탈수 및 냉각하는 데치기단계(S4); 상기 데치기단계(S4)를 거친 고구마를 수분함량이 50%에 도달할 때까지 마이크로파로 건조하는 건조단계(S5); 상기 건조단계(S5)를 거쳐 건조된 고구마를 파우치에 질소 충전하여 포장하는 포장단계(S6); 및 상기 포장단계(S6)를 거쳐 포장된 고구마를 레토르트에서 121℃에서 30분간 살균하고 냉각하는 살균단계(S7);를 포함한다.
즉, 상기 세척단계(S1)의 세척공정은, 좋은 상태의 고구마를 선별한 후, 물로 표면에 묻은 흙 등의 이물질을 깨끗이 세척한다.
상기 숙성단계(S2)의 숙성공정은, 상기 세척단계(S1)의 세척공정에서 세척한 고구마의 당화를 촉진하기 위하여 60℃로 예열된 오븐에서 고구마를 40~90분간 숙성하며, 바람직하게는 60분간 숙성한다. 이는 고구마에 전분의 당화를 촉진하는 베타아밀라아제(β-amylase)라는 효소가 존재하기 때문이다. 이 효소의 양은 고구마에 존재하는 가용성 단백질의 약 5%를 차지할 정도로 풍부하며, 효소작용을 위한 최적 온도는 55℃로 알려져 있다(Hesam 등, 2015).
따라서 고구마 중심부의 온도가 최적온도에 도달한 후 효소반응을 충분히 할 수 있도록 숙성 온도 및 시간을 설정하는 것이 중요하다. 오븐의 온도가 너무 높으면 효소가 불활성화되므로, 60℃로 예열된 오븐에서 숙성한다. 이 때 숙성시간이 너무 짧으면 당화가 충분히 이루어지지 않아 최종 제품의 단맛이 떨어지며, 숙성시간이 90분을 초과하면 열에 의해 고구마 조직이 연화되어 최종인 살균단계(S7)를 거쳐 완성된 제품의 텍스처가 푸석푸석하여 상품성이 떨어지게 된다.
상기 절단단계(S3)의 절단공정은, 상기 숙성단계(S2)의 숙성공정에서 오븐에서 꺼낸 고구마를 25℃로 냉각한 후 껍질을 제거한다. 탈피한 고구마를 한 변의 길이가 2~6cm의 사면체 모양으로 절단한다. 고구마를 상기 크기로 절단함으로써 취식시 편리함을 도모하는 동시에, 후속 공정인 데친 후 탈수 및 냉각하는 데치기단계(S4), 마이크로파에 의해 건조하는 건조단계(S5), 레토르트에 의해 살균하고 냉각하는 살균단계(S7)에서 과도한 열처리를 방지함과 아울러 균일한 열처리를 받게 함으로써 고품질의 균일한 식감과 조직감을 지니는 제품을 제조할 수 있다.
특히 상기 마이크로파에 의해 건조하는 건조단계(S5)에서 사면체 표면에서 기하학적 중심부까지의 거리를 마이크로파의 침투거리(식품의 표면에서의 마이크로파의 파워(power)가 37% 수준으로 감소되는 깊이를 말하며, 생 고구마의 경우 약 1.5 ~ 3cm라고 알려져 있음) 수준으로 짧게 함으로써 마이크로파에 의한 균일한 가열이 이루어지도록 하는 목적이 있다. 절단시의 모양은 사면체에 국한하지 않으며, 육면체, 원기둥 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 데치기단계(S4)의 데치기공정은, 상기 절단단계(S3)에서 절단한 고구마를 100℃로 유지되는 0.05~ 0.2% 구연산 용해수에 3~10분간 침지하여 데친 후 탈수 냉각하며 바람직하게는 0.1% 구연산 용해수에 5분간 침지하여 데친다. 고구마를 비롯한 식물체에 존재하는 페놀성 화합물은 산화되어 갈색물질을 형성하며, 이 반응을 촉진시키는 효소가 폴리페놀옥시다아제(polyphenol oxidase)이다. 페놀성 화합물은 세포내 액포에 존재하며 폴리페놀옥시다아제는 세포내 색소체에 존재하기 때문에 정상적인 상태에서는 갈색물질이 형성되지 않는다(Toivonen and Brummell, 2008).
그러나, 가공시 절단 등에 의하여 고구마의 세포가 손상되면, 이들 물질이 서로 혼합되고 페놀성 화합물이 산소와 결합하여 갈변물질을 형성하는 반응이 개시되며, 이 반응는 폴리페놀옥시다아제에 의하여 촉진된다. 구연산은 폴리페놀옥시다아제에 의한 갈변반응을 방해하며, 폴리페놀옥시다아제는 열에 의하여 파괴되어 기능을 상실하므로 고온의 구연산 용해수로 데치는 것은 본 특허만의 독창적인 갈변 방지법이라 할 수 있다. 이 때 데치는 시간이 너무 짧으면 고구마 표면에서 구연산의 침투가 충분치 않고, 폴리페놀옥시다아제의 파괴가 충분치 않기 때문에 갈변이 일어나게 된다. 반대로 데치는 시간이 너무 길면 고구마로부터 수용성 물질들이 침출되어 수율이 감소하며 최종 제품의 조직감이 나빠지고 구연산으로부터 산미가 고구마로 이행될 수 있다. 또한 구연산 대신에 산화방지제로 비타민C 등의 사용도 가능하다.
상기 건조단계(S5)의 건조공정은, 상기 데치기단계(S4)의 데친 후 탈수 및 냉각한 고구마를 마이크로파 건조를 통하여 수분함량이 46~54%에 도달할 때까지 건조한다. 이 때 마이크로파의 파워(power)는 고구마 중량 대비 0.5~3 W/g 으로 유지하도록 하며 바람직하게는 1 W/g으로 한다. 파워(Power)가 너무 낮으면 건조에 장시간이 소요되며, 너무 높으면 부분적인 과열로 인하여 제품에 손상을 일으키게 된다. 이 단계에서 건조 후 고구마의 최종 수분함량이 너무 높게 되면 추후의 레토르트 살균 공정에서 고구마에서 증발된 수증기가 파우치 내에 응축하는 문제가 발생한다. 이와는 반대로 건조가 과도하게 이루어져 최종 수분함량이 너무 적게 되면 국소적인 과열에 의하여 제품이 부분적으로 타서 품질의 손상을 가져오게 되므로 바람직하게는 수분함량이 50%가 될 때까지 건조한다. 상기 건조공정은 마이크로파에 의한 건조에 국한하지 않으며 동결건조, 진공건조, 열풍건조, 적외선 건조 등이 사용될 수 있다.
상기 포장단계(S6)의 포장공정은, 건조된 고구마를 파우치 내의 공기가 95%이상 질소로 치환되도록 질소 충전하여 포장한다. 이 때 포장 용기로서는 레토르트 살균 용 내열성 필름 포장대(pouch)가 사용될 수 있으며, 질소 치환으로 인하여 공기 중의 산소가 제거되어 포장 후 유통과정에서의 갈변반응을 억제하는 효과를 기대할 수 있다.
상기 살균단계(S7)의 살균공정은, 상기 포장단계(S6)에서 고구마를 질소 충전한 파우치를 레토르트에서 121℃ 에서 30분간 살균한 후 10℃의 냉각수로 15~25분간 냉각하여 제품 품온을 25℃ 이하로 냉각한다.
이 때, 상기 레토르트에서의 열처리는 고구마의 호화와 당화를 촉진하는 동시에 미생물의 살균 효과를 부여함으로써 유통기간이 연장되는 장점이 있다.
상기 레토르트의 온도는 121℃로 한정된 것은 아니며, 온도에 따라 열처리 시간은 변동 가능하다. 살균 온도를 121℃보다 높게하면 (예를 들어, 125℃) 열처리 시간은 짧아지나 (15분), 증기압이 높아지기 때문에 고구마로부터 수증기로 증발하는 양이 많게 되어, 냉각 후 파우치 내에 응축수에 의한 결로가 심화된다. 반면에 살균 온도를 낮추면 (예를 들어, 115℃) 응축수의 생성은 감소하나 열처리 시간이 길어지는 (60분) 단점이 있다.
데치기단계(S4)를 거쳐 제조한 탈피 및 절단된 군고구마의 질소 충전 포장에 의한 갈변 방지 효과를 측정한 결과, 도 2와 같이 질소 충전 포장이 군고구마 제품의 보관시 갈변억제 효과를 보여주고 있다.
즉, 0.1%구연산 용해수로 100℃에서 데친 후 질소 충전 포장하여 레토르트 살균한 군고구마와 데치기 과정 및 질소 충전없이 살균한 군고구마(대조구)를 50℃에서 1개월간 저장 후의 색상을 비교하면, 구연산 용해수로 데치기 과정을 거친 후 질소 충전한 제품의 경우 색깔의 변화가 없으나, 대조구의 제품 색은 갈변되었음이 관찰되었다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (10)

  1. 생고구마를 세척하는 세척단계;
    상기 세척단계를 거친 고구마의 당화를 촉진시키기 위하여 60℃로 예열된 오븐에서 고구마를 40~90분간 숙성시키는 숙성단계;
    상기 숙성단계를 거쳐 당화시킨 고구마를 25℃로 냉각한 후, 탈피하여 고구마를 한 변의 길이가 2~6cm의 사면체 모양으로 절단하는 절단단계;
    상기 탈피 및 절단단계를 거쳐 절단한 고구마를 100℃로 유지되는 0.05~ 0.2% 구연산 용해수에 3~10분간 침지하여 데친 후 탈수 및 냉각하는 데치기단계;
    상기 데치기단계를 거친 고구마를 0.5~3 W/g 파워의 마이크로파 건조를 통하여 수분함량이 46~54%에 도달할 때까지 건조하는 건조단계;
    상기 건조단계를 거쳐 건조된 고구마를 파우치 내의 공기가 95%이상 질소로 치환되도록 질소 충전하여 포장하는 포장단계; 및
    상기 포장단계를 거쳐 포장된 고구마를 레토르트에서 121℃ 에서 30분간 살균하고 10℃의 냉각수로 15~25분간 냉각하여 제품 품온을 25℃ 이하로 냉각하는 살균단계;를 포함하는 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 세척단계의 세척공정은,
    상기 고구마의 흙을 제거하는 1차 세척;
    상기 1차 세척된 고구마를 40ppm의 염소산나트륨 용액에 1~2분간 침지시키는 2차 세척;
    상기 2차 세척된 고구마를 흐르는 물로 세척하는 3차 세척;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 상온 유통 가능한 한입 크기의 탈피 군고구마 제조 방법.
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