KR102629891B1 - 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크 및 그 제조 방법 - Google Patents
검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 귀리와 콩 등의 곡류, 비트, 당근, 사과, 단호박, 및 검정콩청국장을 선별하고 세척하여 건조시킨 후 분말화시키는 재료별 가공단계와, 가공된 상기 재료를 배합비가 청국장 분말 45중량%, 미숫가루 분말 4중량%, 귀리분말 11.2중량%, 비트분말 0.8중량%, 당근분말 2중량%, 사과분말 15중량%, 단호박분말 5중량%, 및 콩가루분말 17중량%이 되도록 혼합하는 분말 혼합단계와, 상기 혼합된 분말을 자외선 살균 후 포장하여 밀봉하는 살균 및 포장단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
단백질은 인체 에너지의 근원이며 우리 몸의 항상성, 면역증진, 체력유지 등에 매우 중요한 영양소로서 근육형성에 중요한 성분으로 알려져 있다. 단백질을 함유한 식음료 시장은 세계적으로 확대되는 추세이며, 단백질이 강화된 식품은 젊은 층뿐만 아니라 근육량 및 면역력 감소가 이루어지는 노년층에게도 필수적으로 요구된다.
현재 국내외시장에서 판매되는 고단백 음료들은 대부분 동물성 단백질 또는 동식물성의 단백질을 사용하고 있어 식이 섬유소의 함유량이 낮아 변비를 일으키기 쉽고, 단맛을 부여하기 위하여 결정과당 그 외에 기타 니코틴산아미드, 식물성크림, 혼합제제, 합성향료, 제제소금 등이 첨가되며, 일부 재료에서 GMO를 사용하기도 하는 등 소비자에게 불안감을 조성하고 건강을 해칠 우려가 있다.
한편, 청국장은 양질의 단백질이 풍부하고, 장내의 유해물질을 배설시켜 변비에 탁월한 도움을 주는 전통발효식품으로 건강상의 이점이 많으나, 청국장식품의 제조 과정에서의 비효율적인 건조공정으로 인하여 청국장 특유의 냄새가 난다는 문제점이 있다.
구체적으로, 종래에는 청국장식품을 제조하는 과정에서 보통 자연 건조나 일반적인 건조장치를 사용하여 청국장식품을 제조하나, 이는 시간이 많이 걸리고 부패균 등의 잡균이 생겨 청국장의 풍미와 맛을 떨어뜨린다. 또한 건조장치의 온도가 60℃ 이상이 되면 청국장의 유익균이 30~50%가 감소되어 고초균이 살아있지 못할 확률이 높고 장내 도달율이 낮다. 따라서 청국장의 영양 성분의 손실을 최소화하면서 청국장 특유의 냄새가 나지 않는 청국장 분말을 베이스로 한 간편식품의 개발에 대한 필요성이 대두되고 있다.
한편, 단백질 식품에 관한 종래기술로는 한국공개특허 제10-2018-0132887호의 "단백질 음료 및 이의 제조방법"이 있다.
본 발명은 믿을 수 있는 국내산 원재료이면서 각종 영양소가 풍부하며 변비개선에 탁월한 효과가 있는 식물성 단백질인 청국장을 주원료로 하며, 천연재료인 사과를 사용하여 단맛을 부여하고, 파이토케미컬 성분의 여러 식물성 천연재료와 적절히 배합하여 맛과 향을 보완한 단백질 식품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 단백질셰이크는 검정콩청국장을 본 발명의 건조장치에 따라 40 내지 50℃의 온도 하에서 청국장을 뒤섞어주며 균일하게 건조시킴으로써, 청국장 분말 내의 고초균(바실러스 서브스틸러스 Bacillus subtilis)의 생존율을 높이고 청국장분말에 부패균 등의 잡균이 생기는 것을 막아 청국장 특유의 냄새를 제거하는 것을 목적으로 한다.
상기 본 발명의 과제는 귀리와 콩 등의 곡류, 비트, 당근, 사과, 단호박, 및 검정콩청국장을 선별하고 세척하여 건조시킨 후 분말화시키는 재료별 가공단계와, 가공된 상기 재료를 배합비가 청국장 분말 45중량%, 미숫가루 분말 4중량%, 귀리분말 11.2중량%, 비트분말 0.8중량%, 당근분말 2중량%, 사과분말 15중량%, 단호박분말 5중량%, 및 콩가루분말 17중량%이 되도록 혼합하는 분말 혼합단계와, 상기 혼합된 분말을 자외선 살균 후 포장하여 밀봉하는 살균 및 포장단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크 및 그 제조 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 단백질 셰이크는 검정콩 청국장을 주원료로 사용하여 양질의 식물성 단백질 보충이 가능할 뿐만 아니라, 변비개선, 다이어트, 콜레스테롤 저하, 인슐린 분비 촉진, 고혈압 예방, 해독작용, 항암효과 등의 효능이 있다.
둘째, 본 발명의 단백질 셰이크는 파이토케미컬이 풍부한 영양소가 골고루 함유되어 있어 인체 내에서 강력한 천연항산화제로 작용하며, 또한 유당불내증 개선, 변비 개선, 중성지방 분해, 혈관 내막장애 억제, 당뇨병성 혈관계질병을 개선, 지방합성 억제 등의 유효한 영양성분을 한 번에 섭취할 수 있고, 청국장 특유의 이취가 제거되고 향취가 좋아진다. 또한 식물성 단백질 분말을 풍부하게 함유하여 포만감을 유도하므로 식사 대용으로도 섭취할 수 있다.
셋째, 본 발명의 단백질 셰이크는 천연재료인 사과즙을 첨가함으로써 과당 및 인공 감미료 등을 첨가하지 않아도 풍부한 단맛이 발현되며, 또한 사과즙을 가미함으로써 풍부한 영양을 가진다. 이 때, 소비자의 니즈와 기호 분석에 따라 사과분말, 미숫가루, 귀리분말, 비트분말, 당근분말, 단호박분말, 콩가루의 최적의 배합비율로 조정되어 맛과 향이 증진되어 청국장을 거리낌 없이 섭취 가능하다.
넷째, 본 발명의 단백질 셰이크의 주원료인 청국장은 본 발명의 건조장치에 의해 적절한 온도에서 빠르고 균일하게 건조되므로 영양 성분의 손실이 최소화되면서도 잡균 및 부패균의 생장이 억제되어 청국장 특유의 냄새가 나지 않는다.
다섯째, 분말 형태로 제공되어 유통, 보관 및 휴대가 편리하고, 간편하게 물 또는 음료에 부어 흔들어 바로 섭취함으로써 편리한 단백질의 섭취가 가능하다. 또한 장기 보관 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단백질셰이크 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 검정콩청국장의 전처리공정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 상하승강을 위한 캠의 작동을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 건조판과 힌지수단을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 건조판의 돌기가 형성된 부분을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 수직낙하시의 건조판의 작동과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 건조판의 수직 낙하시의 섞임 원리를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 검정콩청국장의 전처리공정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 상하승강을 위한 캠의 작동을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 건조판과 힌지수단을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 건조판의 돌기가 형성된 부분을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 수직낙하시의 건조판의 작동과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 검정콩청국장의 전처리공정에 사용되는 건조장치의 건조판의 수직 낙하시의 섞임 원리를 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면 1에 의하여 본 발명의 단백질셰이크 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
단백질셰이크 제조 공정은 크게 재료별 가공 공정, 혼합 공정, 살균 및 포장공정으로 나뉜다.
제 1 공정 : 재료별 가공 공정
| 재료 | 전처리 공정 |
| 검정콩청국장 | 발효-건조-분쇄 |
| 미숫가루 | 찜 - 건조- 볶음 - 분쇄 |
| 귀리분말 | 찜 - 건조- 볶음 - 분쇄 |
| 비트분말 | 건조 - 분쇄 |
| 당근분말 | 건조 - 분쇄 |
| 사과분말 | 건조 - 분쇄 |
| 단호박분말 | 찜 - 건조 - 분쇄 |
| 콩가루 | 찜 - 건조 - 볶음 - 분쇄 |
본 발명의 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크는 주재료로 검정콩 청국장을 사용하며, 그 외 파이토케미컬이 풍부한 재료로서 미숫가루, 귀리, 비트, 당근, 사과, 단호박, 콩가루를 사용한다.
먼저, 귀리와 콩 등의 곡류, 비트, 당근, 사과, 단호박을 선별하여 준비한 후 물과 초음파 세척기를 이용하여 상기 재료들을 재차 씻어낸다. 여기서, 초음파 세척기를 이용하는 것은 표면이 고르지 않은 재료의 표면에 있는 이물질을 효과적으로 세척하기 위함이다. 귀리, 콩 등의 곡류와 단호박은 별도의 찌는 과정을 거친다. 이후 상기 모든 재료는 각각의 건조기에서 건조되는데, 이 때 당도가 강한 사과, 단호박, 당근은 마이크로웨이브 진공 건조 과정을 거치고, 콩, 귀리 등의 곡류와 비트는 열풍건조기에 의해 강하게 건조된다. 이후 건조된 재료 중 콩, 귀리 등의 곡류는 볶는 과정을 통해 고소한 향과 맛을 살린다. 볶는 과정이 완료되면 귀리와 콩 등의 곡류, 비트, 당근, 사과, 단호박을 각각 분쇄기에 넣고 갈아 분말화시킨다.
한편, 검정콩 청국장은 영양성분의 손실을 방지하고 청국장 특유의 냄새를 제거하기 위해 별도의 건조장치를 사용하여 전처리 공정이 수행된다. 검정콩 청국장의 전처리 공정에 대한 상세한 내용은 도 2에서 후술한다.
제 2 공정 : 혼합 공정
제 2 공정은 상기의 준비된 재료들을 혼합하는 단계이다.
상기 준비한 재료들을 배합비가 검정콩청국장 분말 45중량%, 미숫가루 분말 4중량%, 귀리분말 11.2중량%, 비트분말 0.8중량%, 당근분말 2중량%, 사과분말 15중량%, 단호박분말 5중량%, 및 콩가루분말 17중량%로 고르게 섞이도록 혼합한다.
상기 배합비는 검정콩청국장 분말에 여러 식물성 천연소재를 적정량 배합하여 단백질셰이크의 맛과 향이 가장 우수하도록 한 배율로, 이를 위해 연구 및 분석을 거듭 실행하여 배합비를 도출한 것이다.
주재료인 청국장의 검정콩은 일반 콩과 비교하면 영양소의 함량은 비슷하지만 노화방지 성분이 4배가량 높고, 특히 성인병 예방과 다이어트에 효과가 있다. 또한 신장을 다스리고 부종을 없애며, 혈액순환을 원활하게 하여 모든 약의 독을 풀어주는 것으로 알려져 있으며, 또한, 모발을 성장시키는 성분(시스테인)이 함유되어 있어 탈모를 예방하는 데도 효과가 있고, 꾸준히 복용하는 경우에는 신장과 방광의 기능을 원활하게 이루도록 하는 효과가 있다.
상기 사과분말은 단백질셰이크를 제조함에 있어서 설탕 등의 인공 감미료를 첨가하지 않고 천연 단맛을 내기 위한 것으로, 새콤달콤한 맛이 검정콩청국장의 강한 향을 누르는 효과가 있고, 또한 입속에서 부드러운 느낌을 갖게 한다. 또한 사과는 비타민C와 무기염류의 함량이 풍부하여, 정장작용, 혈당치의 정상화, 혈압 강하 등의 효능이 풍부하다. 일반적인 단백질 쉐이크는 과당을 첨가하여 단맛을 내기 때문에 첨가하는 당분으로 인하여 과하게 음용하는 경우 성인병을 초래할 위험이 높아지나, 본 발명의 단백질셰이크는 인공감미료를 첨가하지 않아 이러한 문제점을 해결하였다.
또한 콩, 귀리 등의 곡물은 고소한 맛과 향이 있어 검정콩청국장 특유의 향을 낮추고 풍미를 살릴 수 있다. 더불어 콩에는 단백질, 식이섬유, 불포화 지방산이 풍부하게 들어있으며 콩 단백질은 콜레스테롤이 없고 불포화 지방산이 높아 동맥경화증 및 심장병 예방에 탁월하다.
또한 상기의 재료들은 파이토케미컬 성분의 재료로서, 풍부한 영양소가 골고루 함유되어 있어 인체 내에서 강력한 천연항산화제로 작용하며, 유당불내증 개선, 변비 개선, 중성지방 분해, 혈관 내막장애 억제, 당뇨병성 혈관계질병을 개선, 지방합성 억제 등의 유효한 영양성분을 한 번에 섭취할 수 있고, 청국장 특유의 이취가 제거되고 향취가 좋아진다. 또한 식물성 단백질 분말을 풍부하게 함유하여 포만감을 유도한다.
제 3 공정 : 살균 및 포장 공정
제 3 공정은 단백질셰이크 제조방법의 마지막 단계로서, 상기 혼합된 분말을 기계에 넣고 1시간 30분 내지 2시간 동안 자외선 살균을 실시한 후 소정의 양으로 포장한 후 밀봉하는 단계이다. 이 때, 분말의 총양과 포장 방법은 필요에 따라 달리 정할 수 있다.
포장된 단백질셰이크는 진공 포장하거나 질소를 충진하여 유익균이 살아있는 상태로 가정에서 24개월 이상 보관 및 사용이 가능하다.
이하, 첨부된 도면 2에 의하여 본 발명의 검정콩청국장의 전처리 공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
검정콩청국장의 전처리 공정은 청국장 분말을 제조하는 공정으로, 청국장을 제조한 후 이를 파쇄하고 건조한 후 분쇄하는 공정으로 이루어진다.
제 1 공정 : 청국장 제조 공정(세척, 침지, 증자, 발효)
먼저, 청국장의 원료가 되는 적절한 검정콩을 선별하는 과정으로부터 시작한다. 선별된 검정콩은 깨끗이 씻어 6 내지 12 시간 동안 17 내지 30 ℃의 온도에서 물에 침지한 후 스팀으로 찌거나 삶는다. 찐 콩은 볏짚 위에 놓고 발효실에서 숙성시킨다. 이때, 상기 발효실의 온도는 40℃ 내지 45℃의 온도가 유지되도록 하고, 습도는 80%~85%로 유지하며, 35시간 내지 48시간 동안 방치한다. 여기서, 상기 찐 콩은 발효를 위해 고초균(바실러스 서브스틸러스 Bacillus subtilis)이 필요하고, 상기 볏짚에는 고초균이 다수 존재한다. 경우에 따라 볏짚을 사용할 수 없는 경우에는 이미 만들어진 청국장을 소량 혼합하여 이용하거나, 공기 중에 존재하는 고초균을 이용할 수도 있다. 공기 중의 고초균을 이용하는 경우에는 그 양이 상대적으로 적으므로 숙성기간이 더 길어질 수 있다. 실과 같은 끈적끈적한 진이 풍부하게 생성되면 콩이 충분히 숙성되어 청국장이 만들어진 것이다.
제 2 공정 : 검정콩 청국장의 파쇄
검정콩청국장의 제조가 완료되면, 일반적인 파쇄기를 이용해 2mm의 입경으로 굵게 파쇄한다.
제 3 공정 : 건조공정
파쇄된 검정콩청국장을 본 발명의 건조장치에서 40 내지 50℃의 온도 하에 15시간 이상 건조한다. 건조장치의 건조공정에 대한 상세한 내용은 도 3 내지 도 8에서 후술한다.
제 4 공정 : 분쇄공정
건조공정을 통해 수분 함량이 1중량% 미만으로 건조된 청국장을 핀밀 분쇄기에 넣어 100~140메시로 분쇄한다. 이에 따라 청국장 분말이 만들어진다.
이하 도 3 내지 도 6에서는 검정콩청국장을 건조하는데 사용되는 건조장치에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 검정콩청국장 제조방법에 사용되는 건조장치는 건조용기(10), 건조판(110), 온풍토출노즐, 승강캠모듈(30), 온풍공급팬(27) 및 온풍분배기를 포함한다.
건조용기(10)는 내부에 파쇄된 검정콩청국장을 건조시키는 공간이 구비되며 상부에는 파쇄된 검정콩청국장을 투입하기 위해 개폐가 가능한 덮개(12)가 설치되며 측면에는 수평하게 돌출된 걸림돌기(11)가 형성된다. 건조용기(10)의 내부에는 건조판(110) 및 내측토출노즐(22)이 형성된다. 건조용기(10)의 외부 아래쪽 양측에는 건조용기(10)의 상하방향으로의 승강을 가이드하는 가이드부(19)가 형성된다. 가이드부(19)는 건조용기의 자유낙하시 완충을 위해 고무 등의 탄성재질로 형성된다. 건조용기(10)의 저면에는 개폐가 가능한 배출문(13)이 형성된다. 건조용기(10)의 하부에는 배출문(13)으로 내용물이 모여서 배출될 수 있도록 경사면(14)이 형성된다.
건조판(110)은 건조용기(10)의 내부의 양측의 벽체에 상하방향으로 간격을 두고 각각 다수개가 설치된다. 건조판(110)의 상면에는 다수의 미세한 원형돌기(111)들이 위로 돌출되어 전체면에 걸쳐 고르게 형성되어 있다. 건조판(110)은 건조용기(10)의 벽면에 고정되어 있으며 상구속핀(121)과 하구속핀(123)을 갖는 힌지수단(100)의 지지봉(101)에 건조판(110)의 결합공(112)을 통해서 건조판(110)이 결합됨으로써 건조용기(10)에 대하여 일정 각도 회동이 가능하게 설치된다. 건조판(110)은 상구속핀(121) 및 하구속핀(123)의 사이의 각도 범위에서만 자유로운 회동이 가능하다. 건조판(110)은 외력이 없는 상태에서는 하구속핀(123)의 위에 놓여져서 경사진 상태로 배치된다.
온풍토출노즐은 중앙노즐(20)과 측방노즐(22)로 구성되며, 중앙노즐(20)은 덮개(12)에 형성되고, 측방노즐(22)은 힌지수단(100)의 바로 위쪽에서 힌지수단(100)의 하구속핀(123)의 연장방향을 따라 온풍을 분사하도록 설치된다. 따라서 측방노즐(22)에 의해 하구속핀(123)에 안착되어 있는 건조판(110)의 상면을 따라 온풍이 분사된다.
승강캠(30)은 건조용기(10)의 걸림돌기(11)에 인접하게 형성되고 모터(미도시)에 의해 회전한다. 승강캠(30)은 도 4에서 시계방향으로 회전하면서 걸림돌기(11)의 하단에 접촉하여 걸림돌기(11)를 밀어올리다가 회전을 계속되면 일정 지점에서는 걸림돌기(11)를 이탈한다. 이후 동일한 방향으로 회전이 계속되어 1회전 한 후에는 다시 승강캠(30)이 걸림돌기(11)의 하단을 밀어올리고 그 이후 걸림돌기(11)에서 이탈하는 과정을 반복한다. 그 결과 건조용기(10)는 위로 들어올려졌다가 아래로 자유낙하하는 작동을 반복한다. 건조용기(10)가 자유낙하하는 지점은 가이드부(19)가 형성된 지점까지이다.
온풍공급팬(27)은 히터(5)에 의해 가열된 공기를 분배관을 통해 분배하여, 중앙노즐(20)과 측방노즐(22)로 온풍을 공급한다.
이하에서는 본 발명에 따른 검정콩청국장 건조장치의 건조방법 및 효과를 설명한다.
본 발명의 검정콩청국장 건조장치는 40 내지 50℃의 온도 하에서 청국장을 뒤섞어주며 건조시키므로, 청국장 분말 내의 고초균(바실러스 서브스틸러스 Bacillus subtilis)의 생존율을 높일 수 있다. 또한 균일하게 뒤섞이며 단시간에 건조되므로 청국장분말에 부패균 등의 잡균이 생기는 것을 막고 맛과 품질의 통일성을 지킬 수 있으며 청국장 특유의 냄새를 제거할 수 있다. 또한 전체적으로 균일하게 건조된 청국장분말은 장기간 보존이 가능하다.
이를 위해 먼저, 건조용기(10) 상부의 덮개(12)를 열고 파쇄 된 검정콩청국장(1)을 건조용기(10)의 내부로 투입하면 검정콩청국장(1)은 가장 위쪽에 위치한 건조판(110)의 위에 먼저 쌓이고 첫번째 건조판(110)에 과도하게 쌓이면 그 아래쪽으로 떨어져서 다음의 건조판(110)에 쌓이는 방식으로 건조판(110)들에 쌓이게 된다. 이후 덮개(12)를 덮고 온풍팬(27)을 가동하면 중앙노즐(20)과 측방노즐(22)을 통해 온풍이 건조용기(10)의 내부로 공급되어 건조공정이 시작된다.
이 때 승강캠(30)이 회전을 시작하면 승강캠(30)이 걸림돌기(11)의 하단에 접촉하여 걸림돌기(11)를 밀어올리면 이와 동시에 건조용기(10)가 상승을 시작하고, 캠의 회전각도가 위쪽 임계점을 넘어서면 캠과 걸림돌기(11)의 접촉이 해제되면서 건조용기(10)는 자중에 의해 아래로 자유낙하한다. 승강캠(30)의 회전속도는 건조용기(10)가 0.5 내지 1시간 마다 1회씩 자유낙하 할 수 있는 속도로 회전한다.
도 7을 참조하면, 이렇게 건조용기(10)가 들어 올려졌다가 아래로 자유낙하할 때 건조판(110)이 건조용기(10)의 측면에 자유로운 회동이 가능하게 결합되어 있기 때문에, 건조용기(10)가 아래로 자유낙하 하는 최초 시점에는 건조판(110)은 관성에 의해 제 위치를 유지하려고 한다. 따라서 건조판(110)이 제 위치에 그대로 있고 건조용기(10)만 낙하하면 힌지수단(100)이 건조용기(10)와 함께 하강하면서 건조판(110)은 힌지수단(100)의 하구속핀(123)에서 위쪽방향으로 들어 올려지며 이후 힌지수단(100)이 계속해서 낙하하면 건조판(110)은 상구속핀(121)에 충돌하게 된다.
따라서 건조판(110)이 상구속핀(121)에 충돌하면 그 충격에 의해 건조판(110)은 아래로 튕겨지게 되어 그 결과 건조판(110)은 빠른 속도로 아래로 하강하게 된다. 이 때 건조판(110)에 놓여 있던 검정콩청국장(1)도 관성 때문에 제 위치를 유지하려하므로 충격에 의해 건조판(110)이 아래로 튕겨질 때에 검정콩청국장(1)은 제 위치를 유지하려하여 검정콩청국장(1)이 건조판(110)의 위로 떠있는 상태가 되며 잠시 후 중력에 의해 검정콩청국장(1)이 건조판(110)으로 다시 떨어지면서 건조판(110)의 상면에 부딪치게 된다.
도 8을 참조하면, 파쇄 된 검정콩청국장들이 건조판(110)의 위로 떠 있다가 다시 건조판(110)의 상면으로 떨어질 때에 건조판(110)에는 다수의 원형돌기(111)들이 형성되어 있어서 파쇄 된 검정콩청국장(1)은 다수의 원형돌기(111)에 부딪치면서 분리되어 서로 뒤섞이는 과정을 겪게 된다. 이렇게 검정콩청국장(1)이 낙하하면서 원형돌기(111)에 부딪히는 과정에 의해 검정콩청국장(1)은 뒤섞임이 일어나서 혼합되는 것이다. 이러한 검정콩청국장(1)의 주기적인 혼합에 의해 검정콩청국장(1)은 균일하게 건조가 이루어지게 된다.
또한 건조판(110)이 하향 경사져 있기 때문에 검정콩청국장들이 건조판(110)의 위로 떠올랐다가 다시 건조판(110)으로 떨어질 때에 검정콩청국장(1)들의 일부분은 건조판(110) 아래쪽으로 밀리게 되는 힘을 받는다. 따라서 건조판(110)의 아래쪽 하단에 인접한 영역으로 밀려난 검정콩청국장(1)은 그 이후 아래로 낙하하여 그 다음 아래쪽에 위치한 건조판(110)의 위로 떨어지게 된다. 이렇게 검정콩청국장(1)이 아래쪽의 건조판(110)으로 떨어질 때에 다시 검정콩청국장(1)들이 뒤섞이는 과정을 겪게 된다. 아래쪽 건조판(110)으로 떨어질 때의 낙하높이는 "위 건조판(110)의 충격에 의해 이루어지는 검정콩청국장의 낙하의 높이"보다 더 크기 때문에 더 많은 뒤섞임이 일어나는 것이다.
본 발명의 건조장치는 건조용기(10)를 상하승강시키는 메커니즘에 의해 건조용기(10)의 내부에 배치된 다수개의 건조판(110)을 모두 작동시킬 수 있어서 장치의 구성이 간단해진다. 또한 파쇄된 검정콩청국장을 건조하는 과정에서 40 내지 50℃의 온도에서 검정콩청국장을 위와 같이 뒤섞어주며 건조되기 때문에 파쇄 된 검정콩청국장이 균일한 속도와 수준으로 단시간에 건조되어 청국장 분말 내의 고초균(바실러스 서브스틸러스 Bacillus subtilis)의 생존율을 높일 수 있다. 즉, 본 발명의 건조장치는 청국장의 영양 성분의 손실을 최소화되면서도 청국장분말에 부패균 등의 잡균이 생기는 것을 막아 청국장 특유의 냄새를 제거하고, 이에 따라 맛과 품질의 통일성을 지킬 수 있다.
다음은 상기의 방법으로 제조한 본 발명의 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크의 변비개선에 관한 실험에 대한 결과를 살펴보도록 한다.
<실험 : 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크의 변비개선에 관한 실험 >
이하에서는 본 발명에 따른 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크의 변비개선 in vivo 실험 결과를 설명한다.
시판 중인 단백질 셰이크는 주로 동물성 성분이 카제인과 유청단백질을 함유하고 있어서 장기 복용 시 변비에 걸릴 수 있고, 노인의 경우에는 장 흡착성 질환과도 연관되어 진다는 보고가 있어, 이를 해결하는 방법으로 본 발명에 따른 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크가 변비 개선에 효과가 있는지를 알아보고자 동물모델 실험을 진행하였다.
실험은 4주령 수컷 ICR mice를 바탕으로 3주 적응기간과 14일간의 처리기간 후에 희생하여 변비관련 biomarker의 분석을 통하여 변비개선 효과를 진행하였으며, 실험군, 본 발명의 검정콩청국장 첨가 단백질 셰이크군(혼합군), 시판 중인 유청단백질군(뉴핏 뉴트리 다이어트 셰이크)의 3군으로 나누어 진행하였다. 모든 동물실험은 동물실험윤리위원회의 규정(IRB 202006A-CNU-082)에 따라 이루어졌으며, 동물들은 metabolic cage에서 진행되었다.
동물 실험결과에서 군 간에는 최종 체중에 유의적 차이가 없었으며, 초기 대비 최종 체중 변화에도 차이가 없었다. 또한 변의 무게 변화에서는 변비를 유도하기 위하여 처리한 loperamide(Lop, 5mg/kg BW)군은 정정군에 비하여 변의 무게가 유의적으로 감소하였으며, Lop를 처리 후 시료를 처리한 동물군 중에서 혼합군과 시판군에서는 다시 유의적으로 변의 무게가 증가를 나타내었다. 동물 변의 수분함량에서도 Lop군은 정상군(ND)에 비하여 유의적으로 감소하였으며, Lop 처리 후 시료를 처리한 군에서는 다시 수분함량이 증가함을 보였다(표 2 참조).
소화기관, 특히 장의 통과시간은 변비의 측정에서 특히 만성 변비에서 나타나는 흔한 형태로 본 동물실험에서는 gastrointestinal transit time에 해당하는 통과시간에 대한 분석을 실행하였다. Lop만 처리한 군에서는 통과시간이 정상군에 비하여 유의적으로 지연이 발생하였으며, Lop 처리 후 청국장과 혼합시료를 제공한 청국장군, 혼합군에서는 각각 유의적 증가를 나타내었다. 이는 Lop만 처리한 군은 장 운동성의 저하로 인하여 대장 통과가 지연되었으나, 검정콩청국장이나 검정콩청국장과 다른 식물성 재료가 첨가된 혼합군이 장의 통과시간 지연을 막음으로서 변비 개선에 효과가 있을 것이라는 예측이 적절함을 나타낸다. 시판군에서는 Lop군에 비하여는 증가하는 경향을 나타내었으나 유의적이지는 않았다(표 3 참조).
장운동성관련 유전자 발현을 알아보기 위하여 장 운동성의 조절에 관여하는 장 신경 관련인자인 NOS와 TRPV1을 분석한 결과, Lop 처리 시 NOS 발현이 유의적 증가를 나타났으나, 청국장군과 혼합군 및 시판군에서 감소의 경향을 나타내었다. 그러나 유의적 변화는 관찰되지 않았다. 또한 TRPV1 발현의 경우도 Lop 처리시 발현이 증가하는 경향을 보였으며 청국장군 시판군에서 감소의 경향을 보였고, 특히 혼합군에서는 유의적 감소가 나타났다(표 4 참조).
대장조직의 H&E 염색결과는 Lop 처리 시에는 장 점막층의 두께 감소 및 장 근육 층의 감소와 crypt 손상, goblet cell 고갈 등이 관찰되었으나, 청국장군과 혼합군 및 시판군에서는 모두 장 근육 층의 증가, 장 점막층, crypt 및 goblet cell 복구 등 손상의 회복 경향이 관찰되었다(표 5 참조).
동물실험 결과, loperamide(5mg/kg BW)를 14일간 경구투여 시 체중변화 없이 변 무게 및 변 내의 수분 함량의 감소, 장 운동성 저하, 장 신경 관련인자인 mRNA 발현 증가, 조직형태상의 손상 등 비교적 가벼운 변비가 유발되었다.
청국장(400mg/kg BW)을 loperamide와 경구 투여 시 변 무게는 변화 없이 변 내 수분 함량의 증가 및 장 운동성 증가를 보였으며, 장 신경 관련인자의 mRNA 발현이 감소되고 조직형태상 손상이 회복됨이 관찰되었다. 또한 혼합시료(400mg/kg BW)를 loperamide와 경구 투여 시 변 무게 및 변 내 수분함량 증가, 장 운동성 증가, 장 신경 관련인자의 mRNA 발현 감소, 조직 형태상의 손상 등이 회복됨이 관찰되었다. 또한 항혈청인자인 TNF-α의 예비 분석 결과 청국장과 혼합군에서 항혈청인자인 TNF-α이 관찰되었으며 따라서 항염증 및 염증관련 만성질환의 예방효과도 있을 것으로 추측된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 단백질 셰이크는 검정콩 청국장을 주원료로 사용하여 양질의 식물성 단백질 보충이 가능할 뿐만 아니라, 변비개선, 다이어트, 콜레스테롤 저하, 인슐린 분비 촉진, 고혈압 예방, 해독작용, 항암효과 등의 효능이 있다.
또한 본 발명의 단백질 셰이크는 파이토케미컬이 풍부한 영양소가 골고루 함유되어 있어 인체 내에서 강력한 천연항산화제로 작용하며, 또한 유당불내증 개선, 변비 개선, 중성지방 분해, 혈관 내막장애 억제, 당뇨병성 혈관계질병을 개선, 지방합성 억제 등의 유효한 영양성분을 한 번에 섭취할 수 있고, 청국장 특유의 이취가 제거되고 향취가 좋아진다. 또한 식물성 단백질 분말을 풍부하게 함유하여 포만감을 유도하므로 식사 대용으로도 섭취할 수 있다.
또한 본 발명의 단백질 셰이크는 천연재료인 사과즙을 첨가함으로써 과당 및 인공 감미료 등을 첨가하지 않아도 풍부한 단맛이 발현되며, 또한 사과즙을 가미함으로써 풍부한 영양을 가진다. 이 때, 소비자의 니즈와 기호 분석에 따라 사과분말, 미숫가루, 귀리분말, 비트분말, 당근분말, 단호박분말, 콩가루의 최적의 배합비율로 조정되어 맛과 향이 증진되어 청국장을 거리낌 없이 섭취 가능하다.
또한 본 발명의 단백질 셰이크의 주원료인 청국장은 본 발명의 건조장치에 의해 적절한 온도에서 빠르고 균일하게 건조되므로 영양 성분의 손실이 최소화되면서도 잡균 및 부패균의 생장이 억제되어 청국장 특유의 냄새가 나지 않는다.
또한 분말 형태로 제공되어 유통, 보관 및 휴대가 편리하고, 간편하게 물 또는 음료에 부어 흔들어 바로 섭취함으로써 편리한 단백질의 섭취가 가능하다. 또한 장기 보관 가능하다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1 : 검정콩청국장
5 : 히터
10 : 건조용기
11 : 걸림돌기
12 : 덮개
13 : 배출문
19 : 가이드부
20 : 중앙노즐
22 : 측방노즐
27 : 온풍공급팬
30 : 승강캠
100 : 힌지수단
101 : 지지봉
110 : 건조판
111 : 원형돌기
121 : 상구속핀
123 : 하구속핀
5 : 히터
10 : 건조용기
11 : 걸림돌기
12 : 덮개
13 : 배출문
19 : 가이드부
20 : 중앙노즐
22 : 측방노즐
27 : 온풍공급팬
30 : 승강캠
100 : 힌지수단
101 : 지지봉
110 : 건조판
111 : 원형돌기
121 : 상구속핀
123 : 하구속핀
Claims (3)
- 귀리와 콩 및 그 이외의 다른 곡물을 하나 이상 더 포함하는 곡류, 비트, 당근, 사과, 단호박 및 검정콩청국장을 선별하고 세척하여 건조시킨 후 분말화시키는 재료별 가공단계;
가공된 상기 재료를 배합비가 검정콩청국장 분말 45중량%, 미숫가루 분말 4중량%, 귀리분말 11.2중량%, 비트분말 0.8중량%, 당근분말 2중량%, 사과분말 15중량%, 단호박분말 5중량%, 및 콩가루분말 17중량%이 되도록 혼합하는 분말 혼합단계; 및
상기 혼합된 분말을 자외선 살균 후 포장하여 밀봉하는 살균 및 포장단계를 포함하고,
상기 재료별 가공단계에서 검정콩청국장은 별도의 전처리공정을 거치며 검정콩청국장의 전처리공정은,
세척된 검정콩을 6 내지 12 시간 동안 17 내지 30 ℃의 온도에서 물에 침지하고 삶은 후 발효실의 볏짚 위에서 온도 40℃ 내지 45℃, 습도 80%~85%, 35 시간 내지 48 시간 동안 숙성하여 검정콩청국장을 제조하는 검정콩청국장 제조단계;
상기 제조된 검정콩청국장을 파쇄기를 이용해 2mm의 입경으로 굵게 파쇄하는 검정콩청국장의 파쇄단계;
상기 파쇄된 검정콩청국장을 건조장치에서 40 내지 50℃의 온도 하에 15시간 이상 건조하는 검정콩청국장의 건조단계; 및
상기 건조단계를 통해 수분함량이 1중량% 미만으로 건조된 청국장을 핀밀 분쇄기에 넣어 100~140메시로 분쇄하는 검정콩청국장의 분쇄단계를 포함하며,
상기 검정콩청국장을 건조시키기 위한 건조단계에 사용되는 상기 건조장치는
내부에 건조를 위한 공간이 구비되며 상부에 검정콩청국장을 투입하기 위해 개폐 가능한 덮개가 설치된 건조용기와,
상기 건조용기의 외부 측면에 수평하게 돌출 형성된 걸림돌기와,
상기 건조용기 내부 양측 벽체에 상하방향으로 간격을 두고 경사지게 배치된 다수 개의 건조판과,
상기 건조판의 상면 전체에 돌출 형성된 다수 개의 미세한 원형돌기와,
상기 건조판을 상기 건조용기의 벽면에 고정시키기 위한 상구속핀과 하구속핀을 갖는 힌지수단과,
상기 건조용기 외부의 하부 양측에 상기 건조용기를 상하방향으로 승강을 가이드하는 가이드부와,
중앙노즐과 측방노즐로 구성되어, 중앙노즐은 상기 건조용기의 덮개에 형성되고, 측방노즐은 상기 힌지수단의 상측에 형성되어 힌지수단의 하구속핀의 연장방향을 따라 온풍을 분사하도록 설치된 온풍토출노즐을 포함하여 형성되되,
상기 검정콩청국장을 건조시키기 위한 상기 검정콩청국장의 건조 단계는
상기 중앙노즐과 측방노즐을 통해 상기 건조용기에 40 내지 50℃의 온풍이 내부로 공급되는 동시에,
상기 걸림돌기가 상기 걸림돌기와 인접 형성된 승강캠의 회전에 의해 밀어 올려지다가 상기 승강캠이 상기 걸림돌기를 이탈하면서 상기 건조용기가 건조용기 하부의 상기 가이드부 형성 지점까지 자유낙하하는 과정에서,
상기 다수 개의 건조판이 상기 건조용기의 벽면에 고정된 상기 힌지수단의 상구속핀과 충돌하여 하강하게 되면서, 상기 건조판에 놓여져 있던 검정콩청국장이 관성에 의해 상기 건조판과 시간차를 두고 하강하게 되어 상기 검정콩청국장이 상기 건조판 상면의 다수의 원형돌기에 부딪혀 뒤섞이는 것을 반복하면서 검정콩청국장 전체가 균일한 속도와 수준으로 건조되는 것을 특징으로 하는 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 재료별 가공단계에서의 상기 귀리와 콩을 포함한 곡류, 비트, 당근, 사과, 단호박의 세척은 물과 초음파 세척기를 이용하는 것을 특징으로 하는 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 재료별 가공단계에서의 건조는
상기 귀리와 콩을 포함한 곡류, 비트의 경우 열풍건조기를 통해 이루어지며,
상기 당근, 사과, 단호박의 경우 마이크로웨이브를 통해 진공 건조되는 것을 특징으로 하는 검정콩청국장분말 및 파이토케미컬 함유 재료를 첨가한 단백질 셰이크 제조 방법.
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