KR102654473B1 - 식용 곤충을 이용한 가공 음료의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풀무치와 갈색거저리 유충 등의 식용 곤충을 이용한 가공 음료의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 식용곤충의 단백질 및 다양한 영양성분을 포함하는 음료를 제조하여, 식품으로서 풍미가 우수하고 상온에서도 안정된 균질화를 유지시킬 수 있는 가공 음료의 제조방법의 제공이 가능하다.

Description

식용 곤충을 이용한 가공 음료의 제조방법 {A method for producing beverage using edible insects}
본 발명은 식용 곤충을 이용한 가공 음료의 제조방법에 관한 것이다.
WHO는 세계 인구가 2050년에는 90억명에 이르게 되어 인구 증가에 따라 과도한 식량의 생산이 요구되며, 그에 따라 지구의 온난화 및 기환경오염에 따른 기후변화가 가속되어 식량을 생산이 가능한 농업토지가 감소하여 결국 식량부족 문제를 발생시는 것으로 예축하여 식량안보의 중요성이 부각되고 있다 (Korean J Food Cook Sci 38(4):215~226(2022)).
인구증가에 따라서 대표적인 단백질원인 축산 단백질의 수요는 지속적으로 증가되고 있지만 수요가 높은 것에 비해서 공급량은 절대적으로 부족한 현실이다. 하지만 축산업은 가축의 사육에 많은 시간이 소요되며 넓은 토지와 높은 노동력이 요구되어 경제적인 한계가 있다. 또한 축산업은 구제역, 광우병, 조류 인플루엔자, 아프리카돼지열병 등 전염병을 유발하는 문제와 사육으로 인해 발생하는 분뇨와 폐수 등의 환경오염의 문제 뿐 아니라, 동물복지에 대한 시민 의식의 향상으로 인해 최근에는 도축 과정에서 발생하는 동물복지의 문제도 대두되고 있다 (Korean J Food Cook Sci 38(4):215~226(2022)).
이러한 세계적인 식량안보의 중요성으로 대체식량, 특히 인체의 주요 구성성분이 되며 연령이 증가할 수록 섭취가 더욱 중요시 되는 대체단백질의 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 대체 단백질을 개발하기 위해 주로 시도되는 방법들은 동물로부터 분리한 세포를 조직으로 배양하는 배양육과 대두 등과 같은 식물성 유래의 단백질을 활용하기 위한 기술 및 미생물로 부터 단백질을 생산하는 기술, 그리고 식용곤충의 단백질을 활용하는 기술이 있다.
그 중에서도 식용곤충은 적은 공간에도 사육이 가능하고 사료 효율은 높은 한편 영양적으로도 가치가 높은 것으로 평가되어 식용곤충을 이용한 기술개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 식용곤충의 단백질 함량은 소의 2배인 반면 이산화탄소의 배출량은 약 3000배 이상으로 낮은 한편 사료효율은 소에비해 약 39배로 높아 국제적으로 환경에 대한 관심이 높아지는 가운데 지속경영이 가능한 차세대의 먹거리 산업으로 부각되고 있다 (축산식품과 과학 10(1):31~43(2021)).
국내에서는 식용곤충을 2019년 축산법 시행규칙 중 "가축으로 정하는 기타 동물"을 개정함으로서 가축의 범주로 들어와 식용으로 사육되기 시작했으며, 벼메뚜기, 누에번데기, 백강잠, 갈색거저리 유충, 흰점박이꽃무지 유충 등을 식품공전에 등재한 이후로 다양한 식용곤충의 인체 안전성과 성분분석 등의 연구를 통하여 현재 10종의 곤충이 식품공전에 등재되어 식품으로 개발되고 있다 (Journal of Life Science 27(3):334~338(2017)).
식용곤충은 단백질 함량이 높으며 필수아미노산이 풍부하게 함유되어 영양학적으로 높은 것으로 알려져 있다. 곤충에는 아미노산 중 특히 lueicin, lysine, valine이 많이 함유되어 있는데 그중에서 leuicin과 valine은 골격근에서 산화되어 근육의 에어지원으로 이용되며 근육의 형성에 중요한 BCAA (branched chain amino acid)에 속하며, lysine은 콜레겐 합성에 관여하여 피부노화의 억제에 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 식용 곤충 중에서도 갈색거저리 유충은 필수아미노산 중 threnine, valine, leuicine, phenyalanine, histidien, lysine 함량이 높으며 지방산의 구성에서 불포화지방산 중 oleic acid와 linoleic acid의 함량이 가장 높아 영양학적으로 아주 우수하며, 당뇨 및 비만의 예방 효과와 항암, 면역 및 항염증 등의 다양한 효능이 있는 것으로 보고되어 있다 (Journal of Life Science 27(3):334~338(2017); Korean J Food Cook Sci 38(4):215~226(2022)).
현대에 의학의 발달로 인해 인구의 증가 뿐 아니라 고령화로 인한 사회적 문제가 심화되고 있는데, 단백질은 이러한 고령자에게 아주 중요한 영양성분으로서 연령이 증가할 수록 더욱 섭취의 중요도가 높아지는 영양소이다. 하지만 식물성 단백질은 생체 이용율이 낮은 문제가 있고 동물성 단백질은 포화지방산이 높아 섭취시에 비만이나 고지혈 등의 대사질환을 유발시키고 대장암을 유발하는 등의 문제가 있다. 식용 곤충은 단백질의 함량이 높고 동물성 단백질과 같이 생체이용율이 높은 한편 포화지방산은 낮고 불포화지방이 높아 대체단백질로서 특히 고령자에게 매우 높은 가치가 있어 기능성 소재, 환자식 및 메디푸드 식품으로 개발하기 위한 시도가 수행되고 있다.
이러한 식용곤충을 식품으로 활용하기 위한 기술들은 주로 원료의 품질특성을 향상시키기 위한 공정으로 기본적인 전처리 과정으로서 블랜칭, 건조, 탈지, 추출 및 분말화 공정 등이 수행되고 있다. 한편 기본적인 전처리공정은 식품으로서의 품질을 보존하고 향상시키는데 도움을 주지만 식용곤충이 갖는 고유의 이미와 이취를 완전히 제거시키지 못하며 제형적인 한계로 섭취에 제한적인 문제가 있다 (Journal of Life Science 27(3):334~338(2017); Korean J Food Cook Sci 38(4):215~226(2022)).
따라서 식용곤충의 섭취에 대한 제한을 줄이고 섭취 편의성을 높이기 위한 시도들이 있는데, 특히 환자나 고령자의 섭취편의를 높이기 위한 방법으로서 음료 형태의 식품은 저작이 어려운 사람에게도 섭취가 용이할 뿐 아니라 소화흡수도 우수하여 다양하게 시도되고 있다. 식용곤충을 이용하여 식품으로 제조하기 위한 가공 기술로서 갈색거저리 유충을 헥산으로 탈지한 후 S. cervisiae로 발효시켜 추출한 추출물에 비타민 조성물과 혼합곡물 추출물, 대두단백질과 프락토올리당 등의 기타 식품첨가물을 혼합하여 조성하여 항산화 기능이 증대된 음료를 제조하는 방법(대한민국 특허등록 제2391878), 흰점박이 꽃무지 유충, 갈색거저리 유충, 쌍별귀뚜리미 등의 식용곤충을 세척 및 건조 후에 분쇄한 분쇄물에 천마 분말과 꿀 등을 혼합하여 환으로 제조하거나 또는 식용곤충을 세척 및 건조한 후에 배, 도라지, 생강 대추 등을 혼합하고 중탕하여 음료 식품으로 제조하는 방법(대한민국 특허출원 제10-2018-0149360), 또는 고압멸균 및 동결건조한 굼벵이를 증류 추출하여 얻은 추출액에 늙은 호박, 구기자, 백복령, 차전자, 칡 및 당귀를 각각 증류 추출하여 얻은 추출액들과 혼합한 혼합액에 한천을 첨가하여 겔화된 음로로서 제조하는 방법(대한민국 특허등록 제1888549호)이 있다.
하지만 상기의 기술들은 전처리 과정에서 식품의 가공 과정에서 사용할 수 없는 헥산을 사용하거나, 식용곤충을 분말화시키는 공정을 취한 이후에 발효를 하거나 추출하는 과정을 통하여 기능성을 증대시키기 위한 목적의 가공 과정을 거쳐 식품으로 제조하기에는 원료의 전처리의 과정이 복잡하여 경제성이 심각하게 부족한 문제가 있다. 또한 상기의 기술들이 음료등의 식품을 제조하기 위하여 제공하는 기술들은 식용곤충의 분말 또는 식용곤충 추출물의 분말이나 추출물에 대하여 다양한 식품원재료나 식품 첨가물들을 단순히 혼합하는 것들로서 식품으로서의 관능과 안정성을 높이기 위한 가공기술을 제공하지 못하는 기술적인 한계가 있다.
본 발명자들은 분쇄된 곤충 자체의 원료 특성을 이용하여 첨가제를 최소화하면서도 안정성과 관능성이 우수한 음료 제형을 제조함으로서 본 발명을 완성하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-2391878호 (발명의 명칭 : 갈색거저리 유충 발효 추출물을 함유한 기능성 음료 조성물, 출원인 : 재단법인 순천바이오헬스케어연구센터, 등록일 : 2022년04월25일) 대한민국 등록특허 제10-1888549호 (발명의 명칭 : 굼벵이를 함유하는 다이어트 음료 및 그 제조방법, 출원인 : 유향자, 등록일 : 2018년08월08일) 대한민국 공개특허 제10-2020-0063543호 (발명의 명칭 : 식용 곤충 기반의 식품 제조 방법, 출원인 : 농업법인회사 모드니애(주), 공개일 : 2020년06월05일)
본 발명의 목적은 식용 곤충을 이용한 가공 음료의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 유화안정성이 증강된 식용 곤충을 이용한 가공 음료의 제조방법에 관한 것이다.
바람직하게는 본 발명은,
(제1단계) 식용곤충 생물을 세척 및 블랜칭하는 단계;
(제2단계) 블랜칭한 식용곤충 생물을 분쇄하여 현탁액을 얻는 단계;
(제3단계) 식용곤충 현탁액을 균질화하는 단계;
(제4단계) 균질화된 식용곤충 현탁액에 유화제, 유지, 점증제 및 식품첨가물을 혼합하여 혼합물을 얻는 단계;
(제5단계) 혼합물을 유화 안정화는 단계; 및,
(제6단계) 유화된 혼합물을 미세균질화하는 단계;
를 포함할 수 있다.
상기 식용곤충은 갈색거저리, 풀무치, 쌍별귀뚜라미, 메뚜기 및 흰점박이꽃무지 유충으로 이루어진 군 중에서 1종 이상 선택될 수 있다.
상기 제1단계에서 블랜칭은 1~2시간 동안 수행할 수 있다.
상기 제4단계에서 유화제로서 대두레시틴, 유지로서 카놀라유, 점증제로서 잔탄검을 첨가할 수 있다.
상기 식품첨가제로서 당류 또는 소금을 첨가할 수 있다.
상기 제4단계에서, 음료 조성물 총 100 중량% 기준으로, 식용곤충 4~30 중량%, 유화제로서 대두레시틴 0.02~0.2 중량%, 유지로서 카놀라유 0.2 내지 0.1 중량%, 점증제로서 잔탄검 0.1~0.4 중량%가 포함될 수 있다.
또한 첨가제 중, 당류로서, 설탕 4.3 내지 4.7 중량% 및 프록토올리고당 10 내지 15 중량%가 포함될 수 있고, 소금 0.1~1.0 중량%가 포함될 수 있으며, 잔량으로 물이 함유될 수 있다.
상기 제5단계의 유화 단계는 혼합물을 35~90℃, 10분~4시간 동안 100~300rpm의 교반 속도에서 골고루 혼합되기까지 가온 회전 교반하는 단계이다.
상기 제6단계의 미세균질화 단계는 제3단계의 균질화단계와 동일하게 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 음료 조성물을 제공한다.
상기 음료 조성물은 20~30℃의 실온에서 30일 이상 유화 상태가 유지되는 것을 특징으로 하여 제형이 안정적인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용하는 식용곤충은 수확하기 전에 절식시킨 것을 사용하는 것이 바람직하다. 절식을 시키지 않을 경우 장내 분면에 의한 미생물의 오염과 이미 및 이취의 원인이 될 수 있다.
상기 제1단계의 식용곤충의 세척 및 블랜칭(=데치는, 익히는) 단계에서 정제수의 양은 식용곤충의 중량에 대비하여 2~5배, 바람직하게는 3배 정도를 첨가하고, 블랜칭 온도는 80℃ 내지 100℃ 바람직하게는 90~95℃로 가열하며, 블랜칭은 1~2시간 동안 수행한다. 블랜칭 과정은 식용곤충의 표면의 이물질을 제거하는 동시에 미생물을 사멸시키고 체내 효소의 활성을 억제시키고 지방을 낮추는 작용을 한다. 블랜칭 시간을 1시간 미만으로 너무 짧게 할 경우에는 세척과 효소불활성화 및 멸균의 효과가 낮은 문제점이 있다. 또한 본 발명에서는 식용곤충의 블랜칭 수행 시, 지방의 함량과 포화지방과 트랜스지방을 낮추는 효능이 있다.
상기 제2단계의 분쇄 단계에서의 분쇄 장비는 식품용 분쇄기, 블랜더, 믹서 또는 대량으로 실시할 경우, 롤밀 또는 콜로이드밀을 사용하거나 롤밀과 콜로이드밀을 같이 사용할 수 있다. 롤밀은 분쇄효율과 속도가 우수하며 콜로이드밀은 롤밀보다 입도를 미세하게 조정하여 보다 안정적이고 부드러운 관능을 제공한다.
상기 제2단계의 분쇄 단계에서 분쇄물의 배출량에 따라 정제수를 보충하여 첨가할 수 있다. 상기의 과정 중에 첨가되는 정제수의 양은 식용곤충 생물 기준 중량 대비 2~5 배 중량이 적절하다. 정제수의 양이 2배 보다 낮을 경우에는 점도가 너무 상승하여 분쇄 효율이 낮아지는 문제가 있고 정제수의 양이 5배 보다 높을 경우에는 고형분의 함량이 너무 낮아지는 문제가 있다. 분쇄후에는 곤충 분쇄물(고형분) 함량이 적절하도록 정제수를 적절하게 조절할 수도 있다.
상기 제3단계의 균질화 단계에서 호모믹서나 고압균질기 등의 장치를 사용하여 150 바(bar) 내지 500 바(bar) 바람직하게는 200바 (bar) 내지 300 바(bar)에서 균질화를 수행하여 식용곤충 액화 균질액을 얻는다. 균질화를 수행하는 과정에서 압력이 150 바(bar) 보다 낮으면 음료의 안정성이 떨어지고 압력이 500 바(bar) 보다 높으면 가공비용이 높아져 경제성이 낮아지는 문제가 있다. 균질화는 10~30분씩 2~4회 실시한다. 필요에 따라 미세 기공 필터로 여과할 수 있다.
상기 제4단계의 혼합 단계에서 식용곤충의 음료 조성물 총 100 중량% 대비 식용곤충의 함량은 4 내지 30 중량%를 첨가하는 것이 좋다. 이 때, 최저 함량은 크게 제한되지는 않으나, 단백질의 공급을 위해, 적어도 4 중량% 이상이 바람직하며, 더 바람직하게는 10 중량% 이상이 좋다. 최대 함량이 30 중량%를 초과하면, 균질화 또는 유화가 잘 되지 않을 수 있어 좋지 않을 수 있다. 또한 유지는 바람직하게는 0.2 내지 1.0중량%를 첨가하고, 대두레시틴은 바람직하게는 0.02 내지 0.2중량%를 첨가한다. 유지와 레시틴의 함량이 최소값 미만으로 너무 낮거나 최대값을 초과하여 너무 많으면 유화 안정도가 떨어지고 유지 함량도 역시 최대값을 초과하여 너무 많으면 느끼한 맛을 유발하거나 산패를 발생시키는 문제가 있다. 점증제는 식용곤충의 액화 균질액의 중량에 대비하여 바람직하게는 0.1 내지 0.4중량% 첨가한다. 점증제를 0.1중량%보다 적게 첨가하면 유화 안정도가 떨어지고 점증제를 0.4중량% 보다 초과하여 첨가하면 점도가 지나치게 높아져 관능을 해치는 문제가 있다.
식품 첨가제로서, 설탕, 흑설탕, 과당, 올리고당, 스테비아 등의 당류 성분과 중조, 소금, 덱스트린, 천연향, 합성향 등의 첨가물들과 영양성분을 강화하기 위한 유청단백질, 대두단백질, 아미노산류, 비타민류, 미네랄류 및 그 밖의 곡물 및 식물 추출물을 적당량 첨가할 수 있다. 이들의 함량은 크게 제한되지는 않는다.
상기의 유화 단계에서 식용곤충 액화 균질액의 혼합액을 35℃ 내지 90℃ 바람직하게는 60℃ 내지 80℃의 온도와, 100rpm 내지 300rpm의 교반 속도에서, 10분 내지 4시간 바람직하게는 30분 내지 1시간 동안 가온 회전 교반을 하며 유화시킨다. 혼합액을 35℃ 보다 낮게 가열하면 유지와 점증제가 잘 용해되지 않고 섞이지 않아 유화 안정성을 얻을 수 없으며 온도가 90℃ 보다 높게 가열하면 유지와 점증제의 변성이 일어날 수 있다. 교반 속도가 너무 낮으면 유지와 점증제가 충분히 혼합되지 않으며 교반속도가 너무 높으면 안정적인 유화작용이 일어나지 않는 문제가 있다. 유화 시간이 30분 보다 짧으면 충분한 유화가 이루어지지 않고 유화 시간이 길어지면 보다 안정한 유화액을 얻을 수 있지만 경제성이 낮아지는 문제가 있다.
이와 같은 과정을 통해 제조된 음료 제형은 지방성분의 분리와 각 원료의 분리현상이 없는 안정적인 음료 조성물의 제공이 가능하다.
본 발명에 따라 제조한 식용곤충 음료를 제품으로서 유통하기 위하여 상기의 음료에 식품으로 사용이 허가된 원료를 혼합하여 가공, 충진, 멸균 및 포장하여 제품을 제조하거나 영양성분이나 기능성 성분을 강화하고 향과 맛을 달리한 식품으로 응용한 제품의 제조가 가능하다.
본 발명은 식용 곤충을 이용한 가공 음료의 제조방법에 관한 것이다. 식용곤충의 전처리를 하는데 있어서 종래의 탈지 및 건조물을 사용하는 것은 건조의 과정 중에 영양소의 소실이 발생하거나 탄화물의 생성으로 이취와 이미가 발생 할 뿐 아니라 습식분쇄에 비하여 수분 복원력에 따른 입도의 증가로 균질한 크기의 입자를 얻기 어려우므로 관능적인 문제와 함께 안정한 상태의 액상 조제물을 제조하는데 문제가 있다. 이에 본 발명은 식용곤충 생물을 전처리를 하는데 있어서 종래의 탈지 및 건조물을 사용하지 않고 생물을 세척하고 블랜칭 한 후 습식 분쇄하는 과정을 거쳐 기존의 방법에서 사용하는 탈지 및 건조 과정들을 제거하여 기존의 방법 보다 단순하고 비용과 시간을 절약하는 한편 생산수율과 영양성분은 보다 증대시킬 수 있는 식용곤충이 함유된 음료의 제조 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 음료 제형을 제조하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 2는 갈색거저리 유충의 블랜칭 처리 조건에 따른 지방 조성의 변화를 확인한 결과 그래프다.
도 3은 갈색거저리 유충 습식분쇄물 15 중량%, 20 중량%, 30 중량% 현탁액의 시간별 침강 상태를 확인한 결과 사진이다.
도 4a 및 도4b는 갈색거저리 유충 습식분쇄물 15 중량%가 함유된 음료 제형에 대해, 점증제의 농도별, 종류별로 시간별 침강 상태를 확인한 결과 사진이다.
도 5a 및 도 5b는 갈색거저리 유충 습식분쇄물 30 중량%가 함유된 음료 제형에 대해, 점증제의 농도별, 종류별로 시간별 침강 상태를 확인한 결과 사진이다.
도 6은 갈색거저리 유충 습식분쇄물 15 중량%와 설탕이 농도별로 포함된 현탁액의 72시간째의 침강 상태를 확인한 결과 사진이다.
도 7은 풀무치 습식분쇄물 15 중량% 현탁액의 시간별 침강 상태를 확인한 결과 사진이다.
도 8은 풀무치 습식분쇄물 15 중량%가 함유된 음료 제형에 대해, 점증제의 농도별, 종류별로 시간별 침강 상태를 확인한 결과 사진이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해지도록, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제공하는 것이다.
<실험예 1> 갈색거저리 유충의 블랜칭 조건 및 지방성분 확인
갈색거저리 유충은 다른 곤충에 비하여 지방의 함량이 매우 높은 것으로 보고되어 있다. 따라서, 블랜칭 처리 조건에 따른 지방 조성의 변화를 분석하고자, 갈색거저리 유충(고소애)의 생물을 세척한 후에 90℃의 물에서 1시간부터 8시간까지 블랜칭하여 시간에 따른 지방성분의 변화를 측정하여 도 2에 나타내었다.
조지방은 블랜칭을 1시간 내지 8시간 처리한 시료가 유의적으로 감소한 것으로 측정되었다. 포화지방은 1시간 내지 4시간 까지 감소한 것으로 나타났지만 8시간 처리한 경우 무처리한 군과 비슷한 정도로 측정되었다. 트랜스지방은 1시간 내지 4시간까지 감소한 것으로 나타났지만 8시간 처리한 경우 무처리한 군과 비슷한 정도로 측정되었다. 전반적으로 블랜칭을 1시간 내지 2시간 처리한 경우 포화지방과 트랜스지방이 낮아지는 것으로 확인되었으며 특히 1시간 처리한 경우가 더욱 낮아진 것으로 확인되었다.
이 외, 온도별 블랜칭에서는 80~100℃가 적절한 것으로 확인된다.
다음으로, 각 원료별로 갈색거저리 유충 함유 음료 제형에 필요한 중량들을 확인하기 위해 다음의 실험을 수행하였다.
<실험예 2> 갈색거저리 유충 원료의 습식 분쇄
갈색거저리 유충(고소애)의 생물을 세척한 후에 90℃에서 60분간 블랜칭(가열)하여 살균하였다. 블랜칭한 갈색거저리 유충 중량 대비 정제수를 2~5배 중량을 첨가한 후 믹서로 교반하여 미세하게 분쇄한 후에 호모믹서를 이용하여 200bar의 압력으로 15분씩 2회 균질화한 후 60 메시(mesh) 여과망을 통과시켜 갈색거저리 유충의 습식분쇄물이 각각 15~30중량%인 현탁액을 조제하였다. 조제한 현탁액의 특성을 확인하기 위하여 산도(pH), 점도 및 당도를 측정한 결과 산도는 모두 약 pH 6.5 정도로 비슷했으나, 표 1과 같이 점도와 당도는 고형분의 함량이 증가할수록 높게 측정되었다.
시료 갈색거저리 유충
습식분쇄물
15중량% 현탁액		 갈색거저리 유충
습식분쇄물
20중량% 현탁액		 갈색거저리 유충
습식분쇄물
30중량% 현탁액
pH 6.57 6.55 6.49
점도 (cP) 5.34 7.68 12.72
당도 (brix) 1.9 2.2 3
또한 갈색거저리 유충 습식분쇄물 15중량%, 20중량% 및 30중량%의 각각의 현탁액을 메스실린더에 넣어 자연침강시킨 결과 도 3의 결과와 같이 12시간부터 분리가 일어났으며 72시간까지 분리도가 증가하는 것을 확인하였다.
이 갈색거저리 유충 현탁액을 기준으로 점증제를 종류별로 혼합하여 장기간 제형 안정성이 있는 음료를 제조하기로 하였다.
<실험예 3> 갈색거저리 유충 함유 음료 제형 내의 점증제 종류 및 농도의 확인
실험예 1에서 얻은 갈색거저리 유충 현탁액을 기준으로, 유충 습식분쇄물을 15중량%와 30중량%가 되게 조절하고, 표 3과 표 4에 대해 점증제별로 음료 제형을 제조하여 다음 실험을 진행하였다. 이 때, 유충 습식분쇄물 함유 중량은 물의 중량을 제외하여 계산하였다.
상기 각각의 유충 습식분쇄물 15 중량%, 30 중량%를 각각 기준으로, 대두레시틴 0.055중량%와 유지로서 카놀라유를 0.5중량% 혼합하고, 증점제로서 잔탄검, 구아검 및 카라기난을 각각 0.1중량%에서 0.3중량%로 농도별로 첨가한 후에, 80℃의 온도에서 200rpm으로 30분간 가온 교반하여 유화시킨 후에 호모믹서를 이용하여 200바 (bar)에서 균질화를 하고 산도(pH), 점도, 당도 및 분리도를 측정하여 표 4 내지 표 6과 도 4 및 도 5에 나타내었다. 분리도 확인을 위해서는, 각 음료를 실온인 20~30℃에 두면서 제조 직후부터 30일까지 각 음료의 유화 상태를 관찰하였고, 사진으로 이를 비교하였다.
원료 제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4 제조예 5 제조예 6 제조예 7 제조예 8 제조예 9 제조예 10
갈색거저리 유충 분쇄물 (g) 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
대두레시틴 (g) 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055
카놀라유 (g) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
잔탄검 (g) 0 0.1 0.2 0.3 0 0 0 0 0 0
구아검 (g) 0 0 0 0 0.1 0.2 0.3 0 0 0
카라기난 (g) 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0.2 0.3
물 (g) 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
합계 (g) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
원료 제조예 11 제조예 12 제조예 13 제조예 14 제조예 15 제조예 16 제조예 17 제조예 18 제조예 19 제조예 20
갈색거저리 유충 분쇄물 (g) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
대두레시틴 (g) 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055
카놀라유 (g) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
잔탄검 (g) 0 0.1 0.2 0.3 0 0 0 0 0 0
구아검 (g) 0 0 0 0 0.1 0.2 0.3 0 0 0
카라기난 (g) 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0.2 0.3
물 (g) 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
합계 (g) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
특징 제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4 제조예 5 제조예 6 제조예 7 제조예 8 제조예 9 제조예 10
pH 6.5 6.44 6.4 6.35 6.51 6.51 6.51 6.53 6.51 6.48
점도 (cP) 9.9 82.8 100.8 212.1 36.0 84.3 166.5 174.6 196.8 250.0
당도 (brix) 1.6 2.1 2.1 2.1 2.1 2.0 2.2 2.0 1.9 1.8
특징 제조예 11 제조예 12 제조예 13 제조예 14 제조예 15 제조예 16 제조예 17 제조예 18 제조예 19 제조예 20
pH 6.41 6.38 6.35 6.32 6.40 6.40 6.39 6.41 6.40 6.40
점도 (cP) 21.7 85.5 165.0 218.7 128.1 180.3 258.3 253.6 279.1 282.3
당도 (brix) 3.4 4.8 5.0 4.5 5.5 5.5 5.3 3.8 3.8 4.4
잔탄검 포함 음료 제형 : 제조예 2 내지 4, 제조예 12 내지 14
구아검 포함 음료 제형 : 제조예 5 내지 7, 제조예 15 내지 17
카라기난 포함 음료 제형 : 제조예 8 내지 10, 제조예 10 내지 20
표 4와 표 5를 살펴보면 모든 음료 제형은 약 pH 6.3 내지 pH 6.5 사이로 큰 pH 차이를 보이지 않았으나, 점도는 증점제 첨가량이 증가할수록 상승하였다. 점도의 상승 정도는 증점제 중에서도 카라기난이 포함된 음료 제형에서 더 높게 확인되고, 잔탄검이 포함된 음료에서 더 낮았다.
도 4 및 도 5의 결과에서 각 음료 제형을 메스실린더에 넣어 자연침강시키며 실온인 20~30℃에 두며 30일까지 관찰하여 안정성을 확인한 바, 잔탄검이 포함된 음료 제형은 30일까지 모든 농도에서 안정적이었다.
이 외, 이와 같이 30일 동안 유지된 제형은 극한 온도인 4℃나 40℃의 사이클 조건에서의 1개월 동안의 제형 유지 실험이나, 3개월 또는 6개월의 실온 장기 보관 실험에서도 상태 유지가 가능하였다.
또한, 구아검이 포함된 음료 제형 중, 갈색거저리 15중량%가 포함된 제형은 12시간부터 분리되었고, 갈색거저리 30 중량%가 포함된 제형은 30시간째에 분리되어, 구아검은 점증제로 사용하기에 바람직하지 않았다.
카라기난이 포함된 음료 제형 중, 갈색거저리 15중량%가 포함된 제형은 12시간부터 조금씩 분리되기 시작하였고, 갈색거저리 30 중량%가 포함된 제형은 전반적으로 안정한 것으로 나타났다.
즉, 카라기난보다는 잔탄검이 점증제로서 더 우수함을 확인할 수 있었고, 갈색거저리 유충이 포함된 음료용 점증제에 적용하기에 가장 좋은 것은 잔탄검인 것으로 결정하였다.
한편, 점증제의 농도가 0.1 중량% 미만일 경우, 잔탄검을 사용하였다 하더라도, 모든 음료 제형 상의 침강이 일어났다. 또한 점증제의 농도가 0.4 중량%를 초과하는 경우, 제조 후 20일 전후로 젤리질의 성분이 침전되는 현상이 나타나 바람직하지 않았다.
<실험예 3> 당류 적정 농도의 확인
표 6의 조건으로 갈색거저리 유충 분쇄물(고형분)이 포함된 현탁액에 설탕을 농도별로 추가하였다.
원료 : 제조예 21 제조예 22 제조예 23 제조예 24 제조예 25 제조예 26
갈색거저리 유충 분쇄물(g) 30 30 30 30 30 30
중조 (g) 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
잔탄검 (g) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
대두레시틴 (g) 0.135 0.135 0.135 0.135 0.135 0.135
카놀라유 (g) 1 1 1 1 1 1
설탕 (g) 0 3 3.5 4 4.5 5
프락토올리고당 (g) 0 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5
정제소금 (g) 0 0.175 0.175 0.175 0.175 0.175
물 (g) 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
합계 (g) 100 100 100 100 100 100
각 현탁액 조성물에 대해 산도(pH), 점도 및 당도를 측정하였고, 각 결과는 표 7에 나타내었다.
특징 제조예 21 제조예 22 제조예 23 제조예 24 제조예 25 제조예 26
pH 6.49 6.66 6.70 6.70 6.71 6.71
점도 (cP) 10.9 132.6 131.7 163.5 172.2 192.3
당도 (brix) 3.2 17.2 17.3 17.1 18.1 19.3
표 7과 도 8을 살펴보면, 갈색거저리 유충 현탁액의 산도가 약 pH 6.5인데 비해 제조예 21 내지 26의 조성물은 약 pH 6.7 정도로 보다 높은 것으로 나타났고, 점도는 설탕의 첨가량이 증가할수록 높게 측정되었다.
상기 설탕이 포함된 갈색거저리 유충 현탁액의 안정성을 평가하기 위해서 각각의 음료를 메스실린더에 넣어 자연침강시키며 72시간까지 관찰한 결과 대조군인 갈색거저리 유충의 현탁액인 제조예 21이 12시간부터 분리되기 시작한데 반해, 제조예 22 내지 26 음료는 72시간까지 모두 분리되지 않고 안정한 것으로 확인되었다 (도 8).
다음으로는 당분 추가로 인해 관능을 평가하기 위하여 상기 제조예 21 내지 26 현탁액에 대해, 시판하는 두유 제품을 대조군으로 하여 외관, 향, 고소한 맛, 단맛 및 전반적인 기호도에 대하여 9점(9점:아주 좋음, 0점:매우 나쁨)을 척도로 하여 관능평가를 실시하였고, 표 8에 나타내었다.
평가항목 (대조군)
제조예 21		 시판 두유 제조예 22 제조예 23 제조예 24 제조예 25 제조예 26
외관 4.27 5.18 5.00 4.73 4.55 4.91 5.09
향 3.82 6.64 5.27 5.55 5.73 5.64 5.45
고소한맛 3.36 6.00 5.82 6.09 5.73 5.64 5.45
단맛 3.91 5.54 2.82 5.45 5.73 6.82 6.09
전반적인
기호도		 3.82 5.45 5.18 5.55 5.64 6.18 5.55
총점 3.82 5.82 5.36 5.55 5.64 6.27 5.82
표 8을 참고하면, 평가 결과, 외관 및 향은 설탕이 포함되지 않은 대조군인 제조예 21과 비교하여 전반적으로 큰 차이를 보이지 않았고, 고소한 맛은 시판두유에 대해서 설탕이 3.5중량% 포함된 제조예 23이 비슷한 정도로 나타났으며, 단맛은 설탕을 4.5중량%로 첨가한 제조예 25가 가장 높았다.
전반적인 기호도와 총점도 설탕을 제조예 25와 같이 4.5중량%로 첨가한 음료가 가장 높은 것으로 나타나 추가적인 실험을 통해 음료 제형에 프록토올리고당 10~15 중량%와 함께 설탕 약 4.3~4.7 중량%를 포함시키는 것이 가장 좋은 것으로 확인된다.
<실험예 4> 풀무치 원료의 블랜칭 및 습식 분쇄
갈색거저리 유충 외에 다른 식용곤충의 적용을 위해, 풀무치 분쇄물을 준비하였다.
이를 위해, 풀무치(성충)의 생물을 세척한 후에 90℃에서 60분간 블랜칭하여 살균하였다. 블랜칭한 풀무치 중량대비 정제수를 3배 첨가한 후 믹서로 교반하여 미세하게 분쇄한 후에 호모믹서를 이용하여 15분간 2회 균질화 한 후 60 메시(mesh) 여과망을 통과시켜 풀무치 습식분쇄물이 15중량%인 현탁액을 조제하였다.
조제한 현탁액의 특성을 확인하기 위하여 산도(pH), 점도 및 당도를 측정한 결과 산도는 표 9와 같이 약 pH 5.27, 점도는 6.3, 당도는 2.57로 측정되었다.
풀무치 현탁액을 메스실린더에 넣어 자연침강시킨 결과, 도 7과 같이, 12시간부터 72시간까지 분리가 유사하게 일어났고, 이를 원료로 이용하여 점증제나 다른 원료를 적용하여 음료 제형에 적용하였다.
pH 점도 (cP) 당도 (Brix)
풀무치 분쇄물
15 중량% 현탁액		 5.27±0.21 6.30 2.57±0.23
<실험예 5> 풀무치 함유 음료 제형 내의 점증제 종류 및 농도의 확인
갈색거저리 유충을 적용한 음료 제형과 동일하게 제조하되, 풀무치 분쇄물이 15 중량%가 포함된 조건으로 표 10과 같이 음료 제형을 제조하였고, 점증제 종류별, 농도별로 안정화 실험을 실시하였다.
이를 위해, 풀무치 생물을 세척한 후에 90℃에서 60분간 블랜칭하여 살균하였다. 블랜칭한 풀무치 생물의 중량대비 정제수를 3배 첨가한 후 믹서로 교반하여 미세하게 분쇄한 후에 호모믹서를 이용하여 200 bar에서 15분씩 2회 균질화 한 후 60 메시(mesh) 여과망을 통과시켜 풀무치 현탁액을 조제하였다. 조제한 풀무치 현탁액에 대두레시틴 0.055중량%와 유지로서 카놀라유를 0.5중량% 혼합하고, 점증제로서 잔탄검, 구아검 및 카라기난을 각각 0.1 내지 0.3중량%로 농도별로 첨가한 후에, 80℃의 온도에서 200rpm으로 30분간 가온 교반하여 유화시킨 후에 호모믹서를 이용하여 균질화를 시키고 산도(pH), 점도, 당도 및 분리도를 측정하였고 표 11과 도 8에 나타냈다.
표 11과 도 8의 결과를 살펴보면, 현탁액은 약 pH 5.47 내지 pH 5.52 사이로 큰 차이를 보이지 않았으며, 당도는 점증제의 첨가량에 따라 조금 증가하였고, 점도는 점증제의 첨가량이 증가할수록 상승하였고, 특히 점도는 점증제 간에서 카라기난이 제일 높은 것으로 나타났다.
점증제 혼합액을 메스실린더에 넣어 자연침강시키며 72시간까지 관찰한 결과, 현탁액의 분리도는 잔탄검 혼합액은 30일까지 모든 농도에서 안정하였고, 구아검 혼합액은 0.1중량% 첨가한 시료만 12시간부터 13mL로 분리되어 72시간에는 20mL까지 분리되었고 0.1 내지 0.3중량% 혼합액은 분리가 일어나지 않았으며, 카라기난 혼합액은 0.1% 첨가한 시료가 12시간부터 72시간까지 30mL로 분리되었고 0.1 내지 0.3중량% 혼합액은 12시간부터 72시간까지 1mL로 거의 분리가 되지 않았다. 점증제 혼합액은 전반적으로 안정하였으나 특히 잔탄검의 안정성이 높은 것으로 확인되었다.
원료 Con
(대조군)		 X1 X2 X3 G1 G2 G3 C1 C2 C3
풀무치
분쇄물 (g)		 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
대두레시틴 (g) 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055 0.055
카놀라유 (g) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
잔탄검 (g) 0 0.1 0.2 0.3 0 0 0 0 0 0
구아검 (g) 0 0 0 0 0.1 0.2 0.3 0 0 0
카라기난 (g) 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0.2 0.3
물 (g) 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
합계 (g) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
특징 Con
(대조군)		 X1 X2 X3 G1 G2 G3 C1 C2 C3
pH 5.49 5.47 5.49 5.48 5.50 5.50 5.49 5.51 5.51 5.52
점도 (cP) 7.50 57.6 115.3 207.1 19.9 87.0 122.0 114.6 300.0 300.0
당도 (brix) 3.2 3.1 3.4 3.5 3.0 3.2 3.3 2.9 3.1 3.2
<실험예 6> 각 원료별 제형의 적정 혼합비 확인 - 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4
실험예 3의 제조방법으로 음료 제형을 제조하되, 각 원료의 함량은 하기의 표 12와 표 13의 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 4의 조건으로 다르게 하여, 이를 이용하여 기호성 평가와 제형 안정성 평가를 하게 하였다.
원료 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
갈색거저리 유충 분쇄물 (g) 10 30 18 0.0
풀무치 분쇄물 (g) 0 0 0 18
대두레시틴 (g) 0.02 0.08 0.05 1.00
카놀라유 (g) 0.20 0.30 0.45 0.60
잔탄검 (g) 0.1 0.25 0.2 0.40
설탕 (g) 4.3 4.7 4.5 4.5
프락토올리고당 (g) 15 10 12.5 12.5
정제소금 (g) 0.175 0.175 0.175 0.175
물 (g) 잔량 잔량 잔량 잔량
총합 (g) 100.0 100.0 100.0 100.0
원료 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
갈색거저리 유충 분쇄물 (g) 35 15 15 0.0
풀무치 분쇄물 (g) 0.0 0.0 0.0 35
대두레시틴 (g) 0.05 0.10 0.02 1.0
카놀라유 (g) 0.45 0.50 0.05 2.0
잔탄검 (g) 0.2 0.50 0.05 0.4
설탕 (g) 4.5 6.0 4.5 4.5
프락토올리고당 (g) 12.5 12.5 12.5 12.5
정제소금 (g) 0.175 0.175 0.175 0.175
물 (g) 잔량 잔량 잔량 잔량
총합 (g) 100.0 100.0 100.0 100.0
실험예 6-1
각 음료를 제조한 직후에 기호성 평가를 실시하였는데, 기호성 평가는 표 8의 단맛 관능평가를 실시한 검사자들을 대상으로 실시하였고, 역시 9점(9점:아주 좋음, 0점:매우 나쁨)을 척도로 하여 하기의 표 14에 나타내었다.
평가항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
향 7.03 7.46 7.64 7.56 3.32 6.36 6.63 3.40
고소한맛 7.52 7.83 7.33 7.02 3.14 5.23 5.22 3.35
전반적인
기호도		 7.34 7.93 7.56 7.63 3.56 6.54 5.36 3.42
확인결과, 실시예 1 내지 4의 본 발명의 방법으로 제조된 음료 제형에 대한 기호도가 비교예 1 내지 4의 음료 제형에 비해 매우 높은 것으로 나타났다.
실험예 6-2
각 음료를 메스실린더에 넣어 자연침강하는 실험을 기존과 동일하게 실시하였고, 이를 날짜별로 기록하였다. 침강이 나타나는 기점으로 각 표에 'x' 표시하였고, 제형 상태가 양호한 상태를 유지하는 것은 'o'로 나타내었다.
평가항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
제조직후 o o o o o o o o
12시간 o o o o o o o o
24시간 o o o o o x x o
48시간 o o o o o x x o
72시간 o o o o o x x o
30일 o o o o x x x x
확인 결과, 실시예 1 내지 4의 모든 음료 제형은 30일까지 제형 상태가 안정적임을 알 수 있었다. 또한 이전의 실험처럼, 이와 같이 30일 동안 유지된 제형은 극한 온도인 4℃나 40℃의 사이클 조건에서의 1개월 동안의 제형 유지 실험이나, 3개월 또는 6개월의 실온 장기 보관 실험에서도 상태 유지가 가능하였다.
따라서 상기의 실험예와 실시예를 통하여 식용곤충의 생물을 이용하여 각각의 가공 기술과 유화 안정성과 관능을 증대시키기 위한 조성을 통하여 식품으로서의 안정성과 관능이 우수하고 섭취가 용이한 식용곤충 음료의 제조 기술을 완성하였다.

Claims (7)

  1. (제1단계) 갈색거저리, 풀무치, 쌍별귀뚜라미, 메뚜기 및 흰점박이꽃무지 유충으로 이루어진 군 중에서 1종 이상 선택되는 식용곤충 생물을 세척 및 블랜칭하는 단계;
    (제2단계) 블랜칭한 식용곤충 생물을 분쇄하여 현탁액을 얻는 단계;
    (제3단계) 식용곤충 현탁액을 균질화하는 단계;
    (제4단계) 균질화된 식용곤충 현탁액에 대두레시틴, 카놀라유, 잔탄검, 설탕, 프록토올리고당 및 소금을 혼합하여 혼합물을 얻는 단계;
    (제5단계) 혼합물을 유화 안정화하는 단계; 및,
    (제6단계) 유화된 혼합물을 미세균질화하는 단계;
    를 포함하는 식용 곤충을 이용한 가공 음료의 제조방법으로서,
    상기, 음료 조성물 총 100 중량% 기준으로, 식용곤충 4~30 중량%, 대두레시틴 0.02~0.2 중량%, 카놀라유 0.2 내지 0.1 중량%, 잔탄검 0.1~0.4 중량%, 설탕 4.3 내지 4.7 중량% 및 프록토올리고당 10 내지 15 중량%, 소금 0.1~1.0 중량% 및 잔량으로 물이 함유되고,
    상기 음료 조성물이 20~30℃의 실온에서 6개월 동안 유화 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 식용 곤충을 이용한 가공 음료의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계에서 블랜칭을 1~2시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 식용 곤충을 이용한 가공 음료의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항의 제조방법으로 제조되어 20~30℃의 실온에서 6개월 동안 유화 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 식용 곤충을 이용한 가공 음료.
  7. 삭제
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