KR20070086167A - 꿀 제품 내의 포자 함량을 감소시키는 방법 및 이러한방법으로 수득 가능한 꿀 제품 - Google Patents

Abstract

꿀 제품 내의 포자 함량을 감소시키는 방법 및 이러한 방법으로 수득 가능한 꿀 제품. 높은 온도에서 매우 짧은 시간 동안 꿀 제품을 열처리하여, 제품의 악화가 없이, 높은 정도의 데시메이션을 얻는다.

꿀 제품, 포자 함량, 열처리

Description

꿀 제품 내의 포자 함량을 감소시키는 방법 및 이러한 방법으로 수득 가능한 꿀 제품 {METHOD OF REDUCING THE SPORE CONTENT IN A HONEY PRODUCT AND HONEY PRODUCT OBTAINABLE BY THE METHOD}

본 발명은 고온, 단시간의 열처리에 의해 색상 및 맛을 최소한으로 변화시키면서 꿀 제품 내의 병원성 혐기성 박테리아 포자의 위험을 감소시키는 것에 관한 것이다. 최소한의 변화는 제품의 HMF (히드록시메틸-푸르푸르알데히드; 정의 (페이지 4) 참조) 함량 증가가 15 mg/kg 이하인 경우로 나타낸다.

꿀은 산업에 이용되며 많은 소비자들이 직접적으로 소비한다. 꿀은 벌에 의해 운반될 수 있는 클로스트리듐 보툴리눔(Clostridium botulinum) 포자를 함유할 수 있는 것으로 알려져 있다. 유아에 있어서 C. 보툴리눔은 장에서 콜로니를 형성하게 할 수 있고 유아 질병 (유아 보툴리즘)을 발생시키는 독소의 분비를 개시할 수 있으므로, 많은 나라에서, 꿀의 소비는 1 세 이하의 유아에게는 권장되지 않는다. 이는 항생제 치료를 받거나 장의 장애를 겪고 있는 1 세 이상의 아동이나 성인에게도 동일하게 적용될 수 있다.

꿀은 창상-치유에 널리 사용된다. 드문 경우로는, 클로트리듐 보툴리즘(Clotridium botulism)은 창상 (창상 보툴리즘)에서 나타날 수 있다.

이러한 문제의 심각성과 위험이 EU 과학 위원회(EU's Scientific Committee)에서 다루어졌고 문헌 "Honey and micro-biological Hazards" (2002년 6월 19 내지 20일 채택)에 기재되었다. 이 문헌에서는 또한, 꿀 내의 포자를 제거할 수 있는 방법은 존재하지 않으며, 꿀 내에서 C. 보툴리눔 포자가 주로 낮은 발생률을 갖기 때문에 꿀의 선택은 분석에 의하여는 행할 수 없다고 기술한다. 이 문헌은 추가적으로, 꿀을 열처리하는 종래의 관행은 저온 (85⁰C 미만)에서 비교적 짧은 유지 시간 (대략 10 초)에서 수행된다고 설명한다. 이러한 유형의 열처리는 C. 보툴리눔 포자 및 다른 포자의 발생을 감소시키는 효과를 갖지 않으며, 이의 목적은 전적으로 꿀 내에서 결정을 용융시키고 곰팡이 및 진균의 성장을 막을 수 있다는 것이다.

열처리에서, 클로스트리듐 보툴리눔 및 다른 포자의 사멸은 110⁰C 이상의 온도 및 비교적 긴 유지 시간 (1 초 초과)을 요구하는 것으로 알려져 있다. 문헌[Food microbiology (Adams & Moss)]에 따르면, C. 스포로진(C. Sporogenes) 포자는 121⁰C 에서 0.1 내지 1.5 분의 데시메이션(decimation) 시간(D₁₂₁)을 갖고, C. 보툴리눔 포자 유형 A 및 B는 0.1 내지 0.2 분의 D₁₂₁을 갖는다. C. 스포로진은 병원성이 아니고 C. 보툴리눔과 매우 닮은 형태를 갖을 뿐 아니라 다소 높은 열저항성을 갖기 때문에, C. 보툴리눔의 사멸 평가에 적합한 시험 생물이다. 일반적으로, 이것이 가공 산업에서 상기 목적으로 사용되는 것은 공지되어 있다.

꿀에 대하여, 110^oC 이상에서의 열처리 및 비교적 긴 유지 시간 (1 초 초과) 에서, 꿀의 맛과 색상이 상당히 변한다는 것이 알려져 있다. HMF (히드록시메틸푸르푸르알데히드)가 꿀 내의 저장 변화 및 열적 영향의 지표로 사용된다. 꿀에 대한 110^oC 이상의 온도 및 1 초 초과의 열처리에 의하여, HMF 함량은 1 kg 당 15 mg 초과의 HMF가 증가되며, 맛과 색상이 상당히 변화한다 (엿기름과 같은 맛 및 흑화).

정의:

꿀은 2001년 12월 20일자 EU 이사회 지침 (EU Council Directive) 인클로져 II에서 보다 자세히 정의된다.

꿀과 관련하여 사용되는 많은 일반 정의가 꿀 지침 (Honey Directive)에 기재되어 있다.

꿀 제품은 꿀, 로얄제리(Royal Jelly), 프로폴리스(Propolis) 및/또는 프로폴리스 추출물을 포함하는 제품을 의미하는 것으로 간주된다.

꿀:

꿀은 서양종 꿀벌 (Apis mellifera bee)에 의하여 식물의 화밀(nectar) 또는 식물의 생존 부위의 분비 또는 식물의 생존 부위 상의 식물 흡입 곤충의 배설로부터 제조되는 천연의 단 물질을 의미하는 것으로 간주되며, 이는 벌이 수집하여, 그들이 지니고 있는 특정 물질과 합쳐져 변형되고 벌집에서 저장 및 숙성된다.

로얄제리 :

이는 유충 단계 초기 2 내지 3 일간 벌 유충의 먹이로 사용되며, 여왕벌 유 충에게만 모든 유충 단계에서 먹이로 주어지는, 어린 벌의 머리 상단의 내선에서 분비되는 분비물이다. 이 분비물은 단백질, 지질, 글리코시드, 비타민, 호르몬, 효소 및 무기질을 높은 함량 보유한다.

프로폴리스:

프로폴리스는 꿀벌에 의해 가공된 수지-기재 천연 원료 제품을 의미하는 것이며, 이는 화학적으로 테르펜, 신남산, 카페산 및 그들의 에스테르, 아미노산 및 후라보노이드를 함유하는 다수의 생물학적 활성 성분을 함유한다.

프로폴리스 추출물:

이는 물 또는 알콜로 추출된 프로폴리스 성분이다.

HMF는 5-히드록시메틸푸르푸랄을 나타낸다. HMF 값은 꿀의 mg/kg으로 나타내며 이는 열처리로 인한 꿀의 흑화의 척도이다. 이는 DIN 10751/1에 따라서 측정된다.

인간의 소비를 목적으로 하는 제품에 사용되는 꿀은 일반적으로 최대 20%의 물 함량을 갖고, HMF 함량은 최대 40 mg/kg이어야 한다.

데시메이션 값은 데시메이션 수의 척도이다. 예를 들어, 데시메이션 값이 2인 경우는 99 %의 수가 감소한 경우이며, 데시메이션 값이 3인 경우는 99.9 %의 수가 감소한 경우이다.

데시메이션 시간은 특정 온도에서 생존 가능한 집단이 90 % 또는 1 log로 감소하는 시간이다.

포자는 식물 세포(vegetable cell)로 성정할 수 있는 특정 미생물에 의해 형 성된 저항체이다.

혐기성 포자는 분자 산소의 부재 하에 식물 세포로 성장할 수 있는 포자이다. 이는 DRCM, 5d, 37^oC 방법으로 측정된다.

포자 무함유는 포자의 양이 최대 1 cfu/g인 제품이다.

꿀에서 자연적으로 발생하는 혐기성 포자는 EU 발간 문헌 "Honey and microbiological Hazards" (2002년 6월 19-20일 채택)에 기재된 데이타에 따라서 꿀 내에 존재할 수 있는 혐기성 포자의 수이다. 이는 최대 10 000 cfu/g가 되는 것으로 고려된다.

발명의 간단한 설명

놀랍게도, 110^oC 이상의 온도에서 1 초 미만의 유지 시간으로 꿀을 열처리하여, 꿀의 색상, 맛 및 HMF 함량을 최소한으로 변화시키면서 상당한 포자 사멸을 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌다. 따라서 110 내지 140^oC의 온도에서 열처리에 의하여 꿀에 첨가된 혐기성 포자 (C. 스포로진)의 수를 1 내지 8 로그로 감소시키는 것이 달성되었다. 본원에서는 꿀에서 자연적으로 발생하는 혐기성 포자를 감소시킬 수 있는 방법을 제공함으로써 2 세 이하의 아동에 대하여 적당량의 꿀의 섭취에 의한 유아 보툴리즘 발병의 위험을 제거할 수 있다. 추가적으로, 꿀은 창상 보툴리즘 발병의 위험없이 창상 치료에 유용하다. 상기 방법은 또한 벌로부터의 다른 분비물 (프로폴리스 및 로얄제리) 또는 추출물 및 이로부터 제조된 시럽의 처리에도 유 용하다. 포자는 수 초 또는 수 분의 유지 시간 동안 110^oC 초과의 온도로 감소될 수 있다는 것이 널리 알려져 있으나, 이는 꿀 제품의 맛과 색상을 심하게 변화시키고 HMF 함량을 15 mg/kg 초과로 증가시킨다. 매우 짧은 유지 시간에 의하여, 본원의 제품은 천연 색상 및 맛을 유지하고 최대 15 mg/kg의 적은 HMF 증가를 나타낸다.

도 1은 UHT 설비의 개략도이다.

도 2는 HMF (mg/kg)의 형성을 나타낸다.

도 3은 꿀 내에서 포자 사멸을 나타낸다.

본 발명의 목적은 다음을 제공하는 것이다.

- 자연 발생 혐기성 포자를 무함유하는 HMF 함량이 40 mg/kg 미만인 열처리된 꿀 제품.

- 벌꿀 또는 그의 시럽 형태의 꿀 제품.

- 프로폴리스 또는 그의 시럽 형태의 꿀 제품.

- 로얄제리 또는 그의 시럽 형태의 꿀 제품.

- 액체 벌꿀 및 다른 꿀 제품에서, 110^oC 이상의 온도 및 1초 미만의 유지 시간의 열처리에 의하여 문헌에 공지된 것보다 상당히 짧은 혐기성 포자에 대한 데시메이션 시간을 얻는 방법.

- HMF 함량의 증가가 최대 15 mg/kg이 되고 색상, 냄새 및 맛에 최소의 영향을 주는 열처리에 의하여 모든 자연 발생 포자가 제거 (감소)될 수 있는 꿀의 처리.

- 열처리 전의 꿀 내의 양에 비하여 최대 15 mg/kg의 증가로 줄어드는 정도와 같은, 열처리 후 HMF가 40 mg/kg 미만이 되는 110^oC 이상의 온도 및 1 초 미만의 유지 시간에서의 꿀의 열처리.

- 혐기성 포자의 수를 감소시키고 전통적으로 사용된 열처리에 의한 것보다 더 낳은 물리화학적 성질과 맛을 유지하기 위하여 110^oC 이상의 온도 및 1 초 미만의 유지 시간에서 꿀 또는 벌로부터 얻은 다른 제품 (로얄제리, 프로폴리스 등) 또는 그들의 추출물이 첨가된 시럽의 열처리.

따라서 본 발명은, HMF 함량이 현저하게 증가되지 않도록, 110^oC 내지 170^oC에서 0.001 초 내지 1 초, 즉 1 내지 1000 ms 동안 열처리를 하여 꿀 제품 내의 자연적으로 발생하는 클로스트리듐 보툴리눔 포자의 함량을 현저하게 감소 또는 제거하는 방법에 관한 것이다.

HMF 함량의 현저하지 않은 증가는 소비 목적의 꿀을 사용하는 경우 최대 15 mg/kg의 증가를 의미하는 것이다. 상기 지침에 따르면, 비산업적 또는 제과용 꿀은 최대 40 mg/kg의 HMF을 함유해야만 한다.

이에 따라, HMF 함량이 40 mg/kg 미만인 포자 무함유 꿀 제품을 제조하는 것이 가능하다.

현저한 감소 또는 제거는 1 내지 8의 데시메이션 (로그 1 내지 로그 8 cfu/g), 즉, log 1 , log 2, log 3, log 4, log 5, log 6, log 7 또는 log 8을 의미하는 것이다.

처리에 사용되는 꿀 제품은 일반적인 전처리, 예를 들어 낮은 온도에서의 열처리 또는 여과를 행한 것일 수 있다.

처리 온도

유용한 온도는 115^oC, 120^oC, 125^oC, 130^oC, 135^oC, 140^oC, 145^oC, 150^oC, 155^oC, 160^oC, 165^oC 또는 170^oC이다. 낮은 온도가 사용되는 경우엔, 짧은 처리 시간에 의하여 포자의 감소가 없거나 열등하게 된다. 더 높은 온도를 사용할 수도 있지만, 이때는 변색, 맛 및 HMF 함량이 악화될 위험이 증가하게 된다.

열처리 시간 (유지 시간)

열처리 시간은 대략 1 ms 내지 대략 1000 ms이다. 특히 유리한 유지 시간은 1 ms; 2 ms; 3 ms; 4 ms; 5 ms; 6 ms; 7 ms; 8 ms; 9 ms; 또는 10 ms이지만, 또한 더 긴 유지 시간 20 ms; 30 ms; 40 ms; 50 ms; 60 ms; 70 ms; 80 ms; 90 ms 또는 100 ms도 유용하다. 또한 대략 1000 ms 이하의 유지 시간, 예를 들어 900 ms; 800 ms; 700 ms; 600 ms; 500 ms; 400 ms; 300 ms 또는 200 ms도 사용될 수 있다.

물론, 높은 온도에서 더 짧은 시간의 처리도 가능하다.

현재, 130^oC의 온도에서 0.01 초 동안 처리하는 것이 바람직하다.

상기 처리는 100^oC 이상의 온도에서 2 내지 1000 ms의 유지 시간 동안 제품의 열처리가 가능한 설비에서 수행될 수 있다. 상기 설비는 주입 원리에 따라서 또는 증기 주사, 스팀 주사에 의하여 작동될 수 있다. 이러한 종류의 상업적 설비는 니로(Niro), GEA, APV 및 테트라 라발(Tetra Laval)과 같은 회사로부터 입수 가능하다. 유지 시간을 결정하는 것은 전적으로 쉽지는 않으며, 이는, 예를 들어 니로 사의 유럽 특허 출원 EP 1047303A2 (ULTRA-SHORT HEAT TREATMENT METHOD FOR A LIQUID)로부터 명백히 알 수 있는 원리에 따라서, 홀딩셀(holding cell)의 크기 및 증기 압력 및 밸브의 위치 및 물리적 증기 데이타를 비롯한 설비 내의 많은 물리적 조건에 의하여 결정된다.

본 발명은 또한 상기 설명된 방법에 의해서 얻을 수 있는 꿀 제품에 관한 것이다.

벌꿀은, 시작 물질의 HMF 함량에 따라 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20 미만 또는 더 낮은 값의 HMF 함량 (mg/kg) 및 2 log, 3 log, 4 log, 5 log, 6 log 및 7 log를 또한 포함하는 1 log 내지 8 log의 데시메이션 값을 갖도록 얻을 수 있다. 수득된 결과를 하기에 나타내었다. 동시에, 3 % 미만의 최소 물함량 증가를 얻을 수 있다. 예를 들어, 새롭게 추출된 꿀을 처리함으로써, 더욱 낮은 HMF 함량 (mg/kg), 예를 들어 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5를 얻는 것도 가능할 수 있다.

꿀이 이미 지니고 있는 HMF 함량의 증가가 발생하기 때문에 어느 정도까지 낮출 수 있는지는 알기 어렵다. 따라서 15 mg/kg 이하의 증가 및 40 mg/kg 이하의 함량이 받아들일 만하다. 최종 처리된 꿀 내의 최소 증가 및 최소 HMF 함량을 얻는 것이 목표이다. 예를 들어 LSI-설비에서 예열 시간의 최적화는 본 발명에 따른 열처리에 앞서 수행된다 (하기 참조). HMF 함량의 최대 증가를 14 mg/kg, 13 mg/kg, 12 mg/kg, 11 mg/kg, 10 mg/kg, 9 mg/kg, 8 mg/kg, 7 mg/kg, 6 mg/kg, 5 mg/kg, 4 mg/kg, 3 mg/kg, 2 mg/kg로 낮추는 것이 가능할 것으로 기대된다. 가능한 결정을 용융시키기 위하여 공급기에서 통상의 약한 열처리 (70^oC의 열기로 용융되고 여과 전에 54^oC로 가열)를 사전에 가할 때, 출발 시점에, 실험에서 사용되는 꿀은 28 mg/kg의 HMF 함량을 갖는다. 새롭게 추출된 꿀이 사용되는 경우, HMF 함량은 1-5 mg/kg 정도로 낮을 것으로 추정된다. 천연 함량은 꿀의 유형에 따라 변할 수 있다.

실험 부분

하기의 측정 방법이 사용됨

혐기성 포자의 감소 (사멸)

적합한 혐기성 포자를 첨가하고 열처리 전과 후에 포자의 양을 측정하여 혐기성 포자의 감소를 평가하였다. 형태, 물질, 전환 및 내열성에 관하여, C. 스포로진은 C. 보툴리눔과 매우 유사하다. 본 발명자는, 이러한 생물이 병원성이 아니고, 따라서 자주 C. 보툴리눔에 대한 시험 생물 및 대체물로 사용되기 때문에, 이를 사용하였다. 파종(Seeding)은 약 1 리터의 성장 배지에서 C. 스포로진으로 수행하였다. 배지를 37^oC에 놓고, 박테리아는 혐기성 조건 하에서 증식하였다. 더 이상 존재하는 영양물이 없고 성장이 중단되면, 배지를 냉각시켰다. 그에 대하여, 영양 세포 (vegetative cells)는 포자 형태를 취하게 된다. 포자 함량은, 현미경으로 계산하고 판 산란 (plate scattering) 방법으로 배양하여 측정된다. 꿀에 최소 1 x 10⁵ cfu/g를 첨가하는 것이 목적이다. 꿀의 과도한 희석을 피하기 위하여 포자 현탁액 내에 높은 농도의 포자를 얻는 것이 중요하다.

포자 현탁액을 블루캡으로 불리는 스크류 뚜껑을 갖는 3 x 1 리터 실험실 병(bottle)에 채웠다. 이러한 블루캡은 수취시부터 냉각 보관한다. 실행하기 직전, 포자 용액을 교반 하에서 예열된 꿀에 첨가하고, 조심스럽게 교반을 행하였다. 높은 점도 및 짧은 정체 시간 때문에, 포자는 LSI 설비의 밸런스 탱크 내의 꿀 내에서 침강할 것으로 기대되지 않는다 (하기 참조). 꿀 내의 삼투압은 포자의 내열성을 감소시키게 되는 초기 발아를 방지한다.

포자 함량의 측정

분석은 MPN (최근접수(most probable number)) 방법에 따라서 실시하였고 클로스트리듐 및 바실루스 속의 박테리아로부터의 호기성 및 혐기성 포자를 조사하였다. 이 방법은 옥소이드-크로슬리 밀크(Oxoid-Crossley milk) MPN 방법이다. 옥소이드-크로슬리 밀크 배지 - 옥소이드 0213을 사용한다. 샘플들을 20 분 동안 80^oC에서 열처리하여 영양 세포를 사멸시키고 포자의 형성을 활성화시킨다. MPN 원리에 따라 계열 희석을 수행하고, 1 ml의 샘플 (또는 희석)로 3 개의 튜브를 사용하여 3 줄로 파종을 수행하였다. 샘플들을 가열 캐비넷에서 37^oC로 4 일간 인큐베이션하였다. 샘플들을 판독하고, 배지의 색상이 자주색으로 변한 경우 양성으로 간주한다.

열처리 온도

열처리 온도는 아메텍 덴마크(Ametek Denmark) A/S에 의해 공급되는 접지된 용접 부위를 갖는 프로드 페더센 터모엘레멘트 (Frode Pedersen Termoelement) 유형 K, No. 061901-1로 측정하였다.

유지 시간

유지 시간 또는 정체 시간으로 불리는 처리 시간은 제품의 흐름 및 홀딩셀의 부피 및 사용된 증기 양의 계산을 통하여 계산된다. 증기 양은 감소 밸브의 압력 측정 및 밸브의 특성을 통해 계산된다. 압력 손실은 2 개의 보정된 디지탈 압력계로 측정된다. 제품 흐름은 자성 유량계로 측정된다. 이러한 데이타들은 log 데이타로 연속적으로 수집된다. 상기 방법은, 특히 작은 설비에서, 어느정도 불확실성이 있긴 하지만, 모든 유지 시간은 1 초 미만으로 추정된다. 큰 설비에서는 계산된 유지 시간의 정확성을 높이는 정확한 증기 측정계를 사용할 수 있다. 그러나, 계산된 값은 포자에 대한 사멸 역학을 측정하는데 사용된다.

HMF 의 측정

분석은 브레멘의 호닝 연구소 (Honninginstituttet Dr. C. Luellmann)에서 외부적으로 수행하였다. 방법은 DIN 10751, 파트 1을 따르며, 이는 윙클러 (Winkler)로 명명되고, p-톨루이딘 및 광학 측정을 사용한다.

열처리 장비

UHT-처리는 LSI로 명명된 직접 증기 주사를 갖는 파일럿 UHT-설비에서 수행하였다. LSI-설비는 니로 A/S사 (현재는 GEA, Gladsaxevej 305, Soborg, Denmark)의 상품명이지만, 상업적으로 입수 가능한, 짧은 유지 시간 (2 초 미만)을 갖는 열처리가 가능한 다른 설비, 예를 들어 인스탄트 인퓨젼(Instant Infusion) (제조사: Ivensys APV)도 존재한다. 사용된 설비는 100 kg/시간의 용량을 갖는다. 상기 설비는 100^oC 이상의 온도에서 1 초 미만의 극히 낮은 유지 시간으로 작동되도록 설계되었다. 이는 홀딩셀로부터 제품을 매우 빠르게 배출시키도록 과량의 증기를 공급하여 수행된다. 설비는 log 데이타로 제공되며, 주요 작동 데이타는 열역학적 계산으로부터 계산될 수 있다.

UHT 설비의 개략도를 도 1에 나타내었다. 도면의 부호는 다음과 같은 의미를 갖는다:

T1 = 공급 탱크. F1 = 플래쉬 탱크. K1 = 콘덴서. Pl = 압력계. Tl = 온도계.

P1 = 공급 펌프.

P-2 = 회수 펌프. P-3 = 진공 펌프. LSI = LSI 유닛. R = 오리피스. V1 = 증기 감소 밸브.

V2 = 배출 밸브. V3 = 샘플링 고무 막. V4 = 샘플링 탭. Hl = 홀딩셀.

LSI의 작동은 니로 A/S로부터 첨부되는 문헌에 기재되어 있다. 상기 공정은 다른 제조자의 상응하는 UHT 설비로 수행될 수도 있다.

꿀 내의 포자 감소

약 1 리터의 성장 배지에서 C. 스포로진으로 파종을 수행하였다. 배지를 37^oC에 놓고, 박테리아는 혐기성 조건에서 증식한다. 더 이상의 존재하는 영양물이 없고 성장이 중단되면, 배지를 냉각한다. 그에 대하여, 영양 세포는 포자 형태를 취하게 된다. 포자 함량은, 현미경으로 계산하고 판 산란 방법으로 배양하여 측정된다. 꿀에 최소 1 x 10⁵ cfu/g를 첨가하는 것이 목적이다. 꿀의 과도한 희석을 피하기 위하여 현탁액 내에 높은 농도의 포자를 얻는 것이 중요하다.

포자 현탁액을 3 x 1 리터 블루캡에 채웠다. 이러한 블루캡은 수취시부터 냉각 보관한다.

45 kg의 꿀을 50^oC로 가열 자킷을 갖는 탱크에 저장하였다. 온도가 너무 높아지거나 가열 시간이 너무 길어지면 HMP 함량이 증가될 수 있기 때문에 자킷 내의 물의 온도가 55^oC를 초과하지 않는 것이 중요하다. 그 후 3 리터의 C. 스포로진 현 탁액을 첨가하였다. 조심스럽게 교반을 하였다. 분석을 위해 포자를 갖는 꿀의 샘플을 취하였다. 물에서 LSI 설비를 시작하고 LSI 온도를 140^oC로, 플래쉬 증기 온도를 55^oC로 설정하였다. 설비가 안정적으로 작동되면, 공급 탱크 내의 물의 양이 완전히 하강하도록 하고, 포자 현탁액을 함유하는 꿀을 첨가하였다. 꿀은 설비 내에서 140^oC의 온도로 가열되고, 이 온도에서 1 초 미만 동안 유지되며, 55^oC로 플래쉬-냉각된다. 설비가 안정적으로 작동되는 때에 플래쉬-냉각 후 꿀의 샘플을 취하였다.

열처리 전 및 후의 샘플을 S. 스포로진 및 HMF에 대하여 분석하였다.

상기 실험은 다른 온도, 예를 들어 150, 130, 120 및 110^oC에서 반복될 수 있다.

로얄제리 시럽 내의 포자 감소

9 kg의 물의 무게를 재고 이를 수조 내에서 55^oC로 가열하여 30 kg의 시럽을 제조하였다. 이 후 물에 용해된 18 kg의 프럭토스를 첨가하였다. 용액에 3 kg의 냉각-건조된 로얄제리를 첨가하였다. 로얄제리 시럽을 포자 현탁액에 첨가하고, LSI에서 꿀과 유사하게 처리하였다. 마찬가지로 샘플을 LSI 처리 전 및 후에 취하였다.

프로폴리스 시럽 내의 포자 감소

9 kg의 물의 무게를 재고 이를 수조 내에서 55^oC로 가열하여 30 kg의 시럽을 제조하였다. 이 후 물에 용해된 18 kg의 프럭토스를 첨가하였다. 용액에 프로파라르마(Prophararma) (PWE-13)로부터 동결-건조된 3 kg의 프로폴리스 추출물을 첨가하였다. 프로폴리스 시럽을 포자 현탁액에 첨가하고, LSI에서 꿀과 유사하게 처리를 하였다. 마찬가지로 샘플을 LSI 처리 전 및 후에 취하였다.

효모 및 박테리아가 높은 삼투압에서는 성장할 수 없기 때문에, 약 60 %의 프럭토스 시럽을 사용하여, 자기-보존(self-preserving) 효과를 얻는다. 프럭토스를 사용하여, 결정화를 더욱 피하게 된다. 제품 표면 대기가 예를 들어 질소 또는 이산화탄소와 같은 비활성 기체이면, 박테리아, 효모 및 곰팡이의 성장이 예방되기 때문에 제품을 안전한 방법으로 저장할 수 있다.

결과

상기 기재한 일반적인 방법을 사용하여, 하기 결과를 얻었다.

온도 및 유지 시간으로 비교된 HMF (mg/kg)의 형성을 도 2에 나타내었다. 1 초 이상의 유지 시간을 갖는 샘플을 기재된 분 동안 온도를 유지한 수조 내에서 가열함으로써 제조하였다.

LSI 처리는 120^oC 내지 140^oC의 온도에서 HMF 함량을 10 HMF mg/kg 이하로 증가시킨다. 110^oC에서는 HMF 함량이 영향을 받지 않는 것으로 보인다.

긴 유지 시간 때문에 80^oC 및 90^oC로의 가열은 HMF 함량을 상당히 증가시키는 것으로 보인다. 80^oC 및 90^oC에서 300 및 1800 초의 유지 시간에 대하여는 포자의 감소가 측정되지 않았다 (결과는 나타내지 않음).

LSI-처리된 꿀에 대하여는, HMF 함량이 최대 40 mg/kg이어야 한다는 꿀의 기준에 관한 지침을 준수하는데 문제가 없는 것으로 보인다.

도 3은 얻은 결과를 그래프로 나타낸 것이다.

결론

도 3을 통해 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의하여 1 초 미만의 계산된 유지 시간에서 C. 스포로진 포자의 매우 효과적인 감소를 얻는 것이 가능하다. 이미 본 발명자는 110^oC에서, 140^oC에서는 8 log의 감소로 증가하는 약 1 log의 감소를 얻었다. 이러한 효과적인 사멸은 양호한 D_t 값 (데시메이션 시간)을 얻게 한다. 문헌에 따르면, C. 스포로진은 0.1 - 1.5 분, 전형적으로 1 분의 D₁₂₁을 갖는다. 상기 방법에 의하여, 놀랍게도 120^oC에서 8.59 * 10^-5 분의 D₁₂₁ 값이 얻어지며, 이는 표의 값에 비하여 11000-12000 배 짧은 사멸 시간이다. 현재로서는 이러한 큰 효과의 이유를 설명하기 어렵지만, 순간적인 가열 및 냉각이 전통적인 열처리 (더 긴 시간)에 비하여 현저하게 높은 사멸을 나타내는 일종의 쐐기 효과(chock effect)를 나타낼 수 있는 것으로 생각된다.

사멸 곡선, D₁₂₁, D_t 값은 흔히 문헌에, 예를 들어 문헌[Pelczar, Reid, and Chan Microbiology, 1977] 또는 문헌[Poul Erner Andersen & Jorgen Risum "Indtroduktion til levnedsmiddel teknologien", 1989]에 기재되어 있다.

HMF 함량은 가열 중에 증가되지만, 낮은 온도에서 지속적인 가열의 경우 보다 UHT 처리에서 덜 증가한다. 따라서 꿀의 UHT 처리에서, 1 kg 당 최대 40 mg의 HMF이라는 지침의 기준을 준수하는 것이 달성되었다.

Claims (15)

1. 40 mg/kg 미만의 HMF 함량을 갖는 자연적으로 발생하는 혐기성 포자를 무함유하는 열처리된 꿀 제품.
2. 제1항에 있어서, 상기 제품이 벌꿀 또는 그의 시럽인 꿀 제품.
3. 제1항에 있어서, 상기 제품이 프로폴리스 또는 그것의 시럽인 꿀 제품.
4. 제1항에 있어서, 상기 제품이 로얄제리 또는 그의 시럽인 꿀 제품.
5. 110^oC 내지 170^oC에서 0.001 초 및 1 초 사이의 유지 시간으로 열처리하여, HMF 양이 1 kg 당 15 mg의 HMF 초과로 증가하지 않고, 처리된 제품 내의 HMF-함량이 1 kg 당 40 mg의 HMF 미만인, 천연 꿀 제품에서 클로스트리듐 보툴리눔 포자의 자연적으로 발생하는 함량이 현저하게 감소 또는 제거되는, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 제품의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서, 꿀 제품이 110^oC 내지 140^oC에서 0.001 초 내지 1 초 동안 열처리되는 방법.
7. 제5항에 있어서, 꿀 제품이 120^oC 내지 130^oC 이상에서 0.001 초 내지 1 초 동안 열처리되는 방법.
8. 제5항에 있어서, 꿀 제품이 125^oC 이상에서 0.1 초 동안 열처리되는 방법.
9. 제5항에 있어서, 꿀 제품이 130^oC 이상에서 0.01 초 동안 열처리되는 방법.
10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 꿀 제품이 벌꿀 또는 그의 시럽인 방법.
11. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 꿀 제품이 프로폴리스 또는 그의 시럽인 방법.
12. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 꿀 제품이 로얄제리 또는 그의 시럽인 방법.
13. 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 UHT 설비에서 수행되는 방법.
14. 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 얻을 수 있는 꿀 제품.
15. 40 mg/kg 미만의 HMF 함량 및 1 내지 8의 데시메이션 값 (1 로그 내지 8 로그 cfu/g)을 갖는 제14항에 따른 벌꿀.

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