KR20070111800A - 유기농 설탕 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 원재료인 사탕수수를 압착하여 그 사탕수수에서 원액을 추출하는 압착 및 착즙단계와; 추출된 원액에 포함된 이물질과 불순물을 제거하는 여과단계와; 여과단계를 통해 이물질과 불순물이 제거된 원액을 냉각시키고 결정당을 첨가하여 포화도를 높이는 냉각단계와; 냉각단계를 통해 포화도가 높아진 당밀을 원심분리시켜 고형분을 석출하는 저속원심분리단계와; 저속원심분리단계를 통해 얻어진 고형분을 저온 건조시키므로 비타민이 파괴되지 않는 당 결정을 얻는 저온건조단계와; 저온건조단계를 통해 얻어진 당 결정을 후공정을 통해 설탕 제품으로 출하하는 포장단계를 갖는 유기농 설탕 제조방법을 제공한다.
유기농설탕, 사탕수수, 당밀, 고형분, 결정화.
Description
도 1은 종래의 설탕 제조방법을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 설탕 제조방법을 나타낸 블록도,
도 3은 사탕수수 원당의 비타민 성분과 본 발명에 따라 결정화된 이후 결정당에 잔류한 비타민 성분을 나타낸 그래프.
본 발명은 유기농 설탕 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 설탕의 제조과정에서 사탕수수에 들어있는 천연 비타민과 무기질 등 여러 유용한 성분이 파괴되지 않고 잔류할 수 있도록 하는 유기농 설탕 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 설탕은 사탕수수나 사탕무에서 추출한 당 성분을 농축, 정제, 결정 등 여러 과정을 거쳐 생산되는 것으로, 단순히 조미료의 용도뿐만 아니라, 제과제빵을 비롯하여 양조, 식품가공, 식품보존, 음료 등 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 설탕은 그 주성분이 수크로오스이므로 체내에서 쉽게 흡수되는데, 흡 수된 설탕은 포도당과 과당으로 분해된 다음 주로 열량원으로 이용된다. 그러나 설탕에는 설탕의 대사에 필요한 비타민과 무기질 등의 성분이 없으므로 건강상의 문제가 발생될 수 있기 때문에 과다 소비는 유해한 것으로 알려져 있으며, 이와 같은 문제점으로 인하여 체질에 따라서는 그 소비가 매우 제한적일 수밖에 없다.
도 1은 이와 같은 설탕의 제조방법을 나타낸 블록도로서, 도시된 바와 같이 종래의 설탕 제조과정은 압착 및 착즙단계, 석회첨가단계, 여과단계, 1차농축단계, 고속원심분리단계, 정제단계, 농축 및 건조단계, 포장단계로 이루어진다.
먼저, 압착 및 착즙단계는 원재료인 사탕수수를 압착하여 그 사탕수수 줄기에서 즙액을 추출하는 단계이다.
석회첨가단계는 즙액에 석회를 첨가하여 즙액의 산성도를 중화시키는 단계로서, 즙액은 자연적으로 산성의 성질을 가지고 있으므로 이러한 석회첨가단계를 통해 즙액의 산도를 중화시킬 수 있게 된다.
여과단계는 중화된 즙액에 포함된 이물질 등을 여과하는 단계로서, 이러한 여과단계는 석회의 첨가로 인해 발생된 침전물이나 파티클, 각종 불순물 등을 걸러내게 된다.
1차농축단계는 여과단계를 거친 즙액을 농축하는 단계로서, 즙액에 포함된 수분을 제거하므로 즙액을 농축하게 된다.
고속원심분리단계는 당밀을 만들기 위한 단계로서, 1차농축단계를 거친 즙액에 당도 95~99.0% 이상인 결정당을 100:20의 비율로 첨가시켜 포화도를 높인 후, 대략 2000~5000rpm 정도의 높은 회전수를 이용하여 고형분을 분리하는 결정당 생산 단계이다.
정제단계는 정백당의 생산을 위해 결정당을 일정한 농도의 수용액상으로 만들어 정제하는 단계로서, 이러한 정제는 활성탄, 이온교환수지(합성수지)를 통해 당밀을 여과시켜 정제된 당밀을 얻게 된다.
농축 및 건조단계는 당 결정을 얻기 위한 단계로서, 규조토를 통해 정제된 당밀을 반복 여과하여 정제하고, 버큠드라이어 등을 이용하여 정제된 당밀에 포함된 수분을 제거하게 된다. 그리고 대략 80℃정도의 열풍을 이용하여 가열하거나 개방형 고온 가열을 통해 수분을 제거하여 정제된 당결정을 얻을 수 있게 된다.
포장단계는 농축 및 건조단계를 통해 얻어진 결정 형태의 정제당을 후공정을 통해 제품으로 출하하는 단계이다.
그러나 이와 같은 종래의 설탕 제조방법은 석회첨가단계에서 즙액의 산성을 중화시키기 위하여 석회를 첨가하므로 이 과정에서 즙액에 포함된 천연 비타민과 무기질 등의 여러 유용한 성분이 함께 파괴되거나 침전되는 문제점이 발생되었다.
또한 종래의 설탕 제조방법은 정제단계에서 활성탄과 합성수지인 이온교환수지를 사용하여 정백화시키므로 이 과정에서 천연 비타민과 무기질 등의 여러 유용한 성분이 활성탄에 흡착되거나 이온교환수지에 의해 필터링되는 문제점이 발생되었다.
그리고 종래의 설탕 제조방법은 농축 및 건조단계에서 규조토를 통해 정제된 당밀을 다시 여과하므로 가일층 천연 비타민과 무기질 등을 제거하는 문제점이 발생되었고, 또한 고온가열에 의해 건조시키므로 극소량의 비타민마저 파괴되는 문제점이 발생되었다.
따라서 종래의 설탕 제조방법을 통해 생산된 설탕은 사탕수수에 포함된 천연 비타민과 무기질 등 여러 유용한 성분이 제거되거나 파괴된 상태이므로 영양학적으로 불균형한 상태일 수밖에 없으며, 특히 건강을 중요하게 생각하는 현대인들로 하여금 설탕에 대한 부정적인 인식을 제공하고, 그 소비가 크게 줄어들게 되는 등 심각한 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 설탕의 제조과정에서 사탕수수에 포함된 천연 비타민과 무기질 등의 여러 유용한 성분이 파괴되지 않고 잔존하도록 하여 건강에 유익한 설탕을 생산할 수 있는 유기농 설탕의 제조방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기농 설탕 제조방법은 원재료인 사탕수수를 압착하여 그 사탕수수에서 원액을 추출하는 압착 및 착즙단계와; 추출된 원액에 포함된 이물질과 불순물을 제거하는 여과단계와; 여과단계를 통해 이물질과 불순물이 제거된 원액을 냉각시키고 결정당을 첨가하여 포화도를 높이는 냉 각단계와; 냉각단계를 통해 포화도가 높아진 당밀을 원심분리시켜 고형분을 석출하는 저속원심분리단계와; 저속원심분리단계를 통해 얻어진 고형분을 저온 건조시키므로 비타민이 파괴되지 않는 당 결정을 얻는 저온건조단계와; 저온건조단계를 통해 얻어진 당 결정을 후공정을 통해 설탕 제품으로 출하하는 포장단계를 갖는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 유기농 설탕 제조방법에 대한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 설탕 제조방법을 나타낸 블록도이고, 도 3은 사탕수수 원당의 비타민 성분과 본 발명에 따라 결정화된 이후의 비타민 성분을 나타낸 그래프로서, 도시한 바와 같이 본 발명의 유기농 설탕 제조방법은 크게 압착 및 착즙단계, 여과단계, 냉각단계, 저속원심분리단계, 저온건조단계, 포장단계로 이루어진다.
먼저, 압착 및 착즙단계는 원재료인 사탕수수를 압착하여 그 사탕수수에서 원액을 추출하는 단계로서, 이러한 압착 및 착즙은 소정크기로 절단된 사탕수수를 통상의 압착 또는 착즙기에 투입하므로 사탕수수의 원액을 얻게 된다.
여과단계는 추출된 원액에 포함된 이물질과 불순물을 제거하는 단계로, 이러한 이물질과 불순물의 제거는 필터 등을 통해 이루어지며, 원액에 포함된 사탕수수의 잔류물이나 이물질 등을 제거하게 된다.
냉각단계는 여과된 원액을 냉각시키고 결정당을 첨가하는 단계로서, 저온 냉 각장치가 설비된 저수조를 통과시키므로 대략 5℃ ~ 10℃로 냉각시킨 후 대략 100:5 ~ 100:10의 비율로 결정당을 첨가하여 포화도를 높여 당밀을 얻게 된다. 이때 결정당은 5℃~10℃로 냉각된 원액의 특성상 적게 투입하면서도 포화도는 높일 수 있다. 그리고 원액에 포함된 비타민과 유기성분은 일반적으로 그 특성상 온도(또는 열)에 민감하나, 냉각단계에 의해 냉각되므로 이후의 단계에서 파괴되지 않고 그대로 잔존하게 된다.
저속원심분리단계는 당성분을 석출하기 위한 단계로서, 냉각단계를 통해 얻어진 당밀을 5~10℃ 정도의 저온에서 600~1000rpm 정도의 회전속도로 회전시키므로 용해도에 의한 당 결정화 및 이에 따른 고형분을 보다 신속하고 효율적으로 얻을 수 있게 된다.
여기서 저속원심분리단계에 사용되는 원심분리기는 연속식을 사용하므로 고형분은 아래쪽으로 배출되고, 액체부분은 인입 반대편으로 자동 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
저온건조단계는 저속원심분리단계를 통해 얻어진 고형분을 건조시켜 당을 결정화하는 단계로서, 이러한 저온건조단계는 진공감압농축법을(10-3mbar) 실시하여 40℃ 아래에서 건조가 이루어지도록 하므로 수분의 제거와 함께 건조과정에서 당 결정에 포함된 비타민 등의 파괴를 방지하게 된다.
포장단계는 결정 형태의 설탕을 후공정을 통해 제품으로 출하하는 단계이다.
이와 같이 본 발명의 유기농 설탕 제조방법은 기존의 방법과는 달리 여과단 계에서 석회를 첨가하지 않으므로 압착 및 착즙된 원액을 중화시키지 않는다. 따라서 착즙된 원액에 포함된 천연 비타민이나 무기질 등이 아래의 <표1>에서 나타낸 바와 같이 거의 그대로 잔류하게 되는 장점이 있다.
| 비타민(Vitamin) | 함량(mg/Kg) | 비타민(vitamin) | 함량(mg/Kg) |
| Biotin | 1.32 | Pyridoxine(Vt B6) | 5.0 |
| Folic Acid(Vt B9) | 0.04 | Riboflavin(Vt B2) | 2.5 |
| Inositol | 6000 | Thiamine(Vt B1) | 1.8 |
| Pantothenic acid(Vt B5) | 64.0 | Nicotinic Acid(Vt B3) | 800 |
또한 본 발명의 유기농 설탕 제조방법은 기존의 방법과는 달리 활성탄, 이온교환수지, 규조토를 사용한 정제과정을 거치지 않으므로 당밀에 포함된 천연 비타민과 무기질 등의 여러 유용한 성분을 그대로 보존할 수 있고, 더욱이 여과과정과 정제과정을 거치지 않으므로 설탕의 생산과정을 크게 단축시키게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 사탕수수 원당의 비타민 성분과 결정화된 이후의 비타민 성분을 나타낸 그래프로서, 도시한 바와 같이 가공전 사탕수수 원당에 포함된 대부분의 비타민 B군은 결정화된 설탕에 그대로 잔류하게 됨을 알 수 있다.
따라서 본 발명에 의해 생산된 설탕은 기존의 설탕과는 달리 천연 비타민과 무기질이 파괴되지 않고 잔류하므로 설탕의 대사시 체내의 비타민을 소비하지 않으며, 이로 인하여 영양학적으로 진일보한 기능을 갖게 되고, 설탕에 대한 부정적인 인식을 제거함과 아울러 건강에 유익한 설탕을 제공할 수 있게 된다.
더욱이 본 발명은 냉각단계를 통해 열에 민감한 비타민이 가공공정에서 파괴되는 것을 최소화하고, 저온으로 냉각된 원액으로 인하여 적은 양의 결정당을 첨가하면서도 포화도는 높일 수 있으며, 저온에서 저속으로 원심분리를 수행하므로 고형분을 신속하게 석출할 수 있게 되는 등 결정당의 투입량은 크게 줄이면서 설탕의 생산성과 효율성을 높일 수 있게 된다.
한편, 이와 같은 본 발명의 실시 예는 바람직한 일예를 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명의 적용범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며, 동일사상의 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 여과단계에서 석회를 첨가하지 않고, 또한 활성탄, 이온교환수지, 규조토를 사용한 정제과정을 거치지 않으므로 사탕수수에 포함된 천연 비타민과 무기질 등의 여러 유용한 성분을 그대로 보존할 수 있으며, 냉각단계와 저온 건조를 통해 비타민의 파괴를 방지하였다.
따라서 본 발명은 영양학적으로 진일보하면서 인체에 유해하지 않은 설탕을 생산할 수 있으므로 설탕에 대한 부정적인 인식을 제거함과 아울러 건강에 유익한 설탕을 제공하고, 설탕에 대한 품질과 상품성을 높이는 매우 유용한 효과가 있다.
더욱이 본 발명은 냉각단계와 저온 및 저속원심분리를 통해 당밀을 결정화하므로 결정당의 첨가량과 결정화시간을 줄이면서 설탕의 생산성은 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과도 있다.
Claims (4)
- 원재료인 사탕수수를 압착하여 그 사탕수수에서 원액을 추출하는 압착 및 착즙단계와;추출된 원액에 포함된 이물질과 불순물을 제거하는 여과단계와;여과단계를 통해 이물질과 불순물이 제거된 원액을 냉각시키고 결정당을 첨가하여 포화도를 높이는 냉각단계와;냉각단계를 통해 포화도가 높아진 당밀을 원심분리시켜 고형분을 석출하는 저속원심분리단계와;저속원심분리단계를 통해 얻어진 고형분을 저온 건조시키므로 비타민이 파괴되지 않는 당 결정을 얻는 저온건조단계와;저온건조단계를 통해 얻어진 당 결정을 후공정을 통해 설탕 제품으로 출하하는 포장단계를 갖는 것을 특징으로 유기농 설탕 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 냉각단계는 여과된 원액을 온도에 민감한 비타민 및 미량 유기성분을 파괴하지 않도록 5℃ ~ 10℃로 냉각시킨 후, 100:5 ~ 100:10의 비율로 결정당을 첨가하여 포화도를 높이는 것을 특징으로 하는 유기농 설탕 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 저속원심분리단계는 용해도 차이를 이용한 당 결정의 분리가 용이하게 이루어지도록 5~10℃의 온도에서 600~1000rpm 정도의 회전속도로 회전시켜 고형분이 석출되도록 한 것을 특징으로 하는 유기농 설탕 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 저온건조단계는 비타민의 파괴를 방지하도록 진공감압농축법을(10-3mbar) 실시하여 40℃ 아래에서 건조가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 유기농 설탕 제조방법.
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