KR20170125576A - 두부순물을 이용한 동결건조 분말의 제조방법 및 그의 용도 - Google Patents

두부순물을 이용한 동결건조 분말의 제조방법 및 그의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 두부순물을 이용한 동결건조 분말의 제조방법 및 그의 용도에 관한 것이다. 보다 상세하게는 두부순물의 pH를 조정하는 단계와, 활성탄을 이용하여 두부순물의 냄새를 제거하고 색소를 제거하는 정제 단계와, 두분순물을 동결건조하여 분말화하는 단계로 구성된다.
본 발명은 동결건조시켜 분말화한 두부순물을 식품부형제, 순대조성물, 발효용 배지 조성물 및 사료조성물 등에 이용할 수 있다.

Description

두부순물을 이용한 동결건조 분말의 제조방법 및 그의 용도{Method for Freeze-Dried Power Using Soybean Curd Whey and Use Thereof}
본 발명은 두부순물을 이용한 동결건조 분말의 제조방법 및 그의 용도에 관한 것이다. 보다 상세하게는 두부순물의 pH를 조정하는 단계와, 활성탄을 이용하여 두부순물의 냄새와 색소를 제거하는 정제 단계와, 두분순물을 동결건조하여 분말화하는 단계로 구성된다.
본 발명은 두부 응고 공정에서 나오는 액상의 두부 순물을 동결건조한 후 파우더 형상으로 제품화 시켜 미생물의 배지, 장류 부형제, 떡류 부형제 및 사료 부형제 등에 이용할 수 있다.
두부는 두유(콩물)에 응고제를 넣어 단백질을 굳힌 것으로, 두유 속에 들어 있는 콩의 기름이 단백질과 함께 응고므로 단백질과 지방이 풍부하다. 단백질은 필수아미노산을 많이 함유하고, 소화흡수율도 매우 높아 한국 국민의 중요한 단백질 공급원으로 이용되어 왔다. 두부의 성분은 가식부 100g당 84㎉, 수분 82.8%, 단백질 9.3g, 지질 5.6g, 회분 0.9g, 당질 1.4g, 섬유소 0.2g, 칼슘 126㎎, 인 140㎎, 철 1.5㎎, 나트륨 5㎎, 칼륨 90㎎, 비타민B1 0.03㎎, 비타민B2 0.02㎎, 나이아신 0.2㎎로 이루어져 있다.
콩 단백질의 77%는 두부에 잔류하게 되고, 20%는 콩비지로 가고, 3%는 두부순물에 포함된다. 그 중에서 지질은 대부분 두부로 이행되고, 탄수화물은 비지에 함유되며, 나머지 수용성 무기질이나 비타민 그리고 이소플라본과 같은 기능성물질 등은 두부순물에 남게 된다.
두부순물에는 수분 97%, 탄수화물 1.56%, 단백질과 지방 및 회분 0.5%, 아미노산은 글루탐산 다음으로 아스파틴산이 많이 들어 있다. 주요 유리당은 sucrose와 starchyose가 85% 이상 함유되어 있고, fructose, raffinose, glucose 순으로 함유되어 있다.
옛날부터 모발세정제나 세탁보조제 등으로 사용되었고, 근래에는 미생물 배양에 영양성분으로 공급하거나, 폐수처리에 사용하고자 하는 시도가 있다.
두부 순물을 이용한 종래기술로는 한국특허등록 제10-0623626호(두부 순물을 이용한 유산균 배양용 배지, 및 상기 배지를 이용한 유산균 배양액을 포함하는 두부 응고제)는 두부 순물을 이용한 유산균 배양용 배지, 및 상기 배지를 이용한 유산균 배양액을 포함하는 두부 응고제에 대한 발명으로써, 두부 순물에 영양소를 첨가하여 유산균을 배양함으로써 과채류를 이용하여 생산한 간수 대체물에 비하여 훨씬 더 두부 제조 효능이 강한 간수 대체 응고액을 제공하며, 이를 이용한 두부를 제공한다. 이에 비하여 본발명은 유산균 배양용 배지의 경우 두부 순물에 다른 영양성분을 강화하여 사용하는 것인데 반하여, 본원발명의 경우 두부 순물 그 자체만을 이용하여 전처리 및 동결건조를 통항 파우더 형태의 미생물 배양용 배지를 제조하여 불쾌취가 감소된 미생물 배양용 배지를 제공하는 데 차이가 있다. 한국 공개특허 제10-2007-0039291호(두부 순물을 활용한 버섯 배양 생성물의 첨가 연두부의 제조 방법)는 β-glucosidase의 활성이 우수한 담자균류인 버섯을 이용하여 두부 순물 속에 포함된 배당체 형태의 이소플라본을 aglycone 형태로 변환하는 단계; 및 상기 두부 순물 속에서 배양된 버섯 배양 생성물이 첨가된 연두부를 생성하는 단계를 포함하는 두부 순물을 활용한 버섯 배양 생성물의 첨가 연두부의 제조 방법을 제공한다. 그러나 본 발명은 두부제조 시 발생하는 폐기물 및 수질오염 부하물질로서의 두부 순물의 천연 생리활성물질인 이소플라본의 효과적인 응용 및 이의 기능성 소재화 연구의 일환으로, 두부 제품을 섭취하는 사람들의 이소플라본의 섭취를증가시키고, 이소플라본 흡수율을 높이기 위한 두부 순물을 활용한 버섯 배양 생성물의 첨가 연두부의 제조 방법을 제공하는 효과가 있다. 한국 공개특허 제10-2002-0076804호(두부숨물을 이용한 간장의 제조방법)는 두부숨물을 이용하여 간장을 제조하는 것으로 양조간장과 효소간장의 장점을 모두 살릴 수 있는 효과적인 방법을 개발하여 버려지는 폐수를 활용함으로써 환경친화적인 공정의 개발 그리고 대두의 활용도를 극대화하는 방법을 제공하는데 있다. 한국특허등록 제10-1395656호(유청분말과 두부순물분말을 첨가한 치즈 및 이의 제조방법)는 유청분말, 두부순물분말 또는 이들의 혼합물을 첨가한 항산화 활성을 갖는 치즈 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 자세하게는 (a) 원유에 유청분말을 첨가하여 치즈 원료 혼합물을 준비하는 단계; (b) 상기 치즈 원료 혼합물을 살균 처리한 후 냉각한 다음 발효시키는 단계; (c) 상기발효물에 응유효소(렌넷)를 첨가하여 커드를 제조하는 단계; (d) 상기 커드를 절단한 후 교반하여 유청을 제거하는 단계; (e) 상기 유청이 제거된 커드에 유청분말, 두부순물 및 이들의 혼합물을 혼합하는 단계; (f) 이를 압착하여 성형한 다음 가염처리 하는 단계; 및 (e) 상기 가염된 커드를 숙성하는 단계를 포함하는 고 칼슘 및 항산화 활성을 갖는 치즈의 제조방법에 관한 것이다. 그 밖에 한국특허공개번호 10-2005-0013383(디에치에이 및 이피에이를 첨가한 기능성 두부의 제조방법)이 있으나, 본 발명과는 기술적구성이 다른 것이다.
콩을 이용하여 두부를 만들면 두유와 비지 및 응고제에서 유래하는 색소와 냄새 그리고 영양성분인 단백질, 수용성 무기질과 비타민 그리고 이소플라본과 같은 기능성물질 등은 두부순물에 남게 된다. 두부순물에는 수분 97%, 탄수화물 1.56%, 단백질과 지방 및 회분 0.5%, 잔부의 아미노산과 당류가 들어 있다. 그러나 이 두부순물에는 색소와 불쾌취 이외에 영양소들이 많지만, 마땅한 가공수단이 없어서 모발세정제, 세탁보조제, 미생물배지, 폐수처리에 사용하고자 하였으나, 실용화되지 못하고 있기 때문에 자원이 낭비되고 있다.
본 발명은 두부순물을 산업적으로 활용하기 위하여 두부순물을 전처리하는 단계와, 활성탄을 이용하여 두부순물의 냄새를 제거하고 색소를 제거하는 정제 단계와, 두부순물을 동결건조하여 분말화하는 단계로 구성된다.
1) 두부순물의 전처리
두부순물은 약산성의 pH 4.5∼5.0을 띄는데, 이는 두부순물 중에 유산균이 생육하므로 젖산을 생성하기 때문인 것으로 파악된다. 또한 pH가 산성이 되면 두부순물 중에 잔존하는 단백질이 응고될 수 있기 때문에 제거해야 되는 번거로움이 발생한다. 따라서 두부순물을 전처리하기 위하여 pH를 중성으로 맞추어야 하므로 알칼리제로서 KOH, CaOH 또는 NaOH 등을 이용하여 두부순물의 pH를 7.0∼7.5로 조정한다.
2) 두부순물의 정제
두부순물의 불쾌취는 콩비린내, 알데하이드류의 휘발성물질 및 유산균의 생육에 따라서 냄새가 날 수가 있다. 특히 여름철이나 보관시설이 좋지 않은 곳에 방치해 두면 악취가 나기 때문에 냄새를 제거해야 한다. 또한 콩으로부터 유래한 황녹색의 색소를 제거하기 위하여 활성탄을 컬럼에 장착하여 두부순물을 통액시켜 악취와 색소를 제거할 수 있다. 활성탄에 사이클로덱스트린을 병용하여 5∼10%를 사용하면 냄새와 색소를 보다 더 잘 제거할 수 있다.
3) 두부순물의 동결건조
동결건조는 수용액이나 수분을 함유한 재료를 동결시키고 감압함으로써 얼음을 승화시켜 수분을 제거하여 건조 방법이다. 보통 미생물, 혈장, 항생물질, 장기제제 등을 －10∼－30℃의 저온에서 건조시켜 분말로 하면 물에 대한 재용해성 뛰어난 제품을 얻을 수 있다. 또한 육류, 어류, 야채, 과즙 등을 약 0∼－10℃에서 원형 그대로 건조시키거나, 식품류의 건조품을 분말로 건조시키면 향기나 맛 등이 남고, 복수성이 뛰어난 제품을 얻을 수 있다.
동결건조의 보조제로 메틸셀룰로우스, 구연산, 폴리에틸렌글리콜, 수크로스, 말토스, 트레할로스, 아르기닌, 라이신 및 올니틴 중에서 선택된 어느 하나를 0.1∼10%를 사용할 수 있다.
본 발명은 두부순물을 전처리하여 정제한 후, 동결건조하여 분말로 만들어 미생물 배지, 장류 부형제, 떡 부형제 및 사료 부형제 등으로 사용할 수 있다. 따라서 종래에 폐기물로 버리던 두부순물을 자원으로 재활용할 수 있어서 경제적이다.
도 1은 본 발명의 두부순물 동결건조 분말을 이용한 미세조류의 성장곡선을 나타낸 것이다.
본 발명은 두부순물을 산업적으로 활용하기 위하여 두부순물을 전처리하는 단계와, 활성탄을 이용하여 두부순물의 냄새를 제거하고 색소를 제거하는 정제 단계와, 두부순물을 동결건조하여 분말화하는 단계로 구성된다.
<실시예 1-4>
수침한 대두 0.5kg에 정제수 5ℓ를 첨가하여 공지의 방법으로 두부를 분리하고, pH 5.0의 두부순물 1ℓ를 얻었다. 두부순물의 변질을 방지하기 위하여 알칼리제로서 NaOH를 이용하여 두부순물의 pH를 7.0으로 조절하였다.
두부순물에서 나는 악취와 황녹색의 색소를 제거하기 위하여 활성탄이 장착된 컬럼에 두부순물을 통액시켜 악취와 색소를 제거하였다. 활성탄(AC) 컬럼에 베타사이클로덱스트린(ß∼CD)을 5∼10%를 병행 사용하면 냄새와 색소를 잘 제거할 수 있다는 것을 표 1을 통하여 알 수 있었다. 냄새 제거는 후각 및 색소 제거는 육안으로 판단(아주우수;+++, 우수;++, 보통+) 하였다.
두부순물의 냄새 및 색소 제거
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
활성탄 100% AC95% + CD5% AC90% + CD10% AC85%+CD15%
냄새제거 + ++ +++ +++
색소제거 ++ ++ +++ ++
상기의 결과로부터 실시예 3에서 활성탄 90%와 베타사이클로덱스트린 10%에서 냄새와 색소를 완벽하게 제거할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
<실시예 5-8>
상기의 실시예 3과 같이 탈취 및 탈색한 두부순물을 -10 ∼ －20℃에서 동결건조하였다. 동결건조의 보조제로서 표 2와 같이 식품용에 적합한 메틸셀룰로우스(MC), 구연산, 폴리에틸렌글리콜(PEG), 수크로스, 말토스, 트레할로스, 아르기닌, 라이신 및 올니틴 중에서 선택된 어느 하나를 0.1∼5중량%를 사용하였다. 동결건조후 분말의 입자 상태와 색상은 육안으로 판단(아주우수;+++, 우수;++, 보통+) 하였다.
동결건조 및 보조제
보조제 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
무첨가 - - - -
MC - 2% - -
말토스 - - 2% -
아르기닌 - - - 2%
입자상태 + +++ +++ ++
색상 +++ + + +
상기의 결과로부터 분말의 형상은 동결건조 보조제를 사용한 것이 좋았으며, 그 중에서도 메틸셀루로우스(실시예 6)와 말토스(실시예 7)를 사용한 것이 좋았다. 색상은 백색을 기준하여 동결건조 보조제를 사용하지 않는 것이 백색도가 좋았다.
상기와 같이 두부순물을 동결건조분말로 만들어 미생물발효 배지 조성물, 장류 조성물, 식품 조성물에 적용하였다.
<적용예 1>; 미세조류 Chlorella vulgaris 의 배양
실시예 1-8과 같이 처리하여 얻은 두부순물 동결건조분말을 조제한 배지에 첨가량별로 Chlorella vulgaris를 접종하여 TAP 와 성장률을 측정하여 그 결과를 도 1에 나타냈다.
TAP배지는 다음과 같이 조성하였다. NH4Cl (7.48mM), MgSO4(406μM), CaCl2(340μM), K2HPO4(540μM), KH2PO4(463μM), Tris (20mM), Acetate (17.4mM), H3BO3(184μM), ZnSO4(76.5μM), MnCl2(25.5μM), FeSO4(17.9μM), CoCl2(6.77μM), (NH4)6Mo7O24(0.88μM), CuSO4(6.29μM), 및 Na2EDTA (148μM)이다. 한편 두부순물분말배지: 물 1리터당 15g의 순물가루 함유되어 있다.
도 1에 나타난 바와 같이 두부순물을 이용한 배지는 대조군으로 TAP배지에 비하여 생육이 좋은 것으로 나타났다.
<적용예 2>; 장류 부형제
상기의 두부순물 동결건조분말을 간장(한국특허등록번호 10-1147146), 된장(한국특허등록번호 10-1344916), 고추장(한국특허등록번호 10-1507658)과 동일한 배합비와 제조방법에 의해 만들어 대조군으로 하였다. 여기에 두부순물을 전체 100 중량부에 대하여 2 중량부를 넣고 30일간 숙성시켜 본 발명으로 하였다. 잘 훈련된 panel(30,40,50대 남녀 각4명)로 하여금 관능검사(5점척도법, 4.5이상; 아주우수, 4이상; 우수, 3.5이상; 보통)를 실시하여 그 결과를 다음의 표 3에 나타냈다.
관능검사 결과
구 분 간 장 된 장 고 추 장
대조군 본발명 대조군 본발명 대조군 본발명
맛 4.2 4.2 4.3 4.2 4.3 4.3
촉감 4.3 4.3 4.2 4.2 4.2 4.3
기호도 4.2 4.2 4.3 4.2 4.3 4.2
상기의 결과로부터 본 발명의 두부순물 동결건조분말을 사용하면 맛, 촉감, 기호도 면에서 대조군과 크게 차이가 없으므로 콩 또는 밀가루나 쌀가루의 일정량을 대신하여 장류 부형제로 사용할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
<적용예 3>; 떡 부형제
대조군으로 쌀 1kg을 세척하여 2시간 동안 40℃에서 소금 15g을 첨가하고 수침하여 세척한 후 탈수하고, 롤밀로 분쇄한 후, 시루에 넣고 가열하여 1시간 동안 증숙한 다음, 직경이 1cm의 크기인 압출기로 뽑아 가래떡을 제조하였다. 본 발명은 쌀 0.98kg에 두부순물 20g과 30g을 넣고 대조군과 동일하게 가래떡을 만들었다. 상기의 대조군과 본 발명의 가래떡을 대상으로 또한 떡볶이 소스를 넣고 만든 떡볶이에 대하여 잘 훈련된 panel(10대, 20대, 30대 남녀 각4명)로 하여금 관능검사(5점척도법, 4.5이상; 아주우수, 4이상; 우수, 3.5이상; 보통)를 실시하여 그 결과를 다음의 표 4에 나타냈다.
관능검사 결과
구 분 가래떡 떡볶이
대조군 본발명1 본발명2 대조군 본발명1 본발명2
맛 3.8 3.7 3.8 4.4 4.3 4.4
촉감 3.9 3.8 3.8 4.3 4.3 4.4
기호도 3.8 3.7 3.8 4.4 4.3 4.4
상기의 결과로부터 본 발명의 두부순물 동결건조분말을 사용하면 맛, 촉감, 기호도 면에서 대조군과 크게 차이가 없으므로 쌀가루의 일정량을 대신하여 떡 부형제로 사용할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
<적용예 4>; 사료 부형제
옥수수, 대두박, 미강, 우지 및 당밀을 포함하는 돈육용 배합사료 조성물 1kg에 대하여 본 발명의 두부순물 동결건조분말을 사료 부형제로 사용하여 배합사료를 제조하였다.
본 발명은 두부순물을 전처리하여 정제한 후, 동결건조하여 분말로 만들어 미생물 배지, 장류, 떡류 및 사료 등의 부형제로 사용할 수 있다. 따라서 두부순물을 자원으로 재활용할 수 있어서 산업상 이용가능성이 크다.

Claims (10)

  1. 두부순물을 전처리하는 단계와, 활성탄을 이용하여 두부순물의 냄새를 제거하고 색소를 제거하는 정제 단계와, 두부순물을 동결건조하여 분말화하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 두부순물의 전처리 방법
  2. 제 1항에 있어서, 두부순물에 대하여 KOH, CaOH 또는 NaOH 중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 두부순물의 pH를 7.0∼7.5로 조정하는 것을 특징으로 하는 두부순물의 전처리 방법
  3. 제 1항에 있어서, 두부순물의 정제는 활성탄을 이용하여 냄새 및 색소를 제거하는 것을 특징으로 하는 두부순물의 전처리 방법
  4. 제 3항에 있어서, 활성탄에 사이클로덱스트린을 5∼10중량% 병용하여 냄새와 색소를 제거하는 것을 특징으로 하는 두부순물의 전처리 방법
  5. 제 1항에 있어서, 두부순물의 동결건조는 －10∼－30℃의 저온에서 건조시켜 분말로 하는 것을 특징으로 하는 두부순물의 전처리 방법
  6. 제 5항에 있어서, 두부순물의 동결건조 보조제로 메틸셀룰로우스, 구연산, 폴리에틸렌글리콜, 수크로스, 말토스, 트레할로스, 아르기닌, 라이신 및 올니틴 중에서 선택된 어느 하나를 0.1∼10중량%를 사용하는 것을 특징으로 하는 두부순물의 전처리 방법
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 방법으로 만든 두부순물의 동결건조 분말을 미생물 배지로 사용하는 방법
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 방법으로 만든 두부순물의 동결건조 분말을 장류 부형제로 사용하는 방법
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 방법으로 만든 두부순물의 동결건조 분말을 떡류 부형제로 사용하는 방법
  10. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 방법으로 만든 두부순물의 동결건조 분말을 사료 부형제로 사용하는 방법
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