KR20200048277A

KR20200048277A - 효소 처리 공법에 의하여 물성이 개선된 쌀가루 및 이를 이용한 라이스 클레이 제조방법

Info

Publication number: KR20200048277A
Application number: KR1020180130199A
Authority: KR
Inventors: 정용진; 장세영; 전연희
Original assignee: 주식회사 케이엠에프
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2020-05-08
Also published as: KR102259173B1

Abstract

본 발명은 효소 처리 공법을 이용하여 물성이 개선된 쌀가루 및 이를 이용한 쌀클레이에 관한 것으로서, 효소처리를 통하여 조직 복원력과 색소안정성 안정성이이 획기적으로 증대된 신규한 쌀클레이에 관한 것이다.

Description

효소 처리 공법에 의하여 물성이 개선된 쌀가루 및 이를 이용한 라이스 클레이 제조방법{Rice powder improved physical property by Treating Enzyme and rice clay using the same}

본 발명은 물성 개량 효소를 이용하여 쌀을 효소처리 함으로써 복원력과 안전성이 획기적으로 개선된 클레이에 관한 것이다.

본 발명자들이 국내와 중국의 소비자 완구 구매 유형 및 선택지군을 조사한 결과 완구 제품의 안전성이 가장 고려되는 항목으로 나타나고 있고, 어린이 용품에 안전기준을 강화하는 추세로 특히 클레이는 특성상 어린이가 손을 직접 만지며 입에 댈 수 있기 때문에 건강을 해할 염려가 있는 안전성이 반드시 확보되어야 할 필요가 있었다.

어린이 학습교재로 사용되는 인조 클레이 재품들에서 호르몬 추정물질인 프탈레이트계 가소제 6종 및 유해원소가 검출된 바 있으며, 1개 제품에서는 근육마비, 위장염, 고혈압 등을 일으킬 수 있는 바륨이 초과 검출되어 클레이에 대한 안전성 이슈는 꾸준히 대두되고 있다.종래에도 쌀을 활용한 클레이 제품이 출시된 바 있으나, 일반 시중 클레이에 비해 조직감과 복원력, 모형 제조특성 등 클레이 가공적성이 매우 낮아 완구의 용도가 아닌 요리체험용 재료로 활용되고 있다.

한편, 국산 쌀을 주재료로 밀가루와 식물성 보습 오일 및 천일염을 사용하여 출시한 클레이 제품은 반죽의 강도와 탄성이 매우 높아 모형 제작 시 부착력과 제작력이 떨어지고, 유아가 사용하기 어려우며, 모형 건조 시 소금이 석출되어 흰색 막을 형성하는 등 하거나 백색 클레이가 갈색으로 구현되는 등 색상 표현의 한계를 가지고 있는 것으로 알려져 있다.

따라서, 쌀클레이의 시장 정착을 위해서는 조직감과 복원력 등의 물성이 인조 클레이와 유사한 제품 생산이 요구되며, 이를 위한 가공공정 개발 및 최적의 배합비가 조성되어야 하며, 미생물, 중금속 및 유해물질에 대한 안전성이 확보되어야 할 것이다.

본 발명자들은 이미 본 발명과 관련하여 열수와 전자레인지 조리 시에도 조직의 복원력이 낮아 식감이 저하된 시판 즉석 떡볶이 및 즉석 쌀국수 등의 쌀 제품의 가장 큰 문제점을 극복할 수 있는 품질 개량 효소 공법 기술을 확보하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 쌀클레이의 원료인 쌀의 효소처리 공정을 최적화 하고; 상기 단계에서 얻은 물성이 개선된 쌀가루를 이용하여 복원력과 물성이 우수하고, 안전성이 확보된 쌀클레이 제조를 위한 최적의 배합비를 규명하는데 있다.

본 발명의 상기 목적은 쌀에 물성 개량 효소를 농도별로 처리하여 최적 배합비를 찾는 단계와; 상기에서 얻은 최적 배합비를 통해 효소처리한 쌀의 건조와 분쇄 단계와; 상기 분쇄물을 이용하여 쌀 분말을 제조하는 제조공정 최적화 단계와; 상기에서 제조된 쌀 분말로 쌀클레이를 제조함으로써 물성이 개선된 쌀클레이 제조하는 단계와; 상기 쌀클레이에 천연색소를 첨가하여 색안정성을 확보하는 단계와; 이를 종합하여 시제품을 생산하는 단계를 통하여 달성하였다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 효소처리 공법을 적용하여 쌀 분말 가공공정 변화를 통해 균일한 품질과 물성을 보유하는 쌀 분말을 제공하는 효과가, 이를 사용한 원료로 제조된 쌀클레이를 제공하는 효과가 있을 뿐 아니라 안전성이 확보된 영·유아용 쌀클레이를 제공하는 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명 라이스 클레이의 제조공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 물성 개량 효소 처리 쌀 클레이의 가공적성이다.
도 3은 본 발명에 따른 물성 개량 효소 처리 쌀가루의 농도별 클레이의 물성변화이다.

본 발명 효소 공법으로 조직 복원성이 우수한 쌀 가공공정 개발

제1단계 : 효소처리 쌀 가루의 가공공정 개발

본 발명에 사용된 쌀은 경상북도 상주에서 생산된 국내산 햅쌀을 사용하였다.

쌀 300 Kg을 세척한 후 60℃ 온수를 600 Kg 가수하여 3시간 동안 침지하였다. 이때 물성 개량 효소를 쌀무게 대비 0.01%, 0.03%, 0.05%(v/w) 각각 첨가하였다. 쌀을 탈수한 후 55℃ 건조기(COBP-15S, ShinHeung Industry Co., Ltd., Korea)에서 24시간 동안 건조 한 후 High Jet Mill(HJM-15100, Hansung powder coating, Korea)로 분쇄망 3, 분쇄속도 10의 조건으로 분쇄하여 효소처리 쌀을 제조하면서 하기 표 1와 같이 공정 및 제조 적성을 조사하였다(도 1).

제조가공방법

NO	공정명	작업내용 및 방법	공정조건	주요설비명
1	입고 검수	원부재료가 기준 규격에 적합한지 검토하고 이상 없을 시 입고한다.	실온 창고	실온창고
2	원료 칭량	2-1)제조매뉴얼에 의거하여 원료를 계량한다. 2-2)계량이 끝난 원료는 뚜껑을 덮어 이물유입을 차단한다.	전자 저울	전자저울
3	원료 세척	정제수로 원료를 세척한다.	실온	Stainless steel 사각 침지조
4	효소 처리	물성 개량 효소를 첨가하여 효소처리 한다.	60℃ 3시간	1 ton 발효기
5	탈수	정제수를 제거한다.	실온	1 ton 발효기
6	이송	효소처리한 쌀을 채반에 담아 대차로 이송한다.	실온	채반/대차
7	건조	열풍건조기에서 건조한다.	55℃ 24시간	열풍건조기
8	분쇄	High Jet Mill로 미분쇄한다.	분쇄망 3, 분쇄속도 10	High Jet Mill
9	충진 /밀봉	건조한 원료를 일정량씩 용기에 충진/밀봉한다.	실온
10	포장 /검사	밀봉이 끝난 후 검사하고, 유통기한을 날인한 상자에 일정량씩 포장한다.	실온
11	제품 검사	일정량씩 포장된 제품은 항목별 검사하여 제품 규격의 사양과 같이 적합한 제품에 한하여 완제품으로 출하한다.	실온

본 발명의 효소처리 쌀 가공공정을 총 3차에 걸쳐 수행하였으며, 각각의 공정과정에서 제시되는 문제점을 개선하여 최종 가공공정을 완성하였다.

본 발명에 따라 물성이 개선된 쌀가루 재료를 위해 사용된 효소와 배합비는 표 2와 같다.

물성 개량을 위한 효소의 배합비

번호	원료명	배합비(%)	비고
1	전분분해효소 [80,000 BAU/g (90℃)]	60.0	α-amylase (내열성 Bacillus licheniformis 유래)
2	짤트 100	4.0	특허출원 제10-2017-0176383호 제품
3	수용성 발효칼슘S	4.0	특허등록 제10-1356745호 제품
4	정제수	32.0
5	합계	100.0

제2단계 : 효소처리 쌀 가루의 품질특성

상기 가공공정에 따라 물성 개량 효소를 함량을 달리한 효소처리 쌀의 품질특성 분석 결과는 하기 표 3과 같다. 물성 개량 효소 모든 처리구에서 고유의 색택을 가지고, 이미·이취가 없으며, 원료 외 기타 이물의 혼입은 없었다. 일반세균과 대장균군은 모든 구간에서 검출 되지 않았다. 수분함량은 물성 개량 효소 0.01%에서 3.5%, 물성 개량 효소 0.03%에서 3.2%, 물성 개량 효소 0.05%에서 3.3%로 비슷한 수치를 나타내었다.

농도별 물성 개량 효소 처리에 따른 쌀 가루의 품질특성

시험 항목	기준	결과(중량%)			항목 판정
시험 항목	기준	물성 개량 효소 0.01%	물성 개량 효소 0.03%	물성 개량 효소 0.05%	항목 판정
성상	고유의 색택을 가지고, 이미·이취가 없어야 함	미백색의 분말	미백색의 분말	미백색의 분말	적합
이물	원료 외 기타이물의 혼입이 없어야 함	이물 없음	이물 없음	이물 없음	적합
일반세균수	500 CFU/g 이하	0 CFU/g	0 CFU/g	0 CFU/g	적합
대장균군	음성	음성	음성	음성	적합
수분함량	5% 이하	3.5%	3.2%	3.3%	적합

물성 개량 효소 처리량에 따른 효소처리 쌀 가루의 클레이 가공적성 확인

효소처리 농도별 쌀 가루의 클레이 제조적성을 확인하기 위하여 쌀클레이를 제조하였다. 원료를 배합한 후 은박파우치에 100 g 씩 넣고 밀봉하여 95℃에서 60분간 열처리 하였다. 실온에서 냉각한 후 개봉하여 쌀클레이 가공적성을 조사하였다. 물성 개량 효소 처리농도에 따른 효소처리 쌀 가루의 클레이 가공적성을 조사한 결과는 도 2와 같다. 0.05% 처리구는 쌀클레이가 죽처럼 되어서 모양을 유지하기 어려웠으며, 0.03% 처리구는 쌀클레의 모양 제조는 가능하지만 손 부착성이 높게 나타났다. 0.01%(W/W) 처리구는 쌀클레이의 모형 제작이 가능한 것으로 확인되었다.

본 발명 효소처리 쌀 가루의 함량에 따른 클레이 제조 최적 배합비 조성

효소처리 쌀가루와 일반 쌀가루의 물성차이를 통한 클레이 제조의 최적 배합비 확인을 위하여, 효소처리 쌀가루와 일반 쌀가루의 비율을 달리하여 제조한 클레이의 물성(Hardness)을 측정하였다.

물성 개량 효소 처리 쌀가루의 합량을 달리한 클레이 배합비

원료명	배합비(중량%)
원료명	A	B	C
쌀 분말	37.2	18.6	0
효소처리 쌀 분말	0	18.6	37.2
정제수	39.0	39.0	39.0
프락토올리고당	16.0	16.0	16.0
Zalt 100	3.5	3.5	3.5
올리브유	1.0	1.0	1.0
식물성글리세린	1.0	1.0	1.0
점증안정제(MJ-11)	1.0	1.0	1.0
혼합제제(R-6)	0.7	0.7	0.7
미강추출물	0.5	0.5	0.5
수용성발효칼슘 S	0.1	0.1	0.1
합계	100.0	100.0	100.0

효소 처리 쌀가루의 함량을 달리한 클레이의 성형 용이성과 저장성에 대한 특성을 확인하기 위하여 클레이를 제조한 후 1시간 동안 방치한 시료와 polyethylene film으로 밀봉하여 4℃에서 저장한 시료를 2개월(8주)동안 보관하면서 1주 간격으로 Rheometer(Compac-100, Sun, Japan)를 이용하여 아래와 같은 조건에서 Hardness를 측정하였다.

Rheometer를 활용한 클레이의 Hardness 측정 조건

Parameters	Conditions
Sample (H × W × L)	30 × 30 × 30 ㎜
Load Cell (Max)	10 kg
Table speed	60 mm/min
Set value	15 ㎜ (Compression rate : 50%)
Adaptor	Cylinder probe(Ф: 25 mm)

Hardness 측정 결과, 제조초기에는 시료들 간의 큰 차이가 없었으나 저장 1주차에 일반 쌀가루만 사용한 클레이(A)는 Hardness가 급격히 증가하였으며, 딱딱하게 굳어 있는 현상이 발생하였으며, 이후 조금씩 Hardness가 증가하는 경향을 나타내었다. 효소처리 쌀가루를 50% 첨가한 클레이 B는 A에 비해서 Hardness는 낮았으나 저장 1주차에 많이 굳어있는 형태로 확인이 되었다. 효소처리 쌀가루를 100% 사용한 클레이 C는 냉장 저장 8주 동안 Hardness는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 쌀 클레이는 저장 중 단기간에 굳어지는 문제로 개발과 제조가 어려운 실정이었으나 효소처리 쌀을 이용하여 표 4와 같은 배합비로 클레이를 제조하면 장시간 굳지 않는 쌀 클레이의 제조가 가능하다(도 3).

본 발명 최적배합비를 활용한 쌀클레이 제품 개발

상기 실시예에서 수행한 효소처리 쌀의 최적 가공공정과 아래의 최적배합비를 이용하여 효소처리 쌀을 활용한 쌀클레이 시제품을 제조하였다.

쌀 300 Kg을 세척한 후 60℃ 온수를 600 Kg 가수하여 3시간 동안 침지하였다. 이때 쌀무게 대비 물성 개량 효소를 0.01%(v/w)를 첨가하였다. 쌀을 탈수한 후 55℃ 건조기(COBP-15S, ShinHeung Industry Co., Ltd., Korea)에서 24시간 동안 건조 한 후 High Jet Mill(HJM-15100, Hansung powder coating, Korea)로 분쇄망 3, 분쇄속도 10의 조건으로 분쇄하여 효소처리 쌀을 제조하였다(표 6).

쌀클레이는 상기 항에서 제시된 배합비로 제조하였다. 효소처리 쌀, Zalt 100, 점증안정제(MJ-11), 혼합제제(R-6), 수용성발효칼슘 S를 혼합탱크에 넣고 1차 교반하여 원료를 혼합한 후 정제수, 프락토올리고당, 올리브유, 식물성 글리세린, 미강추출물을 넣고 2차 혼합한다. 95℃에서 1시간 가열처리한 후 자동 파우치 주입기(명품 F, 성일포장시스템, 한국)로 용기에 100 g 씩 주입하여 밀봉하였다.

본 발명 물성 개량 효소 처리 쌀가루를 활용한 클레이 최적배합비(중량%)

원료명	배합비(중량%)
효소처리 쌀	37.2
정제수	39.0
프락토올리고당	16.0
Zalt 100	3.5
올리브유	1.0
식물성글리세린	1.0
점증안정제(MJ-11)	1.0
혼합제제(R-6)	0.7
미강추출물	0.5
수용성발효칼슘 S	0.1
합계	100.0

본 발명 효소처리 쌀을 활용한 클레이의 미생물 품질 특성

밀봉한 쌀클레이를 가열솥에 넣고 95℃에서 60분간 열처리 한 후 냉각하여 제조하여 미생물(일반미생물, 대장균군, 진균류), 중금속, 잔류농약을 분석하였다. 쌀클레이 10종의 미생물 품질을 조사한 결과, 모든 쌀클레이에서 일반미생물, 진균, 대장균군 및 대장균군이 검출되지 않아 미생물 안전성을 확인하였다(표 7).

본 발명 쌀클레이 미생물 품질 특성

제품명	쌀클레이
일반미생물(CFU/g)	0
진균(CFU/g)	0
대장균군	0
대장균	0

쌀클레이 중금속 특성

본 발명에 따른 쌀클레이 5종에 대한 4종의 중금속 함량 검사 결과, 쌀클레이 white는 비소는 불검출 되었으며, 납 0.27 mg/Kg, 카드뮴 0.08 mg/Kg, 주석 0.63 mg/Kg이 검출되었다. 쌀클레이 black는 납과 비소는 불검출 되었으며, 카드뮴 0.02 mg/Kg, 주석 0.43 mg/Kg이 검출되었다. 쌀클레이 yellow는 납 및 비소는 불검출 되었으며, 카드뮴 0.02 mg/Kg, 주석 0.32 mg/Kg이 검출되었다. 쌀클레이 red는 납 및 비소는 불검출 되었으며, 카드뮴 0.02 mg/Kg, 주석 0.23 mg/Kg이 검출되었다. 쌀클레이 blue는 납 및 비소는 불검출 되었으며, 카드뮴 0.02 mg/Kg, 주석 0.26 mg/Kg이 검출되었다. KC 유해물질 규격 기준은 총 납 300 mg/Kg 이하, 총 카드뮴 75 mg/Kg 이하로 쌀클레이 5종 모두 납과 카드뮴이 극미량 검출되어 중금속에 대한 안전성을 확인하였다(표 8).

본 발명 쌀클레이 잔류농약 특성

본 발명에 따른 쌀클레이의 잔류농약을 검사한 결과 정량한계 0.01 mg/Kg 이하로 잔류농약 245종 모두 불검출 되었다. 쌀클레이의 잔류농약에 대한 안전성을 확인하였다(표 9).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 효소처리를 통한 물성 및 안전성이 향상된 효소처리 쌀 분말 가공공정 최적화를 통해 규격화된 효소처리 쌀 분말을 제조할 수 있으며, 효소처리 쌀 분말을 이용한 쌀 클레이 최적 배합비를 통하여 물성이 우수하고, 안전성이 확보된 쌀클레이를 제공할 수 있으므로 완구산업상 매우 유용한 발명이다.

Claims

세척한 쌀 원료에 물성 개량 효소를 처리하고 반응시키는 단계와; 상기 반응 단계에서 얻은 물성이 개선된 쌀을 탈수하는 단계와; 상기 탈수 단계에서 얻은 쌀을 35℃에서 24시간 건조하는 단계와; 상기 단계에서 얻는 건조된 쌀을 분쇄하는 단계와; 상기 단계에서 분쇄된 쌀가루를 획득하는 것으로 이루어진 물성이 개선된 효소처리된 쌀가루 제조방법
제1항에 있어서, 상기 물성 개량 효소는 내열성 α-amylase 효소역가 80,000BAU/g(90℃)이고 첨가량은 0,01%(W/W)인 것이 특징인 방법
제1항 또는 제2항의 방법으로 제조된 쌀 클레이용 쌀가루
제3항의 쌀 클레이용 쌀가루 35~40 중량%, Zalt100 3~4 중량%, 수용성발효칼슘S 0.5~1.5 중량%를 유효성분으로 함유하는 것이 특징인 쌀 클레이 조성물