KR20210105463A - 탄산을 함유한 사과주스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 탄산을 함유한 사과주스 제조방법은 사과를 착즙하여 사과즙을 제조하는 단계와, 상기 사과즙에 펙틴분해효소를 0.05~0.1 v/v% 혼합하여 펙틴을 제거하여 탄산가스 주입시 거품 발생을 줄이는 단계와, 상기 효소가 혼합된 사과즙을 발효하여 탄산가스 주입시 거품 발생을 줄이는 단계와, 상기 발효가 완료된 사과즙에 탄산가스를 0.2 ~ 0.7vol% 주입하는 단계로 구성되어, 탄산가스 주입시 거품 발생을 최소화하여 음료 제품 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

탄산을 함유한 사과주스 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF APPLE JUICE CONTAININGG CARBON}

본 발명은 사과를 착즙하여 사과즙을 제조한 후 사과즙에 탄산가스를 주입하여 제조되는 탄산을 함유한 사과주스 제조방법에 관한 것이다.

현재 사과 생산량이 증가되고 있는 추세에 따라 생과로 소비되는 것에 한계가 있고, 농축과즙과 합성착향료를 사용한 사과주스 역시 소비가 줄어들고 있는 추세이다.

이에, 과일의 소비를 증대시키기 위해 과즙에 야채를 혼한합 음료 등 다양한 방법이 사용되고 있으며, 등록특허공보 10-0199440(1999년 03월 05일)에 개시된 바와 같이, 탄산이 함유된 포도과립 과즙음료가 개발되었다.

이러한 탄산이 함유된 포도과립 과즙음료는 포도과즙에 탄산가스를 주입하고, 일정시간 동안 살균하여 제조된다.

하지만, 이와 같이 포도과즙에 탄산가스를 주입하게 되면 포도과즙에 함유된 탄수화물이나 단백질 등의 섬유질로 인하여 거품이 과도하게 발생하여 제품 생산이 어려운 문제가 있다.

등록특허공보 10-0199440(1999년 03월 05일)

따라서, 본 발명의 목적은 사과즙에 탄산가스를 주입할 때 사과즙에서 거품이 발생되는 것을 최소화하여 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 탄산을 함유한 사과주스 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 탄산을 함유한 사과주스 제조방법은 사과를 착즙하여 사과즙을 제조하는 단계와, 상기 사과즙에 펙틴분해효소를 0.05~0.1 v/v% 혼합하여 펙틴을 제거하여 탄산가스 주입시 거품 발생을 줄이는 단계와, 상기 효소가 혼합된 사과즙을 발효하여 탄산가스 주입시 거품 발생을 줄이는 단계와, 상기 발효가 완료된 사과즙에 탄산가스를 0.2 ~ 0.7vol% 주입하는 단계를 포함한다.

상기 사과즙에 펙틴분해효소를 주입한 후 50℃에서 1시간 중탕 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 발효 단계는 초산균을 3~10 w/w % 접종하고, 20~35℃ 조건하에서 6~12시간 발효할 수 있다.

상기 발효 단계 후 65~85℃에서 0.5~1.5 시간 동안 살균 공정을 진행하고, 살균 공정이 완료되면, 사과즙을 여과하는 여과공정을 진행할 수 있다.

상기 탄산가스 주입단계는 사과즙이 저장된 용기에 주입봉을 삽입하여 탄산가스를 주입하고, 온도 1-5℃, 압력 1.2~2 bar, 시간 6~18시간의 조건으로 주입할 수 있다.

상기 사과즙이 저장된 용기에 주입봉이 삽입되는 삽입 각도는 65°~ 75°로 형성될 수 있다.

상기 사과즙이 저장된 용기의 바닥면과 주입봉 사이의 거리는 5~15mm으로 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 탄산을 함유한 사과주스 제조방법은 사과즙에 팩틴분해효소를 주입하여 펙틴을 제거하고 사과즙을 발효하여 당성분을 감소시켜 사과즙에 탄산가스를 주입할 때 거품이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 사과즙에 탄산가스를 주입할 때 주입각도 및 주입봉과 용기 사이의 거리를 조절하여 거품이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산이 함유된 사과주스 제조공정을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사과즙에 거품 발생 정도를 보여주는 사진이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산가스 주입방법을 보여주는 도면들이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산이 함유된 사과주스 제조공정을 나타낸 공정 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 탄산이 함유된 사과주스 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 사과를 착즙하여 사과즙을 제조하는 단계와, 사과즙의 물성을 개선하여 사과즙에 탄산가스를 주입할 때 거품이 발생되는 것을 방지하는 물성 개선단계와, 사과즙에 탄산가스를 주입하여 탄산 사과주스를 제조하는 단계를 포함한다.

사과즙 제조단계는 착즙이 가능한 사과를 선별한다. 사과를 육안 선별하여 착즙이 불가능한 불량 사과가 포함되는 것을 방지한다.

그리고 선별과정을 거친 사과를 세척한다. 이때, 사과는 버블 세척기에 투입하여 이물질을 제거하고 사과를 세척한 후 사과를 건조한다.

세척이 완료된 사과를 자동 파쇄 착즙기에 투입하여 파쇄와 동시에 압착하여 사과즙을 착즙한다. 착즙 과정에서 사과의 갈변을 방지하기 위하여 천연 또는 합성 비타민 C가 첨가될 수 있다. 비타민 C는 사과의 갈변 방지를 위해 과즙 전체 양의 0.05%~0.1% 정도 첨가될 수 있다.

사과즙을 고온의 스팀을 이용하여 저온 살균한다. 저온 살균은 사과즙의 영양분이 파괴되지 않을 정도의 저온으로 살균을 수행하고 약 3분 정도 진행한다.

그리고 저온 살균이 완료된 사과즙을 포장 전 살균 상태를 보존하기 위해 80℃의 전기로에서 가열한다.

사과즙의 물성에 영향을 미치는 요인으로는 당류 및 펙틴의 포함 정도, 이송 및 주입시 충격이 주요인으로 작용한다. 따라서, 사과즙의 물성을 개선하여 탄산가스 주입시 거품이 발생되는 것을 방지하기 위해 사과즙에 포함된 펙틴(Pectin)을 제거하는 효소 주입공정과, 사과즙의 당류를 저감시키기 위해 발효하는 공정과, 탄산가스 주입방법을 개선하는 공정이 있다.

먼저, 펙틴을 제거하는 공정은 펙틴분해효소(Pectinase)와 사과즙을 일정비율로 혼합하는 단계와, 혼합액을 50℃에서 1시간 정도 중탕 가열하는 단계를 포함한다. 여기에서, 중탕 가열는 공정은 추후에 사과즙을 발효하는 공정에서 가열하는 공정이 있으므로 발효 공정을 거친 후 한번에 수행될 수 있다.

펙틴분해효소(Pectinase)는 사과즙에 포함된 펙틴을 분해할 수 있는 다양한 효소가 사용될 수 있다. 이때, 펙틴분해효소는 사과즙의 0.05~0.1 v/v% 정도 혼합되는 것이 바람직하다.

펙틴분해효소가 혼합된 경우와 펙틴분해효소가 혼합되지 않은 경우 탄산가스 주입시 거품 발생 정도를 시험한 결과 도 2의 사진으로 확인할 수 있다.

도 2(a)에 도시된 바와 같이, 펙틴분해효소가 혼합되지 않은 사과즙에 탄산가스를 주입할 경우 거품이 높이(H1)만큼 발생된 것을 알 수 있다. 이와 같이, 거품이 발생될 경우 거품의 용기 외부로 흘러넘치게 되어 포장이 어려운 문제가 있다.

도 2(b)에 도시된 바와 같이, 펙틴분해효소가 0.05 v/v%가 혼합된 사과즙에 탄산가스를 주입할 경우 거품의 높이(H2)는 도 2(a)의 거품 높이에 비해 높이가 많이 낮아진 것을 확인할 수 있다.

도 2(c)에 도시된 바와 같이, 펙틴분해효소가 사과즙의 0.1 v/v%가 혼합된 사과즙에 탄산가스를 주입할 경우 거품이 거의 없는 것을 알 수 있다.

따라서, 펙틴분해효소는 사과즙의 0.05~0.1 v/v% 정도 혼합될 경우 탄산가스 주입시 거품 발생을 최소화하여 제품 생산에 영향을 미치는 것을 방지한다.

이와 같이, 사과즙에 펙틴분해효소를 일정 비율로 혼합하면 사과즙에 포함된 펙틴이 제거되어 사과즙에 탄산가스를 주입할 때 거품이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

발효 공정은 초산균을 3~10 w/w % 접종하고, 20~35℃ 조건하에서 6~12시간 발효하여 사과즙에 포함된 당류를 일정 정도 저감하여 거품 발생은 최소화하면서 사과즙의 당 성분을 적정치로 유지할 수 있도록 하였다.

발효공정에 사용되는 초산균은 초산균주를 만니톨 고체배지에서 30℃, 48시간 생장시켜 얻은 단일 콜로니를 만니톨 액체배지에 1 백금을 접종하여 30℃, 72시간 배양하였다. 그리고 만니톨 액체 배지에서 자란 초산균을 종초 액체 배지에 10% 접종하여 30℃, 72시간 시간 배양하여 생산한다.

일반적으로 발효 공정은 당을 알코올로 발효시키는 1차 발효를 거친 후 생성된 알코올을 다시 발효하여 산을 생성하는 2차 발효하기 때문에 사과즙에 당 성분이 전부 제거되어 단맛을 느낄 수 없게 된다.

본 실시예에서는 사과즙의 당 성분을 충분히 유지하면서 거품이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 초산균을 3~10 w/w % 주입하고, 20~35℃ 조건하에서 6~12시간 발효하였다.

발효 공정 후 시료의 pH, 총산도 및 당도를 측정하였다.

먼저, 시료의 pH 측정은 pH meter(Orion 3 star, Thermo electron Co., Beverly, USA)를 사용하였다. 총산도는 시료 1ml를 취하여 phenolphthalein을 지시약으로 하여 0.1N NaOH 용액으로 중화 적정하여 그 적정치(mL)를 초산함량(%)으로 환산하였다. 당도는 굴절당도계를 사용하였다.

유리당 및 유기산 분석은 용액에 헥세인(hexane)을 가하여 지질성분을 제거하고 카트리지에 의해 색소 및 단백질 성분을 제거한 다음 필터로 여과하여 HPLC(High Performance Liquid Chromatograph)로 분석을 실시하였다.

이와 같은 실험에 따른 본 실시예에 따른 발효 공정 결과 초산균을 3~10 w/w % 접종하고, 20~35℃ 조건하에서 6~12시간 발효하면 발효속도가 느리고 당산비가 음료로서 적절하였으나 발소시간이 경과할수록 미생물 활성이 높아져 발효속도가 빨라지고 당산비가 낮아져 발효 제어 및 음료로서의 관능적 품질이 낮아지는 결과를 관찰하였다.

특성	초기	6시간	12시간	18시간
pH	4.48	4.41	4.20	3.79
총산도(%)	0.28	0.54	1.31	2.87
당도(Brix)	12.4	12	10.8	8.4

표 1은 발효 시간에 따른 pH, 총산도 및 당도 변화를 측정하여 표시한 것으로, 6시간에서 12시간 사이에서 발효시 pH, 총산도 및 당도를 맛의 차이를 느낄 수 없을 정도로 적절하게 유지하면서 거품 발생을 최소화할 수 있도록 하였고, 6시간 이하일 경우 거품 발생 효과가 떨어지고, 12시간 이상이 되면 사과즙의 품질이 저하되는 문제가 있다.

당류	초기	6시간	12시간	18시간
포도당	7.04	6.71	5.72	3.74
과당	2.90	2.77	2.38	1.59
자당	2.10	2.00	1.68	-
맥아당	-	-	-	-
라피노오스	-	-	-	-
토탈	12.04	11.48	9.78	5.33

표 2는 발효 시간에 따른 유리당 및 유기산의 함량을 측정하여 표시한 것으로, 6시간에서 12시간 사이에서 발효시 유리당 및 유기산의 소모가 적어 음료의 감미도를 유지할 수 있고, 12시간 이상 경과하게 되면 음료의 감미도가 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.

사과즙의 효소를 혼합하여 펙틴을 제거하는 공정과 발효공정이 완료되면 살균 공정을 진행한다. 살균 공정은 사과즙을 65~85℃에서 0.5~1.5 시간 동안 진행하여 살균을 진행한다.

살균 공정이 완료되면, 사과즙을 여과시켜 맑은 사과즙을 제조한다.

사과즙에 탄산가스를 주입하는 단계는 사과즙이 저장된 용기(20)의 입구부(22)에 탄산가스 주입봉(30)을 삽입하여 탄산가스를 사과즙에 주입한다. 이때, 탄산가스를 사과즙에 주입할 때 거품이 다량 발생할 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 탄산가스 주입시 거품 발생을 최소화하기 위해 온도 1-5℃, 압력 1.2~2 bar, 시간 6~18시간의 조건으로 주입하여 거품 발생을 최소화한다.

그리고 탄산가스 주입량은 0.2 ~ 0.7vol% 로 주입하여 탄산의 청량함을 충분히 느낄 수 있도록 하였다.

이와 같이 사과즙이 저장된 용기에 탄산가스를 주입할 때 온도, 탄산가스 주입압력, 주입시간 이외에 주입봉의 경사각도 및 주입봉의 삽입깊이에 따라 거품이 발생될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 주입봉(30)의 삽입각도 및 주입봉(20)과 용기 바닥면 사이의 거리를 조절하여 탄산가스 주입시 거품 발생을 최소화한다. 이때, 용기(20)의 용기입구(22)에 주입봉(30)이 삽입되는 각도는 65°~ 75°이고, 주입봉(30)과 용기(20)의 바닥면 사이의 거리는 5~15mm일 경우 거품 발생이 최소화된다.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 주입봉(30)의 삽입각도와 주입봉(20)과 용기 바닥면 사이의 거리를 다양하게 변경하여 시험을 진행하였다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 용기(20)에 주입봉(30)이 삽입되는 각도(θ1)는 90°이고, 주입봉(30)과 용기(20)의 바닥면 사이의 거리(A)가 10mm로 하여 탄산가스를 주입할 경우 거품이 35~40mm의 높이로 발생하였다.

즉, 주입봉(30)의 각도가 수직으로 세워진 상태일 경우 탄산가스의 주입속도가 증가하여 거품 발생이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

도 4에 도시된 바와 같이, 용기(20)에 주입봉(30)이 삽입되는 각도(θ2)는 75°이고, 주입봉(30)과 용기(20)의 바닥면 사이의 거리(B)가 15mm로 하여 탄산가스를 주입할 경우 거품이 20~25mm의 높이로 발생하였다.

즉, 주입봉의 삽입각도를 75°로 하고 주입봉(30)과 용기(20)의 바닥면 사이의 거리(B)가 15mm일 경우 거품 발생 높이가 낮아지는 것을 확인할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 용기(20)에 주입봉(30)이 삽입되는 각도(θ3)는 75°이고, 주입봉(30)과 용기(20)의 바닥면 사이의 거리(C)가 5mm로 하여 탄산가스를 주입할 경우 거품이 15~20mm의 높이로 발생하였다.

즉, 주입봉(30)과 용기(20)의 바닥면 사이의 거리(C)가 5mm 일 경우 거품 발생 높이가 최소화되는 것을 확인할 수 있었다.

도 6에 도시된 바와 같이, 용기(20)에 주입봉(30)이 삽입되는 각도(θ4)는 60°이고, 주입봉(30)과 용기(20)의 바닥면 사이의 거리(D)가 4mm로 하여 탄산가스를 주입할 경우 거품이 10~15mm의 높이로 발생하였다. 하지만, 도 6의 경우 탄산가스 주입시 거품 발생량이 감소하였으나 용기 입구부의 가장자리와 주입봉의 거리가 가까워져 주입 공정에 적용하기 어려운 문제가 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 용기(20)에 주입봉(30)이 삽입되는 각도(θ5)는 45°이고, 주입봉(30)과 용기(20)의 바닥면 사이의 거리(E) 30mm로 하여 탄산가스를 주입할 경우 거품이 40~45mm의 높이로 발생하였다. 이 경우 주입봉(30)과 용기(20)의 바닥면 사이의 거리가 30mm 이상의 되어 탄산가스가 용기의 내면을 타고 내려감에 따라 변화로 인한 거품 발생이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

이와 같이, 주입봉의 삽입각도가 75°이상일 경우 거품 발생이 많아지게 되고, 주입봉의 삽입각도가 65°이하일 경우 주입시 충격은 작아지지만 용기의 입구부의 가장자리에 주입봉이 가까이 위치되어 주입공정에 적용하기 어려운 문제가 있다.

그리고, 주입봉과 용기의 바닥면 사이의 거리가 5mm 이하일 경우 주입봉에서 배출되는 탄산가스가 용기의 바닥면에 직접 부딪히면서 거품 발생이 증가하게 되고, 주입봉과 용기의 바닥면 사이의 거리가 15mm 이상이 되면 주입봉에 배출되는 탄산가스가 용기의 벽면을 타고 내려감에 따른 변화로 인하여 거품 발생이 증가하였다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

20: 용기 22: 용기입구
30: 주입봉

Claims (7)

1. 사과를 착즙하여 사과즙을 제조하는 단계;
   상기 사과즙에 펙틴분해효소를 0.05~0.1 v/v% 혼합하여 펙틴을 제거하여 탄산가스 주입시 거품 발생을 줄이는 단계;
   상기 효소가 혼합된 사과즙을 발효하여 탄산가스 주입시 거품 발생을 줄이는 단계; 및
   상기 발효가 완료된 사과즙에 탄산가스를 0.2 ~ 0.7vol% 주입하는 단계를 포함하는 탄산을 함유한 사과주스 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 사과즙에 펙틴분해효소를 주입한 후 50℃에서 1시간 중탕 가열하는 단계를 더 포함하는 탄산을 함유한 사과주스 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 발효 단계는 초산균을 3~10 w/w % 접종하고, 20~35℃ 조건하에서 6~12시간 발효하는 탄산을 함유한 사과주스 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 발효 단계 후 65~85℃에서 0.5~1.5 시간 동안 살균 공정을 진행하고, 살균 공정이 완료되면, 사과즙을 여과하는 여과공정을 진행하는 탄산을 함유한 사과주스 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탄산가스 주입단계는 사과즙이 저장된 용기에 주입봉을 삽입하여 탄산가스를 주입하고, 온도 1~5℃, 압력 1.2~2 bar, 시간 6~18의 조건으로 주입하는 탄산을 함유한 사과주스 제조방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 사과즙이 저장된 용기에 주입봉이 삽입되는 삽입 각도는 65°~ 75°인 탄산을 함유한 사과주스 제조방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 사과즙이 저장된 용기의 바닥면과 주입봉 사이의 거리는 5~15mm인 탄산을 함유한 사과주스 제조방법.

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