KR20230101791A - 요거트 제조방법 및 이에 의해 제조된 요거트 - Google Patents

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Abstract

요거트 제조방법이 개시된다. 본 발명의 요거트 제조방법은, (a) 요거트 원재료에 생유산균을 투입하여 상기 요거트 원재료를 발효시켜 생유산균 발효원액을 생성하는 단계; 및 (b) 상기 요거트 발효원액을 열처리하는 과정을 통해 상기 생유산균을 사균화하여 사균 발효원액을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 생유산균을 이용한 원재료 발효, 열처리 공정을 이용한 생유산균의 사균화 과정을 통해 기존 요거트가 갖고 있는 맛, 영양성분, 특장점은 그대로 유지하면서 기존 요거트가 가지고 있는 냉장 조건에서의 짧은 유통기한의 제약을 획기적으로 개선, 구체적으로 요거트를 냉장이 아닌 실온에서 유통기한을 최소 6개월, 기본적으로 1년 정도로 개선하여 유통, 보관상의 문제를 해결할 수 있다.

Description

요거트 제조방법 및 이에 의해 제조된 요거트{yogurt manufacturing method and the yogurt produced thereby}
본 발명은 생유산균을 첨가하여 원재료를 발효시킨 후 사균화하는 과정을 통해 제품 유통기한을 현재보다 획기적으로 늘릴 수 있는 요거트 제조방법 및 이에 의해 제조된 요거트에 관한 것이다.
현재 전세계의 요거트는 살아있는 유산균을 활용하여 요거트 원재료를 발효시켜 만들기 때문에 요거트의 특장점에도 불구하고 유통기한이 냉장하에서 2 ~ 3주에 불과(그릭요거트는 1개월)한 제품 유통상의 문제가 있다. 이러한 유통상 문제로 인해 생산된 요거트를 전세계로 수출하는 것은 더욱 불가능에 가까운 상태이다.
또한, 연구결과 생유산균을 섭취할 경우 유산균의 부작용으로 인해 인체에 유익한 영향만 주는 것이 아니라 인체 면역체계에 불안정성을 초래할 수도 있는 단점이 있다.
따라서, 본 출원인은 기존 생유산균 함유 요거트가 가진 특장점을 유지하면서 기존 요거트의 최대 단점인 유통기한의 제약을 극복할 수 있는 요거트 제조공법을 제안하는 바이다.
대한민국 등록특허공보 10-0519492호 (2005.09.28 등록)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 생유산균을 이용한 원재료 발효, 열처리 공정을 이용한 생유산균의 사균화 과정을 통해 기존 요거트가 갖고 있는 특장점은 그대로 유지하면서 기존 요거트가 갖고 있는 짧은 유통기한의 제약을 획기적으로 개선, 구체적으로 기존 요거트의 냉장 1개월 이내인 유통기한을 제품 품질 및 관능변화없이 실온 상태에서 최소 6개월, 바람직하게는 1년 이상으로 개선하여 유통상의 문제를 해결할 수 있는 요거트 제조방법 및 이에 의해 제조된 요거트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 요거트 원재료에 생유산균을 투입하여 상기 요거트 원재료를 발효시켜 생유산균 발효원액을 생성하는 단계; 및 (b) 상기 생유산균 발효원액을 적어도 1회 열처리하는 과정을 통해 상기 생유산균을 사균화하여 사균 발효원액을 생성하는 단계를 포함하는 요거트 제조방법이 제공된다.
상기 열처리는 상기 생유산균 발효원액의 영양성분 변화가 발생하지 않는 온도 및 시간조건 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 (b)단계의 열처리는 섭씨 80도 내지 100도의 온도조건에서 10분 내지 40분간 실시될 수 있다.
상기 (b)단계의 열처리는 적어도 2회로 단계적으로 실시될 수 있다.
상기 요거트 원재료는, 우유이거나, 코코넛 크림, 두유 중 적어도 하나를 포함하는 식물성 우유대체물일 수 있다.
상기 (b)단계는 생유산균 발효원액이 외부공기와의 접촉이 차단 가능하도록 챔버에 수용된 상태에서 이루어지며, 상기 (b)단계 후 상기 챔버 내의 상기 사균 발효원액을 교반하는 단계를 더 포함할 수 있다.
(c) 상기 (b)단계 후, 상기 사균 발효원액만을 개별용기에 수용한 상태에서 추가적으로 열처리하거나, 상기 사균 발효원액 및 과일 첨가물의 혼합물을 개별용기에 수용한 상태에서 상기 혼합물을 추가적으로 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (c)단계에서의 열처리는 섭씨 80도 내지 95도의 온도조건에서 10분 내지 40분간 실시될 수 있다.
상기 (c)단계는 상기 개별용기에 사균을 일정량 추가한 상태에서 이루어질 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 요거트 제조방법 및 이에 의해 제조된 요거트에 의하면, 생유산균을 이용한 원재료 발효, 열처리 공정을 이용한 생유산균의 사균화 과정을 통해 기존 요거트가 갖고 있는 맛, 영양성분, 특장점은 그대로 유지하면서 기존 요거트가 가지고 있는 냉장 조건에서의 짧은 유통기한의 제약을 획기적으로 개선, 구체적으로 요거트를 냉장이 아닌 실온에서 유통기한을 최소 6개월, 기본적으로 1년 정도로 개선하여 유통, 보관상의 문제를 해결할 수 있다.
또한, 생유산균을 이용한 원재료 발효, 열처리 공정을 이용하여 사균화 과정을 거침으로써, 유통시 기온 변화에 큰 영향을 받지 않는 상태로 유통 가능하고 음용시 위산, 담즙 등의 영향을 받지 않고 장까지 이동하여 장내 유해균을 억제할 수 있으며, 장을 보호하고 면역기능을 강화하고 항생제 내성전이 등 안전성이 좋아질 수 있고, 기존 생균체보다 가공, 포장, 유통, 섭취가 용이하게 된다.
이와 같은 효과들로 인해, 식품의 안정성 증대 및 실온 유통을 가능하게 함으로써 국내 유통기한 증가와 더불어 글로벌 유통을 가능하게 하여 고부가가치를 창출할 수 있다. 또한 ESG 경영이란 시대적 흐름에 맞춰 탄소배출감소, 자원낭비예방, 효용성증대, 동물복지 증진이라는 목표를 달성할 수 있음과 동시에 실온 유통이 가능함으로써 생활환경이 열악한 전세계 저소득층 및 빈곤층의 기아해방과 건강증진이라는 UN의 지속가능목표를 달성하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 요거트 제조방법을 나타내는 순서도,
도 2는 비교예 1, 본 발명의 실시예에 따른 요거트 제조방법을 통해 제조된 실시예 1, 비교예 7의 결과물 사진,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 요거트 제조방법을 통해 제조된 실시예 1, 실시예 2와 비교예 1 내지 비교예 7의 성상, pH, 맛, 균수, 점성 비교표,
도 4는 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2의 영양성분 비교표,
도 5 및 도 6은 실시예 1 시료를 제조하고 3개월간 실시예 1 시료를 냉장 및 실온 보관한 후 각각의 성분 변화를 나타낸 그래프,
도 7 및 도 8은 실시예 2 시료를 제조하고 3개월간 실시예 2 시료를 냉장 및 실온 보관한 후 각각의 성분 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 요거트 제조방법 및 이에 의해 제조된 요거트는 생유산균을 이용한 원재료 발효, 열처리 공정을 이용한 생유산균(프로바이오틱스)의 사균화 과정(파라바이오틱스)을 통해 기존 요거트가 갖고 있는 특장점은 그대로 유지하면서 기존 요거트가 갖고 있는 짧은 유통기한의 제약을 획기적으로 개선, 구체적으로 요거트의 유통기한을 실온에서 최소 6개월, 기본적으로 1년 정도로 개선하여 유통상의 문제를 해결할 수 있다.
즉, 생유산균을 섭취한 후 발생하는 인체 내 다양한 부작용들은 미생물들이 인체 내 영양성분을 섭취하고 대사하는 과정 중 발생하는 대사물질로 인해 나타나는 것인데, 생유산균의 유용한 성분은 그대로 유지한채 더 이상 증식을 하지 못하게 활동성만을 제거한 유산균 사균체는 수천억이상의 막대한 유산균을 섭취해도 절대 안전하다고 할 것이다. 또한, 유산균 사균체는 부패하거나 과다증식으로 이상을 초래할 수 없도록 활동성이 제거된 것이므로 유산균 사균체를 포함한 요거트의 유통기한은 실온에서 최소 6개월, 기본적으로 1년이상의 장기로 유지할 수 있게 되는 것이다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
설명에 앞서, 사균화에 대해 설명하면, 사균화는 세포벽 성분 분해 등 유산균 세포의 형태를 변화시켜 유산균의 증식을 비활성화하는 것으로 다양한 연구결과에 따르면 사균화된 유산균은 생유산균과 유사한 건강상 이점이 있다고 보고되고 있으며, 사균화하는 과정의 열에 의해 유산균의 세포벽이 가수분해되어 입자 크기가 작아져 생유산균에 비해 소장에서의 흡수율이 상대적으로 높아 인체 내 효능이 우수하다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 요거트 제조방법은 생유산균 발효원액 생성단계(S100), 열처리를 통한 사균 발효원액 생성단계(S200), 사균 발효원액 교반단계(S300), 추가 열처리단계(S400)를 포함한다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 요거트 원재료에 생유산균을 투입하여 요거트 원재료를 발효시켜 생유산균 발효원액을 생성한다(S100).
본 발명에서, 요거트 원재료는 우유일 수 있으며, 이와 달리 코코넛 크림, 두유 중 적어도 하나를 포함하는 식물성 우유대체물일 수 있다. 이하 설명하는 실시예에 있어서는 요거트 원재료로서 코코넛 크림을 적용한 코코넛 비건요거트를 기준으로 설명하기로 한다.
본 발명에서, S100 단계는 대략 수백 kg의 요거트 원재료가 수용된 챔버 내로 생유산균을 투입한 상태로 진행되며, 생유산균은 프로바이오틱스로 적용된다.
구체적으로, 생유산균은 락토바실러스 불가리커스 (Lactobacillus bulgaricus)(KCTC 3188), 스트렙토 코커스 테르모필루스 (Strepcoccus thermophilus)(KCTC 3658), 류코노스톡 김치아이( Leuconostoc kimchii KCTC0651 ), 류코노스톡 시트레움( Leuconostoc citreum KCTC 3526 ), 류코노스톡 메센테로이드스(Leuconostoc mesenteroides IMSNU 10146 ), 류코노스톡 가시코미타툼( Leuconostoc gasicomitatum KCTC 3753), 류코노스톡 락티스( Leuconostoc lactis KCTC 3528) 락토바실러스 플랜타룸( Lactobacillus plantarum KCTC 10123 ), 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei IMSNU 10130 ), 락토바실러스 엑시도필루스( Lactobacillus acidophilus KCTC3145 ), 비피도박테리움 론굼( Bifidobacterium longum KCTC 3421 )과 스트렙토코커스 써머필러스( Streptococcus thermophilus KCTC 3658 ), 락토바실러스 불가리쿠스 ( Lactobacillus bulgaricus IMSNU 13005 ) 등으로 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 요거트 원재료 중 어느 하나인 코코넛 크림에 생유산균을 투입하여 발효를 통한 산성화 과정을 거치도록 함으로써, 식품의 유통기한을 대략 실온에서 1년 정도로 증가하기 위한 충족조건인 pH 수준을 3.6 ~ 4.0으로 낮출수 있다.
상세하게는, 코코넛 크림에 접종하고자 하는 생유산균을 접종하기 전에 멸균을 한다. 이는 코코넛 크림과 배양기(챔버)에 존재할 수 있는 다른 균들을 제거하여 접종하는 생유산균의 증식을 원활하게 하기 위함이다. 멸균된 코코넛 크림에 상기 명기된 유산균 종 중 한 종의 유산균을 접종하고 섭씨 37도에서 48 ~72시간동안 발효를 진행한다. 발효 종료 시점은 발효액이 대략 pH 3.6 ~ 4.0에 도달하는 시점으로 정하였다.
부연하자면, 일반적으로 코코넛 크림의 pH는 6.0 ~ 6.5 수준인바 코코넛 크림 자체상태로 요거트를 제조할 경우, 정상적인 상황에서 제품 유통기한을 실온상태에서 1년으로 하기 매우 어려운 문제가 있다. 그러나, 코코넛 크림에 생유산균을 접종하여 발효과정을 거치게 되면 생유산균의 대사과정 중 발생하는 유기산으로 코코넛 크림의 산성화 과정이 일어나게 되어, 생유산균 발효원액(코코넛 요거트원액)의 pH가 대략 3.6 ~ 4.0 수준으로 감소하여 실온에서 유통기한 1년 제품을 제조하기 위한 필수 조건이 된다.
덧붙이자면, 발효를 통해 제품을 산성화(pH 감소)함에 따라 다음과 같은 효과를 가져올 수 있다.
첫째, 발효라는 미생물 대사를 통하여 발생한 비타민 등의 유기물이 산성 조건에서는 보다 안정적이므로 물과 열을 가함에도 불구하고 발효 전보다 비타민 등의 유기물이 풍부할 수 있으며, 유통기한의 장기화 기초 요건을 생성한다. 일반적으로 pH 4 이하의 경우, 유통기한을 실온 1년으로 측정하고 이에 따라 주정이나 보존료 같은 추가 첨가물 없이 유통기한 장기화 토대를 확보할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, S100 단계를 실시하기 전에 요거트 원재료를 고온으로 가열하는 과정이 추가될 수 있다. 즉, 요거트 원재료에 생유산균을 투입하여 발효하기 전에 요거트 원재료의 고온 가열 과정이 선행될 수 있다. 따라서, 요거트 원재료에 존재할 수 있는 다른 균들을 제거하여 접종하게 되는 유산균만 증식하여 발효될 수 있는 베이스 환경을 제공할 수 있다.
다음, 도 1에 도시한 바와 같이, 생유산균 발효원액을 열처리하는 과정을 통해 생유산균을 사균화하여 사균 발효원액을 생성한다(S200).
S200 단계 또한 전술한 S100 단계와 마찬가지로 발효가 끝난 생유산균 발효원액이 외부 공기와의 접촉이 차단된 챔버, 탱크 혹은 그에 준하는 다중 쟈켓으로 이루어진 배합탱크와 같은 설비에서 연속적인 작업이 이루어진다.
일반적으로, 기존의 생유산균 요거트는 열처리를 하지 않기 때문에 제품 유통과정에서 요거트내 생유산균이 과다 발효하거나 생유산균 투입시 함께 포함된 진균(곰팡이, 효모 등)이 부패하여 유통기한이 섭씨 0~10도의 냉장 조건에서도 2~3주를 벗어날 수 없는 근본적 한계를 갖고 있다.
이에 반해, 본 발명은 생유산균을 이용한 발효과정을 완료하고 발효 상태의 발효원액을 열처리하여 생유산균을 열처리 유산균(heat-killed probiotics), 즉 사균화하여 유통과정에서 더 이상의 제품 발효가 이루어지는 것을 원천적으로 제한함으로써, 발효 식품으로서의 기존 요거트의 특장점은 그대로 유지한 상태에서 유통기한을 기존의 요거트가 유통되는 냉장 조건이 아닌 실온 조건에서 대략 1년 또는 그 이상으로 증가시킬 수 있다.
본 발명은 생유산균에 의한 요거트 원재료의 발효가 설정된 기준범위 이상 이루어진 후, 열처리를 통한 생유산균의 사균화 과정이 이루어진다.
본 발명은 요거트 원재료에 사균을 직접적으로 투입하는 것이 아니라, 생유산균을 이용하여 발효시킨 후 생유산균을 사균화하는 것으로서, 사균을 직접 투입하는 경우에 비해 다음과 같은 이점을 갖는다.
요거트 원재료에 사균을 직접 투입하는 경우, 요거트 원재료의 발효과정이 생략되므로 발효를 통해 생성되는 요거트의 특장점으로서의 특성을 구현할 수 없다. 또한, 전술한 바와 같이 발효를 통해 pH를 실온 유통이 가능한 필수 조건인 4.0 이하로 낮추는 과정이 생략되어 실온으로 유통하기 위해서는 다른 방법이 수행되어야 한다. 또한, 사균은 일반적으로 분말형태로 이루어지는바, 분말형태의 사균을 투입하는 과정에서 외부 공기에 누출되게 될 수 밖에 없으며, 분말형태의 사균을 투입하여 요거트 원액을 제조하고 이를 소비자가 구매하는 개별용기(컵 형태)에 소량 충진하여 최종 제품화하는 과정에서, 분말의 균일한 분산을 기대하기 힘들어 개별용기 당 사균의 포함수치(예: 500억CFU등)를 일정하게 유지하는 것이 상당히 어려운 단점이 있다.
그러나, 본 발명은 생유산균을 이용하여 발효 후 생유산균 발효원액의 특성을 기존 냉장 요거트 제품물질과 실질적으로 동일하게 형성한 후, 발효된 생유산균 발효원액을 열처리하여 생유산균을 사균화하는 과정을 추가함으로써, 발효 식품으로서의 요거트 특장점은 기존과 동일하게 유지시킨 상태에서 유통기한은 실온 1년 또는 그 이상으로 획기적으로 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 외기와 차단 가능한 내부공간을 갖는 챔버 또는 외부와 밀폐된 공간에서 생유산균 발효 원액을 열처리함으로써 설정기준량 대비 사균 포함수치를 일정하게 유지가 용이하므로, 전술한 사균 직접 투입법과 달리 개별용기당 사균의 포함수치(예: 500억CFU등)를 일정하게 유지하여 균일한 품질의 제품화를 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 본 발명은 제품에 사균화된 생유산균이 포함된 상태이므로, 생유산균 대비 사균의 장점을 통해 차별화된 요거트 제품을 제조할 수 있다.
부연하자면, 생유산균(프로바이오틱스) 대비 열처리 유산균(heat-killed probiotics, 사균)의 장점은 다음과 같다.
사균은 열처리로 인해 사균 발효원액 내에서 살아있는 상태는 아니지만, 인체 건강에 유익한 작용을 하는 점이 많은 자료를 통해 증명되어 있는 상태이다. 예를 들어, 사균은 생유산균과 유사한 효과, 우수한 안전성이 있으며, 안정적 효능 발현, 유통기한 연장, 항생제 내성전이 등에서 문제를 갖고 있지 않는다.
또한, 생유산균은 입자크기가 2 - 20μm수준으로 인체 소장의 미세주름세포통과가 어려워 소장에서의 흡수율이 낮을 수 있느나, 열처리 유산균(사균)은 사균화되는 과정에서 세포벽성분이 분해되는 등의 과정을 통하여 입자 크기가 생유산균 대비 상대적으로 작아지게 되고, 세포벽내면역조절 성분 등이 좀 더 흡수되기 쉬운 형태로 변하게 되어 소장의 미세주름세포를 통과할 때 소장에서의 흡수율이 상대적으로 높아짐에 따라 인체 면역활성화 효능이 우수한 이점이 있다.
이외에도 면역조절, 통증반응 조절, 알레르기 질환치료, 콜레스테롤 저하 등과 같은 열처리한 사균체 유산균의 생리활성 기능은 생유산균과 동일/유사한 효능을 갖고 있으며, 현재 다수의 연구결과를 통해 밝혀진 상태이다.
본 발명에서, 생유산균을 사균화하기 위한 열처리는 생유산균 발효원액의 영양성분 변화가 발생하지 않는 온도 및 시간조건 범위에서 이루어지는 것이 바람직하며, 구체적으로 S200 단계의 열처리는 섭씨 80도 내지 100도의 온도조건에서 10분 내지 40분간 실시된다.
바람직하게는, 열처리는 섭씨 80도 내지 95도, 10분 내지 30분간 실시될 수 있고, 더욱 바람직하게 섭씨 85도 내지 90도, 10분 내지 20분간 실시될 수 있다. 이와 같은 열처리를 거쳐도 영양성분 변화가 발생하지 않는 것에 대해서는 후술하는 실시예를 통해 부연 설명한다.
열처리 조건에 대해 설명하면, 섭씨 80도 미만의 온도로 열처리가 진행되는 경우, 생유산균의 사균화가 완벽하게 이루어지지 않아 요거트 발효원액에 균이 잔재함에 따라 본 발명에서 추구하는 실온상태 기준 대략 1년 정도의 유통기한을 기대할 수 없는 커다란 문제가 있다.
덧붙이자면, 섭씨 80도 미만의 온도 조건에서는 요거트 발효원액에 포함된 초기 미생물 수에 따라 미생물을 사멸시키는데 소요되는 시간이 더욱 증가할 수 밖에 없고, 이러한 장시간 가열(살균)은 열교환기를 통한 살균이 아닌 배치식(batch)으로 탱크 내에서 살균이 이루어지는 경우 요거트 발효원액의 색상 변화, 유분리가 발생하여 품질적인 부분의 문제를 유발할 수 있다.
또한, 10분 미만의 시간으로 열처리가 진행되는 경우에도 마찬가지로 생유산균의 사균화가 완벽하게 이루어지지 않아 요거트 발효원액에 균이 잔재함에 따라 최종 요거트 제품의 실온상태 기준 1년 정도의 유통기한을 기대할 수 없는 커다란 문제가 있다.
또한, 섭씨 100도를 초과하는 온도 조건으로 열처리를 진행하는 경우, 요거트 발효원액의 색상 변화(연갈색에서 진갈색으로 변화)가 발생하여 소비자 거부감에 따른 제품화의 문제가 있다.
덧붙이자면, 섭씨 100도를 초과하는 온도조건의 열처리는 보통 UHT 설비를 통한 열교환을 통해 이루어지는데, 백프레셔, 디에어레이터 등의 추가장비가 필요한 고가(高價)의 UHT 설비 특성상 경제성 측면에서도 단점이 발생한다. 또한, 섭씨 100도를 초과하는 조건으로 가열하면 요거트 발효원액에 포함된 비타민류 등의 영양성분 파괴가 추가적으로 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명은 섭씨 80도 내지 100도의 온도조건을 적용함에 따라, 열교환기 중 튜블러 타입의 HTST 설비만 있으면 시간, 비용적인 측면에서 효율적으로 요거트 발효원액의 1차 살균을 진행할 수 있다.
또한, 40분을 초과하는 시간조건으로 열처리를 진행하는 경우, 40분간 열처리를 진행한 것과 그 이상의 시간을 투입하여 열처리한 것과 결과면에서 큰 차이가 없는바, 제조공정상 열처리 시간을 좀 더 단축하여 생산효율을 증대시키는 것이 바람직하다 하겠다.
본 발명의 실시예에서, S200 단계의 열처리 과정은 섭씨 80도 내지 100도의 온도조건에서 10분 내지 40분간 실시되는데, 1회 이루어지거나 적어도 2회로 단계적으로 실시될 수 있다.
본 발명의 출원인은 일 실시예로, S200 단계의 열처리를 2단계를 통해 2회 실시하였고, 후술하는 S400 단계의 열처리를 1회 실시하여 총 3회의 열처리를 실시하였다.
예들 들어, 아래의 실시예 2에 기재된 것처럼, 생유산균 발효원액을 섭씨 80도에서 10분간 열처리(1회, S200 단계)를 진행하고, 상기 섭씨 80도, 10분간 열처리된 발효원액을 섭씨 90도에서 20분간 추가 열처리(2회, S200 단계)하여 코코넛 비건요거트를 제조하였다.
여기서, 상기 섭씨 80도, 10분간 열처리 단계는 생유산균 발효원액을 사균화하기 위한 전체 과정 중 예열 살균 과정에 해당하고, 상기 섭씨 90도에서 20분간 추가 열처리 단계는 생유산균을 실질적으로 사균화하고 이와 동시에 진균을 포함하는 미생물에 의해 사균 발효원액이 부패하지 않도록 식품 안전성을 확보하기 위한 주 살균 과정에 해당하는 것으로서, 이와 같이 S200 단계를 2단계로 단계적으로 실시함으로써 사균화 작업효과를 한층 최적화하면서 극대화시킬 수 있다.
아래에서 설명하겠지만, 코코넛 크림을 요거트 원재료로 하여 생유산균 발효원액을 생성하고, 사균화 과정을 거쳐 사균 발효원액을 생성한 결과, 도 2에 도시한 바와 같이 본 출원인은 일반적인 생유산균 투입 요거트 제품에 비해 사균 발효원액의 점도가 증가하여 그릭 요거트와 유사한 성상을 나타냄을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 챔버 내에 수용된 사균 발효원액의 층분리가 발생하지 않도록, 도 1에 도시한 바와 같이, S200 단계 후 챔버 내의 사균 발효원액을 교반하는 단계를 더 포함한다(S300).
다음, 도 1에 도시한 바와 같이, S300 단계 후, 플레인타입 요거트 제조를 위해 사균 발효원액만을 개별용기에 패키징한 상태에서 추가적으로 열처리하거나, 사균 발효원액 및 과일 첨가물의 혼합물을 개별용기에 패키징한 상태에서 추가적으로 열처리하여 살균한다(S400). 과일 첨가물은 과일 청크(망고, 블루베리 등), 퓨레, 쥬스 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물일 수 있다.
이와 같이 S400단계의 2차 열처리는, 사균 발효원액의 추가 살균과 과일 첨가물의 살균뿐만 아니라 S200 단계의 1차 열처리를 통해 제조된 사균 발효원액의 재오염을 방지하고 요거트 용기와 실링지를 추가적으로 살균할 수 있다.
S400 단계에서의 열처리는 S200 단계에서의 1차 열처리(1회 또는 적어도 2회 실시) 후에 이루어지는 2차 열처리 과정으로서, 마찬가지로 섭씨 80도 내지 95도의 온도조건에서 10분 내지 40분간 실시된다.
S400 단계에서 섭씨 80도 미만의 온도로 열처리가 진행되는 경우, 과일 청크와 같은 과일 첨가물의 살균이 완벽하게 이루어지지 않아 부패가 발생할 수 있고 본 발명에서 추구하는 실온상태 기준 대략 1년 정도의 유통기한을 기대할 수 없는 커다란 문제가 있다. 추가적으로, 용기, 포장필름 등에 잔존할 수 있는 균 등이 살균되지 않아, 전술한 S200 단계를 통해 대략 1년 정도의 실온 유통을 확보한 사균 발효원액도 부패할 수 있는 문제가 있다.
또한, 10분 미만의 시간으로 열처리가 진행되는 경우에도 마찬가지로 과일 첨가물의 살균 불충분으로 인해 최종 요거트 제품의 실온상태 기준 1년 정도의 유통기한을 기대할 수 없는 커다란 문제가 있다. 추가적으로, 용기 등의 포장지에 잔존할 수 있는 균 등이 살균되지 않아, 전술한 S200 단계를 통해 대략 1년 정도의 실온 유통을 확보한 사균 발효원액도 부패할 수 있는 문제가 있다.
또한, 섭씨 95도를 초과하는 온도 조건으로 2차 열처리를 진행하는 경우, 사균 발효원액과 과일 청크가 혼합된 혼합물의 색상 변화(연갈색에서 진갈색으로 변화)가 발생하여 소비자 거부감에 따른 제품화의 문제가 있다. 또한, 섭씨 95도를 초과하는 경우 개별용기 내부의 압력증가로 인해 개별용기에 핀홀(pin hole)이 발생하여 외기가 핀홀을 통해 개별용기 내부로 진입할 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
추가적으로, 섭씨 95도를 초과하여 2차 열처리를 진행하는 경우 영양성분 파괴, 특히 과일 청크, 퓨레에 포함된 비타민류의 파괴가 발생할 수 있다.
또한, 40분을 초과하는 시간조건으로 2차 열처리를 진행하는 경우, 40분간 열처리를 진행한 것과 그 이상의 시간을 투입하여 열처리한 것과 결과면에서 큰 차이가 없는바, 제조공정상 열처리 시간을 좀 더 단축하여 생산효율을 증대시키는 것이 바람직하다 하겠다. 또한, 40분을 초과하여 장시간 열처리 진행시, 요거트 내용물의 색상이나 관능(품질) 저하, 비타민류 파괴 등의 문제점이 발생할 수 있다.
한편, S400 단계는 개별용기에 사균을 일정량 추가한 상태에서 이루어질 수도 있다. 즉, 플레인타입 요거트 제조를 위해 사균 발효원액에 일정량의 사균을 추가한 혼합물을 개별용기에 패키징한 상태에서 열처리하거나, 사균 발효원액 및 과일 첨가물의 혼합물에 일정량의 사균을 추가한 혼합물을 개별용기에 패키징한 상태에서 열처리할 수 있다.
다음, 도 1에 도시한 바와 같이, S400단계의 2차 열처리를 거친 제품을 섭씨 30도 이하의 온도로 냉각하여 마무리한다(S500). 덧붙여, 패키징용기에 수용된 상태 기준 요거트액 중심부분의 온도를 대략 섭씨 30도 이하로 냉각한다.
이하, 실시예 및 시험예에 의거 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
실시예 1 : 열처리 유산균(사균)이 함유된 사균 발효원액 제조(S200 단계 1회 실시)
요거트 원재료로 코코넛 크림을 챔버에 투입하고 생유산균으로 듀폰 다니스코(danisco) 사의 VEGE 033을 챔버에 투입한 후 발효를 진행하여 생유산균 발효원액(코코넛비건요거트)을 제조하고, 생유산균 발효원액을 섭씨 80도에서 10분간 1차 열처리(1회, S200 단계)를 진행하여 코코넛 비건요거트를 제조하였다.
1차 열처리 살균처리는 코코넛비건요거트를 폴리에틸렌 소재의 스탠딩 파우치에 수용한 후 water bath를 이용하여 실시하였다.
실시예 2 : 열처리 유산균(사균)이 함유된 사균 발효원액 제조(S200 단계 순차적으로 2회 실시)
요거트 원재료로 코코넛 크림을 챔버에 투입하고 생유산균으로 듀폰 다니스코(danisco) 사의 VEGE 033을 챔버에 투입한 후 발효를 진행하여 생유산균 발효원액(코코넛비건요거트)을 제조하고, 생유산균 발효원액을 섭씨 80도에서 10분간 열처리(1회, S200 단계)를 진행하고, 상기 섭씨 80도, 10분간 열처리된 발효원액을 섭씨 90도에서 20분간 추가 열처리(2회, S200 단계)하여 코코넛 비건요거트를 제조하였다. 즉, S200 단계의 1차 열처리를 2회 실시하였고, 상기 2회에 걸친 열처리 살균처리는 각각 코코넛비건요거트를 폴리에틸렌 소재의 스탠딩 파우치에 수용한 후 water bath를 이용하여 실시하였다.
비교예 1
실시예 1에서 1차 열처리를 진행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코코넛비건요거트를 제조하였으며, 이를 비교예 1로 하였다.
비교예 2
실시예 1에서 1차 열처리 조건을 섭씨 70도에서 120분간 진행하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코코넛비건요거트를 제조하였으며, 이를 비교예 2로 하였다.
비교예 3
실시예 1에서 1차 열처리 조건을 섭씨 75도에서 30분간 진행하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코코넛비건요거트를 제조하였으며, 이를 비교예 3으로 하였다.
비교예 4
실시예 1에서 1차 열처리 조건을 75도에서 60분간 진행하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코코넛비건요거트를 제조하였으며, 이를 비교예 4로 하였다.
비교예 5
실시예 1에서 1차 열처리 조건을 섭씨 90도에서 60분간 진행하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코코넛비건요거트를 제조하였으며, 이를 비교예 5로 하였다.
비교예 6
실시예 1에서 1차 열처리 조건을 섭씨 90도에서 120분간 진행하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코코넛비건요거트를 제조하였으며, 이를 비교예 6으로 하였다.
비교예 7
실시예 1에서 1차 열처리 조건을 섭씨 121도에서 15분간 진행하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코코넛비건요거트를 제조하였으며, 이를 비교예 7으로 하였다.
코코넛비건요거트의 성상, pH, 맛, 균수, 점성 확인
코코넛비건요거트의 균수는 주입평판법, GAS pack 사용_혐기조건, 35℃, 48 ~ 72hr배양 조건을 적용하여 측정하였다.
도 2는 비교예 1, 실시예 1, 비교예 7의 사진이다.
또한, 도 3은 실시예 1, 실시예 2와 비교예 1 내지 비교예 7의 성상, pH, 맛, 균수, 점성 비교표이다.
도 3을 보면, 비교예 2 내지 비교예 4의 경우 요거트 발효원액에 균이 잔재함에 따라, 1차 열처리를 통해 생유산균의 사균화가 완전하게 이루어지지 않음을 확인할 수 있으며, 실시예 1, 실시예 2와 비교예 5 내지 비교예 7의 경우 1차 열처리를 통해 생유산균의 사균화가 완전하게 이루어짐을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 2 내지 비교예 4, 비교예 7의 경우 코코넛비건요거트의 점성이 묽은 상태를 갖는 것을 확인할 수 있으며, 실시예 1, 실시예 2와 비교예 5, 비교예 6의 경우 코코넛비건요거트의 제품화에 적합한 정도로 점도가 증가한 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 7의 경우 실시예 1, 실시예2, 비교예 1 내지 6에 비해 제품화에 부적합한 정도로 색상의 변화가 어두운 쪽으로 변화한 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1, 실시예2, 비교예 1 내지 비교예 7의 경우 모두 맛의 변화는 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1, 실시예 2의 경우 pH 4.01로 1년 이상의 유통기한 적용을 위한 충족조건을 만족하는 것을 확인할 수 있고, 비교예 5와 비교예 6와 전체적으로 유사한 범위의 수치를 가짐을 확인할 수 있다.
열처리하지 않은 코코넛비건요거트, 1회, 2회 열처리한 코코넛비건요거트의 성분변화 확인(9대 영양소)
여기서, 상기 2회의 열처리는 S200 단계에서 열처리를 단계적으로 2회 실시한 것을 의미한다. 도 4는 비교예 1, 실시예 1(열처리 1회), 실시예 2(열처리 2회)의 성분 측정표이다.
도 4를 보면, 비교예 1, 실시예 1, 실시예 2의 경우 전체적으로 영양성분의 변화가 크게 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
즉, S200 단계의 열처리를 1회, 2회 거친 후의 코코넛비건요거트의 영양성분은 열처리를 진행하지 않은 일반적인 코코넛비건요거트와 영양성분에 있어 차이가 발생하지 않았음을 확인할 수 있다.
열처리 과정을 1회 실시하여 코코넛비건요거트를 제조한 후, 3개월간 냉장 및 실온 보관한 후의 성분변화 확인(9대 영양소, pH, 당도, 세균수, 진균수)
여기서, 상기 1회의 열처리는 S200 단계에서 열처리를 1회 실시한 것을 의미한다. 또한, 이하에서 냉장 보관은 예를 들어 섭씨 0도 내지 10도 조건에서의 보관을 의미하고, 실온 보관은 섭씨 1 내지 35도 조건에서의 보관을 의미한다.
도 5 및 도 6은 기본적으로 S200 단계의 열처리를 1회 실시하여 상기 실시예 1 시료를 제조하고, 이후 3개월간 실시예 1 시료를 냉장 및 실온 보관한 후 각각의 성분 변화를 나타낸 그래프이다.
도면을 보면, 각각의 경우에 있어 열량, 탄수화물, 당류, 단백질, 포화지방산, 나트륨에 있어 영양성분의 유의미한 차이가 없음을 확인할 수 있다.
또한, 열처리를 1회 실시하고 3개월간 냉장 보관한 후 pH, 당도, 세균수, 진균수에 있어 유의미한 변화가 발생하지 않음을 확인할 수 있으나, 3개월간 실온 보관한 후에는 세균수, 진균수가 모두 급격하게 증가함을 확인할 수 있다.
이를 통해, 실시예 1 시료를 3개월간 냉장 보관하는 경우 이상 발생이 확인되지 않아 제품 안전성을 확보할 수 있으나, 3개월간 실온 보관하는 경우에서는 세균수, 진균수의 급격한 증가를 통해 제품 안정성 악화 가능성이 확인되었다.
즉, 실시예 1 시료를 3개월 냉장보관하는 경우 식품위생상 안정성을 확보할 수 있으나, 실온보관하는 경우 식품위생상 안정성이 불안정할 수 있음을 확인하였다.
열처리 과정을 1차, 2차에 걸쳐 단계적으로 2회 실시하여 코코넛비건요거트를 제조한 후, 3개월간 냉장 및 실온 보관한 후의 성분변화 확인(9대 영양소, pH, 당도, 세균수, 진균수)
여기서, 상기 2회의 열처리는 S200 단계에서 열처리를 단계적으로 2회 실시한 것을 의미한다.
도 7 및 도 8은 기본적으로 S200 단계의 열처리를 2회 실시하여 상기 실시예 2 시료를 제조하고, 이후 실시예 2 시료를 3개월간 냉장 및 실온 보관한 후 각각의 성분 변화를 나타낸 그래프이다.
도면을 보면, 각각의 경우에 있어 열량, 탄수화물, 당류, 단백질, 포화지방산, 나트륨에 있어 열처리를 1회 실시한 경우와 마찬가지로 영양성분의 유의미한 차이가 없음을 확인할 수 있다.
또한, 열처리를 2회 실시하고 3개월간 냉장 보관한 후 pH, 당도, 세균수, 진균수에 있어 유의미한 변화가 발생하지 않음을 확인할 수 있다. 마찬가지로, 3개월간 실온 보관한 후 pH, 당도, 세균수, 진균수에 있어서도 유의미한 변화가 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
이를 통해, 실시예 2 시료의 경우, 3개월간 냉장 및 실온보관한 후 세균수, 진균수의 증가가 발생하지 않아 제품 안정성 확보가 가능함을 확인할 수 있다. 정리하자면, S200 단계의 열처리를 2회 실시하여 제조된 요거트 제품의 경우, 3개월 냉장보관 조건은 물론 3개월 실온보관 조건까지 제시할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 출원인은 시간 제약으로 인해 3개월 동안 테스트를 진행하여 전술한 결과를 확인했으며, 이러한 데이터는 실질적으로 본 발명에서 주장하는 실온상태 기준 최소 6개월, 바람직하게는 1년 이상의 유통기한 제공으로 매칭될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
S100: 생유산균 발효원액 생성
S200: 생유산균 사균화를 위한 1차 열처리
S300: 사균 발효원액 교반
S400: 2차 열처리
S500: 냉각

Claims (6)

  1. (a) 요거트 원재료에 생유산균을 투입하여 상기 요거트 원재료를 발효시켜 생유산균 발효원액을 생성하는 단계;
    (b) 상기 생유산균 발효원액을 적어도 1회 열처리하는 과정을 통해 상기 생유산균 발효원액의 영양성분 변화가 발생하지 않도록 상기 생유산균을 사균화하여 사균 발효원액을 생성하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계 후, 상기 사균 발효원액만을 개별용기에 수용한 상태에서 추가적으로 열처리하거나, 상기 사균 발효원액 및 과일 첨가물의 혼합물을 개별용기에 수용한 상태에서 상기 혼합물을 추가적으로 열처리하는 단계를 포함하며,
    상기 (b)단계의 열처리는 섭씨 80도 내지 95도의 온도조건에서 10분 내지 30분간 실시되는 것이고,
    상기 (c)단계에서의 열처리는 섭씨 80도 내지 95도의 온도조건에서 10분 내지 40분간 실시되는 것을 특징으로 하는 요거트 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계의 열처리는 적어도 2회로 단계적으로 실시되는 것을 특징으로 하는 요거트 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요거트 원재료는,
    우유이거나,
    코코넛 크림, 두유 중 적어도 하나를 포함하는 식물성 우유대체물인 것을 특징으로 하는 요거트 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계는 생유산균 발효원액이 외부공기와의 접촉이 차단 가능하도록 챔버에 수용된 상태에서 이루어지며, 상기 (b)단계 후 상기 챔버 내의 상기 사균 발효원액을 교반하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요거트 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (c)단계는 상기 개별용기에 사균을 일정량 추가한 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 요거트 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 요거트 제조방법에 의해 제조된 요거트.



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