KR790001229B1 - 단백성 물질로부터 용매를 제거하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

단백성 물질로부터 용매를 제거하는 방법

본 발명은 단백성 물질로부터 용매를 제거하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 용매로 침출시킨 단백 물질이나 용매를 함유한 단백물질을 가능한한 기계적으로 과량의 용매를 제거한 다음, 가열변성이 일어나지 않도록 가열하지 않고 또 응고능, 팽윤능, 물 및 기름 결합능 등의 단백질의 중요한 관능성을 잃지 않고 잔여 용매를 제거하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 어육등의 동물성 단백질 혹은 대두 및 유채(油菜)등의 식물성 단백질과 같이, 응고성 및 팽윤성을 지니며 또한 용매가 유리된 단백을 얻는데 있다.

또 다른 본 발명의 목적은, 전처리조작을 통해 가열변성이 생기더라도 최종 제품의 색갈에는 그다지 영향이 미치는 일이 없이, 단백질로부터 용매를 제거하는 방법을 얻는 것이다.

그러나 종래의 방법은, 직접 증기를 이용함으로서 단백질이 100℃가까이 가열되어 실지로 단백질의 변성점까지 가열되어 단백질의 중요한 성질인 응고능과 물-결합능을 잃어버리게 되는 등의 단점이 있었다.

이러한 단백질은 먹을때 모래 같은 느낌이 있어 부적당하며 어육 및 수육등의 물을 함유한 음식물에 첨가하면 대부분의 경우 못쓰게 되는 결점이 있다.

직접 증기로 단백질을 처리하면 색조가 변하여서, 밝은 색의 음식물에 가한 경우 미관상 좋지 않은 결점이 있었다.

그러나 본 발명은 이러한 종래 방법의 단점을 극복하였을뿐 아니라, 본 발명의 특징은 단백질을 물이함유된 공기 즉 습윤 공기로 처리하여 충분한 에너지를 가하면 공기로부터 물이 농축될때 그 량만큼 용매가 증발한다. 이때 습윤공기의 온도는 약 40°-90℃이다. 또한 본 발명의 실시예에 의하며는 단백질은 변성되지 않도록 습윤 공기의 온도가 40°-70℃, 바람직하게는 45°-65℃, 더 바람직하게는 45°-65℃, 로 처리한다.

본 발명의 또 하나의 실시예에 의하며는 단백 물질을 처리 단백물질 ㎏당 1.0-5.0㎥, 바람직하게는 처리 단백 물질 ㎏당 2.0-3.0㎥ 이 습윤공기로 처리한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 습윤공기는 50%이상, 바람직하게는 70%이상, 보다 더 바람직하게는 100% 포화된것을 사용한다.

수직으로된 칼람에서 단백물질과 습윤공기를 계속적으로 역류시키면서, 칼람을 간접적으로 가열시키어 도입되는 습윤공기의 온도를 바람직하게는 10-30℃보다 더 바람직하게는 10-15℃이하가 되도록 하면 습윤공기는 칼람내에서 서로 다른 값으로 분배된다.

칼람의 상부에 도입시킨, 물을 함유하는 습윤공기의 온도는 칼람저부에 도입된 습윤공기의 온도보다 더 높아지기 때문에 상부에 도입된 습윤공기는 그 온도로 칼람 상부에서 용매가 증발하면 칼람 저부의 온도와 거의 같게 된다.

용매를 함유한 단백질은 보통 보존용으로 용매를 가한 경우와 추출용으로 용매를 가한 경우이다. 추출용으로서 통상 사용되는 용매는 이소프로판올, n-부탄올, 2급-부탄올, 이소부탄올, 에탄올, 초산에틸, 아세톤, 염소화 탄화수소류 및 헥산이 있다. 이러한 용매는 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있다.

단백물질로는 도살장의 찌꺼기고기, 어육, 갑각류 혹은 수서 포유 동물의 단백질, 혹은 대두 및 유채의 단백질, 혹은 탄화수소류상에 미생물을 배양하여 얻어지는 단백질등의 동물성 혹은 식물성원이 있다.

단백질을 변성점이 60-70℃이상으로 가열처리하며는 단백질의 특수한 성질인 물 흡착능과 물 결합능이 소실된다. 감촉과 결합능을 유지시키기 위하여, 육류, 소세지 및 어육 등의 동물성원의 단백음식물에 단백 물질을 가한경우, 상기의 성질 물-흡착성과 결합성은 매우 중요하다. 변성단백질은 이러한 특성을 잃어버리게되어 음식물로 섭취할때 모래같은 느낌이 있어 촉감이 좋지않다. 하기 실시예들을 통하여 본 발명에 대해 더 상세히 서술하겠다.

[실시예 1]

직경이 100㎜이고 높이가 200㎜인 나선형의 교반기가 들어있는 용매 증발용 칼람에 용매가 추출한 어육 단백질 200g을 도입시킨다.

이 단백질의 조성은 건조 기질 61.5%, 이소프로판올 22.5% 및 물 13 0%로 되어있다.

교반기를 작동시키면서 약 2.0㎥의 습윤공기를 증발기의 하부에 도입시킨다. 포화된 습윤공기는 상기에서 증발기의 하부에 직접 도입된 공기를 적당한 온도의 물이 들어있는 밀폐용기의 저부에 도입시킴으로서 얻어진다.

본 실험에서는 4개의 서로 다른 온도로 포화된 습윤공기를 사용하여 보았다. 이때 증발능력은 가하는 에너지의 양에 따라 직접 좌우되기 때문에 일정한 크기의 용기내에서는 포화된 습윤공기의 양과 온도에 의해 조절된다는 사실을 발견하였다.

표에 의하면 습윤 공기의 온도를 40℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃ 및 90℃로 하였을때 포화된 습윤공기의 가열량은 공기 ㎏당 각각 39.6K㎈/㎏, 65.3, 109, 190, 363 및 912K㎈/㎏이다. 아래 표는 각기 다른 처리시간에 대한 건조 기질(dry substance DS)과 관여 이소프로판올 (IPA)를 나타낸 것이대. 재킷(jacket)이 달린 증발기 칼럼은 포화된 습윤공기 온도보다 10℃낮게하였다.

[표 1]

상기 표의 결과에서 명백한 바와같이, 용매 증발이 매우 빨리 이루어지는데, 즉 60분을 전후하여, 습한 물질에 용매가 20-270ppm만이 남아 있음을 알 수 있다. 계속 건조시키면, 이 잔여 용매는 더 감소하여 건조한 물질에는 10-30ppm 만이 남게된다. 이와같은 이유로 50℃, 60℃ 및 70℃정도 공기를 사용하여 15분후에는 이미 증발은 끝나며, 40℃정도 공기를 사용하여 30분후에는 이미 증발은 중단되며, 이때의 이소프로판올 량은 20-40ppm이며 건조시키면 이양은 극히 감소된다. 건조 조작은, 건조 공기를 송입시켜 약 35℃로 하는데 단백질 당 2.5㎥의 포화된 습윤공기를 15분간 송입시킨다.

[실시예 2]

수서 동물육과 육지 동물육에 대하여 약 50℃의 물-포화공기를 사용하여 실시예 1에 따라 각각 용매증발 조작을 하였다. 이때 재킷의 온도는 40℃로 한다. 수서 동물육의 입자 크기는 각기 18% ＜5-3㎜, 13% ＜3-2㎜ 및 69%≤2㎜로 하였으며 육지 동물육의 입자크기는 ≤2㎜로 하였다. 건조 기질 68.7%, 이소프로판올 15.8% 및 물 15.5%로 이루어진 단백물질 400g을 사용하였다.

[표 2]

상기 표에서 나타난 바와같이 결과는 매우 만족한 것이며, 어육은 증발하기전에 더 잘게 나눌 필요가없다. 실시예 1 및 2에 의해서 얻어진 제품은 단백질의 특이한 성질이 그대로 남아있으며, 70℃의 공기온도로 실험한 것만 제외하고는 물에 잘 팽윤되었으며 응고성도 나타났다.

[실시예 3]

나선형의 교반기가 달린 직경이 300㎜이고 높이가 3, 200㎜인 수직 칼람에 용매 추출한 어육 단백질을 넣는다. 교반기는 15rpm의 속도로 회전한다. 칼럼에는 쟈켓이 달려 있으며 이 쟈켓의 온도는 40℃이다.

55.6%건조기질, 38.2% 이소프로판올과 6.2% 물을 포함한 이소프로판올 추출 청어로 구성된 단백질을 칼럼에 도입시키고 이때의 온도를 20℃로한다. 도입시키는 단백질의 양은 시간당 18㎏으로 하며 연속 도입증발시킨다. 칼람 내의 물질 높이는 일정하게 유지하였다. 실험은 다음 2단계로 하는데(1)단계는, 실시예 1에 의해서 얻어진 포화된 습윤공기를 55℃ 온도에서 칼람의 저부에 60㎥/시간의 량으로 처리하고, (2)단계는 55℃의 온도의 포화된 습윤공기를 사용하여 칼람저부에 30㎥/시간의 양을 도입시킨 다음 145분후, 80℃온도의 물 포화-공기를 칼람 상부에 30㎥ 1시간의 량으로 도입시킨 것으로 이들의 결과는 아래표 3과 같다.

[표 3]

상기 표 3에서 명백한 바와같이 연속 공정에서 얻은 결과가 더 바람직하다. 그 이유는 상부에 도입된 공기는 증발 칼람 저부에 도입된 공기 온도보다 높으지만, 아래표 3A에서와 같이 칼람저부의 포화된 습윤공기의 온도를 초과하지 못하였다.

[표 3A]

연속 공정에 의한 다른 실험 결과는 아래표 3B와 같다.

[표 3B]

습윤공기는 칼람 내에서 서로 상이한 층에 분배되는데, 즉 칼람 상부에 도입된 공기의 온도는 저분에 도입된 공기의 온도보다 높다. 그러나 변성되지 않은 단백질을 얻기 위해서는 변성 점 이상으로 또 온도가 오르지 않도록 해야한다. 도입시키는 공기의 온도와 량은 선택적이어야 한다.

[실시예 4]

본 발명에 의하여 포화된 습윤공기로 증발시키고 단백 물질에 잔여하는 용매를 최종 건조 시킨후, 증발시키지 않고 직접 건조시킨 전후의 각각의 건조 기질과 이소프로판올의 량의 결과를 표 4에 기재하였다.

여기시 건조 온도는 35℃의 공기를 사용하였다.

[표 4]

표 4의 결과에서 명백한 바와같이, 포화된 습윤 공기로 단백물질을 처음에 증발시키는 경우에는 최종건조에 있어서 아주 바람직한 결과가 얻어진다.

[실시예 5]

다음은 증발 공기에 함유된 물의 량에 대한 효과를 시험한 것이다. 건조기질 65.1%, 이소프로판올 25.8% 및 문 9.1%의 시험물질 200g을 한쪽은 포화된 습윤로 처리하고 다른 한쪽은 불포화습윤공기(상대습도 최고 35%)로 처리하는데 45분간 2㎥/시간의 공기량으로 하였으며 공기의 증발 온도는 각각 30℃, 40℃, 50℃ 및 60℃로 하였다. 자켓 온도는 각 시험에서 습윤공기의 온도보다 10℃이하로 유지시켰다. 45분후의 결과는 아래 표5와 같다.

[표 5]

상기 표에서 나타난 바와같이 양자의 증발 방법의 열과는 아주 현저하게 다르며, 두번째 방법은 건조방법으로 다소 유용함을 알 수 있다.

[실시예 6]

정어리를 이소프로판올로 추출한 것을 증발시험 하였다. 건조기질 65.1%이소프로판올 25.8% 및 물 9.1%의 시험물질 350g을 50℃의 습윤공기 2㎥/시간의 량으로 재킷 달린 칼람에 도입시킨다. 이때 재킷의 온도는 40℃이다. 그 결과는 아래표 6과 같다.

[표 6]

정어리를 2급-부탄올로 추출한 압착 분말을 사용하여 상기와 동일한 시험을 하였는데 그 시험물질은 56.8% 건조기질, 2급-부탄올 18.7% 및 물 24.5%였다. 그 결과는 아래표 6B과 같다.

[표 6B]

다음은 헥산으으 추출한 압착분말을 사용하여 시험했는데 시험물질 함량은 건조 기질 70.4%, 헥산21.5% 및 물 8.1%였다. 그 결과는 표 6C에서 나타냈다.

[표 6C]

다음은 헥산으로 대두를 추출한것을 사용하여 동일하게 시험하였으며 시험물질의 함량은 건조 기질 79.5%, 헥산 11.4% 및 물 9.1%였고 그 시험결과는 표 6D와 같다.

[표 6D]

위의 결과에 알수 있는 바와 같이 용매와 단백물질의 선택은 증발 효과에 별다른 영향은 미치지 못하지만 사용하는 용매와 물질의 상이한 형태에 따라 만족한 결과를 얻을 수 있다.

[실시예 7]

습윤공기내에 함유되어 있는 수량의 효과 대하여 시험하였다. 증발 칼람에 도입시키기 전에 60℃로 가열하여 100% 포화시킨 50℃의 공기를 사용하여 표 6A에 따라 이소프로판올을 증발시켰다. 포화도는 57%로 감소한다. 증발결과는 아래표 7과 같다.

[표 7]

상기표에서 알 수 있는 바와같이, 출구기체온도가 50℃의 포화된 습윤공기를 사용하여 증발시켰 때와 비교하여 보면 1℃(표 6A 참조)가 더 증가했는데 이 사실은 불포화습윤 공기에 있어서 충진 물질을 통과하는 동안 과잉의 열이 소모됨을 알 수 있다. 증발 공정의 초기에 잔여 이소프로판올이 다소 더 빨리 증발되었으며 그래서 제품에 물이 더 적게 농축된다. 증발을 보다 효과적으로 일으키게 하기 위해서는 용매에 충분한 에너지를 가함과 동시에, 용매와 대체될만큼의 물을 농축시킬 단백물질로부터 증발시킨다. 이 조작이 뜻대로 이루어지는 경우에는 넓은 분포의 상대습도내의 저온에서 증발을 일으킬 수 있지마는 100%상대 습도 공기, 즉 포화된 습윤공기를 사용하며는 최대의 높은 온도에서 증발력이 최대가 된다는 사실은 자명하였다.

이와같이 본 발명에 따라 증발시킨 단백질은 변성이 일어나지 않았으며 물 팽윤성등의 특성이 그대로있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 수직으로된 칼람내의 단백물질에 온도 범위가 40℃에서 90℃이고, 충분한 에너지를 가하여 용매를 증발시킬때 습윤 공기로부터 물이 용축되어 증발되는 용매의 양만큼 대체될 수 있는 상대습도가 이상의 50% 습윤공기를 처리할 단백물질양에 대하여 1.0에서 5.0㎥/㎏양으로 향류 접촉시키고, 칼람에 도입되는 습윤공기 온도보다 낮은 온도로 칼람을 간접가열시킴으로서 단백성물질을 함유하는 용매로부터 용매를 증발시키는 방법.