KR820001041B1 - 발효유 음료의 제법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

발효유 음료의 제법

첨부 도면은 본 발명의 방법(c) 및 공지의 방법(a), (b)에 의하여 얻어진 시료(유단백질 분산액)에 원심력을 작용시켜 유백색의 정도와 그의 안정성을 비교한 그래프이다.

본 발명은 젖산 발효유를 원료로 하여 우유 또는 수유(獸乳)의 유단백질(乳蛋白質)의 분산과 그의 미려한 유백색이 장기간 안정되어 있는 직접 음용(飮用)의 발효유 음료의 제법에 관한 것이다.

일반적으로 발효유는 산첨가유의 경우와는 달리 젖산균의 작용에 의하여 유단백질의 등전점[(等電點)pH 4.6]을 서서히 통과하기 때문에 유단백질의 입자가 커지고 응집 단백질이 생기는 등의 원인으로 발효유가 침전되기 쉽다. 따라서, 발효의 풍미를 살리고, 또한 유백색이 미려한 직접 음용의 발효유 음료를 만들기가 어렵다. 만약 침전만 생기지 않으면 좋다고 한다면 유단백질을 투명감을 갖게끔 용해하는 것으로 족하지만, 이러한 유백색을 요구한다면 유단백질 입자를 보다 크게할 필요가 있고, 그 때문에 침전이 야기되기 쉽다. 즉, 침전이 생깅지 않게하는 것과 미려한 유백색을 요구한다는 것은 상반되는 성질의 것이라 하겠다.

따라서, 본 발명이 의도하는 바와 같은 발효유 음료의 제조는 종래 극히 곤란한 것으로 되어 있었다. 이 분야의 공지 기술자체가 극히 작고, 그나마 본 발명과 같은 독적으로 성공한 것이 없다. 예를 들어 일본 특허 공개 공고 제49-13361호에 기재된 방법에 있어서는 pH를 3.55 내지 3.80으로, 젖산의 산도를 0.35 내지 0.50으로, 그리고 우유 또는 수유(獸乳)의 무지유 고형분(無脂乳固形分)을 1.35 내지 2.65%로 동시 조절하게 되어 있다.

그러나 이 방법으로도 유백색은 얻어지되, 제조 직후에는 발견되지 않았던 침전이 단기간의 보존 중에 상당한 양으로 생기게 된다. 더우기 일본 특허 공고 제49-20508호에 기재된 방법은 발효유를 pH3.5 이하로 하여 60℃이상의 온도로 가열한 후, 균체 및 변성 단백질을 원심 분리기를 사용하여 제거함으로써 안정된 발효유성음료를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 이 방법에 따르면, 전기한 일본 특허 공개 공고 제49-13361호의 방법과는 반대로 장기간 침전이 생기지 않는 음료를 얻을 수 있으나 유백색이 극히 희박하게 되어 차라리 투명 음료적인 것이다.

상기한 바와 같은 종래 기술의 제특성을 검토해 보면 유단백질의 분산성의 개선을 도모하였으나, 전자인 방법에 있어서는 유단백질의 안정된 분산을 희생시키고 등전점을 통과함으로써 생성되는 유단백질입자가 발현되는 유백색을 최종제품의 유백색으로 사용하고 있고, 한편 후자인 방법에 있어서는 등전점을 통과함으로써 생성되는 유단백질 입자를 용해 상태로 하고 충분한 유백색의 발현을 희생 시키고 있는 것을 알수 있다.

더우기, 등전점을 통과함으로써 생성되는 유단백질입자의 크기는 작은 것으로부터 상당히 큰것 까지로 폭넓게 변동을 보이고 있다. 따라서, 이들 종래 기술의 방법은 유백색을 살리려고 하면 큰 입자들이 침전하게 되고, 한편 침전을 없애려고 하면 입자를 극히 미세한 것으로 만들거나 큰 입자들을 계외로 제거함으로써 유백색이 소실되는 결점이 있다.

본 발명자는 상기한 바와 같은 종래 방법의 결점을 감안하여 그들 방법과는 달리 유단백질의 분산과 미려한 유백색을 모두 장기간에 걸쳐 안정된 상태로 유지할 수 있는 발효유 음료를 제조하려는 목적하에 연구를 거듭한 결과, 등전점을 통과함으로써 생성된 유백색을 띤 발효유를 일단 투명한 상태로 용해한 후 얻어진 용액의 pH를 증가시키고 이어서 용액을 가열하여 용해상태에서 유단백질 입자를 형성시킴으로써 본 발명의 목적을 달성한 것이다. 이와 같은 본 발명에 의하여 형성된 유단백질 입자는 등전점을 재통과 시키지 않으며, 입자가 너무 크지도 작지도 않는, 안정된 분산과 미려한 유백색을 나타내기에 적합한 균일한 크기를 갖게된다. 이와 같은 특성에 관하여는 후술의 실험예에서 설명하겠으나, 미려한 유백색을 나타내는데 적합한 크기를 갖는 유단백질 입자는 발효유 음료로서의 발효 풍미를 살리는데에 큰 역할을 한다.

본 발명은 유단백질을 색차계의 측정으로 L치가 35이하 되게 용해하고, 발효유를 소정에 따라 물로 희석하여 pH를 조정한 후 열처리하고, pH 조정제의 첨가와 열처리로 L치를 40 내지 57의 범위로 유단백질 입자를 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에서 L치라함은 공지의 색차계(色差計)로 측정한 피검체의 백색도(명도)를 나타내는 것으로, 이 L치가 클수록 백색도가 강한 것인데, 본 발명에 있어서 L치의 측정은 액 두께 30mm시료의 조사(照射) 면적 30mmø로 반사 측정에 의하여 행하였다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.

발효유는 우유 또는 수유의 탈지유, 탈지 분유 및 탈지연유 등을 원료로 사용하여 통상법의 젖산 발효에 의하여 제조한다. 이 제조에 있어, 충분한 발효 풍미가 얻어지면 발효를 중도에서 중지하고 식용산을 더 첨가하여 조정하여도 된다. 발효유는 일반적으로 응유(

乳)를 형성하기 때문에 후속처리를 용이하게 하기 위하여 통상적인 동질화 처리를 적절히 시행한다. 그러나, 본 발명에 있어서는 등질화 처리를 시행하지 않아도 독적한바 음료를 충분히 제조할 수 있다는 것이 한 특징으로 되어있다. 다음에, 물로 희석, pH조성, 및 가열처리하여 발효유의 L치가 35이하로 되도록 단백질을 정해한다. 본 발명에 있어 용액이라 함은 유단백질이 미세하게 분산되어 유단백질의 대전성(帶電性)을 대부분 플러스(+)의 대전 상태로 하여 미세하게 분산시켜서 발효유의 ㄴ치를 35이하로 한 투명감이 강한 상태를 말한다. 외관적으로는 비누 수용액과 유사한 것이다. 이와 같은 용해 처리는 다음과 같이 하여 이루어진다. 먼저, 발효유를 필요에 따라 물로 희석하여 응집(

集)단백질로 만드는데, 유단백질의 큰입자는 용이하게 분산되어 용해된다. 다음에 분산과 용해도를 향상시키기 위하여 산성도를 pH3.45이하로 하고, 분자 운동을 촉진시키고 해리, 분산 용해를 충분한 것으로 하기 위하여 가열한다. 젖산 발효유는 통상적인 탈지유부터 물로 과도하게 희석되어 있지 않는 상태로 얻어진다. 즉, 무지유 고형분 함량은 발효 탱크의 경제면 등을 고려하여 5w/w%(이하%라 함은 모두 w/w)이상으로 얻어진다. 이 발효유를 물로 희석하여 무지유 고형분 함량이 2.5%이하 되게 한다. 상기 함량이 0.5 이하되게 희석하면 음료로서의 풍미가 희박해지고 유백색을 띄게하는 것이 곤란해짐으로 바람직하지 못하다. 또한, 상기 함량이 2.5%일때는 유단백질이 침전되기 쉽기 때문에 역시 바람직하지 못하다.

발효유 음료를 직접 음용으로 할경우, 청량미를 내기 위한 무지유 고형분 함량은 0.5 내지 2.5%범위의 농도면 적당하다. 물로 희석함에 있어, 미리 당과 산등을 적절히 첨가시킨 것을 물로서 사용할 수 있다. pH는 3.45이하로 설정하는 것일 바람직하다. 그러나 pH가 3.00이하이면 최종 제품의 산미가 과도로 강하거나 혹은 가열 후의 처리인 pH 조정제의 첨가에 의하여 염류가 과다하게 되고, 그 결과 풍미가 손상되고 침전이 생기게 됨으로 3.00이하의 pH는 바람직하지 않다. 그리고, pH를 3.45이하로 설정하지 않는한 유단백질을 충분히 용해 시키기는 어렵다.

일반적으로, 젖산 발효유를 물로 희석하여 무지유 고형분 함량을 2.5%이하로 할것 같으면 pH는 3.45이하가 되는데, 만약 산의 생성이 불충분한 경우에는, 젖산, 구연산, 인산 등의 식용산을 적절히 첨가하여 pH를 조정한다. 물에 의한 희석과 pH 조정 처리 순서는 특정의 것이 아니고, 물에 의한 희석을 동시에 pH조정으로 이용할 수도 있다. 이와 같이 하여 상술한 무지유 고형분 함량 및 pH치의 두가지 조건이 부여된 발효유에 60℃이상의 가열을 시행하여 유단백직을 용해 시킨다. 이 용해의 정도를 반복실험에 의하여 조사 하였던바, 미려한 유백색과 유단백질의 안정된 분산을 얻으려면 pH치가 35이하, 바람직 하기로는 30이하이어야 한다는 사실이 밝혀졌다. 즉, L치가 35이상이면 최종 제품이 침전되기 쉽다. 그리고, 60℃이상의 가열에 관하여는 용해성을 향상 시키는 점과 설비적 경제성의 양호한 점에서 90 내지 100℃범위의 온도로 가열하는 것이 바람직한데, 필요하다면 100℃이상의 온도로 가열하여도 목적을 달할 수 있다. 요컨대, 중요한 것은 L치를 35이하로 하는 가열 조건을 개개의 경우에 따라 설정하면 되는 것으로 예를 들어, 무지유 고형분 함량이 0.5%이고 pH가 3.3일때 90℃달온 가열(達溫加熱 : 90℃에 도달한 후 냉각을 즉시 수행하는 방법)온도를 적용하면 L치는 약 19가 된다. 무지유 고형분 함량이 1.0%이고 pH가 3.3일때 80℃의 온도에서 5초간 가열하면 L치는 약 24가 되고, 무지유 고형분 함량이 1.6%이고 pH가 3.4일때 90℃의 온도로 5초간 가열하면 L치는 약 28이 된다. 무지유 고형분 함량이 2.0%이고 pH가 3.1일때 95℃달온가열하면 L치는 약 27이 된다. L치가 35이하의 정도에 관해서는, 30이하가 바람직하다. 본 발명의 목적은 L치가 약 35 내지 17인 범위내에서 충분히 성취 되어질 수 있다.

상기한 바와 같이 하여 유단백질이 용해 상태로 조정된 발효유를 얻게된다. 즉, 다음 공정인 pH조정제의 첨가 처리를 행하기 앞서 사전에 발효유의 L치를 35이하로 하여 투명감이 강한 용해 상태로 만드는 것이 필요하다.

다음 단계에서는, L치가 35이하의 용해 상태로 조정된 발효유에 조정제 첨가와 가열 처리를 시행함으로써 L치가 40 내지 57로 되도록 유단백질 입자를 형성 시킨다. 이때 pH조정제로서는 탄산나트륨, 수산화나트륨, 젖산나트륨, 구연산나트륨, 인산나트륨 등의 알칼리제와 그들 용액 또는 유단백질 및 그의 용액(탈지유 용액등)을 둘수 있는데, 이러한 조절제는 pH를 알칼리측으로 이동 시키는데 적합하게 사용할 수 있다. 조정제의 첨가로 3.45이하였던 발효유의 pH를 3.50 내지 3.80범위로 만들 수 있다. pH를 3.50 내지 3.80으로 조정시킨 발효유는 pH조절제를 첨가 하기전과 거의 동일한 용해 상해 또는 외관을 나타낸다.

즉, pH를 3.50 내지 3.80범위되게 변화 시키는 것만으로는 충분한 크기의 유단백질 입자가 명성되지 않고, 따라서 미려한 유백색이 발현되지 않는다. 이 pH조정제 첨가에 이어 시행되는 가열처리에 의하여 양호한 균일성을 갖는다. 즉, 개개의 입자의 크기에 불균형이 적어지고 적당한 입도의 크기를 갖는 유단백질입자가 형성되어 미려한 유백색이 발현된다. pH조정이 3.5이하이면 다음에 가열을 시행하여도 유백색이 충분히 발현되지 않는 경우가 많고, 또한 pH가 3.80이상으로는 유백색이 발현하여도 유단백질의 침전이 생기기 쉽게 되며 장기간 안정된 음료를 제조하기가 어렵게 되므로 바람직하지 않다. 이 pH 내지 3.50은 직접 음용의 음료로서는 적당한 산미가 부여된다. 이어서 pH조정제를 첨가하여 pH조정을 한 발효유에 가열을 시행한다. 이 가열에 의하여 지금까지 용해 상태로 되어 있었던 유단백질은 다시 모여서 균일한 적당한 입도의 크기의 소입자가 형성되고, 이에 따라 액은 미려한 유백색을 발현한다. 이 가열 처리는 살균 처리를 겸할 수 있다. 유백색을 발현시키기 위한 가열은 60℃이상이 바람직하다. 60℃이하에서는 유단백질 입자의 형성에 시간이 너무 걸리거나 입자의 형성이 이루어지지 않게 한다. 가열은 100℃이상에서 수행하여도 좋다. 가열은 수분간 시행하던 충분히 백색을 발현시킬 수가 있다. 일반적으로는 가열 온도가 낮으면 낮을수록 가열시간은 더욱 길다.

예를 들알 수지유 고형분 함량 1.0%, pH 3.7, 60℃ 달온으로 유백색의 정도가 L치로 약 40인 경우, 60℃ 30분간 가열로 ㄴ치가 약 50이고, 70℃ 10분간 가열로 L치가 약 55이다.

개개의 경우에 따라 가열 온도 및 가열시간을 적절히 설정함으로써 목적한 바 정도의 유백색을 얻을 수가 있다. 본 발명에서 미려한 유백색이라 함은 L치로 40이상의 것을 의미한다. 또한, 가열시간이 너무 길었다는 등의 원인에 의하여 L치가 극히 높아지는 일이 있는데 이와 같이 L치가 너무 높으면 유단백질 입자가 용접이나 침전을 야기하기 쉽게된다. 그러므로 L치를 유단백질 입자의 분산 안정성의 기준으로 할 수가 있다. 이 의미에서 본 발명에서는 유백색의 상한은 L치 57이며 바람직하게는 55로 하는 것이다. 따라서, 본 발명에 의한 발효유 음료를 제조하기 위하여는 최종적으로 L치 40 내지 57되게 하는 것이 필수 요건이고, 그와 같이 되도록 최종 목적으로 하는 유백색의 정도에 따라 상술한 공정의 각종 조건이나 처리를 선택 설정하면 된다.

본 발명에 따른 장기간에 걸쳐 안정된 음료라함은 살균 처리하여 충진한 후 약 3개월 내지 6개월간 실온에서 보존하여도 병밑바닥에 안개 모양의 침전이나 혹은 액의 상부가 투명화되는 소위 분액상태(liquid separation state)가 일어나지 않는 것을 말한다.

또한, 상기한 바 어느 한 공정에 있어 설탕, 향료, 착색료 또는 탄산가스 등을 적당히 가함으로써 미미한 발효유 음료로 완성시킬 수 있다. 그리고, 본 발명을 이용하여 과일즙과, 착색재를 첨가한 유색 음료를 제조할 수도 있다. 이 경우 과일즙 및 착색제를 이미 첨가한 음료의 L치는 상술한 바의 본 발명의 설정범위에 반드시 들게 되는 것은 아니다.

상술한 바 본 발명을 이하 실험에 및 실시예에 의하여 구체적으로 설명한다.

[실험예]

탈지유를 90℃에서 15초간 가열 살균 후 37℃로 냉각하고, 여기에 락토바실러스 불가리커스의 스타터를 3.0첨가하여 발효를 시행하여 pH3.30인 발효유를 얻었다. 이것을 균일하게 교반하여 하기 세가지 방법에 의한 처리를 시행하였는 데, (c)법은 본 발명에 의한 방법이다.

(a) 법 : 발효유에 물을 가하여 무지유 고형분 함량 2.0%의 발효유(pH3.40)을 30kg얻었다. 여기에 5% 탄산나트륨 수용액을 첨가하여 pH를 3.60으로 조정하여 90℃에서 5초간 살균가열 후 즉시 200ml병에 열충전하였다. 최종 용액의 L치는 54이었다.

(b) 법 : 발효유에 물을 가하여 무지유 고형분 함량 5.0%의 발효유 30kg을 얻었다. 이 발효유를 150kg/㎠으로 균질화하고 인산으로 pH 3.00으로 조정후 80℃달은 가열을 시행하였다. L치는 52이었다. 가열처리 후 원심 분리 1,100G(2,500rpm 30분)으로 균체나 변성 단백질을 제거한 액(L치 44)을 10%수산화 나트륨 수용액으로 pH 3.40으로 하고 물을 가하여 부피를 75ℓ로 하여 90℃에서 5초간 살균 가열 후 즉시 200ml병에 열충전하였다. 최종 용액의 L치는 28이었다.

(c) 법 (a)법과 같이 무지유 고형분 함량이 2.0%인 발효유 80kg을 얻었다. 여기에 50% 유산 수용액을 첨가하여 pH를 3.20으로 조정후 95℃에서 5초동안 가열하여 유단백질을 용해시켰다. L치는 27이였다. 이어서, 5% 탄산나트륨 수용액으로 pH를 3.60으로 조정하고 90℃에서 5초간 살균 가열후 즉시 200ml병에 열충전 하였다. 최종 용액의 L치는 52이었다.

이상 세가지 제조 방법에 의하여 시료를 조제하였다. 각 방법으로 L치를 측정한 결과 및 제품의 유단백질 분산성의 보존 결과를 표 1에 제시한다. 보존 결과는 실온에서 6개월 보존한 것이다.

[표 1]

(주) +++=침전이 극히 많음

-=침전이 없음 또는 거의 없음

그리고, 제조 직후의 유단백질의 분산 상태를 알아보기 위하여 액을 원심 분리기에 걸어, 원심력 G를 바꿔서 침전 제거후의 액의 L치를 측정하여 첨부 도면에 나타내었다. 이 표 1에서 본 열명(c)법과 다른 방법과의 본질적인 차이, 즉 유단백질 입자가 일단 용해된 후(L치가 35이하 충분한 크기를 가지며 균일성이 있는 입자가 형성 되어서 유백색을 발현(L치가 40 내지 57)하게 되었는지 그 여부를 명백히 일람 비교할 수 있다. 또한 첨부 도면에 의하여 각 방법의 최종 용액의 유백색의 정도와 그의 안정성 즉, 유단백질의 분산의 안정성을 비교할 수 있다. 이 경우, 원심력 G를 상승 시킴과 동시에 L치가 하강되어 가는 것은 유단백질 입자의 침전에 의한 것이다. 따라서, L치가 크게 하강되어 있는, 즉 (a)법으로는 그 만큼 침전하기 쉬운 큰 입자가 불균일하게 많이 포함되어 있었다고 할 수 있다.

표 1 및 첨부 도면에서 명백하듯이 (a)의 방법으로는 제조 직후에는 충분한 유백색이 얻어지지만, 본 발명과 같이 일단 용해시킨 후 유단백질 입자를 형성시킨 것이 아니기 때문에 유단백질은 대소 각종 입자로 되고, 또한 비교적 조대(조大)한 입자가 많기 때문에 유단백질 입자의 분산성이 나쁘고 침전이 많다. 또한, 침전이 많아지면 그만큼 보존 후의 L치는 제조 직후의 것과 비교하여 열등한(낮은)것으로 된다. (b)의 방법에 있어서는 표 1 및 첨부 도면에서 명백하듯이, 최종 용액의 유단백질의 분산성은 안정되어 있으나, 본 발명과 같이 유단백질 입자의 형성이 이루어져 있지 않기 때문에 최종 용액은 유백색을 발현하고 있다고는 말할 수 없고, 간단히 비누 수용액과 유사하다고 할수 있다.

그리고, (b)법의 경우, 제조 공정에서의 원심 분리에 의하여 상당한 양의 유단백질이 제거되므로 유 단백질의 손실도 크다. 본 발명의 방법(c)법에 의한 경우는 표 1 및 첨부 도면에서 명백한 바와 같이, 침전하기 어려운 또한 미려한 유백색을 발현하기에 알맞는 크기의 입자가 균일적으로 형성되어 있다는 사실을 알 수 있다.

[실시예 1]

실험예와 같은 젖산 발효유를 얻었다. 이 발효유 10kg에 물 60kg을 가하여 혼합하고 다음에 50%젖산 수용액을 사용하여 pH3.30으로 조정하여 무지유 고형분 함량 1.2%의 발효유를 얻었다. 이것을 90℃ 달은 가열하고 이어서 실온으로 냉각한 후(L치 22.0), 10% 구연산나트륨 수용액으로 pH3.70으로 조정하였다. 이어서 pH3.70이된 발효유 1kg에 대하여 설탕 100g, 레몬향료 0.5g를 첨가 혼합하여 90℃달은가열 살균을 시행하여 발효유 음료를 얻었다. 음료의 L치는 50.5이었다. 실온으로 6개월 보존한 후에도 유단백질의 분살은 안정되어 있고 미려한 유백색을 발현하고 있었다.

[실시예 2]

실시예와 같은 젖산 발효유를 얻었다. 이 발효유 6.5kg에 설탕 5.5kg, 구연산 15g, 물 3.8kg을 가하여 혼합하고, 발효유를 pH3.40으로 하여 95℃달은 가열을 시행 하였다. 실온으로 냉각한 후(L치 24.0), 탈지유를 첨가하여 pH를 3.63으로 조정하고 레몬향료 0.05%첨가하여 80℃에서 15분간 가열 살균을 시행하여 발효유 음료를 얻었다. 음료의 L치는 50.3이었다. 실온으로 6개월 보존한 후에도 유단백질의 분산은 안정되어 있고 미려한 유백색이 발현되어 있었다.

[실시예 3]

탈지 분유 용액을 사용하여 실험예와 같은 젖산 발효유를 얻었다. 이 발효유에 물을 가하여 무지유 고형분 함량 1.6%로 한것 10kg에 50%젖산 수용액을 첨가하여 pH3.42로 조정후, 서당 1kg와 레몬향료 5g을 첨가 혼합하고 이어서 관식 열교환기를 사용하여 110℃로 5초 정도의 가열을 시행하였다. 액을 실온으로 냉각한 후(L치 28.6), 5% 탄산나트륨 수용액으로 pH3.75로 조정하고 65℃달은 가열을 시행하여 발효유 음료를 얻었다.

음료의 L치는 45이었다. 또한, 본 실시예에서는 110℃로 가열시킨후 무조건하에서 처리를 수행하였다. 실온에서 6개월 보존한 후에도 유단백질의 분산은 안정을 보였고 미려한 유백색을 여전히 나타내고 있다.

Claims (1)

1. 무지유 고형분 함량이 0.5 내지 2.5%이고 pH가 3.00 내지 3.45되는 발효유를 60℃이상으로 가열 처리하여 L치가 35이하 되도록 유단백질을 용해 시키는 공정과, 이어서 pH조정제 첨가 처리로 pH를 3.50 내지 3.80되게 하여 60℃이상의 가열 처리함으로써 L치가 40 내지 57로 되도록 유단백질 입자를 형성시키는 공정으로 되는 발효유 음료의 제법.