WO2024014779A1 - 초미세 대두 분말의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 초미세 대두 분말을 포함하는 두유 조성물 - Google Patents

초미세 대두 분말의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 초미세 대두 분말을 포함하는 두유 조성물 Download PDF

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이준희
이성표
임정민
이진혁
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing soybean powder and a soymilk composition comprising ultrafine soybean powder produced by the method. Specifically, the present invention relates to a soymilk composition containing ultrafine soybean powder produced by the above method. Specifically, the present invention relates to a soymilk composition that is rich in nutrients by pulverizing whole soybeans and has excellent swallowing ability when made into soymilk. It relates to a method for producing fine soybean powder and a soymilk composition containing ultrafine soybean powder produced by the method.
  • Soybeans have been a major source of protein and fat for a long time in Asia, where grains are the staple food.
  • protein which accounts for more than 40% of soybeans' ingredients, is equivalent to the protein of milk or eggs, which has an even balance of essential amino acids, making it an excellent protein source for Asians who lack protein intake.
  • soy protein is reported not only in terms of food nutrition, but also has excellent physiological activity, playing a role in lowering the content of serum cholesterol and reducing the incidence of diseases such as cancer, osteoporosis, and cardiovascular disease.
  • These soybeans are used in a wide variety of ways, such as being cooked and consumed at home as bean sprouts or soybean soup, or as commercially processed products such as tofu and soy milk.
  • soymilk The conventional method for producing soymilk was to heat boiled soybeans or soybeans soaked in water, grind them, and then press them.
  • problems such as bad flavor and taste, lipids from soybean components seeping out, and sediment forming due to large soymilk particles after making soymilk. Therefore, recently, in order to prevent this, soy milk products are being industrialized using chemical additives such as emulsifiers, thickeners, and flavoring agents.
  • the conventional technology had the disadvantage of having the possibility of destroying nutrients due to an increase in temperature during the soybean powder grinding step, and the manufacturing method resulting in large particle size, which discards the soybean skin and reduces production efficiency.
  • Patent Document 1 Registered Patent Publication No. 10-1070823
  • Patent Document 2 Registered Patent Publication No. 10-1440609
  • the present invention breaks away from the conventional method of producing soymilk by removing the soybean skin and grinds the entire soybean into ultrafine particles to create ultrafinely ground soybeans that are nutritionally superior and have excellent swallowing properties when applied to beverages.
  • the object is to provide a powder manufacturing method and a soymilk composition containing soybean powder prepared by the method.
  • the present invention provides a method for producing ultrafine soybean powder comprising the following steps:
  • Step (a) is a step of drying soybeans, and the soybeans used in this step are not limited, but are preferably unhulled raw soybeans.
  • Drying conditions are 40 to 90°C, preferably 50 to 80°C for 4 to 10 hours, preferably 5 to 9 hours.
  • the drying may not be smooth and the soybeans may not be pulverized well in the subsequent grinding step. If the above temperature range and drying time are exceeded, the soybeans may burn or become too dry. There is a risk that the peel may be removed when grinding.
  • the soybeans that have undergone the drying step may have a moisture content of 2 to 10% (w/w), preferably 2 to 8% (w/w), and more preferably 6 to 8% (w/w). If the moisture content is less than the above moisture content, the husk is easily removed when grinding soybeans, and if the moisture content is above the above moisture content, the soybeans may be crushed and smooth grinding may not be achieved.
  • Step (b) is a step of first crushing the soybeans dried through step (a). At this time, The roll mill spacing is set to 2 ⁇ 5mm and the soybean size is first crushed to 2 ⁇ 5mm. This is a preprocessing step for the target particle size during secondary grinding and is further intended to provide appropriate roasting conditions.
  • Step (c) is a step of second pulverizing the soybeans that have been pulverized through step (b), and is a step of pulverizing the soybeans that have been pulverized once more to ensure good heat transfer in the subsequent pretreatment step.
  • soybeans can be ground to 1 to 10 mm, preferably 2 to 6 mm. If the grinding size is outside the above range, heat transfer efficiency may decrease during the roasting process, and it may be difficult to control the particle size in the subsequent airflow grinding step.
  • Step (d) is a step of preprocessing the soybeans secondaryly ground through step (c), and the pretreatment includes roasting and cooling the soybeans.
  • roasting it may be preheated at 140 to 190°C, preferably 150 to 180°C, before roasting. Roasting if the above preheating process is not performed Since heat is continuously applied to the raw materials until the temperature is reached, there is a risk of a burnt taste or deterioration in quality.
  • roasting is performed at 160 to 240°C, preferably 180 to 220°C, more preferably 190 to 210°C for 40 to 80 minutes, preferably 50 to 70 minutes. If the roasting temperature is below the above-mentioned roasting temperature, the roasting may not be done well and a fishy smell may occur, and if the roasting temperature is above the above-mentioned roasting temperature, the soybeans may be over-roasted and may have a burnt taste.
  • the cooling process is performed at 10 to 40°C, preferably 20 to 30°C. If the temperature is below the above range, the moisture combined with the soybeans may freeze, causing oil and moisture to escape due to a sudden temperature rise during airflow grinding, which may deteriorate quality. In addition, if the temperature range is exceeded, the quality may deteriorate due to rancidity in combination with oxygen and soybean oil in the air, and the high humidity during airflow grinding may not allow smooth airflow grinding.
  • cooling is not limited, but may proceed with natural cooling in one embodiment of the present invention.
  • Step (e) is a step of air current pulverizing the soybeans pretreated by roasting and cooling as described above.
  • the temperature during the pulverization is not limited, but is preferably maintained at 10 to 30° C., and the soybean input rate is 5 to 30° C. It may be 25 kg/h, preferably 10 to 20 kg/h.
  • the reason for setting the grinding temperature range as above is that the temperature rises due to the motor during airflow grinding, and the humidity is high due to the high temperature, especially in summer, so humidity is retained in the powder raw materials, which prevents airflow grinding from proceeding smoothly, resulting in uneven particle size. Because there is.
  • the reason for setting the above input speed range is that when the input speed is high, air flow pulverization does not occur smoothly and the particle size is large, and when the input speed is low, the particle size becomes small but production efficiency is low.
  • the rotation speed of the grinder motor is 3,000 to 5000 RPM, preferably 3,000 to 4,000 RPM, and more preferably 3,400 to 4000 RPM
  • the rotation speed of the dust collector motor is 500 to 2000 RPM, preferably 900 to 1,600 RPM.
  • it can be pulverized at a speed of 1,100 to 1,300 RPM. If the grinding speed is below the rotation speed range of the grinder motor and the dust collector motor, there is a risk that the soybeans will not be pulverized well and may be left standing. If the speed range is exceeded, the particle size may be too small and the production efficiency may be lowered when applied to soy milk. there is.
  • the particle size of the soybeans pulverized through the grinding step may be 10 to 60 ⁇ m, preferably 15 to 50 ⁇ m. If the soybean size is less than the above range, there is no problem, but when manufactured artificially, production efficiency decreases, and if the size exceeds the above size, coarse particle size may be a problem when producing soymilk.
  • the airflow grinding method has the advantage of obtaining raw materials with a fine particle size and less damage to the raw materials due to collisions between the raw materials rather than friction between the equipment and the raw materials.
  • the present invention additionally provides a soymilk composition or soymilk product comprising soybean powder ground by the above method.
  • the present invention can provide a method for producing ultra-finely ground soybean powder, and the soybean powder prepared according to the above method is easily soluble in water and can provide a beverage with excellent swallowing ability when applied to a beverage.
  • the ultra-finely ground soymilk powder produced according to the present invention does not destroy nutritional components compared to conventional grinding methods, and when soymilk is produced using it, soymilk with excellent sensory evaluation results can be provided.
  • Figure 1 shows the CIE Lab color space for evaluating color difference in Experimental Example 2.
  • Figure 2 shows the principle of the particle size analyzer used for particle size analysis in Experimental Example 4.
  • Figures 3a and 3b show the average particle size of the ultrafine soybean powder prepared in Experimental Example 4.
  • Figures 3c and 3d show the average particle size of soybean powder in a liquid soymilk product manufactured using the ultrafine soybean powder prepared in Experimental Example 4.
  • the received raw soybeans were visually inspected for foreign matter, mold, rotten soybeans, and size uniformity to select high-quality raw soybeans.
  • the selected raw soybeans were evenly distributed on drying trays, placed in a dryer, and dried at 50-80°C for 5-9 hours until the moisture content was less than about 8% (w/w).
  • the dried raw soybeans were first pulverized to a size of 2 ⁇ 5mm by setting the roll mill interval to 2 ⁇ 5mm.
  • the soybeans pulverized above were put into a screw-type grinder and subjected to secondary pulverization by setting the mesh size to a small particle size of 2 to 6 mm for effective roasting.
  • crushed soybean raw materials were put into a heat transfer drum rotating roaster and roasted at 180 ⁇ 220°C for 50 ⁇ 70 minutes to remove fishy and raw odor and maximize the savory flavor. Afterwards, the temperature and time for roasting were set, and the presence or absence of appropriate chromaticity was determined using a colorimeter.
  • the roasted soybean raw material was naturally cooled at room temperature and then set to an airflow grinding device at an input speed of 10 to 20 kg/h, a grinder rotation speed of 3,400 to 4,000 RPM, and a dust collector rotation speed of 1,000 to 2,000 RPM to produce particles of 15 to 50 ⁇ m.
  • Soft ultra-fine soybean powder having a large size was prepared.
  • the moisture content was found to be less than 6% (w/w), and when grinding in a roll mill, the soybeans crumbled and even the husk flew away.
  • the moisture content was found to be less than 4% (w/w), and airflow grinding was difficult as the soybeans crumbled and the husks flew off during roll mill grinding.
  • Raw soybeans are light yellow in color and have a fishy taste when consumed. When roasted under appropriate roasting conditions, it changes from light yellow to dark yellow, and the fishy taste disappears and becomes savory.
  • the roasting temperature and time were set at different settings as follows:
  • soybeans prepared under condition 3 had no raw soybean odor and had an increased savory taste, so Experiment Example 3 was conducted under the above conditions.
  • the raw material input speed, air flow rotation speed of the air flow grinder, and dust collection rotation speed must be set to process ultra-fine soybean powder with a soft particle size and application diversity, so the motor rotation speed and dust collection rotation speed conditions are set as follows. The impact on manufacturing was assessed differently:
  • the raw material dust collection efficiency in the recovery device was low and the raw material was left in the air flow grinding device.
  • the particle size of the soybeans was D50 ⁇ m (32.06-36.01 ⁇ m) and D90 ⁇ m (63.46-74.02 ⁇ m).
  • the following experiment was conducted to confirm the average particle size of the ultra-finely ground soybean powder obtained by passing soybeans through an airflow grinder and the soymilk to which it was applied.
  • the pulverized soybean powder obtained under condition 3 was requested for analysis by the Korea Polymer Testing Laboratory, an external analysis agency, and the particle size (0.4 ⁇ 2,000 ⁇ m) was analyzed as it was in the powdered state. Analysis was conducted using capable measuring equipment (laser diffraction and scattering ISO 13320). The particle size sizes D10, D50, and D90 were measured to calculate the average particle size, and the number of repetitions was three.
  • the average particle size of ultra-finely ground soybean powder ground under the above conditions was 38.88 ⁇ m ⁇ 40.55 ⁇ m (FIGS. 3A and 3B).
  • Soymilk manufactured using the ultra-fine soybean powder obtained in Experimental Example 4 was recruited to 32 panelists in their 40s and 50s to evaluate the main sensory attribute symbols (comprehensive preference (selection frequency)/comprehensive symbol/) for the soymilk product.
  • Detailed attribute symbols (appearance, aroma, taste, mouthfeel, aftertaste) were evaluated.
  • the soymilk according to the present invention was evaluated to have a significantly higher overall preference than its competitors (95% confidence level).
  • the difference in detailed attribute symbols between the two products was not significant in terms of appearance, but the sensory evaluation results of the soymilk according to the present invention were evaluated much higher in terms of aftertaste, mouthfeel, and taste, and the soymilk according to the present invention was evaluated somewhat higher in terms of aroma as well (95 % confidence level).

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Abstract

본 발명은 초미세 대두 분말 제조방법에 관한 것으로, 기존의 대두 껍질을 회수하는 제조 방법에서 벗어나 대두를 통째로 분쇄하여 영양학적으로 우수하고 입도 사이즈가 작아, 음료 제품에 적용하였을 때 목넘김 및 관능이 우수한 초미세 대두 분말 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 초미세 대두 분말을 이용한 음료 제공할 수 있다.

Description

초미세 대두 분말의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 초미세 대두 분말을 포함하는 두유 조성물
본 발명은 대두 분말의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 초미세 대두 분말을 포함하는 두유 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 대두를 통째로 분쇄하여 영양성분이 풍부하면서도 두유로 제조 시, 목넘김이 우수한 초미세 대두 분말의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 초미세 대두 분말을 포함하는 두유 조성물에 관한 것이다.
대두는 곡류가 주식인 아시아권에서 오랜 세월, 단백질과 지방의 주요 급원이었다. 특히, 대두의 성분 중 40% 이상을 차지하는 단백질은, 필수 아미노산이 고르게 균형 잡힌 우유나 달걀의 단백질과 동등해 단백질의 섭취가 부족했던 아시아인들에게는 훌륭한 단백질원이었다. 또한 대두단백질은 식품 영양 측면에서뿐만 아니라 생리활성도 우수하여 혈청 콜레스테롤의 함량을 낮추는 역할을 하며, 암, 골다공증, 심혈관질환 등의 질병 발생률을 감소시키는 것으로 보고되고 있다. 이러한 대두는 콩나물, 콩자반 등으로 가정에서 조리하여 섭취하거나 두부와 두유 등 상업적으로 가공한 제품 등으로 매우 다양하게 이용되어지고 있다.
종래의 두유 제조방법은 삶은 대두나 물에 불린 대두를 가열하고 분쇄하여 압착하는 방법이 보편적이었다. 그러나 이 방법을 사용하면 좋지 않은 풍미와 맛이 나고, 콩 성분 중 지질이 스며 나오며, 두유 제조 후 두유 입자가 커서 침전물이 형성되는 문제점이 있었다. 따라서 최근에는 이를 방지하기 위해 유화제, 증점제, 착향료 등의 화학적 첨가물을 사용하여 두유제품을 산업화하고 있다.
또한 종래의 기술은 대두 분말 분쇄 단계에서의 온도 상승으로 영양성분 파괴 가능성이 있으며 입도 사이즈가 크게 나타나는 제조 방법으로 콩 껍질이 버리고 생산 효율이 떨어지는 단점이 있었다.
(선행기술문헌)
(특허문헌)
(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-1070823호
(특허문헌 2) 등록특허공보 제10-1440609호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 콩 껍질을 제거하여 두유를 제조하는 종래의 방법을 벗어나 콩 전체를 초미세 입자로 분쇄하여 영양학적으로 우수하고 음료에 적용하였을 때 목넘김이 우수한 초미분쇄 대두 분말 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 대두 분말을 포함하는 두유 조성물을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 초미세 대두 분말의 제조방법을 제공한다:
(a) 대두를 건조시키는 단계;
(b) 상기 건조된 대두를 1차 분쇄하는 단계;
(c) 상기 1차 분쇄된 대두를 2차 분쇄하는 단계;
(d) 상기 2차 분쇄된 대두를 전처리하는 단계;
(e) 상기 전처리된 대두를 기류분쇄하는 단계.
상기 (a) 단계는 대두를 건조시키는 단계로, 이 단계에서 사용되는 대두는 제한되는 것은 아니나 바람직하게는 거피되지 않은 생대두이다.
건조 조건은 40 내지 90℃, 바람직하게는 50 내지 80℃에서 4 내지 10시간, 바람직하게는 5 내지 9시간 동안 건조시킨다.
상기 건조 온도 및 건조 시간 미만으로 건조시키는 경우, 건조가 원활하게 되지 않아 이후의 분쇄 단계에서 대두가 잘 분쇄되지 않을 수 있으며, 상기 온도 범위 및 건조시간 범위를 초과하는 경우 대두가 타거나 너무 건조되어 분쇄 시 껍질이 제거될 우려가 있다.
상기 건조 단계를 거친 대두는 수분함량이 2 내지 10%(w/w), 바람직하게는 2 내지 8(w/w)%, 더욱 바람직하게는 6 내지 8%(w/w)일 수 있다. 상기 수분함량 미만인 경우 대두 분쇄 시, 껍질이 쉽게 제거되고 상기 수분함량을 초과하는 경우 대두가 짓이겨져 원활한 분쇄가 이루어지지 않을 수 있다.
상기 (b) 단계는 (a) 단계를 거쳐 건조된 대두를 1차 분쇄하는 단계이다. 이때, 롤 밀 간격 2~5mm로 설정하여 대두 크기를 2~5mm로 1차 분쇄를 진행한다. 2차 분쇄 시 목표로 하는 입자 크기의 전처리 단계이며 더 나아가 적절한 로스팅 조건을 갖추기 위함이다.
상기 (c) 단계는 (b) 단계를 거쳐 1차 분쇄된 대두를 2차 분쇄하는 단계로, 이후의 전처리 단계에서 열전달이 잘 될 수 있도록 1차 분쇄된 대두를 한번 더 분쇄하는 단계이다. 이때 대두는 1 내지 10mm, 바람직하게는 2 내지 6mm로 분쇄할 수 있다. 상기 분쇄 크기 범위를 벗어나는 경우 로스팅 과정에서 열전달 효율이 떨어질 수 있고, 이후의 기류분쇄 단계에서 입도 크기를 조절하기 어려울 수 있다.
상기 (d) 단계는 (c) 단계를 거쳐 2차 분쇄된 대두를 전처리하는 단계로, 전처리는 대두를 로스팅하고, 냉각시키는 과정을 포함한다.
이때 로스팅 전에 140 내지 190℃, 바람직하게는 150 내지 180℃에서 예열할 수 있다. 상기 예열 과정을 거치지 않는 경우 로스팅 온도에 도달하기까지 원료에 열을 지속적으로 주기 때문에 탄 맛이 나거나 품질이 저하될 우려가 있다.
상기 예열 과정 후, 160 내지 240℃, 바람직하게는 180 내지 220℃, 더욱 바람직하게는 190 내지 210℃에서 40 내지 80분, 바람직하게는 50 내지 70분간 로스팅을 수행한다. 상기 로스팅 온도 미만인 경우 로스팅이 잘 되지 않아 비린취가 날 수 있으며, 상기 로스팅 온도를 초과하는 경우 대두가 너무 볶아져 탄 맛이 날 수 있다.
로스팅 후, 냉각시키는 과정은 10 내지 40℃, 바람직하게는 20 내지 30℃에서 수행한다. 상기 온도 범위 미만인 경우 대두와 결합되어 있던 수분이 동결될 수 있어 기류 분쇄 시 갑작스런 온도 상승으로 유분과 수분이 빠져나와 품질이 저하될 수 있다. 또한, 상기 온도 범위를 초과하는 경우 공기 중 산소 및 대두 유지와 결합하여 산패가 되어 품질이 저하될 수 있으며, 기류 분쇄 시 높은 습도로 기류 분쇄가 원활이 이루어지지 않게 된다.
또한, 상기 냉각은 제한되는 것은 아니지만, 본 발명의 일 실시예에서는 자연냉각으로 진행할 수 있다.
상기 (e) 단계는 상기와 같이 로스팅 및 냉각시켜 전처리한 대두를 기류분쇄하는 단계로, 상기 분쇄 시 온도는 제한되는 것은 아니지만 바람직하게는 10~30℃로 유지하고, 대두의 투입속도는 5~25kg/h, 바람직하게는 10~20kg/h일 수 있다. 상기와 같이 분쇄 온도 범위를 설정한 이유는 기류 분쇄 시 모터에 의한 온도 상승으로 특히 여름철 높은 온도로 인해 습도가 높아 분말 원료에 습도를 머금게 되어 기류 분쇄가 원활히 이루어지지 않아 입도 크기가 불균일하게 될 우려가 있기 때문이다.
또한 상기와 같은 투입속도 범위를 설정한 이유는 투입 속도가 높아지면 기류 분쇄가 원활히 이루어지지 않고 입도 크기가 크고 투입 속도가 낮아지게 되면 입도 크기는 작아지나 생산 효율이 떨어지는 단점이 있기 때문이다.
또한, 분쇄기 모터의 회전 속도는 3,000 내지 5000RPM, 바람직하게는 3,000 내지 4,000RPM, 더욱 바람직하게는 3,400~4000RPM으로 분쇄할 수 있고, 집진기 모터의 회전 속도는 500 내지 2000RPM, 바람직하게는 900 내지 1,600RPM, 더욱 바람직하게는 1,100~1,300RPM의 속도로 분쇄할 수 있다. 상기 분쇄기 모터의 회전 속도 및 집진기 모터의 회전 속도 범위 미만으로 분쇄하는 경우 대두가 잘 분쇄되지 않아 정치될 염려가 있고, 상기 속도 범위를 초과하는 경우 입도가 너무 작아 두유에 적용이 생산 효율이 낮아질 수 있다.
상기 분쇄 단계를 통해 분쇄된 대두의 입도는 10 내지 60㎛, 바람직하게는 15 내지 50㎛의 입자 크기일 수 있다. 대두 크기가 상기 범위 미만인 경우 문제가 없으나 인위로 제조 시 생산 효율이 떨어지며 상기 크기를 초과하는 경우 두유 제조 시 입도가 거친 문제가 될 수 있다.
기류 분쇄 방법은 장비와 원료 간 마찰이 아닌 원료 간의 충돌로 인하여 원료 손상이 적고 미세한 입도를 가진 원료를 획득할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기 방법에 의해 분쇄된 대두 분말을 포함하는 두유 조성물 또는 두유 제품을 추가적으로 제공한다.
본 발명은 초미세 분쇄 대두 분말의 제조방법을 제공할 수 있으며, 상기 방법에 따라 제조된 대두 분말은 수용화가 쉽고, 음료에 적용 시 목넘김이 우수한 음료를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 초미세 분쇄 두유 분말은 종래의 분쇄방법 대비 영양성분이 파괴되지 않으며, 이를 사용하여 두유를 제조할 경우 관능평가 결과가 우수한 두유를 제공할 수 있다.
도 1은 실험예 2에서 색차를 평가하기 위한 CIE Lab 색공간을 도시한 것이다.
도 2는 실험예 4에서의 입도 분석에 사용되는 입도분석기의 원리를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 실험예 4에서 제조한 초미세 대두 분말의 평균 입도를 나타낸 것이다.
도 3c 및 도 3d는 실험예 4에서 제조한 초미세 대두 분말을 사용하여 제조한 액상 두유 제품에서의 대두 분말 평균 입도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예> 본 발명에 따른 초미세 분쇄 대두 분말의 제조
입고된 대두 원물을 육안으로 이물, 곰팡이, 썩은 콩 여부 및 크기 균일도를 확인하여 품질이 우수한 원물를 선별하였다. 상기 선별된 대두 원물을 건조 트레이에 골고루 분산하여 건조기에 넣어 50~80℃에서 5~9시간동안 건조시켜 수분함량이 약 8%(w/w) 이하로 될 때까지 건조시켰다.
이후 건조한 대두 원물을 롤 밀 간격 2~5mm로 설정하여 대두 크기를 2~5mm로 1차 분쇄하였다.
상기에서 분쇄된 대두를 스크류 타입 분쇄기에 투입하여 효과적인 로스팅 처리가 되도록 작은 입자 2~6mm로 체망 크기를 설정하여 2차 분쇄하였다.
분쇄된 대두 원료를 열전달 드럼 회전 로스터에 투입하여 180~220℃에 50~70분 로스팅하여 비린취 및 생취를 제거하여 고소한 풍미를 극대화 하였다. 이후 로스팅을 위한 온도와 시간을 설정하였고, 색차계를 이용하여 적절한 색도의 유무를 파악하였다.
이어서, 상기 로스팅된 대두 원료를 실온에서 자연 냉각 후 기류식 분쇄장치에 투입속도 10~20kg/h, 분쇄기 회전 속도 3,400~4,000RPM 및 집진기 회전 속도 1,000~2,000RPM로 설정하여 15~50㎛의 입자 크기를 갖는 부드러운 초미세 대두 분말을 제조하였다.
상기의 각 공정은 하기의 실험예 결과를 기반으로 설정한 것이다.
<실험예 1> 대두 건조 조건 평가
본 발명에서 대두의 건조 조건이 대두 분말 제조에 미치는 영향을 평가하기 위해 하기와 같이 온도와 시간을 달리 설정하여 생대두를 건조시킨 다음 분쇄를 진행하였다:
- 조건 1 : 40~70℃에서 3~6시간 건조
- 조건 2 : 40~70℃에서 5~9시간 건조
- 조건 3 : 50~80℃에서 3~6시간 건조
- 조건 4 : 50~80℃에서 5~9시간 건조
- 조건 5 : 70~100℃에서 3~6시간 건조
- 조건 6 : 70~100℃에서 5~9시간 건조.
실험결과, 상기 조건 1에서 실시하였을 때, 수분 함량은 12%(w/w) 이상으로 나타났고 롤 밀 분쇄 시 대두가 짓이겨져 원활한 분쇄가 이루어지지 않았다. 조건 2에서 실시하였을 때, 수분 함량은 10%(w/w) 이상으로 나타났고, 롤 밀 분쇄 시 대두가 짓이겨져 원활한 분쇄가 이루어지지 않았다. 조건 3에서 실시하였을 때, 수분함량은 8%(w/w) 이상으로 나타났고, 롤 밀 분쇄 시 대두가 짓이겨져 원활한 분쇄가 이루어지지 않았다. 반면 조건 4에서 실시하였을 때, 수분 함량은 8%(w/w) 이하로 나타났으며, 롤 밀 분쇄 시 대두가 원활하게 분쇄가 이루어졌다.
조건 5에서 실시하였을 때, 수분 함량은 6%(w/w) 이하로 나타났고, 롤 밀 분쇄 시 대두가 바스러져 껍질까지 날아가는 경우가 발생하였다. 조건 6에서 실시하였을 때, 수분 함량은 4%(w/w) 이하로 나타났고, 롤 밀 분쇄 시 대두가 바스러져 껍질이 날아감에 따라 기류 분쇄가 어려웠다.
상기 결과를 토대로 하여 실험예 1의 조건 4의 조건으로 다음 실험예 2를 진행하였다.
<실험예 2> 로스팅 조건 평가
생대두는 연한 노란색이 돌며, 섭취 시 비린 맛이 발생한다. 적절한 로스팅 조건에서 로스팅하면 연한 노란색에서 짙은 노란색으로 변하며, 맛도 비린 맛이 사라지면서 고소한 맛으로 변한다. 이를 색차계를 이용하여 비린 맛을 없애고 고소한 맛에 해당하는 색도를 평가하기 위해 하기와 같이 로스팅 온도 및 시간을 달리 설정하여 평가를 진행하였다:
- 조건 1 : 180℃에서 50~70분 로스팅
- 조건 2 : 180℃에서 70~90분 로스팅
- 조건 3 : 200℃에서 50~70분 로스팅
- 조건 4 : 200℃에서 70~ 90분 로스팅.
색차는 CIE L*a*b* 색 공간에서 L* 값은 밝기를 나타낸다.L* = 0 이면 검은색이며, L* = 100 이면 흰색을 나타낸다. a*은 빨강과 초록 중 어느 쪽으로 치우쳤는지를 나타낸다. a*이 음수이면 초록에 치우친 색깔이며, 양수이면 빨강/보라 쪽으로 치우친 색깔이다. b*은 노랑과 파랑을 나타낸다. b*이 음수이면 파랑이고 b*이 양수이면 노랑이다(도 1 참조).
평가 결과, 조건 1에서 실시하였을 때, 섭취 시 비린취가 약하게 나며 고소한 맛이 살짝 올라옴을 확인하였다. 색차는 L* 73.2/ a* 10.9/ b* 27.8이었다.
조건 2에서 실시하였을 때, 섭취 시 비린취가 없으며, 고소한 맛과 탄 맛이 생겼고, 색차는 L* 69.5/ a* 11.3/ b* 26.2이었다.
조건 3에서 실시하였을 때, 섭취 시 비린취가 없으며, 고소한 맛이 잘 느껴졌고, 색차는 L* 71,5/ a* 10.5/ b* 26.4이었다.
조건 4에서 실시하였을 때, 섭취 시 비린취는 없으나, 탄 맛이 강하게 올라왔고, 색차는 L* 65.2/ a* 12.5/ b* 28.1이었다.
상기 결과를 바탕으로 하여 조건 3으로 제조된 대두는 콩 생취가 없고 고소한 맛이 증대되었으므로 상기 조건으로 설정하여 실험예 3을 진행하였다.
<실험예 3> 기류분쇄 조건 평가
기류 분쇄 단계는 원료 투입 속도와 기류분쇄기의 기류 회전 속도, 집진 회전 속도를 설정하여 적용 다양성을 가지고 부드러운 입도를 가진 초미세 대두 분말을 가공해야 하므로, 하기와 같이 모터 회전속도와 집진 회전 속도 조건을 달리하여 제조에 미치는 영향을 평가하였다:
- 조건 1 : 모터 회전 속도 3,400RPM, 집진 회전 속도 900~1,600RPM
- 조건 2 : 모터 회전 속도 3,600RPM, 집진 회전 속도 900~1,600RPM
- 조건 3 : 모터 회전 속도 3,800RPM, 집진 회전 속도 900~1,600RPM
- 조건 4 : 모터 회전 속도 4,000RPM, 집진 회전 속도 900~1,600RPM.
평가결과, 상기 조건 1에서 실시하였을 때, 회수 장치에서의 원료 집진 효율이 떨어져 기류 분쇄 장치 내 원료(분쇄된 대두)가 정치되었고, 이때 대두의 입도는 D50㎛(37.90~38.79㎛), D90㎛(111.5~124.1㎛)이었다.
상기 조건 2에서 실시하였을 때, 회수 장치에서의 원료 집진이 어느 정도 이루어졌으나 생산 효율이 떨어지고, 목표로 하는 입도 크기에 도달하지 못하였다. 이때의 대두의 입도는 D50㎛(35.52~36.47㎛), D90㎛(102.57~109.9㎛)이었다.
상기 조건 3에서 실시하였을 때, 특히 집진 회전 속도 1,100~1,300RPM에서 적절한 집진 효율과 입도 사이즈를 얻었고, 이때 대두의 입도는 D50㎛(33.47~38.94㎛), D90㎛(85.7~101.73㎛)이었다.
상기 조건 4에서 실시하였을 때, 회수 장치에서의 원료 집진 효율이 떨어져 기류 분쇄 장치 내 원료가 정치되었고, 이때 대두의 입도는 D50㎛(32.06~36.01㎛), D90㎛(63.46~74.02㎛)이었다.
상기 결과를 바탕으로 하여 조건 3의 기류 분쇄된 원료의 집진 효율 및 입도 사이즈가 적절하였으므로, 상기 조건으로 실험예 4와 5를 진행하였다.
<실험예 4> 분쇄된 대두분말의 입도 평가
대두를 기류 분쇄기를 통과하여 얻어진 초미분쇄 대두 분말과 이를 적용한 두유의 평균 입도를 확인하기 위해 다음과 같이 실험을 진행하였다.
상기 실험예 3에서 기류 분쇄로 얻어진 대두 분말들 중 조건 3에서 얻어진 분쇄된 대두 분말을 외부 분석 기관 한국고분자시험연구소에 분석 의뢰를 진행하였으며, 분말상태 그대로 입자 크기(0.4~2,000㎛)를 분석할 수 있는 측정 장비(레이저회절 및 산란 ISO 13320)로 분석을 진행하였다. 입도 사이즈 D10, D50 및 D90을 측정하여 평균입도를 산출하였고, 반복수는 3회 실시하였다.
입도 분석은 입자에 빛을 조사하면 입자에 도달한 빛 중 산란된 빛의 세이 및 산란각이 검출기에 감지되며 이를 통해 입자의 크기를 계산 하는 것이 레이저 입도 분석기 원리의 가장 큰 핵심이다. 입자의 크기를 결정짓는 이론에는 Fraunhofer diffraction 및 Mie 이론이 이용되며 이 이론은 회절현상을 이용하여 입자의 크기분포를 측정하는 방법으로, 산란강도는 입자의 크기에 비례하고 산란각은 입자의 크기에 반비례한다는 원리를 기반으로 하는 이론이다(도 2).
실험결과, 상기 조건으로 분쇄한 초미분쇄 대두 분말의 평균 입도는 38.88㎛ ~ 40.55㎛로 나타났다(도 3a 및 도 3b).
<실험예 5> 본 발명에 따라 제조된 초미세 대두 분말을 포함하는 두유의 관능 평가
상기 실험예 4로 결과로 얻어진 초미세 대두 분말을 사용하여 제조한 두유를 32명의 40대 ~ 50대 패널들을 모집하여 해당 두유 제품에 대한 주요 감각 속성 기호(종합선호(선택빈도)/종합기호/세부속성기호(외관, 향, 맛 입안느낌, 뒷맛))를 평가하였다.
외부 의뢰 기관은 ㈜센소메트릭스 관능검사 센터에서 실시하였으며 평가자들에게 각각의 두유를 100㎖씩 제공하여 평가를 진행하였고, 결과는 표 1 및 표 2에 나타내었다.
평가 결과, 본 발명에 따른 두유는 경쟁사보다 종합선호가 뚜렷하게 높은 것으로 평가되었다(95% 신뢰수준). 두 제품 간 세부속성기호 차이는 외관에서는 크게 차이나지 않았으나, 뒷맛, 입안느낌, 맛에서는 본 발명에 따른 두유의 관능평가 결과가 훨씬 높게 평가되었으며, 향 또한 본 발명에 따른 두유가 다소 높게 평가되었다(95% 신뢰수준).
제품 종합선호 종합기호
선택빈도 평균 (9점) CCI (100점)
본 발명 22 5.88 89.8
경쟁사 10 5.38 53.5
P-value <0.05 -
제품 외관 향 맛 입안느낌 뒷맛
본 발명 6.22 6.16 5.75 5.72 5.91
경쟁사 6.28 6.06 5.28 5.22 5.13
P-value - - - 0.19 0.07

Claims (11)

  1. (a) 대두를 건조시키는 단계;
    (b) 상기 건조된 대두를 1차 분쇄하는 단계;
    (c) 상기 1차 분쇄된 대두를 2차 분쇄하는 단계;
    (d) 상기 2차 분쇄된 대두를 로스팅 및 냉각 단계를 거쳐 전처리하는 단계;
    (e) 상기 전처리된 대두를 기류분쇄하는 단계;
    를 포함하는 초미세 대두 분말의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는 50 내지 80℃에서 5 내지 9시간 동안 대두를 건조시키는 것을 특징으로 하는 초미세 대두 분말의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계를 거쳐 건조된 대두는 수분 함량 6 내지 8%(w/w)인 것을 특징으로 하는 초미세 대두 분말의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는 대두를 2 내지 6mm로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 초미세 대두 분말의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 로스팅은 190 내지 210℃에서 50 내지 70분간 수행하는 것을 특징으로 하는 초미세 대두 분말의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 로스팅 전에 150 내지 180℃에서 예열시키는 것을 특징으로 하는 초미세 대두 분말의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 냉각은 20 내지 30℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 초미세 대두 분말의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (e) 단계에서 기류분쇄는 온도를 10~30℃로 유지하고, 대두를 10~20kg/h 속도로 투입하는 것을 특징으로 하는 초미세 대두 분말의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 (e) 단계에서 기류분쇄는 분쇄기 모터 회전 속도 3,000 내지 4,000RPM, 집진기 모터의 회전 속도 900 내지 1,600RPM로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 초미세 대두 분말의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조방법은 대두를 15 내지 50㎛의 크기로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 초미세 대두 분말의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 초미세 대두 분말을 포함하는 두유 조성물.
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