KR100815403B1 - 수용성 미네랄이 코팅(coating)된 알칼리 쌀의 제조제법 - Google Patents

수용성 미네랄이 코팅(coating)된 알칼리 쌀의 제조제법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수용성 미네랄(Water-soluble minerals)이 코팅(COATING)된 알칼리 쌀의 제조제법으로서, 인체에 유용한 미네랄을 함유하고 있는 광물질인 규석과 맥반석을 용융하여 수용성화 함으로서 함유하고 있는 수용성 미네랄을, 미네랄이 결여된 체내에 공급하여 미네랄 밸런스를 유지시켜 주며, 쌀을 씻지 않고 밥을 지을 수 있는 무세미(無洗米)로서, 밥맛, 색상, 향의 우위성과 저장성을 가지며, 고온 용융으로 제조되는 위생적인 '수용성미네랄이 코팅(COATING)된 알칼리 쌀의 제조제법' 에 관한 것이다.
이에 조성물은 천연규사나 인조규사(순도:SiO2 99.9%) 40~63중량%, 식첨(食添) 무수탄산나트륨(Na2CO3) 25~48중량%, 맥반석(麥飯石) 6~15중량%, 식첨 피로인산나트륨(Na4P2O7) 4~12중량%, 식첨 탄산카리(K2CO3) 1.5~3중량%, 식첨 탄산칼슘(CaCO3) 0.5~1중량%로 상기 조성을 100중량% 혼합하여 용해로에 넣어 용융한 후, 출탕하여 투명체의 결정을 얻은 후에 적당량의 증류수로 용탕 용해하여 pH 7~12의 미네랄을 함유한 수용액으로 코팅되는 알칼리 쌀의 제조를 목적으로 한다.
미네랄, 알칼리, 규산염, pH , 코팅액 , 용융, 알칼리 쌀

Description

수용성 미네랄이 코팅(COATING)된 알칼리 쌀의 제조제법{Water-soluble minerals become coating alkaline rice manufacture a method.}
본 발명은 인체에 유용한 미량 미네랄(mineral) 30여종을 함유하고 있는, 고 순도의 천연규석(순도 99.9%이상)이나 규사와 맥반석을 이용하여 인체 생명유지의 필수적인 미네랄을 우리의 주식(主食)인 쌀을 통하여 공급함으로서 체질의 산성화를 방지하고, 쌀을 씻지 않고 밥을 지을 수 있는 무세미(無洗米)로서, 밥맛, 색상, 향의 우위성과 장기 보관성이 좋으며, 고온 용융으로 제조되는 위생적인 '수용성미네랄이 코팅(COATING)된 알칼리 쌀의 제조제법' 에 관한 것이다.
미네랄(Mineral)이란 주로 광석에 포함된 광물질이나 마그네슘, 철, 망간 등의 여러 가지 요소가 있으며 지하수가 땅속을 흐르며 돌이나 암반에 함유된 이 요소들을 조금씩 녹여서 물에 포함되고 이것이 땅에 흡수된다. 이러한 미네랄은 아주 미량이기는 하지만 사람의 인체 또는 동식물에 필수적으로 필요한 요소이다. 인체를 구성하는 원소는 모두 54종이나 되는데 이중에 탄소, 산소, 수소, 질소를 제외한 50종은 미네랄 이다.
생명유지 필수 미네랄 7종(Na, K, Ca, Mg, P, Cl, S)외에 미량 필수 미네랄 15종을 더하여 총 22종의 미네랄이 인체에 필요하며, 미네랄은 신체의 구성재료로서 뼈, 치아, 혈액, 모발, 손톱, 신경조직을 형성하는데 쓰여지며, 체내 미네랄이 결여되면 암, 심장병, 당뇨병, 관절염, 정신질환 등 현대인의 성인병을 유발 시킨다는 것은 널리 알려진 사실이며, 체내 면역을 결핍 시킨다. 지구환경의 무리한 개발과 비료와 농약의 사용 등의 요인으로 미네랄의 감소가 급속도로 진행되고 있으며, 식품의 가공은 그나마 식품 속에 함유된 미네랄을 더욱 감소시킨다. 그러므로 현대인에게는 미네랄 공급 프로그램이 더욱 절실히 필요하다. 규석(Silicate)과 맥반석에는 5대 영양소 중의 하나인 Si형태의 미네랄을 함유하고 있으며, 철, 요오드, 아연, 구리, 셀레늄, 망간, 몰리브덴, 불소 등의 미량미네랄(Micro-mineral)을 함유하고 있다.
우리 식생활의 주식이던 쌀은 식생활의 변화 및 육류와 유가공 제품, 과일 등의 서구적 취향에 따라 2005년 기준 1인당 쌀 소비량이 82kg으로 10여년 사이 24.2%가 감소되었고, 점차 감소의 폭은 더욱 더욱 커지리라는 전망이 지배적이다.
따라서 소비자를 위한 건강식품 개념에서 쌀 품종의 미질특성을 개량하여 우량미를 개발하고, 일부 영양성분을 코팅한다거나, 독특 활성성분을 첨가한 기능성 쌀들이 시판되고 있으며, 종류도 다양하여 버섯쌀, 홍국쌀, 칼슘 코팅쌀, 일라이트쌀, 한약재를 코팅한 오갈피쌀, 오미자쌀, 십전대보쌀, 해조류 함유쌀, 녹용쌀, 크로렐라쌀, 인삼쌀 등이 판매되고 있어 다양한 쌀 소비전략에 기여하고 있다.
종래의 발명특허 등록 제0550272호는 '규산염(SiO3)이 코팅된 기능성 쌀' 로 서 규산염(SiO3) 수용액으로 코팅한다고 서술하고 있으므로, SiO3는 규산소다용액(물유리:Na2SiO3)을 사용하는 것으로 사료되며, 물유리 용도로는 주물, 화이트카본, 실리카겔 제조용, 합성세제, 토건용, 접착제, 물의 청등연화제, 페인트, 합판의 제조 등에 쓰인다고 서술되어 있다.(화학약품대사전 1991 서울. 교육서관 발행 p13 ) 환경부에서도 수 처리제의 기준을 법제화하여 음용수용의 규산염제제는 수 처리제 2종(1호:고체, 2호:액체)으로 지정하고, 수 처리제 제조업 기준에도 용광로를 필수장비로 갖추어야 하며, 공업용 원료는 배제하고 필히 식품첨가물 원료로 사용하여 제조하여야 한다고 명시하고 있다.(먹는물 관리법제29조)
본 발명의 수용성미네랄이 코팅(COATING)된 알칼리 쌀은 기존의 쌀과는 차별화된 기능성 쌀로서, 규사와 맥반석은 물에 난용성이나 무수탄산나트륨의 화학적 작용과 고온(1,500℃)에서 용융하는 특수제법으로 수용성액상으로 제조되어, 환경부 음용수용 수 처리제 시험(표 1)에도 적합하였다.
(표1.) 환경부 음용수용 수 처리제 적합시험: I.C.P 분석
Figure 112007504206468-pat00001
본 발명은 불용성인 미네랄 함유 광석을 용광로의 고온에서 용융하여 수용성 미네랄로 합성되는 제조공정을 거쳐, 수용성으로 액화한 뒤, pH 7~12까지 알칼리로 조절하여 쌀에 효과적으로 분무 코팅함으로써, 취반 시 인체에 유용한 미네랄을 함유하고 공급함으로서, 체질의 산성화를 방지, 영양원을 공급하고, 쌀을 씻지 않고 밥을 지을 수 있는 무세미(無洗米)로서, 밥맛, 색상, 향의 우위성과 장기 보관성이 좋으며, 고온 용융으로 제조되는 위생적인 수용성 미네랄이 코팅(COATING)된 알칼리 쌀의 제조제법을 제공함에 있다.
본 발명은 수용성미네랄이 코팅(COATING)된 알칼리 쌀의 제조제법으로서, 인체에 유용한 미네랄을 함유하고 있는 광물질인 규석과 맥반석을 용융하여 수용성 미네랄화 하여 쌀에 코팅하고, 이를 취반 하였을 때, 미량원소 미네랄이 결여된 체 내에 흡수하여 미네랄 밸런스를 유지시켜 주는 미네랄이 코팅(COATING)된 알칼리 쌀에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
순수 규석(Silicate:99.9%이상)에는 5대 영양소 중의 하나인 미네랄로 철, 요오드, 아연, 구리, 셀레늄, 망간, 몰리브덴, 불소 등의 미량원소를 함유하고 있으며, 규산의 일반적인 특성인 알칼리성(ALCALI性)과 5~20㎛의 원적외선 방사파장도 가지고 있다. 또한 맥반석(麥飯石:Maifan-ston)은 인체에 유익한 철, 불소, 동, 요도, 크롬, 코발트, 셀레늄, 니켈, 바나듐, 주석, 몰리브덴 등의 미량원소가 여러 가지 함유되어, 이 함유된 물을 마시면 인체에 유익한 미네랄을 흡수할 수 있고, 인체에 축적된 유독물질을 배출할 수 있으며, 체내의 신진대사 조절, 혈액순환 촉진과 이뇨 및 건위(健胃)효과가 지대하며, 물의 정화작용 및 탈취작용을 하며 최근에는 다공성의 성질을 이용한 중금속 흡착제, 정수제, 미용제, 식품보존제로서 쓰이고 있다. 맥반석은 '본초강목(本草綱目)' 에도 감(甘), 온(溫), 무독하여 등창, 종기, 피부질환에도 사용된다고 하는 약용암석으로서, 또한 원적외선 방사에 의한 공명, 공진, 흡수작용으로 식품의 선도유지, 맛의 증가, 대장균 살균효과 등 식품산업에도 탁월한 효과를 가진다.
(표 2. 규사(SiO2)의 구성성분)
Figure 112007504206468-pat00002
(표 3. 맥반석의 구성성분)
Figure 112007504206468-pat00003
이에 조성물은 천연규사나 인조규사(순도:SiO2 99.9%) 40~63중량%, 식첨(食添) 무수탄산나트륨(Na2CO3) 25~48중량%, 맥반석(麥飯石) 6~15중량%, 식첨 피로인산나트륨(Na4P2O7) 4~12중량%, 식첨 탄산카리(K2CO3) 1.5~3중량%, 식첨 탄산칼슘(CaCO3) 0.5~1중량%로 상기 조성을 100중량% 혼합하여 용해로에 넣어 용융한 후, 출탕하여 투명체의 결정(SiO2성분:64~70%)을 얻은 후에 적당량의 증류수로 용탕 용해하여 14~22%의 SiO2성분이 함유된 알칼리수를 얻고, 다시 증류수로 희석하여 pH 7~12의 미네랄을 함유한 수용액으로 코팅되는 알칼리쌀의 제조를 목적으로 한다.
본 발명은 상기의 배합원료를 전기로에 투입하여 용융될 때 규사와 맥반석에 무수탄산나트륨이 많이 함유되면 될수록 물에 대한 용해도는 더욱 높아짐으로 SiO2용해제 역할을 하는 식품첨가물 규격의 무수탄산나트륨(Na2CO3)이 축합용해하며, SiO2+Na2CO3 → Na2SiO3+CO2↑의 형태로 규산나트륨(Na2SiO3)이 되어 물에 녹을 수 있는 규산염화 과정에 지대한 역할을 한다. 탄산카리(K2CO3)는 미네랄 칼륨(K)의 형태로 인체 세포내의 대표적인 전해질로 신경전달과 근육수축에 영향을 미친다. 식첨 피로인산나트륨(Na4P2O7)은 미네랄 인(P)의 형태로 잔류하여 칼슘과 함께 뼈대와 치아를 구성하고 세포내액의 삼투압과 산, 알칼리의 균형을 유지하고 산화방지제 분산 및 유화제로도 쓰이며 축합인산염에 대한 인(燐)의 영양제로도 쓰인다. 식첨 탄산칼슘(CaCO3)은 고온에서 용해되는 용융물의 강도를 조절하며 칼슘(Ca)의 첨가제로서 첨가된다.
상기 유리상의 결정을 얻은 후에 적당량의 증류수로 80~120℃ 온도로 용해하여 pH 7~12의 미네랄이 함유된 알칼리수를 얻는 공정으로, 수중에 용해되면 화학적 친화력을 지닌 물맛이 부드러운 연수역할로 음이온 알칼리화를 유지하며 인체에 무해, 무독, 무취, 무공해한 물질로서 문헌상으로도 인정되고 있다.(금속기술방식편람 P 553, 소화50년, 일본공업신문사 간)
상기의 본 발명의 조성물의 상세한 이해를 위하여 본 발명의 실시 예와 제조공정에 대하여 기술 하고자 한다.
하기의 실시 예 원료는 천연규사나 인조규사(순도:SiO2 99.9%) 40~63중량%, 식첨(食添) 무수탄산나트륨(Na2CO3) 25~48중량%, 맥반석(麥飯石) 6~15중량%, 식첨 피로인산나트륨(Na4P2O7) 4~12중량%, 식첨 탄산카리(K2CO3) 1.5~3중량%, 식첨 탄산칼슘(CaCO3) 0.5~1중량%로 상기 조성을 100중량% 혼합하여 연료의 불순물이 투입될 염려가 없는 가스로(GAS爐)나 전기로(電氣爐)에 넣어 자동온도센서를 통한 1,400℃온도에서 투입시켜 4~5시간 용융하여 1,450℃∼1,500℃의 고온으로 용융한 후, 용융물을 주물 틀에 출탕, 자연 냉각하면 표면이 균열로 불규칙하게 깨어지는 유리상으로 된다. 이 투명체의 결정을 얻은 후에 적당량의 증류수로 80~120℃ 온도로 4~5시간 용해하여 pH 7~12의 알칼리수를 얻는 공정으로 이루어지므로, 실시 예를 다음 도표를 통하여 나타내었다.
(표 4) 본 발명에 따른 원료 투입 실시 예
Figure 112007504206468-pat00004
상기의 실시예의 조성에 따라 원료를 배합하여 용융로에 투입하여 용융 출탕되어 냉각된 고체에서 다음과 같은 SiO2의 함량을 얻었다.
(표 5)본 발명에 따른 실시예의 SiO2의 함량
Figure 112007504206468-pat00005
상기의 원료투입으로 용융되는 미네랄함유 원료의 용융온도와 시간을 (표 6)으로 나타내었다.
(표 6) 실시예의 최고 용융온도(℃), 시간(min)
Figure 112007506092777-pat00015
상기 (표 6)을 참조하면 용융 최고온도와 용해시간은 규사와 맥반석의 양이 많으면 많을수록 높은 온도와 용해시간이 길어졌으며, 탄산나트륨의 투입량이 많으면 많을수록 용융최고온도의 저하와 용해시간이 빨랐음이 나타났다.
상기의 실시예로 용융 출탕되어 냉각된 유리상의 고체는 5~20㎛대의 원적외선이 다량 방출되어 제조된 쌀의 방충성과 탈취성이 우수하고, 장기간 보관관리에도 유효하다는 것을 (표 7)로 입증 하였다.
(표 7) 원적외선 방사 시험결과
Figure 112007504206468-pat00007
상기의 실시예로 용융 출탕되어 냉각된 유리상의 고체는 항균시험결과 살균효과가 있음도 (표 8)로서 입증 되었다.
(표 8) 대장균 항균시험 결과
Figure 112007504206468-pat00008
상기의 실시 예 배합으로 제조된 냉각고체를 분쇄기에 넣어 100~150멧쉬로 분쇄하여 분말 화 한 뒤, 얻어진 분말에 증류수를 넣고 80~120℃의 온도로 4~6시간 용해시킨다. 이렇게 얻어진 용액을 농축 여과시켜 pH 7~12에 따라 미네랄 코팅액를 제조하는 것이다.
이 과정을 거쳐서 제조된 미네랄 코팅액은 미네랄을 함유한 알칼리수로 제조하여 음용수 시험의 중금속 시험결과(표 9)에도 안정되고 무공해적인 알칼리수로 인정 되었다.
(표 9) 본 발명 알칼리 코팅액의 중금속 수질검사
Figure 112007504206468-pat00009
상기의 검사결과를 통하여 pH를 자유조절하여 pH 9~12까지의 검사에서도 중금속은 Pb(납)이 소량 검출되었으나 기준치에 훨씬 못 미치는 안정된 수치였으며, 결과는 모두 적합한 범위에서 안전성이 부여될 수 있었다.
상기의 알칼리 코팅액으로 코팅하기 전, 먼저 도정된 백미를 수세하여 수분함량이 15± 1％ 되게 저온건조(30± 10℃)한 후, 미네랄 알칼리 코팅액을 증류수에 1:1,000의 비율로 희석하여 pH 8.8~9.0 기준으로 하여, 수세된 백미에 고르게 분무하고 저온건조(30± 10℃)하여 수분함량이 15± 1％인 미네랄이 코팅된 알칼리 쌀을 제조 하였다.
상기의 미네랄이 코팅된 알칼리 쌀은 다음과 같이 미네랄이 I.C.P 추출 검사 하므로 인체에 유용한 미량 미네랄 게르마늄, 셀레늄 같은 원소도 소량 확인되었다.
(표 10) 본 발명 알칼리 쌀의 미네랄 함량( 100 g당)
Figure 112007504206468-pat00013
또한, 일반 백미와 코팅된 쌀로 밥을 지어 관능검사를 실시하였다. 각기 년령별로 10대 5명, 20대 5명, 30대 5명, 40대 5명, 50대 5명으로 총 인원 25명을 선발하여, 밥맛과 향과 색상의 선호도를 관능검사 하였다. 각기 4점을 최우수점수로 하고, 3점을 우수, 2점을 보통, 1점을 불량, 0점을 매우불량으로 하고 관능검사를 실시한 바, 코팅쌀 A(pH9.5)가 밥맛이 좋았다는 공통 평을 받았고, 색상, 향의 순으로 우수하다는 평점을 받았다. 코팅쌀 B(pH11)는 밥맛, 향, 색상이 코팅쌀 A보다 상대적으로 낮은 평가를 받았다. pH의 높은 코팅의 원인으로 분석 되었으나, 앞으로의 개선점으로 삼기로 하고, 전반적으로 4-50대 년령층을 제외하고 우수한 기능쌀로 인정받았다. 단지 아직도 하얀 쌀밥의 색상과 향에 젖어있는 관습이 4~50대에서 팽배함이 아쉬웠다.
(표 11) 코팅쌀과 일반 백미의 취반 후의 비교 관능검사도
Figure 112007504206468-pat00014
제조된 알칼리 쌀은 산성체질의 중화 및 약 알칼리화 시키며, 우리 몸은 아무리 산성물질, 알칼리물질이 많이 들어와도 그것을 정상적인 pH로 유지해 주는 완충장치가 있으므로 희석된 알칼리를 아무리 많이 흡수하여도 몸이 지나치게 알칼리화 하지는 않으며, 오히려 건강상의 문제가 되는 것은 체액의 산성화이며, 당뇨병, 신장병 등 성인병으로 체내에 산성 노폐물이 많이 축적되어 체액이 pH 6.8이하로 산성화로 치우치면 사망하기도 한다. 인체는 항 산성 기능에 의해서 체액을 pH 7.38의 약 알칼리 상태로 유지 하려는 작용을 하며, 이 작용은 췌장의 pH 8.8정도의 높은 알칼리성 체액을 정점으로 각 기관이 자율적으로 균형을 유지하는 메커니즘을 작동케 하며 인체의 밸런스를 유지하게 된다. 인체의 체액과 혈액(pH 7.4)에 가까운 물인 알칼리수를 섭취하고 질병이 치유된 사례도 많이 보고되고 있으며, 비만이나, 심장질환, 당의 발효작용에 의한 산소의 부족현상으로 생기는 악성종양, 암, 고혈압, 당뇨병, 관절염, 골다공증, 신장질환, 담석, 알레르기 등 모두가 체질의 산성화에서 오는 질병으로 의학계에 보고되었으며, 미네랄이 코팅된 알칼리 쌀로 체질의 개선에 도움을 얻을 수 있다.
본 발명인 수용성미네랄이 코팅(COATING)된 알칼리 쌀로서, 인체에 유용한 미네랄을 함유하고 있는 광물질인 규석과 맥반석을 용융하여 수용성화 함으로서 함유하고 있는 수용성미네랄이 미네랄이 결여된 체내에 미네랄 밸런스를 유지시켜 주고, 쌀을 씻지 않고 밥을 지을 수 있는 무세미(無洗米)로서 편리성을 겸비하고, 밥맛, 색상, 향의 우위성과 장기 보관성도 좋으며, 고온에서 용융하여 위생적인 코팅 쌀로서, 국민건강의 일익을 담당하는 경제적이며 위생적인 수용성 미네랄이 코팅된 알칼리 쌀을 제공할 수 있다.

Claims (1)

  1. 천연규석분이나 인조규사(순도:SiO2 99.9%) 40~63중량%, 식첨(食添) 무수탄산나트륨(Na2CO3) 25~48중량%, 맥반석(麥飯石) 6~15중량%, 식첨 피로인산나트륨(Na4P2O7) 4~12중량%, 식첨 탄산카리(K2CO3) 1.5~3중량%, 식첨 탄산칼슘(CaCO3) 0.5~1중량%로 상기 조성을 100중량% 혼합하여 용해로에 넣어 1,450~1,500℃의 온도로 용융한 후, 출탕하여 투명체의 결정 SiO2성분함량 42~70%를 얻은 후에 적당량의 증류수로 용탕 용해하여 14~22%의 SiO2성분이 함유된 알칼리수를 얻고, 다시 증류수로 희석하여 pH 7~12의 수용성 미네랄을 함유한 수용액으로 코팅되는 알칼리 쌀의 제조제법.
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