KR20230029318A - 오트 음료 베이스 또는 오트 음료의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마쇄부, 데칸터 원심분리부 및 UHT(Ultra-high temperature) 처리부를 순차적으로 포함하는 인라인 설비에 의해 하기 순서에 따라 연속 수행되는 공정으로, (a) 상기 마쇄부에 스팀 열처리된 오트 원물; α-아밀라아제, β-글루카나아제 및 프로타아제를 포함하는 복합효소; 및 제조수;를 동시 투입하여 마쇄 및 효소처리를 동시 수행함으로써 효소분해된 오트 마쇄물을 제조하는 단계; (b) 상기 데칸터 원심분리부로 상기 효소분해된 오트 마쇄물을 공급하여 비지와 오트 현탁액을 분리하는 단계; 및 (c) 상기 UHT 처리부로 상기 오트 현탁액을 공급하여 효소 실활 및 살균 처리된 오트 음료 베이스를 제조하는 단계;를 포함하는 오트 음료 베이스의 제조방법이 제공된다. 이에 의하여, 제조된 오트 음료 베이스는 현탁 안정성을 높이고, 부드럽고 깔끔한 식감을 구현하며, 당류 함량도 낮출 수 있고, 제조시 마쇄와 효소처리가 가능한 인라인 설비를 통해 연속 공정으로 수행하여 공정을 단순화할 수 있다.
Description
본 발명은 오트 음료 베이스 또는 오트 음료의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인라인 설비를 이용하여 연속 공정에 따라 오트 음료 베이스 또는 오트 음료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
오트(Avena sativa L.)는 세계적으로 벼과 작물 중에서 밀, 옥 수수, 벼, 보리 다음으로 생산량이 많은 작물이며, 대부분이 가축사료로 쓰이나, 종실은 단백질과 지질이 풍부하고, 체 내 이용률이 높은 식이섬유인 베타글루칸이 3 ~ 6% 들어있 어 섭취 시 인체 내의 혈장 콜레스테롤을 감소시키기 때문에 성인병 예방 등 식용으로도 그 가치를 인정받고 있다. 또한 오트에는 다양한 폴리페놀이 존재하며, 오트 에 특이적으로 있는 항산화 성분인 아베난스라마이드류는 아토피에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이와 관련하여 오트 도입량은 2011년 3,890톤에서 2015년 상반기만 20,000톤으 로 급격하게 증가하였고, 이는 오트에 대한 국내 소비자의 요구가 매우 많다는 것을 알 수 있다.
한편, 종래 곡물 음료로는 두유제품이 대부분이고, 상기 두유에는 양질의 단백질과 필수지방이 다량 함유되어 있고 포화지방이 적으며 콜레스테롤이 없어 동물성 고단백식품에서 오는 여러 가지 부작용을 경감시킬 수 있음은 물론, 우유와 같이 저렴한 가격으로 공급할 수 있는 유용한 식품이다. 곡류 음료의 다양화와 건강 기능성과 소비자의 기호를 만족할 수 있는 곡물 음료의 개발이 이루어지고 있으며, 영양가치가 높은 오트를 활용한 음료의 개발도 이루어지고 있다.
그러나 오트를 재료로 하는 오트 마쇄물의 거친 식감이나 오트 분해를 위해 효소처리를 하면서 지나친 당류가 발생하는 점, 효소분해 공정을 별도로 수행하여 공정이 복잡한 점, 오트의 큰 입도에 의해 오트 음료의 현탁 안정성이 낮은 것 등의 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 오트 음료 베이스의 현탁 안정성을 높이고, 부드럽고 깔끔한 식감을 구현하며, 당류 함량이 낮은 오트 음료 베이스를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 마쇄와 효소분해를 동시에 수행할 수 있는 인라인 설비를 통해 연속 공정으로 수행함으로써 효소 반응조를 이용한 별도의 공정이 필요없는 오트 음료 베이스의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면,
마쇄부, 데칸터 원심분리부 및 UHT(Ultra-high temperature) 처리부를 순차적으로 포함하는 인라인 설비에 의해 하기 순서에 따라 연속 수행되는 공정으로,
(a) 상기 마쇄부에 스팀 열처리된 오트 원물; α-아밀라아제, β-글루카나아제 및 프로타아제를 포함하는 복합효소; 및 제조수;를 연속 투입하여 마쇄 및 효소처리를 동시 수행함으로써 효소분해된 오트 마쇄물을 제조하는 단계;
(b) 상기 데칸터 원심분리부로 상기 효소분해된 오트 마쇄물을 공급하여 비지와 오트 현탁액을 분리하는 단계; 및
(c) 상기 UHT 처리부로 상기 오트 현탁액을 공급하여 효소 실활 및 살균 처리된 오트 음료 베이스를 제조하는 단계;를 포함하는 오트 음료 베이스의 제조방법이 제공된다.
상기 복합효소는 스팀 열처리된 오트 원물 100중량부에 대하여, α-아밀라아제 0.5 내지 2중량부, β-글루카나아제 10 내지 20중량부, 및 프로타아제 2 내지 10중량부로 처리될 수 있다.
상기 복합효소는 글루코아밀라아제를 추가로 포함하고, 상기 오트 원물 100중량부에 대하여, α-아밀라아제 0.5 내지 2중량부, β-글루카나아제 10 내지 20중량부, 프로타아제 2 내지 10중량부, 및 글루코아밀라아제 2 내지 10중량부로 처리될 수 있다.
상기 스팀 열처리된 오트 원물은 도정된 오트를 스팀 열처리한 것으로 수분함량이 7 내지 15wt% 일 수 있다.
상기 마쇄부에서 상기 스팀 열처리된 오트 원물과 제조수는 1:5 내지 1:10의 중량비로 투입되고, 상기 복합효소는 20 내지 40배의 물로 희석되어 0.5L/min 내지 1.5L/min의 속도로 투입될 수 있다.
상기 제조수는 70 내지 80℃ 일 수 있다.
상기 오트 원물, 복합효소 및 제조수를 포함하는 투입물은 마쇄부에서 70 내지 80℃를 유지할 수 있다.
상기 마쇄부는 디스크밀 및 콜로이드밀이 순차적으로 연결된 것일 수 있다.
상기 마쇄부는 상기 콜로이드 밀에 해머밀이 순차적으로 추가 연결된 것일 수 있다.
상기 마쇄부에서 디스크밀 통과 후 오트 마쇄물의 입도는 0.5 내지 5 mm, 상기 콜로이드밀 통과 후 오트 마쇄물의 입도는 100 내지 500 ㎛, 상기 해머밀 통과 후 오트 마쇄물의 입도는 40 내지 150 ㎛가 되도록 할 수 있다.
상기 마쇄부에서 상기 오트 원물, 제조수 및 복합효소를 포함하는 투입물의 체류시간은 10 내지 20분 일 수 있다.
상기 마쇄부와 데칸터 원심분리부 사이에 효소분해된 오트 마쇄물을 일시적으로 저장하는 홀딩탱크가 추가로 설치될 수 있다.
상기 데칸터 원심분리부 속도는 4000 내지 4500 rpm 일 수 있다.
상기 원심분리부에서 회전체와 스크류의 속도차는 8 내지 12 rpm 일 수 있다.
상기 데칸터 원심분리부와 UHT 처리부 사이의 오트액을 일시적으로 저장하는 홀딩탱크를 추가적으로 설치될 수 있다.
상기 마쇄부에서 UHT 처리부에 도달하기 전까지 오트 현탁액의 총 체류시간은 1시간 내지 1시간 30분일 수 있고, 이는 효소반응 시간과 동일하다.
상기 UHT 처리부에서 효소 실활 및 살균 처리는 120 내지 130℃에서 수행될 수 있다.
상기 UHT 처리부에서 오트 현탁액의 체류 시간은 5 내지 15분 일 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면,
상기 제조방법에 따라 제조된 오트 음료 베이스가 제공된다.
본 발명의 오트 음료 베이스는 오트 음료 베이스의 현탁 안정성을 높이고, 부드럽고 깔끔한 식감을 구현하며, 당류 함량도 낮출 수 있다.
또한 본 발명의 오트 음료 베이스의 제조방법은 마쇄와 효소분해를 동시에 수행할 수 있는 인라인 설비를 통해 연속 공정으로 수행함으로써 효소 반응조를 이용한 별도의 공정이 필요없어 공정을 단순화 할 수 있다.
도 1은 실험예 2에 따른 오트 음료 베이스의 입도 분포 분석 결과이다.
도 2는 실험예 3에 따른 오트 가당 음료의 관능검사 결과이다.
도 3은 실험예 3에 따른 오트 무가당 음료의 관능검사 결과이다.
도 2는 실험예 3에 따른 오트 가당 음료의 관능검사 결과이다.
도 3은 실험예 3에 따른 오트 무가당 음료의 관능검사 결과이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 인라인 설비를 이용한 오트 음료 베이스의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.
상기 인라인 설비는 마쇄부, 데칸터 원심분리부 및 UHT(Ultra-high temperature) 처리부를 순차적으로 포함한다.
상기 마쇄부는 디스크밀 및 콜로이드밀이 순차적으로 연결되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 디스트밀, 콜로이드밀 및 해머밀이 순차적으로 연결된 것일 수 있다.
상기 디스크밀은 초기 단계 마쇄로 고형분 사이즈 감소시키는 것으로, 나이프 형태의 팔(arm)이 약 3,000rpm 으로 회전하여 축 방향으로 공급되는 제품을 절단하고 디스크의 구멍을 통해 제품을 밀어내는 것을 특징으로 하고, 콜로이드밀은 톱니형태로 로터와 스테이터 사이의 밀링 갭 조정을 통한 습식 밀링을 수행할 수 있고, 해머밀은 해머가 붙어 있는 디스크를 고속으로 회전시켜 원료를 마쇄할 수 있고, 스크린 장치를 통해 입도를 조절할 수 있다.
상기 마쇄부에서 오트 음료 베이스를 제조하기 위한 투입물의 체류시간은 10 내지 20분, 상기 데칸터 원심분리부까지 통과하여 UHT 처리부에서 실활처리되기 전까지 총 체류시간은 1 내지 1.5시간인 것이 바람직하다.
상기 UHT 처리부에서 실활처리를 위한 체류시간은 5 내지 15분인 것이 바람직하다.
상기 마쇄부에서 UHT 처리부 전까지 모든 공정은 인라인설비를 통해 연속공정으로 이루어진다.
상기 마쇄부에서 2종 또는 3종의 마쇄수단 결합과, 상기 각 공정부에서 체류시간을 유지함으로써 오트 원물의 마쇄 및 효소분해 정도를 최적화함으로써 오트 음료 베이스로서의 최적의 성상 및 당함량을 구현할 수 있다.
또한, 마쇄부와 데칸터 원심분리부 사이에는 오트 마쇄물이 일시 저장되고 데칸터 원심분리부에 제공하는 홀딩탱크가 추가로 설치될 수 있다. 또한, 상기 데칸터 원심분리부와 UHT 처리부 사이에도 홀딩탱크가 추가로 설치될 수 있다.
상기 인라인 설비를 이용하여 하기 순서에 따라 오트 음료 베이스가 제조될 수 있다.
먼저, 상기 마쇄부에 스팀 열처리된 오트 원물; α-아밀라아제, β-글루카나아제 및 프로타아제를 포함하는 복합효소; 및 제조수;를 동시 투입하여 마쇄 및 효소처리를 동시 수행함으로써 효소분해된 오트 마쇄물을 제조한다(단계 a).
상기 스팀 열처리에 의해 오트에 잔존할 수 있는 지방 분해 효소 등을 불활성화시켜 산패를 방지함으로써 저장성을 증대시킬 수 있다.
상기 스팀 열처리된 오트 원물은 도정된 오트를 스팀 열처리한 것으로 수분함량이 7 내지 15wt%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 8 내지 13wt%, 더욱 더 바람직하게는 10 내지 12wt% 일 수 있다.
한편, 상기 복합효소는 재료의 점도를 낮추어 음료 베이스로서 적합한 물성을 가지게 하는데 필수적이다.
α-아밀라아제는 전분의 α-1,4 글루코시드 결합을 가수분해하여 덱스트린, 올리고당으로 분해할 수 있으며 효소 활성화의 최적 온도는 85 내지 95℃이지만, 70 내지 80℃에서도 활성이 가능하다. α-아밀라아제는 오트 원물을 액상화하는데 필수적인 효소이지만, 단독 효소로 사용되는 경우에는 점액질을 완벽히 제거하지 못하므로 음용시 깔끔한 식감을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
β-글루카나아제는 β-글루칸과 관련 탄수화물들을 가수분해하여 점도 감소시키는 역할을 수행하고, 활성화 최적온도는 70 내지 80℃이다. β-글루카나아제를 단독 효소로 사용하는 경우에는 액상화가 충분히 일어나지 않아 음료 베이스로는 부적합한 성상을 나타낼 수 있다.
프로타아제는 단백질 가수분해 효소로서 전분 가수분해효소가 오트 원물에 작용하여 침투 하기 쉽도록 단백질 성분을 제거하는 부수적인 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 복합효소는 오트 원물 100중량부에 대하여, α-아밀라아제 0.5 내지 2중량부, β-글루카나아제 10 내지 20중량부, 및 프로타아제 2 내지 10중량부로 처리될 수 있다. 상기 함량 범위를 벗어나는 경우, 액화가 충분하게 이루어지지 않거나 오트 음료 베이스의 점도가 음료 베이스로 활용하기에 부적합할 수 있다. 특히, 글루카나아제 함량이 상기 하한 미만이거나 포함되지 않는 경우에는 점도가 지나치게 높아져 연속식 공정에 부하가 발생하고 음용에 부적합한 물성을 가질 수 있으며, β-글루카나아제 함량이 상기 상한을 초과하는 경우에는 효소 함량 증가대비 물성 차이가 크지 않아 불필요한 공정비용이 발생할 수 있다.
경우에 따라, 상기 복합효소는 글루코아밀라아제를 추가로 포함할 수 있다.
글루코아밀라아제는 탄수화물, 특히 다당류를 분해하는 효소이며 식품의 제조, 가공 과정에서 다양하게 사용되는 첨가물이다.
이때, 상기 오트 원물 100중량부에 대하여, α-아밀라아제 0.5 내지 2중량부, β-글루카나아제 10 내지 20중량부, 프로타아제 2 내지 10중량부, 및 글루코아밀라아제 2 내지 10중량부로 처리되는 것이 바람직하다.
상기 마쇄부에서 상기 스팀 열처리된 오트 원물과 제조수는 1:5 내지 1:10의 중량비로 투입되고, 상기 복합효소는 20 내지 40배의 물로 희석되어 0.5 L/min 내지 1.5 L/min의 속도로 투입되는 것이 바람직하다.
상기 제조수는 70 내지 80℃인 것을 투입하는 것이 바람직하고, 이에 따라 상기 오트 원물, 복합효소 및 제조수의 혼합물은 마쇄부에서 70 내지 80℃를 유지하여 복합효소에 포함되는 α-아밀라아제와 β-글루카나아제를 모두 활성화시킬 수 있다.
상기 마쇄부는 디스크밀 및 콜로이드밀이 순차적으로 연결된 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 콜로이드 밀에 해머밀이 순차적으로 추가 연결되어 디스크밀, 콜로이드밀, 해머밀이 순차적으로 연결된 것일 수 있다.
이때, 상기 디스크밀 통과 후 오트 마쇄물의 입도는 0.5 내지 5 mm, 상기 콜로이드밀 통과 후 오트 마쇄물의 입도는 100 내지 500 ㎛, 상기 해머밀 통과 후 오트 마쇄물의 입도는 40 내지 150 ㎛가 되도록 조절하는 것이 바람직하다.
상기 마쇄부에서 오트 원물, 제조수 및 복합효소를 포함하는 투입물의 체류시간은 10 내지 20분인 것이 바람직하다.
오트 원물이 상기 체류시간 동안 2종 또는 3종 마쇄수단을 갖는 마쇄부를 통과하면서 마쇄와 동시에 효소 처리되면 마쇄 정도 및 효소분해가 최적화되어 오트 음료 베이스로서의 최적의 성상, 식감, 당분 함량을 가질 수 있다.
만약, 마쇄부에 단일한 마쇄 수단만을 구비한 경우 상기 체류 시간동안 목적하는 마쇄물의 입도를 구현할 수 없어 적합한 물성을 얻을 수 없고, 마쇄물의 입도를 목적하는 만큼 얻으려면 체류시간이 길어져 효소분해가 과다하게 진행되어 당분 함량, 성상, 식감에서 오트 음료 베이스로서 적절한 물성을 얻을 수 없다.
상기 하한 미만의 체류시간을 가지면 효소 처리와 마쇄 처리가 불충분하여 점도가 높아지고 거친 식감을 나타낼 수 있고, 상한을 초과하는 체류시간을 가질 경우 효소분해 시간이 길어짐에 따라 당분 함량이 지나치게 높아질 수 있다.
이후, 상기 데칸터 원심분리부로 상기 효소분해된 오트 마쇄물을 공급하여 비지와 오트 현탁액을 분리한다(단계 b).
여기서 비지란 상기 마쇄부에서 마쇄가 제대로 이루어지지 않은 거친 식감을 유발하는 약 25㎛ 이상의 큰 입자를 갖는 섬유질 등을 의미하는 것이다.
상기 데칸터 원심분리부에서 상기 설명과 같은 비지가 분리될 수 있으므로, 데칸터 원심분리기를 통과한 오트 현탁액에는 최종적으로 부드러운 식감을 나타내는 고운 입도의 입자만 잔여할 수 있다.
데칸터는 회전체와 스크류의 차속을 통해서 원심력에 의해 데칸터 외부 통 (Bowl) 내벽에 부착된 슬러지를 외부로 배출하는 것이다. 차속이 클수록 통(Bowl) 안에 분리된 고형분을 단시간에 배출 가능하지만, 짧은 체류시간으로 충분한 탈수가 이루어지지 못하고 배출하게 될 수 있고, 반면에 차속이 작을수록 통 안에서 고형분 체류시간이 길어져 고형분 함수율 개선에 도움이 되지만 많은 양의 고형분을 처리하는데 어려움이 있을 수 있다. 이에 따라 적절한 차속 조절을 통해 분리되는 물질과 제거율, 기기 부하 등을 고려하여 제품 내 작은 입자의 고형분들까지 제거함으로서 제품의 품질 입자감에 따른 식감(mouthfeel), 현탁 안정성을 향상시키는데 도움이 될 수 있다.
상기 회전체와 스크류의 속도차는 8 내지 12 rpm 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 9 내지 11 rpm 일 수 있다. 이때, 상기 데칸터 원심분리부의 속도는 4000 내지 4500 rpm인 것이 바람직하다. 상기 차속의 하한 미만인 경우에는 고형분 체류시간이 길어져 많은 양의 비지 처리에 어려움이 있고, 상기 차속의 상한을 초과하는 경우에는 단시간에 배출이 가능하지만 짧은 체류시간 때문에 탈수가 불충분한 상태로 배출되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 마쇄부와 데칸터 원심분리부 사이에 오트 마쇄물을 일시적으로 저장하는 홀딩탱크가 추가로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 마쇄부에서 홀딩탱크에 도달하기 까지 투입물의 총 체류 시간은 1시간 내지 1시간 30분인 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 UHT 처리부로 상기 오트 현탁액이 공급된 후 효소 실활 및 살균 처리되어 오트 음료 베이스가 제조된다(단계 c).
상기 UHT 처리부에서 효소 실활 및 살균 처리는 120 내지 130℃에서 수행되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 123 내지 127℃에서 수행될 수 있다.
상기 UHT 처리부에서 상기 오트 현탁액의 체류 시간은 5 내지 15분인 것이 바람직하고, 효소 실활 및 살균 처리된 오트 음료 베이스는 균질화 및 냉각 과정을 거친 후 저장탱크에 저장되고, 제품화할 수 있다. 5분 미만으로 체류하는 경우 실활 처리가 불충분할 수 있고, 10분을 초과하는 경우에는 음료의 품질이 변질되거나 불필요한 에너지를 소모할 수 있다.
본 발명은 상기 오트 음료 베이스의 제조방법에 따라 제조된 오트 음료 베이스를 제공한다.
이하 본 발명의 실시예를 들어 설명하나 본 발명의 범위가 여기에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 오트 음료 베이스 제조
인라인 공정을 통하여 오트 음료 베이스를 제조하였다.
여기에 사용된 인라인 설비는 마쇄부(디스크밀/콜로이드밀/해머밀 순차연결) -> 홀딩탱크 -> 데칸터(decanter) 원심분리부 -> 홀딩탱크 -> UHT(Ultra-high temperature) 처리부 -> 균질 및 냉각부 -> 저장탱크를 포함하고 이를 이용하여 연속식 공정을 수행하였으며, 투입물의 마쇄부 체류시간은 10분, 데칸터 원심분리부를 거쳐 UHT 처리부 도달 전까지 총 체류시간은 75분, UHT 처리부 체류시간은 5분으로 하였다. 구체적인 과정은 아래와 같다.
먼저, 도정 후 스팀 열처리하여 효소 불활성화된 수분함량이 약 10wt%인 오트 원물, 복합효소(α-amylase:β-glucanase:Protease=1:15:5 중량비로 혼합) 및 제조수를 준비하였다.
이후, 마쇄부에 오트 원물을 700 kg/hr, 제조수(75±3℃)는 4,000 L/hr, 복합 효소는 0.7 L/min의 투입 속도로 투입하여 디스크밀, 콜로이드밀, 해머밀을 순차적으로 거치며 마쇄가 이루어지도록 하였다. 디스크밀은 나이프 형태의 팔(arm)이 약 3,000rpm으로 회전하여 축방향으로 공급되는 제품을 절단하고 디스크의 구멍을 통해 제품을 밀어내는 방식으로 초기 마쇄를 진행하는 것이고, 콜로이드밀은 톱니 형태로 로터와 스테이터 사이의 밀링 갭 조정을 통한 습식 밀링을 수행하는 것이고, 해머밀은 해머가 붙어있는 디스크를 고속으로 회전시켜 원료를 마쇄하는 것이고, 스크린 장치를 통해 입도 조절이 가능하다. 이때, 오트 원물은 디스크밀 통과 후 오트 마쇄물 입자크기는 0.5~5 mm이고, 콜로이드밀 통과 후 입자크기는 100~500 ㎛이고, 해머밀 통과 후 입자크기는 40~150 ㎛가 되도록 조절하였다.
해머밀을 거친 오트 마쇄물은 홀딩탱크에 일시적으로 저장되고 일정 수위에 이르면 데칸터 원심분리부로 이동되어 입자가 큰 섬유질 등을 포함하는 비지가 분리되고 최종적으로 고운 입도를 포함하는 오트 현탁액을 얻었다. 이때, 데칸터 원심분리부의 속도는 4000 내지 4500 rpm으로 회전체와 스크류의 속도차는 10±2 rpm을 유지하였다. 비지 분리된 오트 현탁액은 UHT(Ultra-high temperature) 처리부로 이동되어 약 125℃에서 5분 동안 효소 실활 및 살균 처리된 후 저장탱크로 이동되고 이후 오트 음료 베이스로 제품화하였다.
실시예 2
α-amylase:β-glucanase:Protease=1:15:5 중량비로 혼합된 복합효소 대신에 α-amylase:β-glucanase:Protease=1:5:5 중량비로 혼합된 복합효소를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 오트 음료 베이스를 제조하였다.
실시예 3
α-amylase:β-glucanase:Protease=1:15:5 중량비로 혼합된 복합효소 대신에 α-amylase:β-glucanase:Protease=1:30:5 중량비로 혼합된 복합효소를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 오트 음료 베이스를 제조하였다.
실시예 4
α-amylase:β-glucanase:Protease=1:15:5 중량비로 혼합된 복합효소 대신에 α-amylase:β-glucanase:Protease:Glucoamylase=1:15:5:5 중량비로 혼합된 복합효소를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 오트 음료 베이스를 제조하였다.
실시예 5
디스크밀, 콜로이드밀, 해머밀 3종 마쇄수단을 순차로 구비한 마쇄부 대신에 디스크밀과 콜로이드 2종의 마쇄수단을 순차로 구비한 마쇄부를 설치하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 오트 음료 베이스를 제조하였다.
비교예 1
α-amylase:β-glucanase:Protease=1:15:5 중량비로 혼합된 복합효소 대신에 β-glucanase를 포함하지 않고 α-amylase::Protease=1:5 중량비로 혼합된 복합효소를 사용하여 다양한 속도로 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 오트 음료 베이스를 제조하였다.
비교예 2
α-amylase:β-glucanase:Protease=1:15:5 중량비로 혼합된 복합효소 대신에 α-amylase 단독 효소를 사용하여 다양한 속도로 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 오트 음료 베이스를 제조하였다.
비교예 3
α-amylase:β-glucanase:Protease=1:15:5 중량비로 혼합된 복합효소 대신에 β-glucanase 단독 효소를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 오트 음료 베이스를 제조하였다.
비교예 4
디스크밀, 콜로이드밀, 해머밀 3종 마쇄수단을 순차로 구비한 마쇄부 대신에 콜로이드밀만 구비한 마쇄부를 설치한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 오트 음료 베이스를 제조하였다.
비교예 5
디스크밀, 콜로이드밀, 해머밀 3종 마쇄수단을 순차로 구비한 마쇄부 대신에 콜로이드밀만 구비한 마쇄부를 설치하고, 마쇄부를 통과한 효소분해된 오트 마쇄물의 입도가 실시예 1과 유사한 수준이 되도록 마쇄부 체류시간을 60분이 아닌 85분으로 설정하여 공정을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 오트 음료 베이스를 제조하였다.
[실험예]
실험예 1: 효소 처리 및 마쇄 조건에 따른 오트 음료 베이스의 물성 분석
오트 음료 베이스 제조시 효소 처리 마쇄 조건에 따른 오트 음료 베이스의 점도를 측정하고 성상을 관찰하여 음료 베이스로서 적합성을 분석하였다.
먼저, 비교예 2 및 비교예 3의 단독 효소 처리된 오트 음료 베이스의 점도를 측정한 결과를 아래의 표 1에 정리하였다.
| 효소함량 | 0.1% | 0.07% | 0.05% | 0.03% | 0.01% | |
| 점도(cP) | 비교예 2 (α-아밀라아제) |
17 | 20.3 | 21.8 | 24 | 27 |
| 비교예 3 (β-글루카나아제) |
419 | 430 | 489 | 711 | 930 | |
또한, 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1의 오트 음료 베이스를 이용하여 복합효소의 효소간 함량비에 따른 점도를 측정결과를 아래의 표 2에 정리하였다. 이에 따르면, α-아밀라아제는 오트 원물을 액상화하는데 필수적인 효소이지만, α-아밀라아제 단독 처리한 비교예 2의 경우 점액질까지 완벽히 제거하지는 못하여 깔끔한 음용 타입의 제품을 생산하기에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 또한, β-글루카나아제 단독처리한 비교예 3의 경우에는 액상화가 어려워 점도가 매우 높게 나타나며 음료 베이스로는 부적합함을 알 수 있었다.한편, 복합효소의 성분비율에 따른 오트 음료 베이스의 점도를 측정한 결과를 아래의 표 2에 정리하였다.
| 조건 | 비교예 1 | 비교예 4 | 비교예 5 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | |
| 함량비 | α-아밀라아제 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| β-글루카나아제 | 0 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | |
| 프로테아제 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | |
| 글루코아밀레이즈 | - | - | - | - | - | - | 0.05 | - | |
| 마쇄수단 | 3종 | 1종 | 1종 | 3종 | 3종 | 3종 | 3종 | 2종 | |
| 점도(cP) | 25 | 8 | 4 | 6 | 12.5 | 4 | 6 | 7 | |
이에 따르면, 실시예 1, 실시예 4, 실시예 5의 오트 음료 베이스의 점도가 각각 6 cP 및 7 cP로 음용하기에 가장 적합한 물성을 나타내었으며, 실시예 2는 생산 초기 점도가 높아 마쇄 공정시 부하가 발생하며, 최종 제품에서도 점액질이 다소 느껴졌다.또한, 실시예 3의 오트 음료 베이스는 빠르게 액화되었고, 물성도 음용하기에 적합하였으나 효소함량 증가에 따른 단가 상승 대비에 따라 비용면에서 적합하지 않았으며, β-글루카나아제를 포함하지 않고, α-아밀라아제와 프로테아제 2종의 복합효소를 사용한 비교예 1의 경우 점도가 지나치게 높아 음용에 부적합한 물성을 나타내었다.
또한, 비교예 4의 오트 음료 베이스는 마쇄물의 입자가 커서 효소처리가 원활하지 않고 따라서 수율이 낮아 음료 베이스 제조에 적합하지 않고, 비교예 5의 오트 음료 베이스는 점도가 낮게 측정되었으나 효소 반응이 지나치게 일어나 제품의 변질이 관찰되었다.
실험예 2: 입도 분포 분석
실시예 1, 실시예 5, 비교예 4의 오트 음료 베이스와 "O"사의 오트 음료 베이스의 입도 분포 분석 결과를 도 1 및 아래의 표 3에 나타내었다.
| 항목 | 실시예 1 | 실시예 5 | 비교예 4 | "O"사 오트 음료 베이스 |
| Mean(㎛) | 1.831 | 2.278 | 8.320 | 7.971 |
| Modal(㎛) | 2.772 | 3.501 | 18.226 | 16.941 |
| 입자크기 분포(㎛) | 0.3~10 | 0.4~13.3 | 0.7~58.5 | 0.5~50 |
현탁액 섭취시 입자의 크기가 25㎛ 보다 크면 섭취시 매끄러운 느낌이 저하되고 거친 식감이 느껴질 수 있다. 입도 함량 분석 결과에 따르면, 실시예 1 및 4의 오트 음료 베이스의 평균 입도는 "O"사 제품에 비하여 4배 가량 작다. 입도 분포 또한 각각 0.3 내지 10㎛, 0.4 내지 13.3㎛으로 25㎛를 초과하는 경우는 극히 드문데 반해, 마쇄부에 마쇄수단을 1종만 사용하고 동일한 체류시간으로 제조한 비교예 4와 "O"사 제품은 입도 분포가 각각 0.7 내지 58.5㎛, 0.5 내지 50㎛로 25㎛를 초과하는 구간에서 상당량 분포하여 식감이 실시예 1 또는 5의 오트 음료 베이스에 비하여 거친 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 오트 음료 베이스는 입자의 평균 크기가 작을 뿐 아니라, 매끄러운 식감을 제공하는 평균 임계 크기 보다 작은 범위에 입도가 분포하여 부드럽고 깔끔한 식감을 나타내는 오트 음료를 제조할 수 있음을 알 수 있다.
실험예 3: 오트 음료 관능 검사
실시예 1의 오트 음료 베이스를 이용하여 무가당 오트음료(당류함량 0.35 g/100 ㎖)와 가당 오트음료(당류함량 1.25 g/100 ㎖)를 제조하여 'M'사 오트음료(당류함량 4.1 g/100 ㎖), 'O'사 오트음료(당류함량 4.5 g/100 ㎖)와 종합 선호도를 조사하였다. 선호도 조사 대상은 실시예 1 포함 가당 오트 음료 관련 검사의 경우 20세 내지 45세의 성인남녀 33명, 실시예 1 포함 무가당 오트 음료의 경우 20세 내지 45세의 성인남녀 27명으로 하였다. 선호도는 1 내지 9점으로 평가하였으며, 높은 점수일수록 선호도가 높음을 의미한다. 또한. 종합기호 TOP4는 6점 이상의 점수를 준 패널의 비율을 의미한다.
이에 따른 가당 오트 음료에 대한 블라인드 테스트 및 컨셉과 맛에 대한 테스트와 관련한 선호도 조사 결과를 아래의 표 4, 표 5 및 도 2에 나타내었다. 이에 따르면, 실시예 1의 오트 음료 베이스를 포함하는 가당 오트 음료가 타사 제품에 비하여 선호도가 높은 것으로 나타났다.
| n=33 | 블라인드 테스트 | |||
| 종합기호 | 종합기호 TOP4 | 실시예1 vs. "M"사 | 실시예1 vs. "O"사 | |
| 실시예 1 포함 가당오트음료 | 6.6 | 73% | 73% | 76% |
| "M"사 오트음료 | 4.9 | 42% | 27% | - |
| "O"사 오트음료 | 5.5 | 52% | - | 24% |
| n=33 | 컨셉 + 맛 테스트 | ||||
| 종합기호 | 종합기호 TOP4 | 구매의향 | 실시예1 vs. "M"사 | 실시예1 vs. "O"사 | |
| 실시예 1 포함 가당음료 | 7.4 | 91% | 76% | 73% | 73% |
| "M"사 오트음료 | 5.3 | 55% | 33% | 27% | - |
| "O"사 오트음료 | 5.8 | 52% | 39% | - | 27% |
또한, 무가당 오트 음료에 대한 블라인드 테스트 및 컨셉과 맛에 대한 테스트와 관련한 선호도 조사 결과를 아래의 표 6, 표 7 및 도 3에 나타내었다. 이에 따르면, 무가당 오트 음료에서도 실시예 1의 오트 음료 베이스를 포함하는 무가당 음료가 타사 제품에 비하여 선호도가 높은 것으로 조사되었다.
| n=27 | 블라인드 테스트 | |||
| 종합기호 | 종합기호 TOP4 | 실시예1 vs. "M"사 | 실시예1 vs. "O"사 | |
| 실시예 1 포함 무가당음료 | 5.7 | 56% | 48% | 56% |
| "M"사 오트음료 | 5.4 | 48% | 52% | - |
| "O"사 오트음료 | 5.6 | 59% | - | 44% |
| n=27 | 컨셉 + 맛 테스트 | ||||
| 종합기호 | 종합기호 TOP4 | 구매의향 | 실시예1 vs. "M"사 | 실시예1 vs. "O"사 | |
| 실시예 1 포함 무가당음료 | 7.4 | 91% | 76% | 73% | 73% |
| "M"사 오트음료 | 5.3 | 55% | 33% | 27% | - |
| "O"사 오트음료 | 5.8 | 52% | 39% | - | 27% |
실험예 4: 당 함량 분석
실시예 1의 오트 음료 베이스(총고형분 10% 기준), "M"사 및 "O"사의 오트 베이스의 식품표기사항의 당류 표기사항 기준으로 한 당종류에 따른 함량을 비교하여 아래의 표 8에 나타내었다.
| 당류 항목(g/100㎖) | 실시예 1 (총고형분 10%기준) |
실시예 4 (총고형분 10%기준) |
"M"사 | "O"사 |
| 갈락토오스 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 |
| 포도당 | 불검출 | 불검출 | 0.31 | 불검출 |
| 자당 | 0.14 | 0.18 | 0.24 | 0.31 |
| 맥아당 | 0.21 | 1.12 | 2.50 | 4.68 |
| 유당 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 |
| 과당 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 |
이에 따르면, 실시예 1, 4의 오트 음료 베이스는 타사의 오트 음료 베이스에 비하여 단순당의 함량이 현저히 낮은 것을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
Claims (18)
- 마쇄부, 데칸터 원심분리부 및 UHT(Ultra-high temperature) 처리부를 순차적으로 포함하는 인라인 설비에 의해 하기 순서에 따라 연속 수행되는 공정으로,
(a) 상기 마쇄부에 스팀 열처리된 오트 원물; α-아밀라아제, β-글루카나아제 및 프로타아제를 포함하는 복합효소; 및 제조수;를 동시 투입하여 마쇄 및 효소처리를 동시 수행함으로써 효소분해된 오트 마쇄물을 제조하는 단계;
(b) 상기 데칸터 원심분리부로 상기 효소분해된 오트 마쇄물을 공급하여 비지와 오트 현탁액을 분리하는 단계; 및
(c) 상기 UHT 처리부로 상기 오트 현탁액을 공급하여 효소 실활 및 살균 처리된 오트 음료 베이스를 제조하는 단계;를 포함하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 복합효소는 오트 원물 100중량부에 대하여, α-아밀라아제 0.5 내지 2중량부, β-글루카나아제 10 내지 20중량부, 및 프로타아제 2 내지 10중량부로 처리되는 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 복합효소는 글루코아밀라아제를 추가로 포함하고,
상기 오트 원물 100중량부에 대하여, α-아밀라아제 0.5 내지 2중량부, β-글루카나아제 10 내지 20중량부, 프로타아제 2 내지 10중량부, 및 글루코아밀라아제 2 내지 10중량부로 처리되는 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 스팀 열처리된 오트 원물은 도정된 오트를 스팀 열처리한 것으로 수분함량이 7 내지 15wt% 인 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 마쇄부에서 상기 스팀 열처리된 오트 원물과 제조수는 1:5 내지 1:10의 중량비로 투입되고, 상기 복합효소는 20 내지 40배의 물로 희석되어 0.5 L/min 내지 1.5 L/min의 속도로 투입되는 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제조수는 70 내지 80℃ 인 것을 투입하는 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 오트 원물, 복합효소 및 제조수를 포함하는 투입물은 마쇄부에서 70 내지 80℃를 유지하는 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 마쇄부는 디스크밀 및 콜로이드밀이 순차적으로 연결된 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 마쇄부는 상기 콜로이드 밀에 해머밀이 순차적으로 추가 연결된 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 마쇄부에서 디스크밀 통과 후 오트 마쇄물의 입도는 0.5 내지 5 mm, 상기 콜로이드밀 통과 후 오트 마쇄물의 입도는 100 내지 500 ㎛, 상기 해머밀 통과 후 오트 마쇄물의 입도는 40 내지 150 ㎛가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 마쇄부에서 상기 오트 원물, 제조수 및 복합효소를 포함하는 투입물의 체류시간은 10 내지 20분인 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 마쇄부와 데칸터 원심분리부 사이에 효소분해된 오트 마쇄물을 일시적으로 저장하는 홀딩탱크가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 데칸터 원심분리부는 속도가 4000 내지 4500 rpm인 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제13항에 있어서,
상기 데칸터 원심분리부에서 회전체와 스크류의 속도차는 8 내지 12 rpm 인 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 마쇄부에서 UHT 처리부에 도달하기 전까지 투입물의 총 체류시간은 1시간 내지 1시간 30분인 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 UHT 처리부에서 효소 실활 및 살균 처리는 120 내지 130℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 UHT 처리부에서 상기 오트 현탁액의 체류 시간은 5 내지 15분인 것을 특징으로 하는 오트 음료 베이스의 제조방법. - 제1항 내지 제17항 중에서 선택된 어느 한 항에 따라 제조된 오트 음료 베이스.
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| ES2957735A1 (es) * | 2023-06-09 | 2024-01-24 | Aurum Process Tech S L | Procedimiento de obtención de extractos solubilizados de semillas para elaboración de bebidas alimenticias |
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