KR920004887B1 - 막분리 기술을 이용한 탄산커피음료 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

막분리 기술을 이용한 탄산커피음료 제조방법
제 1 도는 한외여과법에 의한 탄산커피음료 제조 공정도이다.
본 발명은 막분리 기술을 이용하여 침전물, 부유물을 여과한 커피추출액에 산미료, 당류, 커피 분리향을 첨가하고 탄산가스를 주입하여 커피 특유의 맛과 향을 가지면서 물성면에서 안정화된 탄산커피음료 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 커피추출물에는 추출공정중 커피 원두의 배전시 고온에 의해 열변성된 불용성물질이 다량 함유되어 있다. 이 커피추출액을 여과처리하지 않고 탄산커피음료의 원료로 사용할 경우 제조과정중 커피추출액에 의해 형성된 거품으로 원료의 혼합, 이송 및 충전속도가 떨어져 생산수율이 낮아지며, 균일한 제품을 제조할 수가 없다. 또한 유통저장중에 혼탁물과 침전물이 발생하게 되고, 실온보다 높은 온도에서 제품을 개관할 경우 자체 탄산가스압력에 의해 거품이 튀어오르는 등의 문제점이 있다.
이와 같은 제조공정상의 난점과 제품의 품질저하를 방지하기 위해 생물, 화학 또는 물리학적인 측면의 연구가 다소 이루어지고 있으나 아직까지 획기적인 방법이 제시되지 못하고 있는 실정이다.
종래의 탄산커피음료 제조시 커피로부터 유래되는 침전물 또는 거품을 제거하는 방법으로 커피 침전물의 70-80%에 달하는 커피중의 단백질을 pH 조정으로 불용화시켜 침전물을 원심분리 제거하는 방법, 커피추출액 및 기타원료의 혼합액에 소포제를 혼합탱크 또는 공정라인상에 첨가하는 방법 그리고 효소로 분해 처리하여 단백질을 제거 처리하는 방법 등이 사용되고 있다.
그리고 pH를 조정하여 침전 유발물질을 사전 제거하는 방법은 제조공정설비가 복잡해지고 연속처리를 할 수가 없어 비경제적이며, 소포제등의 첨가물을 가해 거품발생을 방지하는 방법은 첨가물로 인한 바람직하지 못한 맛과 향미를 음료에 주게 되고 식품위생법으로도 사용량이 제한되어 있어 커피추출액이나 탄산가스 함량을 어느 한도 이상으로 증가시키게 되면 효과가 없으며, 효소처리 방법도 공정이 복잡하며 효율적인 단백질 제거가 어려운 단점을 가지고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 막분리 기술로 제조공정상의 거품발생 요인을 없애고, 유통기간중 침전발생을 억제하여 안정화된 탄산커피음료를 제조하는 방법이다. 또한 종래의 제조방법으로는 공정중 거품발생으로 인해 탄산가스 함량을 2.0-2.5 이상 올리기 어려우나 이 방법으로 제조된 탄산커피음료는 3.0-4.0까지 올릴 수 있으며 또 다른 부수적인 효과로는 체내 에너지원인 단백질, 탄수화물, 지방등과 각성물질인 카페인(Caffeine)을 막분리 여과를 통하여 여과전에 비해 약 60% 정도 제거할 수 있다.
막을 이용하여 용매와 용질을 분리하거나 용액중의 용질을 분리하는 막분리 기술로서 식품공업에서 이용될 수 있는 기술은 역삼투, 한외여과 및 정밀여과의 세가지가 있으며, 본 발명은 그중에서 한외여과법을 사용하는 것이다.
막분리기술에 있어서는 일반적으로 대상물질의 온도, pH, 화학물질, 압력, 분리물질의 크기등을 면밀히 검토하여 적절한 막을 선택하여야 한다.
본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 막분리기술은 요액중의 분자량이 다른 성분을 선택적으로 분리하는 막의 성질을 이용하였다. 분리하고자 하는 물질에 적합한 고분자 분리막을 선정하여 막분리 장치에 부착하고 가압하에 용액을 공급해 주면 막 아래, 위의 압력차에 의해 용매와 저분자량의 작은 분자는 막을 통과하고 분리막의 공극 크기나 분리가능한 분자량보다 큰 고분자는 막을 통과하지 못한다. 고분자 분리막은 재질, 막의 구조, 막의 형태 및 분리 분자량에 따라 종류가 다양하므로 사용하는 목적에 따라 분리막을 서택할 필요가 있다. 본 발명에서는 재질은 셀루로즈 아세테이트(Cellulose-acetate), 폴리술폰(Polysuphone), 플루오로 플리머(Fluoropolymer), 폴리아마이드(Polyamide)를, 분리막의 구조는 비대칭 복합막구조, 막의 형태는 관형(Tubulartype), 판형(Plate ＆ frame type), 나선형(Spiralwound type), 중공시형(Hollow fiber type) 및 분리 분자량(Cut off molecular weight) 10,000-500,000의 고분자 한외여과막을 사용하였다.
본 발명에서 목적하는 커피 막분리 여과액은 커피추출액의 불용성 입자릉 80-200메쉬의 체로 거른 다음 4-10bar의 압력, 4-20℃의 온도로 고분자 분리막을 통과시켜 얻을 수 있었다.
이와 같이 제조한 커피여과액과 정수에 용해된 조합당액, 산미료 및 커피분리향을 30-50℃로 혼합한 다음 90-100℃에서 순간 살균을 거쳐 10℃이하로 냉각하고 탄산가스를 주입, 탄산음료화 하였다.
탄산가스가 주입된 액을 용기에 충전한 다음 70-80℃에서 10-20분간 살균을 행하고 다시 40℃로 냉각하여 본 발명의 제조공정을 완료하였다.
본 발명의 공정을 구체화하면 아래와 같다.
제 1 공정 : 여과공정
커피추출액(18-24oBrix)을 4-10bar의 압력, 4-20℃의 온도로 고분자 분리막(분자량 : 10,000-500,000)을 통과시켜 여과액을 얻었다.
제 2 공정 : 당액제조공정
90-98℃로 가열된 정수를 투입하고 당액 최종농도가 45±1 Brix가 되도록 일정량의 설탕 및 과당을 투입 용해한 다음 70±5℃에서 40분간 살균하여 당액을 얻었다.
제 3 공정 : 혼합공정
제 1,2 공정에서 얻은 커피여과액, 당액 및 산미료, 커피분리향(천연향), 정수를 계량하여 투입한 후 30-50℃에서 10분간 혼합하였다.
제 4 공정 : 혼합액을 90-100℃에서 10±5초간 살균을 행한 후 10℃ 이하로 냉각하였다.
제 5 공정 : 살균한 혼합액을 진공도 450±50mmHg로 탈기하였다.
제 6 공정 : 상기 혼합액의 온도를 10℃ 이하로 유지시키고, 2Kg/cm2압력으로 액의 부피대비 탄산가스 부피를 1.8-2.5배로 하여 주입하였다.
제 7 공정 : 탄산가스 주입된 액을 용기에 충전, 밀봉하였다.
제 8 공정 : 밀봉한 제품을 70-80℃에서 10-20분간 살균을 행한 후 40℃로 냉각하였다.
제 9 공정 : 미생물 및 물성검사를 행하였다.
[실시예 1]
제 1 공정의 커피여과액, 제 2 공정의 당액 및 산미료, 커피분리향을 표 1의 배합에 따라 제 3 공정에 의거 혼합하고 제 4,5,6,7,8,9 공정을 거쳐 탄산커피음료를 얻었다.
[표 1]
Figure kpo00001
[실시예 2]
실시예 1에서 같이 제 1,2,3,4,5 공정을 행한 후 제 6 공정의 조건을 변경하여 전처리를 행한 혼합액의 온도를 5℃ 이하로 유지시키고, 3-4Kg/cm 압력으로 액의 부피 대비 CO2부피를 3.0-4.0배로 하여 탄산가스를 주입하고 나머지 공정은 실시예 1과 같이 행하여 탄산커피음료를 얻었다.
본 발명에 의하여 제조된 탄산커피음료는 장시간 보관 및 유통과정중에서 혼탁이 발생하거나 침전물이 생성되지 않으며 소비자 음용시 거품 누출현상도 없는 안정성이 우수하고 상품가치가 높은 제품을 얻을 수 있었다.
한외여과한 커피추출액과 여과하지 않은 커피추출액을 사용하여 제조한 탄산커피음료의 저장중 안정성을 조사하기 위하여 60℃에서 4주간 저장하였다. 여과하지 않은 커피추출액을 사용하여 제조한 탄산커피음료는 500,000 분자량 한외여과막을 사용한 경우 3주부터 침전물이 소량 생성되었고, 500,000 분자량 미만의 한외여과막을 사용한 경우는 4주까지 침전물이 생성되지 않았다.

Claims (3)

  1. 분리분자량 10,000-500,000의 고분자 한외과여막을 사용하여 커피추출액을 4-10bar의 압력 및 4-20℃의 온도로 한외여과한 커피여과액을 당액, 산미료, 커피분리향 및 정수와 혼합하여 살균, 탈기를 거친 후 탄산가스를 주입하는 것을 특징으로 하는 탄산커피음료의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 한외여과막의 재질이 셀루로즈아세테이트, 폴리술폰, 플루오르 폴리머, 폴리아마이드중의 하나이고, 구조는 비대칭 복합막인 것을 특징으로 하는 탄산커피음료의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 혼합액의 온도를 5℃ 이하로 유지하고 3-4Kg/cm2압력으로 액의 부피 대비 CO2부피를 3.0-4.0배로 탄산가스를 주입하는 것을 특징으로 하는 탄산가스음료의 제조방법.
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