KR102410033B1 - 은 금속을 이용한 악취 개선 십자화과 채소 음료 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 은 금속을 이용한 악취 개선 십자화과 채소 음료 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로 i) 십자화과 채소를 착즙하여 착즙액을 수득하는 단계; 및 ii) 상기 착즙액을 은(Ag) 금속에 접촉시키는 단계;를 포함하는 음료 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 십자화과 채소를 이용하여 음료를 제조할 때 발생하는 이취문제를 효율적으로 해결하여 우수한 기능성과 관능성을 갖는 음료를 제조할 수 있다.

Description

은 금속을 이용한 악취 개선 십자화과 채소 음료 제조 방법{Manufacturing method for cruciferous vegetables beverage with improved odor using silver metal}

본 발명은 은 금속을 이용한 악취 개선 십자화과 채소 음료 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로 i) 십자화과 채소를 착즙하여 착즙액을 수득하는 단계; 및 ii) 상기 착즙액을 은(Ag) 금속에 접촉시키는 단계;를 포함하는 음료 제조 방법에 관한 것이다.

십자화과 채소는 식재료로 많이 이용되고 있으며, 무, 배추, 갓, 열무, 얼갈이배추, 총각무, 청경채, 유채, 브로콜리, 콜리플라워, 양배추, 케일 등이 여기에 속한다. 이중에서도 특히 양배추는 서양에서 3대 장수식품(요구르트, 올리브, 양배추) 중 하나로 꼽힐 만큼 좋은 영양 성분을 듬뿍 갖고 있다. 많은 역학적 연구 관계 양배추의 섭취는 위암, 폐암, 대장암, 유방암을 비롯한 각종 암의 발병률을 저하시키는 것은 물론이며, 치료에도 상당한 효과가 있는 것으로 증명되고 있다. 또한 양배추에는 식품 가운데 유일하게 항궤양성 비타민 U를 함유하고 있어서 생즙으로 먹으면 위궤양에 효과가 있다. 양배추에는 항산화 작용이 있는 베타카로틴과 비타민C, 대장암을 예방하는 식이섬유, 유전자의 손상을 방지하는 클로로필 외에 스테롤 등과 같은 암 예방 물질이 함유되어 있다. 최근에는 양배추의 설포라판이 치매 예방에 효과가 있는 것도 입증되고 있다.

그러나 이러한 양배추 등의 십자화과 식물은 가열 처리를 하면 마시기에 매우 역한 냄새가 발생하여 건강에 좋은 기호성 음료의 원료로 사용하기에는 부적합하다. 역한 냄새의 원인으로는 다이메틸 설파이드(dimethyl sulfide)가 있으며, 가공 처리 시 이의 발생하는 것을 억제하는 것은 매우 어렵다. 다이메틸 설파이드의 끓는점은 37℃이며 500℃ 이상에서 감마-Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, CeO₂, SiO₂, MgO 등 산화금속에 흡착되어 분해되는 특징을 갖고 있다.

와인 산업에서는 다이메틸 설파이드에서 발생하는 이취를 제거하기 위해 황산동을 사용하여 다이메틸 설파이드를 착염 형태로 침전시켜 제거해왔다. 와인에 황산동을 첨가하면 황산동과 다이메틸 설파이드의 청록색 착염이 형성되어 가라앉게 되고 이를 비중 차이를 이용하여 제거한다. 황산동은 법적으로 포도주, 시리얼류, 조제유류, 영아용 조제식, 성장기용 조제식, 영유아용 이유식, 특수의료용도등식품, 체중조절용 조제식품, 건강기능식품에서 영양강화제나 제조용제에 한하여 사용해야 한다. 다만, 포도주의 경우 황산동의 사용량은 동으로서 1㎎/㎏의 기준 이상 남지 아니하도록 사용하여야 한다.

식품에서 동의 사용은 제한적으로 가능하나 사용 용도의 제한이 있으며, 사용 시 단백질, 다이메틸 설파이드 등 황화합물과 반응하여 청록색의 침전 화합물을 만들기 때문에 범용적으로 사용이 힘든 부분이 있고, 촉매로서의 사용도 기구 및 용기 포장에 관한 법적 제한 및 촉매 반응 시 발생하는 청록색의 침전물 발생 등으로 많은 종류의 식품에 사용하는 것은 어렵다.

이와 같이 기존의 방법으로는 십자화과 채소를 이용하여 음료를 제조할 때 발생하는 이취문제를 해결하기 어렵기 때문에, 이를 효과적으로 해결할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.

은(silver)은 황과 결합하여 변색되는 특성이 있어 예로부터 황화합물이 함유된 물질을 점검하는데 이용해왔다. 본 발명자는 이점에 착안하여 십자화과 채소로 음료를 제조할 때의 이취문제를 이 은을 이용하여 해결하고자 하였다.

대한민국 등록특허 제10-1259277호 대한민국 등록특허 제10-1651865호

따라서 본 발명의 주된 목적은 십자화과 채소를 이용하여 음료를 제조할 때 발생하는 이취문제를 해결하여 우수한 기능성과 관능성을 갖는 음료를 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 i) 십자화과 채소를 착즙하여 착즙액을 수득하는 단계; 및 ii) 상기 착즙액을 은(Ag) 금속에 접촉시키는 단계;를 포함하는 음료 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 십자화과 채소는 양배추인 것이 바람직하다.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 i) 단계는 0 내지 10℃에서 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 ii) 단계는 60 내지 99℃에서 1 내지 200분간 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 음료를 제공한다.

본 발명에 따르면 십자화과 채소를 이용하여 음료를 제조할 때 발생하는 이취문제를 효율적으로 해결하여 우수한 기능성과 관능성을 갖는 음료를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음료 제조 방법을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에서 사용되는 은 금속의 일실시예를 나타낸 것이다. A, 착즙액과 접촉하기 전의 구형의 은 금속; B, 착즙액과 85℃에서 30분간 접촉시킨 후의 은 금속; C, 착즙액과 95℃에서 2 내지 4분간 접촉시킨 후의 은 금속; D, 착즙액과 접촉시킨 다음 환원처리한 은 금속.
도 3은 양배추 착즙액을 10%(w/w)로 첨가하여 제조하되 가열살균 및 은 금속 접촉 과정없이 제조한 음료(표 5의 '살균전(1)'의 음료)의 다이메틸 설파이드 및 설포라판의 함량에 대한 시험검사성적서이다.
도 4는 양배추 착즙액을 10%(w/w)로 첨가하여 제조하되 가열살균만 실시하고 은 금속 접촉 과정없이 제조한 음료(표 5의 '살균후 냉각(1)'의 음료)의 다이메틸 설파이드 및 설포라판의 함량에 대한 시험검사성적서이다.
도 5는 양배추 착즙액을 10%(w/w)로 첨가하여 제조하되 95℃ 2분의 조건으로 살균과 은 금속 처리를 병행하여 제조한 음료(표 5의 '은 금속 처리(1)'의 음료)의 다이메틸 설파이드 및 설포라판의 함량에 대한 시험검사성적서이다.
도 6은 양배추 착즙액을 10%(w/w)로 첨가하고 마테추출물을 0.1%(w/w)로 첨가하여 제조하되 95℃ 2분의 조건으로 살균과 은 금속 처리를 병행하여 제조한 음료(표 5의 '은 금속 처리(2)'의 음료)의 다이메틸 설파이드 및 설포라판의 함량에 대한 시험검사성적서이다.

본 발명의 음료 제조 방법은 i) 십자화과 채소를 착즙하여 착즙액을 수득하는 단계; 및 ii) 상기 착즙액을 은(Ag) 금속에 접촉시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에서 십자화과 채소는 바람직하게는 무, 배추, 갓, 열무, 얼갈이배추, 총각무, 청경채, 유채, 브로콜리, 콜리플라워, 양배추 및 케일 중에서 선택된 것이며, 보다 바람직하게는 양배추이다.

본 발명의 방법에서 i) 단계는 음료의 재료인 착즙액을 수득하는 단계로, 식물재료를 착즙하는데 통상적으로 사용되는 착즙기 등을 이용하여 실시할 수 있다.

십자화과 채소, 특히 양배추는 항암성분으로 알려진 글루코시놀레이트를 함유하고 있으며, 인간을 포함한 동물들이 식물에 생체기를 내거나 공격하면 세포가 파괴되면서 식물에 함유된 미로시나아제가 작동하여 글루코시놀레이트를 분해하고, 이로 인해 쓴맛이나 악취를 형성하여 자신을 방어할 수 있는 물질을 만들게 된다. 일반적으로 미로시나제는 10 내지 75℃에서 활성화된다. 상온에서 양배추 등 십자화과 채소를 착즙할 경우 자연계에서 일어나는 현상과 동일하게 미로시나제가 즉시 활성화되어 글리코시놀레이트를 분해하고, 악취를 발생시키는 휘발성 황화물을 생성하게 된다. 따라서 이를 방지하기 위하여 미로시나제가 활성화 되지 않는 10℃ 이하, 바람직하게는 7℃ 이하에서 착즙하는 것이 좋다. 온도가 낮을수록 상기와 같은 황화물 발생을 막기에는 좋지만 착즙이 어려워지므로, 바람직하게는 0℃ 이상의 온도에서 수행하는 것이 좋다.

본 발명의 방법에서 ii) 단계는 착즙액을 은 금속에 접촉시켜 착즙액의 이취를 제거, 감소 또는 개선하는 단계로, 예를 들어 착즙액에 은 금속을 첨가하고 교반하는 방법, 은 금속이 장착된 용기에 착즙액을 투입하여 유동시키는 방법, 은 금속이 장착된 통로, 예를 들어 파이프에 착즙액을 통과시키는 방법으로 실시할 수 있다. 이때 착즙액은 착즙원액의 상태로 또는 음료에 사용되는 희석제, 예를 들어 물 또는 요구르트 배양액 등, 음료에 사용되는 첨가제, 예를 들어 당류(예를 들어, 액상과당, 프락토올리고당, 사이클로덱스트린 등), 과일농축액, 글리신, 글루콘산아연, 폴리페놀(예를 들어, 마테추출분말, 포도씨추출분말 등), 향료(예를 들어, 과일향료) 등과 혼합된 상태로 적용할 수 있다.

본 발명의 방법에서 은 금속은 바람직하게는 구(球)형 및 그물망형(바람직하게는 60 내지 80mesh)으로, 용기 또는 설비 내에서 유동하면서 또는 고정되어 착즙액과의 접촉이 용이하도록 이루어지는 것이 좋다.

본 발명의 방법에서 착즙액과 은 금속의 접촉은 바람직하게는 60 내지 99℃에서 1 내지 90분간 실시한다. 실험결과에 따르면, 이때, 즉 착즙액과 은 금속의 접촉 처리 시의 온도가 높아질수록, 처리 시의 시간이 길어질수록 이취의 개선 효과가 우수한 것으로 나타났다. 그러나 높은 온도에서 오랜 시간 동안 처리할 경우 음료에 포함되는 유익한 성분들이 파괴 또는 변질될 수 있다. 따라서 가열 온도 및 시간을 최소화하면서 충분한 이취 개선 효과를 나타낼 수 있도록 해야 하기 때문에, 상기와 같은 조건으로 실시하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 60 내지 70℃에서 30 내지 90분간, 80 내지 89℃에서 20 내지 40분간 또는 90 내지 99℃에서 1 내지 10분간 실시한다. 이 중에서도 90 내지 99℃에서 1 내지 10분간 실시하는 것이 바람직하다. 상대적으로 낮은 온도라고 하더라도 60℃ 이상의 온도로 장시간 처리되는 경우 착즙액에 함유된 유용성분의 변질이 초래될 수 있으므로, 상대적으로 높은 온도이지만 단시간 처리하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 92 내지 98℃에서 1 내지 8분간, 보다 바람직하게는 93 내지 97℃에서 2 내지 7분간, 보다 바람직하게는 94 내지 96℃에서 2 내지 6분간 실시한다.

본 발명의 방법에서 착즙액과 은 금속의 접촉은 착즙액이 60중량% 이하로 포함된 상태, 예를 들어 착즙액의 함량이 60중량% 이하인 상태로 희석제, 첨가제, 향료 등과 혼합된 상태에서 이루어지는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 착즙액의 함량이 50중량% 이하, 보다 바람직하게는 40중량% 이하, 보다 바람직하게는 30중량% 이하, 보다 바람직하게는 20중량% 이하, 보다 바람직하게는 15중량% 이하인 상태에서 은 금속과 접촉시킨다.

본 발명의 방법에서 착즙액과 은 금속의 접촉은 착즙액이 양배추 착즙액이고 직경 4㎜의 구형 은 금속을 사용하는 경우를 기준으로 은 금속 20g 당 500g 이하의 착즙액이 접촉하도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따르면 보다 효율적으로 착즙액의 이취를 제거, 감소 또는 개선할 수 있다. 보다 바람직하게는 은 금속 20g 당 300g 이하, 보다 바람직하게는 100g 이하, 보다 바람직하게는 50g 이하, 보다 바람직하게는 30g 이하의 착즙액이 접촉하도록 한다. 이때 착즙액의 하한에 특별한 제한은 없으나 경제적인 측면을 고려하여 바람직하게는 은 금속 20g 당 10g, 보다 바람직하게는 15g, 보다 바람직하게는 20g이다.

본 발명의 방법에서 i) 단계와 ii) 단계의 사이에, 착즙액을 희석하는 단계, 예를 들어 착즙액에 용매, 첨가물 등을 첨가하여 교반하는 단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 방법에서 i) 단계와 ii) 단계의 사이 또는 ii) 단계 이후에 살균하는 단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 방법에서 제조된 음료의 이취 등의 관능성 및 기능성을 고려하여 최종 음료에 포함되는 착즙액의 양이 1 내지 50중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 30중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 20중량%, 보다 바람직하게는 7 내지 15중량%가 되도록 제조하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

[실시예]

1. 음료 제조

1-1. 제1방법

시럽(원액)의 형태로 제조하고 이를 요구르트 또는 정제수에 희석하여 최종 제품을 만드는 방법으로 음료를 제조하였다.

양배추를 착즙하여 착즙액을 준비하였다.

냉각수(10℃ 이하)를 계량하고, 당류(액상과당, 프락토올리고당, 사이클로덱스트린 등)를 첨가하여 용해한 다음 과일농축액(사과, 70brix)을 50%(w/w)가 되도록 첨가하여 혼합하였다(pH 3.5 내지 4.5).

이후 글리신 0.5%(w/w), 글루콘산아연 0.5%(w/w), 폴리페놀(마테추출분말 또는 포도씨추출분말) 0.5%(w/w)를 첨가하여 혼합하였다.

혼합액을 85℃로 가온하고, 양배추 착즙액을 50%(w/w)가 되도록 첨가한 다음 은 금속이 들어 있는 관(이하 촉매탑이라 한다)에 -0.3 내지 -0.5bar의 압력 및 85℃에서 30분간 순환 통과시켜 은 금속과 접촉시킴과 동시에 살균하였다. 이때 촉매탑 내에서는 상기 양배추 착즙액이 첨가된 혼합액 100 내지 1000g이 92.5% 이상의 순은으로 만든 직경 약 4㎜의 은볼(직경 약 1㎜의 구멍이 뚫려 있는 것을 사용) 20g과 순환하면서 접촉하도록 하였다.

이후 은 금속 접촉 및 살균 처리된 혼합액을 냉각하면서 65 내지 70℃ 사이의 온도에서 과일향을 0.1%(w/w)로 첨가하고 10℃ 이하로 냉각하여 시럽을 제조하였다.

이후 요구르트 배양액 또는 정제수(75 내지 80%(w/w))와 상기 시럽(20 내지 25%(w/w))을 혼합하여 음료를 제조하였다.

상기 양배추의 착즙 과정에서부터 가온처리하기 이전 과정까지는 모두 10℃ 이하의 환경에서 실시하였다.

1-2. 제2방법

시럽(원액)의 형태로 제조하지 않고 바로 최종 제품을 만드는 방법으로 음료를 제조하였다.

냉각수(10℃ 이하)를 계량하고, 당류(액상과당, 프락토올리고당, 사이클로덱스트린 등)를 첨가하여 용해한 다음 글리신 0.1%(w/w), 글루콘산아연 0.1%(w/w), 폴리페놀 (마테추출분말 또는 포도씨추출분말) 0.1%(w/w)를 첨가하여 혼합하였다.

이후 상기 1-1의 양배추 착즙액을 10%(w/w)가 되도록 첨가하고, -0.3 내지 -0.5bar로 감압하면서 30분간 교반하였다.

과일농축액(사과, 70brix)을 10%(w/w)가 되도록 첨가하여 혼합한 후 과일향을 0.1%(w/w)로 첨가하였다(pH 3.5 내지 4.5).

최종 물량을 보정(10℃ 이하)한 다음 95℃로 가온하고 2 내지 4분간 은 금속이 들어 있는 촉매탑을 통과시켰다. 이때 촉매탑 내에서는 혼합액 100 내지 1000g이 92.5% 이상의 순은으로 만든 직경 약 4㎜의 은볼(직경 약 1㎜의 구멍이 뚫려 있는 것을 사용) 20g과 순환하면서 접촉하도록 하였다.

이후 10℃ 이하로 냉각하여 음료를 제조하였다.

상기 양배추의 착즙 과정에서부터 가온처리하기 이전 과정까지는 모두 10℃ 이하의 환경에서 실시하였다.

2. 비교실험

2-1. 은 금속 접촉 시 온도에 따른 차이

양배추 착즙액 10%(w/w) 및 정제수 90%(w/w)의 음료를 은 금속 처리 후 살균하는 방법으로 실시하였다. 은 금속 처리는 각각 0 내지 10℃, 20 내지 30℃, 30 내지 40℃, 50 내지 60℃ 또는 60 내지 70℃에서 30분간 상기 음료와 은 금속을 함께 교반하는 방법으로 실시하였다. 살균은 은 금속 처리 후 95℃에서 2분간 가열하는 방법으로 실시하였다.

평가원을 대상으로 각각 제조된 최종제품 300g을 제공하고 역취에 대해 5점 척도법(1점 없음, 2점 약간, 3점 먹을 수는 있으나 역취가 거슬리기 시작, 4점 먹을 수는 있으나 역취가 너무 거슬린다, 5점 역취가 심해 먹을 수 없다)으로 평가하도록 하여 관능평가를 실시하였다.

이의 결과, 다음 표 1과 같이 은 금속 처리 시의 온도가 높을수록 역취의 개선 효과가 우수한 것으로 나타났다.

처리구	무처리구	0~10℃	20~30℃	30~40℃	50~60℃	60~70℃
관능검사결과	5점	4점	3점	2점	1.5점	1~1.2점

2-2. 은 금속 접촉 시 시간에 따른 차이

상기 2-1과 같은 동일한 공정을 사용하되, 은 금속 처리 시 온도를 65℃로 고정하고 처리 시간을 각각 30분, 60분, 90분 또는 120분으로 다르게 하여 음료를 제조하고, 이에 대한 관능평가를 실시하였다.

또한, 음료의 살균에 적용되는 살균 온도와 처리 시간에 은 금속 처리를 병행할 경우에 대해 평가하기 위해, 은 금속 처리 시 온도를 95℃로 하고 2 내지 4분간 처리한 음료에 대해서도 함께 관능평가를 실시하였다.

이의 결과, 다음 표 2와 같이 처리 시간이 길어질수록 역취의 개선 효과가 우수한 것으로 나타났으며, 30분의 처리로도 충분한 개선효과가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 시료의 살균 조건과 같이 병행하여 음 금속 처리를 95℃에서 2 내지 4분간 실시한 경우에도 매우 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

처리구	65℃ 30분	65℃ 60분	65℃ 90분	65℃ 120분	95℃ 2~4분
관능검사결과	1~1.2 점	1~1.1점	1점	1점	1점

2-3. 은 금속 접촉 시 음료의 양에 따른 차이

상기 2-2에서 95℃ 2 내지 4분의 조건으로 살균과 은 금속 처리를 병행하는 공정을 사용하되, 은 금속 접촉에 사용되는 음료의 양을 다르게 하여 음료를 제조하고, 이에 대한 관능평가를 실시하였다.

이의 결과, 다음 표 3과 같이 은 금속 접촉에 사용되는 음료의 양이 적을수록 역취의 개선 효과가 우수한 것으로 나타났으며, 은 금속 20g 당 1000g의 음료까지는 충분히 적용가능함을 확인할 수 있었다.

처리 샘플량	100g	200g	300g	500g	1000g
관능검사결과	1점	1점	1점	1~1.2점	1~1.5점

2-4. 은 금속 접촉 시 고온에서 시간에 따른 차이

상기 2-2에서 95℃의 조건으로 살균과 은 금속 처리를 병행하는 공정을 사용하되, 시간을 2분, 4분 또는 6분으로 다르게 하여 음료를 제조하고, 이에 대한 관능평가를 실시하였다.

이의 결과, 다음 표 4와 같이 2 내지 6분 처리 모두에서 역취의 개선 효과가 우수한 것으로 나타났다.

처리구	무처리구	2분	4분	6분
관능검사결과	5점	1점	1점	1점

2-5. 제조된 음료의 이취성분 및 기능성 성분 함량

상기 2-4와 같이 제조한 음료에서 이취성분으로 생각되는 다이메틸 설파이드(dimethyl sulfide)와 기능성 성분인 설포라판의 함량을 은 금속을 처리하지 않은 경우와 비교하였다.

이의 결과, 다음 표 5와 같이 은 금속 처리 전에는 상당량의 다이메틸 설파이드가 검출된 반면, 은 금속 처리 후에는 검출되지 않았고, 설포라판의 함량에는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다.

	살균전(1)	살균후 냉각(1)	은 금속 처리(1)	은 금속 처리(2)
설포라판	0.74 ㎍/g	1.02 ㎍/g	0.73 ㎍/g	0.70 ㎍/g
dimethyl sulfide	4.13 ㎍/g	4.87 ㎍/g	불검출	불검출

(1), 양배추 착즙액 10%; (2), 양배추 착즙액 10% 및 마테추출물 0.1%.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. i) 십자화과 채소를 착즙하여 착즙액을 수득하는 단계; 및
   ii) 상기 착즙액을 은(Ag) 금속에 접촉시키는 단계;를 포함하고,
   상기 i) 단계는 0 내지 7℃에서 이루어지며,
   상기 ii) 단계는 90 내지 99℃에서 1 내지 10분간 이루어지고,
   상기 착즙액을 은(Ag) 금속에 접촉시키는 것은,
   상기 은 금속 20g 당 상기 착즙액 20 내지 300g 을 접촉시키는 것을 특징으로 하는 음료 제조 방법.
   
5. 제4항의 방법으로 제조된 음료.

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