(19) 대한민국특허청 (KR) (12) 특허공보 (B1) (51) Int. Cl. 5 A23L 1/20 (45) 공고일자 1990년10월06일 (11) 공고번호 90-007235 (21) 출원번호 특1983-0001787 (65) 공개번호 특1984-0004346 (22) 출원일자 1983년04월27일 (43) 공개일자 1984년10월15일 (30) 우선권주장 373762 1982년04월30일미국 (US) (71) 출원인 더코카-콜라컴퍼니 로버트에이. 켈러 미합중국, 죠지아, 아틀란타, 노스아베뉴 310 (72) 발명자죠오지엘. 케이. 헌터미합중국, 죠지아, 아틀란타, 스팔딩드라이브 825 다니엘비. 데니슨미합중국, 죠지아, 터커, 그레니글레인 3779 르로이쥐. 브러리미합중국, 죠지아, 디캐터, 클럽하우스드라이브 3532 (74) 대리인김윤배 심사관 : 이성우 ( 책자공보제2051호 ) (54) 콩우유제조방법 요약 내용없음. 대표도 도 1 명세서 [ 발명의명칭 ] 콩우유제조방법 [ 도면의간단한설명 ] 제 1 도는본발명에따른콩우유제조공정의일예를나타낸개요도. 제 2 도는본발명에따른콩우유제조공정의또다른예를나다낸개요도이다. [ 발명의상세한설명 ] 본발명은콩음료의제조방법에관한것으로서, 특히별도의섬유질제거공정을거치지않고콩우유를제조하는방법에관한것이다. 콩은오랫동안고단위영양분그중에서도특히단백질의좋은공급원으로인식되어왔는바, 세계의단백질요구량중상당한양을이로써공급할수있으며, 세게인구의급증에따른양질의단백질공급이상당한양으로필요하게되었다. 콩이음료에이용되는데있어서다음두가지의근본적인문제로인해콩을광범위하게이용하는것이저해되어왔다. 1. 폴리불포화지방산의산화에있어서촉매작용을하는효소때문에좋지않은콩특유의냄새와맛이나는데, 콩특유의이상한맛은효소와지방이접촉할수있도륵세프구조가분쇄될때신속하게제거된다. 2. 섬유질의존재나폴리페놀을형성하는 β-글리코시디아제의작용으로인하여목에걸리거나긁히는듯한느낌이든다. 종래의콩우유제조방법은수시간동안콩을물에담가둔후, 물과함게콩을갈아서단백질을추출해내는것인바, 이때의슬러리는여과하여여과액을함유하는수성단백질을재생시기열처리하거나하지않을수도있어그공정이간단하긴하지만이와같이하여제조된유료는인체기판에서수용가능하지않을뿐만아니라단백질의상당량이여과에의해손실되게된다. 종래의기술에서섬유질의제거와맛의향상및단백질수득의증가를위한여러가지시도가있었는바, 특히콩특유의이상한맛은일반적으로리포옥시게나제효소를불활성화시키므로써뜨거운물 6-1
에서콩을분쇄시켜최소화할수있고, 섬유질은일반적으로단백질의산침전방법에의해제거시킬수있는데이를효과적으로하기위해서는응유 ( 凝乳 ) 를원심분리시켜제거시킨후그단백질응유를중화시켜생성을위해재현탁시키는것이다, MilIer의미국특허제 2,078,962호에는콩을물에담갔다가물과함께분쇄시켜슬러리를형성시킨다음이슬러리를끓여서필요한식품첨가물을첨가한뒤균질화시키는방법이기술되어있다. Miles의미국특허제 3,288,61.4호에는콩의껍질을제거하고, 물과함께껍질벗긴콩의슬러리를형성한뒤, 10분이내의범위에서잠깐동안 104.44 내지 121.1l 의온도에서슬러리를가압조리한다음원하는최종. 혼합물을얻기위해갖가지첨가물을가하고, 슬러리를균질화시켜서이슬러리를분무전조시켜콩우유제조하는방법을기술하고있다. Mustakas등에의한미국특허제 3,639,129호에는완전지방질의콩가루를물에분산시켜슬러리를형성시킨다음슬러리의가루입자의크기를줄이기위해이슬러리를분쇄시켜분쇄된슬러리를균질화시키고분무건조시키는방법이기술되어있다. Mustakas등에의한미국특허제 3,809,771호에는완전지방질의종유 (Oilseed) 가루와물을현탁시키고리포옥시게나제를활성화시킨뒤, 리포단백질 (lipidprotein) 을침전시키고, 침전물과물을약 ph 9에서재현탁시킨후, 이현탁액을가열, 냉각시켜서약 ph 7까지조절한뒤정화시켜완전지방의종유응료를제조하는방법에대해기술하고있다. 또한 Hode1등에의한미국특허제 4,194,018호에는주성분이 100μ 내지 500μ의입도를갖는입자의분산액을형성시키기위해 90 내지 100 의온도에서물과함께콩을갈은뒤,120 내지 160 의온도까지증기를주입함으로써분산액을가열시켜서항트립신인자를파괴시키고단백질소체 ( 小體 ) 및 2μ 내지 10μ크기의지방과가장큰것이실제로 40μ 내지 300μ이하인세포벽파편을함유하는현탁액을형성하기위해분산액을분쇄하는방법으로수성의콩현탁액을만드는방법이기술되어있다. Hand등에의한문헌에는콩을물에담그고콩껍질을벗겨서 16% 의고형물을함유하는슬러리를만들기위해충분한양의물과함께껍질벗긴콩을분쇄기에통과시키고, 생성된슬러리를균질화하여분무건조하는일련의과정으로구성된콩우유제조방법이기술되어있다. Johnson등에의한문헌에는종래의콩우유를 99 의온도와 ph 6.7에서약 60분간끓이는증기주임조리법에의하여 90% 이상의트립신억제제 (TI) 활동도를감소시겨양양가를증가시키면서콩우유를만드는방법이기술되어있는바, 이는콩우유조리에이용되는온도를종래보다더높게 (99 내지 154 ) 촉진하는계속적이고직접적인증기주입조리로평가되며, 증기주입조리법에있어서약 120 의온도에서, 콩우유, 고형물및단백질을생성하는데절저한온도의존형식온초기에감소된다음에최대로회복된후다시최종적으로감소되는것으로나타나며 TI의충분한불활성화가일어나는것처럼 154 의온도와 ph 6.7에서최대회수가같은지점에서일어난다. 5분간 1050 G에서원심분리한후에 90% 슬러리,86% 콩고형분과90% 단백질의양만큼콩우유로회수된다. 또한증기주입조리를위한최적조건하에서콩우유는 8% 잔여 TI활동도보다적게유지되며, 적은화학적브라우닝 (BrowIling) 이유지된다. 종래의조리방법을사용하면약 72% 의슬러리,61% 의콩고형분및 73% 의단백질이회수된다. 이하본발명을상세히설명하면다음과같다. 본발명의방법은콩을물에담근뒤, 헹구고갈아서 ( 수식분쇄 ) 조리하고성형시키는공정으로서, 제피된쪼개어진콩을이용하며제조된우유는살균하여균질화시킨후최종적으로무균포장시키는데이와같이하여생산된콩우유는맛이좋고감촉이부드러워, 맛과감촉에있어서다른방법에의해생산된콩우유보다우수하다. 본발명은 (1) 콩을콩무게의 3배내지 5배의물에담가서침액시키고. (2) 이를헹구어서콩껍질을벗긴다음,(3) 콩을갈아서껍질벗긴콩의크기를감소시키며,(4) 알칼리작용제를가하여콩슬러리의알칼리도를 ph 8.5-9.5까지조절한후,(6) 95-98 인온도법위내에서 30-45분간슬러리를조리하되, 이때콩우유점적 ( 點滴 ) 의 ph가 7.5-8.2법위이며,(7) 강무기산을점가하여콩슬러리를 ph 7.0-7.4로중화시키고콩음로를생성시키기위해콩슬러리에필요한성분을첨가하며,(8) 이를두단게에걸쳐균실화시기되첫단계의균질와압력을 2,500-3,500psig(176-246kg/cm 2 ) 으로하며두번째단게의균질화압력을 500psig(35kg/cm 2 ) 로하여콩우유를균질화시켜콩으로부터궁우유를제조하는방법인것이다. 본발명에있어서콩을물에담그는과정은선택적으로할수있으므로본발명은 (1) 콩껍질을벗기고, (2) 콩을갈아서껍질벗긴콩의크기를작게하고, (3) 슬러리가 5-15% 의충고형분을함유하도록수성콩슬러리를만들어서, (4) 여기서알칼리작용제를가하여슬러리의알칼리도를 ph8.5-9.5로조절하고, (5) 95-98 의온도에서콩슬러리를조리하되, 콩우유점적의 ph가 7.5-8.2인법위이며, (6) 강무기산을점가하여콩슬러리의 ph를 7.0-7.4로중화시키고콩음료를제조하기위해필요한성분을점가하고, (7) 이를 2단계에걸쳐균질화시키되첫단계의균질화압력을 2,500-3,500psig으로하며두번째단계의균질화압력을 500psig로콩우유를균질촤시켜콩으로부터콩우유를제조할수도있는방법인것이다. 이때본발명에따른방법으로콩우유를제조할때무균포장하는과정이나콩우유음료분말로만들기위해균질화된콩우유를분무건조하는과정이더추가될수도있다. 본발명에따르면, 콩슬러리는염산, 황산또는인산등의강무기산으로중화시키는것이바람직하 6-2
며, 특히임산이좋다. 또한본발명에따르면콩슬러리의암칼리도는수산화나트륨, 수산화칼륨및수산화칼슘등의알칼리성작용제를써서 ph 9.0까지조절시키는것이좋은바, 특히콩을탄산수소나트륨과같은알칼리성작용제의존재하에콩무게의 5배정도의물에담가두는것이좋다. 본발명의목적은단백질의질이저하되지않는간단한콩우유음료의제조방법을제공함에있어서날콩에함유되어있는단백질의 95% 이상을이용할수있도록한다. 본발명의다른목적은출발물질을날콩이나완전지방분말또는탈지분말등의다양한물질로하여콩우유음료를생산하기위한방법을제공하는데에있다. 본발명의또다른목적은액상또는분말로부터쉽게재성성될수있는형태로최종적으로인체기관에서받아들일수있는콩우유제품을제공하는데에있다. 더나아가본반명의또다른목적은콩추출또는다른공정으로부터만들어져서시판되고있는제품에비하여맛과입안의감촉이더좋은저럼한가격의콩우유를제공하는것인데, 이콩우유는정제되지않은콩으로부터상업적규모로생산된다. 더욱상세히설명하연결국목에걸리는듯한느낌이없이맛좋은콩우유음료를제조하는것이본발명의목적인바, 그공정은 (1) 껍질체불은콩또는껍질벗긴콩을수화시키고, (2) 뜨거운물에서수화된콩을갈아서, (3) 콩슬러리를알칼리 ph에서희석시키고조리하여, (4) 성형하고균질화한다음최종의콩우유제품을무균포장하는것이다. 마지막으로, 본발명의목적은간단한공정기술을사용하여적은자본으로콩우유를제조하는방법을제공하는것이다. 본발명의또다른목적이나장점은다음에서자세하게설명될것이다. 본발명은도면에서와같은과정에만국한되는것은아니며, 또한청구범위에서기술된본발명의개요나양상의범위내에서모든대안 ( 代案 ) 및변형이가능하다. 상술한바와같은본발명을상세히설명하면다음과같다. 본발명에있어서는크로소이 (Corosoy), 클라크 (Clark), 브래그 (Bragg), 앰소이 (Amsoy) 등과같은모든종류의콩이사용될수있다. 제 1 도는본발명에따른콩우유제조공정의일예를나타낸개요도이다. 콩을침액시키는이유는그다음단계인분쇄과정을좀더효과적으로하며, 사람에게필요없는산물과결합되어있는올리고당류와당 (Sugars) 의일부를용해시키도록콩을완전히순화시키는데있으며, 콩수화시콩과물의비율은 1 : 3-5이다. 버리게되는침액용액의일반적조성은 0.75% 단백질 3.9% 탄수화물 (2.6% 가용성당 : 슈크로즈, 라피노오스, 스타키오스 ) 과 1.4% 의찌꺼기 (ash) 이다. 맛이없어진리포옥시게나제효소의불활성화와속도때문에신속한방법이콩의수화에더적합하고, 침액과정은선택적으로중탄산나트륨과같은알칼리작용제존재하에시행될수있다. 수화시킨콩은분쇄시키기전에물로세척시켜야하는데깨끗하게껍질벗긴콩으로시작하는것이더좋지만, 제피되지않은콩은침액과정에서적절히젖은상태로서껍질도벗기는공정을함께진행시킬수있다. 상기와같이수화시킨콩은물과함께 AIpin Kolloplex제분기를통과시켜 5-15% 의총고형분을함유하는슬러리를형성시키는데이때물의온도는 90 가적절하다. 신선한콩특유의맛이나는콩우유를얻으려면콩의수화와분쇄에적당한물의온도를리포옥시게나제효소가를활성화되지않는실내온도로하여야하고이렇게생성된슬러리는원하는맛이날때까지방치시키며, 본공정의남아있는공정은부드럽고콩특유의맛이나는콩우유를만드는공정이다. 콩슬러리에. 수산화나트륨, 수산화칼륨또는수산화칼슘과같은알칼리염기를써서 ph 9.0±0.5로조절하고 95 내지 98 에서 30분내지 45분간조리하며 97 의조리온도에서 45분간조리하는것이특히좋은바알칼리성 ph와높은온도를적용시킴으로써균질화시킨후에콩슬러리가목에걸리는느낌이나백악성 (chalkiness) 이느껴지지않도륵섬유질을형성시킨다. 거품을최소화하기위해슬러리의조리온도를끓고있는상태로유지하는것이중요한바, 더우기이과정은트립신억제제를불활성화시키는데충분하다. 조리하는동안 ph는 9.0을시작으로 7.5 내지 8.2까지떨어지는데이러한 ph의강하현상은어떤단백질글로불린의생성또는완충작용을하는결합된임의분리때문인것으로가정할수있다. 다른제조공정과성형을동일하게한다면조리과정에서사용된알칼리성염기는콩우유의최종점성도에영향을클수있게된다. 상기와같은알칼리성조리과정후에콩슬러리를염산, 황산또는인산과같은강무기산으로 ph 7.0-7.4가되도록중화시키는데. 경우에따라이때설탕, 소금, 유화제, 착색제또는감미류등을첨가시켜콩우유음료를제조할수도있다. 그리고콩우유의균질화는 3,000-4,000psig(211-281kg/cm 2 ) 에서두단계로시행되는것이좋고균질화시킨액상의콩우유는필요에따라포장하거나또는공우유음료분말로제조하기위해분무전조시킬수도있다. 알칼리성조리방법을시행함에있어서, 황아미노산의손실과리시노알라닌의형성가능성이있는바, 6-3
특히단백질질의저하가있게되므로콩우유샘플을알칼리성조리과정후에동결건조시키고단백질의질을평가하는공정을거치게한다. 수정된 P.E.R( 전자상자성공명 ) 은 1.78인데이것은단백질의질과콩추출의결과의비교를나타내며, 아미느산과의어떤역반응도발생치않음을나타낸다. 상술한바와같은제 1 도의콩우유제조공정은제 2 도의것과유사하나제 2 도에서는침액과정및헹구는과정이포함되어있지않다는점이다르다. 본발명을실시예를들어더욱상세히설명하면다음과같다. [ 실시예 1] 껍질벗긴 Corosoy콩조각 (34.25kg) 을 0.25% 탄산수소나트륨과함께 90-95 의물 137kg이담긴통에넣는다. 콩을 75분간물속에서수화되도록방치하는데, 이때콩은자신의무게에약 1.2배정도의물이흡수된다. 잔여의껍질찌꺼기와침액용액을제거하기위해흐르는물로수화된콩을헹구어낸후, 즉시콩을뜨거운물과함께 Alpin Kolloplex Pin제분기 (Alpin American Co: Natick,Mass.) 를통과시켜분쇄시킨다. 분쇄된콩슬러리는통에서단백질함량이 2% 가될때까지희석시키고 ph는수산화나트륨으로 9. 0까지조절한다. 온도를 97 까지상승시키고슬러리를잘교반하면서 45분간조리한후, ph를 7.8까지강하시키고, 염산으로 7.2까지더조절한다. 당 (41.4kg), 소금 (0.823kg) 및유화제를첨가하고 2% 단백질함유콩우유음료를제공하기위해물을바꾸어넣는다. 이음료를첫단게에서 3,000psi, 둘째단계에서 500psi의 AIanton-Gaulin균질장치를통과시킨다음, 균질화된쿵우유를 140 에서 5분간 Spiratherm간접튜브형열교환기를사용하는 UHI( 초고온 ) 로살균하고 250ml Tetrabrik(R) 용기에서무균포장한다. 이와같이하여얻어진이콩우유는일반적인콩우유에서나타나는콩특유의맛과냄새가없으며, 또한마실때섬유질로인하여목구멍에걸리는듯한느낌이나백악성이없게된다. 실온과냉동온도에서Tetrabrik(R) 에의저장은단지 3개월후에눈에보이는앙금이있을정도로우수한콜로이드안정성을나타낸다. 이음료는인체기관에수용하기좋게상승작용하며좋은맛과감촉을낸다. [ 실시예 2] 본발명은상업적인작업에대한설명으로더욱쉽게이해될것이다. * 침액과헹굼필요한껍질벗긴콩의무게를달아서침액탱크입구까지포크리프트 (fork-iift) 로끌어올린다. 두개의침액탱크중의하나에넣어서식수로두번헹군다. 여기서침액탱그는헹구는물의배수를용이하게하도록밑바닥에제거가능한구멍뚫린판을장치하는것이필요하다. 콩을헹구어낸후, 뜨거운물을탱크에부어서 75분동안또는콩이완전히수화될때까지콩을침액시킨다. 침액하는동안약 90 의온도를유지하게하기위해자동온조절밸브를써서증기를주입하며이증기주입은콩이당긴통을약하게교반하는효과를준다. 침액과정은콩섬유질을부드립게해주고, 콩의쓴맛을내는성분을제거하며, 불쾌한냄새를내는효소를효과적으로억제하여좋은맛의생성물을만들어줄뿐만아니라이와같은습윤성열처리를함으로써트립신억제제와콩의생물학적활성요소인혜마글루티닌 (Hemaglutinin) 이파괴되게된다. 완전히수화되었을때콩의부피는원래부피의약 2.7배로증가하며,623g/ 의부피밀도를갖는다. 콩이완전히수화된후에침액수를제거시키며, 다시식수로 2번헹군다. 완전수화된콩을침액탱크의배수구에서 Star-유동용량주입기가장치된 Alpine제분기로주입시킨다. Star-유동용량주입기에는고정시킨유동코운 (cone) 과함께속도가변성의주입기날개를사용하게되는데이날개는코운속의가장자리부터그것이배출되는중심을향하여물질을쓸어넣는다. 진동하는저장통이나, 나사주입기또는진동판이붙은슬러리펌프와다른용량주입기도사용할수있다. * 분쇄또는습식제분제분기는한개의회전자와한개의고정된스터드디스크 (stud disc) 를가진충돌스터드제분기로써, AIpine KiIloplex N4ode1 250Z와 Mode1 400Z가단일계작업과이중계작업에서각기사용될수있다. 분쇄는단일계작용과이중계작업시모두배취당약 1시간동안시행된다. 분쇄하는동안, 콩의이동을윤활하게하고분쇄된콩페이스트를분쇄기내에서계속세척해내기위해 1분당약 4-8리터의물을분무볼 (spray bail) 을통해침액탱크내로공급한다. 분쇄된콩슬러리는다음공정을위해양변위펌프 (positive dispiacement pump) 가장치된조리기로밀어보낸다. * 조리조리는증기로덮힌조리기내에서시행된다. 총 5% 고형분을함유한콩우유를얻기위해콩슬리리 6-4
에물을첨가시키고알칼리도는 50%w,/w 가성소다용액을사용하여 ph 9까시조절한다. 증기는가열자켓에주입되고온도는자동온도조절밸브를써서 95-98 로유지시키는데조리용도가더높아지면지나치게거품이많이생성될것이며, 게속적으로교반을시키면열이동이순조롭게되고현탁액내에서입자들이유지되게된다. 그다음의조리공정은분쇄시킨후의섬유질크기를감소시켜주며, 이조리공정은배취당약 45분간시행한다. * 중화와성형조리공정후, 콩우유를소량의염산으로중화시키는데온도보정과함께전기 ph측정기를사용한다. 이때필요한양만큼의설탕, 소금및유화제를첨가하여콩우유의성형을완전히한다. 상기콩우유는 UHT유니트 (unit) 의조압수조 (surge tank) 내에서수평탐사침 ( 探査針 ) 에의해조절되는Cherry Burrell Unitherm UHT공정유니트로이동되게된다. * UHT{Ultra High Temperature) 공정과균질학상기콩우유는튜브형열교환기에의해두단계로 140 의온도까지가열되고 4초동안보온튜브내에서140 로유지되게된다. 이생성물을냉각수로 65.6 까지냉각시키고 211kg/ cm2에서 281kg/ cm2까지의혼합균질촤압력의이중단계균질화밸브를통과시킨다. 이와같은변화에의해생성물은완전히살균될것이며, 원래의맛과미각을유지할것이다. 최종산물을실온 (26.7 ) 까지냉각시키고밀페된시스템에서포장기계까지운반시킨다. UHT유니트의작업은모두Tetrabrick 포장기계와동시에일어난다. (57) 청구의범위 청구항 1 콩무게의 3 내지 5배에해당하는물속에콩을침액시긴다음콩을헹구연서껍질을벗기고이것을쌓거나갈아서그콩의크기를강소시키며, 총고형분이 5-15% 로함유되어있는수성콩슬러리를생성시킨후, 알칼리성작용제를첨가하여콩슬러리의알칼리도를 ph 8.5-9.5로조절하고이슬러리를 95-98 의온도에서콩슬러리의점적의 ph가 7.5-8.2를나타낼때까지 30-45분간조리하며여기서강무기산을첨가하여 ph 7.0-7.4로중화시키고콩우유음료제조에필요한성분을첨가시킨다음, 이를 2단계에걸쳐균질학시키되제 1 단계의균질화압력을 2,500-3,500p.s.i.g. 으로하며제 2단계의균질화압력은 500p.s.i.g. 으로하여균질화시켜서콩으로부터콩우유를제조하는방법. 청구항 2 제 1 항에있어서, 강무기산은염산이나황산또는인산중에서선택되어진것. 청구항 3 제 1 항에있어서, 콩슬러리의알칼리도는수산화나트륨이나수산화칼륨또는수산화칼슘중에서선택된알칼리작용제를사용하여서 9.0으로조절하여서되는방법. 청구항 4 제 1 항에있어서, 슬러리의조리온도는거품형성을최소화하기위해로울링 (Rolling) 비등이하로유지시켜서되는방법. 청구항 5 제 1 항에있어서, 콩을침액시키는경우에는 90 의온도의물속에서 60 내지 90분간침액시켜서되는방법. 청구항 6 제 1 항에있어서, 수성콩슬러리는90 의온도에서형성되어지는방법. 청구항 7 제 l 항에있어서, 콩을침액시키는경우에는탄산수소나트륨등의알칼리성작용제의존재하에침액시켜서되는방법. 청구항 8 콩의껍질을벗긴후, 이를빻거나갈아서그콩의크기를감소시키고총고형분이 5-15% 로함유되어있는수성콩슬러리를생성시킨다음, 알칼리성작용제를첨가하여콩슬러리와알칼리도를 ph 8.5-9.5로조절하고이슬러리를 95-98 의온도에서콩슬러리의점적의 ph가 7 5-8.2를나타낼때까지 30-45분간조리하며, 여기에다강무기산을첨가하여 ph 7.0-7.4로중화시키고콩우유음료제조에필요한성분을첨가시킨다음, 이를 2단계에걸쳐균질화시키되제 1 단게의균질화압력은 2,500-3,500p.s.i.g. 로하며제 2 단계의균질화압력은 500p.s.i.g. 로하여균질화시켜서콩으로부터콩우유를제조하는방법. 청구항 9 제 8 항에있어서, 강무기산은염산이나황산또는인산중에서선택되어진것. 청구항 10 6-5
제 8 항에있여서, 콩슬러리의알칼리도는수산화나트륨이나수산화칼륨또는수산화칼슘중에서선택된알칼리작용제를사용하여서 9.0 으로조절시켜서되어지는방법. 청구항 11 제 8 항에있어서, 슬러리의조리온도는거품형성을최소화하기위해로울링 (Rolling) 비등이하로유지시켜서되는방법. 청구항 12 제 8 항에있어서, 수성콩슬러리는90 의온도에서형성되어지는방법. 도면 도면 1 도면 2 6-6