Transcript 14장 식용유지의 가공

14장.
식용유지의 가공
01 서론
• 식물, 동물 추출 -
유지
• 액체, 고체 상태
• 식용유지 - 대두유, 팜유, 채종유, 해바라기 기름 등
• 동물성 유지 – 버터, 쇠고기 기름, 돼지고기 기름 등
• 식물성 유지라 해서 모두 상온에서 액체상태는 아님
• 팜유, 팜핵유, 야자유 – 고체상태
• 녹는점( 융점) - 식물성, 동물성이 다름 (지방산의 조성)
● 식물성 유지 – • 상온에서 액체상태 (리놀레산, 올레산 )
• 상온에서 고체상태 (팔미트산)
• 야자유, 팜핵유 – 포화지방 90%↑
• 돼지고기 기름 (융점↑) – 팔미트산, 스테아르산
● 표 14-1. 식용유지의 주요 특성 및 용도
p 298
02 식용유지의 가공 공정
1) 원료 입고
• 원료의 저장성을 높이고 가공이 적합도록 이물질을 제거 –
• 곡류, 두류 – 수분 13%↓, 장기간 저장 가능
적절히 건조
• 건조한 원료는 바로사용하는것보다 (4~10일 ) - 저장( 수분 고루퍼지도록)
• 저장중 낮은습도 유지 – 화학적, 미생물학적 손상 막음
• 곡물의 경우 – 껍질을 효율적 제거
• 이물질 제거 방법 – 자석장치(금속제거), 스캘러( 무거운 물질제거),
체 (크고작은 물질제거)
2) 원료의 전처리
• 계량, 세정, 파쇄, 가열, 박편, 탈수공정
• 면실(cotton seed), 해바라기씨 – 껍질 부셔서 제거
• 대두 – 적절한 압력 - 껍질이 육질 부분 분리
• 껍질 제거 – 가열 - 박편 만듬
• 박편 압연기(flaking roll)를 통과시켜 세포벽을 파괴
3) 유지 추출
(1) 기계적 추출
• 압착공정
• 가열, 압착, 냉각, 여과 등
• 박편 수직형 - 교반 가열 - 단백질을 변성시킴
• 가열상태원료 압착 – 유지 중 60%가량 추출
• 압착하여 얻은 유지 – 미세한 고형물질 함유
• 정제하기전 – 여과장치 사용 제거
(2) 용매추출
p 301
• 전처리 원료 – 용매 추출장치로 이동 – 유지추출
• 고형물질 - 추출장치에서 꺼냄 ( 용매제거 – 가열 - 건조 – 냉각 )
• 최종 고형물질 – 유지함량 1%↓
● 식용유지 추출용 헥산 : 순수 n-헥산, 추출용 혼합 헥산
① 순수 n-헥산 – 끓는 점이 69℃
② 혼합 헥산 n-헥산함량 - 50~98%
• 추출기 – 바스켓 추출기,
로터리 추출기,
다공벨트 추출기,
슬라이딩 베드 추출 기, 직사각형 고리 추출기 등
• 거름 추출기 - 역류 장치로서, 고체원료와 용매 –
유지 혼합물이 서로
반대방향이동, 용매 – 유지 혼합물 내의 유지농도 증가
• 혼합물 중에 함유된 유지의 농도 30%
• 추출한 용매 – 유지 혼합물 – 증류장치- 유지와 용매로 분리
• 첫번째 증발장치 – 증발된 수분과 용매의 열 이용
• 혼합물 유지 30~80% 농축
• 두 번째 증류장치 – 농축된 혼합물 대기압, 진공상태 가열
• 유지 함량 - 98%
• 세번째 증류장치 – 기압 50mmHg↓로 남아있는 모든 휘발성 물질제거
• 온도 – 최종품질 영향
• 유지와 용매의 혼합 비율에 따라 온도와 진공도 적절히 조합
4) 정제 공정
p 303
(1) 탈검
• 추출한 유지 - 검(인지질, 단백질, 수지) 등 끈적거리는 물질 제거공정
• 인지질 – 식물성( 레시틴)
• 검 물질 제거 – 알칼리 정제 과정 – 중성지방의 손실 막음
• 물에 존재 (인지질, 검) - 팽윤
• 밀도 ↑ - 중성지방과 분리
그림 14-4 유지탈검공정
• 추출한 유지 (1~1.3%) - 물 가함,
65~70℃
가열 - 원심분리
• 검물질, 유지분리 - 건조, 냉각
• 탈검중 물이 너무 적으면 검물질 색깔이 진하고 점도가 높음
• 분리한 유지에 인지질이 남게됨 - 유지 혼탁
• 첨가물 - 연수가 좋음
• 탈검 마친 유지 - 38℃ ↓ 냉각,
수분함량 – 0.1% ↓
(2) 알칼리 정제
P 304
● 유리지방산-
• 가열처리 하지 않고 효소 작용 가수분해
• 중성지방에 비해 끓는점, 발연점이 낮음
• 가열 (증발, 쉽게 타는 현상)
• 알칼리로 중화시키는 공정
• NAOH, Na 2Co 3를 물에 녹여사용
R-COOH (지방산)+NaOH → RCOO –Na
+
(비누)+H2O
2R-COOH(지방산)+Na2CO3 → 2RCOO-Na +(비누)+H2O+CO2↑
• 원심분리 (단백질, 인지질, 검류, 금속물질) 물에 가라앉는 상태
☞ 알칼리 정제 – 회분식 정제법,
연속식 정제법
P305
● 회분식 법 ( 잘사용하지 않음)
• 손실률높음 , 운용비용 많이 듬, 에너지 소비량↑ , 폐수가 많이 생김
① 건식법 – 수분 적게 함유 (정제유지)
② 습식법 – 유리지방산 함량 15~20% ↑유지 사용
● 연속식 정제법
•유지와 알칼리의 접촉시간 짧음(30 ℃, 5~10분 정도)
• 유지손실이 적고, 공정 제어를 잘할 수 있음.
• 균일한 품질 생산
• 유리지방산 함량↑유지
- (80~90 ℃ , 15초이내) - 원심분리
• 알칼리 정제 유지 결과 - 수분 0.1%↓, 비누 50ppm ↓함유
(3) 탈 색
P 305
• 색소 성분, 다양한 불순물 제거 공정
• 유지 탈색공정 – 맛이 개선, 저장성이 향상, 산화 안전성 증가
• 흡착제 - 유지의 산화 생성물( 알데히드, 케톤) 제거
• 인지질 ( 탈검, 알칼리 정제공정) 제거
● 흡착제 4종류
• 활성 칼슘 몬모릴로 나이트, 불활성 아타풀 자이트, 활성탄, 이산화규소
• 활성 칼슘 몬모릴로 나이트 – 식물성 식용유 흡착제로 많이 사용
(4) 원터리제이션
P 306
• 낮은 온도에서 저장하여 굳어지는 유지를 제거하기위한 공정
• 냉각시키는 온도와 속도에 따라 결정핵 형성
● 융점
• 높은유지 – 결정화된 부분과 접촉
• 낮은유지 – 결정화된 부분과 접촉되지 않도록 분리
그림 14-6 원터리제이션 공정
• 유지를 결정화하기전 60℃ 가열
• 결정핵이 형성되지 않도록 하기위함
• 첨가 물질 - ( 레시틴, 모노아실글리세롤, 솔비톨 지방산 에스테르 등)
(5) 탈 취 – 유지 정제공정중 마지막
• (유리지방산, 글리세롤, 산화생성물, 스테롤, 탄화수소, 농약 등 )제거 목적
• 가열 – (카로틴, 크산토필 색소 ) 탈색
• 유지 – 230~250 ℃, 2~10mmHg 진공상태 - 수증기를 불어 넣어 트리아실 글리세롤 성분, 휘발성 성분 제거
5) 수소첨가(hydrogenation ; 경화)
p 308
• 수소첨가를 통한 2가지 목적
• 첫번째 : 유지의 이중결합, 산화 안정성 증가( 불포화지방→ 포화지방)
• 두번째 : 유지의 물리적 형태변환, 융점을 높임( 이성질화에 의한 trans)
● 리놀렌산( C18 :3 , n – 3 )
H (메틸기)
O (카르복실기)
l
ll
H-C –C –C = C- C- C = C –C –C = C –C –C - C –C –C –C -C -C – O - H
l
C
● 리놀레산 (C18 :2 , n – 6 )
● 올레산 (C18 :1 , n – 9 )
H –C –C – C- C- C- C- C- C- C= C- C- C- C- C- C- C- C- C- O- H
• 수소 첨가량 : • 리놀렌산은 리놀레산보다 2배
• 리놀레산은 올레산보다 20 배
● 천연유지 - • 이중결합 (cis 형), 굽어있는 형태.
• Trans – 완전 직선은 아니나 비교적 직선에 가까운형태.
● 융점 – trans는 cis 지방보다 높다.
① 포화지방산( 스테아르산) 융점 - 약 69℃
② cis 형태 (올레산) 융점 -
약16 ℃
③올레산의 (수소첨가) 융점 – 약 44 ℃ (이성체 - 엘라이드산)
● 엘라이드산 – 수소첨가한 유지( 체온과 비숫함), 상온에서도 고체상태,
입안에서 녹아 부드러운 질감
● 수소첨가 공정 3가지 요소(경화) – 촉매, 수소, 이중결합이 있는 지방
● 공정 –
① 교반- 현탁 – 회분식,
② 루프- 현탁 – 회분식,
③ 순환- 현탁 – 연속식,
④순환 – 고정상 – 연속식
● 교반- 현탁 – 회분식 – 많이 사용
6) 결정화 및 순화
p 310
● 식물성 유지를 동물성 유지와 유사한 특성을 갖도록 변환
● 고체상태 (경화) 유지 - 제빵에 사용 – 빵제품이 독특한 물성 갖음(쇼트닝)
● 동질다형 현상(식물성 유지와 수소결합)
• 화학적으로 동일한 물질이 서로 다른 형태의 결정체 형성
● 유지의 결정 : α- 형(육각형; hexagonal),
orthorhombic),
β `- 형(beta prime; 직육면체;
β - 형(삼사정계; triclinic)
6) 결정화 및 순화
p 310
● 식물성 유지를 동물성 유지와 유사한 특성을 갖도록 변환
● 고체상태 (경화) 유지 제빵에 사용 – 빵제품이 독특한 물성을 갖게 됨(쇼트
닝)
● 동질다형 현상(식물성 유지와 수소의결합)
• 화학적으로 동일한 물질이 서로 다른 형태의 결정체를 형성
● 유지의 결정 : α- 형(육각형; hexagonal),
orthorhombic),
β `- 형(beta prime; 직육면체;
β - 형(삼사정계; triclinic)
P 311 그림 14-8 유지의 동질다형현상
• α- 형은 작은 판이 모여있는 상태,
β `- 형은 가는 바늘이 모여있는 상태,
• β - 형은 길쭉한 바늘이 모여 있는 상태
• 융점 - α-형이 낮고, β - 형이 가장 높은 상태 , β `- 형은 중간 상태로 이상적
7) 식용유지 제품포장
● 가공 공정의 마지막 단계
● 포장용기 – 산소와 투과도 낮춤, 산화와 가수분해를 최소화 할수 있는 소재,
운반중 내용물 손상 입지않고 견고함, 빛의 투과 줄여 산화를 줄임
● 유리용기 – 반고체와 액체상태,
플라스틱 용기 – 액체 유지 ,
금속 캔 – 가소성인 쇼트닝
3 버터 및 마가린 가공
P 312
1) 버터가공
● 유중수적형 (O/W) – 버터
(1) 원 료
● 우유 이외에 포유류 젖
● PH 6.6 ↑,
85℃ ↑ (살균, 효소를 불활성화시켜 미생물 사멸)
(2) 발효
● 유당 – 유산발효
● 주로사용되는 미생물 - Lactococcus lactis subspace. ( Lactis /
cremoris / Lactis biovar. diacetylactis) ,
Leuconostoc mesenteroides
subspace. cremoris 등
● 21 ℃ , PH 5.5 → 13 ℃, PH 4.6 ( 온도가 낮을수록 향미가 좋아짐)
● 미생물 배양액 첨가후 – 12시간정도 21 ℃ 유지시킴
(3) 숙 성
● 5~8 ℃ 보관( 유지방 결정화 잘됨 )
● 냉각 – •냉각속도가 빠르면 결정의 크기가 작고 많이 생김
• 냉각속도가 느리면 결정의 수가 적고 결정의 크키가 큼
● 버터을 얻기위해 – 8 ℃ 로 급속냉각 약 2시간 동안
(4) 우유젓기
P 314
● 크림을 교반하면 버터 알갱이 → 덩어리 됨
● 버터 분리법 ① 유지방 함량 25~35% (전통적 회분식 처닝 방법)
② 유지방 함량 30~50%(연속식 부유 처닝방법)
③ 약 55 ℃ , 유지방 함량 약 35%(수중유적형) → 82% (유중수적형)
농축 (버터상태 )
● 젓기 작업의 적정온도 지방의 융점에 영향을 받음
● 여름 7~20 ℃,
겨울 10~13 ℃
(5) 버터밀크 분리 및 세척
(6) 가염 및 연압
● 맛 과 저장성 높이기 위해 소금 첨가(1~3%)
● 연압작업 – 유화가 잘되도록 해주는 작업 ( 질감이 좋음)
● 연압공정 – • 향미와 품질, 외양, 색깔 등 중요한 영향
• 물, 소금이 고루 섞이게 됨 (수분함량 조절이 중요함)
(7) 포장 및 저장
● 왁스 종이로 싸서 차가운 장소에 보관
● 포장용기에 항산화제 코팅 – 산화 방지
2) 마가린 가공
● 마가린 → 버터 대용으로 식물성 유지를 사용하여 만듬
● 식물성 유지에 (우유, 유화제, 비타민 첨가) 수소첨가