14 장. 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 –

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1 14 장. 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 )

2 ● 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 – 적절히 건조 곡류, 두류 – 수분 13%↓, 장기간 저장 가능

3 건조한 원료는 바로사용하는것보다 (4~10 일 ) - 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

4 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%↓

5 ● 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

6 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 )

7 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% ↓

8 (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 2 Co 3 를 물에 녹여사용 R-COOH ( 지방산 )+NaOH → RCOO – Na + ( 비누 )+H 2 O 2R-COOH( 지방산 )+Na 2 CO 3 → 2RCOO - Na + ( 비누 )+H 2 O+CO 2 ↑ 원심분리 ( 단백질, 인지질, 검류, 금속물질 ) 물에 가라앉는 상태

9 ☞ 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 ℃, 5~10 분 정도 ) 유지손실이 적고, 공정 제어를 잘할 수 있음.

10 균일한 품질 생산 유리지방산 함량 ↑ 유지 - (80~90 ℃, 15 초이내 ) - 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

11 ● 흡착제 4 종류 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

12 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

13 5) 수소첨가 (hydrogenation ; 경화 ) p 308 수소첨가를 통한 2 가지 목적 첫번째 : 유지의 이중결합, 산화 안정성 증가 ( 불포화지방 → 포화지방 ) 두번째 : 유지의 물리적 형태변환, 융점을 높임 ( 이성질화에 의한 trans) ● 리놀렌산 ( C 18 : 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 (C 18 : 2, n – 6 ) ● 올레산 (C 18 : 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 2 배 리놀레산은 올레산보다 20 배

14 ● 천연유지 - 이중결합 (cis 형 ), 굽어있는 형태. Trans – 완전 직선은 아니나 비교적 직선에 가까운형태. ● 융점 – trans 는 cis 지방보다 높다. ① 포화지방산 ( 스테아르산 ) 융점 - 약 69 ℃ ② cis 형태 ( 올레산 ) 융점 - 약 16 ℃ ③올레산의 ( 수소첨가 ) 융점 – 약 44 ℃ ( 이성체 - 엘라이드산 ) ● 엘라이드산 – 수소첨가한 유지 ( 체온과 비숫함 ), 상온에서도 고체상태, 입안에서 녹아 부드러운 질감

15 ● 수소첨가 공정 3 가지 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), β ` - 형 (beta prime; 직육면체 ; orthorhombic), β - 형 ( 삼사정계 ; triclinic)

16 6) 결정화 및 순화 p 310 ● 식물성 유지를 동물성 유지와 유사한 특성을 갖도록 변환 ● 고체상태 ( 경화 ) 유지 제빵에 사용 – 빵제품이 독특한 물성을 갖게 됨 ( 쇼트닝 ) ● 동질다형 현상 ( 식물성 유지와 수소의결합 ) 화학적으로 동일한 물질이 서로 다른 형태의 결정체를 형성 ● 유지의 결정 : α- 형 ( 육각형 ; hexagonal), β ` - 형 (beta prime; 직육면체 ; orthorhombic), 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

17 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 )

18 (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 – 12 시간정도 21 ℃ 유지시킴 (3) 숙 성 ● 5~8 ℃ 보관 ( 유지방 결정화 잘됨 )

19 ● 냉각 – 냉각속도가 빠르면 결정의 크기가 작고 많이 생김 냉각속도가 느리면 결정의 수가 적고 결정의 크키가 큼 ● 버터을 얻기위해 – 8 ℃ 로 급속냉각 약 2 시간 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 ℃

20 (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