[유가공] 유크림과 크림 제품

 

원유를 가만히 놓아두거나 원심분리기를 이용하면 유지방이 떠올라 유지방함량이 많은 부분과 적은 부분이 나뉨.

원유 내 유지방 함량은 3.5%이며, 지방함량이 많은 우유는 고지방우유.

그런데 지방 함량이 10%이상이 되면 크림(cream)임.

 

*크림 : 유지방구막에 의해 쌓여있는 유지방구가 농축된 것

 

*크림의 종류 : 지방햠량으로 분류되고 제조공정/사용용도로 구분됨

 

*유크림류 : 원유 또는 우유에서 분리한 유지방분 또는 이에 식품이나 식품첨가물 등을 가한 것을 각각 살균 또는 멸균처리한 것이나 이를 분말화한 것 (축산물의 가공기준 및 성분규격)

 

*크림의 성분규격

1)유크림 : 유지방 30이상 / 산도 0.20 이하(젖산으로서) / 세균수 1g당 2만이하 / 대장균군 1g당 2이하

2)가공유크림 : 유지방 18이상 / 세균수, 대장균군 유크림과 동일

3)분말유크림 : 유지방 50이상 / 수분 5/0이하 / 세균수 동일 / 대장균군 음성

 

*크림 제조공정

원유>예열>분리(-탈지유)>표준화(+탈지유)>살균>균질>냉각>포장>저장 및 분배

 

1. 원유 수유 : 지방은 냄새를 쉽게 흡수하기 때문에 사료취는 매우 중대한 크림의 결함이 된다

세균의 지방분해효소로 인해 산패가 일어날 수 있으므로 냉장보존 원유는 24시간 내 사용할 것

원유를 오래 저장할수록 크림 분리 효율이 떨어짐

소들이 신선한 풀을 먹는 봄에는 유지방이 더 부드러워져 크림의 점도가 감소하는 경향이 있음

비유기에 따른 유지방구 크기 변화 : 비유 말기의 원유에는 유지방구 크기가 0.8um이하의 작은 크기가 많고, 작으면 원심분리기로 분리가 잘 되지 않아 탈지유로 지방손실이 됨

(매우 작은 지방구는 분리되지 않아 탈지유는 약 0.06%의 지방을 함유하게 됨)

 

2. 크림 분리

원유로부터 원심분리기에 의해 유지방구를 농축하여 탈지유와 크림을 분리하는 작업

FR=r^2 x F

(R=분리속도 / r=지방구의 반지름 / F=적용된 힘)

크림의 분리 속도는 지방구 크기와 비례함

 

*크림 원심분리기 종류

1) 원통형 (tubular bowl type)

2) 원추판식 (disk skack type) : 요즘 방식

겹쳐진 원추형 스텐 원판이 분리기 보울 안쪽에 위치하고 보울의 중앙에 위치한 회전축에 의해 구동됨

지방구가 우유내에서 이동하여 분리되는 거리를 줄여 분리속도와 효율을 높임

6,000~9,000rpm으로 회전하는 로터 또는 보울로 원유를 흘려보냄

슬러지(먼지, 백혈구 등 기타 부스러기 고체입자)를 배출하는 방법에 따라 3가지로 나뉨

 

*원추판식 원심분리기 종류

1) 개방형 분리기

단순구조, 적은용량에 적합

원유가 중력으로 보울에 흘러들어가 중간까지 빠르게 차고 보울이 회전하며 크림과 탈지유가 보울 최상부의 배출구로 배출됨. 배출되는 크림과 탈지유는 압력이 거의 없고 크림의 지방함량은 일반적으로 크림배출구의 배압에 따라 제어됨

 

2)반개방형 크림분리기

개방형처럼 원유를 넣음. 배출방법이 개방형과 다름.

페어링디스크가 있음(원심펌프의 로터와 비슷), 페어링 챔버 속에 들어있음. 그리고 크림,탈지유 각각의 배출구와 연결되어 있음

작동 시 분리된 크림과 탈지유는고정된 페어린 디스크 바깥 가장자리를 덮은 상태에서 보울과 같은 속도로 회전

회전은 압력을줘 5kg/cm2 압력으로 크림이 분리기를 빠져나옴

크림의 지방함량은 탈지유와 크림 양측의 배압조정으로 조정

단점 : 45%이상 고농도 지방크림 생산시 탈지유로 지방손실 증가

개방형이나 반밀폐형 분리기가 주로 이용됨. 둘을 혼합한 중간형 분리기도 이용됨

 

3)밀폐형 분리기

공기가 접족하지 않도록 입출구 양쪽 모두 밀폐됨

원유는 원심분리기 밑에 회전축에 뚫려있는 튜브를 통해 보울로 공급되어짐

유지방구의 손상이 적고, 크림의 안정성이나 휘핑특성을 향상시킴

유지방 함량이 55%까지의 크림은 탈지유로의 유지방손실 없이 생산

크림의 지방함량은 크림배출구 압력으로 조절가능

배출압력은 낮은편

 

*크림분리기 자동세척

보울 하부에 수압으로 작동하는 피스톤이 있고, 보울 아래쪽까지 찌꺼기가 모이면 수압에 의해 밀려나옴

 

*원유 분리 온도 38~60℃, 지방구 손상 최소화, 부드러운 조직감

반면 45℃이하에서 분리된 크림은 원유내의 지방분해효소로 산패 생김. 최소 45℃이상에서 분리하는게 좋음

55℃가 주로 사용됨

 

*미터펌프 등으로 유속을 일정하게 조정

 

*크림분리 영향을 미치는 인자 : 보울회전속도, 우유 유속, 우유 온도, 우유 지방함량

 

1) 보울 속도 : 회전 빠를수록 지방함량 높아짐

2)우유 유량 : 개방식 분리기는 유입되는 우유유량에 따라 크림 지방 함량 조절됨. 상업적 분리기에서는 크림과 탈지유의 배출량은 배압에 의해 조절되고 배출량은 크림의 지방함량을 조절함

3)우유 온도 : 온도가 높아지면 탈지유와 지방간에 밀도차이가 커져 탈지유의 점도가 감소함. 온도를 높이면 분리효율 증가.

지방분리 효율 : 55℃ > 72℃>32℃

냉각 우유분리기 : 4~5℃에서 크림분리, 공장에서 수유하면서 크림 분리 가능. 탈지유로의 지방손실이 높지만 에너지 절감과 인지질함량이 높아 휘핑특성이 좋은 크림 생산

4)유지방함량 : 크림 지방 함량과 비례

5)유지방구크기 : 클수록 분리능력 높아지고, 2um이하는 잘 분리되지 않음

 

3. 표준화

크림을 원하는 지방함량으로 표준화 함

크림분리기는 0.5~1.0% 이내로 지방함량 조정 가능

지방함량 측정법 : Gerder test, Babcock test, Milk scanner 등)

지방함량 조절법 : 전유나 탈지유 첨가 (계산법 : 피어슨공식)

크림 지방함량 밀도 계산식 (책참고)

밀도 조절 방법 : 밀도모니터(수동, 진동민감) , Milko-tester(자동조절시스템)

 

*분리된 크림은 충격에 약함. 고지방크림에서 버터링현상이 나타날수있고, 휘핑능력 감소됨. 냉각된 크림의 펌핑을 피하는게 좋음

 

4. 균질

생산된 크림은 최종 소비제품 특성에 따라 필요시 균질(시유균질과 동일방법)

열처리(살균)전 균질 : 균질로 인한 지방 산패 감소, 미생물 오염 최소화

열처리 후 균질 (UHT 멸균크림) : 가수분해효소로 인한 산패 감소

 

5. 열처리

특별 목적으로 사용되는 비열처리 크림 외에는 안전성을 위해 살균 또는 열처리 진행

1) 살균

- LTLT : 소규모 공장 , 63~65℃ 30분

- HTST : 대규모 공장 (1일 500kg 이상) , 72~75℃ 15초

가열탱크에는 교반장치가 있고, 거품이 나지않는 정도로 교반

오염 최소화를 위해 가열탱크에서 냉각까지 진행

시유 살균과 같은 장비 이용

크림은 살균 후 가능한 빨리 냉각, 포장은 냉각 후 바로

수분과 지방에 내성이 있는 PS(폴리스티렌) or PP(폴리프로필렌, 저렴)

대용량 포장은 백인박스로 포장됨

 

2)장기간 열처리

무균포장기 도는 과산화수소 스프레이나 자외선 조사가 되는 포장기로 포장됨

단열처리 : 110℃ 30~60초

이중열처리 : 95~102℃ 15~30초 , 8℃에서 24시간 저장(포자 발아) 후 120~127℃ 3초간 재가열

 

3)UHT 멸균

시유UHT와 동일 원리 (140℃ 2초)

직접가열방법(품질이 좋으나 높은 전단력이 혼합시점에 나타나 크림의 유화가 불안정해질수 있음)

간접가열방법

 

UHT크림은 저장기잔 중 크림층 형성이나 응집이 일어나 크림분리를 방해하기위해 균질을 해야함.

균질 -> 멸균 : 미생물 오염 감소, 열처리가 크림을 불안정하게함

멸균 -> 균질 : 일반적 (무균조건 균질)

절충형 : 가열부에 고압균질 펌프를 설치하거나 냉각부 다음에 균질밸브를 둠

 

높은 온도에서 우유의 분리와 칼슘 제거제의 첨가는 UHT크림의 안정성을 높이지만 휘핑성을 저하시킴.

 

UHT크림 포장재료는 우유와 같은것 씀

 

4) 용기 내 멸균 (In-container sterilization)

금속 캔이나 유리병에서 110~120℃에서 10~20분간 가열처리 한다.

용기 내 멸균크림은 저지방제품이 일반적이다.

고지방 크림은 열전도가 나뻐 가공하기 어렵고 저장 중 지방분리가 쉬움.

고온 긴시간 레토르트 살균이기 때문에 제품의 갈변, 단백질 변겅, 지방응집 등이 발생할수있음

 

 

*크림의 종류

대부분 점도에 따라 종류를 나눔

크림의 점도에 영향을 주는 것 : 중성지방, 지방, 균질압력, 열처리, 저장기간, 온도 + 공장 공정

크림의 점도에 영향을 주는 공정 : 열처리 후 냉각온도 조절, 균질

 

*크림의 종류와 최소지방함량

-하프크림 (10~18%) : 1단계 균질압 30MPa, 55℃

 

-싱글크림 (라이트크림; 18~30%) : 균질 필수, 1단계 균질압 25MPa, 55℃

 

-더블크림 (헤비크림; 45%) : 보통 UHT멸균함, 균질 불필요, 그러나 매우 점도 높일땐 균질함(1단계 균질압 3.5MPa,55℃,20~25℃냉각)

 

-휘핑크림 (28%) : 교반을 통해 거품으로 용적증가, 버터밀크 분리방지함. 일반적으로 균질 안함 (휘핑성 떨어짐),

UHT멸균 휘핑크림은 크림분리방지를 위해 저압에서 균질함(3.5~7MPa), 칼슘첨가해서 휘핑성 높임.

15~20um지방구가 휘핑성에 좋음. 늦봄이나 초여름에는 트리애실글리세롤 함량이 높아 안정제양을 늘려야함.

안정제 : 설탕, 알긴산나트룸, Na-CMC, 카라지난, 젤라틴

 

-헤비휘핑크림 (35%)

 

-커피크림 : 우모현상 방지를 위해 만들어진 저지방크림

우모현상 : 온도, pH, 칼슘 활성도에 영향받음, SNF함량증가나 인산염첨가로 일부해결, 균질로도 일부 해결(1단계 17MPa, 2단계 3.5MPa), 커피에 경수를 사용하면 심해짐, UHT크림에서 심해짐, 균질압이 높아도 심해짐

 

-분말 유크림

건조 전지방함량 50~80%, 수분 2%이하

 

-동결크림

 

-발효크림

 

-대용크림

 

*크림의 영양가

*크림의 풍미와 향기

*크림의 점도

 

*크림 화학적 분석 및 검사

 

참고문헌 - 최신 유가공학 유한문화사