[유가공] 분유

 

*분유 : 우유의 90% 수분. 쉽게 부패 → 건조 → 장기저장, 영양가 손실 거의 없음, 에너지 소비가 큼

 

*분유류 : 원유 또는 탈지우유를 그대로 또는 이에 다른 식품이나 식품첨가물 등을 가하여 처리, 가공한 분말상의 것을 말한다.

 

*축산물 가공품의 유형

1)전지분유 : 원유에서 수분을 제거하여 분말화 한 것을 말한다. (원유 100%)

수분 5.0% 이하, 유고형분 95.0%이상, 유지방 25.0% 이상

 

2) 탈지분유 : 탈지유에서 수분을 제거하여 분말화한 것을 말한다. (탈지유 100%)

수분 5.0% 이하, 유고형분 95.0%이상, 유지방 1.3% 이상

 

3) 가당분유 : 원유에 달류(설탕, 과당, 포도당)를 가하여 분말화한 것을 말한다. (원유 100%, 가당량은 제외)

수분 5.0% 이하, 유고형분 70.0%이상, 유지방 18.0% 이상, 당 25.0%이하

 

4) 혼합분유 : 원유, 전지분유, 탈지유, 탈지분유에 곡분, 곡류 가공품, 코코아 가공품, 유청, 유청분말 등의 식품 또는 식품첨가물을 가하여 가공한 분말상의 것으로, 원유, 전지분유, 탈지유 또는 탈지분유(유고형분으로서) 50%이상의 것을 말한다.

수분 5.0% 이하, 유고형분 50.0%이상, 유지방 12.5% 이상(탈지분유 원료제품 제외)

 

*건조의 기초 이론

- 분유생산 필수 공정 : 농축, 열처리

- 농축유의 수분은 유리수분 (free water)

- 유리수분 제거방법 : 증발 , 기화

*증발 : 포화수증기압이 대기압과 동일

*기화 : 포화증기압이 대기압보다 낮음 / 1단계 : 항율건조(표면 수분 기화-모세관현상으로 내부수분이 표면으로 이동), 2단계 : 감율건조 (건조속도가 느려짐, 결합수(bound water)가 건조됨, 용적밀도가 낮아짐), 3단계 : 최고흡습 수분함량이 분말의 가장 중심부분에서 나타난다. 건조속도가 느려지다 0이 된다. 건조완료

 

*건조 방법 3가지 : 드럼건조, 동결건조, 기화건조

*드럼건조 : 스팀으로 가열되어 연속적으로 회전하는 드럼 위에서 우유 혹은 농축유가 얇은 필름 형태고 건조되고, 필름은 얇은 칼날을 이용헤 드럼에서 제거함. 고형성, 얇음, 불규칙함, 공기를 함유하지 않은 박편모양으로 건조됨. 장점 : 공기를 함유하지 않아 산화반응이 잘 일어나지 않고, 고용적임. 고온 - 미생물적 품질 좋음. 단점 : 단백질 변성 심함. 싱글드럼, 더블드럼이 있음

-공정 : 표준화 원유 - 살균 - 농축(고형분함량 30~35%) - 냉각 - 드럼건조 (130~150℃) - 포장

-쓰임 : 전지분유(초콜릿 제조 : 갈변화반응, 높은 표면 유리지방 함량 - 초콜렛 버터향 부여),

카제인 : 고형분 17~18% 농축유 사용시 더블드럽건조기 사용, 실긍드럽건조기 사용하면 카제인용액의 농도를 높일 수 있다. 고형분 함량이 22~25%의 카제인 용액은 분무건조 함

-유아식 : 조제분유 제조시에는 분무건조를 주로 이용함 (잘변화와 단백질변성 때문) 그러나 곡류가 혼합되는 죽 분말 제조에는 드럼건조 사용.

 

*동결건조 : 승화 (3중점)

- 동결건조 과정 : 식품의 동결 - 승화현상에 의한 원료 중 수분 제거 - 진공상태에서의 동결원료의 가온

-단점 ; 건조비용이 높다

-장점 : 이화학적 변화 최소, 습윤성 높음, 향미성분 보존

-쓰임 : 락토페린, 락토페록시다제, 초유 면역글로불린 생산

 

*분무건조

-분무건조기의 원리 :

1) 농축유가 고압으로 분무건조기 상단의 공기분산기와 연결되어있는 회전식 분무기 혹은 노즐 분사기로 이송됨

2) 여과된 공기가 열기를 통과하여 공기분산기로 이송됨

3) 농축유가 분사되고 열풍과 접촉함. 분무농축이 일어나며 공기는 냉각됨

4) 건조된 분유는 사이클론에서 공기와 분리됨

5) 구형 - 분말이 공기와 함께 이송됨 / 신형 - 하단 밸트에 떨어져 배출됨

6) 배출 공기의 미세분말을 사이클론이나 백필터를 통해 걸러냄

7) 분유의 수분함량은 입풍온도, 배충온도, 분사장치로 투입하는 농축유의 양에 의해 결정됨

 

-분무건조기의 구성요소

1) 분무건조기

2) 열풍공급 및 배충장치

3) 농축유 공급장치

4) 분사장치 (회전식 분사기 혹은 노즐식 분사기)

5) 분유 분리 장치

6) 분유 이송 및 냉각장치

 

- 분무건조 종류 3가지 : 1,2,3단계 (입자가 커짐)

1) 1단계 분무건조 : 미세한 단일 입자, 고 용적밀도, 분진 다량발생, 과립형성 거의없음

2) 2단계 분무건조 : 배풍온도를 높이면 분말 품질에 안좋음. 그래서 낮은 배풍온도에서 생산하고 2차로 후건조로 잔여수분을 없앰. 이게 2단계 분무건조. 건조공기 단위 kg당 증발능력이 높다. 열 이용효율이 높다. 용해도 증진. 미세분말 감소, 1단계 분무건조기보다 고 용적밀도, 표면 유리지방 함량이 낮고, 분유입자 내 공기함량이 낮아 1단계 분무건조기 분유보다 품질 우수, 대기로 배출되는 분유의 양이 적다

3) 3단계 분무건조 (MSD) : 미립자가 적은 과립분말을 만들 수 있기 때문에 용해도가 높은 인스턴트화한 분유의 제조가 가능하다. 입자의 표면에 레시틴 처리가 가능하다. 유동성이 좋은 분말의 생산이 가능하기 때문에 고지방분유(75%지방함유버터분말 또는 35~50% 지방함유 유청분말)의 제조에 적합하다.

 

-분유 제조 공정 :

원유 - 수유검사 - 청정 - 냉각(4℃) - 원유 저장(4℃) -표준화 - 열처리 - 농축(30~35% 드럼건조, 40~45% 분무건조) - 균질(50~150bar) - 건조(130~150℃ 드럼건조, 180~240℃ 분무건조) - 포장 - 저장(20℃) - 분유

 

-농축유 건조 : 총 고형분 함량과 점송이 높아 분유의 입자가 커진다. 농축하지 않으면 수분함량이 너무 높아 에너지 소요가 커 경제적으로 불리하고 품질이 매우 나쁘다.

 

-균질 : 분무건조의 경우 고형분함량을 50%이상으로 높이면 농축유의 점성이 너무 높아 분사하기 어렵다. 균질을 분유제조에 있어 필수는 아니지만, 보통 전지분유의 경우 표면유리지방함량을 낮추기 위해 균질을 한다. 지방구가 피막으로 보호되지 않으면 분유의 용해도가 나빠지고 산화적 지방분해에 대한 감수성이 높아진다. 균질을 하면 단백질이 흡착되어 지방의 표면에 지방구 피막이 재생되기 때문에 유리지방이 지방구의 형태로 바뀐다.

 

- 전지분유 : 180~220℃에서 건조 , 탈지분유 180~250℃에서 건조. 노즐식 분사기를 이용할 경우 농축유의 점성을 낮추기 위해 60~70℃로 예열하는 것이 좋다.

 

*인스턴트 분유

-steaight through : 분무건조기에서 3단계까지 거쳐 과립화하여 제조

-rewet : 건조기 하단에 물을 분무하여 분유를 과립화 함. 지방을 함유하는 전지분유와 고지방분유는 이 방식을 사용하기 어려움.

분유 표면 유리지방은 소수성 층을형성하여 수분결함력을 나쁘게 하는데 , 이를 개선하기 위해 인스턴트 공정 중 표면활성제로 레시틴을 0.2%가량 첨가하기도 함.

 

* 분무건조 분유의 품질에 영향을 주는 요인

1)입풍온도 : 입풍온도 5℃ 높아지면 배풍온도 1℃ 높아져야함. 입풍온도 높아지면 건조온도가 높아져 표면이 단단한 분유입자가 만들어짐. 표면유리지방함량 감소. 분유입자 혼입공기 양이 증가됨. 용적 밀도 낮아짐

2)배풍온도 : 배풍온도가 높아지면 분유의 수분함량 감소한다. 100℃이상이면 용해도가 매우 나빠진다. 분유 표면에 균열이 형성되고 유리지방햠량이 증가됨. 배풍온도가 높으면 수분함량이 낮아져서 용적 밀도가 낮아짐

3)분사기의 회전속도, 노즐압력

4)농축유의 온도

 

*유청분말

- 유청 : 6% 고형분, 70% 유당, 유청단백분말

 

 

 

 

 

 

[참고문헌] 최신 유가공학 _ 유한문화사