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대부분의 식품 제조 과정에서 발생하는 거품은 전체적인 공정의 운영에 많은 어려움을 가져오는데 대표적인 것이 거품으로 인해 센서의 부정확한 작동으로 인한 공정 자동화 방해 또는 중간 생성물 저장탱크의 넘침 현상으로 인한 손실 및 탱크 운영 효율 저하 등을 들 수 있다. 이러한 문제점을 방지하고자 대부분의 공장에서 실리콘 오일 계통의 소포제를 사용하고 있으나 이런 소포제는 인위적으로 여러 물질을 혼합하여 제조한 것으로 소비자들에게 거부감을 줄 가능성이 있을 뿐만 아니라 사용량도 현행 식품공전상 50ppm까지 제한되어있다. 인스턴트커피를 생산하는 과정의 부산물로서 1톤의 원두로부터 약 480kg의 ...

대부분의 식품 제조 과정에서 발생하는 거품은 전체적인 공정의 운영에 많은 어려움을 가져오는데 대표적인 것이 거품으로 인해 센서의 부정확한 작동으로 인한 공정 자동화 방해 또는 중간 생성물 저장탱크의 넘침 현상으로 인한 손실 및 탱크 운영 효율 저하 등을 들 수 있다. 이러한 문제점을 방지하고자 대부분의 공장에서 실리콘 오일 계통의 소포제를 사용하고 있으나 이런 소포제는 인위적으로 여러 물질을 혼합하여 제조한 것으로 소비자들에게 거부감을 줄 가능성이 있을 뿐만 아니라 사용량도 현행 식품공전상 50ppm까지 제한되어있다. 인스턴트커피를 생산하는 과정의 부산물로서 1톤의 원두로부터 약 480kg의 커피박이 발생하는데 현재는 대부분이 동물의 사료나 보일러의 원료 또는 매립용 등의 용도로 사용되고 있다. 이속에는 섬유질 뿐만 아니라 에테르에 용해되는 지방성분이 약 22 ~ 27% 가량 포함되어있어 아주 단순한 용도로 사용되고 있는 커피박으로부터 천연 소포제를 회수하여 이용하는 방법에 관한 연구를 진행하였다. 우선적으로 아주 간단하면서 빠른 소포능력 측정 방법을 확립을 위해 질소가스를 $25^\circ$C, 1% 커피용액에 1/8인치의 튜브를 통?? 3psi의 압력으로 주입하면서 상승하는 거품의 높이를 시간에 따라 측정하는 방법을 확립하였다. 동일한 조건에서 데이터의 재현성이 높고 소포제의 첨가량 증가에 따라 민감하게 반응하여 적절한 측정방법으로 추정된다. 용매의 극성에 따라 메탄올, 에탄올, 부탄올, 헥산등의 4가지 용매를 이용하여 건조된 커피박에서 지방성분을 추출하여 위의 방법으로 소포활성을 측정하였다. 메탄올, 에탄올, 부탄올 추출물의 순서로 소포활성이 높게 나타났고 헥산 추출물은 소포활성을 나타내지 않았다. 특기할 만한 것은 각 추출물의 성분분석에서 산가(acid value)가 높을수록, 중성지방분석에서는 monoglyceride의 함량이 높을수록 소포활성이 높은 것으로 나타났다. 추출물의 성분중 소포활성에 관여하는 성분을 확인하기 위하여 메탄올과 에탄올 추출물에 대해 탈검, 탈산, 탈색, 탈취의 과정을 거치면서 조성변화와 소포활성 변화를 관찰한 결과, crude와 탈검된 샘플은 가장 높은 소포활성을 보였고, 탈산과정을 거치면서 소포활성이 급격히 떨어지는 현상을 나타냈고 그 이후의 탈색과 탈취된 샘플은 탈산된 샘플과 유사한 소포활성을 보였다. 이러한 경향은 메탄올과 에탄올 두 추출물에서 동일하a}? 나타났다. TLC-FID를 이용한 분석에서 탈산과정에 의해 대부분의 유리지방산과 85%정도의 monoglyceride가 제거된 것으로 볼 때 이 두 성분이 소포기능을 부여하는 주 성분인 것으로 추정된다. Ross등이 제안한 spreading coefficient와 소포활성과의 상관관계를 비교하기 위해 각 정제단계별 시료에 대해 표면장력 및 계면장력을 측정하여 spreading coefficient를 산출한 결과, 소포활성이 높았던 crude와 탈검된 시료의 spreading coefficient가 다른 정제단계의 시료보다 높게 나타나 spreading coefficient가 소포활성과 아주 밀접한 관계가 있다는 사실을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Foams generated during most food manufacturing processes can cause several serious problems such as the loss of raw materials, interference of process automation. Therefore, artificial silicone-base anti-foamers are widely used to suppress foam generation in food industry. In this study we are tryin...

Foams generated during most food manufacturing processes can cause several serious problems such as the loss of raw materials, interference of process automation. Therefore, artificial silicone-base anti-foamers are widely used to suppress foam generation in food industry. In this study we are trying to extract natural anti-foamer replacing artificial anti-foamer from coffee-spent, a by-product generated from instant coffee manufacturing process. Four kinds of organic solvents, methanol, ethanol, butanol, hexane, were selected to extract oil-soluble materials in coffee-spent. A simple and rapid method of anti-foaming activity measurement was developed for this study. Methanol-extract was best in anti-foaming activity followed by ethanol-extract and butanol-extract in that order. Hexane-extract showed no activity. Anti-foaming activity was not dependent on the extraction time. The order of the activity was well matched with the polarity order of solvents to be used for extraction. Refining steps (degumming, neutralization, bleaching, deodorization) for methanol- and ethanol-extract were carried out step by step to identify the compound that is responsible for the activity. In contrast to the higher anti-foaming activity of crude and degummed oil, the activity was drastically decreased after neutralization. The activity of bleached and deodorized samples was almost similar to that of neutralized one. The fact that most of the free fatty acid and about 85% of monoglyceride were removed from neutralization step means the two compounds appear to play a crucial role in the action of anti-foaming. The higher anti-foaming activity of crude and degummed oil could be well explained by the spreading theory proposed by Ross et al..

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