고출력 초음파를 이용한 머스터드 생산 개선
머스터드 조미료는 겨자 가루와 물 또는 식초로 만듭니다. 머스터드의 초음파 처리는 분쇄한 겨자씨에서 풍미 성분 전체를 빠르고 효율적으로 방출하는 방법입니다. 비열적이고 전단 작용이 온화한 공정에서 초음파 캐비테이션은 균일한 혼합을 제공하고 물질 전달을 증가시킵니다. 이에 따라 풍미 성분과 생리활성 화합물이 방출되어 맛있고 매콤한 머스터드 조미료를 얻을 수 있습니다.
초음파를 이용한 머스터드 생산
머스터드는 겨자 식물의 씨앗으로 만드는 인기 있고 건강에 좋은 조미료입니다(백겨자/황겨자, Sinapis alba; 갈색겨자/인도겨자, Brassica juncea; 흑겨자, Brassica nigra). 통째로 사용하거나 분쇄하거나 쪼개거나 구멍을 낸 겨자씨를 물, 식초, 레몬즙, 화이트 와인 또는 다른 액체와 혼합합니다. 소금을 넣고 선택적으로 강황 같은 다른 향신료 및/또는 꿀을 첨가하여 밝은 노란색에서 짙은 갈색에 이르는 페이스트나 소스를 만듭니다. 머스터드의 맛은 범위가 넓어 단맛에서 매운맛까지 무수히 다양한 양상을 보입니다. 머스터드 특유의 풍미는 분쇄한 겨자씨를 물과 혼합할 때 씨앗에 들어 있는 두 성분, 즉 미로시나아제 효소와 시니그린, 미로신, 시날빈 등의 다양한 글루코시놀레이트 사이에 화학 반응이 일어나 형성됩니다. 미로시나아제 효소는 글루코시놀레이트를 일반적으로 겨자유라고 알려진 다양한 이소티오시아네이트 화합물로 전환합니다. 겨자 품종별로 서로 다른 글루코시놀레이트의 농도와 생성되는 이소티오시아네이트의 종류에 따라 풍미와 강도가 달라집니다.
머스터드의 초음파 처리: 초음파 처리는 전단력을 발생시키고 철저한 혼합을 제공하는 기계적 처리의 한 형태입니다. 초음파 처리는 강력한 혼합을 제공하지만 비열적 가공 방법입니다. 따라서 온도를 정밀하게 제어할 수 있으며 열에 민감한 화합물의 열분해를 방지할 수 있습니다. 초음파 추출 중에는 세포벽이 파괴되므로 초음파 캐비테이션은 식물 세포에서 수용성 화합물이 방출되도록 촉진합니다. 초음파의 미세 혼합은 물질 전달과 용매의 세포 내부 침투를 개선합니다. 이에 따라 풍미 성분과 영양학적으로 가치 있는 물질 등의 생리활성 화합물을 완전히 추출할 수 있습니다.
- 초음파를 이용한 머스터드 생산의 장점
- 온화한 비열적 공정
- 풍미 성분의 완전한 추출
- 부드러운 질감
- 영양 성분의 방출
- 신속한 공정
- 수화 개선
- 간편하고 안전한 작동
- 간편한 설치 또는 기존 설비 개조
- 빠른 투자 회수
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고성능 식품용 초음파 처리기
Hielscher Ultrasonics는 식품 및 음료 가공용 탁상형 및 본격적인 산업용 초음파 처리기를 공급합니다. 기계적 비열적 처리인 초음파 처리는 액체 속 고체를 빠르고 완전하게 혼합하는 온화한 혼합 기법입니다. 강력한 초음파에 의해 생성되는 음향 캐비테이션은 겨자씨의 세포벽에 구멍을 내고 이를 파괴하여 풍미 화합물을 방출하므로 소비자의 미뢰가 이를 감지할 수 있게 합니다. 초음파 처리는 진폭, 온도, 압력 등 모든 중요한 공정 매개변수를 정밀하게 제어할 수 있게 합니다. 온화한 공정 조건은 영양 성분을 보존하고 가치 있는 생리활성 성분의 열분해를 방지합니다.
Hielscher의 초음파 장비는 매우 견고하고 신뢰성이 높아 고부하 및 까다로운 환경에서도 24/7 연속 운전이 가능합니다.
아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여 줍니다.
| 배치 부피 | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1–20L | 0.2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | 더 높은 유량 | 클러스터 구성 장치: UIP16000 |
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문헌 및 참고자료
- Boscaro V.: Boffa L.; Binello A.; Amisano G.; Fornasero St.; Cravotto G.; Gallicchio M. (2018): Sinapis nigra L. 및 Sinapis alba L. 추출물의 증식 억제, 세포자멸사 촉진, 항산화 및 항미생물 효과. Molecules. 2018 Nov; 23(11): 3004.
- Jeremiah Dubie, Aaron Stancik, Matthew Morra, Caleb Nindo (2013): 고강도 초음파를 이용한 겨자(Brassica juncea) 종자박의 항산화 물질 추출. Journal of Food Science, 권 78, 호 4, April 2013. p.E542-E548.
- Szydłowska-Czerniak A., Tułodziecka A., Karlovits G., Szłyk E. (2015): 겨자 종자 품종에서 천연 항산화 물질의 초음파 보조 추출 최적화. J Sci Food Agric. 2015 May; 95(7). p.1445-1453.
알아두면 유용한 정보
겨자
십자화과(Cruciferae)의 겨자는 백겨자/황겨자(Sinapis alba), 갈색겨자/인도겨자(Brassica juncea), 흑겨자(Brassica nigra) 등 다양한 종류로 나뉩니다. 겨자 식물 자체는 톡 쏘고 맵고 자극적인 풍미가 있어 조미료 생산의 원료로 매우 가치가 높습니다.
전통적인 머스터드 제조
겨자씨는 수확하고 세척한 후 건조하여 가공할 때까지 보관합니다. 머스터드 조미료를 생산할 때는 전처리로 씨앗을 선택적으로 불릴 수 있습니다. 물이나 식초에 담가 불리면 씨앗이 부드러워져 이후 껍질을 쉽게 제거할 수 있습니다. 맷돌이나 삼단 롤 밀을 사용하여 씨앗을 분쇄하는 것은 머스터드 생산의 주요 공정 단계입니다. 겨자씨를 겨자 가루로 분쇄한 후에는 가루를 체로 쳐서 껍질과 겨를 분리합니다. 그런 다음 순수한 겨자 가루를 물, 식초, 화이트 와인 및/또는 다른 액체와 혼합하여 곱고 균일한 페이스트로 만듭니다. 다음 단계에서는 향신료, 향미료 및/또는 꿀을 첨가하여 특정한 머스터드 풍미 특성을 만듭니다. 머스터드를 병에 담거나 포장하기 전에 조미료를 특정 온도로 가열하고 일정 시간 약하게 끓이는데, 온도와 시간은 모두 머스터드 제조법에 따라 결정됩니다. 일부 머스터드 제품에는 풍미 특성을 형성하기 위해 대형 저장 용기에서 조미료를 숙성시키는 추가 숙성 단계가 필요합니다.
겨자의 생리활성 화합물
겨자에는 그 특성으로 알려진 생리활성 화합물이 풍부합니다.
알릴 이소티오시아네이트와 4-히드록시벤질 이소티오시아네이트는 겨자에 톡 쏘고 맵고 자극적인 맛을 부여하는 유기 황 화합물입니다. 두 물질은 서양고추냉이, 고추냉이, 마늘에도 들어 있습니다.
설포라판, 페네틸 이소티오시아네이트, 벤질 이소티오시아네이트는 더 순하고 자극이 덜한 미각과 풍미를 내며, 겨자 외에도 브로콜리, 방울양배추, 물냉이, 양배추에 들어 있습니다. 설포라판의 설폭사이드 작용기는 양파나 마늘 같은 냄새를 내는 티올과 유사한 화학 구조를 가지고 있습니다.
글루코시놀레이트와 이소티오시아네이트는 겨자의 특성에 기여하는 또 다른 두 화합물입니다. 글루코시놀레이트는 미로시나아제 효소에 의해 분해되어 이소티오시아네이트를 생성하는 화합물의 한 유형입니다. 이소티오시아네이트는 암세포의 성장과 형성을 억제하여 암 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
시니그린은 겨자씨에 들어 있는 글루코시놀레이트의 한 종류로, 항암, 항균, 항진균, 항산화 및 항염증 특성을 가지고 있습니다. 연구자들은 시니그린이 상처 치유에도 도움을 줄 수 있다는 사실을 발견했습니다.
식용 겨자유
식용 겨자유는 겨자씨를 기계적으로 압착하여 얻습니다. 겨자유(식용유)는 약 60%의 단일불포화지방산(42% 에루스산 및 12% 올레산)을 함유하며, 약 21%의 다중불포화지방(6% 오메가-3 알파리놀렌산 및 15% 오메가-6 리놀레산)과 약 12%의 포화지방을 함유합니다. 발연점이 254◦C (489◦F)이므로 조리, 팬 튀김, 기름에 담가 튀기는 조리, 샐러드드레싱 및 소스에 사용할 수 있습니다. 대두유와 해바라기유 등의 식용 식물성 기름과 비교할 때 겨자유는 발연점이 높아 가장 안정적입니다.
에루스산은 십자화과(Cruciferae)와 한련과(Tropaeolaceae)의 종자유에 널리 존재하는 주요 특징적 성분입니다. cis–13-도코센산으로도 알려진 에루스산은 탄소 사슬 길이가 22이고 오메가-9 위치에 이중 결합이 하나 있는 비분지형 단일불포화지방산입니다.
겨자 정유
겨자에서 정유를 추출할 때는 분쇄한 겨자씨를 물, 식초 또는 다른 액체와 혼합합니다. 겨자씨를 액체에 혼합하면 미로시나아제 효소가 활성화되어 시니그린으로 알려진 글루코시놀레이트를 알릴 이소티오시아네이트로 전환합니다. 이어지는 증류 단계에서 맛이 매우 톡 쏘는 정유를 분리합니다. 겨자 정유는 겨자 휘발유라고도 하며 알릴 이소티오시아네이트를 92% 넘게 함유합니다. 알릴 이소티오시아네이트 함량이 높기 때문에 이 유형의 겨자유는 독성이 있으며 피부와 점막을 자극합니다. 식품 산업에서는 매우 소량을 향미 첨가제로 사용하는 경우가 많습니다.