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11. 우유 및 유제품
11-1 종류 및 성상
우유 및 유제품 중에서 일반적으로 소프트드링크의 카테고리로 분류되는 것은 발효유(요구르트 등), 유산균음료, 유음료가 있다.
표 11-1 발효유 등에 사용이 인정되고 있는 우유 및 유제품 등
제품의 종류 사용이 인정되고 있는 우유 및 유제품 등
발효유 생유, 우유, 특별우유, 산양유, 양우유, 성분조정우유, 저지방우유, 무지방우유, 가공유, 크림, 버터, 버터 오일, 치즈, 농축유청, 아이스크림류, 농축 우유, 탈지 농축 우유, 무당 연유, 무당 탈지 연유, 가당연유, 가당탈지 연유, 전지분유, 탈지분유, 크림 가루, 호에이파우다, 단백질 농축 호에이파우다, 버터 밀크 가루, 가당분유, 조제분유, 발효유, 유산균 음료 (무지유고형분 3.0%이상을 포함하는 것에 한정한다), 유음료, 우유, 유제품을 주요 원료로 하는 식품
유산균 음료 상동
유음료 생유, 우유 혹은 특별 우유 또는 이것들을 주요 원료로서 제조한 식품
근래에는 코스트면의 제약으로부터 수입 원료가 이용될 기회도 많아지고 있지만, 국산의 원료용 유제품과는 품질 특성에 차이가 있는 경우도 있어 최종 제품의 품질 특성에 맞게 적절한 평가 시험을 실시할 필요가 있다.
이것들은 성질과 상태에 관해서는 액체, 반고체, 고체(분체)로 분류되어 수분함량은 일반적으로 차례로 낮아지지만, 영양학적인 밸런스도 우수한 것으로부터, 수분 함량의 많은 것으로는 미생물의 증식, 또 유제품의 종류에 따라서는 지방의 산화나 이취의 흡착등에 의한 품질 저하도 일어날 수 있다. 그 때문에 적합한 용기포장에 충전 포장해 적절한 온도 조건으로 관리 유통시킬 필요가 있다. 원재료 역할로는 영양가치의 부여, 풍미의 부여, 물리적 특성의 부여등이 있지만, 이것들은 최종 제품의 풍미나 물리적 성질과 상태에 큰 영향을 주게 되므로, 원료의 사용시 그것을 충분히 고려할 필요가 있다. 유음료에서는 여러 가지의 원료의 사용이 폭넓게 인정되고 있는 것으로부터, 기호성이나 기능성을 소구 한 것이 많이 개발되고 있지만, 막처리 기술을 응용해 조제된 원료나 유청를 배합해 사용한 제품도 등장하고 있다.
11-2 가공 기술
소프트 드링크의 원료가 되는 이것들 유제품의 제조에 이용되는 주된 기술로서는 조제 기술, 균질화 기술, 유화 기술, 발효관리기술, 가열살균 기술, 농축 기술, 분무 건조 기술, 충전 포장 기술등을 들 수 있다. 이러한 우유, 유제품의 가공 기술로서는 일부의 예외를 제외해서는 가열살균 기술이 필수의 것이 되고 있다
표 11-2 원료에 생유, 산양유를 사용하는 식품의 제조 기준
생유 또는 산양유를 사용해 식품을 제조하는 경우는 생유 또는 산양유를 63℃으로 30분간 가열살균, 또는 이것과 동등 이상의 살균 효과를 가지는 방법으로 가열살균해야 한다
한편 유음료의 제조 기준에 의하면, 살균의 과정에 대해 파괴되는 것은 가열살균하지 않고 사용하는 것이 인정되고 있지만, 이것들에 대해서는 다른 유효한 방법에 의해 살균된 것을 사용해 미생물 오염 방지 대책을 강구할 필요가 있다.
유산균 스타터는 발효유 및 유산균 음료의 제조로의 필수 원료이지만, 각 공장에서 배양하고 활성을 높여 벌크 스타터로서 조제한 것을 사용하는 것 외에 그대로 발효 탱크에 투입하는 것이 가능한 DVS 타입의 스타터도 넓게 사용되고 있고 분말 타입 동결 타입등이 있다.
소프트 드링크 제조에 넓게 이용되고 있는 탈지분유에 대해서는 2000년에 발생한 대규모 식중독의 재발 방지의 관점에서 2002년 12월의 우유 등 법령 개정에 의해, 새롭게 제조 기준이 제정되었다.
우유 성분을 주요 원료로서 배합하는 소프트 드링크에서는 제품에 요구하는 품질 특성의 부여등의 목적으로 여러 가지의 첨가물이 사용되지만, 법률상의 제약에 주의하는 것 외에 소비자의 충분한 이해를 얻을 수 있는 것을 선택할 필요가 있다.
11-3 유음료, 발효유, 유산균 음료의 원료 관리
유음료, 발효유, 유산균 음료에 사용되는 원료는, 생유, 원료유제품, 스타터, 당류, 식품첨가물, 과육, 과즙, 물등으로 대표된다. 이러한 성분 규격, 사용 기준, 위해 물질의 유무등을 관리해 나가는 것이 원료 관리이다.
생유
「우유 및 유제품의 성분 규격등에 관한 법령」에서는 생유의 성분 규격은 표 11-1 대로 규정되고 있다. 항생 물질등의 동물용 의약품을 기준치를 넘어 함유 해서는 안 된다.
원료유제품
탈지분유, 전분유, 연유, 농축 우유 등이 대표적인 원료유 제품이며, 우유 등 법령의 성분 규격은 각각 표 11-3 대로 규정되고 있다.
스타터
유산균 등의 균주 보관, 마더 스타터, 벌크 스타터의 제조 보관과 관계되는 관리를 실시해, 접종균 이외의 미생물의 증식, 오염을 방지할 필요가 있다.
식품첨가물
유음료, 발효유, 유산균 음료에 사용되는 식품첨가물은 안정제, 향료, 착색료등이 주된 이다
그 외
원료 관리를 실시하는데 있어서 원료 규격서등의 정비는 필요하고, 성분 규격, 위해 물질의 유무, 보관 조건, 사용 기한 (또는 품질 보관 유지 기한)을 법령등에 근거해 작성 기록한다.
표 11-3 유등 법령 성분 규격의 대표예
생유 탈지분유 전지분유 농축 우유 무당 연유
무지유고형분
우유고형분 95.0%이상 95.0%이상 25.5%이상 25.0%이상
수분 5.0%이하 5.0%이하
우유 지방성분 25.0%이상 7.0%이상 7.5%이상
비중 1.028-1.034
산도 0.18%이하
세균수 400만 이하 50,000 50,000 이하 100,000 이하 0
대장균 음성 음성
11-4 원료의 보존
보존성 향상을 위해서는 가열살균에 의해서 원료에 존재하는 세균을 살균하고 경우에 따라서는 보존료를 첨가해 2차 오염을 막기 위한 포장을 하고, 냉장품에 대해서는 저온으로 유통 보관하는 것이 필요하다.
식품의 부패변패에 관여하는 미생물은 세균, 곰팡이, 효모와 광범위하게 걸쳐, 효모는 10^4/g 정도에서도 변패를 일으키므로 살균 조건 설정에는 면밀한 검토가 필요하다. 우유 등 법령에서는 우유 유제품의 제조 및 보존의 방법의 기준을 정하고 있으므로(표11-4 참조) 이것에 따른 생산계획을 세우지 않으면 안된다. 또 저온 유통이 필요한 원료에서는 제조 공정에 대해 위험 온도대 (20~40 ℃) 를 가능한 단시간에 통과시키는 것이 중요하다.
용기포장은 액상 제품에 대해서는 금속캔이나 폴리에틸렌, 알루미늄박을 래미네이트 한 종이 용기가 빛을 차단해 가스 배리어의 기능을 가지는 것으로 보존성이 뛰어나지만, 우유 등 법령에 우유 등의 용기포장의 규격도 정해져 있으므로 거기에 저촉하지 않는 것이 필수이다. 분유 제품에 대해서는 안쪽에 폴리에틸렌봉투를 삽입한 그라프트 봉투에 분류를 충전한 후 충분히 탈기 하고 나서 히트 실 하는 것으로써 습도, 산소, 빛을 차단할 수 있기 위해 보존성이 높아진다. 포장품에 파손이 없는 한은 새로운 세균 오염의 우려는 없지만, 내부의 세균 증식을 막기 위해서, 특히 냉장품에 대해서는 얼마나 저온으로 유지해 단시간에 소비시킬지가 중요하다. 그러기 위해서는 수송시의 차내 온도와 납입 후의 보관 온도, 재고 관리 (선입 선출)가 중요해진다.
표 11-4 주된 우유 원료의 제조 및 보존의 방법의 기준
우유 탈지유 크림 농축 우유
제조방법
의 기준 63℃ 30분 또는 이것과 동등 이상의 살균 효과를 가지는 방법으로 가열살균
보존방법
의 기준 실균 즉시 10℃이하에 냉각해 보존 농축 후 10℃이하 냉각 보존
(상온 보존 가능품은 상온을 넘지 않는 온도로 보존) (보존성이 있는 용기에 넣어 살균한 것을 제외한다)
그 외 타물의 혼입 금지
11-4 유제품 제조에 이용되는 유산균과 비피더스균
11-4-1 유산균과 비피더스균의 특징
유산균은 젖산을 다량으로 만드는 세균군의 총칭이며, 현재 20속, 203종의 유산균이 알려져 있다. 유산균은 발효로 젖산을 만들어 에너지를 획득하는 미생물로 표11-5 에 나타내는 특징을 가지고 있다. 생육에는 산소를 필요로 하지 않고, 호기분 대사에 관련되는 TCA 사이클을 가지고 있지 않다. 따라서, 1 몰의 글루코오스를 대사해 불과에 2몰 (호모 발효)이나 1 몰(헤테로발효) 밖에 확보하지 못하고, 영양에 관해서 종속성이 강하다. 후술의 비피더스균과는 달라, 조금의 산소가 있어도 증식 할 수 있지만, 본래적으로는 산소를 좋아하지 않는 것이 일반적인 특징이다. 요구르트나 치즈의 제조뿐만 아니라 채소 절임, 된장등의 전통 식품의 제조에도 관여해, 옛부터 인간과 함께 생활해 온 안전성의 높은 세균으로 GRAS(Generally Recognized As Safe) 박테리아로 불리고 있다.
한편, 비피더스균은 종전은 Lactobacillus 로서 다루어지고 있었지만, 젖산의 생성량은 50% 에 못 미치고 젖산 외에 초산도 다량 생성해, 또 G+C mol%가 57~68% 로 유산균에 비해 높은 것으로부터, 엄밀하게는 유산균과 정의하기 어렵고, 현재는 Bificobacterium 로서 독립한 속이 되어 있다. 그러나 사람 장관내에서 발휘하는 보건효과가 유산균과 동일한 정도 혹은 그 이상의 탁월성이 있는 것으로부터, 유산균과 같이 경우가 많다. 산소를 싫어하는 것으로 산소가 없는 장관(腸管)이 생식 장소가 되어 있다.
유제품 제조용 유산균과 비피더스균의 종류는 많다. 유제품 제조에 이용되는 주요한 유산균과 비피더스균의 종류를 표 11-6 에 나타내, 개개에 대해 이하에 간단하게 해설한다.
표 114 유산균의 특성
① 그램 양성
② 간균 또는 구균
① 카타라제 음성
④ 운동성 없음
⑤ 혐기성
⑥ 내생 포자를 재배하지 않는다
⑦ 포도당으로부터 50%이상 젖산을 만든다
⑧ 종속영양성
⑨ GRAS 박테리아
(1) Lactobacillus 속
lactobacillus 속은 20 속이 있어, 가장 큰 속이다. Lactobacillus 속의 균종은 자연계에 넓게 분포하고 내산성이 뛰어나다. Lb. delbruckii subsp. bugaricus, Lb. acidophilus, Lb. casei, Lb.plantarum, Lb. brevis, Lb. helveticus 등이 대표적인 균종이다. 균종은 생화학적 성질, 생리 화확적 성질, 또 유전자형도 다양하고, G+C mol% 가 32~53% 로 넓고, 형태는 간균이다. 또, 글루코오스로부터의 발효 형식이 호모형 발효의 균종과 헤테로형 발효의 균종이라든지들 성립하는이라고 있다. 덧붙여 유제품과 깊은 관계를 가지고 있는 Lb. casei 는 이전부터 분류가 혼란하고 있었지만, 최근 Lb. zeae, Lb. casei, Lb.rhamnosus의 3 종류로 정리되고 있다.
(2) Lactococcus 속
Lactococcus 속은 이전에는 Streptococcus 속안에 자리매김되고 있었다. Lactococcus 속에는 5 균종 있어, 그 중에 Lc. lactis 가 유제품과 깊은 관계를 가지고 있다. Lc. lactis 에는 Lc. lactis subsp.lactis, Lc. lactis subsp. cremoris 거기에 Lt. lactis subsp. horniae 의 3개 아종이 있다, 전 2개가 유제품에 관계한 유산균이다.
(3) Streptococcus 속
Streptococcus 속은 구강, 사람과 가축, 임상 시료 등에 찾아내지는 유산균이다. 병원성이 있는 것으로 알려진 유산균도 이 속에 포함되어 있다. 그 중으로, St. thermophilus 는 유제품 제조상 중요한 유일한 균종이다. St. thermophilus 는 Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus 와 병용 해 요구르트의 스타터에게 이용된다.
(4) Leuconostoc 속
Leuconostoc 속은 헤테로발효형의 구균으로, 생산하는 젖산의 광학 이성체는 D형이다. Leuconostoc 속이 헤테로발효를 하는 절대성은“Luconostoc sensu strtcto" 로 불리고 있는 것으로부터 이해된다. 유제품 제조상 중요한 균종으로서 Leu. mesenteroides subsp. cremods, Leu. mesenteroides subsp. .mesenteroides, Lsu. mesenteroides subsp..dextranicum 거기에 Leu. paramesenteroides 등이 있다.
(5) Bifidobactedum 속
Bifidobacterium 속은 본래 유산균의 정의에서는 어긋나지만, 사람 장관내에 생식 해, 보건 효과에 지극히 우수한 것으로부터, 유산균과 관련지어서 진술되는 것이 많다. 비피더스균은 그램 양성의 다형성 간균으로, Y, V, X, I 자 모양을 나타내고 있다. 초대 분리에는 편성혐기조건이 요구되지만, 계대 배양을 거듭하는 것에 따라, 완만한 증식이면서 호기성의 단조롭게 콜로니를 형성한다. 내산성이며, 아포 비형성, 비운동성, 카타라제 음성디다. 또 질산염을 환원하지 않고, 인돌, 젤라틴 액화, 펙틴 반응, 아르기닌의 수해성은 모두 음성이다. 증식 적합 온도는 36~38 ℃이다. 음료나 발효유의 제조에 이용되는 비피더스균으로서 B. bifidum, B. infantis, B. breve, B.longum 등이 있다.
표 11-6 발효유나 치즈의 제조에 이용되는 주된 유산균
Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus
Lactobacillus delbrueckii subsp.tkzctis
Lactobacillus casei
Lactobacillus helveticus
Lactobacillus GG
Lsuconostoc mesenteroids subsp.cremoris
Streptococcus thermophilus
Iactococcus lactis
Bifidobacterium bifidum
Bifidobacterium breve
Bifidobacterium longum