종균 배양(Starter culture)를 이용한 요구르트(Stirred yogurt)의 제조 실험

종균 배양(Starter culture)를 이용하여 요구르트를 만드는 실험

 

 

1. Introduction

 

1) Purpose

발효유란 원유 또는 유제품을 위와 같은 유산균 또는 효모로 발효시켜 호상, 액상 및 동결한 것으로서 무지유 고형분이 3% 이상인 것을 말하며 일반적으로 우유, 산양유, 마유 등과 같은 포유동물의 젖을 원료로 하여 유산균이나 효모 또는 이 두 가지 미생물을 종균으로 하여 발효시킨 제품에 향료, 과즙 등을 첨가하여 음용하기에 적합하게 만든 것을 의미한다. 유산균 발효유는 제품의 유형에 따라 액상발효유, 농후발효유, 크림발효유, 농후크림 발효유, 버터발효유로 구분될 수 있다. 우리나라에서는 주로 액상발효유와 농후발효유가 널리 이용되고 있다. 발효유 중 가장 대표적인 stirred yogurt(떠먹는 요구르트)의 제조과정과 특징에 대해서 이해한다.

 

2) Principle

살균된 우유에 고형분 함량을 적당량으로 높인다. 요거트에 있어서 고형분의 함량은 조직, 맛과 향 등에 영양을 미치는데 함량을 일정량 높일수록 좋은 요거트 제품을 만들 수 있다. 일반적인 우유는 고형분 함량이 8.6%정도인데 탈지분유를 첨가하여 11~12% 정도로 맞추고 starter culture를 접종하여 배양시킨다. 적정 PH에 도달하면 냉각에 의하여 배양을 완료하고, 요구르트 배양액과 fruit preparation을 일정비율로 첨가하여 완제품을 제조한다.

 

 

 

2. Materials & Methods

 

1) Preparation or Materials

① reagent : Market milk, Skim milk powder, fruit preparation, starter culture(ABT4)

② apparatus : beaker, pH meter, water bath, 삼각 flask, stirrer

 

 

2) Methods

1) 살균된 시유에 탈지분유를 이용하여 고형분 함량을 약 11%로 맞추어 준다. (pearson’s Square method로 표준화)

2) 교반기로 잘 섞어서 탈지분유를 녹여준 후, 90~95도로 10분정도로 열처리 한다.

3) Yogurt starter가 잘 자랄 수 있는 온도로 열처리된 우유를 식혀준 후 starter를 0.05% 접종한다.

4) 42도 water bath에 유산균이 접종된 우유를 9시간정도 배양시킨다.

5) pH meter로 yogurt의 적정 pH가 되었는지 확인한 후, 배양액을 1시간 정도 냉각시킨다.

6) 냉각시킨 yogurt base는 교반기로 균질을 시켜준 후 fruit preparation 과 8:2의 비율로 섞어 제품을 완성한다.

 

 

 

 

3. Result

 

 

1) Pearon's Square Method를 이용하여 첨가한 탈지유의 양은?

 

 

 

 

배양 후 4.6pH가 되었을 때 종료를 한다. 우리 조는 후르츠잼을 상용하였다. 시중의 요거트는 균질이 고르게 잘된 상태이기 때문에 더 부드러운 식감을 가지고 있는 것 같고 점도는 비슷하나 입안에서의 부드러움의 차이가 있었던 것 같다. 판매되는 요거트는 각 업체의 비율이 있어서 특유의 맛을 나타내며 식감도 나타낸다. 이것을 따라하기에는 부족 했지만 너무나도 맛있는 요거트를 제작 하였다.

 

 

2) 제조 공정 중 균을 첨가하여 배양한 후, 배양을 종료한 시점의 pH

: pH 4.6

 

 

3) 각 조별로 사용한 Fruit preparation

: 1조: 사과잼, 2조: 딸기잼, 3조: 후르츠잼, 4조: 블루베리잼

 

 

4) 시중 yogurt와 실험에서 제조한 yogurt의 식감, 점도 차이

 

직접 제조한 요거트는 균질화를 오랫동안 하긴 했지만 아무래도 공장에서 제조된 시중 요거트 보다는 덩어리진 느낌이 있었다. 점도는 오히려 시중 요거트 보다 낮은 편이었던 것 같다. 또한 무엇보다도 fruit preparation과 섞어주는 과정의 비율도 우리가 직접 정하는 것이어서 잘 섞어주었다고 생각했지만 맛이 균일하지 않았으며 Fruit preparation자체도 액상에 가깝기보다는 고체 형태여서 시중의 요거트의 맛을 따라가기는 힘들었다. 충분히 교반하지 않으면 화이트 아이라는 덩어리가 생겨 식감이 좋지 않아진다고 했는데 이것 때문이 아닐까 하는 생각이 들었다.

 

 

 

4. Discussion

 

 

1) 최종 제품의 MSNF 함량 조절 방법

유제품을 Evaporation하거나 Skim milk powder를 첨가하면 MSNF 함량이 늘어나 Coagulum이 형성된다. Skim milk powder를 첨가해준 경우 이 과정에서 공기가 유입될 수 있기 때문에 후 처리 과정으로 Deaeration을 반드시 해주어야 한다.

 

2) Stirred type yogurt에서 최종 제품의 점도에 영향을 주는 요인

- 우유에 첨가제로 넣어주는 Stabilizer인 Hydrocolloid는 물과 결합해 점도를 증가시킨다.

- 요거트 제조 중 유입된 공기를 제거하는 과정인 Dearation 역시 점도를 증가시킨다.

- Heat treatment는 최종 완제품의 texture를 견고하게 하여 점도를 좋게 한다.

 

 

3) 요구르트 원료유의 열처리 방법과 중요성

 

요구르트 생성 과정에서 starter를 접종하기 전 우유는 90~95℃에서 5분간 열처리 과정을 거친다. 이렇게 열처리 과정을 거치는 이유는 bacteria culture를 위한 substrate로서 우유가 적절한 속성을 갖게 하기 위한 미생물학적인 이유가 있다. 또한 완제품 yogurt의 coagulum의 firm texture를 확실히 하기위한 것도 열처리를 하는 이유가 된다. 마지막으로 완제품의 whey separation의 위험을 줄이기 위한 이유가 있다. 한편, 요거트 자체의 열처리는 stirred yogurt의 경우 72℃에서 몇 초간, set yogurt의 경우 5~10분간 해주는데 이것은 starter bacteria와 이 bacteria가 생성한 효소를 비활성화 시키고, yeast나 mould로부터의 오염을 방지하기 위한 목적이다.