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영어

Citric acid is a natural preservative and is used to add a sour taste to foods and soft drinks. For the preparation of stable food additives of citric acid, a coating process using vegetable oil was developed. Coating materials used were purified soy bean oil and carnauba wax. The yield of coated citric acid was up to 95% in both cases. The contents of coating materials was 20~33% in the total composition and the coating efficiency was 95.2 ± 0.01%. The surface of coated citric acid was much smoother and more homogeneous than that of original citric acid according to SEM data. The coated citric acid can be used to as a stable food additive and also would be applied to nutraceuticals and cosmetic ingredients.

한국어

구연산 (citric acid, 3-hydroxypentanedioic acid-3-carboxylic acid, C6H8O7)은 수산기를 가지고 있는 다염기의 carboxylic acid의 일종으로 (Fig. 1) 물에 잘 녹고 상쾌한 신맛을 내며, 생체 내에서는 tricarboxylic acid (TCA) 회로를 구성하는 한 요소로서 고등동물의 물질대사에서 중요한 작용을 한다 [1,2]. 체내 근육 속에 유산이 쌓이면 피곤함을 느끼게 되며, 이때 구연산을 섭취하면 TCA 회로를 통하여 유산을 탄산가스와 물로 분해해서 몸 밖으로 배설시킨다. 구연산이 함유된 청량 음료나 구연산이 풍부한 과일을 섭취하면 피로회복에 도움 이 된다. 구연산은 스웨덴의 화학자인 Carl Wilhelm Scheele 에 의해 레몬주스로 부터 처음으로 분리 정제되었으며, 그 외형은 결정성의 백색 가루로 되어 있고 물에 잘 녹는다. 체내에서 구연산은 체내의 칼슘흡수를 촉진시키는 작용을 하며 [3,4], 살균효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 구연 산은 과일로부터 추출하여 청량음료나 식품첨가제로 사용 해 왔으나, 근래에는 당류 (예, 전분이나 전분박)를 기질로 하여 미생물의 발효를 이용하여 만들고 있다 [5-6]. 구연산 의 용도로는 전 세계 사용량의 50% 이상이 과즙, 청량음료, 이뇨성 음료에 신맛을 내기 위한 식품첨가제로서 주로 사용 되고 있다. 그 외에도 산성세제 제조용 유기산 첨가제, 부식 방지제, 살균 보조제, 금속광택제 및 제약 산업 등 그 응용 범위가 확대되고 있다 [7-8]. 그러나 구연산은 신맛이 강하여, 과즙, 음료, 식품에 첨가 시에 이 신맛을 보상하기 위하여 당을 과량으로 첨가해야 하거나 수용액 상태에서 안정성이 떨어지는 등의 보완해야 할 점이 있다. 종래의 구연산 관련 기술은 일반적인 구연산의 제조방법 또는 구연산 함유식품 의 제조방법에 국한되어 구연산의 강한 신맛을 감소시킬 수 있는 제조기술은 미미한 실정이다. 구연산을 포함하여 휘발성이 있는 향기성분이나 불안전한 영양성분이 특정 환 경에 그대로 노출되면 일반적으로 외부 환경에 따라 휘발, 산화 및 수분흡수 등이 일어나 물질의 특성 변화가 촉진될 가능성이 높아진다. 이러한 물질들을 외부환경으로부터 보호 하여 물질의 특성 변화를 최소화 하고, 반응성이 큰 물질들 을 격리시키며, 용해도를 조절하며, 또한 강한 맛을 감소시 키는 방법으로 그 물질을 내부에 가두고 외부를 코팅하여 캡슐화 시키는 기술이 이용될 수 있다 [9-11]. 일반적으로 광범위하게 사용되고 있는 코팅 캡슐화 공정은 분무건조방 법으로서, 코팅 물질을 수화시킨 후 대상물질을 분산시켜 그 혼합물을 고온의 chamber내로 분무하는 방법으로 주로 향미성분이나 오일을 캡슐화 하는데 사용된다 [9]. 분무건조 방법은 물을 용매로 사용하여 잔존하는 용매에 대한 염려 가 없으나 chamber의 온도가 100~180℃ 정도가 되어 열에 약한 물질은 피복과정에서 분해의 우려가 있다. 이를 보완 하기위하여 에탄올을 건조 매체로 하여 50℃ 이하에서 건조 하는 방법도 알려져 있다 [10]. 이밖에 suspension process, extrusion 등의 공정이 있으며, 캡슐화 공정은 핵심물질의 성질과 코팅물질의 구조적 특징, 물리 화학적 특성 등을 고려하여야 성공적으로 달성될 수 있다 [11]. 본 연구는 신맛이 요구되는 식품에 일반적으로 첨가되는 구연산의 산미 기능과 물성을 향상시키기 위하여 정제 대 두유 (purified soybean oil)와 카나우바왁스 (carnauba wax) 등의 식물성 소재를 이용하여 구연산 분말을 유동공기로 유동시키면서 일정한 유동흐름을 만들고 코팅물질인 정제대 유나 왁스 등을 충분히 예열시켜 녹인 후 분무노즐을 통하 여 분사시켜 높은 수율을 얻을 수 있는 구연산 코팅 (코팅 율 95%이상) 제조공정을 개발하였다. 제조된 코팅구연산 (coated citric acid)을 식품에 적용 시켰을 때 최종제품에서 본 식품의 물성을 변화시키지 않고 전체적인 제형이 조화 를 잘 이루었으며, 제품이 입에서 녹을 시점에서 자극적이 지 않은 신맛을 최대로 방출하는 특징을 기대할 수 있다. 코 팅 구연산은 껌, 제과 외에도 다양한 식품산업 및 향장산업 에 적용 가능할 수 있을 것으로 사료된다.