[식품가공학실험] 아이스크림 제조

식품가공학 실험 중 아이스크림 제조에 해당하는 레포트 예시입니다.

레포트 작성 시 많은 도움이 되길 바랍니다.

---

목차
1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 이론 및 원리
4. 참고 문헌

 

1. 실험 제목 아이스크림 제조

 

2. 실험 목적

아이스크림을 만드는 방법을 알고, 아이스크림을 만들어본다.

 

3. 이론 및 원리
1) 아이스크림이란?
냉동 유제품의 하나로 우유에 지방, 무지고형분, 감미료, 유화제와 안정제, 향료, 색소 그리고 물 등을 혼합하여 공기를 넣어 냉동시킨 것으로 부드럽고 일정한 조직을 갖는 유제품이다.

 

아이스크림은 법규에 따라 지방과 무지고형분을 함유하고 있다. 많은 나라에서 유지방이 아닌 지방은 아이스크림의 원료로서 허용되지 않으며 유지방을 대체하였을 경우 다른 명칭을 사용하여야 한다. 

 

일반적으로 질이 좋은 아이스크림은 12%의 유지방, 11%의 무지고형분을 함유하고, 설탕 15%, 안정제와 유화제를 0.3% 함유하고 있으며, 총고형분은 38% 정도 함유하고 있다.

 

 

 

2) 아이스크림의 종류
(1) 아이스크림(Icecream)
우유 또는 유제품을 주원료로 하여 당류, 기타 식품 또는 식품첨가물을 혼합하여 동결한 것으로서 유지방분 6% 이상, 유고형분16% 이상을 함유한 것을 말한다.
예 : Plain Icecream, Nut Icecream, Fruit Icecream 등

(2) 아이스밀크(Voicemail)
주원료와 첨가물을 혼합하여 동결하는 것은 아이스크림과 같으나 유고형분 함량에 차이가 있어 유지방분 2% 이상, 유고형분 7% 이상인 것을 말한다.

(3) 비유지방 아이스크림(Mellorine)
비유지방 아이스크림이란 모조 아이스크림이라 할 수 있는데 우유 또는 유제품, 유지, 당류 및 기타 식품 또는 첨가물을 혼합하여 동결한 것으로서 조지방이 5% 이상, 무지유고형분이 5% 이상 함유된 것을 말한다.

(4) 샤베트(Sherbets)
우유 또는 유제품, 당류, 기타 식품 또는 첨가물을 혼합하여 동결한 것으로서 무지유고형분 2% 이상을 함유한 것을 말한다. 프랑스어로는 소르베(sorbet)라고 하며, 정찬 코스에서 입맛을 새롭게 하기 위하여 앙트레(중심이 되는 요리)와 로스트 요리의 중간에 나오는데, 오늘날은 식후의 입가심으로도 쓰인다. 식사 중간의 셔벗은 술 종류를 얼린 것이 많고 단 것은 적다. 디저트에는 보통 과즙을 많이 써서 단맛을 내고 웨이퍼 같은 데세르류(비스킷류)를 곁들인다. 셔벗은 정식으로는 소르베 글라스라는 발 달린 기다란 글라스에 담으며, 손님에게 낼 때는 너무 단단하게 얼지 않은 것이 좋다.

(5) 소프트아이스크림
원료는 아이스크림믹스 파우더이며, 여기에 가루 3배의 물을 붓고 냉각기에 넣어 영하 6∼8℃로 얼려서 밀가루를 반죽하여 만든 원뿔형의 콘컵(과자컵)에 짜서 담는다. 초콜릿·딸기 등도 넣어 만들기도 한다.

(6) 막대 아이스크림
막대 아이스크림(ice pole 또는 ice stick) 또는 아이스바는 아이스크림이 단단하게 얼려져서 막대에 끼워져 있는 아이스크림의 종류 중 하나이다. 감미료, 향료, 색소 등을 섞은 액상을 냉동관에 넣고, 가운데에 가는 막대기를 꽂아서 얼린 빙과이다. 영어로는 아이스 팝(미국 영어: Ice pop) 또는 아이스 롤리(영국 영어: Ice lolly)라고 한다.

 

3) 아이스크림에 사용되는 유제품
아이스크림의 조성분 중 풍미와 안정된 조직을 갖게 하기 위해 유제품이 사용되고 있으며, 그 종류와 조성은 아래와 같다.

 

	Milk fat(%)	SNF(%)	수분(%)
우유	3.5	8.50	88.0
크림(A)	35.0	6.0	59.0
크림(B)	44.5	6.0	-
무염버터	80.0	-	18.0
낙우밀	-	97.0	3.0
전지분유	26.5	71.0	2.5
탈지분유	1.0(무시)	96.0	4.0

 

 

4) 아이스크림의 원료
(1) 유원료
아이스크림에 사용되는 유원료는 유지방과 무지고형분으로 크게 분류된다. 지방은 아이스크림의 조직을 부드럽게 하고 향미를 부여하면서 아이스크림 제조에서 중요한 역할을 한다. 유지방의 원료로는 생크림과 버터가 주로 이용된다. 지방은 산화/가수분해로 변질되기 쉽기 때문에 지방의 선택과 제조공정에서 주의가 필요하다.

 

무지고형분은 유당, 단백질, 무기질로 주로 구성되며, 원료로는 탈지분유나 농축 탈지유가 주로 사용된다. 무지고형분에 있는 단백질은 아이스크림의 기포가 균일하게 분포되게 해준다. 유당은 빙점을 강하시키는 데 도움을 준다. 무지고형분은 영양 가치가 있을 뿐 아니라, 수분과 결합해 조직을 부드럽게 해주는 중요한 성분이다. 유지방과 무지고형분 두 가지 모두가 들어있는 원료로는 우유, 가당연유, 전지분유가 있다.

(2) 당류
아이스크림에서 당류의 사용 목적은 감미와 Body를 부여하는 것이다. 또한 빙점을 강하시키며 거품이 생기는 것을 억제하여 부드러운 조직을 만들어 주는 역할을 한다. 사용되는 당류로는 설탕, 물엿, 포도당, 과당, 아이스당, 이성화당, 저감미당, 사카린 등이 있다.

(3) 유화제
유화제는 물과 지방과 같이 잘 혼합되지 않는 물질을 잘 섞이게 해주는 물질로 지방과 단백질의 혼합을 향상시키며 조직의 결합과 함께 부드러움을 부여해준다. 아이스크림에 사용되는 유화제는 sorbitol esters, sugar esters glycerin esters 등이 있다.

(4) 안정제(Stabilizer)
안정제는 물에 용해 또는 분산되어 점조성(粘稠性) 또는 젤화성을 나타내는 친수성(親水性) 고분자물질을 말한다. 이는 물속에 분산되어 물분자와 수소결합을 하거나 단백질 혹은 그 밖 콜로이드상의 물질과id)상의 물질과 분자 간 결합을 통해 3차 원구조를 형성함으로써 물(특히, 자유수)의 기동성을 조절해주게 된다.

아이스크림에서의 안정제는 아이스크림 믹스의 점도를 증가시키고 콜로이드 성분을 균일하게 유지시켜 유화안정성을 좋게 해준다. 또한 freezing 중 발생하는 빙결정을 커지지 못하게 억제해 부드러운 조직을 만들어준다.

(5) 향
아이스크림에 첨가되는 향은 소비자의 기호와 큰 연관이 있다. 일반적으로 바닐라, 초콜릿, 딸기, 견과류, 과일 등의 향료 첨가제가 사용되며 천연 향료와 인공 향료로 나뉜다. 바닐라 향 향료는 가장 많이 이용되고 있는 향료로 vanila fragrans라는 식물의 열매에서 추출된다.

(6) 색소

색소는 아이스크림의 외관상 보기를 좋게 만들고 식욕을 돋워준다.

(7) 기타 원료 및 첨가물
- 식물성 지방 : 야자유 계통이 주로 사용되고 있으며 때로는 팜유가 사용되기도 한다.
- 코코아 파우더, 초콜릿 : 제품의 목적에 따라 코코아 파우더, 초콜릿 등이 사용되며 원료용,
코팅용, 마블용 등 여러 가지가 있다.
- 과즙, 과육 : 딸기, 오렌지, 사과, 복숭아, 파인애플, 바나나, 멜론 등이 과즙, 과육 또 는 주스의 형태로 사용된다. 과육의 경우 Fruits Feeder라는 특수한 기계를 사용하며 아이스크림 속에 균일하게 혼입시킨다.
- 난황(달걀노른자) : lecithin을 함유. 유화성, Whipping 性을 상승시켜 Body와 조직이 좋아진다. Super premium 아이스크림에는 유화, 안정제를 쓰지 않으므로 난황의 기능이 중요하다. 일반적으로 유화제를 따로 쓰지 않는 경우 2∼3% 사용이 적당하다.

 

 

 

5) 아이스크림의 구조
(1) 수분이 얼어서 생기는 얼음결정
얼음결정은 아이스크림이 얼 때 물 분자로부터 만들어져 이는 아이스크림에 단단함을 부여한다. 아이스크림의 뼈대라고 할 수 있다. 얼음결정은 매우 느리고 완만한 속도로 얼릴 경우 매우 큰 덩어리로 내재하게 되지만 매우 급속도로 냉각시킬 경우 이 얼음 결정들이 성장할 시간이 줄어들게 된다. 즉 얼음결정의 크기에 따라 아이스크림은 섬세하고 고른 질감을 가질 수도 있고, 거칠고 단단한 얼음 알갱이가 씹힐 수도 있다.

(2) 아이스크림 혼합물의 크림
순수한 물 분자가 1기압, 0'C에서 얼면, 물 분자가 수소 결합하여 6각형 구조로 재배치된다. 이에 따라 부피가 커지고, 물을 담아놨던 병을 얼리면 그 병이 터지거나 하는 현상이 일어나는 것이다. 하지만 아이스크림에 들어간 많은 양의 설탕 분자들이 물 분자가 질서 정연한 얼음 결정으로 고정되는 것을 막아준다. 이러한 설탕의 작용으로 보통의 아이스크림 수분 1 / 5가량은 영하 20'C에서도 얼지 않는다.

그 상태에서 얼지 않은 유지방, 유단백질, 설탕과 수분이 섞여 서로 비중이 비슷비슷한 찐득찐득한 액체가 만들어진다. 이 찐득찐득한 액체가 수천만 개에 달하는 얼음결정 하나하나를 코팅해 찐득찐득한 상태로 서로 달라붙게 하는 것이다. 그래서 아이스크림이 얼면 하나의 단단한 얼음덩어리처럼 된다.

(3) 휘저으면서 얼릴 때 유입되는 기포들
휘저으며 얼리는 이유는 휘젓는 동안 큰 얼음결정 덩어리들을 매우 미세한 결정으로 쪼개주기 위함이다. 아이스크림을 휘저으며 얼리는 동안 기포들은 아이스크림 안에 갇히게 되고 결국 기포는 얼음결정과 크림의 결합을 방해하게 된다. 그래서 아이스크림이 얼면 하나의 단단한 얼음덩어리처럼 변하지 않는다.

 

 

6) 아이스크림의 규격
식품공전에서는 원유, 유가공품을 주원료로 하여 이에 다른 식품 또는 식품첨가물 등을 가한 후 냉동, 경화한 것으로 정의하고 다섯 가지 유형으로 나누어 규격을 규정하고 있다. 성분배합기준은 아래와 같다. 

 

*참고 : 식품공전-빙과류 기준 및 규격

https://www.foodsafetykorea.go.kr/foodcode/03_02.jsp?idx=23 

 

 

(1) 아이스크림
아이스크림류이면서 유지방분 6% 이상, 유고형분 16% 이상의 것을 말한다.

(2) 저지방아이스크림
아이스크림류이면서 조지방 2% 이하, 무지유고형분 10% 이상의 것을 말한다.

(3) 아이스밀크
아이스크림류이면서 유지방분 2% 이상, 유고형분 7% 이상의 것을 말한다.

(4) 샤베트
아이스크림류이면서 무지유고형분 2% 이상의 것을 말한다.

(5) 비유지방아이스크림
아이스크림류이면서 조지방 5% 이상, 무지유고형분 5% 이상의 것을 말한다.

 

 

7) 아이스크림의 품질 평가
① 풍미(45%) : 첨가향이나 사용한 원료에 따라 맛이 달라진다.
② 조직(30%) : 냉각시간과 냉각온도에 따라 좌우된다. 구조 중의 얼음결정 및 다른 입자들의 크기, 모양, 배열에 의하여 좌우된다. 좋은 조직을 가진 제품은 입 안에 넣었을 때 촉감이 부드러우며 거슬리지 않고 잘 녹아야 한다.
③ 미생물의 오염 : 위생상 품질 규정 및 법적으로 일반 평균 숫자와 대장균군으로 규제
④ 용융상태(5%) : 제품의 종류, 상품 유통 상황, 소비자 기호 등에 따라 녹기 쉬운 것부터 어려운 것까지 그 폭이 넓다.
⑤ 색채와 포장(5%) : 제품의 색채는 균일하고 자연적이어야 하며, 포장은 품질을 보호하며 깨끗하고 보기 좋아야 하며, 수송/저장/소비에 편리하여야 한다.

 

이 포스팅은 쿠팡 파트너스 활동의 일환으로, 이에 따른 일정액의 수수료를 제공받습니다

 

8) 아이스크림의 제조공정
아이스크림의 제조공정은 크게 배합, 동결 및 포장 공정과 경화 및 냉동저장 공정으로 분류된다.

아이스크림의 제조공정

① 믹스의 혼합
아이스크림의 믹스 계산법을 이용해 믹스를 계산 후 원료를 배합한다. 먼저 고형분이 적은 우유나 물 등 액체 원료부터 배합조에 넣고 진탕하면서 가열한다. 다음으로 연유 등의 농축물을 넣으며, 마지막으로 분유, 설탕, 안정제, 유화제 등을 교반하면서 첨가한다.

② 믹스의 살균과 균질
믹스 배합이 끝난 후에는 믹스의 살균과 균질 과정을 거친다. 믹스의 살균은 지방 및 당질이 믹스 중의 미생물의 사멸에 대한 보호작용을 하므로 우유의 처리에 적용되는 조건보다 좀 더 강한 조건응로 처리해준다. 믹스의 균질은 지방 분리 방지와 거품이 이는 성질을 좋게 해 주는 한편 숙성기간의 단축과 안정제 사용량을 감소시키는 효과가 있다.

③ 믹스의 냉각과 숙성
균질이 완료된 믹스는 즉시 0~4도로 냉각시켜야 하며, 냉동 전까지 숙성 탱크에 보존한다. 믹스가 냉각되면 적당한 온도에서 일정기간 숙성을 시키게 된다. 숙성은 믹스의 처리가 끝난 후 보통 18~24시간 동안 시키는데, 지방 결정화와 단백질의 수화는 유화제, 안정제의 작용이 최소한 4시간 이후에 일어나기 시작하므로 숙성 시간은 최소한 4시간 이상 24시간까지 실시하며 숙성 시간이 길수록 좋은 제품을 얻을 수 있다. 숙성은 2~5도에서 부드럽게 교반하면서 실시한다.

④ 냉동
아이스크림의 냉동(freezing)은 믹스를 숙성온도에서 냉동온도까지 저하시키면서 동시에 믹스에 공기를 혼입시켜 아이스크림을 만들어주는 과정이다. 냉동시 순수한 물이 미세한 빙결정을 형성하며, 믹스의 수분 33~67%가 냉동 중에, 나머지는 경화 중에 빙결정이 형성된다.

믹스에 공기가 혼합되어 휘핑 되는 동안 믹스의 부피가 증가하는데 이것을 오버런(overrun)이라 하고, 오버런의 측정은 믹스의 부피와 아이스크림의 부피를 비교하여 측정한다.

4. 참고문헌
식품가공실험/김동원 외 7명/문운당/2006/241-243p
식품과학/허태련/유한문화사/2006/139-141p
유가공학/이수원/유한문화사/2005/283-288p
최신 유가공학/이수원 외 5명/유한문화사/2005/277-283p