가공치즈 제조과정을 살펴보자.

[양서화]

가공치즈 제조

슬라이스형 가공치즈 배합에는 단백질이 가수분해되지 않아 탄력성을 줄 수 있는 미숙성치즈의 함량이 높아야 하고, 스프레드형 가공치즈에는 단백질이 부분적으로 분해되어 비교적 부드럽고 용융하는 도중에 쉽게 creaming이 될 수 있는 숙성치즈의 함량이 높아야 한다. 원료치즈의 선별기준으로는 치즈의 종류, 풍미, 숙성도, 점조성, 조직 및 산도를 들 수 있으며, 약간의 결함이 있는 치즈는 혼합을 잘하면 물리적 특성을 개선할 수 있기 때문에 가공치즈 제조에 사용할 수 있으나 포자형성 박테리아, 가스 생성균 및 병원성 미생물이 오염된 치즈는 선별과정에서 제거하여야 한다.

일반적으로 미숙성치즈의 함량이 높을수록 보수력(water binding capacity)이 증가하며, 乳化상태가 안정해 지며, body가 단단하고 베어짐 성이 좋아지는 반면에 치즈 특유의 맛(taste)이 약해지고 용융염에서 나오는 이상취가 나타나기 쉽고 지나치게 팽창(swelling)되어 저장 중에 단단히 굳거나, 점성이 높아서 미세한 기공(air bubble)이 생기는 단점을 나타내게 된다. 장기간 숙성된 치즈의 함량이 많으면 풍미가 향상되고 유연해지며 용융지수(melting index)가 높아지나, 점조성이 약해지고 너무 강한 풍미를 갖기 쉬우며 유화안정성이 떨어지는 단점이 있다.

원료치즈의 배합은 원하는 제품의 전연성, consistency 그리고 재용해성에 따라서 원료성분의 배합량과 유화제의 종류를 결정하게 된다. 먼저, 자연치즈의 지방함량과 고형물 함량(dry matter)을 기준으로 삼고, 다른 원료의 성분함량과 응축수 생성량을 고려하여 배합을 작성한다. 자연치즈 이외의 기타 유제품 및 유제품이 아닌 원료들은 가공치즈 품질에 영향을 주므로 사용량이 제한되며, 유화제의 사용량은 단백질 함량의 2.0-3.5 % 수준에서 사용한다.

탈지분유는 가공치즈의 안정성과 전연성(spreadability)을 개선해 주는 효과가 있으나, 유당에 의해 발생되는 마이얄 반응(Maillard reaction)으로 인한 갈변화를 고려하여 6% 이내로 사용한다. 케이신 염은 유화 안정성이 증가되고, 물리적 성질을 개선해 주며, 유화력이 있다. 무기물과 유당함량을 줄인 유청 단백질은 풍미를 강화시켜주는 면에서 유리하다. 지방성 유성분 제품들을 가공치즈의 지방함량을 조정하기 위한 목적으로 첨가 된다. 숙성촉진 치즈(accelerated ripened cheese)나 효소숙성치즈(enzyme modified cheese)는 풍미강화를 목적으로 0.02% 내에서 사용된다.

가공치즈 제조공정

가공치즈의 일반적인 제조공정은 가공치즈의 종류와 포장형태에 따라 달라지며 주로 열처리 이후의 과정이 달라진다[그림 1].

원료치즈

원료로 선별된 치즈는 다듬기(trimming)과정을 거치고 그라인더나 쵸퍼로 작게 절단하거나 콜로이드 밀로 곱게 분쇄하여 유화제의 작용이 쉽도록 해준다.

계량 및 혼합

용융염을 비롯한 다른 첨가물들은 스텐레스 용기에 담아서 혼합한 후 용융 솥(cooker)으로 移送하거나 분쇄한 치즈를 먼저 용융 솥에 넣고 이어서 다른 첨가물을 넣고 혼합한다. 물의 첨가량은 제품규격에 맞도록 원료치즈 중의 수분함량, 가열중 스팀으로부터 응축되는 수분의 양을 고려하여 결정한다. 블럭형 치즈의 경우 용융초기에 전량을, 스프레드형 치즈는 용융초기에 1/2 또는 1/3 물량을 첨가하고 나머지는 creaming이 일어나는 정도에 따라 용융 후반기에 첨가한다.

용융

가열 방법에는 부분진공 하에서 계속 교반을 하면서 직접 스팀을 가하거나 용융솥을 가열하는 방법과 치즈 믹스를 130～145 ℃로 2～3 초간 열처리 할 수 있는 스텐레스 압출기(extruder)를 통과시키는 방법이 있다. 최근에 개발된 쟈켓식 가공장치(processor)는 가공장치 내에서 분쇄, 혼합 및 가열이 가능하도록 되어 있으며, 스팀분사 방식으로 가열하여 진공 하에서 75℃로 5분간 처리하며, CIP가 가능하도록 설계되어 있다. 교반속도는 블럭형 치즈보다 스프레드형 치즈를 빠르게 해준다.

냉각

가열이 끝난 치즈는 치즈의 종류, 용융 솥 및 포장 시설에 따라 냉각 또는 포장을 달리한다.

블럭형 가공치즈는 서서히 냉각을 해야 한다. 그러나 냉각속도가 늦으면 마이얄 반응을 진행시키기도 하며, 포자형성 박테리아의 성장을 조장시킬 우려도 있다. 블럭형 치즈의 내부온도가 20～24℃정도로 도달하면 mould에서 치즈를 꺼내어 박스에 담는다. 블럭형 가공치즈는 목재 또는 금속의 성형틀이나 종이보드 카톤에 간지를 넣고 치즈를 충진하거나, 한쪽을 래커를 칠한 알루미늄 호일, 또는 열밀봉이 가능한 플라스틱을 입힌 호일에 충진한다. 냉각 중에는 치즈를 선반에 쌓아 공기의 순환이 원활하도록 해야 한다.

스프레드형 가공치즈는 가능한 빠른 시간(2～3시간)내에 냉각해야 한다. 스프레드 가공치즈의 충진에는 주로 자동충진 시스템을 이용하므로 미리 성형된 용기에 치즈를 담고 호일로 덮어 밀봉한다.

표 1 가공치즈 종류에 따른 가공조건

구분	항목	블럭형 가공치즈	스프레드형 가공치즈
원료	자연치즈 숙성도	숙성초기	여러 단계의 치즈 혼합
	수용성/총질소	10 - 25 %	25 - 40 %
	재 사용치즈	2 % 이내	5 - 20 % 범위
	분유,유청분말	-	5 - 10 % 범위
용융염	인산염	조직형성효과가 있는 고분자의 폴리인산염	creaming효과가 있는 중ㆍ저분자의 폴리인산염.
	구연산염	사용	미사용
가공조건	가수량	10 - 25 %	20 - 40 %
	가수 방법	1회에 첨가	2 - 3회로 첨가
	용융온도	80 - 85 ℃	85 - 98 ℃
	용융시간	4 - 8 분	8 - 15 분
	균질	하지 않음	효과 있음
	냉각	실온에서 완만하게	송풍 하에 급속 냉각
	최종 pH	5.4 - 5.6	5.7 - 5.9

원료배합과 계산

균일한 품질을 갖는 가공치즈를 제조하기 위해서는 원료치즈 배합의 수학적 계산을 이해하여야 한다. 먼저 원료치즈의 지방함량과 건물량 (DM, dry matter)은 동일한 치즈배트에서 만들어진 것이라도 함량이 다르다. 따라서 사용할 치즈의 지방과 건물량은 사전에 그 함량이 분석되어야 한다. 다음에는 용융염의 첨가에 따른 배합의 지방 및 건물량 비율감소 (fat depression)를 고려해야 한다.

다음의 예를 보자

치즈믹스100 kg(DM 64.6 kg, FDM 45.9%, Fat 29.7 kg)

용융염 3 kg DM 3 kg

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103 kg 67.6 43.9 29.7

이때 fat depression으로 인해서 건물량중 지방비율(fat in DM)이 45.9%에서 43.9%로 낮아지게 된다. (29.7 x 100)/67.6 = 43.9% 이므로 fat depression은 45.9 - 43.9 = 2% 이다. 따라서 2 %의 fat depression을 보충하기 위해서는 버터, 버터유, 크림으로 배합의 지방함량을 높여주어야 한다.

실제로 적용되는 계산방법으로는 2가지 방식이 있다. 하나는, 건물량에 관계없이 지방함량만을 고려해서 계산하는 방법이고, 다른 하나는 실험실적 방법을 동원하여 지방, 건물량 등을 분석하면서 계산하는 방식이다. 이 두 가지 방법 사이에는 약 5% 정도의 오차가 발생된다.

가. Fat unit 방법

계산 결과가 절대적인 지방함량이 아니라 Fat in Dry Matter(FDM)로부터 나온 값이기 때문에 “fat point라는 용어를 사용한다.

fat point (FP value) (100 kg 믹스에 대해서)

FP = (fat in DM + 2) x 100

예) 40 % FDM을 갖는 원료치즈 100 kg 배합을 만드는 경우

FP = (40 + 2) x 100 = 4200을 요구하게 된다.

배합표)

치즈1                30 kg                      FDM 50 %              1500 FP

치즈2                20 kg                             40 %                800 FP

치즈3                35 kg                             30 %              1050 FP

치즈4                  8kg                              20 %                160 FP

버터                    7kg                            100 %                700 FP

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                      100 kg                                                    4210 FP

위 배합표상 100 kg 배합의 FP는 4210으로서 위의 FP(4200)를 중촉시킬수 있다.

나. Absolute fat and dry matter

독일에서 법적 최소 지방함량을 맞추기 위하여 총 중량중 지방량과 건물량을 실험실에서 분석하고, fat depression과 첨가할 물의 량 (가수량)을 계산하여 배합을 계산하는 방법이다.

예) 실험실 분석 결과 원료치즈의 건물량 66.4%, 지방함량 32.4% 이었다.

원료명	중량(kg)	건물량(DM,kg)	지방함량(kg)
치즈 용융염	1,000 30	664 30	324 0
계	1,030	694	324

원료치즈의 FDM은 다음과 같이 계산한다.

FDM = (fat x 100) / DM

= (32.4 x 100) / 66.4 = 48.8%

용융염 3% 첨가후 치즈배합 믹스의 FDM은 다음과 같이 계산한다.

                 324

FDM = --------- x 100 = 46.7%

                 694

치즈배합 믹스의 DM을 계산한다.

              694

DM = --------- x 100 = 67.4%

           1,030

Block치즈 생산량과 가수량의 계산

54%의 DM을 갖는 가공치즈를 만들려면 총 원료배합의 양이 1,030 kg 이고, DM이 694 kg일 때 가공치즈 생산량은 얼마이며, 이때 가수량은 어떻게 계산하는가 ?

생산량 (x) = (694 x 100) / 54 = 1,285 kg 이므로

가수량 = 생산량(1,285 kg) - 원료 배합량(1,030 kg) = 255 kg 이 된다.

Spreadable 치즈 생산량과 가수량의 계산

44%의 DM을 갖는 스프레드 가공치즈를 FDM이 45%가 되도록 만들려면 생산량과 가수량은 ?

생산량 (x) = (694 x 100)/44 = 1,577 kg 이며,

가수량은 1,577 kg - 1,030 kg = 547kg 이 된다.

          스프레드형 가공치즈 제조 예

        제조법

        Stephan cooker를 사용

        용융솥에 모든 원료를 넣고 혼합한 후 3,000rpm에서 30초간 교반한다.

        직접스팀을 가하여 115℃에서 1500rpm으로 가열교반한다.

        85℃로 온도를 낮춘후 포장한다.

        원료배합

        치즈(숙성단계별로 혼합) 68.5%

        무염버터                8.0%

        탈지분유                3.0%

        유청분말                3.0%

        용융염(Solva 800)      1.6%

        물                      16.4%

            가공크림치즈(새우, 오렌지, 파인애플)  제조 예

          제조방법

        Stephan cooker를 사용

        모든 원료를 스테판 쿠커에 혼합한 후 30초간 3,000rpm으로 교반한다.

        직접스팀을 가하여 115℃에서 1500rpm으로 가열교반한다.

        95℃로 온도를 낮추어 준다.

        새우 등 첨가물을 넣고 1,500rpm에서 10초간 교반한다.

        85℃로 온도를 낮춘후 포장한다.

        원료배합

        자연치즈                13.2%

        신선크림치즈            57.1%

        버터                    5.9%

        탈지분유                1.0%

        소금                    0.4%

        유청분말                3.0%

        카제인                  1.0%

        용융염(Solva 820)      1.4%

        안정제(Turrisin F.K. 106)       0.4%

        물                      16.6%

        새우                    8.6% (위 배합량 기준)

        (오렌지 등 과일의 경우  19.6%, 위 배합량 기준)