두유는 단백질, 지방, 다당류 등으로 구성된 에멀젼으로서 저장 중 상분리 또는 침전 현상이 발생하게 되는데, 이에 가장 큰 영향을 미치는 것은 입도크기인 것으로 알려져 있다. 최근 보고에 의하면 양친매성의 계면활성제는 두유의 이러한 현상을 억제하는 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 두유의 가공조건과 천연 계면활성제인 사포닌(순도=80%)이 두유의 저장 안정성에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 실험에 사용한 두유액은 고형분을 제거한 후, 사포닌을 0%, 1%(w/w)를 각각 첨가하였으며, 고속균질기와 고압균질기를 순차적으로 사용하여 입도가 균일한 두유로 제조하였다. 두유의 저장 안정성 테스트를 위하여 15일 동안 저장(온도=4℃, 25℃ and 37 ℃) 하면서 visual appearance, microstructure, transmittance, particle size distribution, terminal velocity를 각각 측정 하였다. 두유의 상분리는 25 ℃와 37 ℃에서 GSP 0% 첨가의 경우 각각 120 및 48 h 후 GSP 1% 첨가의 경우 각각 192 및 48 h 후에 발생하였으나, 4℃에서는 저장기간 동안에 관찰되지 않았다. 저장기간 동안, 두유의 microstructure는 GSP 0% 첨가의 경우 입자가 응집되는 것이 관찰 되었으나, GSP 1%를 첨가한 경우 두유 입자의 응집 현상은 관찰되지 않았다. 모든 샘플은 저장 시간이 지남에 따라 transmittance가 증가하는 경향을 보였는데, 높은 저장온도에서 transmittance가 빠르게 증가하였다. 두유의 입도크기는 저장 0 h에서 GSP 0% 첨가의 경우 8.8 μm로서 GSP 1% 첨가의 경우(12.3 μm)보다 작은 값을 나타내었다. 이후 저장 시간이 지남에 따라 입도 크기가 감소하는 경향을 보였는데, 저장온도 25 및 37 ℃에서는 저장 2 h 이후부터 GSP 1%와 0% 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았으나, 4 ℃ 저장의 경우 360 h에서 GSP 0% 첨가의 경우 0.99 μm로서 GSP 1% 첨가의 경우(0.72 μm)보다 큰 값을 나타내었다. GSP가 입자 침전 속도에 미치는 영향인 terminal velocity는 저장온도 25 및 37 ℃에서는 유의적인 차이는 나타나지 않았으나, 4 ℃ 저장의 경우 360 h 후 GSP 0%와 1% 첨가하였을 때 각각 0.31 mm/h, 0.16 mm/h로 측정되어, GSP를 첨가하는 경우에 terminal velocity를 낮추었다. 위의 결과를 토대로, 천연 계면활성제인 사포닌은 두유의 상분리를 억제하여 저장 안정성을 향상시키는 효과가 있음을 확인하였다.

두유는 단백질, 지질, 다당류 등이 에멀션과 서스펜션 형태로 혼합된 분산 시스템이다. 두유의 안정성은 제조조건과 균질화 방법에 따른 입자의 크기와 열처리 조건 등에 의하여 크게 영향을 받으며, 일반적으로 점증제와 계면활성제를 사용하여 향상시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 양친매성의 진세노사이드를 함유한 인삼 분말의 첨가와 열처리가 고압 균질화하여 제조한 비지 분리 두유의 안정화에 미치는 영향을 분석하였다. 전두유의 비지를 분리한 후 2% (w/w)의 인삼 분말을 첨가하였으며, 이때 진세노사이드 함량(Rg1, Rb1, 및 Rg3의 합량)은 0.088 mg/100g soy milk 이었다. 이후 두유를 열처리(90°C, 10 min)하거나 열처리 하지 않고 고압 균질화(4500 psi)하여 인삼 분말을 함유한 비지 분리 두유를 제조하였다. 제조한 두유 샘플들의 고형분 함량은 6.7-7.5% (w/w), pH는 6.4-6.8, 제타 포텐셜은 -7-0.3 mV, 입도 크기는 17-23 μm 범위에서 측정되었다. 두유의 저장 안정성은 두유를 45 ml 유리관에 넣고 25°C에서 144 h 동안 저장하면서 분리된 상층부와 하층부의 입도크기, 투과도, 상분리 현상 등을 측정하여 분석하였다. 인삼 분말을 첨가하지 않은 비열처리 두유의 경우, 저장 중 상층부의 입도 크기는 21.6±0.2 μm에서 6.6±0.4 μm로 감소하였고 투과도는 5.2±0.0%에서 77.3±0.1%로 급격히 증가하였다. 2%의 인삼 분말을 첨가한 비열처리 두유의 경우, 저장 중 상층부의 입도 크기는 21.6±0.1 μm에서 38.5±3.1 μm와 투과도는 0.8±0.0%에서 58.1±0.1%로 각각 증가하였다. 인삼 분말을 첨가하지 않은 열처리 두유의 경우, 저장 중 상층부의 입도크기는 17.4±2.4 μm에서 1.1±0.0 μm로 감소하였고 투과도는 7.3±0.1에서 14.0±0.1로 증가하였다. 2% 인삼 분말을 첨가한 열처리 두유의 경우, 상층부의 입도 크기는 22.9±0.4-24.9±0.5 μm, 투과도는 1.0±0.0-4.3±0.1% 범위에서 일정한 값을 유지하여 가장 높은 저장 안정성을 나타내었다. 저장 중 하층부에서는 인삼 분말첨가와 열처리에 따른 입도크기와 투과도는 각각 12.5±0.9-24.5 μm와 0.3±0.0-7.3±0.1% 범위로써 유의적인 차이는 보이지 않았다.

단백질과 사포닌 함량이 높은 해삼 열수 추출물을 첨가한 산성 음료는 응집, 침전 및 해삼 특유의 이취로 인하여 음료 제조에 많은 제한점이 있다. 단백질 클라우드 에멀션 음료 시스템은 고단백질 기능성 음료 제조 및 이취를 차폐할 수 있는 특성이 있고, 증점제로 사용되는 펙틴은 산성 조건에서 단백질과 콤플렉스를 형성함으로써 응집과 침전을 억제할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 클라우드 에멀션 시스템에 해삼 열수 추출물 분말을 첨가하여 모델 음료를 제조하였으며 펙틴의 함량을 조절하면서 pH와 열처리 조건에 따른 모델 음료의 이화학적 특성을 관찰하였다. 해삼 열수 추출물 분말은 고온(121oC), 고압(15 psi) 조건에서 추출한 후 분무 건조하여 확보하였으며 단백질, 다당, 회분, 수분함량은 각각 43.46, 44.97, 5.38, 4.19%이었다. 모델 음료는 올리브유(0.1%), 해삼 열수 추출물 분말(2%), 유청 단백질(2%), 펙틴(0.01-2%)을 혼합한 후 고압 균질기(4500 psi)를 이용하여 균질화하였다. 제조한 클라우드 에멀션 모델 음료는 30oC와 85oC에서 각각 2 또는 30 min 동안 열처리를 하였다. 펙틴, 유청 단백질의 ξ-potential과 입자크기는 pH를 7에서 3으로 감소시킴에 따라서 증가하였다. 펙틴을 0.01%에서 2% 범위로 첨가한 모델 음료의 ξ-potential과 입자크기는 펙틴함량의 증가에 따라서 증가하였다. 저농도의 펙틴(0.01-0.1%)을 첨가한 경우에는 응집과 상분리 현상이 발생하지 않았다. 그러나 고농도 펙틴(0.5-2.0%)의 첨가, pH를 7에서 3으로 감소 및 85oC에서 30 min 동안의 열처리 조건에서는 complex coacervation에 의한 응집과 상분리 현상이 발생하였다.