KR0136906B1 - 저장이 안정한 고도로 통기처리된 저칼로리 식품을 제조하는 방법 - Google Patents

저장이 안정한 고도로 통기처리된 저칼로리 식품을 제조하는 방법

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KR0136906B1
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핵 노블 카틀렌
폴 그루엔배쳐 다나
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리차드 찰스 위트
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Description

저장이 안정한 고도로 통기처리된 저칼로리 식품을 제조하는 방법
본 발명은 다기포성 식품, 특히 저장안정성이 크고 고도로 통기처리된 저칼로리 식품제조용 지방 조성물에 관한 것이다. 가소성 트리글리세라이드 쇼오트닝(shortening) 조성물은 질소나 공기같은 무해한 가스를 사용하여 통기(通氣)시키는 것이 보편적이다. 균일하게 분산된 미소 기포형태의 통기용 가스를 쇼오트닝 내로 혼입시키면 기호에 맞는 외관을 가진 백색의 불투명 제품을 얻게 된다. 더욱이 통기를 하여주면 가소성 범위(예: 제품이 유동상태로 되는 일이 없이 제품이 쉽게 변형되는 온도 범위)가 넓은 연질제품이 될 수 있다. 가소성 쇼오트닝의 종래 제조방법은 쇼오트닝을 이의 고형분의 용점 이상의 온도로 가열하여 액상의 지방을 형성시키고 이것을 거친 표면의 열교환기 중에서 신속히 급냉시켜 결정핵을 수득하고, 이를 결정화 장치를 통해 통과시켜 완만하게 교반하면서 연속적으로 결정화시킨 다음 최종 결정화 단계에서 일정온도로 저장하는 템퍼링(tempering)으로 알려진 공정단계로 되어 있다. 지방 속으로 통기용 가스를 주입한 후 급냉공정 처리하는데 급냉공정 도중 지방을 고압하에 유지한 다음 결정화 단계로 보내서 용액 중에서 주입된 가스를 유지시킨다.
결정화 장치에서 배출된 지방을 적당한 드로틀 밸브(throttle valve)속을 통과시켜 압력을 방출시키고, 용해된 가스를 용액으로부터 방출시켜 미소 기포상태로 분산시킨다. 전술한 종래의 방법에 있어서 가소성 트리글리세라이드 쇼오트닝 중에 가해질 수 있는 가스의 양은 제한된다. 종래의 방법에서는 쇼오트닝 중에 가해지는 가스의 양이 약 22용적%이하인데 가스의 양이 많아지만 (예 15% 내지 22%)분산이 조악해지거나 파문상의 제품이 산출된다. 쇼오트닝과 기타 지방 조성물에 가스를 다량으로 가해주는 것이 몇몇 요인으로 인해 바람직하다. 이러한 조성물은 통기처리를 많이 해주면 사람이 먹게되는 단위체적당 순중량이 감소하게 되어 칼로리수가 작아지게 된다. 더욱이 이러한 조성물은 제조하기가 보다 경제적이고 가벼운 연질의 조직을 가지게 된다.
어떤 종류의 아이싱(icing), 예컨대, 크리임 아이싱이나 버어터크리임 아이싱에는 상당량의 트리글리세라이드 지방이나 쇼오트닝이 함유되어 있는데 이들을 기포기로 처리하여 상당량의 공기나 질소를 가한다. 이러한 아이싱은 처음에는 흡족한 외관과 구조를 하고 있지만 비교적 단시간 동안 그 안정성을 상실하는 일이 자주 있다.
즉 이들은 과도하게 건조되거나 고화되거나 경화되기 쉬우며 기름을 방출하거나 붕괴되는 경향이 있다. 고도로 통기처리된 쇼오트닝 및 쇼오트닝 함유 아이싱과 관련된 여러 문제들을 해결하고자 여러가지 시도가 되어오고 있는데, 그 예를 들면 미합중국 특허 제 3,549,387호(1970.12.22 Howard에 허여됨)에는 급냉단계 전에 가스 처리하는 대신 탬퍼링 단계 후에 쇼오트닝 속으로 가스를 가해주는 통기처리된 가소성 쇼오트닝 제조방법이 기술되어 있다. 공기함량이 5용적%내지 50용적%인 제품은 크리임화 능력이 개선된다. 미합중국 특허 제 3,253,928호(1966. 5. 31 Bedenk등에 허여됨)에는 통기처리된 개량된 크리임 아이싱이 기재되어 있는데, 이들 아이싱은 베타상(beta-phase)결정질 구조가 많은 부분 수소화된 트리글리세라이드와 거의 완전히 수소화된 트리글리세라이드 경질물(硬質物;hardstock)로 된 혼합물로부터 제조된 가소성 쇼오트닝을 사용하여 제조한 것이다.
그러나 통기처리된 쇼오트닝, 크리임 아이싱 및 기타 지방 조성물에 대해 더 개량해야 할 필요성은 아직까지 존재하고 있는 것이다. 그 한가지 이유는 트리글리세라이드 지방이 칼로리가 극히 많다는 것이다. 상기 하워드(Howard)특허문헌에 기술된 바와 같이 공기함량이 50용적%이하인 트리슬리세라이드 쇼오트닝은 여전히 칼로리가 상당히 높다. 여기서 바람직한 것은 트리글리세라이드 지방 함량이 작고 공기함량을 50용적%이상으로 유지할 수 있어서 칼로리가 낮은 통기처리된 지방 조성물을 제조하는 것이다. 당과 당 알콜 지방산 폴리에스테르는 식품에 있어서 통상의 트리글리세라이드 지방에 대한 저칼로리 대체물로 당해 분야에 알려져 있다. 미합중국 특허 제3,600,186호(1971. 8. 17. Mattson등에 허여됨)에는 쇼오트닝, 마아가린, 마요네즈 및 샐러드나 조리용 기름 등과 같은 식품의 지방 대체물로 당과 당알쿨 지방산 폴리에스테르를 사용하고 있으나 고도로 통기처리된 지방 조성물에 대해서는 그 기재가 없다. 본 발명의 목적은 고도로 통기처리된 저칼로리 지방 조성물을 제공함에 있다. 또한 본 발명의 목적은 저장안정성이 있고 붕괴되지 않는 저칼로리의 고도로 통기처리된 지방 조성물 함유 식품을 제공함에 있다. 본 발명의 상기 목적 및 기타 목적은 본 명세서의 기술로부터 분명해질 것이다 본 발명의 명세서에 사용된 양은 별달리 명시하지 않는한 중량부, 중량%(wt.%) 및 중량비이다.
본 발명은 고도로 통기처리된 지방 조성물 및 연질의 크림성이며 저장안정성이 있고 붕괴가 잘 되지 않는, 당해 지방 조성물로부터 제조된 식품에 관한 것이다. 지방 조성물은 당 지방산 에스테르와 당 알콜 지방산 에스테르 및 이들의 혼합물 중에서 선택되며, 당과 당 알콜 히드록실 그룹이 4 내지 8개 이고, 각 지방산 그룹의 탄소원자가 약 2 내지 약 24개인 지방 대체물을 약 5중량%이상 함유한다. 이 지방 조성물 중의 나머지는 종래의 지방 조성물 성분들이다. 이 지방 조성물을 통기처리하여 조성물 중에 균일하게 분산된 식용 가스의 함량이 약 5용적% 내지 약 95용적%가 되게 한다. 본 발명은 저장안정성이 크고 지방 조성물을 함유하는 고도로 통기처리된 식품에 관한 것이다. 놀라운 사실로 확인된 것은 특정의 당 또는 당 알쿨 지방산 에스테르로 제조된 지방조성물은 종래의 트리글리세라이드 쇼오트닝보다 고도로 통기 처리될 수 있다는 점이다. 이러한 점으로부터 질소가 균일하게 분산되어 있고 실온에서 6개월 이하 동안은 잘 붕괴되지 않는 프로스팅(frosting), 무우스(mousse), 디저어트용 토핑(topping), 식물성 토핑 및 식탁용 스프레드(spread)등과 같은 고도로 통기 처리된 지방 조성물 함유 식품을 제조할 수 있었다. 고도로 통기처리된 식품은 독특하고 극히 가벼운 연질의 조각과 균일하고 부드러우며 크림성의 외관을 가지는 것으로 밝혀졌다. 첨가된 가스는 제품의 결정구조를 파괴함으로써 스프레드성을 개선한다. 조직과 구조의 두가지 장점 외에도 당 또는 당 알콜 지방산 에스테르를 사용하면 식품의 칼로리가 저하되는데, 그 이유는 에스테르가 소화관에서 흡수될 수 없기 때문이다. 용적기준으로 가스의 첨가량이 많을수록 칼로리는 저하된다. 더욱이, 버어터와 마아가린에 비하여 본 발명의 식탁용 스프레드와 기타 식품에서는 물을 첨가할 필요가 없다. 물이 없으면 스프레드는 보다 생물학적인 안정성을 가지게 되고 풍미는 보다 양호하게 나타난다. 본 발명의 지방 조성물과 식품은 안정성이 크고 대형 용기로부터 쉽게 떠낼 수 있기 때문에 특히 식품 서어비스업에 사용하기 적당하다. 본 발명의 지방 조성물에는 균일하게 분산된 식용가스가 약 5용적% 내지 약 95용적%를 함유된다. 또한 이 조성물은 당 지방산 에스테르와 당 알콜 지방산 에스테르 및 이들의 혼합물 중에서 선택되며, 당과 당 알콜 중의 히드록실 그룹이 4내지 8개이고, 각 지방산 그룹의 탄소원자가 약 2 내지 약 24개인 지방 대체물을 5중량%이상 함유한다. 이 지방 조성물의 나머지는 트리글리세라이드 지방과 같은 종래의 지방 조성물 성분들이다. 당이란 용어는 통상적인 의미로 단당류 및 이당류를 총칭한다. 당 알콜은 통상적인 의미로 알데히드 그룹 또는 케톤 그룹이 알콜로 환원된 당의 환원 생성물을 총칭한다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 것들은 히드록실 그룹이 4개 이상인당 및 당 알콜이다. 지방산 에스테르 화합물은 하기에 기술되는 바와 같이 단당류, 이당류 또는 당 알콜과 지방산을 반응시켜 제조한다.
적합한 단당류의 예는 크실로오스, 아라비노오스 및리보오스 등과 같이 히드록실 그룹이 4개인 단당류; 크실로오스에서 유도된 당 알콜(예:크실리톨)도 또한 적합하다. 단당류인 에리트로오스는 히드록실 그룹이 3개 뿐이기 때문에 본 발명의 실시에는 적합하지 않다. 그러나 에리트로오스에서 유도된 당알콜(예:에리트리톨)은 히드록실 그룹이 4개이므로 적당하다. 본 발명에서 사용하기 적당한 히드록실기가 5개인 단당류로는 글루코오스, 만노오스, 갈락토오스, 프럭토오스 및 소르보오스가 있다. 스크로오스, 글루코오스 또는 소르보오스에서 유도된 당알콜(예소르비톨)은 히드록실 그룹이 6개 있으므로 지방산 에스테르 화합물의 알콜 성분으로 적합하다. 적당한 이당류의 예로는 말토오스, 락토오스 및 수크로오스가 있는데 이들은 모두 히드록실 그룹을 8개 가지고 있다. 본 발명의 당 또는 당 알콜 지방산 에스테르를 제조함에 있어서 상기 제시된 당 또는 당 알콜 화합물은 탄소원자가 약 2 내지 약24, 바람직하게는 약 4 내지 약 24, 가장 바람직하게는 8내지 22개인 지방산으로 에스테르화해야 한다. 이러한 지방산의 예로는 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 미리스톨레산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 엘레오스테아르산, 아라키드산, 베헨산 및 에루크산 등이 있다. 지방산은 적절한 천연 또는 합성 지방산으로부터 유도할 수 있고 위치 이성체와 기하 이성체 (예시스및 트란스 이성체)를 포함해서 포화 또는 불포화될 수 있다. 본 발명의 지방 조성물 중의 당 또는 당 알콜 폴리에스테르의 함량은 약 5중량%이상, 바람직하게는 약 20중량%이상, 보다 바람직하게는 약 20중량% 내지 약 55중량%이다. 폴리에스테르는 본 발명의 지방 조성물에 양호한 통기특성을 부여하는데 있어서 중요하다. 본 발명에서 사용하기 적합한 당 또는 당 알콜 지방산에스테르는 당해기술분야의 숙련인에게 공지된 여러가지 방법으로 제조할 수 있는데, 이들 방법 중에는 각종 촉매를 사용하여 메틸, 에틸, 또는 글리세롤 지방산 에스테르로 당 또는 당 알콜을 에스테르 교환반응시키는 방법; 지방산 염화물로 당 또는 당 알콜을 아실화하는 방법: 지방산 무수물로 당 또는 당알콜을 아실화하는 방법; 및 지방산 그 자체만으로 당 또는 당알콜을 아실화하는 방법 등이 포함된다. 한 예를 들면, 당 및 당 알콜 지방산 에스테르의 제조방법이 모두 본원에서 인용되는 미합중국 특허 제 2,831,854호, 제 3,600,186호, 제 3,963,699호, 제 4,517,360호 및 제 4,518,772호에 기술되어 있다. 본 발명에서 사용되는 당 또는 알콜 지방산 에스테르의 한가지 특징은 이들은 지방산 에스테르 그룹이 4개 이상이라는 것이다. 지방산 에스테르 그룹이 3개 이하인 당 또는 당 알콜 지방산 에스테르는 그룹이 3개 이하인 당 또는 당 알콜 지방산 에스테르는 보통의 트리글리세라이드 지방에서처럼 장관(腸管)에서 많이 소화되지만 지방산 에스테르그룹이 4개 이상인 당 또는 당 알콜 지방산 에스테르는 소화도가 더 낮아 본 발명에 사용하기 위한 원하는 저칼로리 특성을 가지고 있다. 당 및 당 알콜 지방산 에스테르는 중간 용점의 고체 또는 액체일 수 있다. 중간 융점이란 폴리올 지방산 폴리에스테르의 요오드값이 약 25내지 약 55, 바람직하게는 약 36내지 약 55인 것을 뜻한다. 중간 용점의 폴리에스테르의 바람직한 제조방법은 부분적으로 수소화된 대두유 메틸 에스테르및 거의 완전히 수소화된 대두유 메틸 에스테르의 혼합물로 당 또는 당 알콜을 에스테르화하는 것이다. 액상의 당 또는 당 알콜 지방산 폴리에스테르의 요오드값은 약 60 내지 약 130이다. 액상의 폴리에스테르를 제조하자면 폴리올 분자에 혼입된 지방산의 약 절반 이상이 불포화되어야 한다. 올레산과 리놀레산 및 이들의 혼합물들이 특히 바람직하다. 하기의 것들은 특수한액상의 폴리올 지방산 폴리에스테르의 비제한된 예이다: 수크로오스 헵타올레에이트, 수크로오스 옥타올레에이트, 대두유 지방산(불포화)의 글루 코오스 테트라에스테르, 소르비톨 테트라올레에이트, 불포와 대두유 지방산의 소르비톨 헥사에스테르, 크실리톨 펜타올레에이트, 및 이들의 혼합물, 액상의 폴리에스테르는 연질유로서 작용할 수 있다. 고체의 당 또는 당 알콜 지방산 폴리에스테르의 요오드 값은 약 12 이하이다. 고체 폴리에스테르에는 불포화된 것보다는 포화된 것이 많고 단쇄보다는 장쇄가 더 많은 지방산 쇄를 함유한다. 고체 폴리에스테르의 대표적인 예로는 수크로오스 옥타스테아레이트, 수크로오스 옥타팔미테이트, 크실리톨 펜타팔미테이트, 갈락토오스 펜타팔미테이트 등이 있다. 고체 폴리에스테르는 경질물로서 작용할 수 있다. 공지로 되어있는 것은 액상의 폴리올 지방산 폴리에스테르가 바람직하지 못한 항문누설(anal leakage) 효과를 유발한다는 것이다. 잔데섹(Jandacek) 등의 미합중국 특허 제 4,005,195호 및 제 4,005,196호에는 액상의 폴리에스테르에 항문누설 방지제를 가하여 이 문제를 피하는 방법이 나와 있다. 따라서 본 발명에 의한 액상의 당 및 당 알콜 지방산 에스테르에는 이 에스테르의 누설을 방지하기 위해 충분한 양의 항문누설방지제가 추가되어 있다. 바람직한 항문누설 방지제의 양은 에스테르에 대해 약 3중량% 이상인데, 보다 바람직한 양은 약 3중량% 내지 약 10중량 %이다. 액체/고체 안정성이 큰 폴리올 지방산 에스테르는 항문누설억제효과가 크다. 액체/고체 안정성이란 에스테르의 액체 부분이 고체 부분으로부터 쉽게 분리되지 않는다는 뜻이다. 본 발명의 당 및 당 알콜 지방산 에스테르의 액체/고체 안정성은 약 30% 이상, 보다 바람직하게는 약 50％이상, 보다 바람직하게는 약 70%이상, 가장 바람직하게는 약 90% 이상이다. 당 및 알콜 지방산 에스테르에서의 최소 고체 함량은 항문누설 방지에 필요한 만큼이 바람직하다. 따라서 에스테르 중의 고체 지방 함량은 100°F(37.8℃)에서 약 3% 이상, 보다 바람직하게는 약 3% 내지 약 10%이다. 100℃F(37.8℃)에서의 바람직한 최대 고체지방 함량은 약 30%이다. 또한 바람직한 것은 전단속도 10sec-1에서 10분간 정상 전단작용을 준 후 100℃F(37.8℃)에서의 에스테르의 점도가 약 0.5포이즈(poise) 이상, 보다 바람직하게는 약 5 포이즈 이상, 가장 바람직하게는 약 15포이즈 이상인 것이다. 이들 에스테르의 바람직한 점도 상한치는 전단속도 10 sec-1에서 10분간을 전단작용을 준 후 약 800포이즈이다. 본 발명에서 사용되는 극히 바람직한 당 또는 당알콜 지방산 에스테르는 수크로오스 지방산 에스테르이다. 바람직한 수크로오스 지방산 에스테르는 이들의 대부분의 히드록실 그룹이 지방산으로 에스테르화된 것이다. 수크로오스 지방산 에스테르의 약 85%이상, 가장 바람직하게는 약 95% 이상이 옥타에스테르, 헵타에스테르와 헥사에스테르 및 이들을 혼합물 중에서 선택된다. 바람직하게는 이들 에스테르의 약 35%이하가 헥사에스테르 또는 헵타에스테르이고, 수크로오스 지방산 폴리에스테르의 약 60% 이상은 옥타에스테르이다. 가장 바람직하게는 에스테르의 약 70%이상이 옥타에스테르인 것이고, 또한 가장 바람직한 것은 에스테르의 펜타-및 저급 에스테르 총 함량이 약 3%이하인 것이다. 수크로오스 지방산 에스테르의 바람직한 요오드 값은 약 10 내지 약 60인데, 약 25 내지 약 60 이 보다 바람직하다. 당 또는 당알콜 지방산 폴리에스테르 외에도 본 발명의 지방 조성물 중의 나머지에는 쇼오트닝이나 유(油)제품에 존재하는 첨가성분들과 같은 종래의 지방 조성물 성분이 포함된다. 이들 첨가성분에 속하는 것들로는 트리글리세라이드 지방 및/또는 지방 대체물이 있다. 바람직하게는 본 발명의 지방 조성물 중에 당 또는 당 알콜 폴리에스테르 약 20% 내지 약 55%와 트리 글리세라이드 지방 약 45% 내지 약 80%가 함유되는데, 보다 바람직한 것은 폴리에스테르 약 25% 내지 약 50%와 트리글리세라이드 약 50% 내지 75%인 것이고, 가장 바람직한 것은 폴리에스테르 약 30% 내지 약 45%와 트리글리세라이드 약 55% 내지 약 70%인 것이다. 트리글리세라이드 지방은 연질유, 경질(硬質)지방 및/또는 중간 융점의 트리글리세라이드이면 된다. 적당한 연질유의 요오드값은 약 70 내지 약 130이다. 트리글리세라이드 연질유는 동물성, 식물성 또는 바다를 그 공급원으로 하여 유도되는 것인데 여기에는 면실유, 대두유, 유채유, 저에루크산 유채유, 캐놀라유, 해바라기유, 옥수수유, 땅콩유, 홍화유(紅花油)등과 같은 천연유나 이들의 혼합물이 포함된다.
액상의 대두유가 바람직한 연질유이다. 트리글리세라이드 경질 지방은 거의 완전히 수소화된 트리글리세라이드 지방 또는 오일로서 요오드 값이 약 12를 초과하기 않은 것이라야 한다. 경질 트리글리세라이드 지방 또는 오일로서 요오드 값이 약 12를 초과하지 지방은 팜유, 면실유, 해바라기유, 옥수수유, 땅콩유 등의 천연유나 이들의 혼합물을 수소화하여 얻는다. 팜유가 경질 지방으로 사용하기에 바람직하다. 적당한 중간 융점의 트리글리세라이드의 요오드값은 약 25 내지 약 60이다. 수소화되어 중간 융점의 지방을 생성하는 트리글리세라이드 오일은 대두유, 팜유, 면실유, 땅콩유, 코코넛유 등이나 이들의 혼합물이다. 에스테르 교환반응에 의해 제조되는 재배열된 지방이나 오일도 사용할 수 있다. 바람직한 중간 융점의 지방을 수소화하여 그 요오드값이 약 35 내지 약 55가 되게 한다. 여러가지 저칼로리 지방 대체 또는 이들의 혼합물은 본 발명의 지방 조성물에 사용하여 당 또는 당 알콜 에스테르를 구성하지 않는 지방 조성물의 전부 또는 일부를 구성하는데 사용하기 적합하다. 이러한 물질들의 예로는 폴리카르복실산의 지방 알콜 에스테르(미합중국 특허 제 4,508,746호, 1985. 4. 2 Hamm에 허여되어 CPC 인터내셔날 인코포레이티드에게 양도됨); 폴리글리세롤의 지방 폴리에테르(미합중국 특허 제 3,932,532호 1976. 1. 13 Hunter 등이 허여되어 ICI 유나이티드 스테이트 인코포레이티드에게 양도됨) (식품용도에 관해서는 독일연방 공화국 특허 제 207,070호(1984. 2. 15)에 나와 있음); 네오펜틸기를 가진 폴리올의 에테르 및 에테르-에스테르(미합중국 특허 제 2,962,419호, 1960. 11. 29 Minich에 허여됨); 말론산 및 숙신산 등과 같은 디카르복실산의 지방 알콜 디에스테르(미합중국 특허 제 4,582,927호, 1986. 4. 15 Fulcher에 허여되어 프리토-레이 인코포레이티드에게 양도됨); 알파 측쇄-알킬 카르복실산의 트리 글리세라이드 에스테르(미합중국 특허 제 3,579,548호, 1971. 5. 18 화이트에 허여되고 더 프록터 앤드 갬블 캄파니에게 양도됨); 이염기산의 디에스테르, 지방산 디글리세라이드(미합중국 특허 제 2,874,175호 Feuge 등); 폴리오르가노실록산(유럽 특허원 제 205,273호, Frye) 및 알파 아실화글리세라이드(미합중국 특허 제4,582,715호, Volpenhein) 등이 있다. 본 발명에서 지방 대체물로 사용하기 적합한 것들로는 중쇄 트리글리세라이드, 고도로 에스테르화된 폴리글리세롤 에스테르, 아세틴 지방, 식물성 스테롤 에스테르, N-오일, 폴리옥시에틸렌 에스테르, 조조바(jojoba) 에스테르, 지방산의 모노/디글리세라이드, 단쇄의 이염기산의 모노/디글리세라이드, 실리콘 오일/실록산(예 : 본 명세서 참조 인용된 다우 코포레이션의 유럽 특허원 제 205, 273호) 및 입자공학적으로 덱스트린을 만들어 이를 지방 대체물에 첨가해서 제조된 올레스트린(Olestrin) (Reach Assoc., Inc)등이 있다. 이들 오일과 본 발명의 지방 조성물을 수소화, 동결방지처리(winterization), 탈랍, 에스테르 교환반응 또는 기타 표준처리법 등의 방법 중 한가지 이상의 방법으로 처리한다. 본 발명의 지방 조성물 중에 각종 첨가제를 사용할 수 있는데, 단 이들은 먹을 수 있는 것이라야 하고 심미감이 있어야 하며 조성물에 대하여 치명적인 영향을 미치지 않은 것이라야 한다. 조성물 중에는 보통 임의의 품미제, 색소, 유화제, 항스패터링제(anti-spatteringagent), 점착방지제, 산화방지제 등을 소량 함유한다. 지방 조성물을 구운 음식에 사용할 경우 유화제를 약 1% 내지 약 7% 함유하는 것이 바람직한데 모노 글리세라이드와 디글리세라이드가 바람직한 유화제이다. 또 다른 바람직한 유화제는 저급 수크로오스 지방산 에스테르(모노-, 디- 및 트리에스테르)이다. 본 발명에 의한 바람직한 쇼오트닝은 중간 융점의 당 또는 당 알콜 지방산 폴리에스테르 약 10중량% 내지 약 50%, 경질물(경질 트리글리세라이드 및/또는 고체 당 또는 당 알콜 지방산 폴리에스테르) 약 5중량% 내지 약 15중량%, 액상의 연질유(트리글리세라이드 및/또는 액상의 당 또는 당 알콜 지방산 폴리에스테르) 약 40중량% 내지 약 80중량% 및 유화제 약 1중량% 내지 약 10중량%로 되어 있다.
본 발명의 지방 조성물은 앞서 나온 공지의 방법중 어떤 방법을 사용하여도 그 제조가 가능하다. 가소성 소오트닝 가공에 관해서는 문허[Applewhite, Bailey's Industrial Oil and Fat Products, 4th Edition, Vol. 3, pp. 100-104, John Wiley Sons, New York(1985)]에 나와 있다. 여기에 나온 방법은 모두가 쇼오트닝에 대한 체리 부렐(Cherry-Burrell)식 저온 및 가소화 장치(Cherry-Burrell, Anco/Votator Division, Louisville, Kentrcky)이다. 고도의 통기처리용으로 바람직한 장치는 게르스텐베르크 앤드 아게(Gerstenberg Agger)식 고압 질소주입 장치(Gerstenberg Agger Co., 19, Frydendalsvej, DK 1800 Copenhagen V, Denmark)이다.
지방 조성물의 통기처리에 사용되는 식용가스는 공기, 질소, 이산화탄소, 기타 비활성 기체, 아산화 질소 또는 옥타플루오로시클로부탄 등과 같은 통상의 무해라고도 식용 가능한 가스이면 된다. 본 발명에서는 이들 가스에 대해서는 한정을 하지 않고 있다. 지방 조성물 중으로는 가스 주입량을 조절함으로써 최종 제품 중에 가스가 약 5용적% 내지 약 95용적% 함유되게 한다. 본 발명에 대한 바람직한 통기처리된 지방 조성물은 식용가능한 가스를 약 25용적% 내지 약 75용적% 함유한 것인데, 보다 바람직한 것은 약 35용적% 내지 약 65용적%이고, 가장 바람직한 것은 약 40용적% 내지 약 60용적%이다. 이들 용적은 70°F(21℃)의 실온에서 측정한다. 통기처리 후 지방 조성물을 포준용기 속에 포장하고 템퍼링한 후 자장하였다가 사용한다. 본 발명의 지방 조성물을 단독으로 쇼오트닝 같은 통기처리된 개량된 지방 조성물로 사용할 수 있으며, 또한 이것을 사용하여 저장안정성이 있는 통기처리된 식품을 제조 할 수 있다. 이들 식품은 본 발명의 지방 조성물을 약 10중량% 이상 함유하는데, 바람직하게는 약 20중량%이상, 보다 바람직하게는 약 50중량% 이상, 그리고 가장 바람직하게는 약 80중량%이상 함유하는 것이 좋다. 본 발명에 의한 바람직한 통기처리된 식품은 식물성 토핑(topping), 식탁용 스프레드, 디저어트용 토핑, 무우스, 프로스팅, 커스티드, 푸딩, 디저어트용 충전물, 냉동 디저어트, 제과용 충전물, 크리임 치이즈, 가공육, 스낵딥(snack dip)및 스낵 토핑 중에서 선택된다. 식탁용 스프레드에 속하는 것으로는 대용 버어터 또는 대용 땅콩 버어터가 있다. 바람직한 것은 스프레드에 버어터 풍미를 갖게 하는 것이다. 고도로 통기처리되기 때문에 스프레드 종래의 식탁용 스프레드 보다 훨씬 쉽게 바를 수 있다. 식물성 토핑에 속하는 것으로는 사우어 크리임(sour cream)과 골파 풍미의(chives-flavored) 토핑을 포함하여 대용 사우어 크림이 있다. 프로스팅이나 아이싱은 상당량의 지방 조성물을 함유한 크리임 프로스팅이다. 디저어트용 토핑으로는 대용 기포 크리임(예:Coll Whip형 제품)과 기타 기포성 토핑이 있다.
냉동 디저어트로는 대용 아이스크리임, 아이스밀크, 셔어벗(sherbet), 냉동 커스터드, 냉동 요거트, 멜로린, 파페이(parfait), 및 프레이프(frappe)등과 같은 우유 성분을 함유하거나 함유하지 않은 냉동 디저어트가 있다.
크리임 충전물은 디저어트 충전물의 한가지 예이다. 크리임 충전물을 스낵 케이크와 기타 구운 식품 등과 같은 식품에 사용한다. 본 발명의 지방 조성물을 사용하여 쵸코릿이나 바닐라 충전물과 같은 제과용 내부 크리임 충전물을 제조할 수 잇다. 저칼로리 크리임 치이즈를 본 발명에 따라 제조하기도 한다. 본 발명의 식품에 속하는 것들로는 본 발명의 쇼오트닝으로 지방을 대체할 수 있는 볼로냐, 살라미 또는 소오세지 같은 가공육이다. 스낵 딥과 스낵 토핑은 본 발명의 지방 조성물로 제조하는데 파이 크러스트(pie crust)가 여기에 속한다.
본 발명에 의한 바랍직한 식탁용 스프레드에는 본 발명의 지방 조성물을 약 95중량% 내지 약 99중량%, 소금을 약 0.5중량% 내지 약 2중량%, 풍미제를 약 0.2중량% 내지 약 2중량%, 그리고 기타 미량 성분을 약 0.001중량% 내지 약 1중량% 함유한다. 본 발명의 식품을 냉동처리, 실온처리, 마이크로파처리, 통조림 처리하거나 기타 종래 방법으로 처리한다. 본 발명의 지방 조성물을 함유하지 아니하는 식품의 일부는 종래의 식품 첨가 성분을 함유할 것이며, 어떠한 성분이라도 식품에 적합하다.
분석방법
I. 당 또는 당 알콜 지방산 폴리에스테르의 점도 측정.
A. 시료 제조
190°F(87.8℃)의 뜨거운 수욕 중에서 폴리에스테르 시료를 용융시키고 철저히 혼합한 후 10g을 칭량(稱量)하여 바이알(vial) 속에 넣고 밀봉한 다음 뜨거운 수욕 중에서 190°F(87.8℃)이상으로 가열한다. 시료를 항온실 중에서 100°F±5°F(37.8°±3℃)에서 24시간 동안 재결정화시키고 24시간 경과 후 시료를 꺼내어 점도계로 점도를 측정한다.
B. 페란티-셔얼리(Ferranti-Shirley) 점도계 조작방법
600g 염력 스프링(torque spring)이 장치된 페란티 - 셔얼리 점도계(Ferranti Electric, Inc., 87 Modular Ave., Commack, NY 11725)를 사용하여 점도측정을 한다. 콘(cone)을 제자리에 넣고 점도계 온도를 100°F(37.8℃)로 조절한다. 차아트 기록기를 교정하고 콘과 플레이트 사이의 간격을 고정한다. 콘 속도를 체크하고 콘과 플레이트 온도를 100°F(37.8℃)로 맞춘다. 페널 콘트롤(panel control)을 설정한 후 플레이트와 콘 사이에 시료를 충분히 넣어 이 틈새를 완전히 메운다. 온도를 100°F(37.8℃)에서 약 30초 동안 안정되게 한 다음 10 sec-1 전단속도에 대한 rpm을 선정하여 스트립 차아트 기록기에 기록하면서 시험을 시작한다. 전당응력(shear stress)이 최대치에 도달하는 시점으로부터 10분 경과했을 때의 전단응력을 기록한다.
점도(poise) = 전단응령 (dynes/㎠) / 전단속도 (sec-1)
II. 당 또는 당 알콜 지방산 폴리에스테르의 액체/고체
안정성 측정
시험용 조성물 시료를 190°F(87.8℃) 이상의 뜨거운 수욕 중에서 가열하여 완전히 용융시킨 후 철저히 혼합하고 시료를 100°F(37.8℃)에서 원심분리관 속에 부어 넣는다. 이 시료를 항온실 중에서 100°F(37.8℃)에서 24시간 재결정화시킨 다음 100°F(37.8℃)에서 1시간 동안 60,000rpm에서 원심분리 처리한다. 시료에 미치는 힘은 486,000g 이다. 분리된 액체(%)는 액상과 고상의 상대적인 높이를 비교함으로써 측정한다.
T-1
III. 고체 지방 함량(SFC : Silid Fat Content) 측정
SFC 값을 측정하기 전에 당 또는 당 알콜 지방산 폴리에스테르 시료를 158°F(70℃)이상의 온도로 최소한 0.5 시간 이상 동안 시료가 완전히 용융될 때까지 시료를 가열하여 40°F(4.4℃)에서 72시간 이상 동안 템퍼링한 후 펄스 자기 공명법(pulsed magnetic resonance)으로 100°F(37.8℃)에서의 시료의 SFC 값을 구한다. 펄스 자기공명법에 의한 SFC값 측정법에 관해서는 문헌[참조 : Madison and Hill, J. Amer. Oil Chem. Soc., Vol. 55(1978), pp. 328-31]에 나와 있다. 펄스 자기공명법에 의한 SFC 측정법에 관해서는 다른 문헌[참조 : A.O.C.S. Official Method Cd. 16-81, Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists Society, 3rd Ed., 1987]에도 나와 있다.
IV. 지방산 조성
당 또는 당 알콜 지방산 폴리에스테르 시료의 지방산 조성(FAC)은 열전도도 건지기와 자동 시료채취기 (Hewlett-Packard Model 7671A)가 장치된 가스 크로마토그라프(Hewlett-Packard Model S712A)를 사용하여 가스 크로마토그래피법으로 측정한다. 사용된 크로마토그래피법에 관해서는 문헌[참조 : Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists Society, 3rd., 1984, Procedure Ce 1-62]에 나와 있다.
V. 폴리에스테르의 에스테르 분포
정상상(normal-phase) 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 폴리에스테르 시료의 옥타-, 헵타-, 헥사- 및 펜타-에스테르 각각 및 테트라- 내지 모노-에스테르의 총광적인 상대적 분포를 측정한다. 이 방법에서 실리카겔이 충전된 칼럼을 사용하여 폴리에스테르 시료를 분리하여 각각의 에스테르 그룹을 얻는다. 헥산 및 메틸 - t-부틸 에테르를 이동상 용매로 사용한다. 질량 검지기(예: 증발 광산란 검지기)를 사용하여 각 에스테르 그룹을 정량한다. 검지기 응답을 측정한 다음 100%로 정규화시킨다. 각 에스테르 그룹을 상대적인 백분율로 나타낸다.
VI. 지방산 조성물 중의 식용 가스의 융적 측정방법.
기지의 중량과 융적을 가진 컵을 사용하여 측정한다. 지방 조성물을 융점 이상의 온도로 가열하여 완전히 용융시킨다.(당 또는 당 알콜 지방산 폴리에스테르를 190°F(87.8℃) 이상의 온도에서 가열한다). 상기 컵을 응용된 지방 조성물로 채우고, 그 중량을 측정한다. 동일한 컵에 용융되지 아니한 지방 조성물을 실온(70°F, 21℃)에서 채우고 그 중량을 측정한다. 용융된 지방 조성물과 용융되지 아니한 지방 조성물의 중량은 전체중량으로부터 컵의 중량을 빼주어 구한다. 지방 조성물중의 식용 가스의 백분유(%)은 다음과 같이 구한다.
T-2
다음 실시예는 단지 본 발명을 설명하고자 하는 것이지, 정의된 본 발명의 범위를 청구된 범위로 제한하고자 함이 아니다.
실시예1
크리스코(Crisco) 쇼오트닝과 수크로오스 지방산 폴리에스테르 쇼오트닝의 시료에 질소가스를 주입하여 고도로 통기 처리한다. 크리스코는 대듀유와 팜유를 부분 수소화하여 제조한 종래의 트리글리세라이드 쇼오트닝(제조원 : Procter Gamble, Cincinnati, Ohio)이다. 수크로오스 지방산 폴리에스테르 쇼오트닝에는 다음과
같은 성분이 함유되어 있다.
T-3
*중간융점의 수크로오스 폴리에스테르는 부분 경화된(I.V. 107)
대두유 메틸 에스테르와 거의 완전히 경화된(I.V.8) 대듀유 메틸 에스테르의 45:55 비율의 혼합물로부터 제조한다. 폴리에스테르는 다음과 같은 특성을 가지고 있다:
옥타에스테르 90.7%, 헵타에스테르 9.3%; 50°F(10℃)에서의 SFC 64.8%, 70°F(21℃)에서의 SFC 52.4%, 80°F(27℃)에서의 SFC 39.3%, 92°F(33℃)에서의 SFC20.7%, 및 105°F(41℃)에서의 SFC 5.4%; 지방산 조성 : C1611.7%, C1861.2%, C18:112.6%, 및 C18:214.5%; 요오드값 36; 전단 속도100sec-1에서 정상 전단을 작용시키고 10분 경과한 후의 100°F(37.8℃)에서의 점도 88.6포이즈(poise); 및 100°F(37.8℃)에서의 액체/고체 안정성 93%.
**거의 완전히 경화된 대두유 메틸 에스테르로부터 제조된 경질 수크로오스 폴리에스테르는 다음과 같은 특성을 가지고 있다: 옥타에스테르 92.4%, 헴타에스테르 7.6%; 50°F(10℃)에서의 SFC 90%이상, 70°F(21℃)에서의 SFC 91.1%, 80°F(27℃)에서의 SFC 92.2%, 92°F(33℃)에서의 SFC 87.8%, 105°F(41℃)에서의 SFC 69.1%; 지방산 조성 : C169.6%, C1887.3%, C18:11.5%, C18:20.4%, 및 C200.5%; C18:1, 요도드값 1.9.
게르스텐베르크 앤드 아게(Gerstenberg Agger)고압 질소주입장치[Labo-Perfector Type 4-57 R22(Gerstenberg Agger Company, 19, Frydendalsvej, DK 1800 Copenhagen V, Denmark]를 사용하여 쇼오트닝 속으로 질소를 주입한다. G A 장치는 혼합 탱크, 탱크로부터 오일을 이동시키는 오일라인, 이 오일라인에 연결된 가압 펌프, 가압탱크로부터 오일라인 속으로 질소를 주입하기 위한 주입구, 오일을 결정화하는 정적 열교환기, 오일에 기계적인 힘을 가하여 쇼오트닝의 점조성을 양호하게 하는 직열로 된 두개의 피커 박스(picker box) 및 유출밸브로 구성되어 있다.
크리스코 쇼오트닝을 유사한 처리조건과 560 내지 575psi의 질소압을 사용하여 쇼오트닝의 46.8용적%인 질소로 통기처리하고, 수크로오스 지방산 폴리에스테르 쇼오트닝을 질소 54.7용적%의 수준으로 통기처리한다.
쇼오트닝을 85°F(29℃)에서 24시간 템퍼링한 후 70°F(21℃)에서 저장한다. 고도로 통기처리된 크리스코 쇼오트닝은 템퍼링 후 (및 저장 후)에 붕괴된 불균일한 외관을 나타내었고, 기포가 크게 응집하고 있었다. 이에 비하여 템퍼링하고 나서 70°F(21℃)에서 24시간 저장했을 경우 고도로 통기처리된 수크로오스 폴리에스테르 쇼오트닝은 평활하고 크리임성의 균일한 외관을 나타내었고 붕괴현상은 없었다. 수크로오스 폴리에스테르 쇼오트닝은 6개월 경과 후 이러한 양호한 외관과 조직을 그대로 유지하고 있었다.
실시예2
버어터 풍미를 가진 식탁용 스프레드를 다음과 같은 성분으로 제조한다.
T-4
버어터 풍미의 스프레드를 마아가린이나 버어터 대용으로 사용한다. 이는 용이하게 바를 수 있으며 크리임성의 부드러운 외관을 가지며 실온에서 약 6개월 이하동안 저장하여도 잘 붕괴되지 않는다. 더욱이 이것은 수분을 함유하고 있지 않기 때문에 버어터나 마아가린보다 미생물적으로 안정한 저장성을 가지고 있다.
실시예 3
고도로 통기처리된 수크로오스 지방산 폴리에스테르 쇼오트닝을 실시예 1에서와 같이 제조한다.
한 쇼오트닝을 질소 51%로 통기처리하고, 또 다른 쇼오트닝은 질소 60%로 통기처리한다. 실험을 통하여 구은 뜨거운 감자 위에 발랐을 때 이들 쇼오트닝의 용융속도와 버어터 및 마아가린의 용융속도를 비교한다.
유사한 크기의 감자를 마이크로파 오븐 중에 넣고 구운 다음 감자를 길이방향으로 잘라 양쪽 끝을 약간 압축하고 나서 토핑을 감자 위에 얹고 완전히 용융되는 시간을 측정한다. 수득된 결과는 다음 표 1에 나와 있다.
토핑이 완전히 용융되면 시간 측정을 끝낸다.
[표 1]
T-5
결과로부터 결론지을 수 있는 것은 본 발명에 의한 고도로 통기처리된 수크로오스 폴리에스테르 쇼오트닝은 감자나 기타 뜨거운 채소류의 토핑용으로 적당하다는 점이다. 이 쇼오트닝이 버어터와 마아가린처럼 신속히 용융하지는 않지만 허용할 만한 시간(약 70 내지 75초)내에서는 용융한다. 더욱이 쇼오트닝의 대부분의 용적은 감자에 도포하고 나면 버어터와 마아가린처럼 신속하게 용융한다. 이들 쇼오트닝에 사우어 크리임과 차이브 풍미 또는 버어터 풍미를 가해주면 이들의 감자에 도포되었을 때의 맛을 향상시키게 된다.

Claims (10)

  1. 지방 조성물을 이의 고형분의 융점 이상의 온도로 가열하여 액상의 지방을 형성하고, 고압하에 이 액상의 지방에 식용 가스를 주입하고, 표면이 거친 열교환기에서 고압하에 액상의 지방을 급냉시켜 결정핵을 생성시키고, 결정화 장치를 고압하에 통과시켜 지방을 완만히 교반하면서 연속적으로 결정화 시킨 다음 지방을 드로틀(throttle) 밸브로 통과시켜 압력을 방출시키고, 용해된 가스를 용액으로부터 방출시키면서 미소한 기포상태로 분산시킨 다음, 지방 조성물을 최종 결정화 단계에서 일정온도로 유지하는 단계를 포함하며, 여기서 지방 조성물을 (a) 당 및 당 알콜의 히드록실 그룹이 4 내지 8개이고, 폴리에스테르 중의 지방산 에스테르 그룹이 4개 이상이며, 각 지방산 그룹의 탄소원자가 2 내지 24개인, 당 지방산 폴리에스테르 및 당 알콜 지방산 폴리에스테르, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 지방 대체물 20중량 %이상; 및, (b) 상기(a)의 당 지방산 폴리에스테르와 당 알콜 지방산 폴리에스테르 이외의 지방 대체물, 트리글리세라이드 지방, 유화제, 풍미제, 색소, 스패터링 방지(anti-spattering)제, 점착방지제, 산화방지제 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 지방 조성물 성분 80%이하를 함유하고; (c) 추가로 지방 조성물 중에 균일하게 분산시킨 식용가스 25용적% 내지 75용적%를 함유하며;
    (d) 상기(a)의 지방 대체물의, 전단속도 10sec-1에서의 정상전단 적용 10분 경과 후의 100°F(37.8℃)에서의 점도가 0.5포이즈(poise)이상이고, 100°F(37.8℃)에서의 액체/고체 안정성이 30% 이상인 고도로 통기처리된 지방 조성물을 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 지방 대체물이 수크로오스 지방산 폴리에스테르인 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 지방 조성물중의 식용가스의 함량이 35용적%내지 65용적%인 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 지방 대체물의 액체/고체 안정성이 50% 이상인 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 지방 대체물의 전단 속도10 sec-1에서의 정상 진단 적용 10분 경과 후의 100°F(37.8℃)에서의 점도가 5포이즈 이상인 방법.
  6. 쇼오트닝을 이의 고형분의 융점 이상의 온도로 가열하여 액상의 지방을 형성하고, 고압하에 이 액상의 지방에 식용 가스를 주입하고, 표면이 거친 열 교환기에서 고압하에 액상의 지장을 급냉시켜 결정핵을 생성시키고, 결정화 장치를 고압하에 통과시켜 지방을 완만히 교반하면서 연속적으로 결정화시킨 다음 지방을 드로틀 밸브로 통과시켜 압력을 방출시키고, 용해된 가스를 용액으로부터 방출시키면서 미소한 기포상태로 분산시킨 다음, 쇼오트닝을 최종결정화 단계에서 일정온도로 유지하는 단계를 포함하며, 여기서 쇼오트닝은 (a) 중간 융점의 폴리에스테르의 요오드값이 25 내지 55이고, 당 및 당 알콜의 히드록실 그룹이 4 내지 8개이며, 폴리에스테르 중의 지방산 에스테르 그룹이 4개 이상이고 각 지방산 그룹의 탄소원자가 2 내지 24개인, 당 지방산 폴리에스테르 및 당 알콜 지방산 폴리에스테르, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 중간 융점의 지방 대체물 10중량% 내지 50중량%; (b) 요오드값이 12이하이고, 당 및 당 알콜의 히드록실 그룹이 4 내지 8개이며 폴리에스테르 중의 지방산 에스테르 그룹이 4개 이상이고, 각 지방산 그룹의 탄소원자가 2 내지 24개인, 경질 트리글리세라이드, 경질 당 지방산 폴리에스테르, 경질 당 알콜 지방산 폴리에스테르 및 이들의 혼합물중에서 선택되는 경질물 5중량% 내지 15중량%; (c) 연질유 트리글리세라이드의 요오드값이 70 내지 130이고 연질유 폴리에스테르의 요오드값이 60 내지 130이며, 당과 당 알콜의 히드록실 그룹이 4 내지 8개이고 폴리에스테르 중의 지방산 에스테르 그룹이 4 개 이상이고, 각 지방산 그룹의 탄소원자가 2 내지 24개인, 연질유 트리그리세라이드, 연질유 당 지방산 폴리에스테르, 연질유 당 알콜 지방산 폴리에스테르 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 연질유 40중량% 내지 80중량%; 및; (d) 유화제 1중량% 내지 10 중량%를 함유하고; (e) 추가로 쇼오트닝 중에 균일하게 분산시킨 식용 가스 25용적% 내지 75용적%를 함유하며; (f) 상기(a)의 지방 대체물의 전단속도 10sec-1에서의 정상전단 적용 10분 경과 후의 100°F(37.8℃)에서의 점도가 0.5포이즈 이상이고, 100°F(37.8℃)에서의 액체/고체 안정성이 30% 이상인고도로 통기처리된 가소성 쇼오트닝 제품을 제조하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 폴리에스테르가 수크로오스 지방산 폴리에스테르인 방법.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 지방 조성물 중의 식용 가스 함량이 35용적% 내지 65용적%인 방법.
  9. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 지방 대체물의 액체/고체 안정성이 50% 이상인 방법.
  10. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 지방 대체물의 전단 속도 10 sec-1에서의 정상전단 적용 10분 경과 후의 100°F(37.8℃)에서의 점도가 5포이즈 이상인 방법.
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