KR100792269B1 - 개선된 인산 전분 에스테르 조성물, 그 제조 방법 및식품에서의 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선택적으로 올리고당 존재 하에 반응 효율이 향상되고 부반응이 감소된 인산 전분 모노에스테르의 제조 방법을 제공한다. 또한 점도가 높고 잔류 염의 함량이 적은 것을 특징으로 하는 개선된 인산 전분 모노에스테르 제품, 그러한 제품의 식품에서의 용도 및 그것을 재료로 하여 제조되는 향상된 식품 조성물을 제공한다.
전분, 인산염, 모노에스테르, 인산화, 올리고당, 반응 효율, 부반응, 식품

Description

개선된 인산 전분 에스테르 조성물, 그 제조 방법 및 식품에서의 사용 방법 {IMPROVED STARCH PHOSPHATE ESTER COMPOSITION, PROCESS AND METHOD OF USE IN FOOD}
도 1은 본 발명의 방법(두 가지 상이한 온도에서 시료 1과 시료 2을 취함)과 종래 방법(시료 3)에 의해 동일한 정도로 인산화시킨 밀랍성 옥수수 전분의 브라벤더(Brabender) 점도의 비교 그래프.
도 2는 본 발명의 방법으로 인산화시킨 밀랍성 옥수수 전분의 브라벤더 점도의 그래프로서, 하나의 시료는 10% 올리고당의 존재 하에 가열되었고 다른 시료는 올리고당이 없는 상태로 가열된 것임.
본 발명은 선택적으로 올리고당의 존재 하에 반응 효율이 향상되고 부반응이 감소된 인산 전분 모노에스테르(starch phosphate monoester)의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 점도가 높고 잔류 염의 양이 적은 개선된 인산 전분 모노에스테르 제품, 식품에서의 그것의 용도 및 그것을 사용하여 제조되는 향상된 식품 조성물을 포함한다.
인산 전분 모노에스테르는 변성되지 않은 전분에 비해 점도가 더 높고 더 투명하고 더 안정한 분산물(dispersion)이 얻어지는 음이온성 유도체이다(참고문헌: Solarek, D.B., Phosphorylated Starches and Miscellaneous Inorganic Esters: Properties and Uses, CRC Press, Boca Raton, 1986, 103쪽). 인산 전분 모노에스테르의 포스페이트 치환율을 증가시킴으로써 바람직하게 더 낮은 젤라틴화 온도가 얻어진다(참고문헌: 상동). 그러나 인산화(phosphrylation) 수준을 증가시키는 것도 종종 잔류 무기 인산염 함량이 높은 산물을 제공한다. 인산 전분 모노에스테르 제품의 점도는 염과 pH 조건에 민감한 것으로 알려져 있다(참고문헌: 상동).
전분을 인산화하는 종래의 방법은 일반적으로 기재 전분을 알칼리 금속 인산염에 함침시키고 이어서 가열하여 인산화 공정이 진행되도록 하는 것이 필요하다. 미국특허 제4,166,173호에 예시되어 있는 통상적 제조 과정에 의하면, 전분 케익을 2∼30 중량%의 알칼리 금속 트리폴리포스페이트 염의 수용액으로 처리하는 방법이 기재되어 있다. 처리된 전분 케익은 이어서 수분 함량 20% 이하로 건조되고 가열되어 인산화 반응이 진행된다. 일반적으로 가열 처리하기 전의 수분 함량은 수분이 인산화 반응을 방해하는 것을 막기 위해 20% 이하로 폭 넓게 제한된다. 전분의 인산화를 일으키는 열처리는 대류식 오븐(convection oven) 또는 진공 오븐 및 종래의 덱스트린화 장치(dextrinizer)에서 실행되는 것이 가장 보편적이다.
인산 전분 모노에스테르는 또한 유동층(fluidized bed) 기술로 제조되어 왔다. 미국특허 제3,284,443호에는 유동층 반응기에서 수분 함량이 20% 이하이고 온도 범위가 149℃ 내지 232℃인 조건 하에 연속식 및 회분식 공정으로 행해지는 전 분의 인산화가 제시되어 있다. 이 방법의 높은 온도는 긴 반응 시간과 결부되어 높은 수준의 인산 결합과 그에 따라 양호한 반응 효율을 얻을 수 있다. 그러나 높은 온도와 긴 반응 시간은 유의적인 전분의 가수분해를 유발하여 점도와 순도가 낮은 제품을 초래하며, 이러한 제품은 불량한 색과 좋지 않은 맛으로 인해 식품에 사용되기에 부적합하다는 것이 알려져 있다.
미국특허 제3,843,377호 및 국제특허 공보 WO 99/64467에도 5% 이하의 수분, 100℃ 내지 175℃의 온도 및 20 내지 60분의 시간인 반건조(semi-dry) 조건 하에 전분과 요소를 가열하기 위해 유동층 반응기를 사용하는 것이 제안되어 있다. 이러한 방법은 전분에 결합되는 인과 함께 다량의 결합 질소를 초래한다. 부가적으로 상기 방법은 부산물로서 바람직하지 않게 암모니아를 방출시킨다. 그 결과 이들 제품은 식품 용도와 같은 특정 용도에 부적합하다. 실질적으로 수분이 없는 조건, 즉 수분 함량이 1% 이내로 유지되는 조건을 성취하기 위해 유동화 상태를 이용하는 것은 알려져 있지 않다.
공지된 방법은 저온에서 짧은 반응 시간에 높은 반응 효율로 진행하지 않으므로 부반응과 잔류 무기염을 최소화한다. 거기에는 상대적으로 순수하고 점도가 높은 인산 전분 모노에스테르를 잔류 무기 인산염을 적게 하여 제조하는 효율적인 방법의 필요성이 여전히 남는다. 그러한 효율적 방법에 의한 개선된 제품은 다양한 용도, 특히 식품 첨가물로서 유용한 향상된 점도, 색상 및 양호한 수분 유지성을 바람직하게 나타내어야 한다.
인산 전분 모노에스테르를 식품에 사용하는 것은 그레이비, 샐러드 드레싱, 푸딩, 산성 크림, 베이커리 크림, 및 밀크를 비롯한 중간물과 같은 여러 가지 고습도 식품계, 그리고 육류, 모조 치즈, 구운 제품 및 냉동 식품과 같은 저습도 식품에 대해 기술되어 있다. 대부분의 경우에 인산 전분 모노에스테르는 텍스쳐(texture) 및/또는 안정성을 제공하기 위해 증점제(viscosifier)로서 사용된다. 또한, JP62248470에는 육류 페이스트 및 어류 제품의 탄력성, 수분 유지성 및 점착성을 개선하기 위한 인산 전분 모노에스테르의 용도가 기재되어 있다. 또한, 미국특허 제4,499,116호, 제4,608,265호, 제4,695,475호 및 제4,937,091호에는 모조 치즈에 사용되는 인산 전분 모노에스테르의 용도에 있어서, 예비 젤라틴화된(pregelatinized) 것, 예비 젤라틴화와 전환된(converted) 것, 및 예비 젤라틴화와 효소처리된 것이 기재되어 있다. 그러나 이들 제품은 교질화(gelling) 및 점착성이 떨어지고 따라서 원하는 만큼의 견고한 텍스쳐를 갖지 못하고 엉기는 경향이 있다.
첨가제 용도의 개선된 인산 전분 모노에스테르를 제공하기 위해서는 특히 단백질을 함유하고 저수분 내지 중간 수분 함유 식품에서 다양한 바람직한 텍스쳐, 향미, 색상과 수분 유지성을 부여할 필요성이 남아있다.
본 발명은 반응 효율이 향상되고 부반응이 감소된 인산 전분 모노에스테르의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 방법은 선택적으로 올리고당의 존재 하에 행해질 수 있다. 본 발명은 또한 개선된 점도, 색상 및 수분 유지성을 특징으로 하는 인산 전분 모노에스테르를 포함한다. 또한 본 발명은 특히 단 백질을 함유하고 저수분 내지 중간 수분 함유 식품에서 텍스쳐, 색상 및 수분 유지성을 향상시키는 인산 전분 모노에스테르의 용도에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 특징을 비롯한 그 밖의 특징을 첨부된 도면을 참고하여 이하의 상세한 명세서에서 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명은 선택적으로 올리고당의 존재 하에 반응 효율이 향상되고 부반응이 감소된 인산 전분 모노에스테르의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. 본 발명은 또한 높은 점도와 낮은 수준의 잔류 염을 특징으로 하는 개선된 인산 전분 모노에스테르 제품, 식품에서의 그것의 용도, 및 그것을 사용하여 제조된 향상된 식품 조성물을 포함한다.
본 발명의 방법은 원하는 전분을 인산염 반응물(phosphate reagent) 및 선택적으로 올리고당으로 함침하는 단계를 포함한다. 유동화 조건(fluidized condition) 하에서 상기 함침된 전분은 실질적으로 무수 상태로 건조되고 가열처리되어 인산화가 이루어진다. 상기 실질적 무수 인산화 과정은 85% 이상의 개선된 반응 효율을 제공하며, 전분의 가수분해나 가교결합과 같은 바람직하지 않은 부반응을 최소화한다. 인산화 과정 중의 선택적인 올리고당의 존재는 상대적으로 높은 점도를 갖는 제품을 제공한다.
본 발명의 방법은 가변적인 점도, 전단 안정성 및 색상을 갖는 인산 전분 모노에스테르를 제공하도록 조절될 수 있다. 이들 제품은 또한 입자로서의 일체성을 유지하여 개선된 수분 유지 특성을 나타낸다.
상기 개선된 인산 전분 모노에스테르로 처리된 식품은, 특히 저수분 내지 중간 수분 함량의 단백직 함유 식품에서, 일반적으로 더욱 옅은 색상과 향상된 맛, 텍스쳐와 수분 유지 특성을 갖는 제품을 산출한다.
본 발명은 선택적으로 올리고당의 존재 하에, 개선된 반응 효율 및 저김된 부반응을 갖는 인산 전분 모노에스테르를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 개선된 인산 전분 모노에스테르 제품, 식품에서의 그것의 용도, 및 그것을 사용하여 제조된 향상된 식품 조성물을 포함한다.
모든 전분과 소맥분(이하 "전분"이라 함)이 본 발명의 용도에 적합할 수 있고 임의의 천연 원료로부터 유래할 수 있다. 본 발명에 사용되는 천연 전분 또는 소맥분은 자연 산물이다. 또한 교잡육종(crossbreeding)을 포함하는 표준 육종법, 전좌(轉座; translocation), 역위(inversion), 형질변환 또는 그들의 변종을 포함하도록 하는 유전자 또는 염색체 조작법에 의해 얻어지는 식물로부터 유래한 전분 및 소맥분도 적합하다. 부가하여, 공지된 표준 돌연변이 육종 방법에 의해 제조될 수 있는 상기 유전자 조성의 인공 돌연변이 및 변종으로부터 유래하는 전분 또는 소맥분도 본 발명에 적합하다.
전분 및 소맥분의 일반적 원천은 곡류(cereal), 괴경(塊莖; tuber)류, 근류, 콩류(legume) 및 과실류 등이다. 천연 원료는 옥수수, 완두콩, 감자, 고구마, 바나나, 보리, 밀, 쌀, 사고, 아마란스, 타피오카, 칡, 칸나, 사탕수수, 및 그것들의 밀랍성(waxy) 또는 고아밀로오스 품종일 수 있다. 본 명세서에서 사용하는 "밀랍성"이란 용어는 적어도 95 중량%의 아밀로펙틴을 함유하는 전분 또는 소맥분를 포 함하고, "고아밀로오스(high amylose)"란 용어는 적어도 40 중량%의 아밀로오스를 함유하는 전분 또는 소맥분를 포함하는 것이다.
산화반응, 효소 전환, 산 가수분해, 가열 및/또는 산 덱스트린화 반응에 의해 제조되는 유동성 또는 저점도 전분을 포함하는 임의의 전분으로부터 유래하는 전환 제품, 및/또는 전단(sheared) 제품도 본 발명에 유용할 수 있다.
또한 화학적으로 변성된 전분도 그러한 변형이 전분의 입자성을 손상하지 않을 경우에는 사용할 수 있다. 그러한 화학적 변성은 가교결합 전분, 아세틸화 및 유기물에 의한 에스테르화 전분, 하이드록시에틸화 및 하이드록시프로필화 전분, 인산화 및 무기물에 의한 에스테르화 전분, 양이온성, 음이온성, 비이온성 및 양쪽이온성(zwitterionic) 전분, 및 전분의 숙신산 유도체 및 치환된 숙신산염 유도체를 비제한적으로 포함하고자 하는 것이다. 그러한 변성은 예를 들면 Modified Starches: Properties and Uses, Ed. Wurzburg, CRC Press, Inc., Florida(1986)에 제시된 바와 같이 동 기술분야에 알려져 있다.
본 발명의 방법은 원하는 전분을 인산염 반응물 및 선택적으로 올리고당으로 함침하는 단계를 포함한다. 이어서 함침 전분은 유동화 상태(fluidized state) 하에서 실질적으로 무수 상태, 바람직하게는 전분의 중량을 기준으로 1 중량% 이하의 수분을 함유하는 상태로 건조되고, 가열 처리되어 인산화가 이루어진다. 올리고당 및 인산염 반응물에 의한 전분의 함침은 임의의 순서로 행해질 수 있다. 다음 단계로는, 얻어진 슬러리의 pH를 3 내지 12로, 바람직하게는 6 내지 9.5로 조절할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 "인산염 반응물"이란 오르토-, 피로-, 메타- 또는 트리폴리포스페이트를 포함하는 전분의 인산화에 사용되는 임의의 인산염 반응물로 정의된다. 인산염 반응물의 예로는 나트륨 및 칼륨 오르토-인산염, 인산, 인함유 옥시클로라이드, 나트륨 및 칼륨 트리폴리포스페이트 및 나트륨 및 칼륨 트리메타포스페이트와 같은 알칼리 금속 인산염이 있다. 상기 반응물은 모노, 디-, 또는 트리알킬 금속 인산염 또는 그 혼합물일 수 있다.
인산염 반응물에 의한 함침은 전분에 대하여 약 15 중량% 이하, 바람직하게는 약 10 중량% 이하의 양으로 반응물을 첨가하여 달성할 수 있다. 인산염 반응물은 습윤 전분 과립체에 건조 상태로 첨가될 수 있고, 또는 반응물을 물에 용해하여 수용액을 형성한 다음 전분 과립체와 혼합하여 첨가될 수 있다. 이들 함침 기법은 본 발명에 참고자료로 인용되는 미국특허 제4,166,173호 및 제4,216,310호에 기재되어 있다.
임의의 올리고당이 본 발명의 용도에 적합할 수 있고, 앞에 제시된 것과 같은 천연 원료 중의 어느 것으로부터 유래할 수도 있다. 공급원은 전분 성분과 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 본 발명에서 정의한 바에 의하면 올리고당은 글리코사이드 결합에 의해 연결된 1 내지 20개의 당 단위(sugar unit)를 함유한다. 올리고당은 단당류, 이당류, 올리고당류, 옥수수 시럽 고형물, 및 말토덱스트린류를 포함하는 것을 의미한다. 본 발명에 적합한 올리고당은 가지제거(debranched) 전분, 옥수수 시럽 고형분, 포도당, 과당, 맥아당, 특히 약 20 내지 40의 DE를 함유한 옥수수 시럽 고형분을 비제한적으로 포함한다. 올리고당이 단당류를 포함하는 것으로 의도되고 있으나, 이것들은 일반적으로 많은 산업 용도에서 바람직하지 않은 색상 및/또는 향미를 부가시킨다. 따라서 본 발명에 특히 적합한 올리고당류는 글리코사이드 결합에 의해 연결된 적어도 2개의 당 단위를 함유하는 것이다.
전분에 올리고당을 부가하는 단계는 건조 올리고당 또는 수용액으로서의 올리고당을 첨가하여 달성될 수 있다. 특히 올리고당은 교반되고 있는 전분 슬러리에 첨가되거나, 반대로 교반되고 있는 올리고당의 수용액에 전분이 첨가될 수 있다. 부가적으로 올리고당의 수용액을 건조 또는 습윤 전분 과립체에 분무할 수도 있다.
인산염 및 선택적으로 올리고당으로 함침된 함침 전분은 이어서 유동화 상태로 되고 가열 처리되어 인산화가 이루어진다. 가열 처리는 단일 단계로 실히될 수 있지만 2단계로 실시되는 것이 바람직하다. 제1 단계로, 함침 전분을 유동화 상태로 만들고 약 140℃ 이하, 바람직하게는 60℃ 내지 140℃, 가장 바람직하게는 약 100℃ 내지 약 125℃의 온도에서 실질적으로 무수물 상태, 바람직하게는 전분에 대해 약 1 중량%의 수분 함량으로 건조한다. 제2 단계로, 유동화 상태를 유지하면서 상기 건조된 제품을 약 100℃ 내지 약 185℃, 바람직하게는 약 120℃ 내지 약 140℃에서 약 30분 내지 300분 동안 가열한다. 약 150℃ 이상의 온도에서 상기 처리 시간은 약 45분 이내인 것이 바람직하다.
유동화 상태는 진공 중에서 또는 소정의 가스 중에서 고체 전분 입자를 격렬히 혼합하여 진공 또는 가스 전체에 걸쳐 전분의 균일한 분배가 이루어질 수 있도록 하여 달성된다. 격력한 혼합은 유동층 반응기 내에서 대기압 이상의 압력 하에 공기 또는 가스를 사용하거나 충분한 기계적 교반에 의해 달성될 수 있다. 유동화 상태를 이루기 위해 가압 가스를 사용할 경우, 그 가스의 유속은 입자가 자유롭게 운동하여 "유동화 상태"를 나타내도록 최대 유속을 달성해야 한다. 유동화 상태는 매우 효율적인 열전달을 가져옴으로써 전분을 저온에서 실질적으로 무수 상태로 신속히 건조시킨다.
본 발명의 인산 에스테르는 앞에서 제시한 본 발명의 방법에 따른 높은 반응 효율이 전분 가수분해 및 가교결합과 같은 바람직하지 않은 부반응을 최소화함으로써 얻어지는 향상된 순도를 특징으로 한다. 개선된 반응 효율은 또한 치환율이 높은 제품을 제공하는 동시에 최종 인산 전분 모노에스테르 제품 내의 잔류 무기 인산염을 낮은 수준으로 유지시킨다. 그러한 제품은 개선된 점도, 색상 및 수분 유지 특성을 특징으로 한다. 본 발명의 새로운 방법은 또한 전분의 과립상 일체성을 보존함으로써 유리하게 최종 제품의 선택적 세척을 가능하게 한다. 그러한 제품은 바람직하게 고점도, 옅은 색상 및 향상된 수분 유지 특성을 유지시킨다.
반응 효율의 정의는 결합된 인의 양을 공정에 사용된 인의 총량으로 나누고 100을 곱한 것이다. 본 발명의 방법에 따른 반응 효율은 70 내지 85%까지 달하거나 그 이상 초과할 수 있는 바, 종래의 전분 인산화 방법의 반응 효율을 현저히 개선하는 것이다. 특정한 예로서, 실시예 2에는 종래의 방법에 따라 연속식 조리기(continuous cooker)를 사용하여 146℃에서 45분간 인산화하여 18%의 반응 효율을 갖는 밀랍성 옥수수 전분이 예시되어 있다. 동일한 밀랍성 옥수수 전분을 본 발명의 방법에 따라 149℃에서 60분간 인산화함으로써 연속식 조리기 방법을 통 해 얻어지는 반응 효율의 2배 이상인 38%의 값이 얻어진다.
잔류 염이란 인산 전분 모노에스테르 제품에 남아있는 잔류 무기 인산염을 말한다. 잔류 염과 바람직하지 않은 부산물은 모두 최종 제품의 점도 및 유효 식품 첨가제로서 작용할 수 있는 인산 전분 모노에스테르의 능력에 악영향을 준다. 무수 유동층 처리가 전분의 인산화에 주는 바람직한 효과가 도 1에 예시되어 있다. 도 1은 종래 방법(미국특허 제4,166,173호에 제시됨)과 본 발명의 방법(두 가지 상이한 온도에서 취함)에 의해 동일한 정도로 인산화시킨 밀랍성 옥수수 전분의 브라벤더(Brabender) 점도를 비교하는 것이다. 본 발명에 따라 개선된 전분은 도 1의 시료 1과 2로 표기된 것으로, 도 1의 시료 3으로 표기된 종래 방법에 의한 인산화 전분이 425 브라벤더 유닛(BU)을 나타내는 것에 비해 600 BU를 훨씬 초과하는 바람직한 최대 점도를 나타낸다.
본 발명의 전분은 또한 인산화가 진행되는 동안 가수분해가 최소화되기 때문에 개선된 구조적 일체성을 나타낸다. 인산염 전하(charge)가 전분의 점도에 미치는 효과가 고농도 염의 존재 하에 점도를 측정함으로써 무효화될 수 있다고 알려져 있다. 참고예로는 Muhrbeck, P., Eliasson, A.C., Influence of pH and Ionic Strength on the Viscoelastic Properties of Starch Gels-a comparison of Potato and Cassava Starches, Carbohydrate Polymers 7(1987), pg 291-300이 있다. 따라서 절대 점도란 전하가 최종 제품의 점도에 더이상 기여하지 않도록 충분한 염이 존재하는 상태에서 측정한 인산화 전분의 점도라고 정의된다. 그와 같은 절대 점도의 측정은 인산화 전분의 상대적 구조의 일체성을 간접적으로 측정하는 데 이용 될 수 있다. 실시예 3은 본 발명의 개선된 인산화 전분의 구조적 일체성에 관한 절대 점도가 덜 엄격한 조건 하에 종래의 방법으로 인산화된 전분보다 거의 40% 만큼 높은 것을 예시하고 있다.
본 발명의 방법에서, 함침 전분에 올리고당을 첨가함으로써 더욱 높은 점도를 갖는 인산화 전분 모노머를 얻을 수 있다. 이러한 점도의 향상은 도 2에 예시되는데, 도 2는 본 발명의 밀랍성 옥수수 전분의 인산 모노에스테르의 브라벤더 점도를 나타낸다. 전분을 10% 올리고당으로 추가 함침한 방법은 최대 점도가 2000 BU 이상인 제품을 산출하는 반면, 올리고당을 사용하지 않고 실시한 동일한 공정은 최대 점도가 약 1250 BU인 제품을 생성한다.
본 발명의 방법에 따른 개선된 인산 전분 에스테르 제품은 임의의 식품 또는 음료 제품, 바람직하게는 저수분 내지 중간 수분 함량인 식품을 함유하는 단백질에 사용될 수 있다. 저수분 함량은 20 중량% 이하의 수분을 갖는 식품을 포함하고, 중간 수분 함량의 식품은 20 내지 50 중량%의 수분을 함유할 것이다. 그러나 일반적 식품은 산성 유제품, 푸딩, 유구르트, 치즈, 모조 치즈, 산성 크림과 같은 발효 낙농제품; 소스; 그래비; 파이 충전물; 샐러드 드레싱; 유아 식품; 냉동 식품, 소세지, 육류 및 육류 유사품, 어류 및 어류 유사품; 빵, 크래커, 쿠키, 케익, 머핀, 롤, 패스트리 및 기타 곡류를 기본으로 한 성분과 같은 구운 식품; 파스타, 음료; 튀기고 코팅한 식품; 및 스낵류를 포함하되 이에 한정되는 것은 아니다.
압출시킨 터기 롤과 같이 처리된 육류에 있어서, 본 발명의 인산 전분 에스테르를 사용함으로써 상업적으로 허용 가능한 육류 텍스쳐 및 개선된 퍼지(purge) 와 높은 수율이 얻어진다. 본 발명에 따라 처리된 육류는 본질적인 물성 및 미각적 특성에 있어서 매우 다양한 육류 제품과 유사하거나 동일하다. 본 발명의 처리 육류는 베이컨, 스테이크, 포크 촙 등과 같은 천연 동물의 특정 부위 고기와 유사할 수 있고, 또한 소세지 제품에서와 같이 다른 성분과 함께 재처리되고 재조제된 천연 육류 시스템과 유사할 것이다.
육류 제품의 텍스쳐는 육류 시료의 경도(hardness) 및 응집성(cohesiveness)을 측정하여 평가한다. 바람직한 텍스쳐는 신선한 고기 특유의 천연 특성과 동일한 것이다. 퍼지는 진공 포장된 제품이 시간 경과에 따라 일반적으로 액체로서 중량이 감소되는 백분율로 정의된다. 상업적으로 바람직한 제품은 시간이 흘러도 유지되는 낮은 퍼지 값 나타낸다. 수율은 수증기 조리 후의 제품 중량과 원래의 제품 중량 사이의 차이 %이다. 높은 수율은 상업적으로 더욱 바람직한 육류를 산출하는 것이다.
본 발명의 육류 제품은 천연 감자 전분과 같은 산업 표준 규격에 따라 제조된 육류 제품에 비하여 더 부드럽고 응집성이 낮으며 신선한 육류와 바람직하게 유사한 텍스쳐를 갖는 제품이다. 개선된 제품은 또한 천연 감자 전분으로 처리한 제품에 비하여 향상된 퍼지와 수율 특성을 나타낸다.
본 발명의 인산 전분 모노에스테르는 또한 제품의 텍스쳐를 개선하기 위해 어류 제품, 특히 수리미(surimi)에 사용될 수 있다. 이들 제품에 사용될 수 있는 어류에는 비제한적으로 명태, 임연수어, 정어리, 고등어, 태평양 청어, 꽁치, 갈치, 겟장어, 동갈민어, 주둥가자미, 전겡이, 대구, 호키(hoki), 동방실꼬리돔, 빛 금눈돔 등이 포함된다. 수리미는 뼈, 생선기름 및 비린내를 제거하기 위해 처리된 저민 생선에 대한 일반명이다. 본 발명의 인산 전분 모노에스테르로 처리한 수리미는 천연 전분으로 처리한 수리미에 비해 월등히 개선된 겔 경도 및 수분 유지성을 가지기 때문에 우수한 텍스쳐가 얻어진다.
본 발명의 인산 전분 모노에스테르는 또한 모조 치즈 제품에서 단단함, 세편(shred) 및 탄력을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 모조 치즈 제품에는 파르메산 및 로마노와 같은 매우 단단한 종류; 체다, 모짜렐라 및 프로볼로니와 같은 단단한 종류; 블루치즈와 같은 중간 연질 종류; 크림치즈와 같은 연질 종류; 아메리칸치즈, 치즈 식품 및 스프레드와 치즈 제품과 같은 저온살균 처리된 치즈 등이 포함된다. 이들 모조 치즈 제품은 저렴한 가격으로 천연 치즈의 향미와 기능성을 제공한다. 모조 치즈에 인산 전분 에스테르를 사용함으로써 산업 표준 전분을 사용하여 제조된 모조 치즈의 특성에 비교하여 개선된 세편 및 탄력(적은 매팅)을 가지면서 바람직하게 표준 용융성을 유지하는 더 견고한 치즈 유사체를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는 다음과 같다:
1. (a) 전분을 인산염 반응물으로 함침하여 함침 전분(impregnated starch)을 형성하는 단계;
(b) 함침 전분을 수분이 1 중량% 미만이 되도록 건조하는 단계; 및
(c) 전분을 인산화하기 위해 가열하는 단계
를 포함하는 전분의 모노인산화(mono-phosphorylating) 방법.
2. 실시예 1에 따른 방법에 있어서, 상기 함침 전분이 실질적으로 무수물 상 태로 건조되는 방법.
3. 실시예 1에 따른 방법에 있어서, 상기 함침 전분이 약 140℃ 미만의 온도에서 유동화 상태(fluidized state) 하에 건조되는 방법.
4. 실시예 3에 따른 방법에 있어서, 상기 온도가 약 100℃ 내지 약 125℃인 방법.
5. 실시예 1에 따른 방법에 있어서, 단계 (c)를 약 100℃ 내지 약 185℃의 온도에서 약 30분 내지 약 300분의 시간 동안 실행하는 방법.
6. 실시예 5에 따른 방법에 있어서, 단계 (c)를 120℃ 내지 약 140℃의 온도에서 실행하는 방법.
7. 실시예 1에 따른 방법에 있어서, 상기 인산염 반응물의 양이 건조 전분을 기준으로 15 중량% 미만인 방법.
8. 실시예 1에 따른 방법에 있어서, 단계 (a)가 인산염 반응물을 물에 용해하여 용액을 형성하는 단계, 전분을 상기 용액에 넣어 함침 전분의 슬러리를 형성하는 단계, 및 상기 슬러리로부터 함침 전분을 여과하는 단계를 포함하는 방법.
9. 실시예 1에 따른 방법에 있어서, 단계 (b) 및 단계 (c)를 동시에 행하는 방법.
10. 실시예 1에 따른 방법에 있어서, 단계 (a)가 적어도 1종의 올리고당으로 전분을 함침하는 단계를 포함하는 방법.
11. 실시예 10에 따른 방법에 있어서, 단계 (a)가 인산염 반응물 및 올리고당을 물에 용해하여 용액을 형성하는 단계; 상기 용액의 pH를 약 6으로 조절하는 단계; 상기 전분을 상기 용액에 넣어 함침 전분의 슬러리를 형성하는 단계; 및 상기 슬러리로부터 함침 전분을 여과하는 단계를 포함하는 방법.
12. 실시예 9에 따른 방법에 있어서, 단계 (a)가 함침 전분에 올리고당을 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
13. 실시예 1에 따른 방법으로 제조되는 인산 전분 모노에스테르,
14. 실시예 1의 인산 전분을 사용하는 방법에 있어서,
(a) 인산 전분 모노에스테르를 식품에 혼입하는 단계; 및
(b) 상업적 용도에 적합한 식품을 얻기 위해 상기 식품을 처리하는 단계
를 포함하는 방법.
15. 실시예 14의 방법에 따라 제조되는 식품 조성물.
16. 실시예 13의 인산 전분 모노에스테르 및 식품 성분을 포함하는 식품 조성물.
17. 실시예 15에 따른 식품 조성물에 있어서, 상기 식품 성분이 단백질을 함유하는 식품 조성물.
18. 실시예 15에 따른 식품 조성물에 있어서, 상기 식품 성분이 중간 수분 함량 및 저수분 함량을 갖는 식품 조성물.
19. 실시예 17의 식품 조성물에 있어서, 상기 식품 성분이 육류, 어류 및 치즈로 이루어진 군으로부터 선택되는 식품 조성물.
다음의 실시예는 본 발명을 더욱 예시하고 설명하기 위해 제시되는 것이며 어떠한 관점에서도 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다. 별도의 기재가 없는 한 모든 부 및 백분율은 중량 기준이며 모든 온도는 섭씨(℃)이다.
실시예 1
이 실시예는 새로운 유동층 공정을 통해 제조된 인산 전분 모노에스테르가 종래의 방법으로 제조된 인산 전분 모노에스테르에 비해 우수한 점도를 가지는 것을 예시한다.
시료 1은 소듐 트리폴리포스페이트(141g)을 물(4500g)에 용해하여 제조하였다. 다음에 밀랍성 옥수수 전분(건조중량 3000g)을 상기 용액에 가하고 약 10분간 교반한 후 Buchner 깔때기로 여과하였다. 얻어진 함침 전분을 수분 함량이 약 10%가 되도록 공기 건조한 후, Prater mill을 사용하여 미분하였다. 시료 2는 소듐 트리폴리포스페이트(106g)을 물(4500g)에 용해하고, 밀랍성 옥수수 전분(건조중량 3000g)을 가하고 약 10분간 교반하여 제조하였다. 함침된 전분을 Buchner 깔때기로 여과하고, 수분 함량이 약 10%가 되도록 공기 건조한 후, Prater mill을 사용하여 미분하였다.
시료 1과 2를 건조시키고 유동층 반응기에서 인산화하였다. 두 시료에 대해 유동층 반응기를 115℃로 예열하고 전분을 반응기에 장입하였다. 함침 전분의 수분이 1% 이하로 될 때까지 온도를 115℃로 유지하였다. 다음에, 인산화를 실행하기 위해 반응기의 온도를 시료 1에 대해서는 127℃로 올리고 시료 2에 대해서는 149℃로 승온하였다. 각각의 시료에 대해 상기 온도를 60분간 유지시켰다. 열처리 결과 두 시료에 대해 거의 동등한 수준의 결합된 인(bound phosphrous): 즉, 시 료 1에 대해 0.20이고 시료 2에 대해 0.19%이 이루어졌다.
밀랍성 옥수수 전분 인산 모노에스테르를 다음과 같이 종래의 인산화 방법으로 제조하였다(시료 3). 소듐 트리폴리포스페이트를 사용한 밀랍성 옥수수 전분의 함침은 미국특허 제4,166,173호에 기재된 방법을 사용하여 실행하였다(제조 규모로). 함침 전분의 수분 함량을 가공 절차에 특정된 바에 따라 20% 이하로 유지하였다. 열처리 결과 결합된 인의 수준은 0.19%로서 시료 1 및 시료 2와 거의 동일하였다.
인산화된 시료 1, 2, 및 3의 점도를 다음과 같은 절차에 따라 제조된 시료 상에서 Brabender Visco-Amylograph를 사용하여 측정하였다. 전분 슬러리의 총 중량은 460g으로, 전분 5%(무수물 중량) 및 시트르산 일수화물과 트리소듐시트레이트 이수화물로 제조한 완충용액(pH 3.0±0.05) 50g을 함유하였다. 상기 슬러리를 25℃로부터 시작하여 4℃/분의 속도로 가열하여 92℃까지 승온시켰다. 온도가 92℃에 도달한 후 10분간 그 온도를 유지하였다. 시료 1, 2, 및 3의 브라벤더 점도 프로파일을 도 1에 나타낸다.
세 개의 시료가 모두 비슷한 수준의 결합된 인(치환율)을 가졌으나, 종래의 방법에 따라 제조한 밀랍성 옥수수 전분 인산 모노에스테르(시료 3)에 비해 유동층 방법으로 제조된 밀랍성 옥수수 전분 인산 모노에스테르(시료 1과 2)가 현저히 높은 점도를 나타냈다. 따라서 본 발명의 방법에 따른 인산 전분 모노에스테르가 최종 제품상의 결합된 인의 수준에 무관하게 개선된 점도 특성을 나타냈다.
실시예 2
이 실시예는 인산 전분 모노에스테르를 제조하는 종래 방법에 비해 유동층 공정의 반응 효율이 우월함을 예시한다.
미국특허 제4,166,173호에 기재된 절차에 따라 밀랍성 옥수수 전분을 소듐 트리폴리포스페이트를 사용하여(전분 중량 기준) 함침하여(제조 규모로) 1.05 중량%의 무기 인을 함유하는 함침 전분을 얻었다.
종래의 공정 조건에 따라 함침 전분의 시료를 연속식 조리기에서 146℃로 약 45분간 열처리하였다(시료 A).
본 발명의 방법을 예시하기 위해, 유동층 반응기에서 함침 전분 시료 세 개를 처리하였다. 반응기는 115℃로 예열하였고, 상기 전분을 반응기에 장입한 다음 함침 전분의 수분이 1% 이하로 될 때까지 온도를 115℃로 유지하였다. 유동층 시료의 인산화에 대한 온도의 영향을 조사하기 위해, 한 시료의 온도를 127℃(시료 B)로, 다른 시료의 온도를 138℃(시료 C)로, 그리고 또 다른 시료의 온도를 149℃(시료 D)로 승온하였다. 이들 온도를 각 시료에 대해 60분간 유지시켰다.
인산 전분 모노에스테르의 각 시료에 대한 결합 인의 수준 및 반응 효율을 표 1에 나타낸다. 종래의 방법에 따라 연속식 조리기에서의 열처리 결과 결합 인의 수준은 0.19%였다. 이것은 반응 효율[RE = (결합된 P/P의 총량) x 100] 18%에 상응한다. 반응 온도 범위가 127 내지 149℃인 유동층 반응기에서의 인산화 결과, 결합된 인의 수준은 0.25 내지 0.40%(RE: 23 내지 38%)의 범위였다. 이하에 제시한 바와 같이, 시료 B 내지 D에 대해 반응 온도의 증가는 최종 제품의 결합된 인의 수준을 증가시켰으며 결과적으로 반응 효율의 증가를 가져왔다.
유동층 방법에 의한 제품과 종래의 방법의 제품을 비교하면, a) 유동층 반응기에서 상대적으로 낮은 온도로 전분을 열처리한 것이 현저히 높은 수준의 결합 인이 얻어졌고, b) 약간 더 높은 온도로 열처리한 것이 종래 방식으로 인산화한 전분의 2배에 달하는 결합 인 수준이 얻어졌다. 데이터로부터 유동층 방법이 종래의 방법으로 제조된 제품보다 현저히 높은 수준의 결합 인을 갖는 제품을 더 높은 반응 효율로 생성하는 것을 확인할 수 있다.
시료 공정 반응온도 반응시간 반응 중 전분 수분 결합된 인 반응효율
(℃) (분) (%) (%) (%)
시료 A 연속식 조리기 146 45 2 - 4 0.19 18
시료 B 시료 C 시료 D 유동층 반응기 유동층 반응기 유동층 반응기 127 138 149 60 60 60 0 0 0 0.25 0.32 0.40 24 30 38

실시예 3
이 실시예는 종래의 방법으로 제조되는 인산 전분 모노에스테르에 비하여 열화되지 않은 향상된 인산 전분 모노에스테르를 제공할 수 있는 본 발명의 방법이 가지는 능력을 입증한다.
인산 전분 모노에스테르의 열화는 고농도로 농축된 수산화칼륨 수용액 중에서 제품에 대한 Brookfield 점도를 측정함으로써 간접적으로 측정하였다. 이 방법은 미국특허 제4,176,335호 및 제4,964,953호에 충분히 기재되어 있는 것으로, 하 전된 전분의 점도에 대하여 전하가 기여하는 것을 배제시킴으로써 하전된 전분의 상대적 열화율을 간접적으로 측정할 수 있게 한다고 알려져 있다.
밀랍성 옥수수 전분을 본 발명의 실시예 1의 방법에 따라 인산화하였다. 소듐 트리폴리포스페이트로 함침된 전분의 수분 함량을 유동층 반응기에서 1% 미만으로 감소시켰다. 이어서, 함침 전분을 149℃에서 60분간 가열하여 인산화를 행하였다.
역시 실시예 1에 기재된 종래의 방법에 따라 제2 시료를 제조하였다. 초기의 수분 함량이 약 4%이고 소듐 트리폴리포스페이트로 함침된 밀랍성 옥수수 전분의 시료를 연속식 조리기에서 143℃로 약 45분간 가열하였다.
다음에, 각각의 인산화 전분 2g을 물 50ml와 5.0M 수산화칼륨 50ml의 혼합물에 첨가하고, Brookfield RV 점도계를 사용하여 그 용액의 점도를 측정하였다. 더욱 격렬한 반응 조건으로 처리한 본 발명의 인산 전분 모노에스테르는 예상외로 상대적으로 높은 점도인 700cps의 점도를 나타냈다. 이것은 종래의 방법으로 제조된 인산 전분 모노에스테르의 점도 418cps에 비해 40% 이상의 개선이었다.
점도가 측정된 조건에서 점도에 대한 유효 전하 기여도를 배제하였기 때문에 본 발명에 따른 제품의 점도가 증가한 사실은 본 발명의 방법으로 제조된 인산 전분 모노에스테르 제품이 종래의 방법으로 제조된 제품보다 적게 열화되었음을 뜻하는 것이다.
실시예 4
이 실시예는 본 발명의 방법에 올리고당을 첨가하는 것이 올리고당을 첨가하 지 않고 제조한 제품에 비해 인산 전분 모노에스테르 제품의 점도를 증가시킨다는 시실을 예시한다.
두 개의 인산 전분 모노에스테르, 즉 올리고당을 첨가하여 제조한 것과 올리고당을 첨가하지 않고 제조한 것을 다음과 같이 제조하였다. 시료 A에 있어서, 소듐 트리폴리포스페이트(150g, 건조 전분 기준으로 환산 시 5%)를 염산 또는 수산화나트륨으로 pH를 6으로 유지시키면서 탈이온수(4500g) 중에 용해하였다. 이어서 C-Dry(R) GL 01928(300g, 건조 전분 기준으로 환산 시 10% 올리고당)을 소듐 트리폴리포스페이트 수용액 중에 용해하고 밀랍성 옥수수 전분(3000g)을 가하여 슬러리를 형성하였다. 전분 슬러리의 pH를 6으로 조절하고 30분간 교반한 후 Buchner 깔때기를 사용하여 여과하였다. 얻어진 전분을 공기 건조시키고 Prater Mill을 사용하여 미분하였다.
시료 B는 다음과 같이 올리고당을 첨가하지 않고 제조하였다. 소듐 트리폴리포스페이트(150g, 건조 전분 기준으로 환산 시 5%)를 pH 6으로 유지시키면서 탈이온수(4500g) 중에 용해하였다. 이어서 밀랍성 옥수수 전분(3000g)을 상기 소듐 트리폴리포스페이트 수용액에 가하고 슬러리의 pH를 6으로 조절하였다. 슬러리를 30분간 교반한 후 Buchner 깔때기로 여과하였다. 얻어진 전분을 공기 건조시키고 Prater Mill을 사용하여 미분하였다.
시료 A와 시료 B는 다음과 같은 조건 하에 유동층 반응기에서 인산화하였다. 반응기를 104℃의 온도로 예비가열하였다. 전분(약 3kg)을 반응기에 투입하고 전 분의 온도를 104℃로 승온하였다. 수분 함량이 1% 미만으로 될 때까지 전분의 온도를 104℃로 유지하였다. 다음에, 온도를 149℃로 승온하여 30분간 유지시켰다.
인산 전분 모노에스테르(시료 A 및 시료 B)의 점도 프로파일을 Brabender Visco-Amylograph를 사용하여 다음 절차에 따라 제조된 시료에 대하여 측정하였다: pH가 5 내지 5.5인 전분 슬러리 500g 중 전분 고형분 5.4%. 슬러리를 40℃의 온도에서 시작하여 1.5℃/분의 속도로 가열하여 95℃까지 승온하였다. 95℃에 도달하였을 때 그 온도를 20분간 유지하였다.
두 개의 시료는 모두 매우 유사한 수준의 결합 인을 가진 것으로 밝혀졌다: 즉, 시료 A: 0.40% 및 시료 B: 0.41%. 시료 A 및 시료 B에 대한 브라벤더 점도와 온도 프로파일을 도 2에 나타낸다. 부라벤더 점도에 따르면 올리고당의 존재 하에 인산화된 전분(시료 A)는 2000 BU 이상의 최대 점도를 나타낸다. 이와 대조적으로 올리고당을 첨가하지 않고 인산화한 시료(시료 B)는 약 1250 BU에 불과한 최대 점도를 나타낸다.
실시예 5
이 실시예는 본 발명에 따른 사실상 무수 유동층 처리 방법으로 제조된 인산 전분 모노에스테르가 종래의 인산화 방법에 따라 제조된 제품에 비해 색상이 개선된 것을 예시한다.
옥수수를 기본 전분으로 사용하여 시료 A 및 시료 B를 제조하였다. 시료 A는 본 발명의 방법에 따라 트리폴리포스페이트를 사용하여, 유동층 반응기에서 건조되고 함침된 전분을 149℃의 반응 온도에서 30분간 가열함으로써 인산화하였다. 이 결과, 결합된 인의 수준이 0.32%이었다. 시료 B는 종래의 방법에 따라 인산화하였다. 전분의 함침은 미국특허 제4,166,173호에 기재된 방법에 따라 함침 전분을 50℃의 오븐에서 수분 함량이 약 4%로 되도록 건조함으로써 행해졌다. 이어서 오븐에서 149℃의 온도로 45분간 열처리하였다.
다음에 인산 전분 모노에스테르 제품의 색상을 Hunterlab ColorQuest II 기구를 사용하여 측정한 L-값으로 비교하였다. L-값이 0(영)인 것은 흑색을 나타내고, L-값이 100인 것은 백색을 나타낸다. 색상의 값은 시료 A(L-값 93.4)의 경우가 시료 B(L-값 80.4)보다 현저히 적게 착색되었음을 입증하였다.
실시예 6
이 실시예는 현재 산업상 사용되는 대응 천연 전분을 사용하여 제조된 수리미 제품에 비교하여 인산 전분 모노에스테르를 사용하여 제조된 수리미 시스템에서 겔 경도와 수분 유지성이 개선되어 있음을 예시한다.
밀랍성 옥수수와 타피오카 전분을 사용하여 인산 전분의 시료를 제조하였다. 상기 시료는 소듐 트리폴리포스페이트(밀랍성 옥수수의 경우 200g, 타피오카 시료의 경우 240g)을 물(6000g) 중에 용해하고 그 용액에 전분(무수물 중량으로 4000g)을 첨가하여 제조하였다. 전분 슬러리를 30분간 교반하고 Buchner 깔때기를 사용하여 여과하였다. 이어서 함침된 전분을 수분 함량이 10%로 되도록 공기 건조시키고 Prater mill을 사용하여 미분하였다.
두 가지 함침된 전분(밀랍성 옥수수 및 타피오카 전분)을 다음 조건 하에 유동층 반응기에서 인산화하였다. 유동층 반응기를 115℃의 온도로 예비가열하고, 전분(약 4kg)을 반응기에 투입하고 전분의 온도를 115℃로 승온하였다. 수분 함량이 1% 미만으로 될 때까지 전분을 건조한 다음, 온도를 반응 온도인 149℃로 승온하여 30분간 유지시켰다. 얻어진 밀랍성 옥수수 전분 인산 모노에스테르는 0.38%의 결합 인 수준을 가졌다. 타피오카 전분 인산염은 0.34%의 결합 인 수준을 가졌다.
인산 전분을 수리미 모델 시스템에서 평가하고 천연 밀랍성 옥수수 및 타피오카 전분과 비교하였다. 수리미 시료는 다음 조성을 가졌다:
수리미(명태): 57%
물/얼음: 35%
소금: 2%
L/8 전분: 6%
상기 수리미는 알라스카 명태 중간급으로 만들었고 통상의 냉동보호제(설탕 4%, 솔비톨 5%, 및 소듐 폴리포스페이트 0.3%)를 함유하였다. 수리미 시료를 10회의 동결-해동 사이클 후의 겔 경도(전단 응력의 텍스쳐 측정) 및 수분 유지성에 대해 분석하였다. 하기 표 2에 수록된 데이터는 수리미 모델 시스템에서 천연 전분에 비해 인산 전분을 사용하는 것이 겔 경도 및 수분 유지성을 현저히 개선함을 입증한다.
시 료 겔 경도 (전단 응력) 수분 유지성 (10회의 동결-해동 사이클 후)
[kPa] [%]
타피오카 전분 타피오카 전분 인산염 밀랍성 옥수수 전분 밀랍성 옥수수 전분 인산염 32.1 34.4 30.6 36.4 66.7 75.5 59.4 76.8

실시예 7
이 실시예는 산업 표준 전분을 사용하여 제조한 치즈에 비하여 본 발명의 인산 전분 모노에스테르를 사용하여 제조한 치즈의 세편(shred), 용융(melt), 매팅(matting) 및 경도(hardness)가 개선되는 것을 예시한다.
산업적으로 통상 사용되는 전분을 사용하여 제조한 모조 치즈의 세편, 용융, 매팅 및 경도를 본 발명의 인산 전분 모노에스테르를 사용하여 제조한 모조 치즈에 비교하였다. 특히, 밀랍성, 가지제거된 옥테닐 숙신산 무수물 변성 전분(시료 A) 및 산 변환 옥수수 전분(시료 B)을 인의 결합 수준이 0.36%인 본 발명에 따라 제조한 인산 전분 모노에스테르(시료 C)에 비교하였다.
모조 치즈 시료는 다음과 같은 성분을 특정한 중량비로 사용하여 제조하였다.
물 47.60%
Code 321 지방1 24.30%
Rennet 카세인2 18.30
전분 6.00%
시트르산 나트륨 2.50%
락트산(88%) 0.80%
디소듐 포스페이트 0.25%
트리소듐 포스페이트 0.25%
(주) 1: Loders Croklaan USA
2: New Zealand Milk Products
Groen 스팀 재킷을 구비한 용기에 물, 디소듐 포스페이트, 트리소듐 포스페이트 및 소듐 시트레이트를 혼합하고 38℃로 가열 및 교반하여 상기 염을 가용화하였다. 이어서 Rennet 카세인을 용액에 첨가하여 5분간 혼합하였다. 다음에 Code 321 지방을 용융하고(30℃ 이하의 온도에서) 서서히 용액에 첨가하였다. 용기의 온도를 서서히 85℃까지 승온한 다음 그 온도를 5분간 유지시켰다. 얻어진 제품을 용기로부터 제거하고 몰드에 넣고 냉장시켰다.
세편, 용융 및 경도(겔 특성)에 대해 모조 치즈 제품을 평가하였다. 세편 품질은 세편(경도)의 탄력성 및 매팅(압력이 가해질 때 세편이 얼마나 잘 유지하는 가)을 기준으로 평가하였다. 용융은 잘게 썬 치즈 100g을 350℉의 오븐에서 3분간 용융하여 용융체의 균일도, 탄성 및 치즈 매스로부터 오일/지방이 분리되어 나오는지 여부를 측정하여 평가하였다.
치즈의 경도는 입방체 크기가 1x3.5x3.5㎤인 모조 치즈에 대해 Texture Technologies TAX-T2 텍스쳐 분석기로 측정하였다. 슬라이스된 시료에 대해 Texture Technologies TAX-T2 텍스쳐 분석기를 사용하여 (i) 시료를 제품 높이의 백분율까지 압축하고, (ⅱ) 상기 시료를 일정한 시간 동안 방치하고, (ⅲ) 본래 관통한 것과 정확히 동일한 거리로 본래의 압축 자업을 반복함으로써 압축성을 측정하였다. 압축 파라미터는 다음과 같이 설정하였다: 1인치 플라스틱 실린터 프로브, 5mm/초의 예비 속도, 1.7mm/초의 압축 속도, 5mm/초의 압축 후 속도, 압축 거리 5mm, 시간 10초, 트리거(trigger) 5g.
표 3에 제시된 데이터는 본 발명의 인산 전분 모노에스테르로 처리된 치즈가 산업적으로 표준인 전분으로 처리된 제품에 비해 상대적으로 단단하고, 개선된 세편 및 탄력을 가지는 동시에 표준 용융상태를 바람직하게 유지하는 것을 나타낸다.
전분 세편 (shred) 용융 (melt) 매팅 (matting) 경도 (kPa)
시료 A 양호 양호 양호 6551
시료 B 평균 수준 에지 주변 일부 마모 평균 수준 약간 오일 유출 평균 수준 세편이 함께 점착됨 6475
시료 C 탁월함 매끄러움 평균 수준 약간 오일 유출 탁월함 10963

실시예 8
이 실시예는 본 발명의 개선된 인산 전분 모노에스테르를 사용하여 제조한 육류 시료가 나타내는 수율, 퍼지 및 텍스쳐가 산업적으로 통상 사용되는 천연 및 특정 변성 전분으로 처리한 육류보다 우월함을 에시한다.
육류 시료는 칠면조 및 실시예 1의 유동층 공정에 따라 제조된 인산 전분 모 노에스테르, 그리고 산업적 표준 전분인 천연 감자 전분을 사용하여 제조하였다. 최종 시료는 다음 조성을 가졌다: 전분(3.0%), 인산염(0.4%), 소금(0.4%), 및 포도당(1.95%).
시료들은 다음 절차에 따라 제조되었다.
전분(11.70%), 인산염(1.56%), 소금(1.56%) 및 포도당(1.95%)를 물에 분산하여 혼합하였다. 혼합물을 주입 탱크(Townsend Injection System(R))로 옮기고 칠면조 조각 전체에 주입하였다. 칠면조 조각들을 키드니 플레이트(Biro Grinder(R))를 통해 갈고 진공 하에서 1시간 동안 굴려주었다. 얻어진 제품을 T-PAK Faserin 6G 케이싱으로 포장한 다음 77℃에서 스팀 가열하고 슬라이싱하여 진공 포장하였다.
다음으로, 수율, 퍼지 및 텍스쳐에 관해 주입시킨 육류 제품들을 평가하였다. 주입시킨 칠면조 시료들의 중량 손실을 조사하기 위해 조리 전 후의 무게를 달았다. 본 발명의 칠면조 제품 시료는 91.72%의 수율을 나타낸 것에 비해 산업 표준 감자 전분의 경우는 86.11%의 수율을 나타냈다.
진공 포장한 칠면조 시료의 무게를 달고 나서 개봉하여 15일, 45일 및 75일 동안 보관하고 시료를 건조한 후의 무게를 다시 달았다. 하기 표 4에 제시된 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 제품("밀랍성 옥수수 인산염")이 산업 표준인 감자 전분을 재료로 하여 제조한 시료에 비해 우수한 퍼지(수분 감소가 적음)를 가졌다.
시 료 퍼지(purge)
15일 45일 75일
(%) (%) (%)
감자 전분 밀랍성 옥수수 인산염 3.411 0.951 3.495 1.785 3.458 1.493

텍스쳐는 육류 시료의 경도 및 응집성을 측정하여 평가하였다. 압축성 및 절단 시험은 얇게 썬 시료에 대해 Texture Technologies TA.XT2 텍스쳐 분석기를 사용하여 (i) 시료를 제품 높이의 백분율까지 압축하고, (ⅱ) 상기 시료를 일정한 시간 동안 방치하고, (ⅲ) 본래 관통한 것과 정확히 동일한 거리로 본래의 압축 자업을 반복함으로써 측정하였다. 시험 조건은 다음과 같았다: 시험전 속도는 2.0mm/초였고; 시험 중 및 시험 후 속도는 5.0mm/초였고; 시료들은 그 높이의 35%까지 압축되었고; 스트로크 사이의 시간은 0.5초였고; 자동 트리거는 5.0g으로 설정하였고; 데이터는 TA-30 직경 3인치인 아크릴판 상에서 수집하였다.
경도 및 응집성에 관한 텍스쳐 데이터가 하기 표 5에 제시된다. 본 발명에 따라 제조된 인산화 전분을 사용한 결과, 산업적으로 통상 사용되는 감자 전분을 사용하여 제조한 육류 제품에 비하여 바람직하게 낮은 경도 및 응집성을 가지는 육류 제품이 얻어졌다. 하기 표에서의 "SD"는 경도 및 응집성에 대해 나타낸 각각의 중앙값 즉 평균값의 표준 편차를 말한다.


시 료 경 도 응집성
평균 SD 평균 SD
밀랍성 옥수수 인산염 감자 전분 1820 2153 5663 1444 0.599 0.03 0.65 0.03

본 발명에 의하면 저수분 내지 중간 수분 함유 식품에서 다양한 바람직한 텍스쳐, 향미, 색, 및 수분 유지성을 갖는 인산 전분 모노에스테르가 제공된다. 또한 본 발명에 따라 반응 효율이 향상되고 부반응이 감소된 인산 전분 모노에스테르의 제조 방법이 제공된다.

Claims (17)

  1. (a) 전분을 인산염 반응물으로 함침하여 함침 전분(impregnated starch)을 형성하는 단계;
    (b) 함침 전분을 유동화 상태 하에서 수분이 1 중량% 미만이 되도록 건조하는 단계; 및
    (c) 전분을 인산화하기 위해 가열하는 단계
    를 포함하는 전분의 모노인산화(mono-phosphorylating) 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 함침 전분이 실질적으로 무수물 상태로 건조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 함침 전분이 140℃ 미만의 온도에서 건조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온도가 100℃ 내지 125℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (c)를 100℃ 내지 185℃의 온도에서 30분 내지 300분 동안 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (c)를 120℃ 내지 140℃의 온도에서 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인산염 반응물의 양이 건조 전분을 기준으로 15 중량% 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (a)가 상기 인산염 반응물을 물에 용해하여 용액을 형성하는 단계, 상기 전분을 상기 용액에 넣어 함침 전분의 슬러리를 형성하는 단계, 및 상기 슬러리로부터 상기 함침 전분을 여과하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (b) 및 단계 (c)를 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (a)가 적어도 1종의 올리고당으로 상기 전분을 함침하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (a)가, 상기 인산염 반응물 및 올리고당을 물에 용해하여 용액을 형성하는 단계; 상기 용액의 pH를 6으로 조절하는 단계; 상기 전분을 상기 용액에 넣어 함침 전분의 슬러리를 형성하는 단계; 및 상기 슬러리로부터 상기 함침 전분을 여과하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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