KR101033418B1 - 겔 강도가 높은 대두 단백질 농축물 및 이의 제조 공정 - Google Patents

Abstract

겔 강도가 높은 단백질 물질은 식품에 도입될 수 있다. 겔 강도가 높은 단백질 물질은 적어도 약 560.0 g의 라드(lard) 겔 강도를 갖고 그리고 수분을 제거한 기준으로 적어도 약 65.0 중량%의 단백질 함유량을 갖는 단백질 농축물이다. 겔 강도가 높은 단백질 농축물은 pH를 6.0 이하로 조정 후, 알콜 세척된 대두 단백질 농축물로부터 가용성 성분의 제거, pH를 7.0 이상으로 재조정, 농축물 결과물을 열 처리 및 선택적으로 전단하여 제품을 형성하고, 이후에 최종 제품을 선택적으로 건조한다.

Description

겔 강도가 높은 대두 단백질 농축물 및 이의 제조 공정{SOY PROTEIN CONCENTRATE WITH HIGH GEL STRENGTH AND THE PROCESS FOR MAKING THE SAME}

발명의 배경

1. 기술 분야

본 발명은 겔 강도 및 에멀션 강도가 높은 식물성 단백질 제품과 그러한 제품을 얻는 공정에 관한 것이다.

2. 관련 기술의 설명

식물성 단백질 물질은 기능성 식품 재료로 사용되고, 식품에서 목적하는 특징을 강화하기 위해 많이 응용된다. 대두 단백질 물질은 특히 기능성 식품 재료로서 광범위한 용도를 보여왔다. 대두 단백질 물질은 프랑푸르트, 소시지, 볼로냐, 갈거나 다진 육류 및 육류 패티(patty) 등과 같은 육류의 유화제로 사용되어 육류를 결합하게 하고, 육류에 좋은 결(texture) 및 단단함을 부여한다. 기능성 식품 재료로서 대두 단백질 물질의 다른 통상적인 응용물은 크림 수프, 육즙, 및 요거트인데, 농후제로 작용하고 그리고 식품에 크림과 같은 점도를 제공한다. 대두 단백질 물질은 또한 다수의 다른 식품, 즉 딥(dip), 유제품, 참치제품, 빵, 케이크, 마 카로니, 과자, 거품낸 토핑, 구이 상품 및 기타 많은 응용상품에 기능성 식품 첨가제로 이용된다.

상대적으로 단백질 농도가 높은 대두 단백질 농축물 및 대두 단백질 유리물은 대두 단백질의 다양성 때문에 특히 효과적인 기능성 식품 재료이다. 대두 단백질은 겔화 성질을 제공하고 또 갈거나 유화시킨 육류 제품의 결을 변경하는데 이용되어 왔다. 결이 변경된 겔 구조는 조리된 육류 유화제의 치수 안정성을 제공하여 단단한 결 및 목적하는 저작정도를 얻게 한다. 게다가, 겔 구조는 습기와 지방을 유지하도록 매트릭스를 제공한다.

대두 단백질은 또한 다양한 식품 응용물의 유화제로 작용하는데 이는 대두 단백질의 표면이 활성이고 유-수(oil-water) 계면에서 수집되고, 지방 또는 유적의 응집을 억제하기 때문이다. 대두 단백질의 유화 특성은 대두 단백질을 포함하는 물질로 하여금 수프나 육즙 같은 농축 식품에 사용되는 것을 가능하게 하였다. 대두 단백질 물질의 유화 특성은 대두 단백질 물질이 지방을 흡수하도록 하고 따라서 조리된 식품의 지방 결합을 촉진시켜 조리과정 동안 지방 제거가 제한될 수 있도록 하였다. 대두 단백질 물질은 또한, 대두 단백질의 펩티드 주쇄를 따라 수많은 극성 분지쇄의 친수성 성질에 의해 조리가 끝난 식품에서 물을 흡수하고 유지하는 기능을 한다. 대두 단백질 물질의 수분 유지는 육류 제품의 조리시 수분의 손실을 감소시키는데 이용되어, 육류 제품의 조리된 무게에 수득율 이익(yield gain)을 제공한다. 유지된 수분은 식품에 더 부드러운 입맛을 제공하는데 유용하다.

대두 단백질 기재의 육류 유사 제품 또는 겔화 식품, 예컨대, 치즈 및 요거트는 소비자들에게 많은 건강상의 장점을 제공한다. 이러한 제품의 소비자 수용도는 결, 향, 입맛 및 외관등의 감각기능적 특성과 관련있다. 육류 유사 제품과 같은 겔류 식품의 단백질 공급원은 유리하게도 상대적으로 낮은 조리 온도에서 우수한 겔 형성 능력 및 우수한 물 및 지방 결합특성을 갖는다.

겔 강도 및 그것이 도입되었을 때 최종 식품에 어떠한 영향을 미치는 가는 겔의 유용성을 결정하는 데에 중요하게 고려되어야 할 점이다. 물질의 유화 강도 역시 그것이 식품에 도입되었을 때 고려되어야 할 중요한 특성이다. 상기에서 언급한 바와 같이, 식품에서 대두 단백질 겔의 기능성 및 식품에서 대두 단백질 물질의 유화 특성은 잘 확립되어 있다.

대두 단백질 농축물 및 대두 단백질 유리물과 같은 대두 단백질 물질의 겔 강도는 다양하고, 따라서, 대두 단백질 농축물 및 유리물의 겔 강도의 개선이 항상 요구된다. 대두 단백질 농축물 및 대두 단백질 유리물과 같은 대두 단백질 물질의 유화 강도는 다양하고, 따라서, 대두 단백질 농축물 및 대두 단백질 유리물과 같은 대두 단백질 물질의 유화 강도의 개선이 항상 요구된다. 특히, 유화된 육류 제품에 대한 사용을 위해, 강한 겔화 특성 및 강한 유화 특성을 갖는 대두 단백질 농축물 및 대두 단백질 유리물과 같은 대두 단백질 물질이 바람직하다.

발명의 요약

본 발명은 적어도 560.0 g의 라드(lard) 겔 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 대두 단백질 물질 조성물을 제공한다. 바람직한 구체예에서, 대두 단백질 농축물 조성물은 약 575.0 g 이상의 라드 겔 강도를 갖는다. 하나의 구체예에서 대두 단백질 물질 조성물은 적어도 560.0 g의 라드 겔 강도를 갖는 대두 단백질 농축물 조성물이고, 단백질 함유량은 수분을 제거한 기준(moisture free basis, mfb)으로 총 중량에서 65.0 중량% 내지 85.0 중량%이다. 다른 구체예에서 대두 단백질 물질 조성물은 적어도 560.0 g의 라드 겔 강도를 갖는 대두 단백질 유리물 조성물이고, 단백질 함유량은 수분을 제거한 기준(mfb)으로 총 중량에서 적어도 90 중량%이다.

다른 관점에서, 본 발명은 적어도 190 g의 미조리 유화 강도를 갖는 대두 단백질 물질 조성물을 제공한다. 바람직한 구체예에서, 대두 단백질 물질 조성물은 적어도 225 g의 미조리 유화 강도를 갖는다. 하나의 구체예에서 대두 단백질 물질은 적어도 190 g의 미조리 유화 강도를 갖는 대두 단백질 농축물 조성물이고, 단백질 함유량은 수분을 제거한 기준(mfb)으로 총 중량에서 65.0 중량% 내지 85.0 중량%이다. 다른 구체예에서 대두 단백질 물질은 적어도 190 g의 미조리 유화 강도를 갖는 대두 단백질 유리물 조성물이고, 단백질 함유량은 수분을 제거한 기준(mfb)으로 총 중량에서 적어도 90 중량%이다.

더 다른 관점에서, 본 발명은 적어도 275 g의 조리 유화 강도를 갖는 대두 단백질 물질 조성물을 제공한다. 바람직한 구체예에서, 대두 단백질 물질 조성물은 적어도 300 g의 조리 유화 강도를 갖는다. 하나의 구체예에서 대두 단백질 물질은 적어도 275 g의 조리 유화 강도를 갖는 대두 단백질 농축물 조성물이고, 단백질 함유량은 수분을 제거한 기준(mfb)으로 총 중량에서 65.0 중량% 내지 85.0 중량%이다. 다른 구체예에서 대두 단백질 물질은 적어도 275 g의 조리 유화 강도를 갖는 대두 단백질 유리물 조성물이고, 단백질 함유량은 수분을 제거한 기준(mfb)으로 총 중량에서 적어도 90 중량%이다.

여전히 다른 관점에서, 본 발명은 적어도 560.0 g의 라드 겔 강도, 또는 적어도 190.0 g의 미조리 유화 강도, 또는 적어도 275 g의 조리 유화 강도를 갖는 대두 단백질 물질을 함유하는 식품 물질을 제공한다. 본 발명의 대두 단백질 물질 조성물은 육류, 생선을 포함한 육류 제품, 크림 수프, 육즙, 요거트, 딥, 유제품, 참치제품, 케이크, 마카로니, 과자, 거품낸 토핑, 구이 상품 및 다른 응용된 식품을 포함하는 다양한 식품 제조물에 도입될 수 있으나 이것에 한정하는 것은 아니다.

본 발명은 또한 높은 라드 겔 강도를 갖고 그리고 조리전 및 조리 유화강도가 높은 대두 단백질 물질 조성물을 얻는 공정에 관한 것이다. 본 공정은 알콜 세척된 대두 단백질 농축물과 물과의 혼합 및 슬러링, 슬러리의 pH 6.0 이하로의 조정, 슬러리로부터 가용성 성분의 제거, 적어도 pH 7.0으로 pH 재조정, 슬러리 결과물에 대한 제트 조리법과 같은 열처리, 및 단백질 구조를 바꾸기 위한 선택적 전단, 그리고 그 이후의 최종생성물의 선택적 건조를 포함한다.

정의

여기에 사용된, "대두 물질"은 비-대두 유도된 첨가제를 포함하지 않는 대두 전체로부터 유도되는 물질로 정의된다. 그런 첨가제는 물론, 식품 재료로 유용하게 된 대두 물질 또는 식품에 추가의 기능성을 제공하기 위해 대두 물질에 첨가될 수 있다. "대두"는 글리시네 막스 (Glycine Max), 글리시네 소야 (Glycine soja), 또는 글리시네 막스와 유성교배가 가능한 종을 의미한다.

여기에 사용된, "대두 단백질 물질"은 수분을 제거한 기준으로 적어도 40 중량%의 대두 단백질을 포함하는 대두 단백질 함유물을 의미한다.

여기에 사용된, "대두 단백질 농축물"은 수분을 제거한 기준으로 65 내지 90 중량%의 대두 단백질을 포함하는 대두 단백질 함유물을 의미한다.

여기에 사용된, "대두 단백질 유리물"은 수분을 제거한 기준으로 적어도 90 중량%의 대두 단백질을 포함하는 대두 단백질 함유물을 의미한다.

여기에 사용된, "라드 겔 강도"는 물과 라드의 혼합물에서 대두 단백질의 겔 강도를 의미한다. 대두 단백질 물질의 라드 겔 강도는 다음 방법에 의하여 결정될 수 있다. 먼저, 대두 단백질 물질 시료로부터 대두 단백질 겔은 다음과 같이 제조하였다. 0 ℃ (32 ℉) 물 634.0 g을 스테판 버티컬-절단기/혼합기 (모델 번호 UM-5, Stephan Machinery Corporation, Columbus, OH)에 담고 대두 단백질 물질 시료 141.0 g을 절단기/혼합기에 첨가한다. 절단기/혼합기에 진공을 걸고 튀는 것을 막기 위해 칼날은 천천히 시작하도록 한다. 시료 단백질 물질은 교반가지(arm)가 양 방향으로 매 30초마다 움직이는 동안, 900 rpm에서 2분간 진공으로 다져진다. 그 후에 진공조건을 종료하고, 용기의 뚜껑과 측면을 긁어낸다. 실온의 라드 200.0 g을 식염 20.0 g 및 트리폴리포스페이트 나트륨 5.0 g과 함께 절단기/혼합기의 용기에 첨가한다. 절단기/혼합기에 다시 진공을 걸고 교반가지가 양 방향으로 일정하게 움직이는 동안, 용기 내용물을 1200 rpm에서 1분간 다진다. 진공을 일시적으로 풀고, 용기의 뚜껑과 측면을 긁어낸다. 다시 진공을 걸고 교반가지가 양 방향으로 매 30초마다 움직이는 동안, 용기 내용물을 1200 rpm에서 추가 2분간 다진다. 본 공정에 맞는 겔 강도 측정에 적합한 온도는 약 16 - 18 ℃ (60 - 65 ℉)이다.

용기 내용물을 10" x 16" 진공 주머니로 옮긴다. 주머니에 열 밀봉을 하기에 앞서 30초간 진공을 건다. 진공 주머니를 이용하여 소시지 제조기에 옮기고 4개의 #202 금속 캔에 채운다. 스패튤라를 이용하여 캔안에 시료면으로 오목한 표면을 긁어내고, 캔에 뚜껑을 덮는다. 캔을 뚜껑으로 밀봉하고 내부 온도가 73 ℃ (165 ℉)가 되도록, 60 ℃ (140 ℉)에서 20분, 71 ℃ (160 ℉)에서 20분, 및 79 ℃ (175 ℉)에서 20분간 증기 조리한다. 결 분석 실시를 하기 전에 캔을 실온에서 밤새 식혀 둔다.

겔의 결 특성은 시각적으로 및 TA-XT2 결 분석기 (Texture Technologies Corporation, Scarsdale, NY)를 이용하여 기계적으로 측정하였다. 결 분석기는 12.5 mm 구형 프로브를 갖추고 있다. 결 분석을 실시하기 전에 모든 시료는 실온과 평형을 이룬 상태에서 측정되어야 한다. 시료를 시험하기 위해 캔의 바닥을 열고, 캔으로부터 아직 시료를 제거하지는 않는다. 겔 시료에 프로브를 밀기 위해 정점력이 프로브에 가해질 때까지 결 분석기의 구형 프로브를 겔 시료안으로 밀어 넣는다. 캔의 중심과 주변 사이의 위치에서 하나의 캔당 4회씩 측정한다. 캔의 중심에서는 측정하지 않는다. 절단기/혼합기로부터 얻은 동일한 시료의 다른 캔으로 반복측정하여 2개의 캔에 대해 총 8회 측정한다.

본 발명에 의한 라드 겔 강도는 캔에 든 겔 시료 내부로 프로브를 밀 때 g단위로 측정된 프로브의 정점력이다. 측정된 정점력은 결 분석기에 의해 얻어진 그래프에 의해 계산되어지고, 라드 겔 강도는 프로브에 의해 겔이 깨지는 점에서 측정된다. (그래프에서 첫번째 큰 피크, 그래프의 X축은 시간이고, Y축은 g단위힘이다.) 정확성을 위해, 라드 겔 강도는 8회 측정의 평균으로 기재하였다.

여기에 사용된, "미조리 유화 강도"는 대두기름과 물 혼합물에서 대두 단백질 물질에 의해 생성된 에멀션의 강도를 의미하고, 여기서 에멀션은 그것의 유화 강도를 시험하기에 앞서 조리되지 않은 것이다. 그러한 에멀션의 유화 강도 측정은 다음 방법에 의해 결정되었다. 먼저, 에멀션을 대두 단백질 시료로 제조하였다. 17 - 23 ℃ (63 - 73 ℉)의 대두기름 880 g을 공중량을 잰 비이커에서 무게를 단다. 그 대두기름을 Hobart 음식 절단기 (모델 84142 또는 84145, 날 속도 1725 rpm)의 다짐기 용기에 쏟는다. 음식 절단기의 다짐기 용기내에 대두기름의 표면에서 대두 단백질 물질 시료 220g을 분산시키고, 음식 절단기와 타이머를 작동시킨다. 음식 절단기가 작동한 직후, 탈이온수 1100 mL를 음식 절단기의 다짐기 용기내에 대두기름과 대두 단백질 물질의 혼합물에 첨가하고 물이 첨가된 후에 음식 절단기의 뚜껑을 덮는다. 1분 후에, 음식 절단기와 타이머를 멈추고, 음식 절단기의 뚜껑을 열고, 뚜껑 안쪽을 고무 스패튤라로 완전히 긁어낸다. 뚜껑을 다시 덮고 음식 절단기와 타이머를 재작동시킨다. 음식 절단기 재작동 4분 후에 음식 절단기의 다짐기 용기내 혼합물에 식염 44g을 첨가한다. 총 다짐 시간 5.5분 후에, 절단기와 타이머를 멈추고 상기에 언급한대로 뚜껑을 다시 걷어내고, 음식 절단기와 타이머를 재작동 시킨다. 총 다짐 시간 7분 후에, 음식 절단기를 멈추고, 에멀션의 5 액량온스(fl.oz.) 시료를 음식 절단기의 에멀션 고리로부터 5 액량온스 시료컵에서 채취한다. 이후 시료컵은 플라스틱 필름으로 덮인 비흡수성 물질로 만든 평면 접시로 옮기고 2 - 7 ℃ (36 - 45 ℉)에서 냉장시킨다. 냉장 24 - 30 시간 후에 각 시료컵에 얼어 있는 에멀션으로부터 시료컵을 조심스럽게 제거한다.

냉각된 에멀션의 에멀션 강도는 Chatillion Dietary Scale (#R026, 500g 용량)이 설치되어 있는 겔 시험기 프로브를 갖춘 TA-XT2I 결 분석기 (Texture Technologies Corporation, Scarsdale, NY)를 이용하여 즉시 측정하였다. 결 분석기의 힘은 5kg 분동을 이용하여 표정하였고, 겔 프로브는 복귀 거리 75 mm 및 접촉력 1g으로 표정하였다. 각 냉각된 에멀션의 에멀션 강도는 결 분석기의 겔 프로브를 0.8 mm/초의 속도 및 10 g의 힘으로 에멀션의 중심과 가장자리로부터 동일거리 지점을 프로브에 의해 에멀션에 구멍이 생길때까지 냉각된 에멀션을 때리는 것에 의하여 측정한다. 에멀션 강도의 측정은 (에멀션 시료의 중심에서는 측정하지 않고) 각각으로부터 동일 거리 지점에서 시료당 측정하고, 3개의 시료당 3회 측정하여 총 9회 측정한다.

미조리 유화 강도 (g단위힘)는 프로브를 조리전 에멀션에 밀어 넣을 때 프로브의 g단위힘으로 정점력을 측정된다. 측정된 정점력은 결 분석기에 의해 얻어진 그래프에 의해 계산되어지고, 미조리 유화 강도는 프로브에 의해 에멀션이 깨지는 점에서 측정된다. (그래프에서 첫번째 큰 피크, 그래프의 X축은 시간이고, Y축은 g단위힘이다.) 정확성을 위해, 본원에서의 미조리 유화 강도는 9회 측정의 평균으로 기재하였다.

여기에 사용된, "조리 유화 강도"는 대두기름과 물 혼합물에서 대두 단백질 물질에 의해 생성된 에멀션의 강도를 의미하고, 여기서 에멀션은 그것의 유화 강도를 시험하기에 앞서 조리된다. 그러한 에멀션의 에멀션 강도를 음식 절단기에서 절단이 완료되는 지점까지 미조리 유화 강도의 측정과 관련하여, 먼저 상기 언급한 대두 단백질 물질, 대두기름, 및 탈이온수로 유제를 형성함으로써 측정된다. 3개의 307 x 109 캔 내부를 끈적임이 없는 조리용 분무기로 분무하고, 절단기의 에멀션 고리로부터 채취한 에멀션을 캔에 채운다. 캔의 윗부분에서 스테인레스 스패튤라로 과량의 에멀션을 긁어내어 캔의 윗부분에 부드럽고 평평한 에멀션 표면이 남게 한다. 캔은 캔 시이머(seamer)를 이용하여 끈적임이 없는 조리용 분무기로 분무된 캔뚜껑으로 밀봉한다.

봉인된 캔은 끓는 물 수조에서 30분간 조리한다. 캔을 수조로부터 꺼내어 얼음물 수조에서 15분간 냉각한다. 냉각된 캔은 2 - 7 ℃ (36 - 45 ℉)에서 20 - 32 시간 냉장시킨다. 캔 뚜껑을 제거하여 조리후 냉각된 에멀션을 노출시킨다.

조리후 냉각된 에멀션의 에멀션 강도는 Chatillion Dietary Scale (#R026, 500g 용량)이 설치되어 있으며 겔 시험기 프로브를 구비한 TA-XT2I 결 분석기 (Texture Technologies Corporation, Scarsdale, NY)를 이용하여 즉시 측정하였다. 결 분석기의 힘은 5kg 분동을 이용하여 표정하였고, 겔 프로브는 복귀 거리 45 mm 및 접촉력 1g으로 표정하였다. 각 냉각된 에멀션의 에멀션 강도는 결 분석기의 겔 프로브로 0.8 mm/초의 속도 및 10 g의 힘으로 냉각된 에멀션에 대해 에멀션의 중심과 가장자리로부터 동일거리 지점을 프로브에 의해 에멀션에 구멍이 생길때까지 때리는 것에 의하여 측정한다. 에멀션 강도의 측정은 각각으로부터 동일 거리 지점에서 에멀션 캔당 측정하고, 3개의 시료당 3회 측정하여 총 9회 측정하였다.

조리 유화 강도 (g단위힘)는 프로브를 조리된 에멀션에 밀어 넣을 때 g단위로 측정된 정점력이다. 측정된 정점력은 결 분석기에 의해 얻어진 그래프에 의해 계산되어지고, 유화 강도는 프로브에 의해 에멀션이 깨지는 점에서 측정된다. (그래프에서 첫번째 큰 피크, 그래프의 X축은 시간이고, Y축은 g단위힘이다.) 정확성을 위해, 조리 유화 강도는 9회 측정의 평균으로 기재하였다.

여기에 사용된, "단백질 함유량"은 A.O.C.S.(American Oil Chemists Society) 공식 방법 Bc 4-91(1997), Aa 5-91(1997), 또는 Ba 4d-90(1997)에서 검증된 것으로서 대두 물질의 상대적 단백질 함유량을 의미하며, 각각 참고문헌 전체로서 인용하고 있으며, 대두 물질 시료의 총 질소 함유량을 암모니아로서 측정하고, 단백질 함유량은 시료의 총 질소 함유량의 6.25 배이다. A.O.C.S.법 Bc 4-91(1997), Aa 5-91(1997), 및 Ba 4d-90(1997)의 질소-암모니아-단백질 킬달법을 이용한 단백질 함유량의 측정은 대두 물질 시료를 다음과 같이 조작하는 것에 의하여 결정된다. 대두 물질 0.0250 - 1.750 g을 표준 킬달 플라스크에서 무게를 단다. 상업적으로 구입가능한 황산칼륨 16.7 g, 티타늄 디옥사이드 0.6 g, 황산구리 0.01 g, 및 경석 0.3 g의 촉매 혼합물을 플라스크에 첨가하고, 진한 황산 30 mL를 플라스크에 첨가한다. 비등석을 혼합물에 첨가하고, 끓는 물 수조에서 대략 45분 동안 가열에 의하여 시료를 소화시켰다. 소화 동안 플라스크는 적어도 3회 회전시켰다. 물 300 mL를 시료에 추가하고, 시료를 실온에서 식혔다. 증류 수집 플라스크 바닥에 증류 출구 관끝이 덮히기에 충분하도록 표준 염산 0.5 N 및 증류수를 첨가하였다. 소화 용액이 강염기성이 되기에 충분한 양의 수산화 나트륨 용액을 소화 플라 스크에 첨가하였다. 소화 플라스크는 즉시 증류 출구 관에 연결하고, 소화 플라스크 내용물을 흔들어서 완전히 섞고, 그리고, 적어도 150 mL의 증류물이 얻어질 때까지 약 7.5 분의 비등 속도로 소화 플라스크에 열을 가한다. 수집 플라스크의 내용물은 메틸레드 지시약 - 0.1 % 에틸 알콜을 3 또는 4 방울을 사용하여 0.25 N 수산화 나트륨으로 적정하였다. 모든 시약의 바탕값은 시료에 대해 유사한 방법으로 동시에 측정하였고, 반응물에 대한 바탕값으로 보정하였다. 으깨진 시료의 수분 함유량은 하기에 기재된 과정에 의해 측정하였다 (A.O.C.S. 공식 방법 Ba 2a-38). 시료의 질소 함유량은 다음 식에 의해 측정하였다: 질소(%) = 1400.67 x {[ 표준산의 노르말 농도 x 시료에 사용된 표준 산의 부피(mL)] - [(표준산 1 mL를 적정하는데 사용된 표준 염기의 부피 - 반응 동안 사용되고 표준산 1mL로 증류된 바탕 시약을 적정하는데 사용된 표준 염기의 부피(mL)) x 표준 염기의 노르말 농도] - [(시료에 사용된 표준 염기의 부피(mL) x 표준 염기의 노르말 농도]} / (시료의 mg). 단백질 함유량은 시료의 질소 함유량의 6.25배이다.

여기에 사용된, "수분 함유량"은 물질내에 수분의 양을 의미한다. 대두 물질의 수분 함유량은 A.O.C.S. 방법 Ba 2a-38(1997)에 의해 측정할 수 있고, 이는 전체로서 참고 문헌에 의하여 인용되었다. 본 방법에 따라, 대두 물질의 수분 함유량은 대두 물질 1000 g 시료를 Seedboro Equipment Co., Chicago, Illinois 로부터 구입한 6 x 6 물결무늬 분할기에 통과시키고, 시료 크기를 100 g으로 감소시키는 것에 의해 측정하였다. 대두 물질의 100 g 시료는 공기가 통하지 않는 용기로 즉시 옮기고, 무게를 단다. 시료 5 g을 공무게를 단 습윤 접시 (최소 30 게이지, 대략 50 x 20 mm, 꽉 조이는 슬립 커버 - Sargent-Welch Co.로부터 구입)에서 무게를 단다. 시료를 포함하는 접시를 힘을 가한 드래프트 오븐에서 130 ±3 ℃ (261 - 271 ℉)에서 2시간 건조시킨다. 접시를 오븐에서 꺼내어 즉시 덮고, 실온의 데시케이터에서 냉각시킨다. 이후 접시의 무게를 단다. 수분 함유량은 다음 식으로 계산하였다: 수분 함유량 (%) = 100 x [중량 손실량 (g) / 시료무게 (g)]

여기에 사용된, "대두분말 (flour)"는 입자로 된 대두 단백질 물질로서 수분을 제거한 기준으로 65 중량% 이하의 대두 단백질 함량을 포함하고, 껍질을 완전히 제거한 대두로부터 형성되며 평균 입자 크기는 150㎛ 또는 그 이하인 것을 의미한다. 대두분말에는 처음에 지방을 포함할 수도 있고 또는 지방이 완전히 제거되었을 수도 있다.

여기에 사용된, "대두 그리트(grit)"는 입자로 된 대두 단백질 물질로서 수분을 제거한 기준으로 65 중량% 이하의 대두 단백질을 포함하고, 껍질을 완전히 제거한 대두로부터 형성되며 평균 입자 크기는 150 - 1000 ㎛인 것을 의미한다. 대두 그리트에는 처음에 지방을 포함할 수도 있고 또는 지방이 완전히 제거되었을 수도 있다.

여기에 사용된, "대두 밀(meal)"은 입자로 된 대두 단백질 물질로서 수분을 제거한 기준으로 65 중량% 이하의 대두 단백질을 포함하고, 껍질을 완전히 제거한 대두로부터 만들고 대두 분말이나 대두 그리트의 정의 내에 포함되지 않는 것을 의미한다. 용어 대두 밀(meal)은 수분을 제거한 기준으로 65% 이하의 단백질을 포함하면서 대두 분말이나 대두 그리트의 정의에 적합치 않는 대두 단백질 입자의 총괄 적인 명칭으로 본원에서 사용하고자 하였다. 대두 밀에는 처음에 지방을 포함할 수도 있고 또는 지방이 완전히 제거되었을 수도 있다.

여기에 사용된, "대두 플레이크(flakes)"는 얇은 조각으로 된 대두 단백질 물질로서 수분을 제거한 기준으로 65 중량% 이하의 대두 단백질을 포함하고, 껍질을 완전히 제거한 대두로부터 플레이킹에 의해 형성된다. 대두 플레이크에는 처음에 지방을 포함할 수도 있고 또는 지방이 완전히 제거되었을 수도 있다.

여기에 사용된, "수분을 제거한 기준의 무게"는 건조되어 모든 수분이 완전히 제거된 후, 즉 물질에 수분 함량이 0 %인 물질의 무게를 의미한다. 특히, 대두 물질의 수분을 제거한 기준의 무게는 대두 물질이 균일한 무게가 될 때까지 45 ℃ (113 ℉)의 오븐에 대두 물질을 보관한 후 무게를 측정함에 의하여 얻을 수 있다.

여기에 사용된, "질소 용해도 지수"는 다음과 같이 정의된다: (단백질을 포함하는 시료의 수용성 질소 % / 단백질을 포함하는 시료에서 총 질소 %) x 100. 질소 용해도 지수는 단백질을 포함하는 물질에서 총 단백질에 대한 수용성 단백질의 % 척도를 제공한다. 대두 물질의 질소 용해도 지수는 표준 분석법, 특히 본 명세서의 참고문헌에 의하여 전체로서 인용하고 있는 A.O.C.S.법 Ba 11-65와 동일하게 측정된다. Ba 11-65 방법에 의하면, 미국 기준 100 메시 스크린 (평균 입자 크기 약 150 ㎛이하)에 적어도 시료의 95 %가 통과 될 수 있을 만큼 곱게 으깬 대두 물질 시료 5 g을 200 mL의 증류수에 230 rpm으로 교반시키면서, 30 ℃ (86 ℉)에서 2시간 동안 부유시킨 후에, 추가 증류수 250 mL로 희석시켰다. 만약 대두 물질이 모두 지방(full-fat material)이면 시료는 미국 기준 80 메시 스크린 (약 175 ㎛)에 적 어도 80 %가 통과 될 수 있을 만큼, 및 미국 기준 60 메시 스크린 (약 205 ㎛)에 적어도 90 %가 통과 될 수 있을 만큼 으깨질 필요가 있다. 으깨는 동안 시료의 변성을 막기 위해 드라이 아이스를 대두 물질 시료에 첨가하였다. 시료 추출물 40 mL를 조심스럽게 따라 내고 1500 rpm에서 10분 동안 원심분리시키고, 상기에서 언급한 A.O.C.S. 공식 방법 Bc 4-91, Ba 4d-90, 또는 Aa 5-91에 의하여 상청액의 분취량을 대두 단백질 시료의 수용성 질소 %를 결정하기 위하여 킬달(Kjeldahl) 단백질(PRKR)로 분석하였다. 대두 물질 시료의 분리된 부분은 시료의 총 질소량을 결정하기 위하여 PRKR 법에 의해 전체 단백질에 대해 분석되었다. 측정된 수용성 질소 % 및 총 질소 % 는 질소 용해도 지수를 계산하는 상기 식에 이용되었다.

방법

본 발명의 대두 단백질 물질 조성물은 일반적으로 알콜 세척된 대두 단백질 물질, 바람직하게는 알콜 세척된 대두 단백질 농축물을 제공하는 단계; 1.0 - 15.0 중량%의 고체를 포함하는 수용성 슬러리를 얻기 위한 알콜 세척된 대두 단백질 농축물 및 물을 혼합하는 또는 슬러링하는 단계; 슬러리의 pH를 6.0 이하로 조정하는 단계; 슬러리중에 단백질을 유지하면서 가용성 성분을 제거하는 단계; 슬러리의 pH를 7.0 또는 그 이상으로 조정하는 단뎨; pH 조정된 슬러리를 75 - 180 ℃ (156 - 356 ℉)에서 열처리하는 단계; 고온에서 제트 조리하는 단계; 가열된 슬러리를 선택적으로 전단하는 단계; 및 슬러리를 선택적으로 건조하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 얻어진다.

상기 공정의 출발 물질은 알콜 세척된 대두 단백질 농축물이다. 알콜 세척된 대두 단백질 농축물은 본 기술분야에서 "통상적" 대두 단백질 농축물로 알려진 것으로서, 많은 공급원으로부터 상업적으로 구입가능하다. 본 발명에서 출발 물질로 적절한 알콜 세척된 대두 단백질 농축물의 하나는 Solae Company of St. Louis, Missouri로부터 구입가능한 Procon?2000이다. 상업적으로 구입가능한 알콜 세척된 대두 단백질 농축물중 다른 하나는 역시 Solae Company로부터 구입가능한 Danpro H?이다.

본 발명의 출발 물질로서, 상업적으로 구입가능한 알콜 세척된 대두 단백질 농축물의 사용외에도, 알콜 세척된 대두 단백질 농축물이 낮은 분자량의 알콜, 바람직하게는 수용성 에탄올로 대두 분말, 대두 그리트, 대두 밀, 또는 대두 플레이크를 세척한 후에 알콜 세척된 대두 단백질 물질의 탈용매화에 의하여 제조될 수 있는 대두 분말, 대두 그리트, 대두 밀, 또는 대두 플레이크 등이 될 수 있다. 대두 분말, 대두 그리트, 대두 밀, 또는 대두 플레이크는 상업적으로도 구입 가능하고, 또는 대안적으로, 본 기술분야에서 공지의 공정에 의해 대두로부터 제조될 수 있다. 이렇게 제조된 대두 단백질 농축물은 이후 본원에 기재된 공정에서 사용될 수 있다.

알콜 세척된 대두 단백질 농축물은 먼저 고체 함유량 1.0 - 15.0 중량%에서 물과 슬러리화되었다. 바람직하게는, 알콜 세척된 대두 단백질 농축물은 고체 함유량 1.0 - 10.0 중량%에서 물과 슬러리화되었다. 대두 단백질 농축물을 슬러링하는 물은 바람직하게는 27 - 82 ℃ (80 - 180 ℉)로 가온된 것이다. 본 발명의 목적상 49 ℃ (120 ℉)가 특히 적당하다.

하기에 언급한 후속하는 분리 공정에서 광물 및 다른 가용물질의 제거를 촉진하기 위해 단백질의 용해도를 최소화하는 동안 슬러리에 광물이 용해되도록 슬러리의 pH는 6.0 이하로 조정한다. 바람직한 구체예에서, pH는 4.3 - 5.3 사이, 바람직하게는 5.0 - 5.2, 또는 대두 단백질의 등전점인 4.4 - 4.6 사이로 조정하였다. 슬러리의 pH는 염산 또는 다른 적절한 식용 유기 또는 무기 산을 첨가하여 조정할 수 있다.

pH 조정 후에, 슬러리는 가용 성분을 제거하기 위한 분리 공정에 들어 간다. 가용 성분을 제거하는 적절한 공정은 원심분리, 초여과 및 기타 통상적인 분리 공정을 포함한다. 가용물질 분리 단계는 본 발명의 높은 라드 겔 강도, 높은 유화 강도의 대두 단백질 물질을 제조하는데 특히 중요하며, 알콜 세척된 대두 단백질 농축물의 성질에 영향을 미치는 것으로 특히 기대되지 않는다. 알콜 세척된 대두 단백질을 제조하기 위한 알콜 세척 단계에서 "대두 가용물질"의 많은 양이 제거된다. 이와 같이 알콜 세척에 의해 그런 가용물질의 많은 양이 제거된다는 것을 기대할 수 있기 때문에, 가용물질을 한번 더 제거하는 것은 이미 알콜로 세척된 대두 단백질 물질의 특성에 영향을 미칠 것으로 기대되지 않는다.

본 발명의 하나의 구체예에 따라, 슬러리는 분자량 한도(MWCO) 10,000 - 1,000,000 사이값, 바람직하게는, MWCO 약 50,000인 멤브레인을 사용하는 초여과 분리를 한다. 튜브형 멤브레인이 본 발명의 대두 단백질 농축물의 생산에 특히 적절한 것으로 결정되었다. 상이한 MWCO 값을 갖는 튜브형 멤브레인은 상업적으로 용이하게 구입가능하다. 공급원은 Koch Membrane Systems, Wilmington, MA; PTI Advanced Filtration, Oxnard, CA; 및 PCI Membrane Systems, Milford, OH이다. 가용성 성분은 멤브레인을 투과하고 (투과물), 단백질은 멤브레인에 남는다 (체재물).

다른 구체예에 따라, 슬러리는 원심분리 공정을 거친다. 바람직한 원심 분리기는 디캔팅(decanting) 원심분리기이다. 가용성 성분은 액체 부분에서 제거되고, 대두 단백질과 같은 불용성 물질은 원심분리기의 불용성 케이크로 남게 된다. 선택적으로, 원심 분리 공정은 1회 또는 그 이상 반복될 수 있고, 첫번째 원심 분리로부터 나온 원심분리 케이크는 물로 희석하여 다시 원심분리 시킨다.

원심 분리 공정의 바람직한 구체예에서, 원심 분리기의 액체(가용성 부분)는 나선형으로 꼬인 멤브레인을 이용하여 체재물로부터 불용성 단백질을 회수하고 투과물로부터 가용성 화합물을 제거할 수 있다. 액체는 MWCO 1,000 - 30,000, 바람직하게는, 약 10,000의 멤브레인을 이용하여 초여과시킨다. 나선형으로 꼬인 멤브레인은 액체로부터 단백질을 회수하는데 특히 적절한 것으로 결정되었다. 상이한 MWCO 값을 갖는 나선형으로 꼬인 멤브레인은 상업적으로 용이하게 구입가능하다. 공급원은 Koch Membrane Systems, Wilmington, MA; GE Osmonics, Minnetonka, MN; PTI Advanced Filtration, Oxnard, CA; 및 Synder Filtration, Vacaville, CA이다.

상기 분리 공정에 따라 가용성 성분을 제거한 후에 남은 슬러리에는 단백질 함유량이 증가되어 있고, 광물의 제거에 의하여 재의 함유량이 감소되어 있다. 이 슬러리는 멤브레인 공정에서 사용될 때의 체재물이고; 원심분리 공정이 사용될 때의 원심분리 케이크이며; 또는 단백질을 회수하기 위한 멤브레인 공정이 후속되는 원심분리 공정시에 원심분리 케이크 및 멤브레인 체재물의 구성물이다. 만약 원심분리 공정이 사용된다면, 원심분리 케이크 또는 원심분리 케이크의 구성물 및 멤브레인 체재물은 7.0 - 20 중량% 고체로부터, 바람직하게는, 10.0 - 15.0 중량% 고체로부터, 가장 바람직하게는 12 - 13 중량% 고체로부터 슬러리를 만들기 위해 희석시켰다.

가용물질의 제거 이후, 슬러리의 pH는, 슬러리를 중화하기 위해 7.0 또는 그 이상으로 조정시킴으로써 슬러리에서 단백질의 용해도를 증가시킨다. 하나의 구체예에서, pH는 7.0 - 7.5로 조정하였고, pH 7.2가 특히 적절한 것으로 확인하였다. 슬러리의 pH는 어떤 적절한 유기 또는 무기 염기, 바람직하게는 수산화 나트륨을 첨가하여 조정할 수 있다.

본 발명에 따라 대두 단백질 농축물 조성물을 제조하기 위해, pH를 조정한 슬러리는 열 처리 또는 조리 공정을 거치고, 선택적인 전단 공정을 거쳐, 단백질의 구조를 바꾸고, 선택적으로 건조할 수 있는 최종 생성물로 만들어 진다.

열 처리 또는 조리 공정 및 선택적 전단 공정은 단백질의 기능성을 개선하기 위해. 단백질의 구조를 바꾸어 겔 강도가 높은 제품을 제조한다. 대두 단백질 물질을 제공하는 데 사용되는 어떤 조리 공정 또는 장치라도 대두 단백질 물질의 구조를 바꾸기에 충분한 시간 동안 충분한 열이 있어야 하지만, 제트 조리는 본 발명의 대두 단백질 농축물을 상업적으로 제조하는데 특히 적절한 것으로 여겨진다. 바람직하게는 중화된 대두 단백질 물질의 슬러리는, 대두 단백질 물질의 대두 단백질 구조를 변형시키기 위해 약 75 - 180 ℃ (167 - 356 ℉)에서 약 2초 - 약 2시간 처리하고, 대두 단백질 물질 슬러리는 대두 단백질 물질의 대두 단백질 구조를 변형시키기 위해 저온에서 장시간 가열하였다. 바람직하게는, 중화된 슬러리는 135 - 180 ℃ (275 - 356 ℉)에서 5 - 30초 동안 열처리하였고, 가장 바람직하게 슬러리는 145 - 155 ℃ (293 - 311 ℉)에서 5 - 15초 동안 열처리하였다. 가장 바람직하게 대두 단백질 물질 슬러리는 상승된 온도 및 대기압보다 높은 압력하에서 처리하였다.

상기에서 언급한 것처럼, 대두 단백질 물질 슬러리의 바람직한 열처리 방법은, 원하는 온도로 슬러리를 가열하기 위해 슬러리에 압축된 증기를 주입하는 단계로 구성된 제트 조리이다. 다음의 기재 내용은 대두 단백질 물질 슬러리의 제트 조리의 바람직한 방법이지만, 본 발명은 기재된 방법에 한정하지 않고, 본 기술분야에서 당업자에 의해 만들어진 모든 명백한 변형을 포함한다.

대두 단백질 물질 슬러리를 교반하는 혼합기로 대두 단백질 물질을 현탁제로 유지시키는 제트 조리기의 충진 탱크에 대두 단백질 물질 슬러리를 채웠다. 충진 탱크로부터 반응기 튜브를 통해 슬러리에 힘을 가하는 펌프까지 슬러리를 진행시켰다. 슬러리가 반응기 튜브로 들어갈 수 있는 압력하에서, 원하는 온도로 슬러리를 순간 가열하면서, 대두 단백질 물질 슬러리 내로 증기를 주입시켰다. 온도는 주입되는 증기의 압력 조정에 의해 조절되고, 바람직하게는 약 75 - 180 ℃ (167 -356 ℉)이고, 더 바람직하게는 약 135 - 180 ℃ (275 -356 ℉)이다.

제트 조리 이후에 슬러리는 고온에서 5 - 240 초 동안 방치하였다. 총 방치 시간은 30 - 180초가 본 발명의 목적상 특히 적절하다.

조리 후, 바람직하게는 슬러리를 고온에서 방치하기에 앞서, 단백질의 구조를 더 바꾸기 위해 슬러리는 선택적으로 전단 공정의 대상이 된다. 전단 펌프, 전단 혼합기, 또는 절단 혼합기 등 어떤 적절한 전단 장비라도 사용될 수 있다. 적절한 전단 펌프 하나는 3 단계의 Dispax Reactor 분산 펌프 (IKA Works, Wilmington, NC)이다. 이 펌프는 굵은, 중간의, 미세, 및 초미세의 발전기가 부착되어 있다. 각 발전기는 고정자와 회전자로 구성되어 있다. 바람직한 구체예에서는 펌프의 3 단계에서 미세 및 초미세의 두 발전기를 이용하였다. 다른 적절한 펌프는 고압 호모지나이저 (homogenizer)이다. 다른 전단 펌프는 Fristam Pumps Inc., Middleton, WI 및 Waukesha Cherry-Burrell, Delavan, WI으로부터 상업적으로 구입가능하다.

조리하고, 대두 단백질 물질을 선택적으로 전단하고, 가열된 슬러리를 고온에서 방치한 후에 슬러리를 냉각시켰다. 바람직하게는 슬러리는 60 - 93 ℃ (140 -200 ℉)로 급냉각시켰고, 가장 바람직하게는 80 - 90 ℃ (176 -194 ℉)로 급냉각시켰다. 가열된 슬러리를, 내부 온도가 대두 단백질 물질 슬러리의 열 처리에 사용된 온도보다 낮고 대기압보다 명백히 낮은 압력을 갖는 진공 챔버로 옮기는 것에 의하여 슬러리가 급냉각된다. 바람직하게는 진공 챔버의 내부 온도는 15 - 85 ℃ (59 -185 ℉)이고, 압력은 약 25 - 약 100 mmHg이고, 보다 바람직하게는 약 25 - 약 30 mmHg이다. 가열된 대두 단백질 물질 슬러리를 진공 챔버로 도입시키는 것은 슬러리를 냉각시킴에 의해 슬러리로부터 물을 증발시켜 대두 단백질 물질 슬러리 주위의 압력을 즉각적으로 하강시킨다.

그 공정이 짧은 시간 동안 약 140 -200 ℉ (60 - 93 ℃)로 온도를 낮추는 것 이 가능한 어떤 다른 적절한 냉각 공정에 의해 대치될 수 있긴 하지만, 급냉각은 바람직한 냉각 공정이다.

이후, 대두 단백질 물질의 냉각된 슬러리는 본 발명의 분말 대두 단백질 농축물 조성물을 제조하기 위해 건조시킬 수 있다. 냉각된 슬러리는, 본 발명의 대두 단백질 농축물 조성물을 제조하기 위해 바람직하게는 분무-건조된다. 분무-건조 조건은 대두 단백질 물질에서 대두 단백질의 추가 변성을 피하기 위해 완화되어야 한다. 바람직하게는 분무-건조기는 순방향(co-current) 흐름 건조기로서, 이때 뜨거운 입구 공기 및 대두 단백질 물질 슬러리는, 분무기내의 압력하에서 건조기로 주입되는 것에 의해 분무화되어, 건조기 내를 순방향 흐름으로 통과한다. 대두 단백질 물질내의 대두 단백질은 대두 단백질 물질로부터 증발된 물이 건조되면서 물질을 냉각시키기 때문에 더 이상의 변성을 일으키지 않는다.

바람직한 구체예에서, 대두 단백질 물질의 냉각된 슬러리는 노즐 분무기를 통해 건조기로 주입된다. 노즐 분무기가 바람직하지만, 다른 분무-건조 분무기, 즉, 회전식 분무기도 사용될 수 있다. 슬러리를 분무할 수 있을 충분한 압력하에서 슬러리를 건조기로 주입한다. 바람직하게는 슬러리는 약 3000 - 약 4000 psig, 가장 바람직하게는 약 3500 psig의 압력하에서 분무된다.

대두 단백질 물질의 분무-건조가 바람직한 건조방법이지만, 건조는 어떤 적절한 공정으로도 수행될 수 있다. 예컨대, 터널 건조는 대두 단백질 물질을 건조하는 다른 적절한 방법이다.

대안적으로, 대두 단백질 유리물 조성물은 본 발명에 따라 제조되어진다. 바 람직하게는 대두 단백질 유리물은 슬러리를 건조하기에 앞서 냉각된 슬러리로부터 나온 불용성 물질 (대두 섬유 등)로부터 얻은 가용성 대두 단백질 물질을 분리하는 것에 의해 제조된다. 냉각된 슬러리는 슬러리의 액체 부분에서 대두 단백질의 용해도를 최대화하기 위해 혼합기에서 교반시킨다. 이후 슬러리의 액체 부분은 슬러리의 불용성 부분으로부터 분리되어 대두 단백질 물질을 포함하는 추출물을 형성한다. 슬러리의 액체 부분은 원심분리, 여과, 및 초여과와 같은 통상적인 분리 수단에 의해 슬러리의 불용성 부분으로부터 분리될 수 있다. 가장 바람직하게는, 대두 단백질을 포함하는 추출물은 원심분리를 이용하여 불용물로부터 분리된다. 불용물로부터 대두 단백질을 포함하는 추출물을 분리한 후에, 추출물은 본 발명에 의해 대두 단백질 유리물 조성물을 제조하기 위해 상기에서 언급한 대로 건조시킨다.

대두 단백질 유리물 조성물은 또한, 물질의 열 처리에 앞서 산성 pH에서 가용물질의 제거 후에 중화된 슬러리내의 대두 불용물로부터 대두 단백질을 포함하는 추출물의 분리에 의해 제조될 수 있다. 슬러리의 액체 부분내에서 대두 단백질의 용해도를 최대화하기 위해 중화된 슬러리를 교반한다. 이후 대두 단백질을 포함하는 슬러리의 액체 부분은 슬러리의 불용 부분으로부터 분리되어 대두 단백질 물질을 포함하는 추출물을 형성한다. 슬러리의 액체 부분은, 원심분리, 여과, 및 초여과와 같은 통상적인 분리 수단에 의해 슬러리의 불용부분으로부터 분리될 수 있다. 가장 바람직하게는, 대두 단백질 물질을 포함하는 추출물은 원심분리를 이용하여 불용물로부터 분리된다. 불용물로부터 대두 단백질 물질을 포함하는 추출물을 분리한 후에, 추출물은 본 발명에 의해 대두 단백질 유리물 조성물을 제조하기 위해 상 기에서 언급한 대로 열처리, 선택적 전단, 고온에서의 방치, 냉각, 및 건조시킨다.

본 발명의 공정에서 사용하기에 앞서 건조시키지 않은 알콜 세척된 대두 단백질 물질로부터 대두 단백질 유리물 조성물을 제조하는것이 바람직하다. 특히, 건조된 것으로서 상업적으로 구입 가능한 알콜 세척된 대두 단백질 농축물 분말을 이용하는 대신에 본 발명의 대두 단백질 유리물 조성물을 제조하는 첫번째 단계로서 대두 분말, 대두 플레이크, 대두 그리트, 또는 대두 밀을 알콜 세척하여 알콜 세척된 대두 단백질 농축물을 형성하는 것이 바람직하다. 알콜로 세척된 후에 건조시킨 알콜 세척된 대두 단백질 농축물은 건조시키지 않고 후속 단계로 진행시킨 알콜 세척된 대두 단백질 농축물에 비해 수용액에서의 대두 단백질 용해도가 감소하였다. 대두 단백질 유리물의 생성시에 단백질 추출물을 형성하기 위하여 불용성 섬유로부터 대두 단백질의 분리에서, 불용물의 분율과 대두 단백질의 손실을 감소시키기 위해서 대두 단백질의 용해도를 최대화하는 것이 바람직하다.

조성물

본 발명의 대두 단백질 물질 조성물은 높은 라드 겔 강도, 높은 미조리 유화 강도, 및 높은 조리 유화강도 값을 갖는다. 대두 단백질 물질 조성물은 또한 재의 함유량이 매우 낮다. 본 발명의 대두 단백질 물질은 라드 겔 강도가 적어도 560 g, 더 바람직하게는 적어도 575 g이다. 가장 바람직한 구체예에서, 본 발명의 대두 단백질 물질 조성물은 라드 겔 강도가 적어도 600 g이다. 또한 본 발명의 대두 단백질 물질 조성물의 미조리 유화 강도는 적어도 190 g, 더 바람직하게는 적어도 225 g이다. 나아가, 본 발명의 대두 단백질 물질 조성물의 조리 유화 강도는 적어도 275 g, 더 바람직하게는 적어도 300 g이다. 본 발명의 대두 단백질 물질 조성물의 재 함유량은 수분을 제거한 기준으로 최대 4.5 중량%, 더 바람직하게는 수분을 제거한 기준으로 최대 3.5 중량%이고, 가장 바람직하게는, 수분을 제거한 기준으로 최대 3.0 중량%이다.

대두 단백질 농축물 조성물은 상기의 라드 겔 강도, 미조리 유화 강도, 및 조리 유화강도 값 및 재 함유량 특성을 가지며, 추가로, 수분을 제거한 기준으로 65 - 90 중량%의 단백질을 함유하며, 더 바람직하게는 수분을 제거한 기준으로 75 - 85 중량%의 단백질을 함유한다.

대두 단백질 유리물 조성물은 상기의 라드 겔 강도, 미조리 유화 강도, 및 조리 유화강도 및 재 함유량 특성을 가지며, 추가로, 수분을 제거한 기준으로 적어도 90 중량%의 단백질을 함유한다.

기능성 식품 첨가물을 포함하는 식품

본 발명의 대두 단백질 물질 조성물은 식품의 농축, 유화 및 구조적 성질을 제공하기 위하여 다수의 식품 응용에 유용하다. 대두 단백질 물질 조성물은 육류 응용, 특히, 유화된 육류, 수프, 육즙, 요거트, 유제품, 및 빵에 이용될 수 있다.

식품 응용에 대두 단백질 물질 조성물을 이용하기 위해, 대두 단백질 물질 조성물-적어도 560.0 g의 라드 겔 강도, 적어도 190.0 g의 미조리 유화 강도, 및 적어도 275.0 g의 조리 유화강도 값으로 구성된 군으로부터 선택된 1이상의 물리적 성질을 갖는-은 적어도 하나의 식품 재료와 함께 조합되고 섞인다. 식품 첨가물은 목적하는 식품 제품에 근거하여 선택된다. 본 발명의 대두 단백질 물질 조성물과 함께 사용될 수 있는 식품 재료는 다음을 포함한다: 유화된 육류; 수프를 제조하기 위한 수프 원료; 배양된 유제품을 포함한 유제품 재료; 및 빵 재료.

본 발명의 대두 단백질 물질 조성물이 사용되는 특히 바람직한 응용은 유화된 육류이다. 대두 단백질 물질 조성물은 단단한 저작성 및 육류의 질감을 부여하는, 유화된 육류에 구조를 제공하기 위하여 유화된 육류에 사용될 수 있다. 대두 단백질 물질 조성물은 또한, 쉽게 물을 흡수하여 유화된 육류로부터 조리중 수분의 손실을 감소시키고, 육류에서 지방의 유출을 방지하여 조리된 육류에 보다 즙이 풍부하다.

본 발명의 대두 단백질 물질 조성물과 조합하여 육류 에멀션을 형성하는 데 사용되는 육류 물질은, 바람직하게는 소시지, 프랑크푸르트, 또는 육류 물질로 케이싱을 채워서 만든 기타의 육류 제품에 유용한 육류이며, 또는 햄버거, 육류 덩어리 및 다진 육류 제품과 같은 으깬 육류 응용제품에 유용한 육류일 수 있다. 대두 단백질 물질 조성물과 조합하는데 이용되는 특히 바람직한 육류는 닭고기, 쇠고기, 및 돼지고기로부터 기계적으로 뼈를 제거한 육류; 다듬은 돼지고지; 다듬은 쇠고기; 및 돼지고기 등지방(backfat)을 포함한다.

육류 물질 및 대두 단백질 물질 조성물을 포함하는 육류 에멀션은 목적하는 육류 유사 성질, 특히, 견고한 결 및 견고한 저작성을 갖는 육류 에멀션을 제공하기 위해 선택된 각 정량을 함유한다. 바람직하게는 육류 에멀션에 대두 단백질 물질 조성물이 약 1 - 약 30 중량%, 더 바람직하게는 약 3 - 약 20 중량% 존재한다. 바람직하게는 육류 에멀션에 육류 물질이 약 35 - 약 70 중량%, 더 바람직하게는 약 40 - 약 60 중량% 존재한다. 육류 에멀션은 또한 물을 포함하는데, 바람직하게는 약 25 - 약 55 중량%, 더 바람직하게는 약 30 - 약 40 중량%의 양으로 존재한다.

육류 에멀션은 또한, 육류 에멀션에 보존성, 향, 또는 색 특성을 제공하는 다른 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 육류 에멀션에는 식염, 바람직하게 약 1 - 약 4 중량%; 조미료, 바람직하게 약 0.01 - 약 3 중량%; 질산과 같은 보존제, 바람직하게 무게 대비 약 0.01 - 약 0.5 중량%를 함유한다.

본 발명의 다양한 성질 및 특성을 설명하는 하기의 제한없는 실시예는 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

실시예 1

알콜 세척된 대두 단백질 농축물을, 원심분리 및 초여과의 조합을 이용하여 대두 단백질의 등전점보다 약간 높은 pH를 갖는 수성 세제로 세척 후, 세척된 단백질 물질을 pH 7.2에서 조리 및 전단하는 것에 의해 본 발명의 조성물을 제조한다. 약 50 lbs의 Procon?2000 (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)을 120 ℉ (49 ℃)로 예열된 물 70.0 갤론과 혼합한다. 혼합물의 pH는 염산을 이용하여 약 5.1로 조정하고 추가 20분 동안 계속하여 혼합한다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 원심분리한다. 원심분리기 케이크는 120 ℉ (49 ℃)로 예열된 물을 이용하여 고체 약 8.0 중량%로 희석시킨다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 다시 원심분리한다. 2회 원심분리로부터 얻은 상청액(액체)은 혼합하여 멤브레인계의 충진 탱크로 옮긴다. 그 액체는 투과물로서 충진 부피의 약 90.0 중량%를 제거하기 위해 10,000 MWCO의 나선형으로 꼬인 멤브레인을 이용하여 초여과시킨다. 멤브레인계로부터 나온 체재물 및 2번째 원심분리로부터 나온 케이크를 혼합하고, 고체가 약 13.0 중량%가 되도록 물을 첨가하여 슬러리를 희석시킨다. 슬러리의 pH는 수산화 나트륨을 이용하여 약 7.2로 조정한다. 이후 이 슬러리는 약 300 ℉ (149 ℃)의 온도로 제트 조리하고, 전단 펌프 (미세, 미세 및 초미세의 발전기가 연속하여 부착된 Dispax Reactor 모델 DR 3-6/6A, 8000 rpm에서 작동, IKA Works, Wilmington, NC)를 통과시키고, 3분간 방치하고 15" 진공의 급냉각기 내에서 급냉각시킨다. 급냉각된 슬러리는 분무건조한다. 건조된 제품은 그 자체의 재 함유량, 라드 겔 강도, 단백질 함유량을 결정하기 위해 분석되고, NSI는 본 명세서에 기재된 방법에 의해 결정된다. 분석 결과는 표 1에 나타낸다.

표 1. 실시예 1의 방법으로부터 유도된 제품의 조성물

라드 겔 강도, g	595.0
단백질 (중량%, mfb)	76.32
재 (중량%, mfb)	3.04
칼슘 (중량%, mfb)	0.37
칼륨 (중량%, mfb)	0.33
마그네슘 (중량%, mfb)	0.12
나트륨 (중량%, mfb)	0.75
질소 용해도 지수, NSI (%)	55.7

실시예 2

알콜 세척된 대두 단백질 농축물을 원심분리만을 이용하여 대두 단백질의 등전점보다 약간 높은 pH를 갖는 수성 세제로 세척 후, 세척된 단백질 물질을 pH 7.2에서 조리 및 전단하는 것에 의해 본 발명의 조성물을 제조한다. 약 50 lbs의 Procon?2000 (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)을 120 ℉ (49 ℃)로 예열된 물 70.0 갤론과 혼합한다. 혼합물의 pH는 염산을 이용하여 약 5.1로 조정하고 추가 20분 동안 계속하여 혼합한다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 원심분리한다. 원심분리기 케이크는 120 ℉ (49 ℃)로 예열된 물을 이용하여 고체 약 8.0 중량%로 희석시킨다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 다시 원심분리한다. 2회 원심분리로부터 얻은 상청액(액체)은 버린다. 2번째 원심분리로부터 나온 케이크를 고체가 약 13.0 중량%가 되도록 물을 첨가하여 희석시킨다. 슬러리의 pH는 수산화 나트륨을 이용하여 약 7.2로 조정한다. 이 슬러리는 약 300 ℉ (149 ℃)에서 제트 조리하고, 전단 펌프 (미세, 미세 및 초미세의 발전기가 연속하여 부착된 Dispax Reactor 모델 DR 3-6/6A, 8000 rpm에서 작동, IKA Works, Wilmington, NC)를 통과시키고, 3분간 방치하고 15" 진공의 급냉각기 내에서 급냉각시킨다. 급냉각된 슬러리는 분무건조한다. 건조된 제품은 그 자체의 재 함유량, 라드 겔 강도, 단백질 함유량을 결정하기 위해 분석되고, NSI는 본 명세서에 기재된 방법에 의해 결정된다. 분석 결과는 표 2에 나타낸다.

표 2. 실시예 2의 방법으로부터 유도된 제품의 조성물

라드 겔 강도, g	607.0
단백질 (중량%, mfb)	79.81
재 (중량%, mfb)	3.27
칼슘 (중량%, mfb)	0.27
칼륨 (중량%, mfb)	0.40
마그네슘 (중량%, mfb)	0.08
나트륨 (중량%, mfb)	0.74
질소 용해도 지수, NSI (%)	46.7

실시예 3

알콜 세척된 대두 단백질 농축물을 원심분리만을 이용하여 대두 단백질의 등전점보다 약간 높은 pH를 갖는 수성 세제로 세척 후, 세척된 단백질 물질을 pH 7.5에서 조리 및 전단하는 것에 의해 본 발명의 조성물을 제조한다. 약 50 lbs (22.7 kg)의 Procon?2000 (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)을 120 ℉ (49 ℃)로 예열된 물 70.0 갤론과 혼합한다. 혼합물의 pH는 염산을 이용하여 약 5.0으로 조정하고 추가 20분 동안 계속하여 혼합한다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 다시 원심분리한다. 원심분리기 케이크는 120 ℉ (49 ℃)로 예열된 물을 이용하여 고체 약 8.0 중량%로 희석시킨다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 원심분리한다. 2회 원심분리로부터 얻은 상청액(액체)은 버린다. 2번째 원심분리로부터 나온 케이크를 고체가 약 12.5 중량%가 되도록 물을 첨가하여 희석시킨다. 슬러리의 pH는 수산화 나트륨을 이용하여 약 7.5로 조정한다. 이후 이 슬러리는 약 300 ℉ (149 ℃)로 제트 조리하고, 전단 펌프 (미세, 미세 및 초미세의 발전기가 연속하여 부착된 Dispax Reactor 모델 DR 3-6/6A, 8000 rpm에서 작동, IKA Works, Wilmington, NC)를 통과시키고, 3분간 방치하고 15" 진공의 급냉각기 내에서 급냉각시킨다. 급냉각된 슬러리는 분무건조한다. 건조된 제품은 그 자체의 재 함유량, 라드 겔 강도, 단백질 함유량을 결정하기 위해 분석되고, NSI는 본 명세서에 기재된 방법에 의해 결정된다. 분석 결과는 표 3에 나타낸다.

표 3. 실시예 3의 방법으로부터 유도된 제품의 조성물

라드 겔 강도, g	571.0
단백질 (중량%, mfb)	79.06
재 (중량%, mfb)	3.87
칼슘 (중량%, mfb)	0.28
칼륨 (중량%, mfb)	0.16
마그네슘 (중량%, mfb)	0.08
나트륨 (중량%, mfb)	1.14
질소 용해도 지수, NSI (%)	66.3

실시예 4

알콜 세척된 대두 단백질 농축물을 원심분리만을 이용하여 대두 단백질의 등전점의 pH를 갖는 수성 세제로 세척 후, 세척된 단백질 물질의 전단을 거치지 않고, 세척된 단백질을 pH 7.5에서 조리하는 것에 의해 본 발명의 조성물을 제조한다. 약 50 lbs (22.7 kg)의 Procon?2000 (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)을 133 ℉ (56 ℃)로 예열된 물 70.0 갤론과 혼합한다. 혼합물의 pH는 염산을 이용하여 약 4.5로 조정하고 추가 20분 동안 계속하여 혼합한다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 원심분리한다. 원심분리기 케이크는 133 ℉ (56 ℃)로 예열된 물을 이용하여 고체 약 8.0 중량%로 희석시킨다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 다시 원심분리한다. 2회 원심분리로부터 얻은 상청액(액체)은 버린다. 2번째 원심분리로부터 나온 케이크를 고체가 약 12.5 중량%가 되도록 물을 첨가하여 희석시킨다. 슬러리의 pH는 수산화 나트륨을 이용하여 약 7.5로 조정한다. 이후 이 슬러리는 약 300 ℉ (149 ℃)로 제트 조리하고, 3분간 방치하고 15" 진공의 급냉각기 내에서 급냉각시킨다. 급냉각된 슬러리는 분무건조한다. 건조된 제품은 그 자체의 재 함유량, 라드 겔 강도, 단백질 함유량을 결정하기 위해 분석되고, NSI는 본 명세서에 기재된 방법에 의해 결정된다. 분석 결과는 표 4에 나타낸다.

표 4. 실시예 4의 방법으로부터 유도된 제품의 조성물

라드 겔 강도, g	591.0
단백질 (중량%, mfb)	77.75
재 (중량%, mfb)	4.02
칼슘 (중량%, mfb)	0.29
칼륨 (중량%, mfb)	0.17
마그네슘 (중량%, mfb)	0.09
나트륨 (중량%, mfb)	1.34
질소 용해도 지수, NSI (%)	58.7

실시예 5

알콜 세척된 대두 단백질 농축물을 원심분리만을 이용하여 대두 단백질의 등전점의 pH를 갖는 수성 세제로 세척 후, 세척된 단백질을 pH 7.5에서 조리 및 전단하는 것에 의해 본 발명의 조성물을 제조한다. 약 50 lbs (22.7 kg)의 Procon?2000 (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)을 133 ℉ (56 ℃)로 예열된 물 70.0 갤론과 혼합한다. 혼합물의 pH는 염산을 이용하여 약 4.5로 조정하고 추가 20분 동안 계속하여 혼합한다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 원심분리한다. 원심분리기 케이크는 133 ℉ (56 ℃)로 예열된 물을 이용하여 고체 약 8.0 중량%로 희석시킨다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 다시 원심분리한다. 2회 원심분리로부터 얻은 상청액(액체)은 버린다. 2번째 원심분리로부터 나온 케이크를 고체가 약 12.5 중량%가 되도록 물을 첨가하여 희석시킨다. 슬러리의 pH는 수산화 나트륨을 이용하여 약 7.5로 조정한다. 이후 이 슬러리는 약 300 ℉ (149 ℃)에서 제트 조리하고, 전단 펌프 (미세, 미세 및 초미세의 발전기가 연속하여 부착된 Dispax Reactor 모델 DR 3-6/6A, 8000 rpm에서 작동, IKA Works, Wilmington, NC)를 통과시키고, 3분간 방치하고 15" 진공의 급냉각기 내에서 급냉각시킨다. 급냉각된 슬러리는 분무건조한다. 건조된 제품은 그 자체의 재 함유량, 라드 겔 강도, 단백질 함유량을 결정하기 위해 분석되고, NSI는 본 명세서에 기재된 방법에 의해 결정된다. 분석 결과는 표 5에 나타낸다.

표 5. 실시예 5의 방법으로부터 유도된 제품의 조성물

라드 겔 강도, g	666.0
단백질 (중량%, mfb)	77.56
재 (중량%, mfb)	4.44
칼슘 (중량%, mfb)	0.30
칼륨 (중량%, mfb)	0.12
마그네슘 (중량%, mfb)	0.09
나트륨 (중량%, mfb)	1.46
질소 용해도 지수, NSI (%)	59.8

실시예 6

알콜 세척된 대두 단백질 농축물을 원심분리만을 이용하여 대두 단백질의 등전점보다 약간 높은 pH를 갖는 수성 세제로 세척 후, 세척된 단백질을 pH 7.5에서 조리 및 전단하는 것에 의해 본 발명의 조성물을 제조한다. 약 50 lbs (22.7 kg)의 Procon?2000 (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)을 133 ℉ (56 ℃)로 예열된 물 70.0 갤론과 혼합한다. 혼합물의 pH는 염산을 이용하여 약 5.0으로 조정하고 추가 20분 동안 계속하여 혼합한다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 원심분리한다. 원심분리기 케이크는 133 ℉ (56 ℃)로 예열된 물을 이용하여 고체 약 8.0 중량%로 희석시킨다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기에서 2 갤론/분의 속도로 다시 원심분리한다. 2회 원심분리로부터 얻은 상청액(액체)은 버린다. 2번째 원심분리로부터 나온 케이크를 고체가 약 12.5 중량%가 되도록 물을 첨가하여 희석시킨다. 슬러리의 pH는 수산화 나트륨을 이용하여 약 7.5로 조정한다. 이 슬러리는 약 300 ℉ (149 ℃)로 제트 조리하고, 전단 펌프 (미세, 미세 및 초미세의 발전기가 부착된 Dispax Reactor 모델 DR 3-6/6A, 8000 rpm에서 작동, IKA Works, Wilmington, NC)를 통과시키고, 3분간 방치하고 15" 진공의 급냉각기 내에서 급냉각시킨다. 급냉각된 슬러리는 분무건조한다. 건조된 제품은 그 자체의 재 함유량, 라드 겔 강도, 단백질 함유량을 결정하기 위해 분석되고, NSI는 본 명세서에 기재된 방법에 의해 결정된다. 분석 결과는 표 6에 나타낸다.

표 6. 실시예 6의 방법으로부터 유도된 제품의 조성물

라드 겔 강도, g	633.0
단백질 (중량%, mfb)	79.81
재 (중량%, mfb)	3.27
칼슘 (중량%, mfb)	0.31
칼륨 (중량%, mfb)	0.24
마그네슘 (중량%, mfb)	0.09
나트륨 (중량%, mfb)	1.07
질소 용해도 지수, NSI (%)	65.1

실시예 7

알콜 세척된 대두 단백질 농축물을 초여과만을 이용하여 대두 단백질의 등전점의 pH를 갖는 수성 세제로 세척 후, 세척된 단백질을 pH 7.5에서 조리 및 전단하는 것에 의해 본 발명의 조성물을 제조한다. 약 50 lbs (22.7 kg)의 Procon?2000 (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)을 120 ℉ (49 ℃)로 예열된 물 240.0 갤론과 혼합한다. 혼합물의 pH는 염산을 이용하여 약 4.5로 조정하고 추가 20분 동안 계속하여 혼합한다. 슬러리는 20 메시의 여과기를 통과시켜 멤브레인 충진 탱크로 이동시킨다. 슬러리는 50,000 MWCO의 튜브형 멤브레인 2개를 포함하는 초여과 멤브레인계에 채운다. 멤브레인 진행 동안 현탁액의 온도는 약 48.9 ℉ (120 ℃)로 유지한다. 멤브레인 충진 탱크에 첨가된 원래 충진 부피의 약 85.0 중량%가 투과물로 제거된다. 멤브레인계로부터 나온 체재물의 pH는 수산화 나트륨을 이용하여 약 7.5로 조정한다. 이후 이 슬러리는 약 300 ℉ (149 ℃)로 제트 조리하고, 전단 펌프 (미세, 미세 및 초미세의 발전기가 연속하여 부착된 Dispax Reactor 모델 DR 3-6/6A, 8000 rpm에서 작동, IKA Works, Wilmington, NC)를 통과시키고, 60초간 방치하고 15" 진공의 급냉각기 내에서 급냉각시킨다. 급냉각된 슬러리는 분무건조한다. 건조된 제품은 그 자체의 재 함유량, 라드 겔 강도, 단백질 함유량을 결정하기 위해 분석되고, NSI는 본 명세서에 기재된 방법에 의해 결정된다. 분석 결과는 표 7에 나타낸다.

표 7. 실시예 7의 방법으로부터 유도된 제품의 조성물

라드 겔 강도, g	579.0
단백질 (중량%, mfb)	77.75
재 (중량%, mfb)	3.08
칼슘 (중량%, mfb)	0.29
칼륨 (중량%, mfb)	0.38
마그네슘 (중량%, mfb)	0.11
나트륨 (중량%, mfb)	1.35
질소 용해도 지수, NSI (%)	54.3

실시예 8

알콜 세척된 대두 단백질 농축물을 초여과만을 이용하여 대두 단백질의 등전점보다 약간 높은 pH를 갖는 수성 세제로 세척 후, 세척된 단백질을 pH 7.5에서 조리 및 전단하는 것에 의해 본 발명의 조성물을 제조한다. 약 50 lbs (22.7 kg)의 Procon?2000 (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)을 120 ℉ (49 ℃)로 예열된 물 240.0 갤론과 혼합한다. 혼합물의 pH는 염산을 이용하여 약 5.0으로 조정하고 추가 20분 동안 계속하여 혼합한다. 슬러리는 20 메시의 여과기를 통과시켜 멤브레인 충진 탱크로 이동시킨다. 슬러리는 50,000 MWCO의 튜브형 멤브레인 2개를 포함하는 초여과 멤브레인계에 채운다. 멤브레인 진행 동안 현탁액의 온도는 약 48.9 ℉ (120 ℃)로 유지한다. 멤브레인 충진 탱크에 첨가된 원래 충진 부피의 약 80.0 중량%가 투과물로 제거되었다. 멤브레인계로부터 나온 체재물의 pH는 수산화 나트륨을 이용하여 약 7.5로 조정한다. 이 슬러리는 약 300 ℉ (149 ℃)로 제트 조리하고, 전단 펌프 (미세, 미세 및 초미세의 발전기가 연속하여 부착된 Dispax Reactor 모델 DR 3-6/6A, 8000 rpm에서 작동, IKA Works, Wilmington, NC)를 통과시키고, 60초간 방치하고 15" 진공의 급냉각기 내에서 급냉각시킨다. 급냉각된 슬러리는 분무건조한다. 건조된 제품은 그 자체의 재 함유량, 라드 겔 강도, 단백질 함유량을 결정하기 위해 분석되고, NSI는 본 명세서에 기재된 방법에 의해 결정된다. 분석 결과는 표 8에 나타낸다.

표 8. 실시예 8의 방법으로부터 유도된 제품의 조성물

라드 겔 강도, g	677.0
단백질 (중량%, mfb)	78.13
재 (중량%, mfb)	2.48
칼슘 (중량%, mfb)	0.31
칼륨 (중량%, mfb)	0.44
마그네슘 (중량%, mfb)	0.12
나트륨 (중량%, mfb)	1.07
질소 용해도 지수, NSI (%)	63.9

실시예 9

연속적인 공정 시험에서, Danpro H (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)를 온도 185 ℉ (85 ℃)로 유지하는 중에 9% 고체를 얻기 위해 온수로 수화시키고 혼합하였다. 혼합물의 pH는 혼합이 지속되는 동안 황산을 이용하여 약 5.2로 조정하였다. 슬러리는 디캔팅 원심분리기를 이용하여 2개의 분리 단계를 이용하는 역류 흐름에서 원심분리한다. 원심분리기 케이크는 고체 약 12.0 중량%로 희석시키고 슬러리의 pH는 수산화 나트륨을 이용하여 약 7.5로 조정한다. 이후 슬러리는 약 300 ℉ (149 ℃)로 제트 조리하고, 15초간 방치한 후에 185 ℉ (85 ℃)의 급냉각기내에서 급냉각시킨다. 급냉각된 슬러리는 분무건조한다. 분무 건조된 분말은 분말의 유동성을 증가시키기 위해 0.6%의 레시틴-오일 (1:1) 혼합물로 레시틴화한다. 분무 건조 분말의 조리전 및 조리 유화강도는 본원에 기재된 방법에 따라 측정한다. 분석 결과 (시험 동안 취해진 14개 시료의 평균값 및 최대값과 최소값) 는 표 9에 나타낸다.

표 9. 실시예 9의 방법으로부터 유도된 제품의 조성물

	평균	최대	최소
미조리 유화 강도 (g)	225.9	260	190
조리 유화 강도 (g)	294.4	391	252

실시예 10

연속적인 공정 시험에서, Procon?2000 (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)을 9% 고체를 얻기 위해 먼저 온수로 수화시키고 혼합하였다. 혼합물의 pH는 혼합이 지속되는 동안 염산을 이용하여 약 4.5로 조정하였다. 슬러리는 135 ℉ (57 ℃)에서 105 lbs/분의 유속으로 P-3400 디캔팅 원심분리기를 이용하여 2개의 분리 단계를 이용하는 역류 흐름에서 원심분리한다. 첫번째 단계로부터 나온 원심분리기 케이크는 90 ℉ (32 ℃)의 물로 희석하고, 물 첨가후 유속은 Procon?2000 무게의 9.6배이다. 첫번째 원심분리로부터 얻은 상청액(액체)은 버린다. 2번째 원심분리로부터 나온 상청액(액체)은 연속되는 공정에서 Procon?2000를 수화시키는 데 재활용된다. 2번째 원심분리로부터 나온 케이크를 고체가 약 13.0 중량%가 되도록 물로 희석시킨다. 슬러리의 pH는 수산화 나트륨을 이용하여 약 7.2로 조정한다. 이후 이 슬러리는 약 300 ℉ (149 ℃)로 제트 조리하고, 15초간 방치하고 약 180 ℉ (82 ℃)의 급냉각기 내에서 급냉각시킨다. 급냉각된 슬러리는 분무건조한다. 분무건조된 분말은 본원에 기재된 방법에 따라 라드 겔 강도, 미조리 유화 강도 및 조리 유화 강도를 결정하는데 사용된다.

분무건조된 분말은 라드 겔 강도 622 g, 미조리 유화 강도 260 g, 및 조리 유화 강도 391 g 값을 갖는다.

실시예 11

약 275 ℉ (135 ℃)에서 슬러리의 제트 조리 과정을 제외하고 실시예 10의 시험을 반복하였다.

분무건조된 분말은 라드 겔 강도 617 g, 미조리 유화 강도 213 g, 및 조리 유화 강도 287 g 값을 갖는다.

실시예 12

제트 조리된 슬러리를 급냉각에 앞서 30초간 방치하는 것을 제외하고 실시예 10의 시험을 반복하였다.

분무건조된 분말은 라드 겔 강도 606 g, 미조리 유화 강도 196 g, 및 조리 유화 강도 300 g 값을 갖는다.

실시예 13

본 발명의 새로운 대두 단백질 물질은 통상적인 분쇄된 육류 제품에 비해 육류 단백질 함유량이 감소된 분쇄된 육류 제품의 제조에 이용된다. 살균 분쇄된 육류 제품은 표 10에 나열된 재료로부터 제조된다.

표 10. 실시예 13의 새로운 육류 제품의 재료

성분	함량 (중량%)
기계적으로 분리된 칠면조고기 (20% 지방)	51.000
돼지고기 등지방 (85% 지방)	11.500
물/얼음	27.665
새로운 대두 단백질 농축물	7.000
식염	1.960
트리폴리포스페이트 나트륨	0.500
구운 식염 (6.25% 질산나트륨)	0.320
에리토르베이트 나트륨	0.055
합계	100.000

최종 분쇄된 육류 제품은 육류 단백질 7.0 중량%, 총 단백질 12.0 중량%, 총 지방 20.0 중량% 및 수분 62.0 중량%을 갖도록 조성식을 계산하였다. 이러한 속성으로 조절된 조성물은 최종 조리된 육류 제품의 결을 좋게할 뿐만 아니라 지방 및 수분과 결합하기 위한 본 새로운 대두 단백질 농축물의 성질을 입증하기 위해 계획된 것이다.

육류 성분은 공정에 앞서 1/2" 조각으로 으깨진다. 기계적으로 분리된 칠면조고기, 식염 및 트리폴리포스페이트 나트륨은 육류 단백질 추출을 용이하게 하기 위해 진공 다짐기 용기 (Meissner 35L, RMF, Kansas City, MO)에서 1500 rpm으로 2분 동안 함께 다진다. 본 새로운 대두 단백질 농축물과 물/얼음 혼합물을 첨가하고 건조 단백질 추출물의 완전 수화를 보장하기 위해 2000 rpm에서 2분간 다진다. 이후 돼지고기 등지방과 에리토르베이트를 첨가하고 최종 재료를 고르게 분산시키기 위해 용기의 4순환동안 다진다. 일단 균일한 분산물이 얻어지면, 용기에 진공 (25 mmHg)을 걸어서 3850 rpm에서 4분간 추가로 다진다. 최종 혼합물 온도는 13 - 16 ℃ (55 - 60 ℉)이다. 이후 혼합물을 다짐 용기로부터 제거하고 최종 밀봉을 위해 클립 닫개로 55 mm의 수분이 통과할 수 없는 케이싱에 진공 포장한다. 포장된 혼합물은 74 ℃ (165 ℉)로 열처리한다. 이후 조리된 육류 제품을 실온에서 식힌다.

육류의 조성식은, 현재의 육류 산업에서 바람직한 특정 응용 제품일 수 있는 추가의 응용품의 발전을 위해 다소간의 육류 단백질로 추가 변형할 수 있고, 최적의 결 기여 및 최적의 육류 단백질 대체를 결정하기 위한 새로운 단백질 함유 수준을 변경할 수 있다

비교예 1

수용성 산성 세척제로 알콜 세척된 단백질 농축물로부터 가용물질의 첫번째 제거공정 없이 알콜 세척된 단백질 농축물을 전단하는 것을 내용으로 하는 미국 특허 번호 4,234,620의 방법에 따라 대두 단백질 물질을 제조하였다. 약 25 lbs의 Procon?2000 (상업적으로 구입가능한 통상의 알콜 세척된 대두 단백질 농축물)을 물 175 lbs와 혼합하였다. 50% 수산화 나트륨 약 0.30 lb를 슬러리에 첨가하였다. 수성 슬러리 결과물은 Procon?2000의 1000 중량부, 물 7000 중량부, 및 수산화 나트륨 6중량부를 가지며, 모두 건조 고체 기준으로 나타낸다. 슬러리는 20분 동안 혼합한다. 이후 제트 조리하였고 단백질 물질을 재구성하는데 필요한 전단 작용을 제공하기 위해 전단 펌프를 통과시킨다. 전단 펌프는 유속 5 갤론/분으로 8000 rpm에서 작동하며, 미세, 미세 및 초미세의 발전기가 연속하여 부착된 Dispax Reactor 모델 DR 3-6/6A (IKA Works, Wilmington, NC)이다. 가열된 전단 슬러리는 고온에서 19초간 방치하고, 약 220 ℉ (104 ℃)의 탱크에 방출한다. 제트 조리된 슬러리의 pH는 염산을 이용하여 약 6.4로 조정한 후에 슬러리는 분무 건조한다. 건조기에서, 입구 온도는 약 450 ℉이고 출구 온도는 약 200 ℉이다. 건조된 제품은 단백질 함유량 및 재 함유량과 그것의 라드 겔 강도 및 NSI를 결정하기 위해 분석된다. 분석의 결과는 하기의 표 11에 나타낸다.

표 11. 비교예 1의 방법으로부터 유도된 제품의 조성물

라드 겔 강도, g	401.0
단백질 (중량%, mfb)	72.25
재 (중량%, mfb)	7.28
칼슘 (중량%, mfb)	0.50
칼륨 (중량%, mfb)	2.36
마그네슘 (중량%, mfb)	0.39
나트륨 (중량%, mfb)	0.85
질소 용해도 지수, NSI (%)	56.0

실시예 1 - 8 및 10 - 12에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 대두 단백질 물질의 라드 겔 강도는 비교예 1에서 제조된 물질의 값보다 훨씬 크다.

비교예 2

상업적으로 구입가능한 알콜 세척된 대두 단백질 농축물, Arcon S의 미조리 유화 강도 및 조리 유화 강도를 측정한다. 앞서 기재된 정의 부분 과정에 따라 조리전 및 조리 유화 강도 측정을 위해 Arcon S 시료 14개를 분석한다. 분석 결과는 표 12에 나타내고, 측정된 조리전 및 조리 유화강도의 평균값 및 최대값과 최소값을 기록한다.

표 12. Arcon S의 유화 강도

	평균	최대	최소
미조리 유화 강도 (g)	122	146	104
조리 유화 강도 (g)	239	273	205

실시예 9 - 12에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 대두 단백질 물질의 미조리 및 조리 유화강도는 비교예 2에서 제조된 물질의 값보다 훨씬 크다.

비교예 3

상업적으로 구입가능한 알콜 세척된 대두 단백질 농축물, Arcon S의 라드 겔 강도를 측정한다. 앞서 기재된 정의 부분과정에 따라 라드 겔 강도 측정을 위해 Arcon S 시료 5개를 분석한다. 분석 결과는 표 13에 나타내고, 측정된 라드 겔 강도의 평균값 및 최대값과 최소값을 기록한다.

표 13. Arcon S의 라드 겔 강도

	평균	최대	최소
라드 겔 강도 (g)	438	540	305

실시예 1 - 8 및 10 - 12에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 대두 단백질 물질의 라드 겔 강도는 비교예 3에서 제조된 물질의 값보다 훨씬 크다.

본 발명의 추가적인 과제, 장점 및 다른 새로운 특징은 전숙한 내용의 검증시 본 기술분야에서 당업자에게 자명할 것이며, 또는 본 발명의 실시로 알 수 있는 것이다. 본 발명의 바람직한 구체예의 상세한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 기재하였다. 이는 본 발명을 개시된 정확한 형태로 한정 열거된 것으로 또는 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 상기 교시에 비추어 변형 또는 변경은 가능하다. 구체예는 본 발명의 원리 및 그것의 실시 응용을 최대한 설명하기 위하여 선택 및 개시되었고, 그럼에 의해 본 기술 분야에서 통상의 당업자로 하여금 다양한 구체예 및 숙고된 특정 용도에 맞춘 다양한 변형으로 본 발명을 실시하는 것을 가능하게 하였다. 이런 모든 변형 및 변경은, 정당하고, 법률적으로 및 공정하게 표지된 넓이에 따라 해석될 때, 첨부된 청구 범위에 의해 결정되는 본 발명의 범주내이다.

본 발명은 높은 라드 겔 강도를 갖고 그리고 조리전 및 조리 유화강도가 높은 대두 단백질 물질 조성물 및 이를 얻는 공정에 관한 것이다. 이 공정은 알콜 세척된 대두 단백질 농축물과 물을 혼합하는 단계 및 슬러링하는 단계, 슬러리의 pH를 6.0 이하로 조정하는 단계, 슬러리로부터 가용성 성분을 제거하는 단계, pH를 7.0 이상으로 재조정하는 단계, 슬러리 결과물에 대한 제트 조리법과 같은 열처리 단계, 및 단백질 구조를 바꾸기 위해 선택적으로 전단하는 단계, 및 이후에 최종생성물을 선택적으로 건조하는 단계를 포함한다.

Claims (49)

1. 560.0 g 이상의 라드 겔 강도를 갖는 대두 단백질 물질을 포함하는 조성물.
2. 제1항에 있어서, 대두 단백질 물질은 575.0 g 이상의 라드 겔 강도를 갖는 것인 조성물.
3. 제1항에 있어서, 대두 단백질 물질은 600.0 g 이상의 라드 겔 강도를 갖는 것인 조성물.
4. 제1항에 있어서, 대두 단백질 물질은 수분을 제거한 기준으로 65.0 중량% 이상의 단백질 함유량을 갖는 것인 조성물.
5. 제1항에 있어서, 대두 단백질 물질은 수분을 제거한 기준으로 75.0 내지 85.0 중량%의 단백질 함유량을 갖는 것인 조성물.
6. 제1항에 있어서, 대두 단백질 물질은 수분을 제거한 기준으로 90.0 중량% 이상의 단백질 함유량을 갖는 것인 조성물.
7. 제1항에 있어서, 대두 단백질 물질은 대두 단백질 농축물 또는 대두 단백질 유리물(isolate)인 조성물.
8. 제7항에 있어서, 대두 단백질 물질은 190.0 g 이상의 미조리 유화 강도를 갖는 것인 조성물.
9. 제8항에 있어서, 대두 단백질 물질은 225.0 g 이상의 미조리 유화 강도를 갖는 것인 조성물.
10. 제7항에 있어서, 대두 단백질 물질은 275.0 g 이상의 조리 유화 강도를 갖는 것인 조성물.
11. 제10항에 있어서, 대두 단백질 물질은 300.0 g 이상의 조리 유화 강도를 갖는 것인 조성물.
12. 190.0 g 이상의 미조리 유화 강도를 갖는 대두 단백질 물질을 포함하는 조성물.
13. 제12항에 있어서, 대두 단백질 물질은 225.0 g 이상의 미조리 유화 강도를 갖는 것인 조성물.
14. 제12항에 있어서, 대두 단백질 물질은 수분을 제거한 기준으로 65.0 중량% 이상의 단백질 함유량을 갖는 것인 조성물.
15. 제14항에 있어서, 대두 단백질 물질은 수분을 제거한 기준으로 75.0 내지 85.0 중량%의 단백질 함유량을 갖는 것인 조성물.
16. 제12항에 있어서, 대두 단백질 물질은 수분을 제거한 기준으로 90.0 중량% 이상의 단백질 함유량을 갖는 것인 조성물.
17. 제12항에 있어서, 대두 단백질 물질은 대두 단백질 농축물 또는 대두 단백질 유리물인 것인 조성물
18. 제17항에 있어서, 대두 단백질 물질은 575.0 g 이상의 라드 겔 강도를 갖는 것인 조성물.
19. 제18항에 있어서, 대두 단백질 물질은 600.0 g 이상의 라드 겔 강도를 갖는 것인 조성물.
20. 제17항에 있어서, 대두 단백질 물질은 275.0 g 이상의 조리 유화 강도를 갖는 것인 조성물.
21. 제20항에 있어서, 대두 단백질 물질은 300.0 g 이상의 조리 유화 강도를 갖는 것인 조성물.
22. 275.0 g 이상의 조리 유화 강도를 갖는 대두 단백질 물질을 포함하는 조성물.
23. 제22항에 있어서, 대두 단백질 물질은 300.0 g 이상의 조리 유화 강도를 갖는 것인 조성물.
24. 제22항에 있어서, 대두 단백질 물질은 수분을 제거한 기준으로 65.0 중량% 이상의 단백질 함유량을 갖는 것인 조성물.
25. 제24항에 있어서, 대두 단백질 물질은 수분을 제거한 기준으로 75.0 내지 85.0 중량%의 단백질 함유량을 갖는 것인 조성물.
26. 제22항에 있어서, 대두 단백질 물질은 수분을 제거한 기준으로 90.0 중량% 이상의 단백질 함유량을 갖는 것인 조성물.
27. 제22항에 있어서, 대두 단백질 물질은 대두 단백질 농축물 또는 대두 단백질 유리물인 조성물.
28. 제27항에 있어서, 대두 단백질 물질은 575.0 g 이상의 라드 겔 강도를 갖는 것인 조성물.
29. 제28항에 있어서, 대두 단백질 물질은 600.0 g 이상의 라드 겔 강도를 갖는 것인 조성물.
30. 제27항에 있어서, 대두 단백질 물질은 225.0 g 이상의 미조리 유화 강도를 갖는 것인 조성물.
31. 560.0 g 이상의 라드 겔 강도, 190.0 g 이상의 미조리 유화 강도 및 275.0 g 이상의 조리 유화 강도로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 물리적 성질을 갖는 대두 단백질 물질 및 하나 이상의 식품 재료의 혼합물을 포함하는 식품.
32. 제31항에 있어서, 식품 재료는 유화된 육류인 식품.
33. 제31항에 있어서, 대두 단백질 물질은 대두 단백질 농축물 또는 대두 단백질 유리물인 것인 식품.
34. 제33항에 있어서, 대두 단백질 물질은 575.0 g 이상의 라드 겔 강도를 갖는 것인 식품.
35. 제34항에 있어서, 대두 단백질 물질은 600.0 g 이상의 라드 겔 강도를 갖는 것인 식품.
36. 제33항에 있어서, 대두 단백질 물질은 225.0 g 이상의 미조리 유화 강도를 갖는 것인 식품.
37. 제33항에 있어서, 대두 단백질 물질은 300.0 g 이상의 조리 유화 강도를 갖는 것인 식품.
38. 제31항에 있어서, 식품 재료는 수프 원료인 것인 식품.
39. 제31항에 있어서, 식품 재료는 유제품인 것인 식품.
40. 제31항에 있어서, 식품 재료는 빵 재료인 것인 식품.
41. 신규한 대두 단백질 물질을 얻는 방법으로서, 다음의 단계를 포함하는 것인 방법:

    알콜 세척된 대두 단백질 물질을 물에서 슬러링하는 단계;

    슬러리의 pH를 4.3 내지 6.0의 산성 pH로 조정하는 단계;

    산성 pH의 슬러리로부터 가용성 성분을 제거하는 단계;

    산성 pH의 슬러리로부터 가용성 성분을 제거한 후에 산성 pH 슬러리의 pH를 7.0 내지 7.5로 조정하여 중화된 슬러리를 제공하는 단계; 및

    중화된 슬러리를 대두 단백질 물질의 구조를 변형할 수 있는 충분한 온도 및 충분한 시간 동안 열처리하는 단계.
42. 제41항에 있어서, 열처리된 슬러리에 전단 공정을 적용시키는 단계를 포함하는 방법.
43. 제41항에 있어서, 가용성 성분은 산성 pH 슬러리로부터 원심분리에 의해 제거되며, 가용성 성분은 원심분리액에서 제거되는 것인 방법.
44. 제43항에 있어서, 초여과 공정을 이용하여 원심분리액으로부터 단백질을 회수하는 부가적 단계를 더 포함하는 것인 방법.
45. 제41항에 있어서, 가용성 성분은 초여과에 의해서 산성 pH 슬러리로부터 제 거되는 것인 방법.
46. 제42항에 있어서, 전단 공정은 중화된 슬러리를 전단 펌프에서 전단시키는 단계를 포함하는 것인 방법.
47. 제41항에 있어서, 열처리된 슬러리를 급냉각하는 단계를 더 포함하는 방법.
48. 제47항에 있어서, 급냉각된 슬러리에서 대두 단백질 물질을 건조하는 단계를 더 포함하는 방법.
49. 제41항에 있어서, 알콜 세척된 대두 단백질 물질은 알콜 세척된 대두 단백질 농축물인 것인 방법.