KR101360577B1 - 현탁 미립자를 함유하는 산성화 단백질 음료 및 이의 제조 방법 - Google Patents

현탁 미립자를 함유하는 산성화 단백질 음료 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

산성화 단백질 음료에 있어서 카르복시메틸 셀룰로오스 (셀룰로오스 검)과 조합된 젤란 검의 용도가 개시된다. 셀룰로오스 검 및 젤란 검의 조합을 포함하는 산성화 단백질 음료 및 이러한 음료를 제조하는 방법 또한 개시된다.

Description

현탁 미립자를 함유하는 산성화 단백질 음료 및 이의 제조 방법{ACIDIFIED PROTEIN BEVERAGES CONTAINING SUSPENDED PARTICULATES AND METHODS OF MAKING SAME}
산성화 단백질 음료는 전통적으로 4가지 하이드로콜로이드 (hydrocolloid): 펙틴, 셀룰로오스 검, 대두 섬유 또는 프로필렌 글리콜 알지네이트 (PGA) 중 적어도 하나를 포함한다. 주로 단백질 마이크로 입자의 안정화와 관련된 목적을 위하여 이들의 용도를 개시하는 다수의 공개 문헌이 있다. 산성화 단백질 음료는 안정화제로서 전술한 하이드로콜로이드의 용도를 우선적으로 포함하는데, 이는 이들이 산성 환경에서 단백질이 변성되는 것을 방지하기 때문이다. 전술한 하이드로콜로이드가 존재하지 않는 경우, 침전 또는 응고 및 손상된 관능적 속성 (organoleptic attributes)을 유도하는 과도한 단백질 응집이 여러 번 발생한다.
전술한 하이드로콜로이드는 단백질의 미셀 크기를 효과적으로 최소화시키기 때문에, 이러한 타입의 음료수에 있어서 단백질에 안정화 효과를 제공한다. 이는 스톡스 법칙 (Stoke's Law)의 원리에 따라 단백질의 향상된 현탁 안정성을 유도한다. 미립자가 작을수록 현탁이 보다 효과적이다. 따라서, 크고 및/또는 무거운 미립자가 덜 효과적으로 현탁될 수 있다. 결과적으로, 크거나 무거운 미립자를 함유 하는 산성화 단백질 음료는 고도의 위가소성 (pseudoplasticity)을 갖는 증가된 점도 프로파일 및 적절한 탄성률을 필요로 한다.
과일 펄프, 섬유, 칼슘 또는 기타 강화 미네랄과 같은 현탁 미립자는 식품 산업 내에서 및 특히 콩 및 유제품 음료의 가공시 오랫동안 수요가 있어 왔다. 이들 음료를 산성화시키는 것은 특별히 어려운 일이다. 보다 현탁성 점도 프로파일을 초래함으로써 하이드로콜로이드를 안정화시키는 단백질의 단백질 보호 효과를 강화시킬 것으로 예상되는 많은 하이드로콜로이드는 기대되는 유동성의 향상없이 후자의 작용에 본질적으로 부정적인 효과를 초래하는 경향이 있다. 전형적으로 전통적 현탁화제, 예컨대 셀룰로오스 검, 구아, 잔탄검 및 녹말조차도 시도되긴 하였으나, 결과적으로 변함없이 입맛이 뒤떨어지고, 소비자에 의해 선호되지 않는 거칠거나 응집된 외관을 유발시켰다.
젤란 검은 유동성 개질제 (rheology modifier)로서 전 세계적으로 인기를 얻어왔다. 젤란 검은 액체 상에 부여하는 높은 항복 응력 (yield stress)으로 인해 매우 효과적인 현탁화제로 알려져 있다. 마지막으로, 젤란 검은 높은 점도를 갖지만, 교란되거나 또는 휘저어졌을 때는 이러한 향상된 점도는 사라지고 위가소성 거동이 나타난다. 이러한 위가소성 거동은 과도한 입맛으로서 입증되는 명백한 점도를 너무 많이 부여하는 일 없이 미립자를 현탁시킨다. 이는 이중의 위가소성 (전단 유동화 (shear thinning)) 및 현탁 성질로 인해 여러번 "유체 겔 (fluid gel)"로 일컬어진다. 우뭇가사리, 알지네이트, 카라기난 및 저메톡시 펙틴과 같은 기타 하이드로콜로이드 또한 이러한 유체-겔 거동을 나타낸다. 젤란 검이 우수한 현탁성을 부여한다고는 해도, 이는 전형적으로 단독 안정화제로서 사용되는 경우 산성 환경 하에서 단백질의 집합을 증진시키는데, 이러한 이유로 인해 상업적으로 산성화 단백질 음료에는 사용되지 않았다.
현탁 미립자를 함유하는 산성 우유 또는 콩 음료로 한정되는 것은 아니지만 이들을 포함하여 음료 산업 내에서 산성 단백질 음료를 제공하는 것이 요구된다. 본 발명은 젤란 검을 셀룰로오스 검과 조합하여 사용하는 것에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 단백질의 안정화 및 동시에 셀룰로오스 검에 의해 제공되는 미립자의 현탁과 결부하여, 젤란 검에 의해 제공되는 유체-겔 거동을 이용하는 산성화 단백질 음료에 관한 것이다.
산성화 단백질 음료는 만족스러운 맛, 편의성 및 건강에 좋고 영양가 있는 이미지 때문에 인간의 음식 선택에 대한 주요 성장 영역을 나타낸다. 이러한 음료 기술에서의 새로운 혁신은 주스 펄프 및 과립낭 (juice sacs), 과일 조각, 젤리 비트, 시리얼 입자, 섬유질 야채 성분, 다이어트 섬유, 불용성 미네랄 등의 포함과 같은 새로운 특성을 추가하기 위하여 시스템의 확장과 관련된 개발을 필요로 한다. 본 발명에 앞서, 산성화 단백질 음료의 안정화에 있어서 크고 및/또는 조밀한 미립자의 현탁을 물품의 살균된 형태로 단지 몇 시간의 단시간 동안 또는 장기간에 걸쳐 유지하는 것은 실용적이지 않았다. 산성화 단백질 음료 안정화의 현재 기술은 일반적으로 흡착 메카니즘이라고 믿어지는 것에 의해, 미셀 또는 이와 유사한 매우 미세하게 나뉘어진 단백질 입자가 응집 또는 합체되지 않도록 하여 상기 입자가 스토크 법칙에 의해 현탁할 만큼 충분히 작게 유지시키기 위하여 보호성 콜로이드를 사용하는 것에 의존한다. 상기 단백질에 흡착되지 않는 보호성 콜로이드의 일부는 낮은 용량을 가져 작거나 큰 미립자, 또는 그것에 관해서는 보다 큰 단백질 입자를 현탁시키는데 필요한 구조를 제공한다. 단백질 또는 관련 단백질의 유형 및 특성과 관련된 효과적인 단백질 보호를 좌우하는 확실한 원칙이 있다: 이온 및 pH 환경, 그러한 효과를 제공하는데 사용되는 다당류의 고유 특징, 및 적용되는 공정 조건이다. 실제로 몇 개의 다당류의 (명백히) 과도 또는 부정확한 전하 배열 (charge configuration)은 단백질 합체를 악화시키고, 산성화된 단백질 음료에 있어서 이들의 일반적으로 허용되는 기능을 이행하기 위하여 공지된 보호성 하이드로콜로이드의 능력을 방해하는 것이 반복적으로 보여진다.
구조 형성 콜로이드성으로 분산된 다당류는 강한 위가소성 및 항복점을 나타내는 가교 결합된 현탁 메카니즘 (어떤 경우는 "유체 겔" 또는 "단속성 겔 (interrupted gel)"로 일컬어짐)을 형성하는 것으로 알려져 있고, 잔탄검과 같이 구조를 형성하지 않는 다당류를 사용하는 것보다 더 많이 현저하게 감지된 점도에 대해 의외로 작은 효과를 가지는 큰 미립자를 현탁시키는 강한 능력을 가지는 것이 증명되었다. 유체-겔의 기술은 중성 pH 콩 및 젖소 우유 음료, 및 몇 가지 콜로이드 및 이들의 조합을 이용하는 (과일 음료와 같은) 비단백질성 음료에 있어서 잘 확립되어 있다.
일반적으로 생각되는 믿음은 기타 다당류가 단백질 미셀에 흡착되는 보호성 콜로이드의 능력을 방해할 수 있는 부적당한 전하 및/또는 정적 포텐셜 (static potential)을 갖는다는 산성화 단백질 음료에 대한 종래 제조 방법에 따른 것이다. 실제로 이들은 일반적으로 응집을 방해하기 보다는 응집을 증진시킨다.
전형적으로, 원래 음이온성인 젤란 검은 산성 환경에서 사용되는 경우 단백질의 응집을 증진시키지만, 역시 음이온성인 셀룰로오스 검, 펙틴, 대두 섬유 및 프로필렌 글리콜 알지네이트는 산성 음료에서 과도한 정도로 단백질 미셀의 응집을 증진시키지 않으면서 성공적으로 사용되고 있다. 구아 검 및 로커스트콩 검 (locust bean gum)과 같은 낮은 음이온, 거의 중성으로 하전된 검과 젤란 검의 조합, 또는 잔탄검과 같은 보다 높은 비이온성 검과 젤란 검의 조합은 역사적으로 산성 단백질 음료에서 사용할 수 없었다. 선행 기술에서의 이와 같은 지난 관찰에 근거하여, 2개의 음이온성 하이드로콜로이드가 산성 음료에서 미립자의 현탁에 유용할 것임이 뜻밖일 것이다. 더욱이, 직접 산성화되거나 또는 배양하여 산성화된 우유 음료 단독 또는 기타 하이드로콜로이드와의 조합에 있어서, 고아실 또는 저아실 젤란 검이 현탁 보조제로서 중요한 가치를 갖는다는 것이 뜻밖이었다.
산성화 단백질 음료의 비제한적 예로서의 유제품 및 콩계 산성화 단백질 음료에 있어서, 젤란 검의 사용은 산성화 단백질 음료를 제조하는 동안 셀룰로오스 검의 보호성 콜로이드 활성을 방해하지 않고, 이러한 조합은 편리하며 1단계 조작으로 활성화될 수 있다는 것이 입증되었다. 결과는 젤란 검의 높은 현탁성 가교 분자 네트워크가 큰 미립자의 현탁을 위해 훨씬 큰 용량을 제공하는 음료를 통해 분배되는 것이다.
구조 형성 다당류 및 보호성 콜로이드의 혼합물은 우유 단백질 부분과 조합되기 전에, 보호성 콜로이드는 수화되고, 구조 형성 다당류는 분산되고 수화되지 않은 형태로 있거나, 또는 용해된 다음 가교되고 그에 따라 단지 분산된 것과 유사하게 이용할 수 없도록 될 수 있는 방식으로 도입된다. 다른 한편, 상기 구조 형성 다당류는 분산물로서, 또는 가교된 유동 겔 형태로 별도로 첨가될 수 있고, 상기 보호성 콜로이드는 별도 용액으로서 첨가될 수 있다. 보호성 콜로이드의 단백질 흡수를 촉진하는 종래의 단계가 일단 완료되면, 주로 가열, 균질화 및 pH 조절을 통해 상기 산성화 단백질 음료는 이후 젤란 검을 수화시키는 가열 조건에 노출된다. 보호성 콜로이드의 전체 활동도 및 유동 겔 제조는 냉각 및 전단시 발생한다고 믿어진다. 산성화 단백질 음료를 동적 난류 냉각 (dynamic turbulent cooling) 조건에 노출시킴에 따라, 상기 젤란 검은 구조적 네트워크 또는 유동 겔을 형성하여, 냉각의 동적 조건 및 이의 특정 농도에 의해 결정되는 항복점을 갖는 높은 위가소성을 통해 현탁성을 향상시킨다. 완성 및 포장된 것을 가열하기 전 또는 가열한 후에 큰 미립자를 도입한다면, 상기 산성화 단백질 음료는 적용되는 조건의 살균도에 따라 획기적으로 향상된 현탁성 및 증가된 실용성을 가질 것이다.
오렌지 펄프가 하나의 비제한적 예인 미립자는 최종 장기간 포장에 있어서, 또는 적어도 살균 저장 시스템에 있어서 미립자의 현탁을 달성하기 위하여 초고온 처리 이전이 아니라 균질화 이후에, 산성화 단백질 음료에 직접 도입하는 것이 특히 바람직하다.
특정 등급 및 농도의 셀룰로오스 검 및 젤란 검 조합으로 안정화된 산성화 단백질 음료는 저단백질 산성화 단백질 음료에 있어서의 유청 배출 (whey off) 및 침전에 대한 내성에 관하여 긍정적인 결과를 초래했다. 그것으로서, 이러한 시스템은 오렌지 펄프의 효과적인 현탁을 증명하는데 상당히 효과적이었고, 매크로 및 마이크로 둘 다의 규모로 미립자를 포함시키는데 사용될 수 있다. 이러한 셀룰로오스 검/젤란 검 시스템은 표준 셀룰로오스 검계 장기 초고온 산성화 단백질 음료와 일치하고, 최소한, 냉각된 단기 생성물 (chilled short-life product)에 적용될 수 있다. 이들 셀룰로오스 검/젤란 검 조합은 살균 및 저온 살균된 산성화 단백질 음료 시스템에 있어서 응용성을 갖는다.
현탁된 미립자를 갖는 안정한 산성화 우유 음료는 추가의 제제없이 달성된다. 하나의 검의 다양성을 위한 대용으로서 셀룰로오스 검 및 젤란 검의 조합을 사용하는 산성화 우유 음료에 있어서 오렌지 펄프의 현탁이 본 명세서에 개시된다. 본 명세서에 개시된 하나의 방법은 보호성 콜로이드를 수화시키기 위하여 열 처리를 필요로 하는 한편, 다른 더 간단한 시스템은 보호성 콜로이드의 저온 수화만을 필요로 한다.
0% 초과 내지 5%의 단백질 및 약 0.2% 내지 약 1.0%의 셀룰로오스 검을 갖는 산성화 우유 음료에 있어서, 저단백질 변성 또는 유청 분리된 안정된 산성화 우유 음료는 약 0.01 내지 약 0.05%의 젤란 검 농도와 관계없이 충분한 펄프 현탁을 제공한다. 최소한 약 0.02% 젤란 검은 산성화 우유 음료에 있어서 오렌지 펄프가 단기 현탁 (short term suspension) 하는데 필요하다. 오렌지 펄프의 장기 현탁 (long term suspension)는 최소 약 0.025% 젤란 검, 보다 바람직하게는 약 0.03%, 가장 바람직하게는 약 0.05%를 필요로 한다.
셀룰로오스 검은 저온 및 고온 수화 시스템 둘다에 있어서 산성화 우유 음료용 안정화제/현탁제로서 젤란 검과 함께 잘 작용할 수 있다는 것이 결정되었다. 몇 가지 경우에 있어서 셀룰로오스 검은 저온 수화 시스템을 이용하는 어떠한 상황에서 바람직할 지도 모른다.
본 발명은 산성화 단백질 음료에 있어서 단백질을 안정화시키고 미립자를 현탁시키기 위한 셀룰로오스 검과 조합되는 젤란 검의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 셀룰로오스 검과 조합되는 젤란 검을 포함하는 산성화 단백질 음료에 관한 것이다.
아울러 본 발명은 입맛을 희생시키는 일 없이 그 내부에 현탁된 미립자로서, 오렌지 펄프가 하나의 비제한적 예인 미립자를 갖는 셀룰로오스 검과 조합된 젤란 검을 포함하는 산성화 단백질 음료에 관한 것이다.
아울러 본 발명은 셀룰로오스 검 및 젤란 검을 포함하는 산성화 단백질 음료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
도면의 간단한 설명
다음의 본 발명의 바람직한 구현예에 대한 상세한 설명 뿐만 아니라 전술한 요약은 표 1-20과 함께 읽혀질 때 보다 잘 이해될 것이다. 하지만 본 발명이 정확한 배열 및 도시된 수단으로 한정되지 않는다는 것은 이해되어야 한다.
산성화 우유 음료 내에서 오렌지 펄프의 현탁을 달성하기 위하여 2개의 초기 시스템을 시험하였다 (실시예 1 참조, 앞부분). 나트륨 셀룰로오스 검과 블렌드된 고아실 젤란 검인 시스템 1 및 고메톡시 펙틴인 시스템 2를 초고온 살균된 산성화 우유 음료에서 비교하였다. 결과는 뜻밖에도 젤란 검이 다른 하이드로콜로이드로 직접 산성화된 우유 음료 내에서 현탁 보조제로서 중요한 가치를 갖는다는 것을 증명하였다.
실시예 1
pH 4.0에서 1% 단백질을 함유하는 산성화 우유 음료 내에서 과일 펄프 및 단백질의 현탁을 평가하기 위하여 시료를 제조하였다. 비교는 고아실 젤란 검 및 셀룰로오스 검 안정화 블렌드, 및 고아실 젤란 검 및 고메톡시 펙틴 안정화 블렌드간에 이루어졌다.
[표 1] 산성화 우유 음료에 대한 제형 및 변수
Figure 112008087452019-pct00001
* 주의: 사용된 과일 펄프의 양은 제형의 전체 부피에 포함되지 않지만, 전체 성분에 더하여 첨가된다.
시료를 제조하기 위한 과정은 다음과 같다:
1. 20% 탈지유 용액을 구성하기 위하여 고속 믹서를 이용하여 50℃ 탈이온수에 무지방 우유 고형분 분말을 분산시킨다. 주변 온도로 냉각시킨다.
2. 각 하이드로콜로이드의 20% 용액을 구성하기 위하여, 75℃ 탈이온수에 펙틴 또는 셀룰로오스 검 분말을 분산시키고, Silverson® 믹서를 이용하여 교반한다. 주변 온도로 냉각시킨다.
3. 무지방 건조 우유 (NFDM) 용액, 설탕 및 젤란 검, 및 펙틴 또는 셀룰로오스 검 용액을 조합하고, Silverson® 믹서를 이용하여 교반한다.
4. 교반하면서 오렌지 주스 농축물을 첨가하고, 20% 시트르산 용액을 사용하여 pH를 4.0으로 조절한다.
5. 70℃ 예열 온도, 2600psi에서 균질화 (한단계) 및 3초간 121℃ 최종 열처리로 음료를 가공한다.
6. 25-27℃ 사이에서 8*-250mL 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PETG) 병에 무균 충전한다 (* 주의: 산성화 우유 음료에서의 현탁을 평가하기 위한 추가의 오렌지 과일 펄프 10g이 담겨 있는 4개의 병).
모든 시료를 5℃에서 저장하였다. 1주일 후, 저장된 시료를 5℃ 및 25℃에서 평가하였다 (실온 시료를 냉장 조건으로부터 꺼내고 3일 동안 실온으로 유지시킨 다음 관찰함). 시각적인 관찰은 둘다의 온도에서 펙틴 및 오렌지 펄프의 안정성에 대하여 수행하였다. 이들 관찰은 표 2에 나타낸다. 음료 (오렌지 펄프 없음)의 점도는 6rpm 및 60rpm에서 1분간 회전시킨 다음, 방추 1을 갖는 LV Brookfield® 점도계를 이용하여 5℃ 및 25℃에서 측정하였다. pH 값 또한 25℃에서 보고되었다. 표 3을 참조한다.
[표 2] 산성화 우유 음료에 대한 관찰
Figure 112008087452019-pct00002
[표 3] 산성화 우유 음료의 분석
Figure 112008087452019-pct00003
이러한 특정 과정에 따르면, 여러 가지 사용 농도의 고아실 젤란 검과 조합되는 고메톡시 펙틴의 다양한 사용 농도는 오렌지 펄프의 현탁에 있어서 효과적이지 않았고, 음료의 안정성은 만족스럽지 않았다.
고아실 젤란 검과 조합된 셀룰로오스 검을 사용하는 산성화 우유 음료의 2가지 조합은 오렌지 펄프의 향상된 안정성 및 현탁을 나타냈다. 셀룰로오스 검은 펙틴계 시스템과 비교하여 음료에 약간의 점도를 추가했지만, 이는 5℃와 비교하여 실온에서 현저하지 않았다. 시료 5(5/12)에서의 0.35% 셀룰로오스 검 농축물의 점 도는 시료 6(5/12)에서의 0.40% 농축물보다 높았지만, 젤란 검과 조합된 셀룰로오스 검의 이들 농축물은 둘다 음료 내에서 안정한 과일 펄프 및 단백질을 생산했다.
실시예 2
셀룰로오스 검의 다른 수화 방법을 이용하여 셀룰로오스 검 및 고아실 젤란 검으로 안정화된 산성화 우유 음료에서의 과일 펄프 및 단백질의 안정성을 결정하고, 고아실 젤란 검에 대한 최적의 셀룰로오스 검의 비를 평가하기 위하여 시료를 제조하였다.
[표 4] 산성화 우유 음료에 대한 제형 및 변수
Figure 112008087452019-pct00004
[표 5] 산성화 우유 음료에 대한 제형 및 변수
Figure 112008087452019-pct00005
* 주의: 사용된 과일 펄프의 양은 제형의 전체 부피에 포함되지 않지만, 전체 성분에 더하여 첨가된다.
과정 A는 실시예 1에서 설명된 과정과 동일하다.
과정 B는 아래에 설명한다:
1. 20% 탈지유-셀룰로오스 검 용액을 구성하기 위하여 고속 믹서를 이용하여 50℃ 탈이온수에 무지방 우유 고형분 분말 및 건조 셀룰로오스 검을 분산시킨다. 주변 온도로 냉각시킨다.
2. 설탕 및 젤란 검을 갖는 셀룰로오스 검 용액 및 NFDM를 조합하고, Silverson® 믹서를 이용하여 교반한다.
3. 교반하면서 오렌지 주스 농축물을 첨가하고, 20% 시트르산 용액을 사용하여 pH를 4.0으로 조절한다.
4. 70℃ 예열 온도, 2600psi에서 균질화 (한단계) 및 3초간 121℃ 최종 열처리로 음료를 가공한다.
5. 25-27℃ 사이에서 8*-250mL PETG 병에 무균 충전한다 (* 주의: 산성화 우유 음료에서의 현탁을 평가하기 위한 추가의 오렌지 과일 펄프 10g이 담겨 있는 4개의 병).
고아실 젤란 검에 대한 셀룰로오스 검의 여러 가지 비를 이용하여 단백질 및 오렌지 펄프의 현탁 성능을 비교하기 위하여 산성화 우유 음료를 제조하였다. 상기 음료를 pH 4.0에서 1.0% 단백질을 제공하기 위하여 제형하였다. 표 4 및 표 5를 참조한다.
셀룰로오스 검을 음료에 넣기 위하여 2가지 다른 방법을 적용하였다. 펙틴에 대한 제조 방법 (과정 A)과 유사하게, 셀룰로오스 검의 별개의 뜨거운 용액을 제조하였다. 두번째 방법은 건조 셀룰로오스 검을 50℃ 건조 무지방 우유 분말 용액에 직접 첨가하고, 이러한 시스템을 수화하는 것을 포함한다 (과정 B). 둘다의 방법에 있어서, 검 함유 단계에서 천연 젤란 검을 수화하는 시도는 이루어지지 않았다.
충전 후, 모든 음료를 5℃에서 저장하였다. 완성된 음료를 1주일 후에 5℃ 및 25℃에서 관찰하였다 (주변 온도 시료를 냉장 조건으로부터 빼내고, 실온에서 3일간 유지시킨 다음 관찰하였음). 표 6 및 표 7을 참조한다.
과정 A 배치 (batch)에 대하여, 배치 5 및 5a는 우수한 안정성을 제공하였지만, 배치 6은 다소 약간 불안정하였는데, 이는 고아실 젤란 검의 불충분한 농도에 기인할 수 있다. 표 6을 참조한다. 과정 B는 또한 배치 7-9에서 우수한 안정성을 제공하는데, 이는 둘다의 방법이 셀룰로오스 검을 수화시키는데 충분하고, 또한 산성화 우유 음료를 안정화시키는데 사용될 수 있음을 암시한다.
배치 10-15의 점도는 배치 5-9보다 상당히 낮았고, 안정하지 않았다. 표 6, 7, 8 및 9를 참조한다. 배치 10-15에 있어서 고아실 젤란 검의 사용 농도는 이들 시료에 대해 너무 낮았고, 최소 0.03% 고아실 젤란 검이 되어야 한다고 생각된다.
[표 6] 다양한 조건에서 저장된 산성화 우유 음료의 관찰
Figure 112008087452019-pct00006
[표 7] 다양한 조건에서 저장된 산성화 우유 음료의 관찰
Figure 112008087452019-pct00007
[표 8] 실시예 2에 대한 산성화 우유 음료의 점도 (cP) 및 pH
Figure 112008087452019-pct00008
[표 9] 실시예 2에 대한 산성화 우유 음료의 점도 (cP) 및 pH
Figure 112008087452019-pct00009
실시예 3
0.03% 고아실 젤란 검과 조합된 0.40% 고메톡시 펙틴으로의 안정화와 비교하여, 0.03% 고아실 젤란 검과 조합된 다양한 비의 셀룰로오스 검을 사용하는 산성화 유제품 음료 (1.5% 단백질)의 안정성을 증명하기 위하여 시료를 제조하였다.
[표 10] 고아실 젤란 검과 셀룰로오스 검 vs. 고아실 젤란 검과 고메톡시 펙틴의 다양한 비를 이용한 산성화 유제품 음료의 안정성
Figure 112008087452019-pct00010
상기 과정은 20% 탈지유 용액을 구성하기 위하여 무지방 우유 고형분 분말을 25℃ 탈이온수에 분산시키는 단계를 포함하였다. 무지방 우유 고형분 분말 및 물을 50℃의 온도에서 5분 동안 고속 믹서를 사용하여 혼합한 다음, 주변 온도로 냉각하였다. 2% 용액을 제조하기 위하여 펙틴 또는 셀룰로오스 검 분말을 50℃ 탈이온수에 고속 믹서를 이용하여 분산시켰다. 그런 다음, 펙틴 또는 셀룰로오스 검을 5분 동안 혼합하고, 냉각시켰다. 펙틴 또는 셀룰로오스 검 용액을 탈지유 용액에 첨가하고, 몇 분간 교반하였다. 조합된 용액의 온도는 약 25℃에 있는 것으로 입증되었고, 주스를 첨가하였다. 상기 조합된 용액에 첨가하기 앞서, 설탕 및 고아실 젤란 검을 건식 블렌드하였다. 오렌지 주스 농축물을 교반하면서 첨가하고, 교반하면서 50% (w/v) 시트르산 용액을 이용하여 pH를 4.0으로 조절하였다. 그런 다음, 70℃ 예열 온도, 2600psi (제1단계 2100, 제2단계 500)에서의 균질화 및 4초간 121℃의 최종 열로 음료를 가공한 다음, 주변 온도로 냉각하였다. 음료를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 코폴리에스테르 Nalgene® 병에 30℃에서 무균으로 충전하고, 시료를 실온에서 저장하였다.
실온에서 4일간 저장한 후, 시료를 눈 및 입으로 평가하였다. 고메톡시 펙틴 대조군은 고아실 젤란 검이 존재하더라도 용기의 바닥에 침전의 징후를 나타냈지만, 명백한 침전에도 불구하고 매우 부드러운 맛이 났다. 0.25% 셀룰로오스 검계 음료에 대하여, 침전의 증거가 없었지만, 입맛은 불쾌하게 거칠었는데, 이는 산성화 단계 동안 단백질을 코팅하는 셀룰로오스 검의 양이 불충분하였음을 나타냈다. 셀룰로오스 검의 농도를 0.32%로 증가시키자, 시료의 안정된 현탁 및 좋은 입맛이 계속해서 증명되었다. 0.40% 셀룰로오스 검 및 0.03% 고아실 젤란 검으로, 시료는 완벽하게 안정하고 부드러웠다.
이들 조건 하에서 안정화제의 성능을 시험하기 위하여, 점도 및 탄성률 측정을 20℃에서 수행하였다. 표 11을 참조한다. 펙틴으로 안정화된 시료는 0.01dynes/㎠의 매우 낮은 탄성률을 가졌으며, 이는 이러한 안정화 시스템으로 관찰되는 바와 같이 명백한 열등한 현탁을 설명한다. 한편, 셀룰로오스 검으로 안정화된 시료는 1.0dynes/㎠에 가까운 값을 가지는 향상된 안정화 시스템 (0.03% 고아실 젤란 검과 0.32% 및 0.4% 셀룰로오스 검)으로 훨씬 높은 탄성률 값을 가졌다. 셀룰로오스 검/고아실 젤란 검 시스템에서의 높은 탄성률은 단백질의 적절한 현탁을 제공했다. 셀룰로오스 검/고아실 젤란 검으로 안정화된 시료는 또한 고메톡시 펙틴/고아실 젤란 검으로 안정화된 시료보다 약간 높은 점도 값을 가졌으나, 이들 값은 15cP를 초과하지는 않았다.
[표 11] 20℃에서의 시각적 관찰, 입맛, 점도 및 탄성률 측정
Figure 112008087452019-pct00011
실시예 4
1.5% 단백질에서 셀룰로오스 검/고아실 젤란 검으로 안정화된 산성화 유제품 음료의 안정성에 대한 충전 온도의 효과를 결정하였다.
[표 12] 셀룰로오스 검/고아실 젤란 검으로 안정화된 산성화 유제품 음료 (1.5% 단백질)의 안정성에 대한 충전 온도의 효과
Figure 112008087452019-pct00012
[표 13] 30℃ 내지 85℃에서의 충전 효과-20℃에서 4일 저장 후 시각적 관찰
Figure 112008087452019-pct00013
상기 과정은 20% 탈지유 용액을 제조하기 위하여 무지방 우유 고형분 분말을 25℃ 탈이온수에 분산시키는 단계를 포함하였다. 고속 믹서를 사용하여, 50℃의 온도를 5분 동안 유지시킨 다음, 주변 온도로 냉각하였다. 2% 용액을 제조하기 위하여 셀룰로오스 검 분말을 50℃ 탈이온수에 고속 믹서를 이용하여 분산시키고, 5분 동안 혼합하고 냉각시켰다. 셀룰로오스 검 용액을 탈지유 용액에 첨가하고, 약 2-3분간 교반하였다. 조합된 용액의 온도는 약 25℃에 있는 것으로 입증되었고, 주스 를 첨가하였다. 그런 다음, 건조된 설탕 블렌드 및 고아실 젤란 검을 상기 조합된 용액에 첨가하였다. 오렌지 주스 농축물을 교반하면서 첨가하고, 교반하에 50% (w/v) 시트르산 용액을 이용하여 pH를 4.0으로 조절하였다. 70℃ 예열 온도, 2600psi (제1단계 2100, 제2단계 500)에서의 균질화 및 121℃의 최종 열로 음료를 가공하였다. 그런 다음, 음료를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 코폴리에스테르 Nalgene® 병에 30℃에서 무균으로 충전하거나, 85℃에서 2분 동안 유리 병에 고온 충전 (hot-fill)하였다. 시료를 실온에서 4일 동안 저장하고 평가하였다.
4일 후의 시각적 관찰은 두 시료 모두 우수한 안정성을 증명함을 나타냈다. 표 14를 참조한다. 주변 온도 및 고온으로 충전된 시료는 모두 씹히는 느낌이 부드러웠다. 두 시료를 비교한 탄성률 데이터는 비록 고온으로 충전된 시료가 주변 온도로 충전된 시료보다 더 높은 탄성률 값을 가지기는 하나, 현탁에 있어서 단백질을 유지할 수 있는 높은 탄성률 값을 나타냈다. 유사하게, 고온으로 충전된 시료는 주변 온도로 충전된 시료보다 점도도 더 높았다. 이들 데이터는 두가지 충전 온도 모두 셀룰로오스 검/고아실 젤란 검으로 안정화된 산성화 유제품 음료를 충전하는데 적합함을 암시했다.
[표 14] 30℃ 내지 85℃ 충전 온도에서의 시료의 안정성
Figure 112008087452019-pct00014
실시예 5
[표 15] 셀룰로오스 검/고아실 젤란 검으로 안정화된 산성화 우유 음료 (1.5% 단백질)에 대해, pH 3.5, 3.8, 4.0, 4.2, 4.4에서 작용 pH 범위가 조사되었다.
Figure 112008087452019-pct00015
상기 과정은 20% 탈지유 용액을 구성하기 위하여 무지방 우유 고형분 분말을 25℃ 탈이온수에 분산시키는 단계를 포함하였다. 고속 믹서를 사용하여, 상기 용액을 50℃의 온도로 가열하고, 5분 동안 유지시킨 다음, 온도를 주변 온도로 냉각하였다. 2% 용액을 제조하기 위하여 셀룰로오스 검 분말을 50℃ 탈이온수에 고속 믹 서를 이용하여 분산시키고, 5분 동안 혼합하고 냉각시켰다. 셀룰로오스 검 슬러리를 탈지유 용액에 첨가하고, 몇 분간 교반하였다. 조합된 용액의 온도는 약 25℃에 있는 것으로 입증되었고, 주스를 첨가하였다. 건조된 설탕 블렌드 및 고아실 젤란 검을 상기 조합된 용액에 첨가하였다. 오렌지 주스 농축물을 교반하면서 첨가하고, 교반하에 50% (w/v) 시트르산 용액을 이용하여 각각 pH (3.5, 3.8, 4.0, 4.2 또는 4.4)로 조절하였다. 70℃ 예열 온도, 2600psi (제1단계 2100, 제2단계 500)에서의 균질화 및 4초간 121℃의 최종 열로 음료를 가공한 다음, 냉각시켰다. 음료를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 코폴리에스테르 Nalgene® 병에 30℃에서 무균으로 충전했다. 시료를 실온에서 4일 동안 저장하고 평가하였다.
4일 후, pH 3.5에서 처리된 시료는 음료 전체에 걸쳐 현탁된 커다란 미립자를 가졌다. 이들 음료는 입으로 평가하자 매우 거친 것으로 여겨졌다. pH를 증가시킴에 따라, 단백질 입자는 더욱 작아졌고, pH 3.8 이상에서 부드럽게 씹히는 느낌을 부여했다. 표 16을 참조한다.
탄성률 데이터는 pH 3.8 이상에서의 시료가 안정함을 나타냈다. pH가 3.8에서 4.4로 증가함에 따라 점도는 증가했다. 이들 시료는 눈에 보이는 침전의 징후 없이 완벽하게 안정했는데, 이는 셀룰로오스 검/고아실 젤란 검으로 안정화된 산성화 우유 음료에 대한 작용 pH 범위가 3.8-4.4이었음을 암시한다. 표 16을 참조한다.
[표 16] pH 3.5, 3.8, 4.0, 4.2 및 4.4에서의 셀룰로오스 검/고아실 젤란 검으로 안정화된 산성화 우유 음료에 대한 pH 범위 평가
Figure 112008087452019-pct00016
실시예 6
상기 과정은 20% 탈지유 용액 또는 5% 분리 콩 단백질 (soy protein isolate) 용액을 구성하기 위하여 무지방 우유 고형분 분말 또는 분리 콩 단백질을 25℃ 탈이온수에 분산시키는 단계를 포함하였다. 고속 믹서를 사용하여, 탈지유 용액 또는 분리 콩 단백질 용액을 각각 50℃ 또는 70℃의 온도로 가열하고, 각각 50℃ 또는 70℃에서 5분 동안 유지시킨 다음, 주변 온도로 냉각하였다. 2% 용액을 제조하기 위하여 셀룰로오스 검 분말을 50℃ 탈이온수에 고속 믹서를 이용하여 분산시키고, 5분 동안 혼합하고 냉각시켰다. 셀룰로오스 검 용액을 탈지유 용액에 첨가하고, 몇 분간 교반하였다. 조합된 용액의 온도는 약 25℃에 있는 것으로 입증되었고, 주스를 첨가하였다. 건조된 설탕 블렌드 및 고아실 젤란 검을 상기 조합된 용액에 첨가하였다. 오렌지 주스 농축물을 교반하면서 첨가하고, 교반하에 50% (w/v) 시트르산 용액을 이용하여 pH를 4.0으로 조절하였다. 70℃ 예열 온도, 2600psi (제1단계 2100, 제2단계 500)에서의 균질화 및 4초간 121℃의 최종 열로 음료를 가공한 다음, 주변 온도로 냉각하였다. 음료를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 코폴리에스테르 Nalgene® 병에 30℃에서 무균으로 충전하고, 시료를 실온에서 4일 동안 저장하고 평가하였다. 표 17을 참조한다.
[표 17] 셀룰로오스 검/고아실 젤란 검으로 안정화된 산성화 단백질 음료에서의 단백질 타입의 효과를 결정하기 위한 콩 단백질 및 유제품 단백질의 비교
Figure 112008087452019-pct00017
시험된 모든 시도된 것들은 부드러운 맛이 났고 탁월한 안정성을 가졌다. 표 18을 참조한다. 이는 사용된 셀룰로오스 검의 농도가 가공시 단백질 안정성에 충분함을 나타냈다. 이는 얻어진 탄성률 값과 일치한다. 점도는 유제품에서 콩 단백질 시스템으로 전환될 때 증가했다.
[표 18] 점도, 탄성률, 입맛 및 시각적 관찰의 비교
Figure 112008087452019-pct00018
실시예 7
0.5%, 1.0%, 2.0% 및 3.0% 단백질 농도를 사용하였을 경우, 단백질 함량의 변화가 0.40% 셀룰로오스 검 및 0.03% 고아실 젤란 검으로 안정화된 산성화 우유 음료의 안정성에 미치는 효과를 결정하기 위하여 시료를 제조하였다. 상기 과정은 20% 탈지유 용액 또는 5% 분리 콩 단백질 용액을 구성하기 위하여 무지방 우유 고형분 분말 또는 분리 콩 단백질을 25℃ 탈이온수에 분산시키는 단계를 포함하였다. 고속 믹서를 사용하여, 탈지유 용액 또는 분리 콩 단백질 용액을 각각 50℃ 또는 70℃의 온도로 가열하고, 각각 50℃ 또는 70℃에서 5분 동안 유지시킨 다음, 주변 온도로 냉각하였다. 2% 용액을 제조하기 위하여 셀룰로오스 검 분말을 50℃ 탈이온 수에 고속 믹서를 이용하여 분산시키고, 5분 동안 혼합하고 냉각시켰다. 셀룰로오스 검 용액을 탈지유 용액을 첨가하고, 몇 분간 교반하였다. 조합된 용액의 온도는 약 25℃에 있는 것으로 입증되었고, 주스를 첨가하였다. 건조된 설탕 블렌드 및 고아실 젤란 검을 상기 조합된 용액에 첨가하였다. 오렌지 주스 농축물을 교반하면서 첨가하고, 교반하에 50% (w/v) 시트르산 용액을 이용하여 pH를 4.0으로 조절하였다. 70℃ 예열 온도, 2600psi (제1단계 2100, 제2단계 500)에서의 균질화 및 4초간 121℃의 최종 열로 가공한 다음, 주변 온도로 냉각하였다. 음료를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 코폴리에스테르 Nalgene® 병에 30℃에서 무균으로 충전하고, 시료를 실온에서 4일 동안 저장하고 평가하였다. 표 19 및 표 20을 참조한다.
[표 19] 0.05%, 1.0%, 2.0% 및 3.0% 단백질 농도를 사용하는 경우, 0.40% 셀룰로오스 검 및 0.03% 고아실 젤란 검으로 안정화된 산성화 우유 음료의 안정성에 관한 여러 가지 단백질 함량의 효과
Figure 112008087452019-pct00019
시료의 맛을 본 바, 0.5% 단백질 시료는 더 높은 단백질 농도보다 약간 더 감지할 수 있는 입맛이었다. 1.0% 및 2.0% 단백질 시료는 부드러운 맛이 난 반면, 3.0% 단백질은 씹히는 느낌이 거칠었다. 이들 데이터는 0.5% 단백질 시료가 이러한 단백질 함량을 안정화시키는데 셀룰로오스 검을 덜 필요로 하는 반면, 3.0% 단백질 시료는 단백질을 안정화시키는데 셀룰로오스 검을 더 필요로 할 것임을 암시한다. 모든 시료는 침전의 징후 없이 완벽하게 안정했는데, 이는 탄성률 값이 1.0dynes/㎠ 이상인 것과 일치한다. 점도 값은 1.0% 및 2.0% 단백질 시료일 때 가장 낮았다.
[표 20] 시각적 관찰, 입맛, 탄성률 및 점도에 대한 단백질 농도의 비교
Figure 112008087452019-pct00020

Claims (27)

  1. 셀룰로오스 검, 젤란 검 및 미립자를 포함하는 산성화 단백질 음료 (acidified protein beverage)로서, 상기 셀룰로오스 검은 상기 음료 총 중량에 대하여 0.20%(w/w) 내지 1.0%(w/w)의 함량으로 포함되고, 상기 젤란 검은 상기 음료 총 중량에 대하여 0.025%(w/w) 이상의 함량으로 포함되는 산성화 단백질 음료.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀룰로오스 검은 0.25%(w/w) 존재하는 산성화 단백질 음료.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀룰로오스 검은 0.32%(w/w) 존재하는 산성화 단백질 음료.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀룰로오스 검은 0.40%(w/w) 존재하는 산성화 단백질 음료.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 젤란 검은 0.03%(w/w) 존재하는 산성화 단백질 음료.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 미립자는 오렌지 펄프 (orange pulp)인 산성화 단백질 음료.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 음료는 산성 우유 음료인 산성화 단백질 음료.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 음료는 산성 콩 음료인 산성화 단백질 음료.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 단백질 농도는 0.05%(w/w) 내지 5.0%(w/w)인 산성화 단백질 음료.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 음료는 실온에서 최소 1주일 동안 안정한 산성화 단백질 음료.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 음료는 5℃에서 최소 4달 동안 안정한 산성화 단백질 음료.
  14. 청구항 1에 있어서,
    탄성률 값이 0.10dynes/㎠ 이상인 산성화 단백질 음료.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 탄성률이 1.0dynes/㎠ 이상인 산성화 단백질 음료.
  16. 삭제
  17. 단백질 베이스 (protein base)를 50℃에서 물에 분산시키고 혼합하는 단계;
    셀룰로오스 검 분말을 50℃에서 물에 분산시키고 혼합하여 셀룰로오스 검 용액을 준비하는 단계;
    상기 단백질 분산물 및 셀룰로오스 검 용액을 냉각하는 단계;
    상기 단백질 분산물 및 셀룰로오스 검 용액을 조합하는 단계;
    젤란 검 및 설탕을 건조 블렌드한 다음, 상기 젤란 검 및 설탕 블렌드물을 상기 단백질/셀룰로오스 검 용액에 첨가하여 조합물을 제조하는 단계;
    미립자 용액을 상기 조합물에 첨가하고, pH 3.5~4.4로 조절하는 단계;
    상기 단백질, 셀룰로오스 검, 젤란 검/설탕 및 미립자의 최종 조합물을 70℃로 가열, 균질화 및 121℃로 가열하여 가공하는 단계; 및
    냉각하는 단계를 포함하는 청구항 1의 산성화 단백질 음료를 제조하는 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 단백질 베이스는 우유인 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 우유는 환원 우유 용액 (recombined milk solution)인 방법.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 단백질 베이스는 두유 용액인 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 두유 용액은 5%(w/w) 분리 콩 단백질 (soy protein isolate) 용액인 방법.
  22. 청구항 17에 있어서,
    상기 미립자 용액은 오렌지 주스인 방법.
  23. 삭제
  24. 청구항 17에 있어서,
    상기 pH가 4.0으로 조절되는 방법.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 청구항 17에 있어서,
    상기 pH는 50% w/v 시트르산 용액으로 조절되는 방법.
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