KR101573481B1 - 슬러시 - Google Patents

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KR101573481B1
KR101573481B1 KR1020127001352A KR20127001352A KR101573481B1 KR 101573481 B1 KR101573481 B1 KR 101573481B1 KR 1020127001352 A KR1020127001352 A KR 1020127001352A KR 20127001352 A KR20127001352 A KR 20127001352A KR 101573481 B1 KR101573481 B1 KR 101573481B1
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스캇 윈스톤
해리 레빈
루이즈 슬레이드
데니스 브룩스
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디아지오 그레이트 브리튼 리미티드
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Abstract

냉동기에서 정상-상태(steady-state)의 온도에 도달하면, 부을 수 있는 슬러시로 되는 슬러시 음료 제형 및 그 제조 방법. 상기 부을 수 있는 슬러시는 최종 산물의 알콜 함량에 의존하여, 성분 함량의 특정 범위로 제형화함으로써 얻어진다. 바람직한 형태에서, 빙핵제 및/또는 얼음 입자 형태 조절 성분이 첨가된다.

Description

슬러시{A SLUSH}
본 발명은 가정용 냉동기에서 경험할 수 있는 것과 같은 냉동에 의해 형성된 슬러시, 주로 식용 음료 슬러시에 관한 것이다.
본 명세서에서 설명된 제품 제형 기술은 주위 온도에서 분배하고 판매되는 경우에도, 분배할 수 있는, 즉 부을 수 있는, 슬러시의 특징을 유지하는 냉동 슬러시 음료 제품이 될 수 있도록 가정용 냉동기에 놓일 수 있는 음료를 만들 수 있게 한다.
많은 시장에 걸쳐 드링크(drink)의 대중적 선택인 냉동 청량 음료와 칵테일과 함께, 냉동 음료(beverage) 시장은 국제적 시장이다. 이러한 냉동 음료의 제조는 작은 얼음 결정을 생산하기 위하여 표면을 긁는(scrape-surface) 슬러시 기계(예를 들어 Slush Puppy™) 또는 얼음 조각(ice cube)을 작은 얼음입자로 부수는 블렌더와 같은 기계를 사용하는 것이 필요하여, 다소 지루할 수 있다. 이러한 기계는 소비자에게 불편하고 종종 회피되어진다. 몇몇 제품은 고정된 가정용 냉동기에서 얼릴 수 있고 부드러운 얼음을 제공하는 능력으로, 편리하다고 마케팅되고 있다. 그러나, 이 모든 제품들은 가정용 냉동기 온도의 변이를 겪는다. 얼음을 만드는 데 실패하거나, 또는 불충분한 양의 얼음을 만들어, 얼음 입자가 소량 떠다니는 찬 음료가 되는 결과가 되기 때문에, 더 따뜻한 가정용 냉동기에서는 이러한 제품들은 실패한다. 또한 밤새 냉동기에서 제품을 두는 것만큼 적은 시간에서 발생할 수 있는, 과-경화(over-hardening)를 야기하고, 그에 따라 분배하기 전에 해동하는 단계가 필요하기 때문에 더 차가운 냉동기에서는 상기 제품들이 실패한다. 이것은 예를 들어 미국 특허 5,853,785에 설명된 바와 같이, 제품이 부분적으로 녹기를 기다리거나, 또는 마이크로웨이브 처리에 의해 열을 가하거나 손으로 조작하는 것을 통해 그런 융해를 유도하는 것을 수반할 수 있다.
WO96/11578는 알콜 소프트-아이스의 형태의 개선에 관한 것이다; 그러나, 상기 기재된 제품은 자유롭게 부을 수 없고 스푼과 같은, 수동-조작되는 기구로 용기로부터 제거되어야만 하지만, 이상적인 냉동 음료는 쉽게 부을 수 있어야 한다. 이것 앞에, EP0268097은 유사한 스푼으로 뜰 수 있지만, 부을 수 있는 것이 아닌, 냉동 제품을 보고하였다. 선행 기술인 냉동 소프트-아이스 제형들은 안정제와 검(예를 들어 CMC들)을 사용하고, 이것은 부을 수 있는 능력을 저해시킬 수 있고 냉동 음료에 부정적인 관능 효과(organoleptic effect)를 가질 수 있다.
제품이 열을 가한 후에 수행하는 경우조차도, 즉석-소비하고, 부을 수 있으며, 냉동인 칵테일의 편리함을 기대하는 소비자들에 의하여 자주 실패로서 판단된다. 이러한 제품의 실패율은 40 - 50% 만큼 높고, 그결과 이러한 제품은 결국엔 소비자 거부로 된다. 따라서 가정용 냉동기의 온도의 광범위로부터 냉각된 후에도 부을 수 있는 즉석-제공 슬러시 음료를 위한 명확한 기회가 존재한다.
성공이기 위해서, 고요하게 냉동된 슬러시는 편의의 약속을 전달하면서 또한 가장 폭넓게 가능한 소비자 고객에 허용가능한 제품 성능을 제공해야 한다. 이것은 상업적으로 매력적인 제품은 냉동기 온도 범위에서 특징적이고 원하는 특성을 가져야 한다는 것을 의미한다.
거의 모든 냉동기들은(그리고 특히, 미국 가정용 냉동기) -11 내지 -20℃의 작동 범위 내에서 작동된다. 시장에 의존하여, 대부분(즉 상당 부분) -11 내지 -20℃의 좀더 제한된 5 섭씨 도 범위에서 작동될 수 있다. 소비자에게 수용가능한 제품을 생산하기 위하여, 그 제품은 시장 내 상당수의 냉동기에서(그러므로, 온도의 연속적인 범위에 걸쳐) 수행되어야 한다. 가장 바람직하게는, 그 범위는 9 섭씨 도 전체일 것이다; 그러나, 특정 시장의 목적을 위하여, 제품이 그 시장을 위하여 -11 내지 -20℃의 더 넓은 범위 내, 좀더 한정된 5도 범위에서 수행될 수 있다면 수용가능할 수 있을 것이다.
상기 제한들은 상업적으로 성공할 수 있는 냉동 제품의 수행에 대하여 의미를 갖는다. 소비자에게 공급된 제품이 최종 소비 단계, 즉 주위 온도에서 공급되는 것에서 시작되지 않고, 그 후에 소비자에 의해 조용하게 냉동된 상태인 경우에는, 상업적으로 매력적인 제품을 공급하려는 시도가 더욱 확연해진다. 상기와 같이, 가정용 냉동기는 음료 제품 개발자의 통제를 넘어서는 다양한 환경을 나타낸다.
본 발명은 얼어서 정상-상태 온도에 도달하면, 가정용 냉동기의 대부분에서 승인 기준을 충족할 것이고 소비할 준비가 된 부을 수 있는 슬러시 음료를 위한 제형을 제공한다. 이것은 냉동기에서 수개월의 확장된 기간 동안 부을 수 있는(pourable)/ 흐를 수 있는(flowable) 상태에 계속 있어야 하고, 얼음 결정이 바람직하지 않게 커지게 되면, 일반적으로 구매 후에 녹아서 "재설정(reset)" 될 수 있어야 한다.
발명의 넓은 측면에서, 하기를 포함하고, -11 내지 -20℃의 적어도 5 섭씨 도의 범위에 걸쳐 부을 수 있는 슬러시를 형성하는 알콜 음료 제형이 제공된다:
하기 방정식으로부터 계산되는 범위 내 특정 ABV(알콜 부피; Alcohol By Volume)에 대한 총 성분 함량:
최소 총 성분 함량 (g/L) = (-14.3 x ABV) + 331.8
최대 총 성분 함량 (g/L) = (-15.5 x ABV) + 513.3
여기서 총 성분 함량은 각 성분의 함량을 하기 표에 기재된 각 성분에 의존적인 F 값으로 나누어 각 성분의 등가량을 결정하고, 그 후 각 성분의 등가량을 누적하여 계산한 것이고,
각 성분들은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 알콜 음료 제형:
Figure 112015064032623-pct00026
.
삭제
본 발명의 다른 표현은 상기 표로부터 역수 값의 표를 제공하는 것으로서, 실제 성분의 매 1g에 대하여, 총 성분 함량에 기여하는 양은 상기 방정식에 의해 주어진다.
Figure 112012004376412-pct00002
임의의 추가의, 목록에 기재되지 않은 성분이 본 발명에 따른 제형에 첨가될 수 있지만, 상기 성분 함량 계산에는 기여하지 않을 것이다.
상기 슬러시 제품은 대부분 전형적으로 가정용 냉동기를 사용하여 만들어지지만, 임의의 적절한 냉각 기계에서 생산될 수 있다.
다른 성분들은 슬러시 부을 수 있는 능력(pourability)에 다른 영향을 미치는 것이 발견되었다. 그러므로, 특정 성분이 또다른 성분으로 치환된다면, 다른 성분들은 슬러시 부을 수 있는 능력의 같은 정도를 이루기 위한 조정이 필요할 수 있다. 조정의 범위는 특이적 성분에 의존한다. 본 발명의 적용을 단순화하기 위하여, 기본 단위로서 프럭토오스를 사용하기로 결정하고 다른 모든 성분들이 이것에 비교되었다. 특정한 성분에 대한 등가 비율(equivalent ratio)이 확립되면 상기 방정식에 의하여 정의된 "프럭토오스 등가 로딩(fructose equivalent loading)"을 결정하는 것이 가능하다. 그러나, 또다른 기본 단위(또는 임의 단위)를 사용하고 다른 성분들에 대하여 값들을 부여하는 것도 가능하다.
동일한 변형 원리들이 슬러시 제형에 시트르산, 말산 및 타르타르산과 같은 음식의 산을 첨가하는데 적용된다.
본 발명은 가정용 냉동기에서 부을 수 있는 상태로 유지된 슬러시 음료의 제형을 가능할, 알콜 함량에 의존하는, 미리 정해진 양의 프럭토오스(또는 다른 성분)를 첨가하는 것과 관련된다. 실제로, 특정 시장에서 가정용 냉동기의 평균 작동 온도에 변이가 있기 때문에, -11 내지 -20℃의 냉동기 온도 범위의 적어도 연속적인 5 섭씨 도 내에서 정상-상태 온도에 도달한 후에, 상기 제형은 부을 수 있는 슬러시를 생산하여야 한다. 가장 바람직하게는, 상기 제형은 전체 -11 내지 -20℃의 범위에 걸쳐(즉, 9 섭씨 도 창) 부을 수 있는 능력 특성을 가질 것이다.
본 발명의 제형은 제품이 정상-상태 온도에서 냉동되면, 부을 수 있는 슬러시이도록 얼음 함량을 생산한다.
선택적으로, 빙핵제(ice-nucleating agent)가 첨가될 수 있다. 빙핵제는 필수 성분이 아니지만, 실제로 빙핵제가 바람직한데, 그 이유는 제형의 녹는 온도가 가장 따뜻한 냉동기 온도에 가까울 수 있고, 어느 정도의 과냉각이 일어나는 것을 고려하면, 음료가 가정용 냉동기에서 정상-상태 온도에 도달할 때에는, 빙핵제의 존재가 얼음 형성을 더욱 보장하게 하기 때문이다.
빙핵제는 용액에, 또는 용액과 접촉하여 존재하는 첨가제/성분으로 본 명세서에서 정의되고, 상기 용액이 그 용액의 (아래) 녹는점 내지 (위) 균질한 핵화 온도의 어떠한 온도에 있을 때, 얼음 결정 형성을 야기시킴으로써 과냉각의 효과를 감소시킬 목적을 수행한다.
바람직하게는, 상기 빙핵제는 스티그마스테롤이다.
추가적인 선택으로서, 제품의 원하는 식감(mouthfeel)에 의존하여, 얼음-결정-형태를 변형하는(ice-crystal-morphology-modifying) 성분이 첨가될 수 있다. 이러한 측면을 이루기 위한 바람직한 성분은 3000 Da 내지 15000 Da 범위인 평균 분자량의 젤라틴 가수분해물이다.
따라서, 추가적인 측면에서, 본 발명은 또한 하기의 단계를 포함하고, -11 내지 -20℃의 온도 범위를 갖는 냉동기를 사용하여 부을 수 있는 슬러시를 형성하기 위한 알콜 음료를 제형하는 방법을 제공한다:
하기 방정식에 따라 알콜 함량(ABV)에 의존하여 프럭토오스의 적어도 최소량을 첨가하는 단계:
최소 프럭토오스 (g/L) = (-14.3 x ABV) + 331.8;
선택적으로 프럭토오스의 양을 상기 ABV에서 슬러시 부을 수 있는 능력에 대해 등가의 효과를 가지는 또다른 성분의 양으로 치환하는 단계.
다른 성분에 의한 프럭토오스의 치환은 특정 ABV에서 한 성분의 특정 양의 첨가의 슬러시 부을 수 있는 능력에 대한 효과를 관찰하고 그 다음에 동일한 효과를 이루는 프럭토오스의 양에 이것을 관련시킴으로써 수행될 수 있다. 그러나, 대안적인 구체예에서, 상기 치환 단계는 참조 성분으로서 수크로오스 또는 글루코오스와 비교에 의해 수행될 수 있다. 이것은 대안적인 방정식을 요구할 것이다.
실제로 치환은 부을 수 있는 슬러시를 얻기 위한 어떤 성분의 기여가 계산될 수 있도록 프럭토오스에 비교되는 성분을 위한 영구적인 비율을 결정하는 것과 관련된다.
본 발명의 제품은 -11 내지 -20℃의 5 섭씨 도의 적어도 연속적인 범위에 걸쳐 흐를 수 있는/부을 수 있는 슬러시를 형성한다. 이러한 슬러시는 또한 동적 시스템에서 펌핑 가능하다.
"부을 수 있는 슬러시(pourable slush)"는 하기 특성에 의하여 정의된다:
"부을 수 있는" 슬러시인 것은 100g/L 이상이고 350g/L 이하의 얼음 함량을 가져야하고 더 자세한 사항은 하기에서 설명할 것이다. 슬러시는, (바람직하게는 유연성(flexible))플라스틱 병에서 제형된 후에, 쉽게 짜내질 수 있고 거기에서 형성된 깨지기 쉬운 얼음 구조를 깨는데 몇 번 흔들기(a few shakes)를 가질 수 있다. 그 뒤에 병은 잔으로 뒤집힐 수 있고, 작은 흔들림으로, 슬러시는 잔으로 부어질 수 있다. 가장 진한 농도(thickest consistency)에서, 슬러시는 병에서 슬러시를 제거하기 위하여 몇번의 여분의 짜내기를 요구할 수 있다(슬러시의 <10%가 병에 남아 있을 것이다). 스푼은 그 용기로부터 제품을 제거하는데 필요하지는 않다.
본 발명의 중요한 장점은 부을 수 있는 냉동 음료를 준비하는 것의 불확실성을 편리하게 제거하고 냉동기 밖에서 즉시 사용가능한 제형을 제공하는 것으로 기재될 수 있다. 제형은 냉동 음료의 신뢰성 있고 일관된 재현가능성을 보장하고, 소비자가 준비하는데 간단한 즉, 가정용 냉동기 온도의 넓은 범위의 임의의 것인 제품의 병을 두는 형태(format) 내에 그것을 제공한다. 냉동되면, 상기 제품은 바로 소비될 준비가 되고, 블렌더의 필요나 지저분함(mess), 또는 완전 냉동 칵테일(또는 이와 유사한 음료)를 만들기 위해 요구되는 특정 성분 지식을 위한 필요, 또는 냉동기로부터 그것을 제거한 후 녹이는 단계를 위한 필요를 제거한다. 약간의 휘저음(minor agitation)(즉, 정적으로 형성된 얼음 구조를 느슨하게 하기 위한 짜내기 및 흔들기)으로, 제품은 냉동음료로서, 병으로부터 곧장 또는 분배되어진 후에, 소비될 수 있다.
상기 제품은 요구되는 용법에 앞서 잘 준비될 수 있고, 또한 슬러시의 부을 수 있는 능력은 그것이 보관된 냉동기의 온도처럼 일정하게 유지된다. 부을 수 있는 능력의 편의의 측면에서, 제품은 수년간 그 특성을 계속 유지할 것이다. 그러나, 초과하는 기간(몇 개월)동안 보관된다면 냉동 제품 중의 얼음 결정들은 부착되고, 즉 평균 얼음 결정 크기가 눈에 띄게 증가되고, 이것은 이상적인 냉동-식감 조직감에 변화로 이어진다. 그러나, 녹는 것과 재냉동은 원래 원하여진 결정 크기를 갖는 제품을 재설정한다. 제형들은 프리미엄-품질 브랜드 칵테일을 구입한다는 느낌을 바라는 소비자에게 값싸고 바람직하지 않게 보일 수 있는, 시장에서의 다른 '파우치' 제품과 다른 음료라는 인상을 주는 반-딱딱한 병으로 제공될 수 있다는 장점이 있다.
이 분야의 종래 발명들은 실패했다. 예를 들어, WO 96/11578는 동결에 상당한 영향을 미치기 위하여, 스푼으로 뜰 수 있는 슬러시 제품의 알콜 함량을 변화시키는 것을 기재한다. 따라서, WO 96/11578는 너무 딱딱해서 부을 수 없게 되는 제품을 생산하는, 낮은 알콜 함량이거나, 또는 얼지 않거나 작은 비율의 가정용-시장 냉동기에서만 얼어 제품을 생산하는, 더 높은 알콜 함량을 가진 스푼으로 뜰 수 있는 알콜성 소프트 아이스를 개시한다.
본 명세서에 기재된 본 발명은 조용한 냉동(quiescent freezing) 전후 모두에서, 액체-제형("슬러시(slush)") 제품을 말한다는 점을 유의해야한다. 본 제품이 분배의 편이를 위해, 냉동 상태에서 분배되는 데 적합하면서, 상기 제품은 주변 온도에서(냉동되지 않은) 바람직하게 분배되고, 소비되기 전 언제라도, 가정용 냉동기에 놓인 후에 슬러시를 형성한다. 주변 온도에서의 상기 "전-슬러시(pre-slush)"는, 상기 제형의 녹는 온도 위에 있기 때문에, 얼음을 포함하지 않을 것이고, 자유롭게 흐를 것이다. 분명히, 본 발명의 범위는 온도/ 상태에 상관없이, 이러한 "전-슬러시" 제품을 포함한다.
발명을 수행하기 위한 방법
본 발명을 실시하는 데 사용하기 위하여 적절한 성분들의 비율을 결정하기 위하여, 바람직한 냉동기 온도 범위, 즉 -11 내지 -20℃의 경계에 상응하는 정상-상태 온도에서, 슬러시 음료가 계속 부을 수 있게 되는 한계를 확립하는 것이 필요하였다.
성분들의 범위는 부을 수 있는 슬러시로 정의되어지는 것에 기초하여 결정되어야 했다; 그 정의의 바깥으로 떨어지는 얼음 함량의 수준은 너무 묽고/물이 많거나 또는 너무 진할 것이고, 너무 진한 것은 부을 수 없고/ 스푼으로 뜰 수 있게 될 것이다.
특정 슬러시 농도에 대하여, 성분과 알콜 함량 간의 관계가 거의 직선이라는 것을 발견한 것은 놀라운 일이었다.
실험적 제형 과정 중에 만들어진 일반적인 관찰은 다음과 같다:
- 너무 많은 총 성분(프럭토오스 등가(fructose equivalence)에 기초하여)이 특정 ABV에서 첨가된다면, 범위에서 따뜻한 끝(-11℃)에서 음료는 얼음을 형성하지 않거나 또는 부을 수 있는 슬러시라고 생각되기에 충분한 얼음을 형성하지 않을(즉, 너무 '묽은(thin)') 것이다.
- 너무 적은 총 성분이 첨가된다면(프럭토오스 등가에 기초하여), 범위의 차가운 끝(-20℃)에서 음료는 너무 많은 얼음을 형성하여(즉 너무 '진한(thick)') 부을 수 있는 슬러시가 될 수 없을 것이다.
- 알콜 함량이 증가함에 따라, 총 재료 더 적은 양이(프럭토오스 등가에 기초하여) 부을 수 있는 슬러시를 만들기 위해 필요로 된다.
표 1-1에 표시된 것처럼, 특정 ABV에서, 프럭토오스의 특정 최소 및 최대량이 부을 수 있는 슬러시가 되었다는 것이 발견되었다.
[표 1-1]
Figure 112015064032623-pct00003

슬러시 제품은 표 1-1에서 정의된 프럭토오스 함량으로 만들어지고, -11℃부터 -20℃의 전체 온도 범위에 걸쳐 부을 수 있다.
그러므로, 표 1-1의 데이터에 따르면, 예를 들어 9% ABV 음료 제형에 첨가될 필요가 있는 프럭토오스 함량의 범위는 230 내지 305 g/L이고, 이는 수용가능한 슬러시라고 생각되는 최소량의 얼음이지만 부을 수 없는 것으로 생각되고 너무 많은 얼음을 갖지 않는 음료가 된다. 230 g/L 이하의 프럭토오스를 사용하는 것은 너무 진해서 가장 차가운 냉동기(-20℃)에서 부을 수 있다고 생각될 수 없는 음료가 될 것이고 305 g/L 이상의 프럭토오스를 사용하는 것은 가장 따뜻한 냉동기(-11℃)에서 슬러시라고 생각되는 충분한 얼음을 형성하지 않는 음료가 될 것이다.
표 1-1의 값들은 도 1에서 보여지는 것처럼, 그려질 수 있다. 이 도에서 직선 관계가 보여질 수 있고, 이는 수치 식을 특정 ABV에 대한 프럭토오스 상위- 및 하위-범위 함량 값을 예측하기 위하여 발생되는 것을 가능하게 한다.
하위-범위 성분 로딩 (프럭토오스) g/L:
y = -12.3x + 341.1
상위 범위-성분 로딩 (프럭토오스) g/L:
y = -18.7x + 468.9
-12.3 및 -18.7은 각 그래프 기울기이고, 341.1 및 468.9는 각 이론적 y 축의 절편들이며, x는 ABV 값이고, 그리고 y는 (그 ABV에서) 부을 수 있는 슬러시를 이루기 위해 사용되는 프럭토오스의 양이다. 완비성을 위하여, 각 방정식에 대한 R-제곱 값들은 0.9983 및 0.9979이다.
이러한 방정식들을 사용하여, 임의의 % ABV 식에 대해 원해지는 프럭토오스 함량 범위를 계산할 수 있다. 예를 들어, 7.8% ABV에 대하여:
(-12.3 x 7.8) + 341.1 = 245.16 g/L 프럭토오스 (하위 함량)
(-18.7 x 7.8) + 468.9 = 323.04 g/L 프럭토오스 (상위 함량)
이들 결과와 8% ABV에 대한 표 1-1의 데이터를 이들 결과들을 비교하는 것은 상당히 좋은 일치를 나타낸다.
19 ABV는 가장 바람직한 9 섭씨 도 작동 창에서 부을 수 있는 슬러시를 이루는 제형을 위한 실질적인 한계를 표시한다는 것을 유의해야 한다. 더 높은 ABV에서, -11 내지 -20℃의 전체 9 섭씨 도 범위에 걸쳐 부을 수 있는 슬러시를 형성하는 음료를 생산하는 것은 가능하지 않다. 예를 들어, 20 ABV에서, 음료는 -11℃에서 슬러시라고 생각되기에 충분한 얼음을 형성할 수 없다. 그러나, 좁은 작동 온도 창이 허용가능하다면, 더 높은 ABV 음료들이 제형될 수 있다.
그것은 -11 내지 -20℃의 연속적인 5 섭씨 도 온도 범위와 일치하는 성분 함량 범위를 결정하는데 충분하고, 여전히 상업적으로 유용하다. 이것을 하기 위하여 더 넓은 -11 내지 -20℃ 범위의 한계에서 두개의 5 섭씨 도 범위, 즉 -11 내지 -16℃ 및 -15 내지 -20℃에서 살펴 볼 필요가 있다. 이 확장된 범위를 위한 데이타세트(5 섭씨 도 범위는 9 섭씨 도 범위보다 덜 엄격한 조건임)는 하기 표 1-2A 및 1-2B에 제공된다.
[표 1-2A]
Figure 112015064032623-pct00004
[표 1-2B]
Figure 112015064032623-pct00005
더 차가운 5 섭씨 도 냉동기-온도 범위(-15 내지 -20℃)에서 더 높은 ABV에서 부을 수 있는 슬러시들을 제형하는 것이 가능하다는 것이 발견되었다. 그러므로 상기 표 1-2B는 최대 29 ABV에 대하여 이러한 온도들에서 부을 수 있는 슬러시를 이루는데 필요로 되는 프럭토오스 함량을 위한 추가적인 데이타를 제공한다.
범위의 가장 따뜻한 끝에서(-11 내지 -16℃; 표 1-2A) 제형은 최소량의 프럭토오스를 포함해야하고 그래서 -16℃에서 여전히 부을 수 있다. 범위의 가장 차가운 끝에서(-15 내지 -20℃; 표 1-2B) 제형은 -15℃에서 슬러시를 위한 충분한 얼음 형성이 되기 전에 최대량 이상을 포함하지 않을 수 있다. 이들 두 극단 사이의 어떠한 제형이라도 -11 내지 -16℃를 위하여 요구되는 최소량 이상 및 -15 내지 -20℃를 위하여 요구되는 최대량 이하를 가져야 한다. 그러므로, 표 1-2A 및 1-2B의 결과들은 하기 표 1-3에 요약될 수 있다.
[표 1-3]
Figure 112015064032623-pct00006
표 1-3의 결과는 도 2로 도시되었다. 본 발명의 슬러시가 -11 내지 -25℃의 온도의 5 섭씨 도 "창" 내에서 수행되는 것만을 요구되었을 때, 프럭토오스 로딩 값들은 더 넓은 범위를 커버한다는 것을 일반적으로 볼 수 있을 것이다. 특히, -11 내지 -16℃의 한계에 대하여, 여기서 슬러시가 -16℃에서 여전히 부을 수 있기 위한 350g/L 이하 얼음을 형성할 수 있고, 슬러시가 -15℃에서 여전히 충분히 진할 수 있기 위한 100g/L 이상 얼음을 형성할 수 있는 -15 내지 -20℃에 대하여, 하기 방정식들이 적용된다.
하위-범위 프럭토오스 로드:
y = -14.3x + 331.8
상위-범위 프럭토오스 로드:
y = -15.5x + 513.3
여기서 -14.3 및 -15.5는 각 그래프 기울기이고, 331.8 및 513.2는 각 이론적 y 축 절편들이며, x는 ABV 값이고, 그리고 y는 (그 ABV에서) 부을 수 있는 슬러시를 이루기 위하여 사용되기 위한 프럭토오스의 양이다. 완비성을 위하여 R-제곱 값들은 각각 0.9987 및 0.997이다.
이러한 방정식들을 사용하여, 임의의 % ABV 식에 대하여 원해지는 프럭토오스 함량 범위를 계산할 수 있다. 예를 들어, 14.2% ABV에 대하여:
(-14.3 x 14.2) + 331.8 = 128.74 g/L 프럭토오스 (하위 함량)
(-15.5 x 14.2) + 513.3 = 293.2 g/L 프럭토오스 (상위 함량)
부을 수 있는 슬러시를 만들기 위해 요구되는 프럭토오스의 양은, -11 내지 -20℃의 표적 가정용 냉동기-온도 범위 내에서 어떤 다른 연속적인 5 섭씨 도 범위(예를 들어 -13 내지 -18℃)를 위하여, 표 1-3 및 도 2에 윤곽되어진 넓은 범위 내에서 명확히 떨어질 것이다.
표 1-3의 전체 범위 내에서 더 높은 수준의 프럭토오스의 사용이 더 차가운-온도 냉동기에서 부을 수 있는 슬러시로서 더 좋은 수행이 될 것이라는 것은 표 1-2A 및 1-2B로부터 분명할 것이다. 역으로, 더 낮은 수준의 프럭토오스가 더 따뜻한 냉동기 온도에서 부을 수 있는 슬러시로서 수행을 생산하는데 충분할 것이다. 그런 행동은 특정 시장에서 냉동기의 범위를 위한 슬러시 음료를 제형하는 개발자에게 도움이 될 것이다.
비교를 위해, 도 3은 표 1-2A의 더 작은 범위에 추가하여, 표 1-2B로부터 확장된 ABV 범위를 포함한다. 확장된 ABV 범위를 위한 예측적인 방정식은 y = -16.9x + 526.3이고, 여기서 y = 프럭토오스 함량(g/L)이고 x = ABV이다. R-제곱 값은 0.9927이다.
실시예 1은 프럭토오스 당만을 위해 바람직한 데이터를 제공한다. 그 다음에 다른 음식 당, 예를 들어 글루코오스 및 수크로오스의 사용을 살펴 볼 필요가 있었다. 다른 당들은 부을 수 있는 슬러시의 제조에서, 형성하는 얼음의 양에 다른 효과를 갖는다는 것을 발견하였다.
프럭토오스를 치환한 글루코오스를 제외하고, 그러나 그 외에는 -11 및 -20℃의, 냉동기 온도의 양 끝에서 유사하게 부을 수 있는 슬러시가 되는, 유사한 데이터의 세트가 실시예 1과 같이 생성되었다. 이러한 결과들은 하기 표 2-1에서 나타난다.
[표 2-1]
Figure 112014126481135-pct00007
부을 수 있는 능력의 비교할만한 수준을 이루기 위하여 요구되는 글루코오스의 양은 프럭토오스의 그것에 유사한 경향을 따르지만, 글루코오스의 더 높은 로딩이 필요하다.
실시예 1에서처럼, ABV에 대한 포도당 함량의 그래프들로부터 하기 예측 방정식들을 생성하는 것이 가능하다.
y하위 = -17.5x + 457.7 및 y상위 = -24.0x + 553.7,
여기서 y = 글루코오스 함량 (g/L)이고 x = ABV 값이다.
그러나, 프럭토오스와 글루코오스 함량들의 효과들 간에 직접적인 직선 관계가 있기 때문에, 그리고 발명을 단순화하기 위하여, 프럭토오스에 대한 그것과 비교하여, 글루코오스를 위한 등가의 성분 로딩을 결정하는 것이 가장 중요하다고 믿어졌다. 이것은 프럭토오스의 등가의 당 로딩을 이루기 위하여 요구되는 글루코오스의 비례적인 양을 결정함으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 정확성을 고려해 볼 때, 프럭토오스 1g당 1.2g의 "등가(equivalence)" 값을 글루코오스에 부여하는 것이 적절하므로, 1.2g의 글루코오스는 즉 음료 슬러시 제형에서 1g의 프럭토오스 대신 치환될 수 있다.
맛(예를 들어, 프럭토오스는 글루코오스에 비해 단맛이 2 배라고 생각됨)이나 경제적인 이유때문에, 당업계에 잘 알려진 것처럼, 제형에서 당을 치환하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, "프럭토오스에 등가인(equivalence-to-fructose)" 값은 프럭토오스와 글루코오스(및 하기에서 윤곽되어진 기타 성분들)의 혼합이 본 발명에 따른 음료 제형을 생산하기 위하여 결정되도록 더 허용할 수 있을 것이다.
슬러시 제형에서 기타 성분들(탄수화물 및 기타)의 영향을 결정하는 것이 바람직하였다.
프럭토오스를 치환한 수크로오스를 제외하고, 그러나 그 외에는 -11 및 -20℃의, 냉동기 온도의 양 끝에서 부을 수 있는 슬러시가 유사하게 되는, 유사한 데이터의 세트가 실시예 1 및 2와 같이 생성되었다. 이러한 결과들은 하기 표 3-1에서 나타난다.
[표 3-1]
Figure 112015064032623-pct00008
부을 수 있는 능력의 비교가능한 수준(얼음 함량과 관련하여)을 이루기 위하여 요구되는 수크로오스의 양은 심지어 더 높은 수크로오스의 로딩이 필요한 경우를 제외하고, 프럭토오스 및 글루코오스에 대한 그것들에 유사한 경향을 따른다. 그래프를 그리면, 각각의 경향 선들의 식들은 y하위 = -18.4x + 495.5이고 y상위 = -28.1x + 688.7이고, 여기서 y = 수크로오스 함량이며 x = ABV 값이다.
본 발명의 정확성 이내에서, 프럭토오스 1g당 1.4g의 "등가" 값을 수크로오스에 부여하는 것이 적절하고, 즉 1.4g의 수크로오스는 음료 슬러시 제형에서 1g의 프럭토오스로 치환될 수 있다.
4 이하의 ABV 값을 위하여 대개 수크로오스를 사용하는 경우, 상기 제품은 가장 차가운 냉동기 온도에서 너무 진해서 계속 부을 수 없게 된다. 그러므로, 다른 당들이 이러한 ABV 값을 위하여 수크로오스를 대신해서 사용되어야 한다.
지금 상기의 내용은 결정되어진 프럭토오스, 글루코오스 및 수크로오스의 적절한 혼합이 결정되는 것을 허용하는데 그 이유는, 놀랍게도 관찰된 것과 같이, 이들 성분들은 가산적인 효과, 즉 각각의 성분은 다른, 부을 수 있는 능력과 직선 관계를 가져서 그들은 쉽게 치환될 수 있기 때문이다.
그러나, 산성 환경(칵테일-타입의 슬러시 제형의 큰 비율의 경우)에서, 수크로오스는 산-촉매된 가수분해에 의하여 프럭토오스와 글루코오스의 동등한 부분으로 분해될 수 있다는 것을 아는 것은 중요하다. 그러므로, 그러한 산성 제형에서, 냉동 특성에서 수크로오스의 기여는 프럭토오스와 글루코오스의 50/50 혼합의 그것으로서 고려되어야 한다.
슬러시 음료는 다양한 성분들로부터 제형될 것인데, 그것의 다수는, 그것이 얼 때 음료의 특성에서, 탄수화물과 함께, 영향을 가지게 될 것이다. 따라서 추가적인 성분들이 분석되었다.
[표 4-1]
Figure 112014126481135-pct00009
표 4-1은 표 1-1에 따라 -20℃에서 부을 수 있는 슬러시를 이루기 위해 첨가되어야 하는 프럭토오스의 최소량인 컬럼을 포함하고 얼마나 많은 프럭토오스가 10 g의 산이 첨가된 후에 동일한 부을 수 있는 능력 특성을 회복하기 위하여 제거되어야 하는 가와 비교한다. 표 4-1은 2가지 사항을 설명한다: 첫째, 시트르산 및 말산 모두는 프럭토오스 로딩에 대해 등가의 전체 효과를 가진다는 점, 및 둘째, 프록토오스 로딩에 대한 산의 효과는 1을 위하여 약 2이고, 즉 제형에 첨가된 산 매 1g을 위하여 프럭토오스 로딩은 0.5g으로 보정되어야(감소되어야) 한다. 그러므로, 본 발명의 정확성 내에서, 1g의 프럭토오스당 2g의 "등가" 값을 그러한 음식 산에 부여하는 것이 적절하다.
본 발명에 따라, 얼음-형태-변형 성분의 첨가는 냉동하는 동안에 얼음 결정을 만드는 방법 때문에, 식감과 슬러시의 흐름 특성을 향상시킬 수 있다는 것이 발견되었다. 바람직한 첨가제는 젤라틴 가수분해물이다. 그러므로, 냉각 특성에서 이 성분의 효과는 평가되는 것이 요구되고 즉 얼마나 많은 프럭토오스가 그렇지 않다면 동일한 부을 수 있는 능력 특성을 갖는 제형에서 젤라틴 가수분해물의 첨가를 위하여 보상하기 위하여 얼마나 많은 프럭토오스가 제거되어야 하는지를 결정하는 것이다.
표 5-1(표 1-1에 따라 -20℃에서 부을 수 있는 슬러시를 이루기 위해 첨가되어야 하는 프럭토오스의 최소량을 위한 데이타를 포함하는)은 프럭토오스 로딩에 대한 젤라틴 가수분해물의 효과가 14/25에 등가라는 것을 나타내고, 즉 동일한 슬러시 부을 수 있는 능력 특성을 이루기 위하여, 25g의 젤라틴의 첨가가 14g의 프럭토오스를 제거를 요구하였다. 달리 말하면, 제형에 첨가된 매 1g의 젤라틴을 위하여, 상응하는 프럭토오스 로딩은 0.56g으로 조정(감소)되어야 한다.
[표 5-1]
Figure 112014126481135-pct00010
그러므로, 상기에 따라, 그리고 발명의 정확성 내에서, 프럭토오스 1g 당 젤라틴 가수분해물 "등가" 값 1.8g을 부여하는 것이 적절하다.
복수의 첨가제들은 일반적으로 등가의 프럭토오스 로딩에 대해 누적적인 효과를 갖는다; 그러므로, 실시예 4에서 처럼 음식 산과, 실시예 5에서와 같이 얼음-결정-형태-변형 성분 모두를 포함한 제형의 동결 특성을 결정하는 것이 원해진다. 결과는 표 6-1에 보여진다.
[표 6-1]
Figure 112014126481135-pct00011
표 6-1(다시, 표 1-1에 따라 -20℃에서 부을 수 있는 슬러시를 이루기 위하여 첨가되어야 하는 프럭토오스의 최소량을 위한 데이타를 포함함)은 첨가된 젤라틴 가수분해물과 시트르산의 누적적인 효과를 보여준다. 실시예 4 및 5을 위한 결과들로부터, 25g의 젤라틴 가수분해물 및 10g의 시트르산을 첨가하는 것의 효과는 프럭토오스 함량의 감소를 위한 보정 값 19로 계산(25/1.8 + 10/2 =)될 것으로 기대될 것이다. 관찰된 값은 21이었고, 이는 발명의 정확성 내에서 수용가능하고, 특히 당이 제형에서 상당히 높은 농도로 존재하고 그러므로 부을 수 있는 슬러시를 형성하는 능력에 대해 가장 중요한 영향을 가질 것이기 때문이다.
표 7-1과 7-2는 5, 10 또는 20%의 첨가된 에멀젼(예를 들어 지방) 함량(즉 총 제형 1 리터에서 50, 100 또는 200 mL의 에멀젼)을 위한 데이터를 포함한다. 프럭토오스 함량에 대해 상응하는 변형은 에멀젼 함량이 총 프럭토오스 로딩에 얼마나 영향을 미치는가를 보여준다. 본 발명의 목적을 위하여, '에멀젼'은 물에 녹지 않는 어떠한 성분이라도 포함할 수 있다.
일반적으로 이전 성분들과 마찬가지로, 프럭토오스 로딩에 대한 효과는 직선적이다. 동일한 ABV 값을 위하여 슬러시 부을 수 있는 능력에 대하여 등가의 효과를 이루기 위하여, 에멀젼 100mL의 첨가는 프럭토오스 46g의 제거를 요구한다는 것을 보여질 수 있다. 따라서, 발명의 정확성 내에서, 에멀젼에 대한 등가 값은 프럭토오스 1g 당 2.2g이다. 이러한 결과는 이전 프럭토오스-등가 값들의 세트에 포함될 수 있다.
[표 7-1]
Figure 112015064032623-pct00012
[표 7-2]
Figure 112015064032623-pct00013
대체적인 첨가제
다수의 다른 식품-등급 성분들이 음료 제형에 일반적으로 사용되고 본 발명과 함께 사용하는 것이 가능하다. 하기 표 8-1은 몇가지 이러한 대체 첨가제를 위한 프럭토오스 등가 값을 포함한다.
[표 8-1]
Figure 112015064032623-pct00014
표 8-1은 성분들의 범위에 대한 치환 값들을 보여준다. 그러나, 아는 것이 많은 음료 개발자는 당 알콜의 유용한 양에 상식적인 한계가 있다는 것을 알 것이다. 그러므로, 이러한 성분들의 첨가는 음식 첨가제의 일일 허용과 관계된 규정에 의하여 실제로 제한될 수 있다.
표 7-1, 7-2 및 8-1에 포함된 데이타는 제형에서 풍미 첨가제의 효과를 다루는 방법을 또한 제안하는데, 그 이유는 풍미제들은 전형적으로 에멀젼-기초 또는 에탄올- 및/또는 프로필렌 글리콜-기초 중에 하나이기 때문이다. 그러므로, 에멀젼 또는 프로필렌 글리콜을 위한 상기 데이타가 적용될 수 있다.
표 8-1로부터 말토덱스트린에 대한 2.86 치환 값은 30,000 내지 80,000 da 내의 모든 말토덱스트린(예를 들어 카길 C*01915; C*01955; C*01958)에 대하여 사용될 수 있다. 만일 이 범위 밖의 말토덱스트린이 사용된다면 치환 값을 조정해야할 필요가 있을지도 모른다.
제형 방법
제형과 프럭토오스 등가 치환 값을 결정하는 것과 관련하여 전술한 실시예들이 가정용 냉동기에서 사용하기 위한 슬러시 음료를 제형하기 위하여 사용될 수 있는 일반적인 방법을 따른다는 것은 명백할 것이다. 그 방법은 하기를 포함한다:
1. 하기 방정식에 따라, 결정되거나 정해진 알콜 부피 (ABV)에 따라 프럭토오스의 최소량을 계산하는 단계:
최소 프럭토오스 (g/L) = (-14.3 x ABV) + 331.8;
2. 프럭토오스와 비교하여 특정 성분을 위하여 바람직한 슬러시 제형 특성을 관찰함으로써 확립되는 비율로 다른 성분에 의한 프럭토오스의 선택적인 치환, 그렇게 함으로써 어떤 다른 성분에 대한 프럭토오스 등가 값을 결정하는 단계;
3. 그것의 프럭토오스 등가 값에 따라 총 성분의 양에서 각 성분의 기여를 계산하는 단계;
4. 필요로 되는 성분들을 갖는 음료를 제형화하고 총 성분 값 (g/L)이 계산된 최소 아래로 떨어지지 않고 ABV가 결정되거나 정해진 수준에서 유지되어지는 것을 가능하게 하는 단계.
단계 1의 방정식은 표 1-2로부터 유래된다는 것은 명백할 것이고, 이는 냉동기 온도의 연속적인 5도 범위에 기초한다. 방정식은 표 1-1의 좀더 바람직한 9도 범위로부터 유래될 수 있다.
단계 2는 특정 ABV에서 바람직한 슬러시를 형성하기 위하여 필요로 되는 새로운 성분의 양을 평가하고 프럭토오스에 이 양을 비교함으로써 수행될 수 있다. 다른 말로 성분들이 알콜과 물만 결합된 시스템에서(실시예 2 및 3에서와 같이) 평가되어진다. 대안으로, 그 성분은 슬러시 제형 시스템에 기초된 프럭토오스를 사용하고 특정 ABV에서 동일한 슬러시 부을 수 있는 능력에 그것을 복원하기 위한 새로운 성분으로 치환되어지는 약간의 프럭토오스를 제거함으로써(실시예 4 내지 7에서와 같이) 평가될 수 있다. 프럭토오스를 대신하고 부을 수 있는 슬러시를 이루기 위한 제형을 복원하는데 필요로 되는 성분의 양은 그것의 프럭토오스 등가 값을 주고 비율이 결정되는 것을 가능하게 한다.
프럭토오스는 본 발명의 개발에서 주된 "참조 성분(reference ingredient)"으로 선택되었다는 것을 유의하여야 한다. 그러나, 다른 당, 예를 들어 글루코오스 또는 수크로오스에 참조하여 방법을 수행하는 것이 가능할 것이다. 이 경우에, 상기 단계 1에서 기재된 최소량 식은 실시예 2 및 3에서 발견된 최소 식들이 될 것이다. 모든 비율들은 그 다음에 새로운 참조 성분에 대한 비교에 의하여 결정될 것이다.
과냉각 및 빙핵제(Ice Nucleators)
냉각하는 동안, 수성 용액은 그것의 녹는 점에 도달할 것이고, 이는 어는점 내림에 의하여 영향을 받고, 그리고 전형적으로 과냉각되기 시작할 것이다. 이질적이거나 균질적인 빙핵화가 일어날 때까지, 냉각되는 동안 액체로 남아있는 것이 지속될 것이다.
미국 시장 및 그것의 특정한 냉동기-온도 분배를 위하여 본 발명의 실험적 개발 동안에, 과냉각의 정기적인 발생은 48시간 간격에 걸쳐 관찰되고, 그 결과 제품 실패로 되었다. 냉동기에서 슬러시 음료 제형은 이론적인 녹는 온도 아래에서 정상-상태 온도에 도달하였지만, 얼음을 포함하지는 않았다. 시료를 휘젓는 것은 제품에서 얼음 형성을 유도할 수 있지만, 얼음-결정화 과정 동안 열로서 방출되는 에너지 때문에, 제품 온도가 상승될 것이다. 이러한 가열의 결과는 허용될 수 없는 제품 수행인데, 낮은 얼음 함량 때문에, 액체 음료의 위에 얼음 층이 나타나고, 그러나 균질한 슬러시가 되지 않는다. 녹는 온도 아래 12 섭씨 도까지의 과냉각이 모든 시료의 60%까지에서 발생하는 과냉각의 10 섭씨 도와 함께, 시험 제형에서 관찰되었다.
수용액의 온도가 그것의 녹는점 아래로 내려가지만, 그것의 균질 빙핵점 위의 온도에 여전히 있게 되면, 빙핵은 얼음의 이질적인 핵화를 유도하는 첨가제이다. 본 발명은 얼음 형성이 냉동기 온도의 넓은 범위 내에서 발생하는 것을 가능하게 하는 것을 통해, 상업적으로 성공할 수 있는 제품을 얻기 위하여 그러한 성분들을 사용하는 것을 권장한다.
식물 피토스테롤(phytosterol)은 본 발명을 위한 빙핵제의 바람직한 원료로 확인되어 왔다. 베타-시토스테롤, 디오스게닌, 및 혼합된 피토스테롤(베타-시토스테롤, 캄페스테롤, 스티그마스테롤)과 같은 피토스테롤 모두는 빙핵화 활성을 나타낸다. 그러나, 고정된 시간 기간 내에, 스티그마스테롤 단독만큼 효율적인 것은 없었다.
순수한 스티그마스테롤을 매우 낮은 수준의 첨가(250mL의 액체 시료당 1 내지 10mg)는 시험 제형에서 일정한 빙핵화를 유도할 수 있다는 것이 발견되었다. 스티그마스테롤은 시험 시스템에서 녹는 점 아래 최대 4 섭씨 도에서 과냉각을 제한하고 시험 제형에서 상업적인 스노우맥스™(식용 제품에서 허용되지 않음)의 그것과 유사한 수행인 것으로는 것으로 보여진다.
핵화제(nucleator)가 냉동 과정 동안에 액상의 물과 접촉하는 한, 핵화 기능성은 유지되어진다. 기능적이기 위하여, 식물 스테롤은:
고체로서 직접 첨가되고(예를 들어 분말 형태로);
순수한 에탄올에 녹여지고 그 다음 제형에 첨가되어 침전시켜, 80% ABV 이하로 에탄올 농도를 낮추며;
액체와 접촉하는 물질의 표면에서 핵제의 일부 부분을 가지는, 고체 물질에 함침(embedded)될 수 있다.
스티그마스테롤은 본 발명의 시스템에 대한 바람직한 핵화제이지만, 과냉각의 범위를 줄일 수 있는 어떠한 물질이라도 본 발명에 도움이 된다. 이것은 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다: 스테롤, 피토스테롤, 콜레스테롤, 베타-시토스테롤, 디오스게닌, 캄페스테롤, 규산 칼슘, 카올린(알루미늄 규산염), 벤토나이트, 트리아콘타놀, 미결정 셀룰로오스, 토고페롤, 은 요오드화물, 탄산 칼슘, 이산화 티타늄, 이산화 규소, 인산 칼슘, 및 빙핵 박테리아.
얼음-결정-형태-변형(Ice-Crystal-Morphology Modification)
고려사항은 슬러시에서 형성하는 얼음의 구조에 주어졌다. 다른 얼음-결정 모양은 다른 패킹 밀도를 가능하게 할 것이고 따라서 슬러시의 질감의 성질을 바꿀 것이다.
더 차가운 냉동기에서의 시험 제형에서, 얼음-성장-조절 성분 없이, 동일한 시험 시료 모두에서 잠재적으로, 다양한 플레이트, 바늘, 및 돌기의 얼음 구조가 형성되는 것이 관찰되었다. 이러한 결과는 슬러시 제품을 분배하는 능력을 저해하는 것이고, 또는 좀더 중요하게는, 제품에 대한 나쁜 식감을 제공하는 것이다.
자연에서, 어류와 월동성 작물과 같은 식물을 포함한, 많은 생물은 얼음-결정 형태를 조절하는 일련의 항동결 펩티드(antifreeze peptides; AFP)의 진화에 의하여, 북극 바다에서와 같은 영하의 환경에서 존재할 수 있다(A.C. DeVries, Annu. Rev. Physiol., 1983, 45, 245-260; C.L. Hew, D.S.C. Yang, Eur. J. Biochem., 1992, 203, 33-42 참조). 상기 용어 항동결 펩티드는 다소 오해의 소지가 있다; 이들 펩티드들이 일반적으로 관찰되는 매우 낮은 농도에서 수용성 시스템의 어는점을 내리는 것이 아니라, 다소 얼음 성장을 조절하는 작용을 한다. 이것은 어류나 식물의 세포 구조에서 발생하는 얼음 형성이 조직의 파열을 유발하지 않고 세포 사멸을 유도하는 것의 메커니즘에 의하여 일어난다. 이런 펩티드들은 얼음 결정의 증가되는 면과 상호작용하고, 점 결함을 만들며 특정 얼음-결정 면에서 얼음 성장을 느리게 하여, 따라서 속도론적으로 성장을 방해하고 결정 형태를 바꾸는 것으로 보여졌다(M.M. Harding, L.G. Ward, A.D.D. Haymet, Eur. J. Biochem., 1999, 264, 653-665 참조).
얼음 결정의 형태를 큰 플레이트 및 돌기(dendrite) 구조로부터 더 작고 규칙적 바늘-모양의 결정으로 변환시키기 위해서, 이러한 단백질들은 본 발명의 제형에 포함된다. 이러한 단백질들은 조용한 조건 하에서 생성되었을 때, 좀더 규칙적으로 쌓여서 따라서 분배가능성을 도와주는 얼음-결정 구조를 제공하는 기능을 한다.
어류 AFP 타입 Ⅰ 또는 어류 AFP 타입 Ⅲ(10㎎ - 25㎎(제품 1리터 당), A/F 단백질 캐나다로부터 공급됨)의 혼합은, 전술한 실시예들에 따른 제형에서, 용기에서 냉동시킨 후에, 정상-상태 온도에 도달한 후 흔드는 동안에 다른 청각적 특성을 보여줌으로써 심지어 들리도록 뚜렷한, 좀더 과립성 얼음 구조가 되었다. 상기 AFP의 용량 수준은 특정 AFP 배치의 활성에 기초하여, 약간 조정되어야 한다.
관찰된 잇점은 농도-의존적 효과를 보여주고, 항동결 펩티드로 과량 첨가하는 것은(>50㎎/L) 얼음 구조가 상당히 지나치게 경화되는 것을 초래한다. AFP를 충분하지 않은 용량으로 사용하는 것도(<6㎎/L) 최적 활성의 손실을 초래하여, 얼음-결정 모양의 제한된 변형이 있다; 그러나, 지나치게 경화되는 정도의 감소가 관찰되었다.
항동결 펩티드의 활성이 글리신 함량이 높은 반복 펩티드 부위에 있다는 것을 보여주는 문헌적 증거가 있다(L.A. Graham, P.L. Davis, Science, 2005, 310, 461 참조). 이러한 펩티드 부위들을 포함하는 다른 단백질들의 고려는 젤라틴, 콜라겐의 변성된 형태로 이어졌다.
젤라틴 가수분해물의 사용은 항동결 펩티드로부터 그것보다는 더 나은 얼음-결정 조절을 제공하는 것이라고 여겨지고, 그 기능은 상업적으로 이용가능한 젤라틴 가수분해물에 의하여 어느 정도 표시된다. 돼지 젤라틴 가수분해물의 시료들은 Gelita와 Rousselot으로부터 받았고, 다양한 분자량 분포를 가졌다. 2000 - 5000 Da, 5000 - 10000 Da, 및 10000 - 20000 Da의 분자량 범위를 가진 가수분해물이 얻어졌고 1 내지 50 g/L의 분량 수준으로 슬러시 제형에 첨가되었다. 다양한 얼음 형태들이 제형에서 재현가능하게 관찰되었지만, 오직 상대적으로 높은 분량 수준(20 - 50 g/L)에서만 이었다.
젤라틴 농도를 변화시킴으로써, 몇 가지 재현할 수 있는 질감이 얻어질 수 있다는 것이 발견되었다. 더 낮은 첨가 수준에서(선택된 젤라틴 가수분해물에 의존하여, 약 1 - 15 g/L), 보통 플레이트를 만들기 위해 절단 칼날에 의존하는 전형적인 '셰일(shale)' 얼음 제품인 거친-플레이트 구조가 생산되었다. 더 높은 첨가 수준에서(선택된 젤라틴 가수분해물에 따라, 약 15 - 50 g/L), 매우 부드러운 질감이 얻어졌다; 상기 얼음 입자들은 알아차릴 수 없는 것으로 기재될 정도로 작았다. 이러한 질감은 때때로 지속되는 잔류의 소수의 얼음 덩어리가 아직 없이, 상당히 혼합된 냉동 제품에서 생산된 것을 닮았다. 돼지, 소 또는 어류 젤라틴의 다른 상업적 시료 사이에 변경할 때, 첨가 수준의 효과에서의 변이가 관찰되었고, 가수분해물 생산 방법의 차이에 기인되었다. 일부 상업적인 젤라틴 가수분해물의 사용에 대한 제한이 존재하는데, 그이유는 음료 풍미제의 특정 디자인 내에서 오직 발견할 수 있는 것인, 맛 결점 결과 때문이다; 좀더 가벼운 풍미제를 가진 이런 시스템들은 뚜렷한 젤라틴 가수분해물 풍미 결점에 좀더 민감하다.
얼음-결정 형태를 변형하는 성분의 첨가는 가정용 냉동기-온도 범위에 걸친 음료 적용 내에서, 그리고 표적 냉동기-온도 범위에 걸쳐서 부을 수 있는 슬러시가 되는 특성을 유지하도록 고안된 슬러시 제형 내에서, 입에서 느끼는 질감의 변이를 허용한다. 그러한 성분의 더 높은 양을 첨가하는 것은 본 발명의 슬러시의 부을 수 있는 능력에 도움을 줄 수 있다.
시료 제형
본 발명에 따른 부을 수 있는 슬러시 음료는 전술한 설명에 따라 제조될 수 있다. 예를 들어, 10% ABV 냉동 시트러스(citrus) 칵테일을 원한다면, 식을 사용하고 표 1-1을 참조하여 220 - 285g/L의 프럭토오스가 가정용 냉동기에서 부을 수 있는 슬러시를 얻기 위하여 필요하다는 것을 볼 수 있다. 범위의 하위 끝에서 제형함으로써 9 섭씨 도 범위에 걸쳐 약간 진한 슬러시는 시트러스 음료를 위하여 원하는 결과가 될 것이다. 따라서 상기 제형은 하기 제형에서처럼 230g/L 프럭토오스로 수행될 것이다. 또한 냉동을 확실하게 하기 위한 빙핵제를 포함하는 것이 바람직하다.
제형 A
에탄올 (곡류 중성 주정 @ 96.4%) 103.7mL
프럭토오스 (결정) 230g
스티그마스테롤 0.05g
미네랄을 제거한 물 (부피 1L까지)
모든 과일 음료는 산성 특성을 가지므로 첨가 성분은 상기 비율에 따라 프럭토오스 함량에서 상응하는 감소로 혼합되어야 한다. 예를 들어, 시트르산 8g을 첨가하는 것이 바람직할 수 있다; 과일의 일반적인 성분. 시트르산은 2.0의 등가 비율을 갖기 때문에, 프럭토오스 4g(8/2.0)을 동일한 붓는 특성을 유지하기 위하여 제거하여야 한다. 제형 A를 기반으로, 230g/L 프럭토오스에서, 프럭토오스 함량은 제형 B에 의하여 예시된 것처럼 226g/L으로 감소되는 것이 필요하다.
제형 B
에탄올 (곡류 중성 주정 @ 96.4%) 103.7mL
프럭토오스 (결정) 226g
시트르산 (무수) 8g
스티그마스테롤 0.05g
미네랄을 제거한 물 (부피 1L까지)
맛을 보면 이 제형은 너무 달게 인식되는 것으로 생각될 수 있다. 단맛을 줄이기 위하여 음료 개발자는 보통 당 함량을 줄일 것이지만, 그러나 성분들의 최소 수준이 냉동기에서 부을 수 있는 능력을 위하여 요구되기 때문에 약간의 프럭토오스를 단순히 제거하는 것은 가능하지 않다. 따라서 프럭토오스의 단맛의 적어도 절반으로 인식되는 글루코오스와 같은, 대안적이고, 덜 단, 당이 사용될 수 있다. 본 발명에 따라, 50g의 프럭토오스가 글루코오스로 치환된다면, 1.2배(프럭토오스에 대한 글루코오스의 등가 비율)로 증대시켜야 한다. 이것은 제형 C에서처럼 60g 글루코오스가 된다.
제형 C
에탄올 (곡류 중성 주정 @ 96.4%) 103.7mL
프럭토오스 (결정) 176g
글루코오스 (결정) 60g
시트르산 (무수) 8g
스티그마스테롤 0.05g
미네랄을 제거한 물 (부피 1L까지)
그 다음 풍미제, 예를 들어 레몬/오렌지가 원하는 제품 프로파일을 주기 위하여 첨가될 수 있다. 풍미제는 보통 용매로서 프로필렌 글리콜과 함께 전달되고, 따라서, 추가적인 프럭토오스(또는 다른 성분의 등가 양)는 보상을 위하여 제거되어야 한다. 풍미제에 기초한 프로필렌 글리콜 5g의 첨가를 통하여 제형 D가 되는 4g 프럭토오스(5/1.25)의 상응하는 감소가 있어야 한다.
제형 D
에탄올 (곡류 중성 주정 @ 96.4%) 103.7mL
프럭토오스 (결정) 172g
글루코오스 (결정) 60g
시트르산 (무수) 8g
풍미제 (시트러스) 5g
스티그마스테롤 0.05g
미네랄을 제거한 물 (부피 1L까지)
이 제형은 그 다음에 병에 담겨, 가정용 냉동기에 두고, 부을 수 있는 슬러시가 되기 위하여 정상-상태 온도를 만드는데 충분한 시간 동안 두었다.
하기의 추가적인 예가 되는 제형들은 또한 본 발명의 요구들 즉, -11 내지 -20℃의 원하는 냉동기-온도 범위에 걸쳐 부을 수 있는 슬러시를 생산하는 것을 충족시킨다.
에멀젼을 포함하는 제형 E (13% ABV):
에탄올 (96.4%) 134.8mL (105g)
에멀젼 25mL
수크로오스 240g
용액 D 젤라틴 가수분해물 (겔리타) 50g
초코렛 풍미제 3mL
스티그마스테롤 0.1g
총 부피 1000mL까지 미네랄을 제거한 물
각 성분에 대하여 프럭토오스-등가 변환 인자들을 적용할 때, 풍미제가 프로필렌 글리콜에 용해되어 있다고 가정하면, 총 프럭토오스 양은 (11.4+171+27+2.4 =) 212 g/L이다. 이러한 프럭토오스 값은 표 1-1 및 1-3에서 보여지는 13% ABV에 대한 범위 내이다; 이런 이유로, -11 내지 -20℃ 사이의 냉동기 온도 범위에서 부을 수 있는 슬러시가 되기를 기대될 수 있다.
에멀젼을 포함하는 제형을 위하여, 성분을 블렌딩하는 과정은 하기와 같을 것이다. 최소량의 미네랄을 제거한 물에 필요한 당을 녹인다. 실버슨 L5M과 같은 전단 믹서(shear mixer)를 사용하는 것이 분말로 된 성분들의 빠른 수화를 돕고, 및/또는 필요하다면 부드러운 가열이 수행될 수 있다. 그 다음에 에멀젼이 이 점에서 첨가될 것이다; 이것은 상업적으로 입수 가능한, 미리 만들어진 에멀젼을 첨가하거나 유지방, 또는 다른 식품 기름과 같은 지방 원료를 적절한 유화제와 함께 첨가하고, 그리고 높은 압력을 가하고 안정한 입자 크기를 갖는 에멀젼을 만들기 위하여 섞는 것처럼 간단할 수 있다. 필요하다면 부드러운 열을 사용하여 미네랄을 제거한 물에 미리 녹여둔, 젤라틴 가수분해물은 산을 포함한 다른 성분들 모두와 함께 첨가될 수 있다. 젤라틴 가수분해물 및/또는 혼합된 어떤 다른 단백질의 유해한 산성화를 피하기 위해 주의를 기울여야 한다는 점을 유의해야 한다. 주의를 기울이지 않는다면, 단백질의 등전점과 관련하여, 분해가 일어날 수 있다. 에탄올의 필요한 양이 그 다음에, 에탄올에 미리 녹여둔 어떠한 풍미제(그것이 에탄올-기초 풍미제인 경우)와 함께 또는 기름이나 프로필렌 글리콜에 녹인 풍미제를 사용한다면, 별도로 첨가되어야 한다. 상기 용액은 그 다음에 균질성을 보장하기 위하여 수행된 부드럽게 휘저으면서, 미네랄을 제거한 물을 사용하여 총 1000mL 부피로 만들어져야 한다. 시료는 그 다음에 플라스틱 병으로 붓고 분말로 첨가된 0.1g 스티그마스테롤을 갖는다(1회 분량 선택으로서).
칵테일 시험-제형 F (14% ABV):
에탄올 (96.4%) 145.2mL
프럭토오스, 결정 140g
글루코오스, 결정 40g
젤라틴, 겔리타 용액 D 20g
말토덱스트린 (피브레솔 2) 10g
시트르산 (무수) 6g
시트러스 풍미제 5mL
스티그마스테롤 0.1g
미네랄을 제거한 물 1000mL까지
상기 성분 각각에 대하여 프럭토오스-등가 변환 인자들을 적용할 때, 풍미제가 프로필렌 글리콜에 용해되어있다고 가정하면, 총 프럭토오스 양은 (140+33.33+11.11+3.5+3+4=) 194.94 g/L이다. 이러한 프럭토오스 값은 표 1-1 및 1-3에서 보여지는 14% ABV에 대한 범위 내이다; 이런 이유로, -11 내지 -20℃ 사이의 냉동기 온도 범위에서 부을 수 있는 슬러시가 되기를 기대될 수 있다.
에멀젼을 포함하지 않는 제형을 위하여, 성분을 블렌딩하는 과정은 최소량의 미네랄을 제거한 물에 상기 당들과 임의의 젤라틴 가수분해물을 녹이는 단계를 포함한다. 실버슨 L5M과 같은 전단 믹서(shear mixer)를 사용하는 것이 분말로 된 성분들의 빠른 수화를 돕고, 및/또는 필요하다면 부드러운 가열이 수행될 수 있다. 이 다음에, 임의의 산들이 다른 성분들과 함께 첨가될 수 있다. 상기와 같이, 젤라틴 가수분해물들의 유해한 산성화를 피하기 위해 주의를 기울여야 한다는 점을 유의해야 한다. 필요한 에탄올이 그 다음에, 에탄올에 미리 녹여둔 임의의 풍미제(그것이 에탄올-기반 풍미제인 경우)와 함께 또는 그 풍미제가 기름-이나 프로필렌 글리콜-기반이라면, 별도로 첨가되어야 한다. 상기 용액은 그 다음에 균질성을 보장하기 위하여 수행된 부드럽게 휘저으면서, 미네랄을 제거한 물을 사용하여 총 1000mL 부피로 만들어져야 한다.
프럭토오스를 다른 당으로 치환할 때에는, 약간의 상식이 필요하다. 가장 낮은 ABV 값을 위해서, 300g의 프럭토오스를 420g의 수크로오스로 치환하면, (수크로오스의 상대적인 단맛이 더 낮기 때문에) 단맛은 동등할 것인 반면에, 칼로리 계산과 질리는 식감에 관한 고려와 같은 다른 제품 개발 문제가 발생한다. 글루코오스가 수크로오스보다 더 낮은 프럭토오스-등가 값을 가지기 때문에, 제형의 전반적인 단맛을 낮추는데 글루코오스를 사용하는 것이 유리하다는 것을 발견하였고, 그렇게 함으로써 칼로리는 과도하게 증가하지 않으면서 단맛을 줄일 수 있다. 가능한 소화의 불편함 때문에, 당 알코올의 사용에서 섭취 제한이 있다는 것이 알려져 있다.
시료는 플라스틱 병으로 부어질 것이고 분말(한가지 첨가 선택으로서)로 첨가된 스티그마스테롤 0.1 g을 가질 것이다. 제품을 흔들기 위하여 적절한 공간을 허용하기 위하여 병에서 충분한 공간 부분이 남아 있어야 한다.
본 발명에 따른 제형은 바람직하게는 슬러시의 분배를 돕도록 모양이 된 목과 어깨를 가진 적어도 직경 25㎜의 개구(opening) - 이상적으로는, 직경 38㎜의 상당히 넓은 개구 - 를 가진 적절한 탄력이 있는 플라스틱 병에 포장된다. 도 4는 일련의 바람직한 병 프로파일들을 도시한다. 병 A에서, 어깨는 병 내부로 휘어져 있다는 것을 볼 수 있고, 그것은 슬러시가 목을 통해 압출되는 것이 가능하도록, 분배를 돕는 효과를 가진다. 동일한 것이 병 C에서도 확인될 수 있고, 이것은 '깔대기(funnel)'-유형 목(곧게 펴지게 둘러싸인)이다. 그러나, 디자인의 어깨와 목 사이에 '잡아주는 부분(catching area)'이 존재하기 때문에(역상 사발 모양(inverted bowl shape)), 병 D는 가장 차가운 냉동기에서 여분을 짜내거나 흔들기 위한 요구로 제공될 수 있고, 제품이 적어도 유동적일 것이다. 병 B에서, 냉동기에서 제품을 꺼내고 처음 짜낼 때, 두번째 모양, 즉 들쭉날쭉한 리브(rib), 이것은 제품의 냉동 블럭에서 어떤 사람의 손잡이를 도와주는 기능을 하는 것이 보여진다. 이러한 들쭉날쭉한 리브는 얼음의 불안정한 네트워크를 깨뜨리지 않고, 냉동 블럭이 포장 내부에서 위 아래로 움직이는 것을 막는다. 일반적인 제공량은 300 내지 800mL 사이일 수 있다.
결론
상기 설명은 기준치로서 프럭토오스에 관한 것이고, 또한 다른 모든 성분들은 프럭토오스의 기준값에 거꾸로 관련되어 있다. 그러나, 또한 단순화의 목적을 위하여, 기준값 1(바람직하게는, 프럭토오스 1 g과 같음)로 임의의 단위(예를 들어 "당 단위(Sugar Unit)", SU 또는 단순하게 F)를 정의하는 것도 가능하다. 나머지 성분들은 이 F 값, 예를 들어 글루코오스 = 1.2 F, 수크로오스 = 1.4 F 등에 거꾸로 관련된 것이다.
여기에서 언급되지 않은 어떤 성분들(예를 들어, 방부제, 인공 감미료)들도 음료 제형의 부을 수 있는 능력에 영향을 미칠 수 있지만 어떤 주요 효과가 없는 소량으로 첨가되는 것이 좀더 가능할 수 있다.
효과적으로, 본 발명은 냉동기 온도의 실질적인 "창"(즉 5 섭씨 도 또는 그 이상의 범위에 걸쳐)에서 슬러시 음료를 제형화하는 가능성을 제공하고, 한번 음료가 정상상태 냉동기 온도(냉동기의 효율에 따라, 일반적으로 12 시간 후 및 거의 모두 24 시간 이내에)에 도달한 허용가능하고 부을 수 있는인 슬러시를 생산한다. 이것은 제형의 알콜 함량에 관하여 프럭토오스의 함량과 특정 프럭토오스-등가 값의 다른 성분들을 관리하고, 또한 선택적으로 빙핵제 및 얼음-결정-형태 조절을 사용하여 달성된다.

Claims (16)

  1. -11 내지 -20℃의 범위 중에서 5℃ 이상의 범위에 걸쳐서 즉시 소비가능한 부을 수 있는 슬러시를 형성하는 알콜 음료 제형으로서:
    하기 방정식으로 계산되는 범위 내에서 특정 ABV(알콜 부피; Alcohol By Volume)에 대한 총 성분 함량을 포함하고:
    최소 총 성분 함량 (g/L) = (-14.3 x ABV) + 331.8
    최대 총 성분 함량 (g/L) = (-15.5 x ABV) + 513.3
    여기서 총 성분 함량은 각 성분의 함량을 하기 표에 기재된 각 성분에 의존적인 F 값으로 나누어 각 성분의 등가량을 결정하고, 그 후 각 성분의 등가량을 누적하여 계산한 것이고,
    각 성분들은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 알콜 음료 제형:
    Figure 112015064032623-pct00023
    .
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 슬러시는 -11 내지 -20℃의 범위 중에서 전체 9℃의 범위에 걸쳐서 부을 수 있고, 상기 식은 하기의 좁은 범위로 치환되는 것인 알콜 음료 제형:
    최소 총 성분 함량 (g/L) = (-12.3 x ABV) + 341.1
    최대 총 성분 함량 (g/L) = (-18.7 x ABV) + 468.9.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 빙핵제(ice-nucleator) 성분을 포함하는 것인 알콜 음료 제형.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 빙핵제 성분은 스티그마스테롤인 것인 알콜 음료 제형.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 얼음-결정-형태를 변형하는(ice-crystal-morphology-modifying) 성분을 포함하고, 상기 얼음-결정-형태를 변형하는 성분은 젤라틴 가수분해물인 것인 알콜 음료 제형.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 산은 시트르산 또는 말산인 것인 알콜 음료 제형.
  7. 청구항 1에 있어서, 수성 용액 리터 당 하기 성분을 포함하는 것인 알콜 음료 제형:
    에탄올 120 내지 140 mL
    프럭토오스 169 내지 244 g
    산 2 내지 10 g.
  8. 청구항 7에 있어서, 프럭토오스는 글루코오스 또는 수크로오스에 의하여 부분적으로 또는 전체적으로 치환되고, 여기서 글루코오스 및 수크로오스는 단독으로 사용되거나 혼합된, 프럭토오스 1 그람 당 각각 1.2 및 1.4 그람의 치환 값을 갖는 것인 알콜 음료 제형.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 하기를 더 포함하는 것인 알콜 음료 제형:
    젤라틴 가수분해물 수성 용액 리터 당 5 내지 30 g.
  10. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 하기를 더 포함하는 것인 알콜 음료 제형:
    풍미제 수성 용액 리터 당 20 mL 이하.
  11. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 하기를 더 포함하는 것인 알콜 음료 제형:
    스티그마스테롤 수성 용액 리터 당 0.005 내지 0.1 g.
  12. 청구항 1에 있어서, 수성 용액 리터 당 하기 성분을 포함하는 것인 알콜 음료 제형:
    에탄올 120 내지 140 mL
    에멀젼 10 내지 50 g
    당 150F 내지 214F 그람
    여기서 프럭토오스, 글루코오스, 수크로오스에 대하여 각각 F= 1, 1.2, 1.4이고,
    젤라틴 가수분해물 0 내지 30 g
    풍미제 2 내지 10 mL
    미네랄을 제거한 물(Demineralised Water) 총 부피 1000 mL까지 적량.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 하기 단계를 포함하고, -11 내지 20℃의 온도 범위에 걸쳐 부을 수 있는 슬러시를 형성하기 위한 알콜 음료를 제형화하는 방법:
    하기 방정식에 따라 음료에 대한 ABV를 결정하거나 정하고 최소 총 성분 함량을 결정하거나 정하는 단계:
    최소 총 성분 함량 (g/L) = (-14.3 x ABV) + 331.8;
    각 성분의 함량을 상기 성분에 의존적인 F 값으로 나누어 총 성분에서 각 성분의 등가량을 계산하는 단계로서, 상기 성분은 하기로 구성되는 군으로부터 선택된 것인 단계:
    Figure 112015064032623-pct00024
    ; 및
    각 성분의 등가량을 누적하여 음료를 제형화하는 단계로서, 총 성분 함량은 최소 총 성분 함량 아래로 떨어지지 않는 것인 단계..
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 산은 시트르산 또는 말산인 것인 방법.
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