KR101667938B1 - 접착 성형 식품용 효소 제제 및 접착 성형 식품의 제조 방법 - Google Patents

접착 성형 식품용 효소 제제 및 접착 성형 식품의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

트랜스글루타미나제 및 염화칼슘 또는 염화마그네슘을 유효 성분으로서 사용함으로써, 단백 소재를 사용하지 않고 육편 등의 식품 원재료를 충분히 접착 성형시킬 수 있다.

Description

접착 성형 식품용 효소 제제 및 접착 성형 식품의 제조 방법{Enzyme preparation for adhesion-molded foods and method for producing adhesion-molded food}
본 발명은 접착 성형 식품용 효소 제제 및 접착 성형 식품의 제조 방법에 관한 것이다.
트랜스글루타미나제를 사용한 식품 원재료의 접착 성형 기술에 관해서, 지금까지 많이 보고되어 있다. 일본특허공보 제1927253호에서는 트랜스글루타미나제만으로 접착 성형 식품을 제조하는 기술을 개시하고 있다. 당해 발명은 트랜스글루타미나제의 새로운 용도를 개척한 획기적 발명이지만, 충분한 접착력이 수득되지 않아 각종 성분을 병용하는 연구가 이루어져 실용화되고 있다.
또한, 일본특허공보 제3353383호 및 일본특허공보 제3353503호에는 트랜스글루타미나제와 그 기질이 되는 카세인류를 조합한 접착 성형 식품의 발명이 개시되어 있다. 이 방법은 축육뿐만아니라, 어육, 오징어, 게 등의 어개류, 이크라(ikra, 연어알젓), 말린 청어알, 스지코(筋子, 염장 연어알젓), 명란젓 등의 어란류 등에 이르기까지의 식품 원재료에 널리 적용할 수 있다. 또한, 이 방법은 생 상태로 접착할 수 있어 맛풍미에 영향을 미치지 않는 범용성이 높은 접착 성형 방법에 관한 발명이다.
한편, 최근 음식물 알레르기 문제에 의해, 우유 유래 단백질을 가공 식품에 이용할 수 없는 경우가 있다. 그래서, 트랜스글루타미나제와 카세인류 이외의 단백질의 조합에 의한 접착 방법에 관해서도 연구되고 있다. 일본 특허공보 제3407599호에는 카세인을 병용하지 않고 콜라겐과 트랜스글루타미나제를 유효 성분으로 하는 접착 성형 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 콜라겐은 물에 용해되면 높은 점성을 발현하는 성질을 가지고 있기 때문에, 10℃ 이하의 냉수에 콜라겐을 용해하는 것을 필수로 하며, 게다가 용해 후에는 신속하게 접착 조작으로 이행하는 것이 필요한 점에서, 작업성에 있어서 다소 과제가 남아 있다. 또한, 그 접착력은 염을 병용하지 않는 경우는 약하며, 그 경우는 실용적인 효과는 기대할 수 없다.
그래서, 국제공개공보 WO 02/080700호에는, 콜라겐 중의 하이드록시프롤린, 프롤린의 합계 잔기수(이하, 「이미노산」이라고 칭하는 경우가 있다)가 콜라겐의 전체 아미노산 잔기수 중 20% 미만인 특정한 콜라겐과, 트랜스글루타미나제를 유효 성분으로 하는 식품 원재료의 접착용 효소 제제 및 이를 사용하는 접착 성형 식품의 제조 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 6에는, 트랜스글루타미나제, 콜라겐, 염류로 이루어지는 접착 성형 식품용의 접착제에 식염, 염화칼륨, 염화칼슘 등을 배합하면, 콜라겐의 저온시의 겔화를 억제할 수 있기 때문에 보다 바람직하다는 기재가 있지만, 일본 공개특허공보 제2006-246716호에 있어서의 염화칼슘의 사용 목적은 콜라겐의 저온시의 겔화 억제이며, 나중에 상술하는 본원 발명에 있어서의 염화칼슘의 사용 목적과는 전혀 다른 것이기 때문에, 일본 공개특허공보 2006-246716호 기재된 발명은 본원 발명을 시사하는 것이 아니다.
한편, 상기 특정 콜라겐으로서 사용할 수 있는 것은, 실질적으로 어피(魚皮) 유래의 콜라겐이며, 돼지고기나 쇠고기, 닭고기를 사용한 축육 가공품에 이용하는 경우에, 이종 기원 단백이 되는 물고기 콜라겐을 포함하는 제제를 사용할 수 없는 경우가 있다. 특히, 유럽 시장에서는 물고기 유래 원료를 사용한 가공 식품에 대해서는 알레르기 표시가 의무화되어 있기 때문에, 다른 지역에 비해, 축육 가공품에 대한 사용이 보다 더 제한되는 경우가 있다.
지금까지 나타낸 접착 기술에 있어서는, 모두 특정한 단백 소재를 배합하기 때문에, 하나의 기술로 복수의 이종 단백 프리(free) 요구를 충족시킬 수는 없었다. 이로 인해, 단백 소재를 사용하지 않는 접착 기술을 요망하고 있었지만, 지금까지 단백 소재를 사용하지 않고 실용적인 접착 강도를 발현하는 기술은 개발되지 않았다.
이러한 배경으로부터, 본 발명의 목적은, 단백 소재를 사용하지 않고 육편 등의 식품 원재료를 충분히 접착 성형시킬 수 있는, 우수한 접착 성형용 효소 제제 및 접착 성형 식품의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위해 예의 연구의 결과, 트랜스글루타미나제 및 염화칼슘 또는 염화마그네슘을 사용함으로써 축육 등의 식품 원재료를 접착할 수 있는 것을 밝혀내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 이하와 같다.
(1) 트랜스글루타미나제 및 염화칼슘 또는 염화마그네슘을 유효 성분으로 하는 접착 성형 식품용의 효소 제제로서, 당해 효소 제제 중의 트랜스글루타미나제 1유닛(U)당 염화칼슘의 양이 0.007 내지 0.03g 이거나, 또는 당해 효소 제제 중의 트랜스글루타미나제 1U당 염화마그네슘의 양이 0.022 내지 0.025g인 효소 제제.
(2) 식품 원재료 100g당, 0.6g의 염화칼슘 및 75 내지 100유닛의 트랜스글루타미나제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 접착 성형 식품의 제조 방법.
(3) 식품 원재료 100g당, 0.7 내지 0.9g의 염화칼슘 및 25 내지 100유닛의 트랜스글루타미나제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 접착 성형 식품의 제조 방법.
(4) 식품 원재료 100g당, 1.4 내지 1.6g의 염화마그네슘 및 60 내지 100유닛의 트랜스글루타미나제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 접착 성형 식품의 제조 방법.
(5) 상기 항목 (2) 내지 (4) 중의 어느 한 항에 있어서, 식품 원재료가 식육이며, 접착 성형 식품이 접착 성형육인, 방법.
본 발명에 사용되는 트랜스글루타미나제는, 단백 또는 펩타이드쇄 중에 있는 글루타민 잔기의 γ-카르복시아미드기 중의 아실 전이 반응을 촉매하는 효소이다. 이 트랜스글루타미나제가 아실 수용체로서 단백질 중의 리신 잔기의 ε-아미노기에 작용하면, 단백질 분자중 및 분자간에 있어서 ε-(γ-Glu)-Lys 결합이 형성된다. 본 발명에 사용되는 효소인 트랜스글루타미나제는, 트랜스글루타미나제 활성을 갖는 것이면, 그 기원은 막론하고, 사용할 수 있다. 예를 들면, 방선균 유래[참조: 일본특허공보 제2572716호], 고초균 유래[참조: 일본특허공보 제3873408호] 등의 미생물 유래의 것을 들 수 있다. 또한, 모르모트 간 유래의 것[참조: 일본특허공보 제1689614호 참조), 미생물 유래의 것[참조: WO 96/06931], 소 혈액, 돼지 혈액 등의 동물 유래의 것, 연어, 참돔 등의 물고기 유래의 것[참조: 세키 외, 일본수산 학회지, 1990, 56, 125-132], 굴 유래의 것[참조: 미국 특허 제5736356호] 등을 들 수 있다. 이밖에, 유전자 재조합에 의해 제조되는 것[참조: 일본특허공보 제3010589호, 일본 공개특허공보 제(평)11-75876호, WO 01/23591호, WO 02/081694호, WO 2004/078973호] 등을 들 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 어느 트랜스글루타미나제라도 사용할 수 있고, 기원 및 제법에 한정되는 경우는 없다. 단, 식품 용도로서의 기능성, 사용하기 쉬운 점에서, 또한 상업적으로는 대량 생산 가능하여 염가로 입수하기 쉬운 상기 미생물 유래의 트랜스글루타미나제(일본 특허등록공보 제2572716호 등)를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용하는 트랜스글루타미나제의 활성 단위는, 다음과 같이 측정되고, 정의된다. 즉, 벤질옥시카보닐-L-글루타미닐글리신과 하이드록실아민을 기질로 하여 반응을 실시하고, 생성된 하이드록삼산을 트리클로로아세트산 존재하에서 철 착체로 변환시킨 후, 525nm의 흡광도로, 그 양을 측정한다. 1분 동안에 1마이크로몰의 하이드록삼산을 생성하는 효소량을 트랜스글루타미나제의 활성 단위, 1유닛이라고 정의한다. 하이드록사메이트법이라고 불리는 본 측정법의 상세한 것은 이미 보고되어 있다[참조: 일본 특허등록공보 제2572716호].
본 발명의 필수 성분인 염화칼슘, 염화마그네슘은, 식품용으로 사용할 수 있는 그레이드의 것이라면 양호하다. 염화칼슘 단독으로 사용해도 되고, 염화마그네슘 단독으로 사용해도 되고, 또한, 염화칼슘과 염화마그네슘을 병용해서 사용해도 좋다. 염화칼슘 및/또는 염화마그네슘을 사용함으로써, 접착 효과가 현저하게 상승된다.
본 발명의 효소 제제의 경우, 구성 성분인 트랜스글루타미나제, 염화칼슘 또는 염화마그네슘의 배합율은, 제제 중의 트랜스글루타미나제 1U당 염화칼슘의 양이 0.007 내지 0.03g 이거나, 또는 당해 효소 제제 중의 트랜스글루타미나제 1U당 염화마그네슘의 양이 0.022 내지 0.025g인 것이 바람직하다. 트랜스글루타미나제에 관해서는, 효소 제제 1g당 1 내지 200유닛 배합시키면 양호하다.
본 발명의 접착용 효소 제제는 트랜스글루타미나제 및 염화칼슘 및/또는 염화마그네슘을 유효 성분으로 하지만, 그 이외에도 하기와 같은 다양한 임의 성분을 배합할 수도 있다. 예를 들면, 식품용 부형제로서 알려진, 유당, 자당, 말티톨, 소르비톨, 덱스트린, 분지 덱스트린, 사이클로덱스트린, 이산화규소, 셀룰로스, 전분류, 다당류, 검류 및 펙틴 등을 함유시킬 수 있다. 또한, 중조, 시트르산나트륨, 인산나트륨, 소성칼슘, 인산칼슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 염화나트륨, 염화칼륨이나, 피로인산나트륨, 트리폴리인산나트륨, 메타인산나트륨 등 각종 중합 인산염도 본 효소 제제에 배합해도 좋다. 또한, 조미료, 설탕, 향신료, 착색료, 발색재, 아스코르브산 및 이의 염류, 유화제, 유지 등도 적절히 배합해도 지장이 없다.
본 발명의 접착 성형용 효소 제제는, 반드시 트랜스글루타미나제 및 염화칼슘 또는 염화마그네슘이 동일 용기 내에 혼합되어 있을 필요는 없으며, 개별 용기에 넣어져 있는, 소위 「키트」형태의 것도 포함된다. 효소 제제의 형태는 분체라도 좋고, 액상이라도 좋다.
본 발명의 접착 성형 식품이란, 가장 작은 조각이 3mm 이상 바람직하게는 1cm 이상 크기의 식품 원재료 조각을 접착 성형하여 수득되는 식품을 가리키고, 민스(mince)상, 페이스트상의 원료로 제조되는, 소세지, 어묵 등의 가공 식품은 포함되지 않는다. 식품 원재료로서는 단백성 식품이면 무엇이든지 사용된다. 예를 들면, 쇠고기, 돼지고기, 말고기, 양고기, 염소고기, 토끼고기, 닭고기, 오리고기, 집오리고기 등 소위 식육뿐만아니라, 각종 어육, 조개류, 새우, 게 등의 갑각류, 오징어, 문어 등의 연체 동물, 이크라, 스지코 등의 어란류 등의 식품 원재료도 이용할 수 있다. 또한 물론, 상기한 식품 원재료에 한정되는 것이 아니다.
식품 조각이나 소식품 소재의 접착은, 레오미터[참조: 후도고교 가부시키가이샤 제조]에 의한 인장 강도가 80g/㎠ 이상일 필요가 있다. 80g/㎠ 미만에서는, 접착 성형 식품의 제조시나 조리 가공시에, 각 소재가 박리되어 버리기 때문에 실용에는 적합하지 않다.
본 발명은 상기한 바와 같이 단백성의 식품 원재료 모두에 적용 가능하지만, 카세인, 콜라겐 등의 단백 소재(정제 단백이나 추출 단백)를 첨가하지 않고 접착 성형 가공품을 제조하는 것이 가능하여, 이종 단백 프리, 알레르기 표시 프리를 요구하는 식육가공업계의 과제를 해결하는 것이 가능하다.
식품 원재료를 접착시켜 접착 성형 식품을 제조하는 경우에, 이하의 방법을 생각할 수 있다. 즉, 트랜스글루타미나제 및 염화칼슘 또는 염화마그네슘을 유효 성분으로 하는 효소 제제를 사용하는 방법과, 트랜스글루타미나제 및 염화칼슘 또는 염화마그네슘을 따로따로 구입하여 사용하는 방법이다. 어느 방법을 사용해도 상관없다.
어느 방법을 사용하는 경우라도, 염화칼슘의 사용량은, 2수화물 결정의 중량 환산으로, 식품 원재료 100g당, 0.6 내지 0.9g(0.6g 이상 0.9g 이하)이 바람직하고, 0.6 내지 0.8g이 보다 바람직하다. 0.9g을 초과하면 염화칼슘의 정미가 강하게 발현되어 정미가 양호한 접착 성형 식품을 수득할 수 없다. 0.6g 미만이면, 트랜스글루타미나제를 병용해도, 충분한 접착력이 수득되지 않아 접착이 충분한 접착 성형 식품은 수득되지 않는다.
트랜스글루타미나제의 사용량은, 염화칼슘의 사용량이 식품 원재료 100g당 0.6g의 경우, 식품 원재료 100g당 75 내지 100유닛이 바람직하고, 90 내지 100유닛이 보다 바람직하다. 염화칼슘의 사용량이 식품 원재료 100g당 0.7 내지 0.9g인 경우, 식품 원재료 100g당 20 내지 100유닛이 바람직하고, 30 내지 90유닛이 보다 바람직하다. 트랜스글루타미나제의 사용량이 상기보다 적은 경우는, 충분한 접착력이 발현되지 않고, 많은 경우는 사용하는 트랜스글루타미나제의 비용의 영향이 지나치게 커져버린다.
염화마그네슘의 사용량은, 6수화물 결정의 중량 환산으로, 식품 원재료 100g당, 1.4 내지 1.6g이 바람직하다. 1.6g을 초과하면 염화마그네슘의 정미가 강하게 발현되어 정미가 양호한 접착 성형 식품을 수득할 수 없다. 1.4g 미만이면, 트랜스글루타미나제를 병용해도, 충분한 접착력이 수득되지 않아 접착이 충분한 접착 성형 식품은 수득되지 않는다. 트랜스글루타미나제의 사용량은, 염화마그네슘의 사용량이 식품 원재료 100g당 1.4g 내지 1.6g인 경우, 식품 원재료 100g당 60 내지 100유닛이 바람직하다. 트랜스글루타미나제의 사용량이 상기보다 적은 경우는, 충분한 접착력이 발현되지 않고, 많은 경우는 사용하는 트랜스글루타미나제의 가격의 영향이 지나치게 커져 버린다.
한편, 충분한 접착이란, 레오미터에 의해 측정한 인장 강도가 80g/㎠ 이상이 되는 상태이다.
식품 원재료를 접착시켜 접착 성형 식품을 제조하는 경우에는, 본 발명의 접착용 효소 제제를 용매에 용해하여 사용하는 방법과 분체 그대로 식품 원재료와 혼합하는 방법이 있다. 더욱 상세하게는, 트랜스글루타미나제, 염화칼슘, 염화마그네슘의 각 필수 성분을, 각각 용해시켜서, 또는 분체 그대로, 따로 따로 또는 동시에 식품 원재료와 혼합한다. 그 어느 방법을 사용하는 경우도 본 발명의 접착 성형 식품의 제조 방법의 범주이다.
도 1은, 염화칼슘 및 트랜스글루타미나제의 첨가량과 접착력의 관계를 도시하는 도면이다(실시예 1).
도 2는, 염화마그네슘 및 트랜스글루타미나제의 첨가량과 접착력의 관계를 도시하는 도면이다(실시예 1).
이하, 본 발명을 실시예, 비교예에 기초하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 범위는 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.
실시예 1
트랜스글루타미나제로서는 스트렙토마이세스 모바라엔시스(Streptomyces mobaraensis) 기원의 시판 트랜스글루타미나제(아지노모토 가부시키가이샤 「액티바」TG, 비활성(比活性) 1000유닛/g품)을 사용하였다. 한편, Streptomyces mobaraensis는 1990년 이전에는 Streptoverticillium mobaraense라고 되어 있었다. 또한 염화마그네슘은 6수화물[참조: 토미타세야쿠 가부시키가이샤 제조]을, 염화칼슘은 2수화물[참조: 토미타세야쿠 가부시키가이샤 제조]을 사용하였다.
표 1에 기재하는 대로, 트랜스글루타미나제 및 염화칼슘 및 염화마그네슘을 계량하고, 각 물 12ml에 용해하였다. 수득된 혼합 용액은 본 발명에서 말하는 효소 제제이다.
Figure 112011021149205-pct00001
이렇게 조제한 각 효소 제제와 돼지허벅지육의 소편(약 2cm각, 합계 300g)이 충분히 섞이도록 혼화하고, 접은 폭 75mm의 케이싱 튜브에 채우고, 5℃에서 18시간 동안 방치하고, 트랜스글루타미나제 반응을 진행시켰다. 방치후, -40℃의 냉동고에 넣고, 평가할 때까지 냉동 보존하였다. 이후, 냉동한 접착 돼지고기를 두께9mm, 폭 25mm로 슬라이스하였다.
해동 후, 생 상태에서, 레오미터[참조: 후도고교사 제조]에 의해 인장 강도를 측정한 결과를 도 1, 도 2에 도시한다. 종래, 본 평가 방법에 있어서, 80g/㎠의 인장 강도가 실용적인 접착력이라고 판단하고 있는 것에 대해, 시험구 1 내지 5, 6 내지 10의 트랜스글루타미나제를 90U, 180U(식품 원재료 100g당 30U, 60U)을 첨가한 시험구에 있어서는, 염화칼슘 2.1g(식품 원재료 100g당 0.7g) 이상 첨가한 시험구에 있어서 기준값(80g/㎠)을 상회하는 접착력이 수득되었다. 또한, 270U(식품 원재료 100g당 90U)을 첨가한 시험구 11 내지 15에 있어서는, 염화칼슘 1.8g(식품 원재료 100g당 0.6g) 이상 첨가한 시험구에 있어서 기준값을 상회하는 접착력이 수득되었다. 또한, 염화마그네슘을 첨가한 시험구 16 내지 21에 있어서는, 염화마그네슘 4.2g(식품 원재료 100g당 1.4g) 이상의 시험구에서 기준값을 상회하는 접착 강도가 수득되었다. 이상과 같이 적정한 범위로 염화칼슘, 염화마그네슘 및 트랜스글루타미나제를 사용함으로써 실용화할 수 있는 접착 강도가 수득된다.
비교예 1
산화칼슘(소성 칼슘)은, 염화칼슘과 같은 칼슘의 무기염이며, 적량을 첨가함으로써 식품 소재의 접착이 가능한 것이 알려져 있기 때문에, 산화칼슘을 사용함으로써 염화칼슘과 같은 효과가 수득되는지 여부를 검토하였다. 또한 다른 각종 염류에 관해서도 비교를 실시하였다. 표 2에 기재하는 바와 같은 각종 염류 및 트랜스글루타미나제 180유닛을 12ml의 물에 녹이고, 돼지 허벅지육의 소편(약 2cm각, 합계 300g)과 충분히 섞이도록 혼화하고, 접은 폭 75mm의 케이싱 튜브에 채우고, 5℃에서 17시간 동안 방치하고, 트랜스글루타미나제 반응을 진행시켰다. 방치 후, -40℃의 냉동고에 넣고, 평가할 때까지 냉동 보존하였다. 그 후는 실시예 1과 같은 방법으로 인장 강도를 측정하고, 비교하였다. 결과를 표 2에 기재한다.
표 2에 기재하는 바와 같이, 각 염 2.1g(식품원량(食品原量) 100g당 0.7g) 첨가했을 때에, 염화칼슘 첨가구에서는 충분한 접착력이 수득되었지만, 염화칼슘 이외의 염류에서는 충분한 접착력이 수득되지 않았다. 또한, 산화칼슘에서는 충분한 접착력에 가까운 값이 수득되었지만, 고기에 백색의 변색이 나타나 외관으로서 바람직하지 못한 결과를 수득하였다. 이것은 산화칼슘이 알칼리에 의해 변색된 것으로 생각된다. 따라서, 동일한 칼슘염인 산화칼슘을 사용한 접착 기술은, 염화칼슘과 트랜스글루타미나제에 의한 접착 기술과는 전혀 상이한 것이며, 산화칼슘 첨가로는 대체할 수 없는 것으로 나타났다.
Figure 112011021149205-pct00002
산업상 이용 가능성
본 발명의 효소 제제 및 접착 성형 식품의 제조 방법에 의하면, 카세인, 콜라겐 등의 단백 소재를 부제(副劑)로서 사용하지 않더라도 육편 등의 식품 원재료를 충분히 접착 성형시킬 수 있기 때문에, 식품 분야에 있어서 매우 유용하다.

Claims (5)

  1. 트랜스글루타미나제 및 염화칼슘 또는 염화마그네슘을 유효 성분으로 하는 접착 성형 식품용의 효소 제제로서, 당해 효소 제제 중의 트랜스글루타미나제 1유닛(U)당 염화칼슘의 양이 0.007 내지 0.03g 이거나, 또는 당해 효소 제제 중의 트랜스글루타미나제 1U당 염화마그네슘의 양이 0.022 내지 0.025g이고, 단백 소재를 사용하지 않는, 접착 성형 식품용의 효소 제제.
  2. 식품 원재료 100g당, 0.6g의 염화칼슘 및 75 내지 100유닛(U)의 트랜스글루타미나제를 첨가하고, 식품 원재료 이외의 추가의 단백 소재를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는, 접착 성형 식품의 제조 방법.
  3. 식품 원재료 100g당, 0.7 내지 0.9g의 염화칼슘 및 25 내지 100유닛(U)의 트랜스글루타미나제를 첨가하고, 식품 원재료 이외의 추가의 단백 소재를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는, 접착 성형 식품의 제조 방법.
  4. 식품 원재료 100g당, 1.4 내지 1.6g의 염화마그네슘 및 60 내지 100유닛(U)의 트랜스글루타미나제를 첨가하고, 식품 원재료 이외의 추가의 단백 소재를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는, 접착 성형 식품의 제조 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 식품 원재료가 식육이며, 상기 접착 성형 식품이 접착 성형육인, 접착 성형 식품의 제조 방법.
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