KR101695832B1 - 사이코스를 함유하는 제과제빵용 크림 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이코스를 함유하는 제과제빵용 크림 조성물에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 다른 당류보다 부드러움(Softness), 및 향의 첨가가 없이도 우수한 풍미를 가지면, 작업성이 증가되어 다양한 제과제빵 제품에서 용이하게 사용할 수 있는 사이코스를 함유하는 제과제빵용 크림 조성물에 관한 것이다.

Description

사이코스를 함유하는 제과제빵용 크림 조성물{Cream composition for bakery and confectionery including psicose}

본 발명은 사이코스를 함유하는 제과제빵용 크림 조성물에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 다른 당류보다 부드러움(Softness), 및 향의 첨가가 없이도 우수한 풍미를 가지며, 작업성이 증가되어 다양한 제과제빵 제품에서 용이하게 적용될 수 있는 제과제빵용 크림 조성물에 관한 것이다.

크림은 생크림을 비롯한 크림류의 총칭으로서, 일반적으로 제과제빵 분야에서 널리 사용된다. 크림류에는 커스터드 크림, 버터 크림, 무지방 크림, 잼 형태의 크림 등이 포함될 수 있다. 이중 커스터드 크림이나 생크림은 빵 표면에 도포되거나 빵 내부에 충전되어 사용될 수 있다. 또한, 버터 크림은 케이크 장식용 재료로 사용되기도 한다. 이외에도 많은 종류의 크림이 빵, 파이, 과자 등의 표면에 도포되거나 내부에 충진되어 제과제빵 제품의 식감 및 맛을 개선하는 데에 사용된다.

일반적으로 크림의 주재료는 마가린, 버터, 쇼트닝과 같은 식용 유지와 당류등이고, 여기에 풍미를 더하고 맛을 변화시키기 위해 알코올류, 향료, 초콜릿, 과실, 견과류, 밀가루, 젤라틴을 배합한다. 또한, 크림에서 수분이 분리되는 것을 방지하기 위하여 글리세린 지방산에스터나 자당 지방산에스터 등을 유화제로 사용하기도 한다.

종래의 크림은 주성분으로 식용유지를 포함으로써 칼로리가 높을 뿐만 아니라 크림 형성을 위해 사용되는 당류로서 설탕 및 과당을 다량으로 포함하므로 칼로리가 높고, 유동성이 낮아 크림을 형성한 후에 작업성 등이 좋지 않는 등의 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 다른 당류보다 부드러움(Softness), 및 향의 첨가가 없이도 우수한 풍미를 가진 사이코스를 함유하는 제과제빵용 크림 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 작업성이 증가되어 다양한 제과제빵 제품에서 용이하게 적용될 수 있는 제과제빵용 크림 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 추가 목적은 크림의 작업성을 좋게 하며 청량감과 과일 풍미로 맛을 좋게 하는 사이코스를 함유한 크림용 마가린을 제공하는 것이다.

본 발명은 사이코스를 함유하는 제과제빵용 크림 조성물에 관한 것으로서, 크림 조성물의 주성분인 식용유지와 함께 기존에 사용하던 설탕 및 과당을 전부 대체하거나, 그 일부를 대체하여 제조되는 사이코스를 함유하는 제과제빵용 크림 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 일예는 식용 유지와 사이코스를 포함하는 제과제빵용 크림 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 종래 제과제빵용 크림 조성물에 사용되는 설탕 및 과당중에서 선택된 1종 이상의 당류를 전량 대체하거나, 일부를 대체함으로써 다른 당류보다 부드러움(Softness), 및 향의 첨가가 없이도 우수한 풍미를 가지며, 작업성이 증가되어 다양한 제과제빵 제품에서 용이하게 적용될 수 있으며, 저칼로리를 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 크림용 조성물은 설탕이나 과당을 사용하는 종래의 크림 조성물에 비해, 강도와 점착성이 낮아지고 조직감이 부드러워지나, 크림의 비중에는 괄목할만한 차이가 없어 공기포집 (Airation) 측면에서 크림의 품질에는 영향이 없는 것으로 확인되었다. 또한 크림의 구융성이 증가하며 풍미 평가 시 입안에 남지 않아 청량하고 개운한 효과가 있었으며, 사과 풍미 등으로 풍미가 개선되는 효과가 있다. 본 발명에 따른 크림 조성물을 샌드크림에 적용함에 있어 작업성을 좋게 하며, 청량감과 과일 풍미로 맛을 좋게 하는 효과가 있어 다양한 제과 제빵류의 크림으로 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 제과제빵용 크림 조성물은 다양한 유화형태로 제조될 수 있으며, 예를 들면 크림의 유화형태에 따라 일반유화법, 역상유화법 및 이중유화법에 따라 제조될 수 있으나 특별히 유화방식이나 형태가 제한되는 의도는 아니다. 유화형태에 따른 크림 조성물의 종류에 대해 예시적으로 도 1에 자세히 설명을 기재하였다. 크림용 역상 마가린은 O/W emulsion 형태로 지방함량을 줄인 저지방으로 제조할 경우 미생물에 취약해지는 문제를 내포하여 사이코스를 적용함으로써 항균력을 증진시켜 유통기한을 연장할 수 있다.

본 발명에 따른 크림 조성물에 포함되는 사이코스는 순도 90% 이상의 사이코스를 분말 또는 이를 이용하여 다양한 농도로 제조한 용액일 수 있다. 또한, 상기 사이코스는 사이코스 단독으로 사용하거나, 또는 추가의 다른 당류를 포함하는 혼합당일 수 있으며 혼합당의 예는 전체 혼합당의 고형분 100중량부를 기준으로 1 내지 99.9 중량부의 사이코스를 함유할 수 있으며, 추가적으로 과당, 포도당, 및 올리고당으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.

상기 사이코스 함유 혼합당의 구체적인 예는 혼합당의 전체 고형분 함량 100중량부를 기준으로, 사이코스 2 내지 55 중량부, 과당 30 내지 80 중량부 및 포도당 2 내지 60 중량부, 및 올리고당 0 내지 15 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 올리고당은 포함하지 않을 수도 있다. 상기 사이코스, 과당 및 포도당은 바람직하게는 모두 D형-이성질체인 것이다.

상기 사이코스는 화학적 합성, 또는 사이코스 에피머화 효소를 이용한 생물학적 방법으로 수행할 수 있으며, 바람직하게는 생물학적 방법으로 수행할 수 있다. 이에, 상기 사이코스는 사이코스 에피머화 효소, 상기 효소를 생산하는 균주의 균체, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 및 상기 파쇄물 또는 배양물의 추출물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 사이코스 생산용 조성물을, 과당-함유 원료와 반응하여 제조된 것일 수 있다.

본 발명의 일예에서, 생물학적 방법에 따라 사이코스를 제조하는 방법으로는 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주 또는 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 유전자가 도입된 재조합 균주를 배양하고, 이로부터 얻어진 사이코스 에피머화 효소를 과당-함유 원료와 반응하여 생산할 수 있다. 상기 사이코스 에피머화 효소는 액상 반응 또는 고정화 효소를 이용한 고상 반응으로 수행될 수 있다.

또는, 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주 또는 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 유전자가 도입된 재조합 균주를 얻고, 균주의 균체, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 및 상기 파쇄물 또는 배양물의 추출물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 사이코스 생산용 조성물을, 과당-함유 원료와 반응하여 제조될 수 있다. 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주의 균체를 이용하여 사이코스를 제조하는 경우 액상 반응 또는 고정화 균체를 이용한 고상 반응으로 수행될 수 있다.

본 발명의 구체적 일예에서, 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주로는 높은 안정성을 가지면서도 고수율로 사이코스 에피머화 효소를 생산할 수 있는 균주일 수 있으며. 상기 재조합 균주는 다양한 숙주세포, 예컨대 대장균, 바실러스속 균주, 살모넬라속 균주 및 코리네박테리움속 균주 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 GRAS 균주인 코리네박테리움속 균주일 수 있으며, 코리네박테리움 글루타리쿰일 수 있다.

재조합 균주를 이용한 경우 사이코스 에피머화 효소는 다양한 균주에서 유래된 효소의 암호화 유전자를 사용할 수 있으며, 예를 들면 한국특허공개 2014-0021974에 기재된 트리포네마 프리미티아 유래 효소, 한국특허공개 2014-0080282에 기재된 루미노코코스 토르크 유래 효소 및 한국등록특허 10-1318422호에 기재된 클로스티리디움 신댄스 유래 효소일 수 있으며, 또한 엔시퍼 아드해렌스 유래 효소일 수 있다. 구체적인 일예에서, 본 발명에 따른 사이코스 에피머화 효소는 클로스티리디움 신댄스 유래 효소일 수 있으며, 예를 들면 서열번호 7의 아미노산 서열을 가지며, 서열번호 8 또는 서열번호 9 핵산서열을 포함한다. 서열번호 8의 핵산서열은 대장균 최적화 핵산서열이고, 서열번호 9은 코리네박테리움에 적합하게 변형된 핵산서열이다.

본 발명의 일예에 따른 재조합 균주의 제조에 있어서, 상기 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 핵산서열의 상부에 위치하는 조절 서열을 사용하여 효소의 발현을 조절할 수 있으며, 조절서열은 전사 프로모터를 필수적으로 포함하며, 추가로 리보솜 결합 영역 및/또는 스페이서 서열 등을 포함할 수 있다. 상기 조절 서열을 구성하는 요소들은 직접 연결되거나 1개 내지 100개의 염기, 예를 들면 5개 내지 80 염기를 가지는 핵산서열의 링커를 하나 이상 포함하여 연결될 수 있다.

일구체예에서, 상기 전사 프로모터는 코리네박테리움속 균주에서 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 핵산서열을 발현하는 핵산분자일 수 있으나, tac1, tac2, trc, sod 프로모터일 수 있다. sod 프로모터는 코리네박테리움 글루타리쿰에서 유래된 것이며, 바람직하게는 서열번호 1의 핵산서열을 코어영역으로 포함한다. trc 프로모터는 대장균 유래 프로모터로서 trp 프로모터과 lac UV5 프로모터의 조합으로 제조된 것이다. Tac1 프로모터는 대장균 유래 프로모터로서, trp 프로모터과 lac UV5 프로모터의 조합으로 제조된 것이다. Tac2 프로모터는 대장균 유래 프로모터로서, trp 프로모터과 lac UV5 프로모터의 조합으로 제조된 것으로서 상기 Tac1 프로모터의 서열을 변형하여 최적화한 형태이다.

상기 리보좀 결합 영역과 스페이서는 화학적으로 직접 연결되거나 그 중간에 링커 핵산서열을 개재하여 간적접으로 연결될 수 있다. 본 발명의 일예에서 리보좀 결합 영역(ribosome binding region) 및 스페이서 서열은 5'부터 3'-말단으로 순차적으로 연결된 하나의 올리고뉴클레오타이드를 포함할 수 있다. 본 발명의 일예에 따른 프로모터 서열, 리보좀 결합 영역(ribosome binding region) 및 스페이서 서열의 핵산서열을 하기 표 1에 나타낸다. 표 1에서 이탤릭체 진하게 밑줄로 표시된 부분은 조절서열중, 리보솜 결합 영역, 스페이서 서열, 링커 서열등을 나타낸다.

서열 번호	서열(5'--> 3')	명명
1	aagcgcc tcatcagcgg taaccatca cgggttcgggt gcgaaaaacc atgccataac aggaatgttc ctttcgaaaa ttgaggaagc cttatgccct tcaaccctac ttagctgcca attattccgg gcttgtgacc cgctacccgataaataggtc ggctgaaaaa tttcgttgca atatcaacaa aaaggcctat cattgggaggtgtcgcacca agtacttttg cgaagcgcca tctgacggat tttcaaaaga tgtatatgct cggtgcggaa acctac gaaagga ttttttaccc atggctg tatacgaact cccagaactc gactacgcat acgac gaaagga ttacaaa	Sod promoter
2	tgacaattaatcatcggctcgtatattgt gtggaattgtgagcggataacaatttcacacaggaaacagaattcccggg gaaagga ttacaaa	tac1 promoter
3	Tgacaattaatcatccggctcgtataatgt taacaatttgtggaattgtgagcggacacacaggaaacagaccatggaattcgagctcggtacccggg gaaagga ttacaaa	Tac2 promoter
4	Tgacaattaatcatcggcctcgtataatgt	trc promoter
5	Gaaagga	Ribosome binding region
6	Ttacaaa	Spacer sequence

본 발명에 따른 사이코스 에피머화 효소는 효소활성 및 열안정성이 우수한 것이 바람직하고, 이에 본 발명의 구체예에서, 전사 프로모터 또는 조절서열은 사이코스 에피머화 효소를 코딩하는 유전자와의 조합이 중요하며, 본 발명에 사용된 사이코스 에피머화 효소와는 tac1, tac2, trc, sod 프로모터 모두 적정 이상의 단백질 발현을 제공할 수 있으며, sod 프로모터를 사용한 경우에는 단백질의 폴딩(folding)이 견고하여 열안정성이 높게 나타나는 결과를 얻을 수 있어 더욱 바람직하다.

재조합 균주를 이용한 사이코스 생산방법등은 한국특허공개 2014-0021974, 한국특허공개 2014-0080282 및 한국등록특허 10-1318422호에 기재된 방법에 따라 수행될 수 있으나 특별히 한정되지 않는다. 상기 사이코스 생산 방법에 있어서, 효율적인 사이코스 생산을 위하여, 기질로서 사용되는 과당의 농도는 전체 반응물 기준으로 40 내지 75%(w/v), 예컨대, 50 내지 75%(w/v)일 수 있다. 과당의 농도가 상기 범위보다 낮으면 경제성이 낮아지고, 상기 범위보다 높으면 과당이 잘 용해되지 않으므로, 과당의 농도는 상기 범위로 하는 것이 좋다. 상기 과당은 완충용액 또는 물(예컨대 증류수)에 용해된 용액 상태로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 크림용 조성물은 지방유지 또는 지방대체물질과 당류를 포함하며, 당류는 사이코스 단독 또는 다른 당류와 혼합물일 수 있다.

본 발명에 따르면, 식용 유지는 액상 동식물성 유지, 고상 동식물성 유지, 동식물성 경화 유지, 동식물성 유지의 에스테르화유, 분별한 액체유 또는 고체지방 등 식용에 적합한 것이면 모두 사용 가능하다. 구체적으로 옥수수기름, 유채기름, 콩기름, 면실유, 팜유, 야자유, 미강유, 참기름, 카카오지방, 올리브유 등의 식물성 유지, 어유, 돈지, 소 또는 닭의 지방 등의 동물성 유지 및 상기 유지의 경화유 또는 에스테르 교환유, 혹은 상기 유지를 분별하여 얻을 수 있는 액체유, 고체지방 등으로부터 선택된 하나 이상을 이용할 수 있다. 구체적인 예로는 상기 식용유지는 팜유, 팜올레인 경화유, 팜 핵경화유, 팜유의 에스테르 경화유, 및 대두유로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

본 발명에 따른 크림 조성물의 총고형분 100중량부를 기준으로 1 내지 30중량부의 팜유, 1 내지 30중량부의 팜올레인 경화유, 1 내지 30중량부의 팜핵경 화유, 1 내지 30중량부의 에스테르화 교환유, 또는 0.5 내지 10중량부의 대두유를 포함할 수 있다.

또한, 상기 식용유지는 지방대체물질로 대체하여 사용할 수 있다. 상기 그 조성에 따라 단백질계 지방대체물질(protein-based fat substitute), 탄수화물계 지방대체물질(carbohydrate-based fat substitute), 지방계 지방대체물질(fat-based fat substitute), 및 합성계 지방대체물질(synthetic fat substitute)로 나눌 수 있다. 이중 탄수화물계 지방대체물질로써 화학적 처리방법에 의해 제조된 변성전분류가 바람직하다.

본 발명에 사용 가능한 변성전분은 산화전분(Oxidized Starch), 아세틸아디핀산이전분 (Acetylated Distarch Adipate), 아세틸인산이전분(Acetylated Distarch Phosphate), 옥테닐호박산나트륨전분(Starch Sodium Octenyl Succinate), 인산이전분(Distarch Phosphate), 인산일전분(Monostarch Phosphate), 인산화인산이전분(Phosphated Distarch Phosphate), 초산전분(Starch Acetate), 히드록시프로필인산이전분(Hydroxypropyl Distarch Phosphate) 및 히드록시프로필전분(Hydroxypropyl Starch) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

본 발명에 따른 크림 조성물에 포함되는 사이코스 함량은, 크림 조성물의 총고형분 함량 100 중량부를 기준으로 5 내지 40 중량부, 바람직하게는 8 내지 35중량부로 포함할 수 있으며, 크림 조성물의 단맛 등의 관능과 물성에 영향에 크게 영향을 미치지 않으면서 감소된 유동성에 따른 작업성 향상, 청량감 부여, 및 적절한 크림물성을 확보를 위해 적절한 범위로 조절할 수 있다.

본 발명의 크림 조성물은, 설탕 및 과당으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 당류를 전량 대체하여 이들 당류를 포함하지 않거나, 상기 당류의 일부를 대체하여 크림 조성물에 포함하는 당류 전체중 일부를 사이코스로 사용하고 다른 일부를 상기 설탕 또는 과당으로 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 크림 조성물은 식용유지 및 사이코스를 포함하거나, 식용유지 및 사이코스에 추가하여 설탕및 과당으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 당류를 추가로 포함할 수 있다. 추가로 첨가되는 설탕 및 과당으로 이루어지는 1종 이상의 당류는, 크림 조성물의 총고형분 함량 100 중량부를 기준으로 약 1 내지 30 중량부일 수 있다.

구체적인 일예에서 크림 조성물은, 크림용 조성물의 총고형분 함량 100중량부를 기준으로 식용유지 30 내지 70 중량부, 사이코스 5 내지 40 중량부, 유화제 0.8 내지 3.0 중량부, 및 카제인나트륨 0.1 내지 3.0 중량부를 포함할 수 있다. 상기 크림 조성물은, 조성물 총고형분 100 중량부를 기준으로, 식용유지 또는 지방대체물질 30 내지 70 중량부, 유화제 0.8 내지 3.0 중량부 및 사이코스 1 내지 35 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명에 사용 가능한 유화제는 식품에 사용가능한 유화제라면 특별히 제한이 없으며, 예를 들면 비이온계 유화제, 양이온성 유화제, 양쪽성 유화제 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로 레시틴, 모노글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린축합지방산에스테르, 및 폴리소르베이트계 유화제로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 지방산은 탄소수 12 내지 20을 갖는 지방산일 수 있다.

본 발명의 크림 조성물은, 식용유지 또는 지방대체물질과 당류 이외에, 연유, 카제인나트륨, 전지분유, 우유, 탈지분유, 농축유, 탈지 농축유, 덱스트린, 증점 다당류, 전분, 카라멜, 유단백질, 식염, 및 리큐르(감미가 많으며 알코올 도수가 높은 음료)로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 추가적으로 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 크림용 마가린 조성물은 향료, 향신료, 산화 방지제, 및 산도 조절제로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 제과제빵용 크림은, 커스터드 크림, 버터 크림, 무지방 크림, 또는 잼 형태의 크림 등 다양한 크림 제조에 이용될 수 있으며, 또한, 빵, 케익, 카스타드, 또는 과자 등의 표면에 도포되거나 내부에 충전되어 식감 및 맛을 더욱더 풍부하게 하는 데에 이용될 수 있다.

크림용 조성물에 사이코스 시럽을 첨가할 경우 강도와 점착성이 약해지고 조직감이 부드러워짐을 확인할 수 있었다. 이에 비해 크림의 비중에는 괄목할만한 차이가 없어 공기포집(Airation) 측면에서 크림의 품질에는 영향이 없는 것으로 확인되었다. 또한 크림의 구융성이 증가하며 풍미 평가 시 입안에 남지 않아 청량하고 개운한 효과가 있었으며, 사과 풍미 등으로 풍미가 개선됨을 확인하였다. 크림에 적용함에 있어 사이코스를 함유한 크림용 마가린은 작업성을 좋게 하며, 청량감과 과일 풍미로 맛을 좋게 하는 효과가 있어 다양한 제과 제빵류의 크림으로 적용될 수 있다.

크림용 조성물에 과당 혹은 설탕과 과당 전량 또는 일부를 사이코스 시럽으로 대체함으로써 크림의 점착성 감소로 작업성을 개선하며, 크림의 강도와 조직감이 감소하여 구융성을 높이고, 과일 풍미를 부여하여 크림의 관능성을 개선하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 크림용 조성물에 적용함에 있어 사이코스를 함유한 크림용 마가린은 작업성을 좋게 하며, 청량감과 과일 풍미로 맛을 좋게 하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 크림 조성물은 종래에 크림 조성물을 제조하는 방법과 동일한 방법으로 수행할 수 있으며, 단지 설탕 및 과당과 같은 당류의 첨가공정에 사이코스를 첨가하거나, 당류와 사이코스의 혼합물을 첨가하는 것으로 수행할 수 있다.

예를 들면, 유상부와 수상부를 각각 85 ℃ 온도에서 가열 및 혼합하여 이용한다. 유상부는 식용유지와 유화제를 포함하며, 수상부는 당재료, 전지분유, 식염, 카제인나트륨 및 물 등을 포함하였다. 수상부를 호모 믹서(Homo mixer)를 이용하여 3000rpm에서 교반하며 유상부를 천천히 가하여 유화를 진행한다. 유화가 종료된 후 균일하게 혼합하며 얼음물 하에서 급냉하여 수중유적형(O/W) 마가린을 제조한다. 제조한 마가린은 17 ℃ 항온조에서 하루 간 방치한 후 크림을 형성하고, 17에서 19℃의 온도를 갖는 마가린을 휘퍼로 휘핑하여 크림을 형성한다.

본 발명은 사이코스를 함유하는 제과제빵용 크림 조성물에 관한 것으로서, 과당 혹은 설탕과 과당 전량 또는 일부를 사이코스 시럽으로 대체함으로써 크림의 점착성 감소로 작업성을 개선하며, 크림의 강도와 조직감이 감소하여 구융성을 높이고, 과일 풍미를 부여하여 크림의 관능성을 개선하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 크림에 적용함에 있어 사이코스를 함유한 크림용 마가린은 작업성을 좋게 하며, 청량감과 과일 풍미로 맛을 좋게 하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 제과제빵용 크림의 유화형태에 따른 분류를 보여주는 도면이다.
도 2는 발명에 사용되는 사이코스 시럽 제조를 위한 발현 재조합 벡터(pCES_sodCDPE)의 일예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

제조예 1: 사이코스 생산 균주 및 사이코스 시럽의 제조

제조예 1-1:사이코스 생산 균주의 제조

크로스트리디움 신댄스(Clostridiuim scindens ATCC 35704)로부터 유래된 사이코스 에피머화 효소의 암호화 유전자(DPE gene; Gene bank: EDS06411.1)를, 대장균에 최적화하여 변형한 형태의 폴리뉴클리오티드로 합성하고 CDPE라 명명하다. 대장균에 최적화된 폴리뉴클리오티드(서열번호 2)와 pET21a 벡터로부터 확보한 sod 프로모터와 T7 터미네이터를 피씨알을 통해 각각의 주형으로 확보하였고, 이를 오버랩 피씨알(PCR) 법으로 하나의 주형으로 연결하여 T-vector cloning을 통해 pGEM T-easy vector에 클로닝하여, sod 프로모터(서열번호 1), 서열번호 8의 최적화 CDPE 서열 및 T7-터미네이터를 포함하는 폴리뉴클레오티드의 서열을 확인하였다.

상기 확인된 전체 폴리뉴클레오티드를 제한효소 NotI과 XbaI(NEB)을 사용하여 발현벡터인 pCES208(J. Microbiol. Biotechnol., 18:639-647, 2008)의 동일한 제한효소 부위에 삽입하여 재조합 벡터 pCES208/사이코스 에피머화 효소(pCES_sodCDPE)를 제조하였다. 상기 제조된 재조합 벡터(pCES_sodCDPE)의 개열지도를 도 2에 개시하였다.

상기 제조된 재조합 벡터(pCES_sodCDPE) 플라스미드를 전기천공법(electroporation)을 사용하여 코리네박테리움 글루타리쿰을 형질전환시켰다. 콜로니를 picking하여 카나마이신(Kanamycin)을 최종농도 15ug/ml로 첨가한 LB 배지(트립톤 10g/L, NaCl 10g/L, 효모 추출물 5g/L) 4ml에 접종한 후, 배양조건 30? 및 250rpm에서 약 16시간 동안 배양하였다. 그리고 나서 상기 배양액 중 1ml을 수득하여 15ug/ml의 카나마이신을 포함하고 있는 100ml LB 배지에 접종하여 본 배양을 16시간 이상 진행하였다. Beadbeater를 이용하여 배양한 세포를 용해(lysis)시킨 후 상등액만 취득하여 샘플버퍼와 1 : 1로 혼합 후 100 ℃에서 5분간 가열한다. 준비한 샘플은 12% SDS-PAGE gel (조성 : running gel - 3.3 ml H2O, 4.0 ml 30% acrylamide, 2.5 ml 1.5M Tris buffer(pH 8.8), 100 ㎕ 10% SDS, 100 ㎕, 10% APS, 4 ㎕ TEMED / stacking gel - 1.4 ml H2O, 0.33 ml 30% acrylamide, 0.25 ml 1.0M Tris buffer(pH 6.8), 20 ㎕ 10% SDS, 20 ㎕ 10% APS, 2 ㎕ TEMED)에 180V로 약 50 분 동안 전기영동하여 단백질 발현을 확인하였다. CDPE의 발현을 SDS-PAGE gel상에서 확인 후 정확한 발현량의 측정을 위해 Ni-NTA resin을 이용한 His-tag정제 진행하여, 계산식(발현율(%) = (Purified protein(mg) / Total soluble protein(mg)) x 100)을 이용하여 발현율 계산하였다. 상기 제조된 형질전환 코리네박테리움 글루타리쿰은 전체 수용성 단백질을 16.62mg 및 정제된 효소 단백질 1.74 mg을 생산하였다.

제조예 1-2: 사이코스의 제조

제조예 1-1에서 얻어진 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 재조합 균주를 이용하여 과당으로부터 사이코스를 제조하고자, 균주 배양에서 원심분리로 세포를 회수하였다.

그런 후에 상기 세포 현탁액에 최종 부피에 유화제(M-1695)를 0.05% (w/v) 처리하여 35 ℃에서 60 분간 처리하였다. 반응이 완료된 균체는 다시 원심분리기를 이용하여 유화제가 포함된 상등액은 제거한 뒤 균체를 회수하였다.

고정화 비드 제조를 위하여, 상기 회수된 균체는 D.W.와 혼합하여 최종 균체 농도 5% (w/v)로 맞추고, 물에 용해된 4% (w/v) 알긴산과 회수된 균체 5%(w/v)를 1:1로 혼합하고, 혼합시 생성된 기포를 제거하기 위해 4℃에서 냉장 보관하였다. 상기 냉장 보관된 혼합액은 Neddle (내경 0.20~0.30mm)을 통해 혼합액이 사출되어 방울 형태로 형성되며 무게에 의해 낙하하게 되며, 낙하된 혼합액은 미리 제조된 100mM 염화칼슘 (CaCl₂) 용액으로 떨어뜨려 경화시켜 구형 또는 타원형의 비드를(지름 2.0~2.2mm) 형성하였다. 상기 형성된 비드들은 100mM 염화칼슘 용액에 담그어 교반기에 의해 골고루 섞어지면서 더욱 경화되도록 하였다.

상기 혼합액이 모두 사출된 후에, 4~6시간 냉장 보관하면서 비드를 더욱 경화시킨 뒤에 새로운 100mM 염화칼슘 용액과 교체하여 냉장 상태에서 약 6시간 정도 경화를 시켰다. 경화가 완료된 비드는 걷어내 물기를 완전히 제거한 후, 비드 부피 대비 3배 부피의 물을 투입한 후 10분간 교반하고, 이러한 과정을 3회 처리하여 염화칼슘 용액을 제거하였다. 세척된 비드들은 망간 소킹을 위하여 물기를 완전 제거한 후, 10mM 망간이 포함된 40brix (%) 반응 기질을 비드 부피 대비 3 배 부피로 투입한 후 10분간 교반하고, 이러한 처리를 3회 이상 처리하여 10mM 망간이 포함된 반응 기질로 교체하였다. 반응 기질은 pH 6.8~7.2로 3N NaOH에 의해 조절되며, 생산물의 종류에 따라 액상 과당 또는 결정 과당이 반응 기질이 될 수 있다. 10mM 망간이 포함된 반응 기질로 교체된 비드들은 반응조로 옮겨진 뒤, 반응 온도 50 ℃에서 약 30~60 분간 반응하여 망간 및 과당으로 비드의 소킹 작업을 완료하였다. 소킹이 완료된 비드는 지름이 약 1.6~1.8mm로 줄어들며 강도 또한 증가하게 된다. 소킹이 완료된 비드들의 기질을 제거 후 고정화 반응 컬럼에 충진 후 사이코스 시럽 생산에 이용하였다.

<고정화 컬럼 반응조건>

반응 온도: 컬럼 자켓 내부 온도 50 ℃

기질 유속: 0.5 SV (space velocity L. h-1)

반응 기질: 결정 과당 40brix, pH 6.8~7.2

비드 제조: 2.5%(w/w) 균체, 2%(w/w) 알긴산 혼합 및 10mM Mn2+ soaking

상기 고정화 반응 컬럼에, 원료 용액이 75 %의 고형분을 포함하고, 전체 고형분 함량이 100 중량부 일 때, 과당의 함량이 55중량부를 포함하는 원료와 92 중량부로 포함하는 원료를 제공하여 두 가지 조성의 혼합당인 사이코스 시럽을 제조하였다. 즉, 상기 반응액으로부터 포도당:과당:사이코스:올리고당=41:39:15:5인 15(w/w)% 사이코스 시럽과, 포도당:과당:사이코스:올리고당의 중량비로 포도당:과당:사이코스:올리고당=6:67:25:2인 25(w/w)% 사이코스 시럽을 수득하여 하기 실시예에 사용하였다.

실시예 1 내지 3: 크림 조성물의 제조

실시예 1에서는 기존의 크림용 조성물에 사용하던 설탕 및 과당을 전혀 포함하지 않고, 대신에 크림용 조성물의 고형분 총중량 100중량%를 기준으로 30 중량%의 사이코스 시럽 15%과 55 중량%의 식용유지를 사용하여 제조하였다.

실시예 2는 실시예 1과 실질적으로 동일하나, 사이코스 시럽 15%대신에 25% 시럽을 사용하였다. 상기 15% 사이코스 시럽과 25% 사이코스 시럽은 제조예 1에서 제조한 것을 사용하였다.

실시예 3은, 기존의 크림용 조성물에 사용하던 설탕과 사이코스 시럽 25%을 1:1의 혼합비로 혼합하여 사용한 것을 제외하고는 실질적으로 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 실시예 1 내지 3에 따른 제과제빵용 크림 조성물의 구체적 조성은 하기 표 1에 나타냈다.

구체적으로, 먼저 마가린의 제조는 역상 유화를 이용하였으며, 유상부와 수상부를 각각 85 ℃ 수욕조에서 가열, 혼합하여 이용하였다. 유상부는 식용유지와 유화제를 포함하였으며, 수상부는 당재료, 전지분유, 식염, 카제인나트륨 및 물을 포함하였다. 수상부를 호모 믹서(Homo mixer)를 이용하여 3000rpm에서 교반하며 유상부를 천천히 가하여 15분 동안 유화를 진행하였다. 유화가 종료된 후 균일하게 혼합하며 얼음물 하에서 급냉하여 수중유적형(O/W) 마가린을 제조하였다.

제조한 마가린은 17℃ 항온조에서 하루 간 방치한 후 크림을 형성하였다. 키친에이드(Kichen Aid) 용 보울에 마가린 700g을 칭량하여 품온이 17에서 19℃ 사이임을 확인한 후, 10단에서 5분, 8단에서 10분간 휘퍼를 이용하여 크림을 형성하였다.

비교예 1: 크림 조성물의 제조

본 실험은 실시예 1과 실질적으로 동일한 조성의 원료 및 제조방법으로 수행하였으나, 다만 실시예 1에서 사용하던 사이코스 시럽 대신에, 기존에 널리 사용하는 정백당 15%와 과당 15%의 혼합물을 사용하여 크림 조성물을 제조하였다.

표 2는 실시예 1 내지 2와 비교예 1에 따른 사이코스를 적용한 크림용 마가린의 배합 조성을 나타내며, 단위는 중량%이다.

구분	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1
사이코스시럽 15%	30	-	-	-
사이코스시럽 25%	-	30	15	-
정백당(㈜삼양사)	-	-	15	15
액상과당(㈜ 삼양제넥스)	-	-	-	15
유화제(모노글리세린지방산에스테르: 폴리글리세린축합리시놀산에스테르: 폴리소르베이트 80:레시틴 =1:3:5:2 중량비 혼합)	1.1	1.1	1.1	1.1
식용유지 (팜유: 팜올레인경화유: 팜핵경화유: 에스테르교환유: 대두유=10:15:15:10:5 중량비 혼합)	55	55	55	55
카제인나트륨	0.5	0.5	0.5	0.5
전지분유	1.0	1.0	1.0	1.0
연유	2.0	2.0	2.0	2.0
식염	0.3	0.3	0.3	0.3
브랜디(알코올 35%)	0.6	0.6	0.6	0.6
물	잔량	잔량	잔량	잔량

시험예 1: 크림 조성물의 물성평가

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 형성한 크림에 대해 유화정도, 비중, 강도 및 점착성을 측정하였다.

구체적으로, 크림의 비중은 비중컵을 이용하여 크림의 무게를 동일 부피의 물의 무게로 나누어 측정하였다. 크림의 경도 및 점착성은 스패츌러를 이용하여 Petri dish에 가득 눌러 담아 텍스쳐 분석기를 이용하여 측정하였다. 이때 텍스쳐 분석기의 세팅된 분석 방법과 구체적 조건은 다음과 같다.

세팅 항목	세팅값
Pre-speed, Test speed, Post speed	2.0mm/s
Time	5.00s
Trig.Force	5g
Probe	P36R

크림의 경도를 텍스쳐 분석기(TA-XT2i, Stable micro system사)를 이용하여 측정하였다. 크림의 경도는 압착 시 가해지는 힘을 측정하여 나타내었으며, 그 정도는 단위 면적당 가해지는 무게(g)로 나타내었다. 텍스쳐 분석기를 통해 경도(Hardness)의 값이 높으면, 크림을 누를 때 많은 힘이 소요된다는 의미로 단단한 식감을 갖는다는 것을 의미한다.

점착성(Adhesieveness)도 상기 텍스쳐 분석를 이용하여 측정하였다. 크림의 점착성은 프로브(probe)와 시료가 떨어지는 힘(g.s)으로 나타내고, 점착성 값이 높으면 크림과 프로브가 떨어질 때 많은 힘이 소요된다는 의미로, 일반적으로 부착력이 높다는 것을 의미한다. 그러나, 점착성이 높게 되면 이 물성에 의해 크림에 대한 작업성 낮아질 수 있는 단점을 갖는다. 상기 분석결과, 크림 조성물의 유화 상태는, 사이코스 시럽을 이용한 실시예 1 내지 3이 모두 설탕과 과당을 이용한 비교예 1과 비교하여 유화 안정성에 차이가 없고 안정적이었다.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 형성한 크림의 비중, 경도 및 점착성을 하기와 같은 분석방법으로 평가하고 그 결과를 표 4에 나타냈다.

	비교예1	실시예1	실시예2	실시예 3
크림의 비중	0.54	0.6	0.56	무평가
크림의 경도(TA)(g)	1290.9	1044.105	875.212	997.882
크림 점착성(TA)(g.s)	4654.366	3658.194	2784.206	2537.607

텍스쳐 분석기 이외에, 육안으로 보이거나 느껴지는 크림의 표면 매끄러운 정도 및 부드러움의 정도는 비교예 1에 비하여, 실시예 1 내지 3의 크림 조성물이 더욱 우수하였다.

시험예 2: 크림 조성물의 관능평가

실시예 1 내지 3과 비교예 1에 따른 크림 조성물에 대해 크림의 강도, 풍미 및 조직감의 3가지 평가항목에 대해서 하기 평가기준에 따라 평가하여 그 결과를 표 5에 나타냈다.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 4종의 크림을 20~50대의 성인 남녀 패널 10 명을 대상으로 크림의 강도, 풍미 및 조직감에 관한 관능평가를 수행하였다.

크림의 강도: 1점을 아주 부드러움(Soft), 9점을 아주 강함(Hard)의 9점 척도로 하여 크림의 강도를 평가하였다.

크림의 풍미: 1점을 아주 나쁨, 9점을 아주 좋음의 9점 척도로 하여 크림의 풍미 기호도를 평가하였다.

크림의 조직감: 1점을 조직감 없음, 9점을 조직감이 매우 탄탄함의 9점 척도로 하여 크림의 조직감을 평가하였다.

	비교예1	실시예1	실시예2	실시예3
크림의 경도(Hardness)	5.9	1.5	2.2	3
크림의 풍미 기호도	2.5	5.9	6.1	6.8
크림의 조직감	5.7	3.9	4.7	4.9

크림의 풍미와 관련하여 기타 의견으로 실시예 1,2,3에서 '청량감이 있다, 사과향이 난다'와 같은 의견이 있었으며, 비교예1에서 '입안에 뭉치는 느낌이 있다. 느끼하다'와 같은 의견이 있었다.

크림의 강도, 점착성, 조직감 평가 결과, 분석기기를 이용하여 측정했을 때와 관능검사를 진행했을 때 일관성을 보였으며 사이코스 시럽이 들어간 경우 강도와 점착성이 약해지고 조직감이 부드러워짐을 확인할 수 있었다. 이에 비해 크림의 비중에는 괄목할만한 차이가 없어 공기포집(Airation) 측면에서 크림의 품질에는 영향이 없는 것으로 확인되었다. 또한 크림의 구융성이 증가하며 풍미 평가 시 입안에 남지 않아 청량하고 개운한 효과가 있었으며, 사과 풍미 등으로 풍미가 개선됨을 확인하였다. 샌드크림에 적용함에 있어 사이코스를 함유한 크림용 마가린은 작업성을 좋게 하며, 청량감과 과일 풍미로 맛을 좋게 하는 효과가 있어 다양한 제과 제빵류의 크림으로 적용될 수 있다.

크림용 마가린에 과당 혹은 설탕과 과당 전량을 사이코스 시럽으로 대체함으로써 크림의 점착성 감소로 작업성을 개선하며, 크림의 강도와 조직감이 감소하여 구융성을 높이고, 크림 표면의 매끄러움 및 부드러움을 더욱 느낄 수 있고, 과일 풍미를 부여하여 크림의 관능성을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.

<110> SAMYANG GENEX CORPORATION <120> Cream composition for bakery and confectionery including psicose <130> DPP20145680KR <160> 9 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 356 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> sod promoter (6) <400> 1 aagcgcctca tcagcggtaa ccatcacggg ttcgggtgcg aaaaaccatg ccataacagg 60 aatgttcctt tcgaaaattg aggaagcctt atgcccttca accctactta gctgccaatt 120 attccgggct tgtgacccgc tacccgataa ataggtcggc tgaaaaattt cgttgcaata 180 tcaacaaaaa ggcctatcat tgggaggtgt cgcaccaagt acttttgcga agcgccatct 240 gacggatttt caaaagatgt atatgctcgg tgcggaaacc tacgaaagga ttttttaccc 300 atggctgtat acgaactccc agaactcgac tacgcatacg acgaaaggat tacaaa 356 <210> 2 <211> 93 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Tac1 promoter (4) <400> 2 tgacaattaa tcatcggctc gtatattgtg tggaattgtg agcggataac aatttcacac 60 aggaaacaga attcccgggg aaaggattac aaa 93 <210> 3 <211> 112 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Tac2 promoter (4) <400> 3 tgacaattaa tcatccggct cgtataatgt taacaatttg 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<223> modified nucleic acid sequence (1) of the enzyme protein of SEQ ID NO: 7 <400> 8 atgaaacacg gtatctacta cgcgtactgg gaacaggaat gggcggcgga ctacaaacgt 60 tacgttgaaa aagcggcgaa actgggtttc gacatcctgg aagttggtgc ggcgccgctg 120 ccggactact ctgcgcagga agttaaagaa ctgaaaaaat gcgcggacga caacggtatc 180 cagctgaccg cgggttacgg tccggcgttc aaccacaaca tgggttcttc tgacccgaaa 240 atccgtgaag aagcgctgca gtggtacaaa cgtctgttcg aagttatggc gggtctggac 300 atccacctga tcggtggtgc gctgtactct tactggccgg ttgacttcgc gaccgcgaac 360 aaagaagaag actggaaaca ctctgttgaa ggtatgcaga tcctggcgcc gatcgcgtct 420 cagtacggta tcaacctggg tatggaagtt ctgaaccgtt tcgaatctca catcctgaac 480 acctctgaag aaggtgttaa attcgttacc gaagttggta tggacaacgt taaagttatg 540 ctggacacct tccacatgaa catcgaagaa tcttctatcg gtgacgcgat ccgtcacgcg 600 ggtaaactgc tgggtcactt ccacaccggt gaatgcaacc gtatggttcc gggtaaaggt 660 cgtaccccgt ggcgtgaaat cggtgacgcg ctgcgtgaaa tcgaatacga cggtaccgtt 720 gttatggaac cgttcgttcg tatgggtggt caggttggtt ctgacatcaa agtttggcgt 780 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Claims (13)

1. 조성물 100 중량부를 기준으로, 식용유지 30 내지 70 중량부, 유화제 고형분 함량 0.8 내지 3.0 중량부 및 사이코스 고형분 함량 1 내지 35 중량부를 포함하는 제과제빵용 크림 조성물로서,
   상기 사이코스는 혼합당 시럽 또는 상기 혼합당 시럽으로부터 제조되는 분말형태로 제공되며, 상기 혼합당은 사이코스 에피머화 효소, 상기 효소를 생산하는 균주의 균체, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 및 상기 파쇄물 또는 배양물의 추출물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 사이코스 생산용 조성물을, 과당-함유 원료와 반응하여 제조된 혼합당의 당류 함량 100 중량부 기준으로 사이코스 2 내지 55 중량부, 과당 30 내지 80 중량부, 포도당 2 내지 60 중량부 및 올리고당 0 내지 15 중량부로 포함하는 혼합당이며,
   상기 식용유지는 팜유, 팜올레인 경화유, 팜핵 경화유, 에스테르화 교환유 및 대두유로 구성된 것인, 제과제빵용 크림 조성물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 식용유지는 1 내지 30 중량부의 팜유, 1 내지 30 중량부의 팜올레인 경화유, 1 내지 30 중량부의 팜핵 경화유, 1 내지 30 중량부의 에스테르화 교환유 및 0.5 내지 10 중량부의 대두유로 구성된 것인, 크림 조성물.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 크림 조성물은, 크림 조성물 총고형분 100 중량부를 기준으로, 설탕 및 과당으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 당류를 5 내지 25 중량부로 추가로 포함하는 것인 크림 조성물.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서, 연유, 카제인나트륨, 전지분유, 우유, 탈지분유, 농축유, 탈지 농축유, 덱스트린, 증점 다당류, 전분, 카라멜, 유단백질, 식염, 향료, 향신료, 산화 방지제, 산도 조절제 및 리큐르로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 크림 조성물.
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11. 제1항에 있어서, 상기 크림용 조성물의 100중량부를 기준으로 식용유지 30 내지 70 중량부, 사이코스 고형분 함량 1 내지 35 중량부, 유화제 고형분 함량 0.8 내지 3.0 중량부, 및 카제인나트륨 고형분 함량 0.1 내지 3.0 중량부를 포함하는, 크림 조성물.
12. 제11항에 있어서, 상기 유화제는 레시틴, 모노글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린축합지방산에스테르, 및 폴리소르베이트계 유화제로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상이며, 상기 지방산은 탄소수 12-20을 갖는 지방산인, 크림 조성물.
13. 제1항에 있어서, 상기 크림 조성물은 커스터드 크림, 버터 크림, 무지방 크림 또는 잼 크림인 크림 조성물.

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