KR101727917B1 - （１）패닝(panning), 제과류, 부착 및 코팅；（２）식용 필름 및 향료 캡슐화； 및 （３）리소그라피에서의 아라비아 검 대체물 - Google Patents

（１）패닝(panning), 제과류, 부착 및 코팅；（２）식용 필름 및 향료 캡슐화； 및 （３）리소그라피에서의 아라비아 검 대체물 Download PDF

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Abstract

본원에는 식품, 약학 및 공업 적용분야와 같은 다양한 적용분야에 사용하기 위한 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물을 제조하는 방법이 기술되어 있다. 하나의 양태에서, 본 발명은 패닝, 캔디, 코팅 및 부착 적용분야에 사용하기 위한 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 조성물의 약 0.1% 내지 약 10%를 구성하거나, 상기 아라비아 검의 사용 여부와 무관하게 아라비아 검이 통상적으로 사용될 수 있는 최종 적용분야에서의 약 0.1 내지 10%에 상당하는 수준으로 사용되는 천연 및/또는 개질된 폴리사카라이드의 강력한 (주요) 필름 형성제를 선택하는 것을 포함한다.

Description

（１）패닝(panning), 제과류, 부착 및 코팅；（２）식용 필름 및 향료 캡슐화； 및 （３）리소그라피에서의 아라비아 검 대체물{Gum arabic replacements in: (1) panning, confections, adhesion ＆ coatings； (2) edible films and flavor encapsulation； and (3) lithography}
관련 출원의 상호 참조
본원은 2008년 7월 25일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/083,808호의 이익을 주장하며, 상기 출원은 본원에서 충분히 설명되는 바와 같이 모든 목적을 위해 본원에 참조로 인용된다.
발명의 분야
본원은 일반적으로, (1) 츄잉 검 및 패닝된( panned) 피넛, 초콜렛 또는 검 볼의 쉘 (shell)의 당 결합 및 강화제로서; 다양한 너트, 초콜렛 및 맥아 볼 (malt ball)과 같은 오일-함유 센터(oil-containing centers)를 위한 밀봉제 및 산소 차단제로서; 파스틸 (pastille) 및 하드 캔디(hard candy)를 위한 텍스쳐 개질 경화제로서; 패닝된 제품, 곡물, 정제 및 기타 제품을 위한 광택 코트를 제공하기 위한 광택제로서; 및 그라놀라 바, 곡물 다발 및 종자를 위한 부착제로서; (2) 분무 건조될 향료 오일을 위한 유화제 및 캡슐화제로서 및 식용 글리터 (glitter)를 제조하기 위해 소단편으로 벗겨지는 필름 형성제로서; 및 (3) 리소그라피에서 사용하기 위한 습윤제 및 오일/잉크-반발제로서와 같이, 아라비아 검으로부터 유도되는 다양한 기능을 달성하기 위하여, (1) 패닝, 제과류(confection), 식품/약학 부착(adhesion) 및 코팅; (2) 향료 캡슐화/분무 건조된 향료 및 식용 필름; 및 (3) 리소그라피 또는 프린팅 적용분야를 포함하나, 이러한 3가지의 주요 카테고리 적용분야에서의 사용에 제한되지 않는, 아라비아 검 대체물을 기술한다.
아라비아 검은 세계의 열대 및 아열대 지역에 있는 레구미노새(Leguminosae) 와 아카시아(Acacia) 속의 다양한 종의 나무로부터 수득되는 건조된 삼출물이다. 아라비아 검은 식품, 약학 및 공업 적용분야에서 다수의 용도를 갖는다. 현재 통상적으로 사용되는 2가지 종의 아카시아가 있다: 식품 및 약학 적용분야에 사용되는 아카시아 세네갈(Acacia Senegal) 및 아카시아 세얄(Acacia Seyal). 그러나, 공업 적용분야의 경우, 특히 리소그라피에서, 콤브레툼(Combretum)이라 불리는 또 다른 나무 추출물이 대체물을 위한 표준이 되고 있다. 이들 종의 주요한 생산국은 수단 공화국, 차드, 에리트레아, 나이지리아 및 이웃 국가를 포함한 아프리카의 사헬리안(Sahelian) 영역에 있다. 아라비아 검의 부족은 아프리카의 이 지역에서의 정치적 혼란 때문에 흔히 존재한다.
식품 및 약학 적용분야를 위한 아라비아 검의 필요는 매우 중요하다. 패닝 단독의 경우, 아라비아 검의 세계적 수요량 추정치는 매년 약 20,000,000 pound이다. 최근에, 아라비아 검의 공급이 이를 공급하는 아프리카 지역에서의 정치적 불안정 때문에 심하게 변동하고 예측 불가능하게 되었다. 따라서, 아라비아 검의 충분한 공급을 갖지 못하는 위험에 대한 우려가 증대되었다.
아라비아 검은 35% 이하의 농도에서 뉴턴 액체(Newtonian liquid)로 작용하는 현저히 저점도를 갖는 고분자량 폴리사카라이드이다; 이는 55% 내지 60%의 농도로 용해되어 농후한 시럽을 만든다. 이러한 저점도는 이의 구조적 분지화에 기인하며, 이는 아라비아 검을 구형 분자가 되게 한다. 이러한 분지화는 선형 검과는 달리 마이셀 형성을 방지하며, 물에 수화될 경우 분자간 수소 결합을 최소화한다. 그 결과, 아라비아 검은 약한 필름을 형성한다. 이의 용액은 고농도에서 점착성(tacky)을 띄나 건조시에는 깨지기 쉬운 텍스쳐를 제공한다. 이는 독특한 패턴으로 크래킹되는 표면에 캐스팅되는 경우 광택 필름을 형성한다. 이는 폴리사카라이드 분획의 일부에 공유 결합되어 2,000,000 Dalton 초과의 매우 높은 분자량의 당단백질 착물을 형성하는 단백질의 존재에 기인하는 유화 특성을 갖는다.
아라비아 검은 당 또는 당 알콜로 제조되는 쉘 코트를 결합 및 강화하기 위해 츄잉 검 및 초콜렛 패닝된 제과류의 하드 패닝에도 사용된다. 이는 센터로 분무 또는 퍼내기 위한 시럽 래시피에 첨가된다. 아라비아 검은 단지 비용상의 이유로 패닝 공정의 초기 단계 동안에만 사용되거나, 츄잉 검 센터 주위에 강력한 쉘 층을 만드는 것을 돕기 위해 시럽의 전체 투입물에, 특히 당-비함유 제형에 사용된다. 코팅 및 인그로우싱(engrossing) 시럽에서 우수한 결합제가 필요한 것은, 스케일-업의 직접적인 결과이거나 용량을 증가시키기 위해 보다 큰 코팅 팬을 사용하기 위함이며, 그 결과 센터가 팬에서 텀블링하기 때문에 쉘 코트가 보다 많이 파손된다. 많은 다른 예에서, 포장 동안, 완성 제품의 수송 동안 및 소비자가 포장 용기를 흔들 때 크래킹이 발생한다. 고른 당 패닝에서 조차도, 커다란 팬 코터의 사용 때문에, 코팅 공정 동안 쉘 강화의 필요성이 중대해진다. 고른 시럽 코팅에서 당을 결합하기 위한 더욱 저렴한 대체물인 말토덱스트린은 코팅 팬 및 배치 크기가 작은 경우에는 만족스럽게 작업될 수 있으나, 보다 큰 코팅 팬 및 배치 크기를 사용하는 경우에는 더욱 약하고 부서지기 쉬운 결정들 때문에 아라비아 검 대체물일 수 없다.
아카시아 세네갈은 음료 에멀젼, 맛있는 향료 에멀젼 및 분무 건조된 향료에 주로 사용되는 천연 유화제인 상급의 아라비아 검이고; 아카시아 세얄은 제한된 유화 특성을 갖지만 보다 저렴한 비용 구조 등급의 아라비아 검이다. 아카시아 세얄은 유화가 부차적이거나 중요하지 않은 많은 적용분야에서 세네갈을 대체하였다. 음료 에멀젼에서 아카시아 세네갈에 대한 대체물, 예를 들어 다양한 유화 전분 및 OSA-개질된 아카시아 검(아카시아 세얄로부터 제조됨, 미국 특허 제6,455,512호에 기술됨)이 개발되었으며 시판된다. 향료 캡슐화/분무 건조된 향료에서, 직쇄 아카시아 세얄, 아카시아 세얄과 개질된 아라비아 검을 함유하는 블렌드 및 말토덱스트린과 함께 유화 전분을 함유하는 블렌드가 부분적으로 아카시아 세네갈을 대체하였다. 본 발명의 양태는, 다양한 적용분야에서 아라비아 검의 주요 특성과 일치하거나, 일부의 경우, 비용을 낮추거나 비용을 맞추면서 아라비아 검의 기능 이상으로 대체물의 기능을 개선하는 것에 대한 기여에 기초하여 평가되고 선택되었던 성분들의 조성에 있어 통용되고 있는 대체물과 다르다.
패닝 및 제과류와 같은 다른 적용분야에서, 아라비아 검에 대한 주요 대체물은 아카시아 세네갈 대신 아카시아 세얄을 사용하는 것이나, 이는 아라비아 검에 대해 임박한 부족 문제를 해결하지 못할 것이다. 당, 예를 들어 슈크로즈, 덱스트로즈, 프럭토즈 또는 글루코즈 시럽을 사용하거나, 말티톨, 에리트리톨, 소르비톨, 크실리톨, 만니톨 또는 수소화된 전분 가수분해물을 함유하는 당-비함유 조성물을 사용하는 음식물 또는 약학 조성물의 하드 패닝 또는 코팅은 거의 항상 쉘 또는 실을 결합, 강화하기 위해 아라비아 검의 사용을 필요로 한다. 코어에 코팅을 도포하는 공정은 일반적으로 목적하는 속도 및 온도의 회전 팬에서 코어를 텀블링하고, 액체 형태의 상기 코팅을 다수회 투입하고, 상기 코팅을 코트 도포 사이에 건조시키는 것으로 이루어진다. 코팅 공정은 쉘 코트가 제품 중량의 약 30 내지 33%의 목적하는 두께를 가질 때까지 반복된다. 이러한 공정 변형법이 개발되었다.
점도, 투명도 및 특정한 필름 크래킹 패턴, 및 캐스팅 벨트로부터의 부착/방출이 중요한 식용 필름 및 글리터 적용분야에서, 아라비아 검은 여전히 이러한 목적에 통상적으로 사용되는 유일한 검 재료이다.
리소그라피에서, 오일 및 아라비아 검은 매끄러운 표면, 예를 들어 석회암 또는 금속판을 잉크를 수용하는 소수성 영역 및 이를 거부하여 백그라운드가 되게 하는 친수성 영역으로 분할하는데 사용된다. 이미지가 지방 또는 오일-기재 매질(소수성)을 사용하여 프린트판의 표면에 그려지며, 가시화되도록 착색될 수 있다. 다양한 오일-기재 매질이 이용가능하나, 암석 상의 이미지 내구성은 사용되는 재료의 액체 함량, 및 물 및 산을 견디는 이의 능력에 의존한다. 이미지를 그린 후, 질산으로 약하게 산성처리된 아라비아 검의 수용액을 암석에 적용한다. 이러한 용액의 기능은 모든 비-이미지 표면 영역에 질산칼슘 염 및 아라비아 검의 친수성 층을 만드는 것이다. 검 용액은 암석의 구멍으로 침투하거나 금속판의 표면에 부착하여, 프린트 잉크를 수용하지 않을 친수성 층으로 최초 이미지를 완전히 감싼다. 이어서, 리소그라피 테레빈(turpentine)을 사용함으로써, 프린터는 과량의 기름진 드로잉 재료는 제거하나, 소수성 분자 필름은 아라비아 검 및 물은 거부하나 오일성 잉크는 쉽게 받아들이는 암석 표면에 단단히 결합되게 한다. 프린팅시, 암석은 물로 습윤되게 유지된다. 자연히, 물은 산 세척에 의해 생긴 검 및 염의 층에 유인된다. 이어서, 안료가 로딩된 아마인유 및 니스와 같은 건조 오일을 포함한 프린팅 잉크가 표면에 롤링된다. 물은 기름진 잉크를 밀어내나 최초 드로잉 재료에 의해 남겨진 소수성 부분은 이를 받아들인다. 소수성 이미지가 잉크와 함께 로딩되는 경우, 암석 및 페이퍼는 표면 위로 고른 압력을 적용하는 프레스를 통해 러닝되며, 잉크는 페이퍼로 전달되고 암석으로부터 떨어진다. 이러한 적용에서, 저점도 셀룰로즈검 또는 카복시메틸셀룰로즈 및 콤브레툼이라 불리는 또 다른 나무 삼출물은 일부 수성 프린팅 처방에서 아라비아 검을 대체하였다; 그러나, 이전 기술로부터 명백한 바와 같이, 기술된 조성의 대체물은 다르다.
아라비아 검의 독특함 때문에, 식품, 약학 및 공업 적용분야와 같은 다양한 이용에서 이를 대체하기 위한 관련 기술은 드물다. 따라서, 아라비아 검을 대체할 필요가 있다.
발명의 요지
따라서, 본 발명은 아라비아 검 대체물, 아라비아 검 부분 대체물 또는 아라비아 검 익스텐딩(extending) 대체물, 및 식품 산업, 약학 산업 등과 같은 다양한 적용분야에서 이의 용도에 관한 것이며, 이는 관련 기술의 한계 및 단점에 기인한 하나 이상의 문제점을 실질적으로 제거한다.
본 발명의 이점은 지역적으로 이용가능한 재료를 사용함으로써 수입되는 아라비아 검에 대한 의존성을 감소시킬 아라비아 검 대체물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 아라비아 검과 경쟁적이거나 이보다 저렴한 비용 구조의 아라비아 검 대체물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 하얀 색상, 패닝에 사용시 더욱 신속한 건조 및 더욱 우수한 필름 차단 및 산화에 대한 보호와 같이 특정 적용분야에서 기능의 추가적인 개선이다.
본 발명의 추가의 특징 및 이점은 하기 기술에서 제시될 것이며, 부분적으로는 이러한 기술로부터 명백해지거나, 본 발명의 실시에 의해 알게 될 것이다. 본 발명의 이러한 특징들 및 다른 이점들은 특히 본 발명의 설명, 특허청구범위 및 첨부된 도면에서 지시되는 바로부터 실현되고 이에 의해 달성될 것이다.
본 발명의 하나의 양태는 패닝, 캔디, 코팅 및 부착 적용분야에서의 사용을 위한 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 총 조성물의 약 0.1% 내지 약 10%를 구성하는 천연 및/또는 개질된 폴리사카라이드의 강력한 (주요) 필름 형성제, 또는 상기 아라비아 검의 사용 여부와 무관하게 아라비아 검이 통상적으로 사용될 수 있는 최종 적용분야에서의 약 0.1 내지 10%에 상당하는 수준으로 사용되는 상기 필름 형성제를 선택하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 당 또는 당-알콜 쉘 코트를 결합 및 강화하고, 오일 함유 센터를 밀봉하고, 캔디를 강화하고, 종자 및 곡물 단편을 부착하는 제제로서 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물을 사용하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 수성 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물을 당 또는 당-알콜 쉘 코트를 결합 및 강화하고, 오일 함유 센터를 밀봉하며, 캔디를 강화하고, 종자 및 곡물 단편을 함께 부착시키기 위한 제제로서 적용하는 것을 포함한다. 이러한 양태의 조성물은 총 조성물의 약 0.1% 내지 약 10%이거나, 상기 아라비아 검의 사용 여부와 무관하게 아라비아 검이 통상적으로 사용될 수 있는 최종 적용분야에서의 약 0.1 내지 10%에 상당하는 수준으로 사용되는 천연 및/또는 개질된 검의 강력한 (주요) 필름 형성제를 포함한다. 임의로, 이 조성물은 저점도 크래킹제(cracking agent), 점착성 개질제(tackiness modifier), 및/또는 고속-결정화제(fast-crystallizing agent)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 저점도 크래킹제는 총 조성물의 약 0% 내지 약 99.9%를 구성하거나, 상기 아라비아 검의 사용 여부와 무관하게 아라비아 검이 통상적으로 사용될 수 있는 최종 적용분야에서의 약 0 내지 99.9%에 상당하는 수준으로 사용된다. 점착성 개질제는 총 조성물의 약 0% 내지 약 10%로 이루어질 수 있거나, 상기 아라비아 검의 사용 여부와 무관하게 아라비아 검이 통상적으로 사용될 수 있는 최종 적용분야에서의 약 0 내지 10%에 상당하는 수준으로 사용된다. 고속-결정화제는 총 조성물의 약 0% 내지 약 99.8%를 구성할 수 있거나, 상기 아라비아 검의 사용 여부와 무관하게 아라비아 검이 통상적으로 사용될 수 있는 최종 적용분야에서의 약 0 내지 99.8%에 상당하는 수준으로 사용된다.
또 다른 양태는 분무-건조된 향료를 위한 캡슐화제로서 또는 식용 필름으로서 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 조성물의 약 0.1% 내지 약 10%를 구성하는 천연 및/또는 개질된 폴리사카라이드의 강력한 (주요) 필름 형성제, 또는 상기 아라비아 검의 사용 여부와 무관하게 아라비아 검이 통상적으로 사용될 수 있는 최종 적용분야에서의 0.1 내지 10%에 상당하는 수준으로 사용되는 상기 필름 형성제를 선택하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 제조 이후 적어도 4 내지 6시간 동안 안정한 향료 에멀젼을 제공하는 천연 및/또는 개질된 유화제를 가하는 것을 포함하며, 상기 천연 및/또는 개질된 유화제는 식용 글리터에서 아라비아 검을 대체하는 경우 임의의 성분일 수 있으며, 이러한 유화제는 총 조성물의 약 0.1% 내지 약 25%를 구성한다. 또한, 이 방법은 총 조성물의 약 50% 내지 약 99.9%로 저점도 폴리사카라이드를 가하는 단계를 포함하며, 상기 조성물은 약 35-40°Brix의 농도에 있어서 25℃에서 약 10cP 내지 약 2000cP의 점도를 갖는다.
본 발명의 또 다른 양태는 리소그래피 또는 프린팅 적용분야에서 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물을 사용하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 총 조성물의 약 0.1% 내지 약 10%의 음이온성 폴리사카라이드를 선택하는 단계를 포함하며, 상기 음이온성 폴리사카라이드는 크산탄 검, 셀룰로즈 검, 알기네이트, 가티(ghatti), 카라야(karaya) 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 이 방법은 총 조성물의 약 0.1% 내지 약 25%의 유화제 및 표면-부착 개질제를 가하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 유화제 및 표면-부착 개질제는 프로필렌 글리콜 알기네이트, OSA 개질된 검, 고효능 아카시아 검 유화제, 트라가칸트 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 이 방법은 또한 말토덱스트린, 라치 검(larch gum), 이눌린, 폴리덱스트로즈 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되고 총 조성물의 약 65% 내지 약 99.8%인 저점도 내용매성 폴리사카라이드를 가하는 것을 포함한다. 상기 조성물은 25℃에서 약 10cP 내지 약 900cP인 약 14°Baume의 농도의 점도를 갖는다.
상기한 일반적 설명 및 하기의 상세한 설명 모두 예시적인 것이며, 청구되는 바와 같은 본 발명을 추가로 설명하고자 하는 것이다.
본 발명에 대한 추가의 이해를 제공하고자 포함되는 것으로서 본 명세서에 삽입되고 이의 일부를 구성하는 첨부된 도면들은 본 발명의 양태를 설명하며, 이에 대한 설명과 함께 본 발명의 본질을 설명하는 것을 돕는다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 아카시아 세얄 아라비아 검의 필름 크래킹 패턴을 나타낸다.
도 1b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아카시아 세네갈 아라비아 검의 필름 크래킹 패턴을 나타낸다.
도 2는 도 1a 및 도 1b의 아라비아 검 조성물의 점도 프로파일을 나타낸다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카복실 메틸셀룰로오스(CMC) 또는 셀룰로즈 검 필름을 나타낸다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메틸셀룰로즈 검 필름을 나타낸다.
도 3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 펙틴 필름을 나타낸다.
도 3d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한천 필름을 나타낸다.
도 3e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나트륨 알기네이트 필름을 나타낸다.
도 3f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로커스트 빈 검 필름을 나타낸다.
도 3g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크산탄 검 필름을 나타낸다.
도 3h는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카라기난 필름을 나타낸다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이눌린 필름을 나타낸다.
도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라치 검 필름을 나타낸다.
도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저점도 전분 필름을 나타낸다.
도 4d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 말토덱스트린 필름을 나타낸다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대체물 1 Std.의 필름 크래킹 패턴을 나타낸다.
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대체물 1 All Natural의 필름 크래킹 패턴을 나타낸다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 대한 점도 프로파일을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상이한 플레이크 패턴을 갖는 3개의 상이한 필름을 나타낸다.
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플레이크 패턴을 갖는 아카시아 세얄 아라비아 검 필름을 나타낸다.
도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플레이크 패턴을 갖는 아카시아 세얄:아카시아 세네갈의 50:50 블렌드의 아라비아 검 필름을 나타낸다.
도 8c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플레이크 패턴을 갖는 아카시아 세네갈 필름을 나타낸다.
도 8d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아카시아 세얄 대체물 1 Std. 필름을 나타낸다.
도 8e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플레이크 패턴을 갖는 아카시아 세얄 필름을 나타낸다.
도 8f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플레이크 패턴을 갖는 아카시아 세네갈 필름을 나타낸다.
도 8g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플레이크 패턴을 갖는 아카시아 세네갈 필름을 나타낸다.
도 8h는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플레이크 패턴을 갖는 대체물 1 패스트 필름을 나타낸다.
도 8i는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플레이크 패턴을 갖는 대체물 1 All Natural 필름을 나타낸다.
도 9a는 상이한 시간 간격에서의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아카시아 세얄 아라비아 검의 터비스캔(turbiscan) 프로파일을 나타낸다.
도 9b는 상이한 시간 간격에서의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아카시아 세네갈 아라비아 검의 터비스캔 프로파일을 나타낸다.
도 9c는 상이한 시간 간격에서의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유화제로서의 OSA-개질된 검을 갖는 대체물 2의 터비스캔 프로파일을 나타낸다.
도 9d는 상이한 시간 간격에서의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OSA-전분 유화제를 갖는 대체물 2의 터비스캔 프로파일을 나타낸다.
도 9e는 상이한 시간 간격에서의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 천연 유화제를 갖는 대체물 2의 터비스캔 프로파일을 나타낸다.
도 9f는 상이한 시간 간격에서의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유화제가 없는 분리된 에멀젼-대체물 2의 터비스캔 프로파일을 나타낸다.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 아카시아 세얄 식용 글리터를 나타낸다.
도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OSA-개질된 검을 갖는 대체물 2의 식용 글리터를 나타낸다.
도 10c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대체물 2 All Natural 유화제의 식용 글리터를 나타낸다.
본 발명의 양태는 (1) 패닝, 제과류, 식품/약학 부착 및 코팅; (2) 향료 캡슐화/분무 건조된 향료 및 식용 필름; 및 (3) 리소그라피 또는 프린팅 적용분야를 포함한, 이러한 3가지의 주요 카테고리 적용분야에서 사용하기 위한, 아라비아 검 대체물에 관한 것이다. 물론, 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물은 다수의 기타 적용분야, 예를 들어 식품, 약학 및 공업 적용분야에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 양태는 츄잉 검, 제과류, 향료 캡슐화, 식용 필름 및 리소그라피 산업과 같은 주요 및 부수적 사용자를 위한 지역적으로 이용가능한 재료를 이용하는 아라비아 검 대체물에 관한 것으로서 비용을 최소화하고 부족 문제를 약화시킨다.
아라비아 검의 특성은 연속 필름을 생성할 수 있는 재료와 연속 필름을 생성할 수 없는 재료 사이에 있다. 본 발명의 양태는 강력한 필름 형성제, 크래킹제, 고속 결정화제 및 유화제와 같은 주요 성분들의 조작을 통해 이들 2가지 필름 형성 양극단 사이에 있는 재료의 형성을 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 양태는 필름 형성 능력, 저점도, 당 결합 특성, 건조 시간에 대한 영향, 결정 패턴, 점착성 수준, 및 크런치 (crunch)와 같은 아라비아 검의 파라미터 또는 특성들을 고려한다. 아라비아 검의 이러한 파라미터들 또는 특성들은 최종 사용 적용분야에 있어 우수한 성능을 제공하고, 건조 시간, 쉘 강도, 크런치 및 최적화된 점성도와 같은 특정 특성들의 개선이 또한 바람직하다. 또한, 최종 제품의 수송 동안 크래킹에 관한 문제는 항-크래킹 또는 항-치핑(anti-chipping) 아라비아 검 대체물을 필요로 한다.
또한, 패닝을 위한 너트, 초콜렛, 맥아 볼 및 기타 오일 함유 센터를 밀봉하기 위해 아라비아 검을 사용하는 선택은, 40%에서 코팅 시럽으로의 도포를 가능하게 하는 이의 독특한 저점도 특성 및 오일을 밀봉하기 위한 오일 차단제로서 및 산화 및 산패를 방지하기 위한 산소 차단제로서 둘 다 작용하는 이의 필름 형성 특성으로부터 유래한다. 또한, 아라비아 검은 고농도에서 점착성 및 부착성이 있으므로 종자, 곡물 클러스터, 그래놀라 바(granola bar) 및 관련 제품들을 부착하는데 적합하다. 초콜렛 패닝된 제과류를 위한 광택제로서 사용되는 경우, 정제 코팅시, 또는 초콜렛 바 및 기타 캔디에 분무되는 경우, 광택이 나는 필름이 되게 한다. 아라비아 검은 파스틸 및 기타 하드 캔디에도 사용되어 강도를 증가시키고 결정화된 당 캔디의 부서짐을 감소시킨다.
아라비아 검은 전통적으로 산화로부터 향료 오일을 보호하기 위해 향료 캡슐화 또는 분무 건조된 향료에도 사용된다. 대부분의 다른 검 폴리사카라이드와 비교하여 결코 우수한 필름 형성제는 아니지만, 아라비아 검의 저점도는 분무 건조를 위한 에멀젼 점도의 최소한의 증가와 함께 높은 고체(건조시킬 물의 적다는 것을 의미)를 사용하는 방법의 이용을 가능하게 하기 때문에 이러한 적용분야에서 필름 형성제로서 이상적이다. 동시에, 캡슐화 이론은 캡슐화될 오일 1부에 대해 캡슐화 재료 4부의 최적 비율을 필요로 하며, 이는 4:1의 최적 이용보다 훨씬 낮은 비율에서조차 극한 점도 증강으로 인해 상당히 우수한 필름 형성 특성을 갖는 다른 검을 적합하지 않게 한다. 향료 캡슐화에 있어, 필름 형성 및 저점도 이외에 필요한 아라비아 검의 하나의 다른 특성 - 유화 특성 - 이 있다. 아카시아 세얄 및 아카시아 세네갈의 아라비아 검 등급 모두, 이러한 적용분야에서 동등하게 동작하는 것으로 나타났으며, 이는 아카시아 세얄이 이의 약한 유화 특성 때문에 안정한 음료 에멀젼을 생성하지 않을지라도 분무 건조될 향료 에멀젼을 유화시키기에는 충분히 우수하다는 것을 확증한다. 따라서, 이러한 적용분야에서 아라비아 검을 대체하기 위해, 유화제는 전술된 적용분야에서는 요구되지 않는 조성물에서 필요한 성분이다.
약 40%의 용액이 캐스팅되고 표면 (통상적으로 스테인레스 강 벨트)에 건조되는 경우 아라비아 검의 크래킹 패턴은 식용 필름 글리터에서의 사용에 꼭 맞다. 또한, 약한 필름 및 저점도가 중요한 특성이다: 추가로, 필름이 습윤되었을 때의 투명도, 광택, 부착 특성, 및 필름이 건조되었을 때의 방출의 용이함이 이러한 적용분야에 있어 아라비아 검에 대한 동등하게 중요한 질적 특징이다.
리소그라피에서, 수용액 중의 아라비아 검의 주요 기능은 모든 비-이미지 표면 영역 상에 질산칼슘 염 및 아라비아 검의 친수성 층을 만드는 것이다. 따라서, 리소그라피에서 중요한 아라비아 검의 특성은 수용액에서의 완전한 용해도 및 안정성, 표면 부착/습윤 및 필름 형성을 포함한다.
본 발명의 양태는 다양한 상이한 적용분야에 사용하기 위한 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물을 제조하는 것에 관한 것이다. 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물은 2상 프로토콜(two phase protocol)을 따른다. 2상 프로토콜은 제1 상 및 제2 상을 포함한다 - 제1 상은 점도, 필름 형성 특성, 코팅, 광택(sheen), 결정화, 크래킹 및 용해도와 같은 아라비아 검 특성을 조사하는 것에 관한 것이다. 제2 상은 식품, 약학 및 공업 적용분야와 같은 구체적인 최종 사용에서 아라비아 검 대체 조성물, 아라비아 검 부분 대체 조성물 또는 아라비아 검 익스텐딩 조성물을 시험하는 것에 관한 것이다.
제1 상과 관련하여, 물 및 높은 Brix 시럽에서의 점도, 필름 형성, 코팅, 광택, 결정화, 크래킹 및 용해도에 관한 기본적인 아라비아 검 조사가 수행되었다. 약 10 내지 50%의 다양한 농도의 아라비아 검(아카시아 세얄 및 아카시아 세네갈 모두)를 제조하고 점도를 측정하였다.
도 1a는 아카시아 세얄 아라비아 검의 필름 크래킹 패턴을 나타낸다. 도 1b는 아카시아 세네갈 아라비아 검의 필름 크래킹 패턴을 나타낸다. 도 2는 도 1a 및 도 1b의 아라비아 검 조성물의 점도 프로파일을 나타낸다.
도 1a와 관련하여, 크래킹 패턴이 아카시아 세얄 아라비아 검 수중수(w/w) 에멀젼으로 형성되었다. 이 조성물은 약 35% w/w, 즉 아카시아 세얄 아라비아 검 시럽이었다. 이 조성물을 두께 약 10 내지 40mil의 유리판에 10mil 두께로 캐스팅하고, 건조시킨 후, 결정화 및 크래킹 패턴을 관측하였다. 생성된 필름은 도 1a에 나타난 크래킹 패턴을 형성하였다.
도 1b와 관련하여, 크래킹 패턴이 아카시아 세네갈 아라비아 검 수중수 (w/w) 에멀젼으로 형성되었다. 이 조성물은 약 35% w/w, 즉 아카시아 세네갈 아라비아 검 시럽이었다. 이 조성물을 두께 약 10 내지 40mil의 유리판에 10mil 두께로 캐스팅하고, 건조시킨 후, 결정화 및 크래킹을 관측하였다. 생성된 필름은 도 1b에 나타난 크래킹 패턴을 형성하였다.
도 1a 및 1b를 비교하면, 패턴에 유의한 차이, 예를 들어 세얄과 세네갈 사이에 있어 크랙의 수 및 플레이크의 크기에 차이가 있으며, 전자는 다수의 크랙 및 작은 플레이크를 생성하고 후자는 보다 적은 수의 크랙 및 보다 큰 크기의 플레이크를 생성한다.
도 2는 도 1a 및 1b의 아라비아 검 조성물의 점도 프로파일을 나타낸다. 도 2와 관련하여, 이는 상이한 농도의 수중 아라비아 검의 수화 및 점도를 나타내며, 세얄과 세네갈에 대한 프로파일은 서로 밀접하게 일치한다. 또한, 각각의 검들을 필름 형성 또는 크래킹에 대해, 점도에 따라 필요한 경우 농도를 변화시키면서 동일한 방식으로 조사하였다. 이러한 조사 결과로부터, 단일 성분 아라비아 검 대체물은 이들 평가에서 아라비아 검의 특징과 일치할 수 없음을 알았다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CMC 또는 셀룰로즈 검 필름을 나타낸다. 도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메틸셀룰로즈 검 필름을 나타낸다. 도 3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 펙틴 필름을 나타낸다. 도 3d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한천 필름을 나타낸다. 도 3e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나트륨 알기네이트 필름을 나타낸다. 도 3f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로커스트 빈 검 필름을 나타낸다. 도 3g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크산탄 검 필름을 나타낸다. 도 3h는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카라기난 필름을 나타낸다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이눌린 필름을 나타낸다. 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라치 검 필름을 나타낸다. 도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저점도 전분 필름을 나타낸다. 도 4d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 말토덱스트린 필름을 나타낸다.
도 3a 내지 4d와 관련하여, 다양한 특성 및 특징이 설명될 수 있다. 즉, 도 3a 내지 3h는, 각각 도 4c 및 4d에 나타난 바와 같이 말토덱스트린 필름 및 저점도 전분 필름의 특성을 포함하여, 캐스팅에 적합한 농도에서 제조된 식품 등급 검 폴리사카라이드의 필름 형성 특성을 나타낸다.
이들 결과로부터, 단독의 어떠한 다른 재료도 아라비아 검을 대체하지 못할 것이며, 적용분야에 따라 대체물 (또는 대체물들)은 단지 신중하게 고안된 조성물을 사용하여서만 달성될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 또한, 조사된 광범위한 폴리사카라이드에서, 이눌린 필름(도 4a) 및 15 DE 말토덱스트린 필름(도 4d)의 경우와 같이 필름을 형성하지 않고 스크래핑하였을 때 분말로 변하거나 셀룰로즈 검 필름(도 3a), 메틸셀룰로즈 필름(도 3b), 펙틴 필름(도 3c), 한천 필름(도 3d), 나트륨 알기네이트 필름(도 3e), 로커스트 빈 검 필름(도 3f), 크산탄 필름(도 3g) 및 카라기난 필름(도 3h)과 같이 캐스팅 및 건조 후 하나의 단편으로 벗겨지는 강력한 점착 필름을 형성하는 것으로 나타났다. 다양한 적용분야에서 아카시아 세얄 및 아카시아 세네갈의 아라비아 검을 대체하는데 필요한 성분은 (1) 모든 적용분야에서 어느 정도 최소 수준으로 필요한 강력한 (주요) 필름 형성제, 및 추가로 (2) 저점도 크래킹 성분, 및/또는 (3) 유화제 및/또는 (4) 점착성 개질제, 및/또는 (5) 고속-결정화 성분을 포함하며, 각각의 성분은 최종 적용분야에 따라 달라질 수 있다.
아라비아 검과 경쟁력이 있거나 아라비아 검보다 우수한 비용 구조를 갖는 조사된 다수의 조성물로부터, 최종적으로 3가지 주요 카테고리의 적용분야에서 아라비아 검과 기능적으로 동등한 대체 조성물을 생성하는 3가지 대체 방법이 얻어졌다. 이들은 대체 방법 (1) 내지 (3)으로서, (1) 대체 방법 1은, 이로 제한됨이 없이, 당 및 당-비함유 패닝, 제과류, 부착 및 코팅 적용분야에 사용하기 위한 것이고; (2) 대체 방법 2는 패닝 및 제과류 적용분야에서도 작업될 것이나 향료 캡슐/분무 건조된 향료 및 식용 필름 및 글리터 적용분야에 보다 적합한 아라비아 검 대체물을 위한 것이고; (3) 대체 방법 3은, 이로 제한됨이 없이, 습윤 및 오일/잉크-반발 특성이 아라비아 검과 기능적으로 동등한 리소그라픽/프린팅 적용분야에 보다 적합한 아라비아 검 대체물을 위한 것이다.
대체물 조성물을 생성하는 방법 1은 하기를 포함한다:
1. 아라비아 검 대체시 약 0.1% 내지 10%이거나 (아라비아 검의 사용 여부와 무관하게) 아라비아 검이 통상적으로 사용될 수 있는 최종 적용분야에서의 약 0.1 내지 10%에 상당하는 수준으로 사용되는, 이로 제한됨이 없이, 카라기난, 펙틴, 알기네이트, 젤란(gellan), 한천, 코냑(konjac), 크산탄, 구아, 로커스트 빈 검, 타라, 호로파(fenugreek), 전분, 셀룰로즈 검, 메틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 프로필렌 글리콜 알기네이트 또는 이들의 배합물을 포함한 천연 및 개질된 폴리사카라이드로부터 선택되는 강력한 (주요) 필름 형성제의 선택(여기서 상기한 주요 필름 형성제는 분자량 및 점도가 다양할 수 있다);
2. 기능성 개선이 필요한 경우, 점도를 표준화하고 상기 1에서의 주요 필름 형성제의 결정화 및 크래킹 패턴을 개질하는, 이로 제한됨이 없이, 말토덱스트린, 모노사카라이드, 디사카라이드, 올리고사카라이드, 라치 검, 폴리덱스트로즈 또는 이들의 배합물을 포함하는, 저점도 크래킹 성분의 첨가(여기서 상기 저점도 크래킹제의 선택은 적용물이 당을 함유하는지 함유하지 않는지의 여부에 의존하며, 이러한 성분 또는 이들의 배합물은 0 내지 99.9%의 농도로 사용될 수 있다);
3. 아카시아 세얄의 기능성을 초과하게 기능성을 개선하거나 아카시아 세네갈과 대등하게 하는 것이 필요한 경우, 이로 제한됨이 없이, 이눌린, 에리트리톨, 낮은 DE 말토덱스트린, 락토즈 또는 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되고 0% 내지 99.9%로 사용되며 크래킹제로도 작용을 할 수 있는 고속-결정화 성분의 첨가; 및
4. 패닝 적용시 기능성을 개선할 필요가 있는 경우, 이로 제한됨이 없이, 전분, 구아 검, 로커스트 빈 검 또는 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 약 0% 내지 10%의 점착성 개질제의 첨가(여기서 상기 성분은 분자량 및 점도가 다양할 수 있다)
대체물 조성물을 생성하는 방법 2는 하기를 포함한다:
1. 아라비아 검 대체시 약 0.1% 내지 약 10%이거나 (아라비아 검의 사용 여부와 무관하게) 아라비아 검이 통상적으로 사용될 수 잇는 최종 적용분야에서의 약 0.1 내지 10%에 상당하는 수준으로 사용되는, 이로 제한됨이 없이, 카라기난, 펙틴, 알기네이트, 젤란, 한천, 코냑, 크산탄, 구아, 로커스트 빈 검, 타라, 호로파, 전분, 셀룰로즈 검, 메틸 셀룰로즈, HPMC, 프로필렌 글리콜 알기네이트 또는 이들의 배합물을 포함한 천연 및 개질된 폴리사카라이드로부터 선택되는 강력한 (주요) 필름 형성제의 선택(여기서 상기 주요 필름 형성제는 분자량 및 점도가 다양할 수 있다);
2. 약 0.1 내지 25%의 프로필렌 글리콜 알기네이트, 유화 전분, OSA-개질된 검, 모노- 및 디글리세라이드, 소이 레시틴, 단백질 또는 이들의 배합물과 같은 유화제의 첨가; 및
3. 50% 내지 99.9%의 농도로 사용되고, 아라비아 검으로서 드롭-인 사용 (drop-in usage)을 달성하거나 아라비아 검과 동등한 기능으로 일부 비-민감 적용분야에서 사용 감소를 달성하기 위한, 말토덱스트린, 라치 검, 폴리덱스트로즈, 이눌린 또는 이들의 배합물과 같은 저점도 폴리사카라이드의 첨가.
아라비아 검 대체물 조성물을 생성하는 방법 3은 하기를 포함한다:
1. 약 0.1% 내지 10%의, 이로 제한됨이 없이, 크산탄 검, 셀룰로즈 검, 카라기난, 알기네이트, 가티, 카라야 또는 이들의 배합물과 같은 음이온성 폴리사카라이드의 선택;
2. 약 0.1% 내지 25%의 프로필렌 글리콜 알기네이트, OSA 개질된 검, 고효능 아카시아 검 유화제, 소이 레시틴 또는 이들의 배합물과 같은 유화제 및 표면-부착 개질제의 첨가; 및
3. 약 65% 내지 99.8%의 말토덱스트린, 라치 검, 이눌린, 폴리덱스트로즈 또는 이들의 배합물과 같은 저점도 내용매성 폴리사카라이드의 첨가.
제2 상은 구체적인 최종 사용에서 아라비아 검 대체물 조성물의 시험을 수반하는데, 예를 들어, (1) 아카시아 세얄과 대등물로서 대체물 1 Std., 대체물 1 Fast 및 대체물 1 All Natural로 불리는 방법 1에 따른 대체물 조성물은 츄잉 검의 당-비함유 패닝, 피넛의 밀봉 및 일정한 당 패닝, 및 파스틸에 사용되었고; (2) 대체물 2로 표지된 방법 2에 따른 대체물 조성물은 향료 캡슐화 및 필름 글리터 적용분야에서 시험되었고; (3) 대체물 3으로 표지된 방법 3 대체물 조성물은 안정성을 위해 리소그라피 용액의 수성 상에서 시험되었다.
표 1은 두께 5 및 10mil의 40°Brix 아카시아 세얄, 아카시아 세네갈, 세얄-세네갈 블렌드 및 방법 1 캐스트로부터의 검 대체물에 대한 플레이크의 크기를 포함한다.
Figure 112011013652867-pct00001
당-비함유 츄잉 검 패닝 실시예: 이 실시예는 아라비아 검이 대체물 1 Std. 및 대체물 1 Fast와 비교되었다. 당-비함유 시럽 레시피는 64.5% 말티톨, 3.5% 결합제 (아라비아 검 대조물 또는 아라비아 검 대체물) 및 32% 물을 포함하였다. 검을 먼저 물에 첨가하고, 약 82℃로 가열한 후, 말티톨 분말을 가하였다. 이어서, 시럽을 끓이고, 60℃ 및 25℃에서 점도 조절을 위해 70°Brix, 68°Brix 및 60°Brix로 조절하였다. 직경 18inch 팬 코터를 사용하여, 아라비아 검 또는 대체물을 함유하는 60°Brix 시럽을 패닝에 사용하고, 끈적임/점착성 및 건조 특성을 비교하였다. 약 32.4 내지 32.6% 쉘 코트를 갖는 완성된 츄잉 검을 35℃ 및 12% RH에서 약 16시간 동안 습기 챔버 중에서 평형을 유지시킨 후, 반복물로서 50개 단편의 츄잉 검에 대해 TA XT 플러스 텍스쳐 분석기 (TA XT Plus Texture Analyzer), 니들 프로브, 1mm/sec 시험 속도로 쉘 강도를 시험하였다.
당-비함유 시럽의 점도는 표 2에 나타난 바와 같이 아라비아 검 및 대체물에 대해 서로 비슷하다. 표 2는 25℃ 및 60℃의 적용 온도 및 다양한 Brix 값에서 아라비아 검 및 대체물을 함유하는 말티톨 시럽의 시럽 점도를 설명한다. 또한, 더욱 높은 시럽 점도는 센터가 함께 붙고 울퉁불퉁한 표명의 원인이 될 수 있으므로 바람직하지 않은 것으로 밝혀졌다. 따라서, 상이한 대체물 조성물을, 패닝의 용이함을 위해 두께가 감소되는 대체물 1 Fast를 제외하고는, 아라비아 검과 같은 점도 및 두께를 갖도록 표준화시켰다.
Figure 112011013652867-pct00002
표 3은 18inch 팬 코터 (배치 크기: 1000g; 더스팅 분말: 말티톨; 시럽 온도: 60℃; 센터 크기: 1.0cm x 2.1cm; 자유 유동 후 건조 시간: 2.5분)를 사용하는 당-비함유 츄잉 검 패닝의 실험적 배치 기록을 포함한다. 표 4는 18inch 팬 코터 (배치 크기: 700g; 더스팅 분말: 말티톨; 센터 크기: 1.2cm x 1.9cm; 자유 유동 후 건조 시간: 2.5분)를 사용하는 당-비함유 츄잉 검 패닝의 실험적 배치 기록을 포함한다. 표 3 및 4에 나타난 바와 같이, 대체물 1 Std.는 아라비아 검과 동일한 건조 시간을 보인다. 고속-결정화 성분을 함유하는 대체물 1 Fast는 시럽 투입량 당 더욱 신속한 건조를 보였으며, 이는, 필요한 경우, 표준 대체물 조성물에 기초하여 패닝 시럽의 결정화 및 건조가 조작되고 아라비아 검보다 개선될 수 있다는 것을 입증한다. 패닝과 같은 시간 소모적 공정에서, 투입량당 더 짧은 건조가 바람직하며, 이는 개방 팬 코터 사용시 5 내지 10%의 크기로 빠른 것으로 평가된다. 동시에, 둘 다 흰색 대체물 사용시 색상이 개선된다. 아라비아 검은, 특히 츄잉 검이 착색 없이 패닝되는 경우, 쉘 코팅에 나타나는 천연 갈색을 띤다.
Figure 112014062951125-pct00053
Figure 112014062951125-pct00054
Figure 112011013652867-pct00005
Figure 112011013652867-pct00006
Figure 112011013652867-pct00007

표 5는 아라비아 검(아카시아 세얄) 및 대체물 1 Std. 및 대체물 1 Fast를 비교하는 츄잉 검 당 쉘의 경도를 포함한다. 표 5의 츄잉 검 당 쉘의 경도는 아라비아 검과 비교하여 대체물이 아라비아 검과 유사하거나 아라비아 검보다 높은 파쇄강도치(fracture Force values)을 나타낸다. 고속-결정화 성분을 함유하는 대체물 1 Fast는 아라비아 검 사용량의 2/3를 사용하는 경우에도 검 센터 #1에서 상당히 유사한 쉘 강도를 나타낸다. 츄잉 검 센터 #2에서와 동일 사용량으로 사용하는 경우, 대체물 1 Fast는 아라비아 검 및 대체물 1 Std.와 비교하여 상당히 높은 파쇄강도치를 나타내었으며, 이는 기본 조성물을 조작함으로써 달성되는 기능 개선이다.
Figure 112011013652867-pct00008
피넛 밀봉 실시예: 이 실시예는 더스팅 분말의 존재 및 부재 하에 시럽 투입 사이에 건조를 수행하면서 3개의 투입물에 40°Brix의 시럽을 적용함으로써 오일 및 산소 차단 둘 다를 제공할 피넛 밀봉에 대해 아라비아 검 대체물을 시험하였다. 이들 시럽의 점도가 표 6에 나타나 있으며, 아라비아 검 및 대체물 1 & 2를 포함하는 40°Brix 밀봉 시럽의 점도를 나타낸다. 점도는 아카시아 세얄 및 아카시아 세네갈과 매우 비슷하다. 사용된 더스팅 분말은 코코아와 곡분(flour)의 50:50 블렌드였다. 건조 시간을 비교하였으며, 뚜껑이 씌운 플라스틱 단지(jar)에서 2개월 동안 저장한 후 밀봉된 피넛에 대해 감각 시험을 수행하였다.
Figure 112011013652867-pct00009
표 7은 1000g의 배치 중량; 10g의 시럽 투입량; 10g의 더스팅 분말 (코코아:곡분 50:50 비율)을 사용하여 아라비아 검과 대체물 1을 비교하여 피넛 센터 밀봉에 관한 것이다. 표 7에서, 건조 시간은 아라비아 검과 대체물 1 Std.이 비슷하였다. 그러나, 고속-결정화 성분을 함유하는 대체물 1 Fast가 상당히 빠른 건조 시간을 나타낸다. 또한, 이는 산화 및 산패로부터 피넛을 보호하였으며, 이는 보다 우수한 필름 형성제였음을 나타낸다.
Figure 112011013652867-pct00010
Figure 112011013652867-pct00011

파스틸 실시예: 이 실시예에서는 하기와 같은 처방을 이용하여 검 부재 하, 및 아라비아 검(아카시아 세얄), 대체물 1 Std., 대체물 1 Fast 및 대체물 1 All Natural의 존재 하에서 파스틸 캔디의 배치를 제조하였다. 표 8은 파스틸을 위한 처방을 기술한다.
Figure 112011013652867-pct00012
이 실시예에서는, 물 및 콘 시럽을 먼저 쿠킹 팬에 가하였다. 당 및 검 시스템을 건식-블렌딩하고, 혼합하면서 배치에 가하였다. 이어서, 혼합물을 약 148 내지 150℃로 가열하고, 가열을 멈춘 후, 산 및 향료를 가하였다. 여전히 액체이고 뜨거울 때, 캔디 시럽을 몰드에 부었다. 캔디가 결정화되었을 때, 약 12% 상대 습도(RH)의 습식 챔버에 밤새 둔 후, 포장하고, 냉장시켜 물기를 방지하였다. 캔디의 경도는 TA XT 텍스쳐 분석기를 사용해 측정하였다.
대체물 1 Std., 대체물 1 Fast 및 대체물 1 All Natural은, 검이 첨가되지 않은 대조물과 비교하여, 아라비아 검(아카시아 세얄)과 동일하거나 심지어는 약간 높게 캔디 경도를 증가시켰다. 색상면에서, 아라비아 검은 대체물보다는 더욱 갈색으로 보였다. 표 9는, 단지 당을 포함한 대조군 캔디와 비교한, 아라비아 검 및 대체물로 제조된 파스틸 큐브의 경도 값을 나타낸다: 2번 시도의 평균 및 시도 당 6 내지 20개 복제물.
크래킹에 필요한 힘(g)의 면에서 캔디의 경도가 표에 제시되었다. 표 9에서, 단지 당만을 포함하고 검이 없는 대조군 캔디는 가장 낮은 경도 값을 갖는다. 대체물 1 Std. 및 대체물 1 Fast로 제조된 캔디는 아라비아 검에 비해 비슷하거나 약간 높은 경도 값을 나타내었다.
Figure 112014062951125-pct00055
향료 캡슐화 실시예: 이 실시예에서 오렌지 오일 에멀젼은 160g의 아라비아 검 또는 대체물 3 및 4를 240g의 물에 용해시키고 2시간 동안 혼합함으로써 제조하였다. 이어서, 35g의 오일을 첨가하고, 5분 동안 혼합한 후, 로스 믹서(Ross Mixer) 모델 MElOOL을 사용하여 약 2000RPM으로 3분 동안 혼합함으로써 거친 에멀젼을 제조하였다. 에멀젼의 안정성을 터비스캔 랩 엑스퍼트(Turbiscan Lab Expert, Formulaction)을 사용하여 16시간까지 모니터링하여 오일 방울의 이동 및/또는 시간 경과에 따른 물 및 오일 층의 분리를 보았다. 분무-건조될 향료 에멀젼에 있어, 에멀젼에 대한 필요조건은 약 4시간 일 수 있는 제조 후 분무 건조까지의 기간에 걸쳐 안정해야 한다는 것이다. 따라서, 6 내지 16시간 내에 분리되지 않는 에멀젼은 유화제가 효과적으로 작업한다는 것을 나타낸다. 분무 건조 연구에서, 에멀젼은 로스 혼합 후 즉시 분무 건조되었다. 에멀젼의 모든 점도가 서로 비슷하였으며, 기계적으로 배치들은 분무 건조 동안 동일한 방식으로 거동하였다. 최종 분말들은 감각 시험을 이용해 비교하였다.
도 10은 분무 건조를 위한 오렌지 오일 에멀젼에 대한 것으로서 아라비아 검 및 상이한 유화제를 갖는 아라비아 검 대체물을 비교한다. 즉, 표 10은 아라비아 검 대조물, OSA-개질된 검 유화제를 갖는 대체물 2, 유화 전분을 갖는 대체물 2 및 천연 유화제를 갖는 대체물 4로 제조된 에멀젼의 점도 및 가시적 외관을 나타낸다. 모든 에멀젼은 가시적으로 분리의 표시를 나타내지 않았다. 터비스캔 프로파일이 도 9a 내지 도 9f에 나타나 있다. 이들 프로파일은 모든 샘플이 처음 5 내지 6시간 내에는 안정하였다는 것을 확인시켰다. 도 9f에서 시간 경과에 따른 굴절 지수의 급진적인 감소 또는 이동과는 반대로 그래프 상의 샘플 튜브의 하단 (0mm 초과 내지 10mm) 주위에서는 어떠한 수 분리도 나타나지 않았다. 마찬가지로, 도 9f와는 반대로 40mm 주위에서 충돌(bump)을 보였던 어떠한 크리밍(creaming)도 없었다. OSA-개질된 검 및 유화 전분을 갖는 에멀젼의 터비스캔 프로파일에서 2시간 내의 주목할 만한 이동은 오일 응집 때문이 아니라 포움(foam) 또는 공기 버블 붕괴인듯 하였다. 약 18시간에, 아카시아 세얄 대조군은 샘플 튜브의 약 40mm 또는 상단 층에서의 터비스캔 프로파일의 충돌에 의해 입증되는 바와 같이 크리밍 표시를 나타내었으나, 반면에 아카시아 세네갈 및 대체물은 그러하지 않았다. 그러나, 분무 건조가 4시간 내에 일어나므로, 기술적 관점에서, 아라비아 검 및 다양한 반복의 대체물 2를 사용하는 모든 에멀젼은 안정성 시험을 통과하였다.
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Figure 112011013652867-pct00015

식용 필름 글리터 실시예: 이 실시예에서는 식용 글리터가 제조되었다. 제조된 식용 글리터는 아카시아 세얄 아라비아 검을 포함하였으며, 방법 2로부터의 대체물 조성물이 40% 아라비아 검 또는 대체물 조성물, 0.8% 글리세린 및 59.2% 물을 함유하는 식용 필름 글리터 처방에 사용되었다. 검을 1시간 동안 실온에서 물 및 글리세린에 용해시킨 후, 10mil 두께로 캐스팅하고, 12% RH에서 제어식 습식 오븐에서 건조시키고, 벗겨낸 후, 포장하였다. 또한, 아라비아 검 및 대체물 조성물을 사용하는 스케일 업 시도를 방출제로서 첨가된 칼륨 스테아레이트를 사용하여 수행하였다. 캐스트 필름은 아카시아 세얄, OSA-개질된 검 유화제를 갖는 대체물 2 및 대체물 2 All Natural에 대해 유사한 크래킹 패턴을 보인다.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 아카시아 세얄 식용 글리터를 나타낸다. 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OSA-개질된 검을 갖는 대체물 2의 식용 글리터를 나타낸다. 도 10c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대체물 2 All Natural 유화제의 식용 글리터를 나타낸다. 도 10a 내지 10c에서, 생성된 글리터는 플레이크의 광택 및 크기가 서로 매우 잘 비교된다. 또한, 스케일 업 시도에서 아라비아 검과 대체물 사이에 동일한 프로세싱 양상이 나타났다.
리소그라피 실시예: 이 실시예는 방법 3으로부터의 리소그라피 용액, 아라비아 검 [아카시아 세얄] 및 다양한 대체물 조성물을 2가지 삽입 방법을 이용하여, 예를 들어 1) 분말(7.58%)을 직접적으로 리소그라피 용액(92.42%)으로 첨가 및 2) 14° Baume 용액을 제조하여 이를 (28.6%) 리소그라피 용액(71.4%)에 첨가함으로써 비교하였다. 이들 용액을 1 내지 10일 후 분리에 대해 모니터링하였다.
매우 소수의 검 또는 폴리사카라이드가 수성 리소그리피 용액 또는 급습액 (fountain solution)에 적합하거나 안정하며, 1일 내에 용기의 상단 또는 하단에 콜로이드 층을 형성할 것이다. 최적의 안정성은 OSA-개질된 검 유화제를 함유하는 다른 음으로 하전된 검 중에서 크산탄 및 셀룰로즈 검과 같은 음이온성 검의 사용으로 나타난다. 삽입 방법과 무관하게 10일 후 방법 3 대체물 조성물 사용에서는 어떠한 분리도 나타나지 않았다.
비록 본 기술이 어느 정도의 특정성으로 기술되고 설명되었지만, 본 기술이 단시 예시로서, 당업자에 의해 본 기술의 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 조건 및 단계의 순서에 다양한 변화를 가질 수 있다고 생각된다.

Claims (19)

  1. 수성 아라비아 검 대체 조성물의 제조방법으로서, 강력한 필름 형성제, 저점도 크래킹제, 점착성 개질제 및 고속-결정화제를 물에서 혼합하여 아라비아 검 대체 조성물을 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 강력한 필름 형성제는, 건조 형태로, 상기 조성물의 0.1중량% 내지 10중량%에 상당하는 양으로, 펙틴, 젤란(gellan), 코냑(konjac), 타라, 호로파(fenugreek), 셀룰로즈 검, 메틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC) 및 프로필렌 글리콜 알기네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
    상기 저점도 크래킹제는, 건조 형태로, 상기 조성물의 65중량% 내지 99.8중량%에 상당하는 양으로, 말토덱스트린, 올리고사카라이드, 모노사카라이드 및 라치 검으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
    상기 점착성 개질제는, 건조 형태로, 상기 조성물의 0.1중량% 내지 10중량%의 양으로, 전분, 구아 검, 로커스트 빈 검 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되고;
    상기 고속-결정화제는, 건조 형태로, 이눌린, 에리트리톨 및 낮은 DE 말토덱스트린 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되며,
    상기 아라비아 검 대체 조성물은 35 내지 40°Brix 농도의 용해된 고형분으로 25℃에서 10cP 내지 2000cP의 점도를 가지며,
    5mil 내지 10mil 두께의 필름으로 캐스팅되고 공기 건조되는 경우, 0.5mm 내지 30mm의 폭 및 10mm 내지 70mm의 길이의 범위의 플레이크로 크래킹되는, 방법.
  2. 제1항에 기재된 아라비아 검 대체 조성물을 사용하는 방법으로서,
    상기 조성물을 물에 용해시키는 단계 및, 상기 수득한 아라비아 검 대체 용액을 기질에 적용하는 단계를 포함하며,
    여기서, 상기 조성물이 당 또는 당-알콜 쉘 코트를 결합 및 강화하고, 오일 함유 센터(oil containing centers)를 밀봉하며, 캔디를 강화하거나, 종자 및 곡물 단편을 상기 기질에 부착시키기 위한 제제로서 기능하는, 방법.
  3. 건조시 아라비아 검의 패턴과 일치하는 패턴으로 크래킹하는 기질상에 수성 필름을 형성하는 방법으로서,
    35 내지 40°Brix 농도의 용해된 고형분에서 제1항에 기재된 아라비아 검 대체 조성물의 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 기질상에 5mil 내지 10mil의 두께로 수득한 아라비아 검 대체 용액을 캐스팅하는 단계를 포함하는 방법.


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