KR101952572B1 - 높은 냉동-해동 안정성을 갖는 휘핑가능한 토핑 - Google Patents

높은 냉동-해동 안정성을 갖는 휘핑가능한 토핑 Download PDF

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Abstract

(a) 수용성 탄수화물, (b1) 수소화된 식물성 지방, (b2) 임의의 유지방, (c) 9 미만의 HLB제형 값을 갖는 유화제 제형, (d1) 제1 하이드록시프로필 메틸셀룰로스, (d2) 제2 하이드록시프로필 메틸셀룰로스, (e) 단백질, (f) 임의로, 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제, 및 (g) 물을 포함하는 휘핑가능한 토핑 조성물로서, 제1 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(d1) 대 제2 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(d2)의 중량비는 3:1 내지 13:1 범위 내이다.

Description

높은 냉동-해동 안정성을 갖는 휘핑가능한 토핑{WHIPPABLE TOPPING WITH HIGH FREEZE-THAW STABILITY}
본 발명은, 하이드록시프로필 메틸셀룰로스를 포함하고, 높은 냉동-해동 안정성을 갖는 휘핑가능한 토핑 조성물에 관한 것이다.
유지방 함유 휘핑가능한 토핑 및 비-유제품의(non-diary) 휘핑가능한 토핑이 시중에 다수 존재한다. 비-유제품의 휘핑가능한 토핑은 낙농 산물들을 전혀 함유하지 않으며, 즉 무(無)유지방 및 무카제인나트륨이다. 이러한 비-유제품의 휘핑가능한 토핑은 전형적으로는 부분적으로 수소화된 팜커넬유와 같은 오일 및 옥수수 시럽과 같은 감미제로부터 제조된다. 천연 검 및/또는 셀룰로스 에테르와 같은 유화제 및 안정제가 또한 통상적으로 첨가된다. 때때로, 비-유제품의 휘핑된 토핑은 부분적으로 수소화된 식물성 지방의 높은 융점으로 인해 실제의 휘핑된 크림에 비해 열등한 식감과 맛을 나타낸다.
비-유제품의 휘핑된 토핑에 비해, 오일 상이 100% 유지방인 휘핑된 크림은 양호한 식감과 맛을 갖지만, 이의 낮은 융점으로 인해 불량한 열 안정성 및 낮은 견고성(firmness) 문제를 갖는다. 이러한 단점들은 휘핑된 크림의 데코레이션 이용을 감소시킨다. 따라서, 양호한 식감과 맛을 양호한 데코레이션 특성들과 조합하여 갖는 휘핑된 토핑에 대한 요구가 최근에 실질적으로 증가하고 있으며, 다수의 유지방 함유 휘핑가능한 토핑들이 개발되어 시판되고 있다.
위생적, 심미적 및 경제적 이유로, 대부분의 제조업자들은, 유지방 함유 휘핑가능한 토핑 뿐만 아니라 비-유제품의 휘핑가능한 토핑을 포함하여, 휘핑가능한 토핑을 -18℃에서 냉동 상태로 저장하는 것을 선호한다. 휘핑가능한 토핑을 냉동 상태에서 판매하면, 이의 저장 수명이 연장되며, 미적이지 않은 상 분리, 예를 들면, 크리밍(creaming), 응집 등이 방지되고, 기존의 -18℃ 저장 및 운송 시설들의 사용이 허용된다.
그럼에도, -18℃에서의 휘핑가능한 토핑의 저장 및 운송은 커다란 단점을 갖는다: 공지된 휘핑가능한 토핑들은 불량한 냉동-해동 안정성 문제를 갖기 때문에, 냉동은 해동된 제품의 특성들을 악화시킨다. 최종 사용자가 휘핑가능한 토핑을 약 4℃에서 해동시킨 후에 이를 휘핑하는 경우, 오버런(overrun) 및 열 안정성과 같은 이의 성능이 냉동 전의 이의 성능에 비해 최종 사용자에게 허용불가능한 수준으로 저하된다.
각종 유지방 함유 휘핑가능한 토핑 및 비-유제품의 휘핑가능한 토핑이 선행 기술에 보고되어 있다:
GB 제2 437 239 A호에는, 20% 이하의 총 지방을 갖고, 우유, 추가의 낙농 지방 및 분유; 전분; 말토덱스트린, 글루코스 시럽 및 셀룰로스로부터 선택된 폴리사카라이드; 수소화된 팜커넬유와 같은 비-유제품의 라우르산계 지방; 유화제 혼합물; 및 적어도 구아 검 및 카라기난 검을 포함하는 하이드로콜로이드 혼합물 및 임의로 하이드록시프로필 메틸셀룰로스를 포함하는 저지방 휘핑 크림이 기재되어 있다. 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로스는 명시되어 있지 않으며, 예시적 휘핑 크림들에도 하이드록시프로필 메틸셀룰로스가 존재하지 않는다.
US 제2007/0071874 A1호는 하이드록시프로필 셀룰로스, 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC), 메틸 하이드록시에틸 셀룰로스, 메틸셀룰로스, 에틸셀룰로스 및 이들의 블렌드로부터 선택된 셀룰로스 에테르 화합물; 수용성 또는 수팽윤성 하이드로콜로이드 안정제; 지방; 유화제; 및 수성 상을 포함하는 크림 조성물에 관한 것이다. 상기 지방은 바람직하게는 유지방이지만, 대안적으로 식물성유가 사용될 수 있다. 이의 실시예에는, HPMC(상이한 등급들의 Benecel®)를 항상 낙농 지방 및 안정제로서의 카라기난과 조합하여 포함하는 몇몇 크림 제형들이 기재되어 있다. 하나의 제형 내의 상이한 타입들의 HPMC의 혼합물은 기재되어 있지 않다. US 제2007/0071874 A1호의 목적은, 고온 처리에 적용될 수 있고, 안정한 크림을 생성할 수 있는 크림 조성물을 제공하는 것이다.
US 제5,609,904 A호는 휘핑전 상태에서 개선된 내산성 및 냉동 저항성을 갖는 휘핑 크림 조성물을 교시한다. 상기 크림상 조성물은 식물성 지방 및 동물성 지방(예를 들면, 버터 지방)을 포함하는 지방; 카제인 단백질과 유청 단백질의 배합물; 특정한 유화제 배합물; 적어도 하나의 식용 섬유; 당; 및 물을 포함한다. 천연 발생 폴리사카라이드 및 합성 안정제, 예를 들면, 카복시메틸 셀룰로스 및 메틸셀룰로스가 임의의 성분으로서 언급되어 있다. 휘핑되기 전의 비휘핑 유화액의 냉동-해동 안정성에 대해서는 논의되지 않았다.
US 제5,077,076 A호는 지방, 무지방 우유 고형물, 포스페이트 염, 검, 카제인나트륨, 유화제, 수용성 탄수화물 및 물을 포함하는, 냉장고에서 안정한 냉동된 휘핑된 토핑에 관한 것이다. 상기 폴리사카라이드 검은 카복시메틸 셀룰로스 및 메틸셀룰로스와 같은 식물성 검 또는 합성 검일 수 있으며, 크산탄 검과 갈락토만난 검의 배합물이 특히 유용하다. 상기 지방은 바람직하게는 식물성 지방 또는 오일이며, 유지방과 같은 동물성 지방은 기능적이긴 하지만 피하는 것이 바람직하다.
US 제5,384,145 A호는, 물, 수용성 탄수화물, 지방, 화학적 유화제, 수용성 단백질 및 하이드로콜로이드 안정제를 포함하는, 냉동-해동에 안정한, 바람직하게는 비-유제품의, 냉동된 휘핑 토핑에 관한 것이다. 상기 하이드로콜로이드 안정제는 카복시메틸 셀룰로스 및 메틸셀룰로스와 같은 식물성 검 또는 합성 검일 수 있는 폴리사카라이드 검이며, 크산탄 검과 갈락토만난 검의 배합물이 특히 유용하다. 상기 지방은 바람직하게는 식물성 지방 또는 오일이며, 유지방과 같은 동물성 지방은 기능적이긴 하지만 피하는 것이 바람직하다.
US 제4,451,492호는 개선된 냉동-해동 안정성을 갖는 실제의 크림 냉동된 휘핑된 토핑의 제조 방법을 제공한다. 상기 냉동된 휘핑된 토핑은 유지방을 또다른 동물성 지방 또는 식물성 지방; 단백질; 카복시메틸 셀룰로스 및 메틸셀룰로스를 포함하는 식물성 검 또는 합성 검과 같은 단백질 외의 안정제; 유화제; 탄수화물; 인 산소산의 염인 칼슘 킬레이트제; 및 물과 조합하여 포함한다.
US 제4,251,560호도 또한, 개선된 냉동-해동 안정성을 갖는 실제의 크림 냉동된 휘핑된 토핑의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 냉동된 휘핑된 토핑은 유지방; 개질된 전분; 유화제; 카복시메틸 셀룰로스 및 메틸셀룰로스를 포함하는 식물성 검 또는 합성 검과 같은 안정제; 탄수화물; 및 물을 포함한다.
상기 참조 문헌들은 냉동 문제에 대해서는 전혀 다루지 않았거나, 휘핑하고자 하는 토핑 조성물의 냉동-해동 안정성과는 상이한, 이미 휘핑된 상태에서의 토핑의 냉동-해동 안정성에 대해서만 논의하였다.
US 제6,203,841 B호는, 실온에서 저장 안정성이고, 1 내지 5의 요오드가를 갖는 제1의 본질적으로 수소화된 오일(예를 들면, 팜커넬유는 1 내지 5의 요오드가로 수소화된다) 및 제2의 경화 지방(예를 들면, 팜유의 스테아린 분획의 완전히 수소화된 형태)을 포함하고 유화제를 포함하는 트리글리세라이드 지방의 휘핑된 수중유 유화액을 포함하는, 휘핑된 토핑에 관한 것이다. 상기 유화액 조성물은 친수성 콜로이드의 안정제, 즉 METHOCEL® F-50 HG와 같은 하이드록시프로필 메틸셀룰로스를 포함하는 식물성 검 또는 합성 검을 추가로 함유할 수 있다. 상기 휘핑된 토핑을 제조하기 위한 식료품은 냉동-해동 조건들을 견딜 수 있기 때문에 냉동-해동 처리 후에 휘핑가능하다고 언급되어 있다. 그러나, US 제6,203,841 B호에는 냉동 및 해동된 후의 상기 토핑 조성물의 휘핑 거동에 대한 어떠한 상세한 설명도 주어져 있지 않다. 이는 해동된 샘플의 휘핑이 설명된 어떠한 예도 포함하지 않는다. "냉동-해동 처리 후에 여전히 휘핑가능한"은, 반드시 해동 후의 휘핑 성능이 현저하게 악화되지 않는다는 것을 의미하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명에 의해 해결하고자 하는 과제는, 기분 좋은 식감을 갖고, 뛰어난 냉동-해동 안정성을 나타내는, 즉 냉동 및 해동된 후에도, 휘핑되었을 때, 양호한 오버런, 견고성(식감), 높이 변화율 및 물 이액(water syneresis)을 제공하는 신규한 휘핑가능한 토핑 조성물을 제공하는 것이다. 이들 특성은 냉동-해동 사이클 후에 휘핑되었을 때 현저하게 저하되지 않는 것이 바람직하다.
개요
상기 과제는,
(a) 10 내지 30중량%의 수용성 탄수화물;
(b1) 8 내지 30중량%의 수소화된 식물성 지방;
(b2) 임의로 0 내지 13중량%의 유지방;
(c) 1개 내지 n개의 상이한 유화제 화합물(ci)로 이루어지고, 9 미만의 수학식 I에 따른 HLB제형 값을 갖는, 0.5 내지 1.5중량%의 유화제 제형:
수학식 I
Figure 112015049677283-pct00001
[여기서, HLBi 및 xi는 i번째 유화제 화합물(ci)의 HLB 값 및 (상기 유화제 제형의 총 중량 기준의) 중량 분율이다];
(d1) 1.4 내지 2.5의 평균 치환도 DS메틸 및 20 내지 100mPaㆍs의 2중량% 수용액 점도를 갖는, 0.05 내지 0.9중량%의 제1 하이드록시프로필 메틸셀룰로스;
(d2) 0.8 내지 1.9의 평균 치환도 DS메틸 및 2800 내지 5500mPaㆍs의 2중량% 수용액 점도를 갖는, 0.005 내지 0.2중량%의 제2 하이드록시프로필 메틸셀룰로스;
(e) 0.02 내지 0.4중량%의 단백질; 및
(f) 임의로 성분 (d)와는 상이한, 0 내지 0.17중량%의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제;
(g) 100중량%까지 첨가되는 양의 물
을 포함하고(모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다),
제1 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(d1) 대 제2 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(d2)의 중량비는 3:1 내지 13:1 범위 내인,
휘핑가능한 토핑 조성물에 의해 해결된다.
본 발명은 또한, 상기 휘핑가능한 조성물로부터 제조된 휘핑된 토핑 및 식용 제품을 제조하기 위한 상기 휘핑가능한 조성물 및 상기 휘핑된 토핑의 용도에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은, 상기 휘핑가능한 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 휘핑된 토핑의 물 이액을 측정하기 위한 기구를 나타낸다.
양태들의 설명
본 발명자들은, 놀랍게도, 유지방 함유 토핑 중에서 안정제로서의 상기 제1 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC)(d1)와 상기 제2 HPMC(d2)의 3:1 내지 13:1, 바람직하게는 4:1 내지 12:1, 더욱 바람직하게는 5:1 내지 11:1, 더욱 더 바람직하게는 6:1 내지 10:1, 가장 바람직하게는 7:1 내지 9:1 중량비의 배합물을 9 미만의 HLB 값을 갖는 유화제 제형과 함께 사용하면, 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 냉동-해동 안정성이 상당히 증가하고, 상기 휘핑된 토핑의 균형잡힌 성능이 제공된다는 것을 발견하였다.
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 10 내지 30중량%, 바람직하게는 12 내지 28중량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 27중량%, 가장 바람직하게는 17 내지 25중량%의 수용성 탄수화물(a)을 포함하며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 본 출원에서 사용되는 용어 "수용성 탄수화물"은 하나의 타입의 수용성 탄수화물 뿐만 아니라 상이한 타입들의 수용성 탄수화물들의 혼합물들도 포함한다. 상기 수용성 탄수화물은 본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물에 고형물 및 단맛을 공급하기 위해 사용된다. 전형적으로, 목적하는 수준의 단맛을 제공하기 위해 모노사카라이드(예를 들면, 글루코스(덱스트로스) 및 프럭토스), 디사카라이드(예를 들면, 수크로스 및 말토스) 또는 이들의 혼합물들이 포함된다.
몇몇 양태에서, 상기 수용성 탄수화물은 글루코스 시럽 또는 글루코스-프럭토스 시럽과 같은 시럽 형태로 상기 휘핑가능한 토핑 조성물에 첨가되며; 이러한 경우, 상기 휘핑가능한 토핑 조성물 중의 상기 수용성 탄수화물은 무수 글루코스 시럽 고형물 또는 무수 글루코스-프럭토스 시럽 고형물과 같이 "무수 시럽 고형물"로서 언급될 수 있다. 글루코스 시럽은 모노사카라이드, 디사카라이드 및 더 고급 사카라이드의 액상 전분 가수분해물이며, 임의의 전분 공급원으로부터 제조될 수 있고; 옥수수, 밀, 벼 및 감자가 가장 통상적인 공급원이다. 예를 들면, 고급-글루코스 시럽 및 고급-말토스 시럽을 포함하는 몇몇 타입의 글루코스 시럽이 시중에 존재한다. 글루코스 시럽은 일반적으로 글루코스, 말토스 및 더 고급 올리고사카라이드를 가변적 양으로 함유하며, 전형적으로는 10 내지 43중량%의 글루코스를 함유한다. 덱스트로스 당량(DE)은 20 내지 70 범위일 수 있다. 효소적 가수분해에 의해 제조된 대부분의 글루코스 시럽은 60 내지 70의 DE를 갖는다. 산 가수분해에 의해 제조된 제품은 전형적으로 55 내지 60의 DE를 갖는다. 특정 경우에, 70중량% 또는 심지어 95중량% 이하의 말토스를 갖는 시럽을 제조하는 것이 가능하다. 바람직한 글루코스 시럽은 글루코스를 주로 포함하는 옥수수 시럽이다. 바람직하게는 상기 옥수수 시럽은 약 65의 덱스트로스 당량 DE를 갖는다. 글루코스-프럭토스 시럽(= 고급-프럭토스 옥수수 시럽 HFCS)은 옥수수 시럽으로부터 이의 글루코스 중 일부를 프럭토스로 효소적 이성체화시켜서 제조된다. 전형적으로, 글루코스-프럭토스 시럽은, 각각 건조 고형물을 기준으로 하여, 40 내지 58중량%, 바람직하게는 42 내지 55중량%의 양의 프럭토스; 및 40 내지 58중량%, 바람직하게는 41 내지 53중량%의 양의 글루코스를 포함한다. 나머지 성분들은 건조 고형물을 기준으로 하여 2 내지 6중량%인 소량의 더 고급 사카라이드이다. 식품 산업에서 감미제로서 고급-프럭토스 옥수수 시럽을 사용하는 것은 미국에서 매우 일반적이다. 본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물에 사용될 수 있는 두 가지 예시적 타입의 고급-프럭토스 옥수수 시럽은, 각각 건조 고형물을 기준으로 하여, 약 55중량%의 프럭토스, 약 41중량%의 글루코스, 약 2중량%의 말토스 및 약 2중량%의 다른 더 고급 사카라이드를 포함하는 HFCS 55; 및 약 42중량%의 프럭토스, 약 52중량%의 글루코스, 및 약 6중량%의 더 고급 사카라이드를 포함하는 HFCS 42이다. 전형적으로, 본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물에 사용될 수 있는 시럽은 70 내지 90중량%, 바람직하게는 75 내지 85중량%, 더욱 바람직하게는 77 내지 83중량%의 상기 기술된 바와 같은 수용성 탄수화물 및 10 내지 30중량%, 바람직하게는 15 내지 25중량%, 더욱 바람직하게는 17 내지 23중량%의 물을 포함한다.
본 발명에서 감미제로서 유용한 추가의 예시적 수용성 탄수화물은, 수크로스(바람직하게는 그래뉼당(granulated sugar)의 형태로 첨가됨), 말토스, 전화당, 갈락토스, 락토스 가수분해물, 락토스, 및 상기 기술된 바와 같은 시럽들과의 혼합물을 포함하는 이들의 혼합물들이다.
수용성 탄수화물의 총량은 위에 정의된 범위 내이다.
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 8 내지 30중량%, 바람직하게는 9 내지 20중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 18중량%, 더욱 더 바람직하게는 11 내지 17중량%, 가장 바람직하게는 12 내지 16중량%의 수소화된 식물성 지방(b1)을 포함하며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 본 출원에서 사용되는 용어 "수소화된 식물성 지방"은 하나의 타입의 수소화된 식물성 지방 뿐만 아니라 상이한 타입들의 수소화된 식물성 지방의 혼합물도 포함한다. 용어 "수소화된 식물성 지방"은, 완전히 수소화되거나 부분적으로 수소화된, 전형적으로는 7 이하, 바람직하게는 5 이하, 더욱 바람직하게는 3 이하, 가장 바람직하게는 2 이하의 요오드가로 수소화된 식물성 지방을 의미한다. 특정 양태에서, 상기 수소화된 식물성 지방은 0.15 내지 7, 더욱 바람직하게는 0.35 내지 2의 요오드가를 갖는다. 상기 요오드가는 AOCS Official Method Cd 1-25 방법(와이스 법(Wijs method))에 따라 측정된다.
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물에 사용되는 수소화된 식물성 지방은 바람직하게는 전형적인 고체 지방 지수(solid fat index)를 특징으로 한다:
Figure 112015049677283-pct00002
고체 지방 지수(SFI)는 온도 구배에 걸친 전체 지방에 대한 결정성(고체) 상 중의 지방의 중량 백분율(나머지는 액체 상 중에 있다)의 척도이다. SFI는 가열 시 지방의 팽창을 측정하는 팽창계를 사용하여 측정되며; 밀도 측정값들은 일련의 표준화된 온도 체크 포인트들에서 수집된다.
본 발명에 유용한 수소화된 식물성 지방의 예시적 예에는 수소화된 팜커넬유, 수소화된 코코넛유, 수소화된 면실유, 수소화된 낙화생유, 수소화된 올리브유, 수소화된 옥수수유, 수소화된 대두유 및 수소화된 팜유, 및 이들의 혼합물들이 포함된다. 상기 정의된 바와 같이, 각각의 예시적인 "수소화된" 오일에는, 상기 기술된 바람직한 요오드가를 갖는, 완전히 및 부분적으로 수소화된 오일이 포함된다.
수소화된 식물성 지방(들)의 총량은 위에 정의된 범위 내이다.
상기 수소화된 식물성 지방 이외에도, 본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 임의로 0 내지 13중량%, 바람직하게는 0 내지 12중량%, 더욱 바람직하게는 0 내지 10중량%의 유지방(b2)을 포함하며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 몇몇 양태에서, 본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 6 내지 13중량%, 바람직하게는 7 내지 12중량%, 더욱 바람직하게는 8 내지 10중량%의 유지방(b2)을 포함한다. 위에 언급된 양태들을 포함하여, 유지방(b2)이 존재하는 경우, 수소화된 식물성 지방(b1) + 유지방(b2)의 총량은 전형적으로 10 내지 35중량%, 바람직하게는 14 내지 33중량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 32중량%, 더욱 더 바람직하게는 16 내지 31중량%, 특히 더 바람직하게는 18 내지 30중량%, 가장 바람직하게는 20 내지 28중량% 범위이며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 위에 언급된 양태들을 포함하여, 유지방(b2)이 존재하는 경우, 상기 휘핑가능한 토핑 조성물 중의 수소화된 식물성 지방(b1)의 양은, 특히 상기 기술된 (b1)에 대한 바람직한 범위들을 포함하여, 전형적으로 8 내지 20중량%, 대안적으로 10 내지 19중량% 또는 12 내지 18중량% 범위이며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 유지방은 버터 지방으로도 공지되어 있으며, 우유 중 지질의 총량을 명시한다. 본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물 중의 유지방의 존재는 임의적이며, 이는 맛과 식감을 개선시킨다. 우유는 천연 제품이기 때문에, 유지방의 조성은 젖소의 번식, 영양, 관리 및 건강상태에 좌우되어 가변적이다. 유지방은 주로 지방산 트리글리세라이드로 구성되며, 가변적인 지방산 분포를 갖는다. 이는 비교적 다량의 저급 포화 지방산 및 소량의 불포화 지방산을 갖는다. 유지방의 전형적인 지방산 분포(모두 지방산의 총량 기준의 중량% 단위임)는,
부티르산 2.9 내지 5.8%
카프로산(caproic acid) 1.8 내지 3.2%
카프릴산 1 내지 1.8%
카프르산 2.1 내지 3.8%
라우르산 2.4 내지 4.1%
미리스트산 9.5 내지 13.1%
미리스톨레산 0.7 내지 1.7%
펜타데칸산 약 1.3%
팔미트산 25.5 내지 36.3%
팔미톨레산 1.3 내지 2.4%
헵타데칸산 약 0.7%
스테아르산 6.4 내지 11.6%
올레산 18.3 내지 30%
엘라이드산 약 1.3%
리놀레산 0.9 내지 2.8%
리놀렌산 0.2 내지 1.4%
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 0.5 내지 1.5중량%, 바람직하게는 0.6 내지 1.3중량%, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 1.2중량%, 가장 바람직하게는 0.8 내지 1.0중량%의 유화제 제형(c)을 포함하며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 유화제 제형(c)은 하나의 단일 유화제 화합물(ci) 또는 n개의 상이한 유화제 화합물(ci)들로 이루어질 수 있다. 유화제 화합물은, 친수성 또는 친유성의 정도에 대한 척도인, 특정한 HLB(친수성-친유성 균형)를 특징으로 하는 계면활성제이다. HLB는 계면활성제 분자의 상이한 영역들에 대한 값들을 산출하여 결정한다. 본원에서 사용되는 HLB 값은, 2003년에 블랙웰 사이언스(Blackwell Science)에 의해 출판된, 짐 스미스(Jim Smith) 및 릴리 홍-셤(Lily Hong-shum)이 편집한 "식품 첨가물 데이터 북(Food additives data book)"에 명시된 값들을 언급한다. 상기 "식품 첨가물 데이터 북"에 열거되지 않은 계면활성제들의 경우, HLB 값들은 더블유.씨. 그리핀(W.C. Griffin)의 방법에 따라 결정된다.
유화제 제형(c)의 HLB 값은, 휘핑 동안에 안정한 3차원 망상구조(network)를 형성하는데 필요한 지방구의 부분적 유착을 향상시키기 위해, 9 미만, 바람직하게는 8 미만, 더욱 바람직하게는 7 미만이어야 한다. 더 친수성인, 즉 9를 초과하는 HLB를 갖는 유화제 제형은 휘핑된 토핑의 만족스러운 오버런을 생성하지 않는다.
n개의 상이한 유화제 화합물(ci)을 포함하는 블렌드의 HLB 값은 수학식 I에 의해 결정된다:
수학식 I
Figure 112015049677283-pct00003
상기 수학식 I에서, HLBi 및 xi는 i번째 유화제 화합물(ci)의 HLB 값 및 (상기 유화제 제형의 총 중량 기준의) 중량 분율이다. 상이한 유화제 화합물(ci)의 자연수 n은 결정적이지 않다. 이는 임의의 자연수일 수 있다. 바람직하게는, n은 1 내지 1000, 더욱 바람직하게는 1 내지 100, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 10, 가장 바람직하게는 1 내지 5의 자연수이다.
유화제 화합물(ci)은, 또한 약간의 유화 특성들을 갖는 HPMC(d1) 및 (d2)와 상이하다. 본 발명의 의미 내에서, 유화제 화합물(ci)은 또한 포스페이트 염과도 상이하다. 전형적으로, 본원에서 사용되는 용어 "유화제 화합물"은 폴리사카라이드 및 개질된 폴리사카라이드와 같은 고분자량의 중합체성 화합물을 포함하지 않는다. 바람직하게는, 유화제 화합물(ci)은 각각 2000 미만, 더욱 바람직하게는 1500 미만의 분자량을 갖는다. 바람직한 양태에서, 유화제 제형(c)은 하나 이상의 유기 유화제를 포함하며, 즉 유화제 화합물(ci) 중 적어도 하나는 유기 유화제이고, 더욱 바람직하게는, 유화제 제형(c)은 유기 유화제 화합물(ci)로 이루어진다. 본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 정의된 바와 같은 유화제 화합물(ci) 이외에 임의의 유화제를 함유하지 않는다.
전형적인 유화제 화합물(ci)은 상기 "식품 첨가물 데이터 북"에 언급된 것들이다. 본 발명에 사용하기 위한 예시적인 유화제 화합물(ci)에는 레시틴; 하이드록실화된 레시틴; 나트륨 스테아로일 락틸레이트(SSL); 지방산의 모노, 디 또는 폴리글리세라이드, 예를 들면, 증류된 모노글리세라이드(DMG), 글리세릴 모노- 및 디스테아레이트(GMS) 및 지방산의 폴리글리세롤 에스테르(PGE), 예를 들면, 트리글리세롤 모노스테아레이트(TGMS) 및 헥사글리세릴 디스테아레이트; 다가 알코올의 지방 에스테르의 폴리옥시에틸렌 에테르, 예를 들면, 소르비탄 모노스테아레이트의 폴리옥시에틸렌 에테르(Polysorbat 60 또는 Tween 60) 또는 소르비탄 디스테아레이트의 폴리옥시에틸렌 에테르; 다가 알코올의 지방 에스테르, 예를 들면, 소르비탄 모노스테아레이트; 글리콜의 모노- 및 디에스테르, 예를 들면, 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트 및 프로필렌 글리콜 모노팔미테이트; 석시노일화된 모노글리세라이드; 수크로스 에스테르; 및 락트산, 시트르산 및 타르타르산과 같은 카복실산과 지방산의 모노- 및 디글리세라이드의 에스테르, 예를 들면, 글리세롤 락토 팔미테이트 및 글리세롤 락토 스테아레이트; 및 이들의 혼합물들이 포함된다. 유화제 화합물(ci)은 식용 제품에서의 이들의 사용으로 인해 식품 등급을 가져야 하는 것이 사실이다.
바람직한 양태에서, 증류된 모노글리세라이드(DMG)(HLB = 5.1), 글리세릴 모노- 및 디스테아레이트(GMS)(HLB = 3.8) 및 나트륨 스테아로일 락틸레이트(SSL)(HLB = 8.3)의 혼합물이 사용된다.
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 0.05 내지 0.9중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.7중량%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.6중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.5중량%의 HPMC(d1) 및 0.005 내지 0.2중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.1중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.08중량%, 가장 바람직하게는 0.03 내지 0.06중량%의 HPMC(d2)를 포함하며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본 발명에 사용하기 위한 HPMC(d1)는 1.4 내지 2.5, 바람직하게는 1.6 내지 2.0, 더욱 바람직하게는 1.7 내지 1.9의 평균 치환도 DS메틸 및 0.1 내지 0.4, 바람직하게는 0.1 내지 0.3, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.2의 몰 치환도 MS하이드록시프로필을 갖는다. 전형적으로, 25℃에서 Brookfield LVT 점도계(3# 스핀들, 시험 속도 50rpm)로 측정된 2중량% 수용액 HPMC(d1)의 점도는 20 내지 100mPaㆍs, 바람직하게는 40 내지 70mPaㆍs, 더욱 바람직하게는 48 내지 60mPaㆍs 범위이고, 가장 바람직하게는 상기 2중량% 점도는 약 50mPaㆍs이다. 본 발명에 사용되는 시판 HPMC(d1)의 예시적인 예는 미국 미들랜드 소재의 더 다우 케미컬 컴퍼니(The Dow Chemical Company)로부터 구입가능한 Methocel F50(DS메틸= 1.7 내지 1.9; MS하이드록시프로필= 0.1 내지 0.2; 2중량% 점도 = 50mPaㆍs)이다.
본 발명에 사용하기 위한 HPMC(d2)는 0.8 내지 1.9, 바람직하게는 1.0 내지 1.7, 더욱 바람직하게는 1.1 내지 1.6의 평균 치환도 DS메틸 및 0.1 내지 0.5, 바람직하게는 0.1 내지 0.4, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.3의 몰 치환도 MS하이드록시프로필을 갖는다. 전형적으로, 25℃에서 Brookfield LVT 점도계(3# 스핀들, 시험 속도 50rpm)로 측정된 2중량% 수용액 HPMC(d2)의 점도는 2800 내지 5500mPaㆍs, 바람직하게는 3400 내지 4700mPaㆍs, 더욱 바람직하게는 3700 내지 4300mPaㆍs 범위이고, 가장 바람직하게는 상기 2중량% 점도는 약 4000mPaㆍs이다. 본 발명에 사용되는 시판 HPMC(d2)의 예시적인 예는 미국 미들랜드 소재의 더 다우 케미컬 컴퍼니로부터 구입가능한 Methocel K4M(DS메틸= 1.1 내지 1.6; MS하이드록시프로필= 0.1 내지 0.3; 2중량% 점도 = 4000mPaㆍs)이다.
DS메틸은 안하이드로글루코스 단위당 메톡시 그룹에 의해 치환된 하이드록실 그룹의 평균 수를 나타낸다. MS하이드록시프로필은 안하이드로글루코스 단위 몰당 에테르 결합에 의해 결합된 하이드록시프로필 그룹의 평균 수이다. 하이드록시프로필화 동안에 다수의 치환이 측쇄에서 발생할 수 있다.
DS메틸 및 MS하이드록시프로필은 요오드화수소를 사용한 HPMC의 지젤 개열(Zeisel cleavage) 및 후속의 정량적 기체 크로마토그래피 분석에 의해 측정될 수 있다[참조: G. Bartelmus and R. Ketterer, Z. Anal. Chem., 286 (1977) 161-190].
위에서 이미 설명된 바와 같이, HPMC(d1) 및 HPMC(d2)의 양을 3:1 내지 13:1 범위의 중량비 내로 유지시키는 것은 본 발명의 필수적인 특징이다.
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 0.02 내지 0.4중량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.3중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.2중량%의 단백질(e)을 포함하며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 본 출원에서 사용되는 용어 "단백질"은 하나의 타입의 단백질 뿐만 아니라 상이한 타입들의 단백질의 혼합물도 포함한다. 본 발명에 사용하기 위한 단백질(e)의 예에는 카세인산나트륨 및 단리된 대두 단백질이 포함된다. 상기 단백질의 기능은 휘핑 전에 유화액을 안정시키고 제품의 오버런을 증가시키는 것이다. 단백질(들)의 총량은 상기 정의된 범위 내이다.
HPMC(d) 이외에도, 본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 임의로 0 내지 0.17중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.15중량%, 더욱 바람직하게는 0.03 내지 0.12중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.05 내지 0.11중량%, 가장 바람직하게는 0.06 내지 0.1중량%의 추가의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제(f)를 포함할 수 있으며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 본 출원에서 사용되는 용어 "비-단백질 하이드로콜로이드 안정제"는 하나의 타입의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제 뿐만 아니라 상이한 타입들의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제의 혼합물도 포함한다. 전형적으로, 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제(f)는 폴리사카라이드 하이드로콜로이드(폴리사카라이드 유도체를 포함함), 바람직하게는 천연 검이다. 폴리사카라이드 하이드로콜로이드는 물 중에서 콜로이드성 분산액을 형성하는 폴리사카라이드이다. 전형적으로, 이들은 또한 겔을 형성할 수 있다. 본 발명에 사용되는 천연 검의 예에는 구아 검, 로쿠스트 빈 검, 검 아라빅 및 곤약 검과 같은 식물성 검; 카라기난 검(예를 들면, κ-카라기난 검) 및 알긴산 및 이의 염인 알긴산염과 같은 조류로부터 유도된 검; 젤란 검 및 크산탄 검과 같은 세균으로부터 유도된 검; 및 이들의 혼합물들이 포함된다. 알긴산 및/또는 알긴산염이 특히 바람직하다.
전형적으로는, 알긴산염, 예를 들면, 알긴산나트륨 및/또는 알긴산칼슘이 본 발명에 사용된다. 알긴산/알긴산염은 자이언트 켈프(giant kelp)(마크로시스티스 피리페라(Macrocystis pyrifera))와 같은 조류로부터 추출된다. 임의의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제는 보조의 점도 조절을 위해 사용된다. 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제(들)의 총량은 상기 정의된 범위 내이다.
추가의 임의의 첨가제로서, Na2HP04, NaH2P04 및 Na3P04, 바람직하게는 Na2HP04와 같은 포스페이트 염이 본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물에 함유될 수 있다. 포스페이트 염은 칼슘과 같은 2가 금속 이온들을 킬레이트화시키고, 또한 이들 금속 이온들이 단백질 가용화 및 단백질 상호작용에 미치는 영향을 감소시키는 것을 도와주는 것으로 고려된다. 상기 휘핑가능한 토핑 조성물 중의 2가 금속 이온들은 상기 조성물에 첨가될 수 있는 상이한 공급원들, 예를 들면, 알긴산칼슘 또는 무수 우유 고형물로부터 유래될 수 있다. 포스페이트 염은 바람직하게는, 2가 금속 이온들을 위한 공급원이 존재하는 경우에 상기 휘핑가능한 토핑 조성물에 포함된다. 포스페이트 염, 특히 Na2HP04는 또한 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 pH값을 조절하기 위해 첨가될 수 있다. 사용되는 경우, 포스페이트 염(들)은 0.6중량% 이하의 양, 바람직하게는 0.05 내지 0.3중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.2중량%의 양으로 함유되며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
또다른 임의의 첨가제로서, NaCl이 본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물에 함유될 수 있다. NaCl은 이온 강도를 증가시킬 수 있으며, 이후 지방구의 부분적 유착 속도를 증가시킬 수 있고, 이에 의해 휘핑 프로세스를 촉진시킬 수 있다. 사용되는 경우, NaCl은 0.5중량% 이하의 양, 바람직하게는 0.05 내지 0.4중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.3중량%의 양으로 함유되며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 풍미제 및 착색제와 같은 임의의 첨가제들을 추가로 함유할 수 있다.
전형적으로, 위에 기술된 성분 (a) 내지 (f) 이외의 추가 성분들의 총량은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총량을 기준으로 하여 2중량%를 초과하지 않는다.
물은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 나머지 부분을 구성하며, 상기 조성물의 100중량%까지 첨가되는 양으로 함유된다. 물의 양은 전형적으로 21.8 내지 81.4중량%, 바람직하게는 35.6 내지 75.1중량%, 더욱 바람직하게는 42.9 내지 71.8중량%, 더욱 더 바람직하게는 48.6 내지 69.1중량%, 가장 바람직하게는 52.9 내지 63.8중량% 범위이며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
바람직한 양태에서, 상기 휘핑가능한 토핑 조성물은,
(a) 15 내지 27중량%, 바람직하게는 17 내지 25중량%의 수용성 탄수화물;
(b1) 9 내지 20중량%, 바람직하게는 10 내지 18중량%의 수소화된 식물성 지방;
(c) 0.6 내지 1.3중량%, 바람직하게는 0.7 내지 1.2중량%의 유화제 제형;
(d1) 1.4 내지 2.5의 평균 치환도 DS메틸 및 20 내지 100mPaㆍs의 2중량% 수용액 점도를 갖는 0.2 내지 0.6중량%, 바람직하게는 0.3 내지 0.5중량%의 제1 하이드록시프로필 메틸셀룰로스;
(d2) 0.8 내지 1.9의 평균 치환도 DS메틸 및 2800 내지 5500mPaㆍs의 2중량% 수용액 점도를 갖는 0.02 내지 0.08중량%, 바람직하게는 0.03 내지 0.06중량%의 제2 하이드록시프로필 메틸셀룰로스;
(e) 0.05 내지 0.3중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.2중량%의 단백질; 및
(f) 0.03 내지 0.12중량%, 바람직하게는 0.06 내지 0.1중량%의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제, 바람직하게는 알긴산염;
(g) 100중량%까지 첨가되는 양의 물; 및
(h) 총량 0 내지 2중량%의 임의의 첨가제
를 포함하며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
또다른 바람직한 양태에서, 상기 휘핑가능한 토핑 조성물은,
(a) 15 내지 27중량%, 바람직하게는 17 내지 25중량%의 수용성 탄수화물;
(b1) 9 내지 20중량%, 바람직하게는 10 내지 18중량%의 수소화된 식물성 지방;
(b2) 6 내지 13중량%, 바람직하게는 8 내지 10중량%의 유지방;
(c) 0.6 내지 1.3중량%, 바람직하게는 0.7 내지 1.2중량%의 유화제 제형;
(d1) 1.4 내지 2.5의 평균 치환도 DS메틸 및 20 내지 100mPaㆍs의 2중량% 수용액 점도를 갖는 0.2 내지 0.6중량%, 바람직하게는 0.3 내지 0.5중량%의 제1 하이드록시프로필 메틸셀룰로스;
(d2) 0.8 내지 1.9의 평균 치환도 DS메틸 및 2800 내지 5500mPaㆍs의 2중량% 수용액 점도를 갖는 0.02 내지 0.08중량%, 바람직하게는 0.03 내지 0.06중량%의 제2 하이드록시프로필 메틸셀룰로스;
(e) 0.05 내지 0.3중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.2중량%의 단백질; 및
(f) 0.03 내지 0.12중량%, 바람직하게는 0.06 내지 0.1중량%의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제, 바람직하게는 알긴산염;
(g) 100중량%까지 첨가되는 양의 물; 및
(h) 총량 0 내지 2중량%의 임의의 첨가제
를 포함하며, 모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 전형적으로 수중유 유화액이며, 주방에서 사용하기 위한 통상적인 가정용 휘핑 머신과 같이 액체 제형으로부터 휘핑된 토핑을 제조하기 위해 통상적으로 사용되는 임의의 수단들에 의해 휘핑될 수 있다. 본 발명은 또한 상기 기술된 휘핑가능한 토핑 조성물로부터 제조된 휘핑된 토핑에 관한 것이다.
본 발명의 휘핑된 토핑은 높은 오버런 뿐만 아니라 양호한 견고성, 높이 변화율(정의는 실시예에 주어져 있음) 및 물 이액을 갖는다. 또한 가장 두드러지게, 이들 특성은, 상기 휘핑가능한 토핑 조성물이 냉동 및 해동된 후에 휘핑될 때에 실질적으로 악화되지 않는다. 냉동 후에 보통의 휘핑가능한 토핑의 성능 저하의 한 가지 원인은 얼음 결정에 의한 지방구 막의 기계적 손상인 것으로 고려된다. 본 발명의 토핑 조성물에 사용되는 안정제/유화제 배합물은 지방구 막을 상당히 강화시켜서 얼음 결정에 의한 손상을 방지하거나 적어도 지연시키는 것으로 나타난다.
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물 또는 휘핑된 토핑은 매우 다양한 식용 제품들을 제조하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물은 수중유 유화액을 제조하기 위한로 공지된 임의의 방법에 의해 수득될 수 있다. 하나의 예시적 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
(i) 지방(들)(b)에 유화제 화합물(들)(ci), HPMC(d), 단백질(e) 및 임의의 추가의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제(f)를, 바람직하게는 지방(들)(b)을 용융시킴으로써 분산시켜서 오일 상을 형성하는 단계;
(ii) 수용성 탄수화물(a) 및 추가의 임의의 수용성 또는 수분산성 성분들을 물에 용해시키거나 분산시켜서 수성 상을 형성하는 단계;
(iii) (ii)로부터의 수성 상을 (i)로부터의 오일 상과 혼합하는 단계;
(iv) 상기 혼합물을 저온 살균하는 단계;
(v) 상기 혼합물을 균질화시키는 단계;
(vi) 상기 혼합물을 4 내지 8℃의 온도로 신속하게 냉각시키는 단계; 및
(vii) 상기 혼합물을 3 내지 7℃의 온도에서 숙성시키는 단계.
단계 (i)에서, 상기 오일 상은, 상기 지방을 용융시키기 위해 바람직하게는 상기 지방을 전형적으로 55 내지 75℃, 바람직하게는 60 내지 70℃의 온도로 가열함으로써, 상기 성분들을 지방(b)에 분산시켜서 형성된다. 분산은 전형적으로 진탕에 의해 도움을 받는다.
상기 수성 상은, 단계 (ii)에서, 물에 수용성 탄수화물(a)을 용해시키고 추가의 임의의 수용성 또는 수분산성 성분들을 용해 또는 분산시켜서 형성된다. 상기 단계는 전형적으로, 상기 수용성 탄수화물(a)의 완전한 용해 및 모든 다른 임의 성분들의 양호한 용해/분산을 달성하기 위해 열 및 진탕(교반)의 영향하에 수행된다. 바람직한 온도는 55 내지 85℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 80℃ 범위이다. 상기 성분들을 이미 가열된 물에 첨가할 수 있거나, 상기 성분들의 첨가 후에 가열을 시작할 수 있다. 선택된 온도는 혼합 동안에 유지될 수 있다.
혼합 단계 (iii)에서, 상기 수성 상과 상기 오일 상을, 전형적으로는 양호한 분산을 달성하기 위해 진탕(교반)하에 배합하고 혼합한다. 바람직하게는, 상기 수성 상을 상기 오일 상에 첨가한다. 이러한 종류의 첨가는 때때로 "상 반전법(phase inversion method)"이라 불린다. 혼합이 더 높은 온도, 전형적으로는 60 내지 90℃, 바람직하게는 70 내지 80℃에서 수행되는 경우, 저온 살균 단계 (iv)가 동시에 수행된다.
달리, 상기 수성 상과 상기 오일 상을 먼저 혼합한 다음에 후속 단계에서 위에 기술된 바람직한 온도에서 저온 살균할 수도 있다. (동시에 또는 후속적으로 수행되는) 저온 살균 단계 (iv)에서, 기술된 온도는 전형적으로 15 내지 40분, 바람직하게는 20 내지 30분의 시간 동안 유지된다. 저온 살균은 미생물을 감소시켜 식용 토핑 조성물의 허용가능한 저장 수명을 보장한다.
이어서, 상기 조성물의 균질화, 바람직하게는 예를 들어 20,000 내지 65,000kPa(200 내지 650bar), 더욱 바람직하게는 25,000 내지 55,000kPa(250 내지 550bar), 가장 바람직하게는 약 55,000kPa(550bar)에서의 고압 균질화가 단계 (v)에서 수행된다. 균질화(v)는 하나의 스테이지에서 달성될 수 있지만, 몇몇 양태에서, 균질화는 2개의 스테이지, 즉 더 높은 압력에서 작동되는 제1 스테이지 및 더 낮은 압력에서 작동되는 제2 스테이지에서 수행된다. 바람직하게는, 제1 스테이지 동안 압력은 최소 20,000kPa(200bar) 및 최대 65,000kPa(650bar), 바람직하게는 약 55,000kPa(550bar)에서 유지되고, 제2 스테이지는 바람직하게는 2,000kPa(20bar) 이상 및 10,000kPa(100bar) 미만, 바람직하게는 약 5,000kPa(50bar)의 압력에서 작동된다.
4 내지 8℃, 바람직하게는 약 4℃의 온도로의 신속한 냉각이 단계 (vi)에서 이어진다. 상기 신속한 냉각은 지방이 잘 결정화되어 지방구를 작게 유지시키는 것을 허용한다. 본원에서 사용되는 "신속한 냉각"은 10 내지 20초, 바람직하게는 3 내지 5초 이내에 4 내지 8℃의 온도로 냉각시키는 것을 의미한다.
이후, 3 내지 7℃, 바람직하게는 약 4℃의 온도에서의 숙성 단계 (vii)가 수행된다. 상기 조성물은 전형적으로 이들 온도에서 60 내지 300분, 바람직하게는 180 내지 240분 동안 유지된다. 숙성은 토핑 조성물의 휘핑가능성을 위한 전제 조건인 지방구의 결정화를 촉진시킨다. 불량한 지방 결정화는 휘핑된 토핑의 낮은 오버런을 초래한다.
상기 기술된 휘핑가능한 토핑 조성물을 제조하기 위한 또다른 예시적 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
(i') 수용성 탄수화물(a), 유화제 제형(c)의 일부, HPMC(d), 단백질(e), 임의의 추가의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제(f) 및 추가의 임의의 수용성 또는 수분산성 성분들을 물에 분산 또는 용해시켜서 수성 상을 형성하는 단계;
(ii') 지방(들)(b)에 상기 유화제 제형(c)의 나머지 부분을, 바람직하게는 지방(들)(b)을 용융시킴으로써 분산시켜서 오일 상을 형성하는 단계;
(iii') (i)로부터의 수성 상과 (ii)로부터의 오일 상을 혼합하는 단계;
(iv) 상기 혼합물을 저온 살균하는 단계;
(v) 상기 혼합물을 균질화시키는 단계;
(vi) 상기 혼합물을 4 내지 8℃의 온도로 신속하게 냉각시키는 단계; 및
(vii) 상기 혼합물을 3 내지 7℃의 온도에서 숙성시키는 단계.
상기 수성 상은, 단계 (i')에서, 위에 언급된 성분들을 물에 분산시키거나 용해시킴으로써 형성된다. 상기 단계는 전형적으로 양호한 용해/분산을 달성하기 위해 열 및 진탕(교반)의 영향하에 수행된다. 바람직한 온도는 70 내지 95℃, 더욱 바람직하게는 85 내지 90℃ 범위이다. 상기 성분들을 이미 가열된 물에 첨가할 수 있거나, 상기 성분들의 첨가 후에 가열을 시작할 수 있다. 선택된 온도는 혼합 동안에 유지될 수 있다.
단계 (ii')에서, 상기 오일 상은, 지방(b)에 상기 유화제 제형(c)의 나머지 부분을, 바람직하게는 지방을 전형적으로 55 내지 75℃, 바람직하게는 60 내지 70℃의 온도로 가열하여 지방을 용융시킴으로써 분산시켜서 형성된다. 분산은 전형적으로 진탕에 의해 도움을 받는다.
단계 (iii')에서, 상기 수성 상과 상기 오일 상을, 전형적으로는 양호한 분산을 달성하기 위해 진탕(교반)하에 배합하고, 혼합한다. 바람직하게는, 상기 오일 상을 상기 수성 상에 첨가한다. 추가의 단계들 (iv) 내지 (vii)은 첫 번째의 대안적 방법에서와 같이 수행되며, 위에 기술된 모든 것들이 이러한 대안에 동등하게 적용된다.
숙성 단계 (vii) 후에 수득된 휘핑가능한 토핑 조성물은 장기간의 저장 수명을 위해, 전형적으로 상기 조성물을 약 -18℃의 온도로 냉각시킴으로써 냉동될 수 있다. 보통, 상기 휘핑가능한 토핑 조성물은 냉동 상태로 시판될 것이며, 소비자가 이를 휘핑하고자 할 때까지 냉동된 채 유지될 것이다. 휘핑 전에, 소비자는 이를 전형적으로 약 4℃의 온도로 해동시켜야 한다. 대안적으로, 휘핑된 제품이 상업화된 경우, 숙성 단계 (vii) 후에 수득된 휘핑가능한 토핑 조성물은 직접적으로 휘핑될 수 있다. 휘핑되지 않은 토핑 조성물에 대해서와 마찬가지로, 휘핑된 토핑의 저장 수명은 이를 냉동시킴으로써 증가될 수 있다.
이제, 본 발명의 몇몇 양태를 하기 실시예에서 상세히 설명할 것이며, 여기서, 달리 명시되지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량을 기준으로 한다.
실시예
원료 물질
Figure 112015049677283-pct00004
시험 방법
상기 휘핑된 토핑의 성능을 평가하기 위해, 오버런, 텍스처(texture)(식감), 높이 변화율 및 물 이액을 측정하였다.
(1) 오버런:
오버런은 다음의 수학식을 사용하여 측정하였다.
Figure 112015049677283-pct00005
상기 수학식에서, M1은 휘핑되지 않은 토핑의 고정된 용적의 질량이고, M2는 동일한 용적의 휘핑된 토핑의 질량이다.
(2) 텍스처(견고성):
샘플의 텍스처는 마이크로 스테이블 시스템(Micro Stable System)에 의해 제조된 텍스처 분석기에 의해 분석하였다. 휘핑된 토핑을 측정용 플라스틱 박스 안에 패킹하였다. 텍스처 분석으로부터, 식감의 지표인 샘플의 견고성을 평가할 수 있었다. 텍스처 분석기의 설정은 다음과 같았다:
시험 모드: 압축;
시험 옵션: 시작으로 돌아가기
트리거 힘(trigger force): 5g
시험전 속도: 1㎜/초
시험 속도: 1㎜/초
시험후 속도: 5㎜/초
시험 거리: 20㎜
프로브: P/36R
(3) 높이 변화율
휘핑된 토핑을 피크 모양으로 성형하고, 성형 직후에 그리고 성형한 지 3시간 후에 38℃에서 이의 높이를 측정하였다. 높이 변화율은 다음의 수학식에 의해 산출할 수 있었다:
(H1 - H2) / H1
상기 수학식에서, H1은 초기의 피크 높이이고, H2는 종말점 피크 높이이다.
(4) 물 이액
시험은 심지어 더운 날씨에서의 물 이액을 평가하기 위해 38℃에서 수행되었다.
물 이액은 도 1에 도시된 자체 제작된 기기에 의해 측정되었다. 먼저, 뚜껑 달린 빈 병을 칭량하고, 이의 중량을 m1로서 표시하였다. 그런 다음, 금속 거즈를 상기 병 안에 넣었다. 몇몇 특정 질량(M)의 휘핑된 토핑을 상기 금속 거즈 위에 놓았다. 세 번째로, 상기 병 전체를 38℃의 오븐에 넣었다. 네 번째로, 약 220분 후, 상기 병을 오븐으로부터 꺼내고, 금속 거즈 및 토핑을 병에서 꺼냈다. 마지막으로, 상기 병 및 뚜껑의 중량을 측정하고 m2로서 표시하였다. 이렇게 하여 토핑 1g당 물 이액을 (m2 - m1) / M에 의해 산출할 수 있었다.
휘핑된 토핑의 제조
본 발명의 휘핑가능한 토핑 조성물 실시예 1 및 2 및 비교 실시예 3 내지 7은 표 1에 열거된 성분들로부터 다음과 같이 제조되었다:
오일 상을 제조하기 위해, 사용되는 경우, 유지방, 및 수소화 팜커넬유를 70℃의 수욕(water bath)에서 용융시키고, 500rpm에서 교반하였다. 유화제, HPMC, 알긴산염, 단백질 및 염을 70℃에서 상기 오일 상에 첨가하고, 이를 500rpm에서 15분 동안 교반하였다.
그래뉼당을 80℃의 물에 첨가하고, 이를 1000rpm 및 80℃에서 10분 동안 교반하였다.
상기 수성 상을 70℃에서 상기 오일 상에 서서히 첨가하였다. 이를 800rpm 및 70℃에서 30분 동안 교반하였다.
이후, 모든 실시예의 조성물을 고압 균질화(5500bar/50bar)에 적용시킨 다음, 4℃에서 240분 동안 숙성시켰다. 각각의 실시예에 대해, 제조된 제형을 분할하여, 하나의 부분은 직접적으로 휘핑하는 한편, 다른 부분은 -18℃에서 약 48시간 동안 냉동시키고, 약 12시간 이내에 4℃로 해동시킨 다음, 신매그 컴퍼니(Sinmag company)로부터의 휘핑 머신을 사용하여 약 150rpm의 휘핑 속도로 6분 동안 휘핑시켰다. 오버런, 텍스처, 높이 변화율 및 물 이액에 대한 값들은 냉동 전에 그리고 위에 기술된 바와 같이 냉동 및 해동한 후에 측정되었다. 결과들이 표 2에 기재되어 있다.
[표 1]
Figure 112015049677283-pct00006
[표 2]
Figure 112015049677283-pct00007

표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 냉동 전 및 냉동 후에 본 발명의 실시예 1 및 2의 현저한 성능 변동은 없다.
비교 실시예 3의 HLB 값은 높은 HLB의 계면활성제인 Tween 60의 첨가로 인해 9보다 더 크고, 이의 견고성은 크게 증가하며, 이에 의해, 휘핑된 조성물은 매우 뻑뻑해져서 식감이 악화된다. 높이 변화율도 또한 해동 후에 크게 증가하며, 이는, 이의 열 안정성이 악화된다는 것을 의미한다.
비교 실시예 4에서, F50/K4M 중량비는 3 미만이며, 냉동 전 및 냉동 후의 이의 오버런은 본 발명의 실시예 1 및 2의 것보다 더 낮다. 그밖에, 이의 견고성은 해동 후에 냉동 전의 값보다 훨씬 더 낮아진다.
비교 실시예 5에서, F50/K4M 중량비는 13을 초과하며, 해동 후의 이의 오버런은 냉동 전의 값에 비해 크게 감소한다. 명백하게, 상기 제형은 더 이상 공기를 효과적으로 포획할 수 없다.
비교 실시예 6 및 7은 임의의 K4M을 함유하지 않으며, 본 발명의 실시예 2와 마찬가지로, 이들은 또한 유지방을 포함하지 않는다. 본 발명의 실시예 2에 비해, 비교 실시예 6 및 7의 오버런, 높이 변화율 및 물 이액은 냉동-해동 사이클 후에 크게 악화된다.

Claims (15)

  1. 휘핑가능한 토핑 조성물(whippable topping composition)로서,
    상기 휘핑가능한 토핑 조성물이,
    (a) 10 내지 30중량%의 수용성 탄수화물;
    (b1) 8 내지 30중량%의 수소화된 식물성 지방;
    (b2) 0 내지 13중량%의 유지방;
    (c) 1개 내지 n개의 상이한 유화제 화합물(ci)로 이루어지고, 9 미만의 수학식 I에 따른 HLB제형 값을 갖는, 0.5 내지 1.5중량%의 유화제 제형:
    수학식 I
    Figure 112015049677283-pct00008

    [여기서, HLBi 및 xi는 i번째 유화제 화합물(ci)의 HLB 값 및 (상기 유화제 제형의 총 중량 기준의) 중량 분율이다];
    (d1) 1.4 내지 2.5의 평균 치환도 DS메틸 및 20 내지 100mPaㆍs의 2중량% 수용액 점도를 갖는, 0.05 내지 0.9중량%의 제1 하이드록시프로필 메틸셀룰로스;
    (d2) 0.8 내지 1.9의 평균 치환도 DS메틸 및 2800 내지 5500mPaㆍs의 2중량% 수용액 점도를 갖는, 0.005 내지 0.2중량%의 제2 하이드록시프로필 메틸셀룰로스;
    (e) 0.02 내지 0.4중량%의 단백질; 및
    (f) 성분 (d)와는 상이한, 0 내지 0.17중량%의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제;
    (g) 100중량%까지 첨가되는 양의 물
    을 포함하고(모든 백분율은 상기 휘핑가능한 토핑 조성물의 총 중량을 기준으로 한다),
    제1 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(d1) 대 제2 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(d2)의 중량비는 3:1 내지 13:1 범위 내인,
    휘핑가능한 토핑 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    (b1) 8 내지 20중량%의 수소화된 식물성 지방;
    (b2) 6 내지 13중량%의 유지방
    을 포함하는, 휘핑가능한 토핑 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 제1 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(d1) 대 제2 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(d2)의 중량비가 4:1 내지 12:1 범위인, 휘핑가능한 토핑 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수용성 탄수화물(a)이 모노사카라이드, 디사카라이드 및 이들의 혼합물들로부터 선택되는, 휘핑가능한 토핑 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수소화된 식물성 지방(b1)이 수소화된 팜커넬유, 수소화된 코코넛유, 수소화된 면실유, 수소화된 낙화생유, 수소화된 올리브유, 수소화된 옥수수유, 수소화된 대두유 및 수소화된 팜유 및 이들의 혼합물들로부터 선택되는, 휘핑가능한 토핑 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유화제 제형(c)이 8 미만의 HLB제형 값을 갖는, 휘핑가능한 토핑 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 유화제 제형(c)의 상기 유화제 화합물(ci)이 2000 미만의 분자량을 갖는, 휘핑가능한 토핑 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 단백질(e)이 카제인나트륨, 단리된 대두 단백질 및 이들의 혼합물들로부터 선택되는, 휘핑가능한 토핑 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 휘핑가능한 토핑 조성물로부터 제조된 휘핑된 토핑(whipped topping).
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 휘핑가능한 토핑 조성물의 제조 방법으로서,
    (i) 지방(들)(b)에 유화제 화합물(들)(ci), 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(d1), 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(d2), 단백질(e) 및 임의의 추가의 비-단백질 하이드로콜로이드 안정제(f)를 분산시켜서 오일 상을 형성하는 단계;
    (ii) 수용성 탄수화물(a) 및 추가의 임의의 수용성 또는 수분산성 성분들을 물에 용해시키거나 분산시켜서 수성 상을 형성하는 단계;
    (iii) (ii)로부터의 수성 상을 (i)로부터의 오일 상과 혼합하는 단계;
    (iv) 상기 혼합물을 저온 살균하는 단계;
    (v) 상기 혼합물을 균질화시키는 단계;
    (vi) 상기 혼합물을 4 내지 8℃의 온도로 신속하게 냉각시키는 단계; 및
    (vii) 상기 혼합물을 3 내지 7℃의 온도에서 숙성시키는 단계
    를 포함하는, 휘핑가능한 토핑 조성물의 제조 방법.
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