KR101967012B1 - 당밀의 제조에서 아크릴아미드 형성을 감소시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 출원에 따른 본 발명의 방법에서, 아스파라기나제가 당밀 제조 공정 또는 당 정제 공정 중에, 첨가된 아스파라기나제의 최대 효율 및 효과 시점에서 사탕수수 주스에 첨가된다. 첨가된 아스파라기나제는 당밀 및 당에서의 아크릴아미드 형성을 목적하는 수준으로 감소시킴과 동시에, 최종 제품의 품질 및 특징에 최소한으로 영향을 준다.

Description

당밀의 제조에서 아크릴아미드 형성을 감소시키는 방법 {METHOD FOR REDUCING ACRYLAMIDE FORMATION IN MAKING OF MOLASSES}

본 발명은 당밀의 제조에서 아크릴아미드의 양을 감소시키는 방법에 관한 것이고, 상당히 감소한 수준의 아크릴아미드를 갖는 당밀의 제조를 허용한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 당밀 제조 공정 중에, 첨가된 아스파라기나제의 효과 및 효율을 최적화하는 단계에서 당밀 분획에 효소 아스파라기나제를 첨가하는 것에 관한 것이다.

화학물질 아크릴아미드는 그의 중합체 형태로 수처리, 향상된 오일 회수, 제지, 응집제, 증점제, 광석 처리 및 영구 프레스 직물을 위한 산업용 용도로 오랫동안 사용되어 왔다. 아크릴아미드는 백색 결정질 고체로서 관여하고, 무취이며, 수중에서 매우 가용성이다 (30℃에서 2155 g/L). 아크릴아미드의 동의어에는 2-프로펜아미드, 에틸렌 카르복스아미드, 아크릴산 아미드, 비닐 아미드, 및 프로펜산 아미드가 포함된다. 아크릴아미드는 71.08의 분자 질량, 84.5℃의 융점, 및 25 mmHg에서 125℃의 비점을 갖는다.

아주 최근에, 매우 다양한 식품이 아크릴아미드 단량체의 존재에 대하여 양성으로 테스트되었다. 아크릴아미드는 특히 고온에서 가열되거나 가공되는 탄수화물 식품 제품에서 주로 발견되었다. 아크릴아미드에 대하여 양성으로 테스트된 식품의 예에는 커피, 씨리얼, 쿠키, 감자칩, 크래커, 감자 튀김, 빵 및 롤빵, 및 빵가루 묻혀 튀긴 육류가 포함된다. 일반적으로, 가열하지 않고 끓인 식품에서는 검출 불가능한 수준인 것에 반해, 가열한 단백질-풍부 식품에서는 비교적 낮은 함량의 아크릴아미드가 발견되었고, 탄수화물-풍부 식품에서는 비교적 높은 함량의 아크릴아미드가 발견되었다. 유사하게 가공된 다양한 식품에서 확인된 아크릴아미드의 보고 수준으로는 330 내지 2,300 (㎍/kg)의 범위 (감자칩), 300 내지 1100 (㎍/kg)의 범위 (프렌치 프라이), 120 내지 180 (㎍/kg)의 범위 (콘칩), 및 검출불가능한 수준 내지 1400 (㎍/kg) 범위의 수준 (다양한 아침식사용 씨리얼)이 있다.

아크릴아미드는 인간에게 유해한 것으로 판명되지는 않았지만, 아크릴아미드가 식품 제품에, 특히 증가한 수준으로 존재하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 가열하였거나 열가공한 식품의 최종 제품에서 아크릴아미드 수준을 감소시키는 하나 이상의 방법을 개발하는 것이 바람직할 것이다. 그러한 방법이 최종 제품의 품질 및 특징에 악영향을 주지 않으면서, 최종 제품에서의 아크릴아미드를 실질적으로 감소시키거나 제거하는 것이 이상적일 것이다. 또한, 그러한 방법은 수행하기가 용이하고, 바람직하게는 전체 공정에 비용을 거의 또는 전혀 추가하지 않아야 한다.

본 출원에 따른 본 발명의 방법에서, 아스파라기나제가 당밀 제조 공정 또는 당 정제 공정 중에, 첨가된 아스파라기나제의 최대 효율 및 효과 시점에서 사탕수수 주스에 첨가된다. 첨가된 아스파라기나제는 당밀 및 당에서의 아크릴아미드 형성을 목적하는 수준으로 감소시킴과 동시에, 최종 제품의 품질 및 특징에 최소한으로 영향을 준다.

본 발명의 특징이라 생각되는 신규한 특징이 첨부된 특허청구범위에서 상술된다. 그러나, 본 발명은 그 자체로서 뿐만 아니라, 그의 바람직한 사용 방식, 추가 목적 및 장점이 예시적 실시양태에 관한 하기 상세한 설명을 참조로 하여, 첨부 도면과 함께 정독할 때 잘 이해될 것이고, 여기서:
도 1은 사탕수수로부터 당밀을 제조하는 한 방법의 블록 선도이다.
도 2는 원당을 정제하는 한 방법의 블록 선도이다.

현재, 아크릴아미드는 아미노산 및 환원당의 존재로 인해 형성되는 것으로 생각되고 있다. 예를 들어, 생채소에서 일반적으로 발견되는 아미노산인 유리 아스파라긴과 유리 환원당 간의 반응이 튀김 식품 제품에서 발견되는 아크릴아미드의 주요 요인이라고 생각된다.

아스파라긴 이외의 아미노산으로부터 아크릴아미드가 형성되는 것도 가능하지만, 아직 확실하게 확인되지 않았다. 예를 들어, 일부 아크릴아미드 형성이 전구체로서 글루타민, 메티오닌, 시스테인, 및 아스파르트산을 테스트할 때도 보고되었다. 그러나, 이러한 발견은 스톡 아미노산 중의 잠재적인 아스파라긴 불순물 때문에 확정짓기가 어렵다. 그럼에도 불구하고, 아스파라긴은 아크릴아미드 형성의 주요 원인이 되는 아미노산 전구체로서 확인되었다.

식품에서 아크릴아미드는 최근에 발견된 현상이므로, 그의 정확한 형성 메카니즘이 확인되지 않았다. 그러나, 현재로서는 아크릴아미드 형성의 가장 가능성이 높은 경로는 메일라드(Maillard) 반응을 포함하는 것으로 생각된다. 메일라드 반응은 식품 화학에서, 식품 가공의 가장 중요한 화학 반응 중 하나로서 오랫동안 인지되어 왔고, 식품의 향미, 색, 및 영양가에 영향을 줄 수 있다. 메일라드 반응은 열, 수분, 환원당, 및 아미노산을 필요로 한다.

메일라드 반응은 다수의 중간체와의 일련의 복잡한 반응을 포함하지만, 일반적으로 3단계를 포함하는 것으로 기술될 수 있다. 메일라드 반응의 제1 단계는 아마도리(Amadori) 또는 헤인즈(Heyns) 전위 생성물을 형성하는 유리 아미노기 (유리 아미노산 및/또는 단백질로부터의)와 환원당 (예컨대, 글루코스)의 조합을 포함한다. 제2 단계는 데옥시오손, 분열, 또는 스트레커(Strecker) 분해를 포함하는 상이한 선택적 경로를 통한 아마도리 또는 헤인즈 전위 생성물의 분해를 포함한다. 탈수, 제거, 고리화, 분열, 및 파편화를 비롯한 복잡한 일련의 반응이 향미 중간체 및 향미 화합물의 풀을 초래한다. 메일라드 반응의 제3 단계는 갈색 질소성 중합체 및 공중합체의 형성을 특징으로 한다.

다시 말하자면, 아스파라긴이 메일라드 반응에 관여하는 것으로 생각되는 아미노산 중 하나이고, 또한 아크릴아미드의 형성을 위한 전구체인 것으로 생각된다. 효소 아스파라기나제는 아스파라긴을 아스파르트산 및 암모니아로 분열시킨다. 아스파라기나제는, 아스파라긴을 함유하는 식품 제품에 첨가될 경우에, 아스파라기나제의 아스파라긴과의 반응이 식품 가공 중에 메일라드 반응이 발생하기 전에 개시될 수 있기 때문에, 형성되는 아크릴아미드의 양을 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 본 출원인은 아스파라기나제가 형성되는 아크릴아미드의 양을 감소시키는 데에 있어서 효율적이고 효과적이도록 보장하기 위해서는, 당밀의 제조 중에 아스파라기나제를 당밀에 첨가하는 것이 다수의 중요한 인자를 고려해야 함을 발견하였다.

도 1은 당밀의 제조에 사용되는 한 방법의 일반적인 공정 단계를 도시하는 블록 선도이다. 공정은 사탕수수로부터 추출된 미가공 사탕수수 주스로 시작된다. 당밀이 다른 당 공급원, 예컨대 사탕무로부터 제조될 수도 있지만, 본 출원인은 본원에서 사탕수수 주스로 시작되는 전통적이고 가장 널리 사용되는 공정에 초점을 맞추었다. 사탕수수 주스는 잎을 제거한 사탕수수의 담금(mashing), 밀링(milling), 조쇄 또는 분쇄에 의해 사탕수수로부터 추출된다 (102). 물이 공정에 첨가되어 주스의 추출을 용이하게 한다.

그 후에, 주스는 청징되고 (104) (여과), 주스를 비등시켜 시럽으로 농축시키는 여러 번의 증발/환원 단계 (106)에 적용된다. 청징 단계 (104)에서, 주스는 약 95℃ 내지 100℃로 가열되고, 석회 (또는 다른 식품 등급 염기)가 첨가되어 pH를 약 6.5 내지 7.5로 상승시킨다. 석회, 콜로이드 및 현탁 고체, 머드(mud) 및 바가스(bagasse) 입자가 침강되어, 연한 색의 반투명 용액을 생성한다. 증발 단계가 생성 용액을 물의 비점보다 높은 온도로 가열하여, 약 60 내지 70 브릭스(Brix)의 시럽을 생성한다. 여러 번의 증발 단계 후에, 당이 시럽에서 결정화되기 시작한다. 수행되는 단계 횟수는 유닛 작동의 온도 및 압력, 및 사탕수수 주스의 수분 함량을 비롯한 다수의 인자에 따라 좌우된다. 원당 결정 (110)이 진공 결정화 단계 (108)에서 시럽으로부터 분리되고, 나머지 시럽은 당밀의 한 변종이다 (112). 결정화 단계 (108)는 진공하에 수행되어 보다 저온의 사용을 가능하게 하고, 이는 수크로스 분해를 최소화한다.

도 2는 도 1에 도시된 공정으로부터의 생성물인 원당 (110)을 정제하는 데에 사용되는 한 방법의 일반적인 공정 단계를 도시하는 블록 선도이다. 원당 결정 (110)이 혼합/친화 단계 (202)에서 "모액" (통상적으로, 선행 공정에서 원당 결정으로부터 분리된 당밀의 일부임)과 혼합된다. 혼합 단계 (202)에서, 혼합물은 온수 (80℃ 내지 100℃)와 함께 분무되고, 원심분리기에서 회전되어 시럽을 생성한다. 원심분리기에서 배출되는 경질 분획이 당 시럽이고, 이는 추가로 정제되며, 중질 분획은 전화당, 회분 및 원치않는 유기물질을 주로 포함하는 폐기물 스트림이다. 그 후에, 혼합 당 시럽 스트림은 용융 (또는 용해) 단계 (204)로 전달된다. 용융 단계에서, 물이 첨가되어 68 내지 73 브릭스의 "용융액"을 생성한다. 이어서, 용융된 혼합물이 임의로 청징된다 (206). 청징 단계는, 예를 들어 인산 및 수산화칼슘을 시럽과 혼합하는 것을 포함할 수 있고, 이는 조합되어 인산칼슘을 침전시킨다. 인산칼슘 입자는 일부 불순물을 포획하거나 흡수한다. 청징 단계는 또한 시럽을 활성탄 또는 탄화 골분을 통해 여과하는 것을 포함할 수 있다.

당 정제에서 최종 단계는 진공 결정화 단계 (208)이다. 이는 전형적으로 당 혼합물이 기계식으로 교반되고 수크로스 분해를 감소시키기 위해 저압 및 저온에서 비등되는 4단계 공정이다. 상기 진공 결정화 단계의 생성물은 도 1에 도시된 공정으로부터의 당 및 당밀 생성물보다 색이 더 연한 정제 당 스트림 (210) 및 당밀 스트림 (212)이다. 정제당은 도 2의 공정을 다시 거쳐 추가로 정제될 수 있고, 선행 반복에 의해 생성된 것보다 색이 더 연하게 나오는 연속 정제 당 및 당밀 스트림을 생성할 수 있다.

출발 주스를 제조하기 위해 사용되는 당질 식물 재료는 전형적으로 아스파라긴 및 환원당을 함유하고, 이는 가열시 아크릴아미드를 형성할 가능성이 있음을 의미한다. 실제로, 본 출원인은 시판되는 당밀을 측정하였고, 일부 당밀이 상당량의 아크릴아미드를 함유함을 발견하였다.

시판되는 당밀은 연한 금빛 당밀부터, 미국에서 구어로 블랙스트랩(blackstrap) 당밀이라 하는 진갈색 당밀에 이르기까지 다양한 상이한 색으로 판매된다. 도 1의 공정에 의해 제조된 당밀은 일반적으로 색이 가장 진한, 소위 "블랙스트랩" 당밀이다. 본 출원인은 본원에서, 일반적으로 당밀이 색이 진할수록 보다 높은 수준의 아크릴아미드를 갖는다는 것을 발견하였다. 본 출원인은, 이론에 구애됨이 없이, (동일하거나 유사한 출발 물질을 가정하였을 때) 색이 연한 당밀보다 색이 진한 당밀은 보다 고온에서 또는 보다 장시간 동안, 보다 낮은 수분 함량에서 조리된 시럽으로부터 형성된다고 이론화하였다. 게다가, 본 출원인은 도 1에 도시된 당밀 제조 공정 중에, 아스파라긴의 아크릴아미드로의 전환이 신속히 시작되는 시점이 있음을 발견하였다. 상기 시점은 다단계 증발 단계 (106) 중에, 시럽의 수분 함량이 충분히 낮게 감소하고, 시럽의 온도가 충분히 높게 상승할 때 발생할 가능성이 높고, 메일라드 반응이 메일라드 반응의 특징인 갈색 생성물을 형성하기 시작한다.

본 출원인은 또한 아크릴아미드가 도 2에 도시된 당 정제 공정 중에도 형성될 수 있다고 판단하였다. 용융 단계 (204) 동안에는 온도가 일반적으로 고온이기 때문에, 당 정제 중에 형성되는 아크릴아미드의 대부분이 이러한 용융 단계 중에 발생할 가능성이 높다.

아스파라기나제는 이론상으로 도 1의 당밀 제조 공정 또는 도 2의 당 정제 공정 중에 어느 단계에서나 첨가될 수 있다. 그러나, 사탕수수 주스는 묽은 용액으로서 당밀 제조 공정을 시작하며, 청징되고 다수의 증발 단계를 통해 농축된다. 따라서, 아스파라기나제가 너무 조기에 첨가된다면, 그의 상당 부분이 작용할 기회를 갖기 전에 공정의 각 단계로부터 폐기물 스트림과 함께 빠져나가, 덜 효과적이고 덜 효율적이게 될 것이다. 아스파라기나제가 공정에서 조기에 첨가될수록, 보다 다량의 아스파라기나제가 사용되어야 하고, 이는 비용을 상당히 증가시키고 당밀의 맛에 잠재적으로 악영향을 준다. 그러나, 아스파라기나제가 공정에서 너무 후기에 첨가된다면, 상당량의 아스파라긴이 이미 아크릴아미드로 전환되었을 것이고, 아스파라기나제는 이 경우에도 비효과적일 것이다. 또한, 아스파라기나제와 아스파라긴 간의 반응은 약 110℉ 내지 120℉의 온도에서 가장 효율적이고, 약 140℉보다 높은 온도에서 거의 완전히 중단되는데, 그 이유는 효소 아스파라기나제가 변성되기 시작하기 때문이다. 그러므로, 아스파라기나제가 공정의 고온 단계와 매우 근접하게 첨가된다면, 고온이 아스파라기나제를 변성시킬 것이기 때문에 아크릴아미드 형성을 감소시키는 데에 있어서 효과적이지 않을 것이다.

본 출원인은 다수의 시판되는 당 및 당밀 제품의 아스파라긴 및 아크릴아미드 수준을 측정하였다. 4종의 상이한 유형의 갈색 (미정제) 당 (터비나도(turbinado), 데메라라(demerara), 원당 및 머스코바도(muscovado))은 건조량 기준으로, 11.38 ppm 내지 2,169.39 ppm 범위의 아스파라긴 수준, 및 12.41 ppb 내지 1,561.10 ppb 범위의 아크릴아미드 수준을 나타냈다. 백색 (정제) 당은 건조량 기준으로, 1.9 ppm의 아스파라긴, 및 검출불가능한 수준의 아크릴아미드를 함유하였다.

연한 색부터 진한 색에 이르기까지 색이 다양한 당밀 제품을 2개의 상이한 제조사로부터 입수하여, 아스파라긴 및 아크릴아미드 함량에 대하여 분석하였다. 그 결과가 하기 표에 나타나 있다.

A 제조사의 당밀 중의 아크릴아미드 및 아스파라긴 수준
샘플 #	1	2	3	4	5	6	7	8	9
아크릴아미드 (건조량 기준)	268	384	513	521	577	978	3030	4430	4498
아스파라긴 (건조량 기준)	34	37	38	59	45	134	371	1897	599
색	연한 색 → 진한 색

B 제조사의 당밀 중의 아크릴아미드 및 아스파라긴 수준
샘플 #	1	2	3	4	5	6	7	8	9
아크릴아미드 (건조량 기준)	720	1029	1269	1480	1594	1604	2354	3604	6101
아스파라긴 (건조량 기준)	75	144	75	240	134	116	417	1358	124
색	연한 색 → 진한 색

상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 보다 진한 당밀이 일반적으로 보다 높은 수준의 아크릴아미드를 갖는다. 그러나, 아스파라긴 함량 역시, 아스파라긴을 거의 갖지 않는 가장 진한 입수가능한 당밀을 제외하고는, 보다 진한 당밀에서 일반적으로 보다 높다. 본 출원인은 본원에서 가장 진한 당밀에서는, 아크릴아미드 반응이 티핑 포인트(tipping point)에 도달하였고 아크릴아미드를 생성하는 아스파라긴의 소비를 신속히 시작한 것으로 이론화하였다.

사탕수수 주스의 샘플을 또한 아크릴아미드 및 아스파라긴 함량에 대하여 측정하였고, 검출불가능한 수준의 아크릴아미드 및 건조량 기준으로 23.26 ppm의 아스파라긴을 함유하는 것으로 밝혀졌다. 시럽으로 환원시키기 위해 1번 가열한 사탕수수 주스인 사탕수수 시럽의 샘플은 약 122.62 ppb의 아크릴아미드 및 30.54 ppm의 아스파라긴을 함유하는 것으로 밝혀졌다.

상기 정보로부터, 당밀 및 미정제 당은 상당 수준의 아스파라긴 및 아크릴아미드를 함유한 채로 도 1의 당밀 제조 공정에서 배출됨을 알 수 있다. 또한, 다단계 증발 단계 (106)에서 배출되는 사탕수수 시럽 또한 상당 수준의 아크릴아미드 및 아스파라긴을 갖는다. 따라서, 당밀에서의 아크릴아미드 형성을 감소시키기 위해서는, 다단계 증발 단계 (106) 전의 임의의 시점에서 개입하는 것이 중요하다. 증발 단계 중에는, 온도가 약 212℉ 이상이고, 아스파라기나제가 140℉ 이상의 온도에서 변성되기 때문에, 아스파라기나제를 첨가할 수 없다. 또한, 당 용액이 당밀 제조 공정을 시작할 때는 묽은 용액임을 상기한다. 그러므로, 아스파라기나제를 제1 밀링 단계에서 형성된 사탕수수 주스 용액에 첨가하는 것은 경제적이지 않을 것이다.

본 발명의 한 실시양태에서, 아스파라기나제는 청징 단계 (104) 후, 그러나 증발 단계 (106) 전에 사탕수수 주스에 첨가된다. 달리 말하면, 아스파라기나제는 증발 단계 직전에 사탕수수 주스에 첨가된다. 이 시점에서, 사탕수수 주스는 아스파라기나제가 비효과적이게 되는 온도 이상으로 가열되기 전의 최고 농도에 있다. 따라서, 아스파라긴을 불활성화시키기 위해 최소한의 양으로 아스파라기나제가 필요할 것이므로, 아크릴아미드의 형성을 효율적이고 효과적으로 감소시킨다.

도 1에 도시된 공정에서 배출되는 원당 및 당밀이 아크릴아미드 및 아스파라긴을 둘다 함유하기 때문에, 아스파라기나제는 또한 도 2의 당 정제 공정에서도 아크릴아미드 형성을 감소시키기 위해 첨가될 수 있다. 용융 단계 (204)가 전형적으로 당 정제 공정에서 고온을 포함하는 유일한 단계이므로, 본 출원인은 당 정제 공정 동안에 대부분의 아크릴아미드 형성이 용융 단계 중에 발생한다고 생각하였다. 그러므로, 본 발명의 또 다른 실시양태에서, 아스파라기나제는 혼합/친화 단계 (202) 중에 또는 혼합/친화 단계 (202) 직후에 첨가될 수 있다. 달리 말하면, 한 실시양태에서, 아스파라기나제는 용융 단계 직전에 원당 용액에 첨가된다.

본 출원인은 본원에서 블랙스트랩 당밀, 터비나도 당, 및 사탕수수 원당의 3종의 별개의 용액을 각각 아스파라기나제로 처리하였고, 시간의 경과에 따른 아스파라긴 함량을 측정하였다. 아스파라기나제는 상기 용액에 습윤량 기준으로, 당 물질 1 그램 (g) 당 1 효소 단위 (U)의 아스파라기나제 (U/g)로 첨가되었다. 아스파라기나제는 실온 및 5.5 (블랙스트랩 당밀의 경우) 내지 6.8 (사탕수수 원당의 경우) 범위의 pH에서 첨가되었다. 본 출원인은, 3종의 용액이 테스트를 시작할 때 20, 100 및 175 ppm의 아스파라긴으로 출발하였지만, 아스파라기나제가 약 5 내지 10분의 접촉 시간 후에 3종의 용액 모두에서 아스파라긴 함량을 아스파라긴의 최대 감소의 약 85％ 내지 90％까지 감소시켰음을 발견하였다. 또한, 약 100분의 접촉 시간 후에, 3종의 용액은 모두 아스파라긴이 5 내지 10 ppm까지 감소하였다. 따라서, 아스파라기나제가 1 U/g으로 첨가될 경우에, 당 및 당밀 제품에 존재하는 대부분의 아스파라긴을 불활성화시키는 데에 비교적 짧은 접촉 시간이 필요하고, 연장된 접촉 시간 (약 90분 초과)은 존재하는 아스파라긴을 실질적으로 모두 불활성화시킬 것이다.

본 출원인은 아스파라기나제를 약 0.1 U/g 미만의 수준으로 첨가하는 것이 당 정제 공정에서의 아크릴아미드 형성을 감소시키는 데에 효과적이지 않았음을 발견하였다. 보다 낮은 농도의 아스파라기나제는 보다 높은 농도의 아스파라기나제가 첨가될 경우보다 연장된 접촉 시간을 필요로 할 것임을 이해하면, 아크릴아미드 형성을 효과적으로 감소시키기 위해서는 최소한으로, 0.25 U/g 이상의 아스파라기나제가 첨가되어야 한다. 연장된 접촉 시간은 공정 비용 및 효소가 작용할 기회를 갖기 전에 변성될 위험성을 증가시킨다. 본 출원인은 또한, 아스파라기나제가 1000 U/g으로 첨가될 경우에, 1 U/g으로 첨가될 경우와 대략 동일한 수준으로 아스파라긴이 감소하나, 1000 U/g이 아스파라긴 수준을 보다 신속히 감소시켰음을 발견하였다. 상업적으로 실행가능하고 효율적인 공정에서, 아스파라긴은 약 1 U/g 내지 4 U/g의 수준으로 첨가되어야 한다. 상기 수준에서, 아스파라긴은 적당한 시간 내에 허용가능한 수준으로 감소한다.

한 실시양태에서, 아스파라기나제는 도 1의 당밀 제조 공정에서, 청징 단계에서 배출되는 스트림에 직접 첨가된다. 이러한 실시양태에서, 아스파라기나제는 주스가 증발기를 향하여 전달될 때 주스 중의 아스파라긴과 반응하고, 그 동안 증발기는 약 140℉ 미만이다. 또 다른 실시양태에서, 청징 단계에서 배출되는 스트림은 저장 탱크 (도시되지 않음)에 전달되어 아스파라기나제와 합쳐진다. 바람직하게는, 저장 탱크는 아스파라기나제/사탕수수 주스 용액의 온도를 약 100℉ 내지 약 130℉, 가장 바람직하게는 약 110℉ 내지 약 120℉의 온도로 유지한다. 저장 탱크에서의 소정의 시간 후에, 아스파라기나제-처리 주스가 증발기로 전달되고, 당밀 제조 공정이 선행기술에서처럼 계속될 수 있다. 저장 탱크는 연속식, 반연속식 또는 배치식 공정일 수 있다.

또 다른 실시양태에서, 아스파라기나제는 도 2의 당 정제 공정 중에, 혼합 단계에서 배출된 후, 그러나 용융 단계로 유입되기 전에 혼합 당 용액에 첨가된다. 이러한 아스파라기나제의 첨가는 상기에 기재된 당밀 제조 실시양태와 같이, 직접적이거나 또는 인라인(in-line)일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 아스파라기나제는 상기에 기재된 당밀 제조 실시양태에 대하여 기재된 바와 같이, 저장 탱크에서 혼합 당 용액에 첨가된다.

상기에 기재된 본 발명의 실시양태는 개별적으로 사용될 수 있지만, 또한 서로 또는 아크릴아미드를 감소시키는 다른 방법과 조합되어 사용될 수도 있다. 실시양태의 조합은 단일 실시양태에 의해 달성가능한 것으로부터 당밀의 아크릴아미드 발생을 더욱 감소시키기 위해 이용될 수 있거나, 또는 조합은 당밀의 맛 및 질감의 과도한 변화 없이 낮은 수준의 아크릴아미드를 달성하기 위해 이용될 수 있다.

본 발명이 다수의 실시양태와 관련하여 구체적으로 도시되었고 설명되었지만, 당업자라면 열가공 식품의 아크릴아미드를 아스파라기나제를 사용하여 감소시키는 다양한 다른 접근법이 본 발명의 취지 및 범주로부터 벗어남이 없이 있을 수 있음을 알 것이다.

Claims (11)

1. 아스파라기나제를 청징된 당 용액에 첨가하여 처리 당 용액을 제조하는 단계;
   상기 처리 당 용액으로부터 일정량의 물을 증발시켜 처리 당 시럽을 제조하는 단계; 및
   상기 당 시럽을 원당 분획 및 당밀 분획으로 분리하는 단계
   를 포함하고,
   상기 첨가 단계가 상기 아스파라기나제를 습윤량 기준으로, 당 1 그램 당 아스파라기나제 1 내지 4 효소 단위의 양으로 상기 청징된 당 용액에 첨가하는 것을 추가로 포함하는,
   당밀 제조 중에 생성되는 아크릴아미드의 양을 감소시키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 첨가 단계 전에, 당 공급원 물질을 물과 함께 밀링하여(milling) 당 용액을 제조하고, 상기 당 용액을 청징시켜 상기 청징된 당 용액을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 처리 당 용액을 100℉ 내지 130℉의 온도에서 5분 이상 동안 유지하는 것을 추가로 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 처리 당 용액을 110℉ 내지 120℉의 온도에서 5분 이상 동안 유지하는 것을 추가로 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 첨가 단계가 저장 탱크에서 발생하는 것인 방법.
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7. 아스파라기나제를 혼합 원당 용액에 첨가하는 단계;
   상기 원당 용액을 용융시켜 용융 당 용액을 제조하는 단계;
   임의로, 상기 용융 당 용액을 청징시켜 청징된 당 용액을 제조하는 단계; 및
   상기 용융 또는 청징된 당 용액을 정제 당 분획 및 당밀 분획으로 분리하는 단계
   를 포함하고,
   상기 첨가 단계가 아스파라기나제를 습윤량 기준으로, 당 1 그램 당 아스파라기나제 1 내지 4 효소 단위의 양으로 청징된 당 용액에 첨가하는 것을 추가로 포함하는,
   당 정제 중에 생성되는 아크릴아미드의 양을 감소시키는 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 첨가 단계가 저장 탱크에서 발생하는 것인 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 첨가 단계 후에, 상기 당 용액을 100℉ 내지 130℉의 온도에서 5분 이상 동안 유지하는 것을 추가로 포함하는 방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 첨가 단계 후에, 상기 당 용액을 110℉ 내지 120℉의 온도에서 5분 이상 동안 유지하는 것을 추가로 포함하는 방법.
11. 삭제

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