KR102044567B1 - 유제품의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정밀여과, 한외여과 및 나노여과를 수단으로 영아용 조제식 기제(infant formula base)를 제조하는 방법에 관한 것으로, 우유 성분들은 카세인 분획, 유청 단백질 분획 및 락토오스 분획으로 분리되어 적절히 혼합됨으로써 모유의 아미노산 조성에 가까운 아미노산 조성을 가진 영아용 조제식 기제를 제조할 수 있다. 본 발명은 약 1.0 내지 약 1.5%의 총 단백질 농도 및 총 단백질 농도의 적어도 약 11%의 β-카세인 농도를 가진 영아용 조제식 기제를 제공한다. 상기 영아용 조제식 기제는 영아용 조제식을 제조하기에 적절하다.

Description

유제품의 제조방법{METHOD FOR PRODUCING A MILK PRODUCT}
본 발명은 유제품의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 막여과 기술로 영아용 조제식 기제(infant formula base)를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 영아용 조제식 기제는 영아용 조제식(infant formula)의 제조에 사용하기 적절하다.
영아용 조제식에 대한 필요는 모유 수유가 불가능하거나 모유가 충분하지 않은 경우 등의 여러가지 상황에서 항상 존재하였다. 우유(bovine milk)는 모유와 같은 성분들(지방, 카세인, 유청 단백질, 락토오스, 미네랄)을 포함하지만, 그 성분들은 농도면에서 다르다. 우유의 β-카세인 및 α-락트알부민의 아미노산 조성은 모유의 β-카세인 및 α-락트알부민의 아미노산 조성과 상당히 유사하다. 그러나, 유청 단백질/카세인 비율은 우유와 모유에서 서로 다르다; 우유에서 그 비율은 20:80인 반면 모유에서 그 비율은 60:40이다. 영아용 조제식의 단백질의 아미노산 조성을 가능한 한 모유의 아미노산 조성에 가깝게 하기 위하여, 영아용 조제식의 유청 단백질/카세인 비율은 일반적으로 모유의 유청 단백질/카세인 비율과 동일하게 되도록 조절된다.
요즈음의 영아용 조제식은 일반적으로 용해되고 혼합되며 영아용 조제식 분말로 다시 건조된 분말화된 원료로 구성되거나 또는 언제라도 쓸 수 있게 준비된 액상 영아용 조제식으로 멸균 및 포장된다.
일반적으로 영아용 조제식은 락토오스 및 단백질의 공급원인 치즈 유청으로부터 제조된다. 치즈 유청의 가장 중요한 3개의 단백질은 β-락토글로불린, α-락트알부민 및 레넷(rennet)에 의해 카세인으로부터 배출된 카세이노매크로펩타이드(caseinomacropeptide:CMP)이다. β-락토글로불린 및 α-락트알부민은 영아용 조제식에서 유용한 단백질이지만, 카세이노매크로펩타이드는 유청에 포함된 단백질의 아미노산 조성을 파괴하여 영아용 조제식의 원료로서 유청 단백질의 적절성을 떨어뜨린다.
우유 카세인 및 유청 단백질은 정밀여과(microfiltration)로 서로 분리될 수 있다는 것이 알려져 있다. 0.1 내지 0.5㎛의 막을 사용하여 우유를 여과했을 때, 유청 단백질은 막을 통과하여 투과물에 존재하는 반면 카세인은 잔류물에 존재한다. 정밀여과에 의해 제조되는 이상적인 유청의 단백질 조성은 종래의 치즈 유청의 조성과는 다르다. 즉, 이상적인 유청은 치즈를 만드는 과정에서 유청에 분비되는 젖산과 같은 스타터(starters)의 대사 산물을 포함하지 않는다. 유사하게, 레넷 효소에 의해 카파 카세인으로부터 유청에 분비되는 카세이노매크로펩타이드의 분비는 방지된다. 모유의 가장 중요한 형태의 단백질은 α-락트알부민 및 β-카세인이다. 유청에 카세이노매크로펩타이드의 분비가 방지될 때, 유청 단백질에 포함된 α-락트알부민은 전체 단백질의 큰 부분을 형성한다. 따라서, 정밀여과를 사용함으로써, 치즈 유청을 사용하는 경우와 비교하여 모유의 단백질 조성에 더 가까운 단백질 조성을 달성하는 것이 가능하다.
정밀여과를 수단으로 하여, 특히 아미노산 조성이 적절한 영아용 조제식을 제조하는 것이 가능하다는 것은 이미 알려져 있다. WO 00/30461은 정밀여과의 투과물을 농축하고 전기 투석으로 탈염하며 정밀여과의 잔류물 또는 카세인과 혼합함으로써 영아용 조제식을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 상기 WO 문서에 기술된 방법의 결점은 중간 건조 과정 및 pH-조정 과정을 필요로 하는 복잡한 공정일 뿐만 아니라 전기 투석에 의한 탈염 과정은 비용이 비싸고 상당한 에너지를 소비하는 과정이라는 점이다.
본 발명자들은 놀랍게도 정밀여과를 다른 막여과 기술과 결합함으로써, 비용이 비싼 탈염 방법, 중간 건조 및 저장 공정없이도 우수한 아미노산 조성을 가진 영아용 조제식 기제를 신선한 우유로부터 제조할 수 있다는 것을 발견하였다. 정밀여과, 한외여과 및 나노여과의 조합은 우유를 카세인 분획, 유청 단백질 분획 및 락토오스 분획으로 분리할 수 있다. 이러한 분획들은 원하는 방식 및 적절한 비율로 혼합되어 모유의 아미노산 조성에 가까운 아미노산 조성을 가진 영아용 조제식 기제를 제공할 수 있다. 이러한 영아용 조제식 기제를 적절한 지방 공급원 및 미량 원소, 비타민과 같은 다른 필수 성분들로 보충하였을 때, EU 식품 법률에 의해 정해진 필수 요건을 충족하는 영아용 조제식을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 또한 총 단백질 농도가 종래의 영아용 조제식의 총 단백질 농도보다 더 낮은 영아용 조제식을 제조할 수 있다. 현재의 영아용 조제식의 단백질 농도는 명백히 모유의 단백질 농도보다 더 높기 때문에, 아미노산 조성은 파괴하지 않으면서 현재의 영아용 조제식의 단백질 농도를 감소시키는 것이 바람직하다는 것은 명백하다. 과도한 단백질은 아이들의 바람직하지 않은 빠른 성장을 유도한다. 또한, 과도한 단백질은 불필요하게도 아이들의 대사를 과도하게 긴장시킨다.
본 발명은 약 1.0 내지 1.5%의 총 단백질 농도 및 총 단백질 중 적어도 약 11%의 β-카세인 농도를 가진 영아용 조제식 기제를 제공한다. 그러나, 또한 본 발명은 약 1.0 내지 1.5%의 총 단백질 농도 및 카세인 중 적어도 약 50%의 β-카세인 농도를 가진 영아용 조제식 기제를 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 영아용 조제식 기제를 포함하는 영아용 조제식을 제공한다.
또한, 본 발명은 유아들을 위한 다른 우유 함유 식품의 제조를 위한 본 발명의 영아용 조제식 기제, 또는 본 발명의 방법으로 제조된 영아용 조제식 기제, 또는 본 발명의 영아용 조제식의 용도를 제공한다.
본 발명은 a) 정밀여과 잔류물로서 카세인 농축물 및 유청 단백질을 포함하는 정밀여과 투과물을 제공하기 위하여 우유 원재료를 정밀여과하는 단계,
b) 한외여과 잔류물로서 유청 단백질 농축물 및 락토오스와 우유 미네랄을 포함하는 한외여과 투과물을 제공하기 위하여 상기 정밀여과 투과물을 한외여과하는 단계,
c) 나노여과 잔류물로서 락토오스 농축물 및 우유 미네랄을 포함하는 나노여과 투과물을 제공하기 위하여 상기 한외여과 투과물을 나노여과하는 단계,
d) 상기 유청 단백질 농축물, 상기 락토오스 농축물 및 액체를 포함하는 우유 기반 지방으로 영아용 조제식 기제를 구성하는 단계를 포함하는 영아용 조제식 기제의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 내용에서, 우유 원재료는 우유 그 자체 또는 농축물 또는 열처리와 같은 전처리된 것을 의미한다. 우유 원재료에는 유제품의 생산에 일반적으로 사용되는 성분들, 즉 지방, 단백질, 미네랄 및/또는 당 분획 등이 첨가될 수 있다. 따라서 우유 원재료는 예를 들어 전유(whole milk), 저지방 또는 탈지 우유, 크림, 한외여과된 우유, 정용여과된(diafiltered) 우유, 정밀여과된 우유, 우유 분말로 재조합된 우유, 유기농 우유 또는 이러한 것들의 조합물 또는 희석물일 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 우유 원재료는 탈지 우유이다. 다른 실시 형태에서, 우유 원재료는 전유(whole milk)이다.
우유 원재료는 소, 염소, 양, 낙타, 말, 당나귀 또는 인간의 영양에 적절한 우유를 생산하는 어떠한 다른 동물로부터 생산되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 a) 단계에 따르면, 우유 원재료는 정밀여과(MF)되어 카세인은 정밀여과 잔류물(MF retentate)에 잔류하고 반면 유청 단백질은 막을 통과하여 정밀여과 투과물(MF permeate)로 들어간다. 일반적으로, 정밀여과는 약 0.1 내지 0.5㎛의 다공성을 가진 폴리머 또는 세라믹 박막을 사용한다.
정밀여과는 일반적으로 약 2 내지 10의 농축 인자(K)로 실행된다. 상기 농축 인자(K)는 잔류물에 대한 여과에 공급되는 액체의 부피 비율을 의미하는 것으로, 이하의 식으로 정의된다:
K=공급물(L)/잔류물(L)
본 발명의 일 실시 형태에서, 정용여과(diafiltration)는 정밀여과와 함께 사용되어 카세인과 유청 단백질의 분리를 향상시킨다. 일반적으로, 수돗물은 정용여과에서 다이아워터(diawater)로서 사용된다. 우유 성분의 서로 다른 막여과로 얻어지는 분획은 또한 다이아워터(diawater)로서 사용될 수 있다. 정용여과에서, 농축 인자는 일반적으로 정밀여과에서 사용되는 농축 인자보다 상당히 더 클 수 있다.
우유의 유청 단백질은 주로 β-락토글로불린 및 α-락트알부민으로 구성된다. 우유가 가열될 때, β-락토글로불린은 카세인에 부착하기 시작한다는 것은 알려져 있다. 우유를 정밀여과하기 전에 상당히 열처리하면, 상당량의 β-락토글로불린은 카세인에 부착되므로 정밀여과막을 통과하지 못한다. 결과적으로, 정밀여과 투과물의 전체 단백질에 대한 α-락트알부민 농도는 증가할 것이다. 따라서, 원한다면 영아용 조제식 기제를 구성하기 위해 사용되는 정밀여과 투과물의 단백질 및 아미노산 조성은 바람직하게는 우유 원재료의 열처리에 의해 조절될 수 있다. 열처리에 의해 유발되는 β-락토글로불린 및 α-락트알부민의 변성은 실시예 2에 보다 구체적으로 기술되어 있다.
본 발명의 방법의 일 실시 형태에서, 우유 원재료는 정밀여과 전에 열처리된다. 본 발명의 실시 형태에서, 상기 열처리는 약 65 내지 95℃에서 약 15초 내지 약 10분 동안 실시된다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 상기 열처리는 약 72 내지 약 90℃에서 약 15초간 실시된다.
모유의 카세인은 주로 β-카세인이다. 정밀여과막을 통과하는 β-카세인의 투과는 여과 온도를 조절함으로써 영향을 받을 수 있다; WO 2007/055932는 만약 정밀여과가 10℃ 이하의 온도에서 실시된다면, β-카세인은 어느 정도는 정밀여과막을 통과한다는 것으로 개시하고 있다. 따라서 유청 단백질 이외에도, 정밀여과 투과물은 β-카세인을 풍부하게 포함하게 된다. 영아용 조제식 기제를 제조하기 위해 이러한 정밀여과 투과물을 이용함으로써 모유의 단백질 조성에 아주 가까운 단백질 조성을 달성할 수 있다.
정밀여과가 실시되는 온도를 변화시킴으로써 정밀여과막을 통과하는 β-카세인의 투과 능력을 조절할 수 있으므로 정밀여과 투과물에 형성된 단백질 조성에도 영향을 미칠 수 있다. 정밀여과는 실온 또는 실온보다 높거나 낮은 온도에서 실행될 수 있다. 일반적으로, 그 온도 범위는 약 5 내지 55℃이다. 정밀여과를 실온 보다 더 낮은 온도, 예를 들어 약 5 내지 약 15℃에서 실시했을 때, β-카세인의 막 투과 능력, 즉 정밀여과 투과물의 β-카세인 양은 증가한다. 정밀여과를 실온 보다 더 높은 온도, 예를 들어 약 45 내지 약 55℃에서 실시했을 때, β-카세인은 주로 정밀여과막을 통과하지 못하고 정밀여과 잔류물에 잔류한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 정밀여과는 약 5 내지 약 15℃에서 실시된다.
본 발명에 따르면, 정밀여과를 이용함으로써 우유의 단백질 조성은 모유의 단백질 및 아미노산 조성에 가깝게 되고, 따라서 영아용 조제식 기제를 제조하기 위한 최적의 형태로 변화될 수 있다. 본 발명의 실시 형태에서, 영아용 조제식 기제의 β-카세인 농도는 적어도 총 단백질의 약 11%이다. 본 발명의 실시 형태에서, 영아용 조제식 기제의 β-카세인 농도는 카세인의 적어도 약 50%이다. 이는 법률에 의해 요구되는 아미노산 조성을 예전보다 훨씬 더 쉽게 달성되도록 할 수 있다. 또한, 이는 더 낮은 단백질 농도를 가진 영아용 조제식 기제 및 최종 영아용 조제식을 제조하는 것을 가능하게 해 준다.
카세인을 농축된 형태로 포함하는 정밀여과 잔류물은 영아용 조제식 기제의 제조를 위해 사용될 수 있다. 그것은 또한 치즈 제조시에 원재료로서 사용하기에 상당히 적절하다.
정밀여과 투과물에 수거된 유청 단백질은 정밀여과 투과물을 한외여과(UF)하여 유청 단백질인 β-락토글로불린 및 α-락트알부민 그리고 어쩌면 정밀여과 투과물에 포함된 β-카세인을 한외여과 잔류물로 농축시키는 본 발명에 따른 방법의 b) 단계에 의해 농축된다. 얻어진 한외여과 잔류물은 영아용 조제식 기제를 제조하기 위해 사용된다. 락토오스, 우유 미네랄 및 다른 작은 분자 화합물은 한외여과막을 통과한다. 한외여과에서, 일반적으로 약 1 내지 약 20 kDa의 임계치(cut-off value)를 가진 막이 사용된다. 정밀여과 투과물의 한외여과는 일반적으로 약 10 내지 약 80의 농축 인자로 실행된다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 정용여과(diafiltration)는 상기한 구성 성분들의 분리를 향상시키기 위하여 한외여과와 연결되어 사용된다. 일반적으로, 수돗물은 정용여과에서 다이아워터(diawater)로서 사용된다. 우유 성분의 서로 다른 막여과로 얻어지는 분획 역시 다이아워터(diawater)로서 사용될 수 있다.
한외여과 투과물을 나노여과함으로써 한외여과 투과물에 포함된 락토오스는 본 발명에 따른 방법의 c) 단계에 따라 분리된다. 락토오스는 나노여과 잔류물에 농축되고 우유 미네랄 및 다른 작은 분자 성분들은 나노여과막을 통과한다. 획득된 나노여과 잔류물은 영아용 조제식 기제를 제조하기 위해 사용된다. 정밀여과 및 한외여과에서처럼, 락토오스의 분리를 향상시키기 위해서 나노여과에서 정용여과를 또한 사용할 수 있다. 일반적으로, 수돗물은 정용여과에서 다이아워터(diawater)로서 사용된다. 우유 성분의 서로 다른 막여과로 얻어지는 분획 역시 다이아워터(diawater)로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 탈염화를 위해 전기 투석도 이온 교환도 활용하지 않는다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 본 발명에 따른 방법은 저자극성의 영아용 조제식 기제를 생산할 수 있도록 단백질을 가수분해하는 단계를 포함한다. 상기 저자극성의 영아용 조제식 기제는 우유의 단백질에 대하여 알레르기 반응을 일으키는 유아들에게 적절한 저자극성 영아용 조제식의 제조를 위해 사용될 수 있다. 단백질의 가수분해에서, 단백질은 작은 펩타이드로 효소적으로 가수분해되어 더 이상 알레르기 반응을 일으키지 않는다. 가수분해는 관련 분야에 널리 알려진 단백질 분해효소를 이용함으로써, 공지된 방법에 따라 실행될 수 있다. 단백질의 가수분해는 본 발명의 방법 동안 어떠한 적절한 단계에서 실행될 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 단백질의 가수분해는 한외여과에 앞서 정밀여과 투과물에 대하여 실행된다. 본 발명의 다른 실시 형태에서, 단백질의 가수 분해는 한외여과 동안 정밀여과 투과물에 대하여 실행된다. 또 다른 본 발명의 실시 형태에서, 단백질의 가수분해는 d) 단계에서 제조된 영아용 조제식 기제에 대하여 실행된다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 본 발명의 방법은 락토오스를 가수분해하여 락토오스를 단당류로 분해하는 단계를 포함한다. 상기 가수분해는 관련 분야에서 널리 사용되는 락타아제 효소를 사용하고 관련 분야의 종래 방법에 따라 실행될 수 있다. 락토오스의 가수분해는 본 발명의 방법 동안에 어떠한 적절한 단계에서 실행될 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 락토오스의 가수분해는 한외여과에 앞서 정밀여과 투과물에 대하여 실행된다. 본 발명의 다른 실시 형태에서, 락토오스의 가수 분해는 한외여과 동안 정밀 투과 여과물에 대하여 실행된다. 또 다른 본 발명의 실시 형태에서, 락토오스의 가수분해는 d) 단계에서 제조된 영아용 조제식 기제에 대하여 실행된다.
단백질과 락토오스는 동시에 가수분해될 수도 있고 또는 서로 다른 단계에서 가수분해될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 본 발명의 방법은 산성화된 영아용 조제식 기제를 생산하기 위하여 발효 단계 또는 산성화 단계를 포함한다. 영아용 조제식 기제의 발효 및 산성화는 이미 공지된 방식으로 실행될 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 발효 또는 산성화는 d) 단계에서 제조된 영아용 조제식 기제에 대하여 샐행된다.
d) 단계에 따라, 영아용 조제식 기제는 각각 b) 단계 및 c) 단계에서 획득한 한외여과 잔류물, 즉 유청 단백질 농축물, 및 나노여과 잔류물, 즉 락토오스 농축물 그리고 액체를 포함하는 우유 기반 지방으로 구성된다.
상기 액체를 포함하는 우유 기반 지방은 예를 들어 본 발명의 방법의 a) 단계에서 우유 원재료의 정밀여과로부터 획득된 카세인 농축물, 우유 원재료, 표준화된 지방 함량을 가진 우유, 크림 또는 이것들의 혼합물일 수 있다. 일 실시 형태에서, 액체를 포함하는 우유 기반 지방은 카세인 농축물이다.
적절한 영아용 조제식을 달성하기 위하여, 본 발명의 영아용 조제식 기제는 적절한 지방 조성을 제공하기 위하여 여분의 지방 분획으로 보충된다. 여분의 지방 분획은 예를 들어 식물성 오일 또는 다른 오일 또는 이것들의 어떠한 혼합물일 수 있다. 일반적으로, 적절한 조성의 영아용 조제식을 제공하기 위하여 약간의 미네랄 및 미량 원소가 첨가될 필요가 있다. 일반적으로, 보충되는 미네랄 및 미량 원소는 Fe, Zn, Cu, I, Se 및 Ca이다.
본 발명에 따라 제조되는 영아용 조제식 기제는 관련 분야에 일반적으로 알려진 방식으로 열처리될 수 있다. 상기 열처리는 저온살균, 고온살균 또는 저온살균 온도보다 낮은 온도로 충분히 장시간 가열하는 처리일 수 있다. 특히, UHT 처리(예를 들어, 138℃, 2~4초), ESL 처리(예를 들어, 130℃, 1~2초), 저온살균(예를 들어, 72℃, 15초) 또는 고온살균(95℃, 5분)을 언급할 수 있다. 열처리는 직접적이거나(우유에 증기 투입 또는 증기에 우유 투입) 간접적일 수 있다(튜브 열교환기, 플레이트 열교환기, 표면긁기 열교환기(scraped surface heat exchanger)).
본 발명의 일 실시 형태에서, 영아용 조제식 기제는 건조되어 분말이 된다. 건조는 분무 건조와 같은 관련 분야에서 일반적으로 사용되는 어떠한 방법으로도 실행될 수 있다. 본 발명의 영아용 조제식 기제는 물과 혼합되어 액체 형태의 영아용 조제식 기제를 제공할 수 있다.
일반적으로, 본 발명에 따라 생산된 영아용 조제식 기제의 총 단백질 농도는 약 1.0 내지 약 1.5%이다. 탄수화물 농도는 일반적으로 약 6.0 내지 약 8.0%이다. 지방 농도는 일반적으로 약 3.0 내지 약 5.0%이다.
본 발명에 따라 생산된 영아용 조제식 기제는 약 60 내지 약 70 ㎉/100g의 에너지 함량을 가진 영아용 조제식으로 제조될 수 있다.
본 발명의 영아용 조제식 기제의 카세인에 대한 유청 단백질의 비율은 약 50:50 내지 약 100:0로 조절될 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 비율은 약 60:40 내지 약 80:20이다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 영아용 조제식 기제는 본 발명의 방법으로 획득된 한외여과 잔류물 및 나노여과 잔류물, 우유, 크림, 식물성 지방 및 물로 제조된다.
본 발명의 다른 실시 형태에서, 영아용 조제식 기제는 본 발명의 방법으로 획득된 정밀여과 잔류물, 한외여과 잔류물 및 나노여과 잔류물, 크림, 식물성 지방 및 물로 제조된다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 본 발명에 따라 제조되는 영아용 조제식 기제의 β-카세인 농도는 총 단백질의 적어도 약 11%이다.
본 발명의 다른 실시 형태에서, 본 발명에 따라 제조되는 영아용 조제식 기제의 β-카세인 농도는 카세인의 적어도 약 50%이다.
도 1은 영아용 조제식 기제을 제조하는 본 발명의 방법의 일 실시 형태를 나타낸다. 우유 원재료는 정밀여과(MF)되고, 획득된 정밀여과 투과물은 한외여과(UF)되며, 획득된 한외여과 투과물은 나노여과(NF)된다. 상기 도 1에서 파선은 선택적 과정을 나타낸다. 만약 바람직하다면, 정밀여과, 한외여과 및 나노여과와 함께 정용여과를 사용하는 것이 가능하다. 영아용 조제식 기제는 한외여과에서 획득된 유청 단백질 농축물 및 나노여과에서 획득된 락토오스 농축물로 구성된다. 정밀여과로부터 얻어진 카세인 농축물 및 우유 원재료는 영아용 조제식 기제의 생산에 사용될 수 있다. 상기 영아용 조제식 기제는 최적의 조성을 가진 영아용 조제식을 제공하기 위하여 여분의 지방, 미네랄, 미량 원소 및 비타민 보충제로 보충된다.
본 발명은 약 1.0 내지 약 1.5%의 총 단백질 농도 및 총 단백질의 적어도 약 11%의 β-카세인 농도를 가진 영아용 조제식 기제를 제공한다.
본 발명은 또한 약 1.0 내지 약 1.5%의 총 단백질 농도 및 카세인의 적어도 약 50%의 β-카세인 농도를 가진 영아용 조제식 기제를 제공한다.
일 실시 형태에서, 본 발명의 영아용 조제식 기제는 액체이다.
본 발명에 따라 제조되는 영아용 조제식 기제는 락토바실러스 LGG(Lactobacillus LGG)와 같은 프로바이오틱스(probiotics), 갈락토-올리고당과 같은 프리바이오틱스(prebiotics), 타우린과 같은 아미노산, 락토페린과 같은 단백질, 및 뉴클레오티드로 보충될 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 영아용 조제식 기제로 구성되는 영아용 조제식을 제공한다. 일 실시 형태에서, 상기 영아용 조제식은 미네랄 및 미량 원소 그리고 여분의 지방 분획을 더 포함한다. 일 실시 형태에서, 상기 영아용 조제식의 에너지 함량은 약 60 내지 약 70 ㎉/100g이다.
상기 영아용 조제식은 액체 또는 분말일 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 영아용 조제식은 EU 식품 법률에 의해 정해진 필요조건을 완전하게 만족시키도록 제조된다.
본 발명의 영아용 조제식 기제 또는 영아용 조제식은 포리지(porridges) 및 오트밀 죽과 같은 다른 유아용 음식을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 본 발명은 우유를 함유한 다른 유아용 음식(아기 유동식, 액상 아기 유동식, 성장 우유 등)을 제조하기 위한 본 발명의 영아용 조제식 기제, 또는 본 발명의 방법으로 제조된 영아용 조제식 기제, 또는 본 발명의 영아용 조제식의 용도를 제공한다.
본 발명에 따른 방법의 장점은 전기 투석 또는 이온 교환에 의한 별도의 탈염화가 필요하지 않고 막여과에 의해 효율적으로 우유의 탈염화가 이루어진다는 것이다. 본 발명에 따른 방법은 유용한 리신의 파괴와 같은 단백질의 영양적 가치에 유해한 변화를 일으킬 수 있는 종래 관련 제조방법의 중간 건조 과정을 포함하지 않을 뿐만 아니라, 본 발명에 따라 제조된 영아용 조제식의 영양적 품질은 매우 우수하다. 본 발명에 따른 방법은 회피되어야 할 바람직하지 않은 카세이노매크로펩타이드의 형성을 초래할 수 있는 어떠한 레넷을 사용하지 않는다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 모유와 상당히 유사하고 서로 다른 성분들의 농도를 원하는 대로 쉽게 조절할 수 있으며 특히 α-락트알부민 및 β-카세인 단백질의 농도를 유리한 방식으로 최적화시킬 수 있는 영아용 조제식 기제의 간단하면서도 비용-효과적이고 효율적인 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 방법은 법률에 의해 요구되는 아미노산 농도를 예전보다도 더 쉽게 달성할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 최종 영아용 조제식의 미네랄 조성에 더 가까운 미네랄 조성을 가진 영아용 조제식 기제를 제공하는 것을 가능하게 해준다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 장점은 본 방법이 유기농 우유를 바로 원료로 사용하는 것이 가능하기 때문에 유기농 영아용 조제식 기제의 생산을 특히 용이하게 할 수 있다는 것이다.
도 1은 영아용 조제식 기제의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법의 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 영아용 조제식 기제의 필요 아미노산의 농도 및 법률에 의해 요구되는 최소량을 나타내는 도면이다.
이하에서는 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하지만, 이는 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.
실시예 1
탈지유(1000L)를 800kDa의 공극 크기를 가진 폴리머 여과막(Synder FR)으로 정밀여과하였다. 여과 온도는 12℃였다. 상기 우유를 농축인자 3.3으로 농축하였고, 이어 정용여과하였다. 정용여과 단계에서, 1.5배 분량의 물을 정밀여과 잔류물에 부가하였다. 투과물을 수거하였을 때 같은 비율의 물을 부가하였다. 이로 인해 정밀여과 잔류물 300L 및 정밀여과 투과물 2200L를 얻었다.
상기 정밀여과 투과물을 건물 함량 12%가 되도록 10kDa 막(Koch HFK-131)으로 한외여과하여 농축하였다. 이로 인해 한외여과 잔류물 50L 및 한외여과 투과물 2150L를 얻었다. 상기 한외여과 투과물을 건물 함량 20%가 되도록 나노여과하여 농축하였고, 이어서 정용여과하였다. 정용여과 단계에서, 1.5배 분량의 물을 나노여과 잔류물에 부가하였다. 투과물을 수거하였을 때 같은 비율의 물을 부가하였다. 이로 인해 나노여과 잔류물 540L 및 나노여과 투과물 4840L을 얻었다.
여과 공정의 최종 산물은 정밀여과 잔류물, 한외여과 잔류물, 및 나노여과 잔류물이다. 표 1은 획득된 분획의 조성을 나타낸다.
Figure 112014042768769-pct00001
실시예 2
탈지유(1000L)를 정밀여과 단계전에 서로 다른 방법(65℃ 내지 95℃, 15초 내지 10분)으로 열처리하였다. 이러한 탈지유의 열처리는 β-락토글로불린 1 내지 90% 및 α-락트알부민 0 내지 26%를 변성시켰다.
72℃에서 15초간의 열처리는 β-락토글로불린 및 α-락트알부민을 10% 미만으로 변성시켰다. 80℃에서 15초간의 열처리는 β-락토글로불린 14% 및 α-락트알부민을 10% 미만으로 변성시켰다. 90℃에서 15초간의 열처리는 β-락토글로불린을 35% 변성시키고, α-락트알부민의 변성은 여전히 변동되지 않은 상태이다. 단지 변성되지 않은 유청 단백질만 정밀여과막을 통과하므로, 예비 열처리는 정밀여과 투과물의 단백질 조성에 영향을 미치기 위해 사용될 수 있다.
실시예 3
실시예 1에서 얻은 한외여과 잔류물 및 나노여과 잔류물뿐만 아니라 표 2에 따른 탈지유, 크림 및 식물성 지방으로 영아용 조제식을 구성하였다. 상기 조제식에 사용된 유청 단백질/카세인의 비율은 60/40이었다. 상기 조제식의 에너지 함량은 65 ㎉/100g이었다. 상기 조제식의 단백질의 17%는 베타 카세인이었다. 상기 조제식의 카세인의 53%는 베타 카세인이었다.
Figure 112014042768769-pct00002
실시예 4
실시예 1에서 얻은 정밀여과 잔류물, 한외여과 잔류물 및 나노여과 잔류물뿐만 아니라 표 3에 따른 크림 및 식물성 지방으로 영아용 조제식을 구성하였다. 상기 조제식에 사용된 유청 단백질/카세인의 비율은 60/40이었다. 상기 조제식의 에너지 함량은 65 ㎉/100g이었다. 상기 조제식의 단백질의 16%는 베타 카세인이었다. 상기 조제식의 카세인의 53%는 베타 카세인이었다.
Figure 112014042768769-pct00003
실시예 5
3.5% 지방을 함유하는 우유(1000L)를, 50℃ 온도에서 정밀여과하는 것만 제외하고 상기 실시예 1에 기술한 방식으로 정밀여과, 한외여과 및 나노여과하였다.
실시예 1에서 얻은 (50℃에서 여과된)정밀여과 잔류물, 한외여과 잔류물 및 나노여과 잔류물뿐만 아니라 표 4에 따른 우유 및 식물성 지방으로 영아용 조제식을 구성하였다. 상기 조제식에 사용된 유청 단백질/카세인의 비율은 60/40이었다. 상기 조제식의 에너지 함량은 65 ㎉/100g이었다. 상기 조제식의 단백질의 17%는 베타 카세인이었다. 상기 조제식의 카세인의 54%는 베타 카세인이었다.
Figure 112014042768769-pct00004
실시예 6
3.5% 지방을 함유하는 우유(1000L)를, 50℃ 온도에서 정밀여과하는 것만 제외하고 상기 실시예 1에 기술한 방식으로 정밀여과, 한외여과 및 나노여과하였다.
실시예 1에서 얻은 (50℃에서 여과된)정밀여과 잔류물, 한외여과 잔류물 및 나노여과 잔류물뿐만 아니라 표 5에 따른 식물성 지방으로 영아용 조제식을 구성하였다. 상기 조제식에 사용된 유청 단백질/카세인의 비율은 60/40이었다. 상기 조제식의 에너지 함량은 65 ㎉/100g이었다. 상기 조제식의 단백질의 17%는 베타 카세인이었다. 상기 조제식의 카세인의 54%는 베타 카세인이었다.
Figure 112014042768769-pct00005
실시예 7
탈지유(1000L)를, 15℃ 온도에서 정밀여과하는 것만 제외하고 상기 실시예 1에 기술한 방식으로 정밀여과, 한외여과 및 나노여과하였다.
여과에 의해 분리된 한외여과 잔류물 및 나노여과 잔류물뿐만 아니라 표 6에 따른 크림 및 식물성 지방으로 영아용 조제식을 구성하였다. 상기 조제식에 사용된 유청 단백질/카세인의 비율은 80/20이었다. 상기 조제식의 에너지 함량은 60 ㎉/100g이었다. 상기 조제식의 단백질의 11%는 베타 카세인이었다. 상기 조제식의 카세인의 51%는 베타 카세인이었다.
Figure 112014042768769-pct00006
최종 산물의 낮은 단백질 농도에도 불구하고, 표 6에 따른 영아용 조제식은 어떠한 아미노산 보충물없이도 필요 아미노산에 대하여 EU 법률에 정해진 필요조건을 만족시킨다.
도 2는 표 6에 따른 영아용 조제식의 아미노산 조성을 나타낸다. 법률에 의해 규정된 수치들은 각 아미노산의 최소 필요 농도를 나타낸다.
실시예 8
탈지유(1000L)를, 15℃ 온도에서 정밀여과하는 것만 제외하고 상기 실시예 1에 기술한 방식으로 정밀여과, 한외여과 및 나노여과하였다.
여과에 의해 분리된 정밀여과 잔류물, 한외여과 잔류물 및 나노여과 잔류물뿐만 아니라 표 7에 따른 식물성 지방으로 영아용 조제식을 구성하였다. 상기 조제식에 사용된 유청 단백질/카세인의 비율은 75/25이었다. 상기 조제식의 에너지 함량은 60 ㎉/100g이었다. 상기 조제식의 단백질의 11%는 베타 카세인이었다. 상기 조제식의 카세인의 50%는 베타 카세인이었다.
Figure 112014042768769-pct00007
최종 산물의 낮은 단백질 농도에도 불구하고, 표 7에 따른 영아용 조제식은 어떠한 아미노산 보충물없이도 필요 아미노산에 대하여 EU 법률에 정해진 필요조건을 만족시킨다.
본 발명의 기본 아이디어가 많은 다양한 방식으로 실행될 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다. 따라서 본 발명 및 그 실시 형태는 상기한 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 청구범위 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다.

Claims (24)

  1. 액상 영아용 조제식 기제(infant formula base)의 제조방법으로서,
    a) 우유 원재료를 약 65 내지 95℃에서 약 15초 내지 약 10분 동안 열처리한는 단계,
    b) 정밀여과 잔류물로서 카세인 농축물을 제공하고, 유청 단백질을 포함하는 정밀여과 투과물을 제공하기 위하여 상기 열처리된 우유 원재료를 약 5 내지 약 15℃ 온도에서 정밀여과하는 단계,
    c) 한외여과 잔류물로서 유청 단백질 농축물을 제공하고, 락토오스와 우유염(milk salt)을 포함하는 한외여과 투과물을 제공하기 위하여 상기 정밀여과 투과물을 한외여과하는 단계,
    d) 나노여과 잔류물로서 락토오스 농축물을 제공하고, 우유염(milk salt)을 포함하는 나노여과 투과물을 제공하기 위하여 상기 한외여과 투과물을 나노여과하는 단계,
    e) 상기 c) 단계의 유청 단백질 농축물 및 상기 d) 단계의 락토오스 농축물을 포함하는 약 1.0 내지 약 1.5%의 총 단백질 농도를 가진 액상 영아용 조제식 기제를 제공하며,
    상기 방법은 상기 a) 내지 e) 단계의 어느 단계 사이에서도 건조 단계를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 우유 원재료는 탈지유인 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 다이아워터(diawater)로서 물을 이용하는 정용여과(diafiltration)가 정밀여과, 한외여과 및 나노여과 중 적어도 어느 하나에 사용되는 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 탈염화를 위해 어떠한 전기 투석 또는 이온 교환도 사용하지 않는 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 영아용 조제식 기제는 β-카세인 농도가 총 단백질 농도의 적어도 약 11%가 되도록 제조되는 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 영아용 조제식 기제는 β-카세인 농도가 카세인 농도의 적어도 약 50%가 되도록 제조되는 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 영아용 조제식 기제의 유청 단백질/카세인 비율은 약 50:50 내지 약 100:0으로 조절되는 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 단백질을 가수분해하는 단계를 포함하는 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 단백질의 가수분해는 상기 정밀여과 투과물에 대하여 실행되는 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 락토오스를 가수분해하는 단계를 포함하는 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 락토오스의 가수분해는 상기 e) 단계에서 구성된 영아용 조제식 기제에 대하여 실행되는 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 영아용 조제식 기제는 건조되어 분말로 되는 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 영아용 조제식 기제는 약 60 내지 약 70 ㎉/100g의 에너지 함량을 가진 영아용 조제식으로 제조되는 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 우유 원재료는 정밀여과에 앞서 약 72 내지 약 90℃에서 약 15초간 열처리되는 제조방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 영아용 조제식 기제의 유청 단백질/카세인 비율은 약 60:40 내지 약 80:20으로 조절되는 제조방법.
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