KR102191198B1 - 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 1종 이상의 유 단백질과 1종 이상의 식물성 단백질의 어셈블리의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법에 의해 수득될 수 있는 어셈블리뿐만 아니라, 특히 식품 가공 분야에서 그의 용도에 관한 것이다.

Description

1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리 {ASSEMBLY OF AT LEAST ONE VEGETABLE PROTEIN AND AT LEAST ONE DAIRY PROTEIN}
본 발명의 대상은 1종 이상의 유 단백질과 1종 이상의 식물성 단백질의 어셈블리의 제조 방법이다. 본 발명의 대상은 또한 상기 방법에 의하여 수득될 수 있는 어셈블리, 및 또한, 특히 식품 가공 분야에서 그의 용도이다.
단백질은, 탄수화물과 지질과 함께, 우리의 식이에서 상당한 부분을 차지한다. 소비 단백질은 일반적으로 동물 기원 (육류, 어류, 알류, 유제품 등), 또는 식물 기원 (곡물, 콩과 식물 등)에서 비롯된다.
단백질의 영양적 역할은 체내 단백질의 합성에 필요한 기질인, 아미노산 및 에너지를 제공하는 것이다.
단백질은 아미노산 서열로 구성되어 있다. 20종의 아미노산이 있으며, 그 중 9종은 인간에게 필수적인데, 그 이유는 신체가 이들을 합성할 수 없고, 따라서 이들은 식이에 의해 제공되어야만 하기 때문이다.
통상적인 접근법에서, 단백질의 품질은 그의 필수 아미노산 함량을 기준으로 평가된다. 특히, 일반적으로, 동물 기원의 단백질은 식물성 단백질보다 특정 필수 아미노산이 풍부한 것으로 알려져 있다.
우유 단백질은 유리한 영양상 중요하고; 다른 한편으로는, 우유 단백질은 고가이고 이는 그의 사용을 제한할 수 있다. 따라서 제조업체는 대용 단백질을 모색하고, 식물성 단백질은 매력적인 대용 단백질이다.
많은 특허 출원들이 이미 식품에서 동물 기원의 단백질 모두 또는 일부를 대체하기 위한 식물성 단백질의 용도를 기재한다. 그러나, 현재 시장에 출시되어 있는 대용 단백질이 동물 기원의 기능적 단백질 성분의 기능적 특성에 상당하는, 기능적으로 최적이고 유리한 특성을 반드시 갖고 있는 것은 아니다.
단백질은 많은 신선 식품 또는 제조 식품의 관능상 품질, 예를 들어 육류 및 육류 제품, 우유 및 파생 제품, 파스타 및 빵의 컨시스턴시 및 텍스처와 관련하여 중요한 역할을 한다. 이들 식품 품질은 식품의 단백질 구성성분의 구조, 물리화학적 특성 및 기능적 특성에 매우 자주 좌우된다.
본 출원에서, 용어 식품 성분의 "기능적 특성"은 식품에서의 성분의 유용성에 영향을 주는 임의의 비영양적 특성을 의미한다. 이들 다양한 특성은 식품의 원하는 최종 특성을 수득하는데 기여한다. 이들 기능적 특성의 일부는 용해성, 수화, 점도, 응고, 안정화, 텍스처링, 페이스트 형성, 발포 특성, 및 유화 및 겔화 능력이다. 단백질은 또한 이들이 사용되는 식품 매트릭스의 관능 특성에서 중요한 역할을 하며, 기능적 특성과 관능 특성 사이에 실제 상승작용이 존재한다.
따라서, 단백질의 기능적 특성, 또는 기능성은 기술 변화, 보존 또는 가정용 요리 제법 동안 발생되는 식품 시스템의 관능 품질에 영향을 미치는 물리적 또는 물리화학적 특성이다.
단백질의 기원이 무엇이든, 이는 제품의 색상, 향미 및/또는 텍스처에 영향을 미친다는 점을 주목한다. 이들 관능상 특성은 소비자 선택에서 결정적이며 이 경우에 관능상 특성은 제조업체에 의해 대단히 고려된다.
단백질의 기능성은 그의 환경 (다른 분자, pH, 온도 등)과의 후자에 의한 분자 상호작용의 결과이다. 이들 특성은 일반적으로 세가지 군으로 분류된다:
- 단백질의 상호작용과 함께 분류되는 물의 수화 특성: 이는 흡수, 보유, 습윤성, 팽윤, 부착, 분산, 점도 등의 특성을 포함함,
- 단백질-단백질 상호작용의 특성과 함께 분류되는 구조화 특성: 이는 침전, 응고, 겔화 등의 현상을 포함함,
- 액상 또는 기상에서 다른 극성 또는 비극성 구조와 단백질 상호작용의 특성과 함께 분류되는 표면 특성: 이는 유화, 발포 등의 특성을 포함함.
이들 다양한 특성은 서로 무관하지 않은데, 그 이유는 기능적 특성은 몇몇 유형의 상호작용에서 또는 몇몇 기능적 특성에서 기인할 수 있기 때문이다.
본 출원인 회사는 동물 기원의 단백질을 위한 적어도 부분적인 대용품으로서 식품 산업에서 사용될 수 있는, 유리한 기능적 특성을 갖는 조성물을 갖기 위한 실제, 충족하지 않은 필요성이 존재한다는 점을 주목하였다.
이러한 맥락에서, 본 출원인 회사는 개선된 기능적 및/또는 관능 특성을 갖는, 1종 이상의 유 단백질과 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 신규 조성물을 수득할 수 있게 하는 특정 방법을 개발하였다.
따라서 본 발명의 대상은 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물을 수득하는 것으로 이루어진 단계, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물을 수득하는 것으로 이루어진 단계 및 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물과 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물을 혼합하는 것으로 이루어진 단계, 및 게다가 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리의 하나 이상의 동일하거나 상이한 단계를 포함하는, 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리의 수득 방법이다.
본 발명은 또한 상기 기재된 방법에 의하여 수득될 수 있는, 1종 이상의 유 단백질과 1종 이상의 식물성 단백질의 어셈블리에 관한 것이다. 이 어셈블리는 예를 들어 두 유형의 단백질의 건조 혼합에서 이들 단백질의 단순 병치에 의해 수득되는 기능적 및/또는 관능 특성과 비교하여 개선된 기능적 및/또는 관능 특성을 갖는다. 따라서 본 발명에 따른 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리는 수득되는 최종 특성의 면에서 실제 상승작용을 수득할 수 있게 한다. 이는 사용된 단백질 각각의 특성이 단지 부가되고 축적되는 것이 아니라 그 특성이 개선되거나 신규함을 의미한다. 이 상승작용은 특히 이하에 실시예에서 실증된다.
최종적으로, 본 발명은 다양한 산업 부문, 더 특히 식품 가공 분야에서의 상기 어셈블리의 용도에 관한 것이다. 어셈블리는 기능성 작용제로서, 및 바람직하게는 그의 용해성을 위한 또는 유화제, 발포제, 겔화제, 점성화제, 오버런제(overrun agent), 함수제 및/또는 열 처리에 반응할 수 있는 작용제로서 사용될 수 있다.
도 1은 레닛 응고 동안 본 발명의 다양한 어셈블리 (프로밀크(PROMILK) 852 B + 응집물)의 유장에서 측정된 단백질 손실 및 또한 유 단백질 (프로밀크 852 B 4%) 단독의 경우 수득된 단백질 손실을 제시한다.
흔히, 용어 "단백질의 어셈블리"는 함께 특정 3차원 구조를 형성하는 몇몇 단백질의 조합을 지칭한다.
사실상, 단백질은 아미노산의 연속으로 형성된다. 아미노산의 라디칼 부분은 상이한 화학적 기능을 보유한다. 따라서, 아미노산의 라디칼 사이의 상호작용, 전형적으로 소수성 상호작용, 수소 결합, 이온 결합 및 디술피드 브릿지가 존재할 수 있다. 라디칼 사이의 상호작용은 3차원 초분자 구조를 채택하도록 단백질의 폴딩을 그 자체로 및 그들 사이에서 야기하는 효과를 갖는다. 이 점에서, 단백질의 어셈블리는 단순 혼합물과 다르고: 단백질은 단순히 물리적으로 혼합되는 것이 아니라, 함께 예를 들어 특정 크기, 형태학 및 조성을 갖는 신규 구조를 형성한다.
본 발명의 대상인 방법은 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물을 수득하는 것으로 이루어진 단계, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물을 수득하는 것으로 이루어진 단계 및 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물과 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물을 혼합하는 것으로 이루어진 단계를 포함한다.
본 발명에서, 용어 "식물성 단백질"은 단독으로 사용되거나 동일한 패밀리 또는 상이한 패밀리로부터 선택된 혼합물로서 사용되는, 곡물, 유지성 식물, 콩과 식물 및 괴경 식물로부터 유래된 모든 단백질, 및 또한 조류 및 미세조류로부터 유래된 모든 단백질을 나타낸다.
이들 식물성 단백질은 단독으로 사용되거나 동일한 패밀리 또는 상이한 패밀리로부터 선택된 혼합물로서 사용될 수 있다.
본 출원에서, 용어 "조류" 및 "미세조류"는 뿌리, 줄기 및 잎은 없으나, 엽록소 및 또한 산소 생성 광합성에 부수적인 기타 색소를 갖는 진핵 생물을 의미하고자 한다. 이들은 청색, 적색, 황색, 금색 및 갈색이거나 아니면 녹색이다. 이들은 식물계의 18% 및 해양 식물의 90% 초과를 차지하며, 그의 40,000 내지 45,000 종이 존재한다. 조류는 그의 크기 및 형상의 면에서 및 그의 세포 구조의 면에서 둘 다 극히 다양한 유기체이다. 이들은 수중이나 매우 습한 환경에서 산다. 이들은 많은 비타민 및 미량 원소를 함유하며, 건강 및 미용의 자극제이고 그에 유익한 활성제의 진정한 농축물이다. 이들은 항염증, 보습, 연화, 재생, 퍼밍 및 항노화 특성을 갖는다. 이들은 또한 식품 제품의 텍스처를 제공할 수 있게 하는 "기술적" 특성을 갖는다. 사실상, 첨가제 E400 내지 E407은 조류로부터 추출된 화합물이며, 그의 증점, 겔화, 유화 및 안정화 특성이 사용된다.
엄격한 의미에서의 미세조류는 현미경적 크기의 조류이다. 이들은 2개의 다계통 군, 즉 진핵 생물 및 원핵 생물로 분리되는 분화되지 않은 단세포 또는 다세포의 광합성 미생물이다. 미세조류는 강한 수성 환경에서 살기 때문에, 편모 운동성을 가질 수 있다.
한 바람직한 실시양태에 따르면, 미세조류는 클로렐라(Chlorella), 스피룰리나(Spirulina) 및 오돈텔라(Odontella)로 구성된 군으로부터 선택된다.
더욱 더 바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명의 미세조류는 클로렐라 (Chlorella) 속으로부터, 바람직하게는 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris), 클로렐라 피레노이도사(Chlorella pyrenoidosa), 클로렐라 레귤라리스(Chlorella regularis), 클로렐라 소로키니아나(Chlorella sorokiniana)로부터, 더욱 더 바람직하게는 클로렐라 불가리스로부터 유래된다.
본 출원에서, 용어 "곡물"은 식용 곡식을 생산하는 벼 과의 재배 식물, 예를 들어 밀, 귀리, 호밀, 보리, 옥수수, 수수 또는 벼를 의미하고자 한다. 곡물은 흔히 가루의 형태로 밀링되지만, 또한 알갱이로서 그리고 때때로 전식물 형태 (사료)로 제공된다.
본 출원에서, 용어 "괴경"은 일반적으로 땅속에 있으며, 동계 동안에 식물 생존을 확보하고 종종 식물 생장 과정을 통한 식물 증식을 확보하는 모든 저장 기관을 의미하고자 한다. 이들 기관은 저장 물질의 축적으로 인해 괴근상이 된다. 괴경으로 변환되는 기관은 하기의 것일 수 있다:
- 뿌리: 당근, 파스닙, 카사바, 곤약,
- 근경: 감자, 예루살렘 아티초크(Jerusalem artichoke), 재패니즈 아티초크(Japanese artichoke), 고구마,
- 줄기의 기부 (더 구체적으로 배축): 콜라비, 셀러리악,
- 뿌리와 배축의 조합: 홍당무, 무.
본 출원에서, 용어 "콩과 식물"은 지방이 풍부한 식물의 종자 또는 식물의 열매를 위해 특수 재배된 식물을 나타내며, 그로부터 식이, 에너지 또는 산업 용도를 위한 오일, 예를 들어 유채씨, 땅콩, 해바라기, 대두, 참깨 및 피마자 오일 식물이 이 추출된다.
본 발명의 목적상, 용어 "콩과 식물"은 카에살피니아세아에(Caesalpiniaceae) 과, 미모사세아에(Mimosaceae)과 또는 파필리오나세아에(Papilionaceae) 과에 속하는 임의의 식물, 특히 파필리오나세아에 과에 속하는 임의의 식물, 예를 들어 완두콩, 콩, 누에콩, 잠두콩, 렌즈콩, 알팔파, 클로버 또는 루핀을 의미하고자 한다.
이러한 정의는 특히 1991년 알. 후버(R. Hoover) 등에 의한 논문 (Hoover R. (1991) "Composition, structure, functionality and chemical modification of legume starches: a review" Can. J. Physiol. Pharmacol., 69, pp. 79-92)에 포함된 표 중 어느 하나에 기재된 모든 식물을 포함한다.
본 발명의 한 바람직한 실시양태에 따르면, 식물성 단백질은 콩과 식물 단백질에 속한다.
게다가, 한 바람직한 실시양태에 따르면, 콩과 식물 단백질은 알팔파, 클로버, 루핀, 완두콩, 콩, 누에콩, 잠두콩 및 렌즈콩, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
더 바람직하게는, 상기 콩과 식물 단백질은 완두콩, 콩, 누에콩 및 잠두콩, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 콩과 식물 단백질은 완두콩으로부터 유래된다.
본 명세서에서 용어 "완두콩"은 그의 가장 넓은 의미에서 고려되며, 특히 하기의 것을 포함한다:
- "매끄러운 완두콩" 및 "주름진 완두콩"의 모든 변종, 및
- 일반적으로 의도되는 용도와 관계없이 "매끄러운 완두콩" 및 "주름진 완두콩"의 모든 돌연변이 변종 (인간 소비를 위한 식품, 동물 사료 및/또는 기타 용도).
본 출원에서, 용어 "완두콩"은 피숨(Pisum) 속, 더 특히 사티붐(Sativum) 및 및 아에스티붐(Aestivum) 종에 속하는 완두콩의 변종을 포함한다.
상기 돌연변이 변종은 C-L 헤들리(C-L Heydley) 등에 의한 논문 [제목: "Developing novel pea starches" Proceedings of the Symposium of the Industrial Biochemistry and Biotechnology Group of the Biochemical Society, 1996, pp. 77-87]에 기재된 바와 같이, 특히 "r 돌연변이", "rb 돌연변이", "rug 3 돌연변이", "rug 4 돌연변이", "rug 5 돌연변이" 및 "lam 돌연변이"로 알려진 것이다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 콩과 식물 단백질은 매끄러운 완두콩으로부터 유래된다.
사실상, 완두콩은 단백질-풍부 종자를 갖는 콩과 식물이며, 이는 1970년 이래로, 유럽에서 그리고 주로 프랑스에서 동물 사료를 위한 단백질 공급원으로서뿐만 아니라 인간 소비를 위한 식품을 위한 단백질 공급원으로서도 가장 널리 발전되어 왔다.
완두콩 단백질은 모든 콩과 식물 단백질과 마찬가지로 세가지 주요 단백질 부류, 즉 글로불린, 알부민 및 "불용성" 단백질로 이루어진다.
완두콩 단백질의 가치는 그의 양호한 유화 능력, 그의 알러지 유발성 결여 및 그의 저렴한 가격에 있으며, 이는 완두콩 단백질을 경제적이며 기능적인 성분이 되게 한다.
더욱이, 완두콩 단백질은 지속가능한 발전에 유리하게 기여하며, 그의 탄소 영향은 매우 긍정적이다. 이는 완두콩 재배가 환경친화적이며, 완두콩이 공기 중 질소를 고정시키므로 질소 비료를 필요로 하지 않기 때문이다.
본 발명에 따르면, 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물은 바람직하게는 1종 이상의 완두콩 단백질을 포함하는 조성물이다.
1종 이상의 식물성 단백질, 특히 완두콩 단백질을 포함하는 조성물은 용액, 분산액 또는 현탁액의 형태로 또는 고체 형태, 특히 분말 형태일 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는, 1종 이상의 식물성 단백질, 특히 1종의 완두콩 단백질을 포함하는 조성물은 유리하게는 건조 생성물의 중량 기준으로 60% 이상의 총 단백질 함량 (N x 6.25)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 맥락에서, 건조 생성물의 중량 기준으로 70% 내지 97%, 바람직하게는 76% 내지 95%, 더욱 더 바람직하게는 78% 내지 88%, 특히 78% 내지 85%의 높은 단백질 함량을 갖는 조성물이 사용된다. 샘플에 함유된 가용성 질소 분획을 켈달법(Kjeldahl method)에 따라 정량적으로 결정함으로써 총 단백질 함량을 측정한다. 그 다음, 건조 생성물의 중량 백분율로 표기된 질소 함량에 계수 6.25를 곱함으로써 총 단백질 함량을 수득한다.
게다가, 1종 이상의 식물성 단백질, 특히 1종의 완두콩 단백질을 포함하는 상기 조성물은, 단백질의 수용해성을 측정하기 위한 이하에 기재된 시험에 따라 표기된 가용성 단백질 함량 20% 내지 99%를 가질 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 맥락에서, 45% 내지 90%, 더욱 더 바람직하게는 50% 내지 80%, 특히 55% 내지 75%의 높은 가용성 단백질 함량을 갖는 단백질 조성물이 사용된다.
가용성 단백질 함량을 결정하기 위해, HCl 또는 NaOH의 용액을 사용하여 pH가 7.5 +/- 0.1로 조정되는 물에 가용성인 단백질의 함량은 증류수에서 샘플 시험편을 분산시키고, 원심분리하며, 상청액을 분석하는 방법에 의하여 측정된다. 20℃ +/- 2℃에서 200.0 g의 증류수를 400 ㎖ 비커에 두고, 전체를 자기적으로 교반한다 (자기 막대 및 200 rpm에서 회전). 분석될 샘플을 정확히 5 g 첨가한다. 혼합물을 30분 동안 교반하고, 4000 rpm에서 15분 동안 원심분리한다. 질소의 측정 방법은 앞서 기재된 방법에 따라 상청액에 대하여 수행된다.
1종 이상의 식물성 단백질, 특히 1종의 완두콩 단백질을 포함하는 이들 조성물은 바람직하게는 1000 Da 초과의 단백질을 50% 초과, 더 바람직하게는 60% 초과, 더욱 더 바람직하게는 70% 초과, 더욱 더 바람직하게는 80% 초과, 특히 90% 초과로 함유한다. 단백질의 분자량 결정은 이하에 기재된 방법에 따라 수행될 수 있다. 게다가, 1종 이상의 식물성 단백질, 특히 1종의 완두콩 단백질을 포함하는 이들 조성물은 바람직하게는 하기로 이루어진 분자량 분포 프로파일을 갖는다:
- 100,000 Da 초과의 단백질을 1% 내지 8%, 바람직하게는 1.5% 내지 4%, 더욱 더 바람직하게는 1.5% 내지 3%,
- 15,000 Da 초과 및 100,000 Da 이하의 단백질을 20% 내지 55%, 바람직하게는 25% 내지 55%,
- 5000 Da 초과 및 15,000 Da 이하의 단백질을 15% 내지 30%, 및
- 5000 Da 이하의 단백질을 25% 내지 55%, 바람직하게는 25% 내지 50%, 더욱 더 바람직하게는 25% 내지 45%.
본 발명에 따른 1종 이상의 식물성 단백질, 특히 1종의 완두콩 단백질을 포함하는 조성물의 예, 및 또한 분자량 결정 방법에 대한 세부 사항은 특허 WO 2007/017572에서 찾아볼 수 있다.
본 발명에 따르면, 1종 이상의 식물성 단백질, 특히 1종의 완두콩 단백질을 포함하는 조성물은 식물성 단백질 농축물 및 식물성 단백질 단리물, 바람직하게는 완두콩 단백질 농축물 및 완두콩 단백질 단리물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 식물성 단백질 농축물 및 단리물, 특히 완두콩 단백질 농축물 및 단리물은 그의 단백질 함량의 관점에서 정의된다 (참고: the review by J.　Gueguen from 1983 in Proceedings of European congress on plant proteins for human food (3-4) pp　267　-　304):
- 식물성 단백질 농축물, 특히 완두콩 단백질 농축물은 건량 기준으로 60% 내지 75%의 총 단백질 함량을 갖는 것으로 기재되고,
- 식물성 단백질 단리물, 특히 완두콩 단백질 단리물은 건량 기준으로 90% 내지 95%의 총 단백질 함량을 갖는 것으로 기재되고, 단백질 함량은 켈달법에 의해 측정되고, 질소 함량에는 계수 6.25가 곱해진다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 1종 이상의 식물성 단백질, 특히 1종의 완두콩 단백질을 포함하는 조성물은 또한 "식물성 단백질 가수분해물", 바람직하게는 "완두콩 단백질 가수분해물"일 수 있다. 식물성 단백질 가수분해물, 특히 완두콩 단백질 가수분해물은 식물성 단백질, 특히 완두콩 단백질의 효소 가수분해 또는 화학적 가수분해에 의해, 또는 동시에 또는 연속하여 이들 둘 다에 의해 수득된 제제로서 정의된다. 단백질 가수분해물은 원래 조성물보다 더 높은 비율의 다양한 크기의 펩티드와 유리 아미노산을 포함한다. 이 가수분해는 단백질의 용해성에 영향을 줄 수 있다. 효소 가수분해 및/또는 화학적 가수분해는 예를 들어 특허 출원 WO 2008/001183에 기재되어 있다. 바람직하게는, 단백질 가수분해는 완료되지 않으며, 즉 단지 또는 본질적으로 아미노산 및 작은 펩티드 (2 내지 4개의 아미노산)를 포함하는 조성물을 초래하지 않는다. 바람직한 가수분해물은 500 Da 초과의 단백질 및 폴리펩티드를 50% 초과, 더 바람직하게는 60% 초과, 더욱 더 바람직하게는 70% 초과, 더욱 더 바람직하게는 80% 초과, 특히 90% 초과로 포함한다.
단백질 가수분해물의 제조 방법은 통상의 기술자에게 주지되어 있으며, 예를 들어, 다음 단계를 포함할 수 있다: 현탁액을 수득하도록 물에 단백질을 분산시키는 단계, 선택된 처리에 의하여 이 현탁액을 가수분해하는 단계. 가장 흔히, 이는 다양한 프로테아제의 혼합물을 조합하는 효소 처리일 것이며, 임의로, 여전히 활성인 효소를 불활성화하도록 의도된 열 처리가 이어질 것이다. 이어서, 수득된 용액은 불용성 화합물, 임의로 잔류 효소, 및 고분자량 펩티드 (10,000 달톤 초과)를 분리하도록 하나 이상의 막을 통하여 여과될 수 있다.
한 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 어셈블리를 수득하기 위해 사용된 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물은 글루텐을 함유하지 않는다. 이 실시양태는 유리한데, 그 이유는 글루텐 불내성으로 고통받는 특정 수의 개체들이 있기 때문이다.
글루텐은 곡물, 특히 밀에 존재하나, 또한 호밀, 보리 및 귀리에 존재하는 단백질 군이다. 대부분의 개체들의 경우, 글루텐은 위에 의하여 용이하게 소화되는 정상 단백질이다. 그러나, 인구의 일부분은 글루텐을 소화할 수가 없다. 이들 글루텐-불내성 개체들은 대부분 일반적으로 복강 질환 (복강 스프루, 글루텐-불내성 장병증 또는 글루텐-민감성 장병증으로도 알려짐)으로 고통받고 있는 것으로 나타내진다. 이 질환은 일부 곡물에 존재하는 특정 단백질 쇄에 대해 만성 반응이 있는 경우 나타난다. 이 반응은 소장의 장 융모의 파괴를 야기하고, 이는 영양분의 흡수불량 및 기타 다소 심각한 장애를 유발한다. 이는 매우 제한 질환인데, 그 이유는 현재에서, 치유적 치료법이 없기 때문이다.
본 발명의 한 임의적 실시양태에 따르면, 1종 이상의 식물성 단백질, 특히 1종의 완두콩 단백질을 포함하는 조성물은, 고온에서 그리고 단시간 동안의 열 처리를 겪을 수 있고, 상기 처리는 HTST (고온 단시간) 및 UHT (초고온) 처리로부터 선택될 수 있다. 이 처리는 유리하게는 세균학적 위험을 감소시킬 수 있게 한다.
본 발명에서, 용어 "유 단백질"은 우유로부터 및 우유-유래 제품으로부터 유래된 모든 단백질을 나타낸다.
화학적인 관점에서 보면, 우유 제품은 2개의 군으로 부각된다: 카세인 및 유장 단백질. 카세인은 우유의 총 단백질 중 80%를 나타낸다. 나머지 20%를 나타내는 유장 단백질은 pH 4.6에서 가용성이다. 유장 단백질에는 원칙적으로 β-락토글로불린, α-락토알부민, 소 유장 알부민, 면역글로불린 및 락토페린이 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 1종 이상의 우유 단백질 보유물을 포함하는 조성물일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 1종 이상의 카세인을 포함하는 조성물일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 1종 이상의 유장 단백질을 포함하는 조성물일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 1종 이상의 카세인 및 1종의 유장 단백질을 포함하는 조성물일 수 있다.
1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 액체 형태 또는 고체 형태, 특히 분말 형태일 수 있다.
1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 특히 우유 또는 유제품일 수 있다.
법률 용어로, 1909년 이래, 단지 하나의 명백한 정의가 동물 기원의 우유를 정의하는 데 존재한다: "우유는 혹사되지 않은 건강하고 영양상태가 좋은 젖 분비 암컷의 완전하고 중단되지 않는 착유의 완전 생성물이다. 이는 깨끗하게 수집되어야 하며, 초유를 함유하지 않는다."
유래하는 동물 종의 어떤 명시도 없는 "우유"라는 명칭은, 프랑스 법령의 관점에서, 젖소 우유를 위해 확보된 것이다. 젖소 이외의 젖 분비 암컷으로부터 유래하는 임의의 우유는 "우유"라는 명칭 앞에 유래하는 동물 종의 명시, 예를 들어, "염소 우유", "암양 우유", "당나귀 우유", "물소 우유" 등으로 나타내야 한다. 그러나, 본 발명의 목적상, 우유 제품 및 유제품은 임의의 동물 종으로부터 유래할 수 있다.
본 발명의 목적상, 용어 "유제품"은 우유의 임의의 처리에 따라 수득된 임의의 제품을 의미하고자 하며, 이는 식품 첨가제 및 처리에 기능적으로 필요한 기타 성분 (국제식품규격위원회(CODEX Alimentarius)에서 정의)을 함유할 수 있다.
분말을 수득하기 위해 액상 우유를 탈수하는 것은 공지된 관행이다. 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 또한 동물 기원 및 우유의 유형과 관계없이, 분유일 수 있다.
1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 특히 유청 및/또는 버터밀크 및/또는 우유 또는 유청 투과액 및/또는 보유물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
우유 유장으로도 칭해지는 유청은, 우유의 응고로부터 생긴 액체 부분이다. 두 종류의 유청이 구별된다: 신선 치즈 및 카세인의 산 생성으로부터 생긴 것 (산미 유청), 및 조리 또는 반조리 압착 치즈 (감미 유청) 및 레닛 카세인의 생성으로부터 생긴 것. 유청은 일반적으로 분말 형태로 시판된다. 물 이외에, 유청은 락토스 (70% 내지 75%), 가용성 단백질 (10% 내지 13%), 비타민 (티아민-B1, 리보플라빈-B2 및 피리독신-B6) 및 무기질 (본질적으로 칼슘)을 함유한다.
버터밀크, 또는 "처닝된 우유(churned milk)"는 통상적으로 처닝에 의한 버터의 생성 후 신선 우유 또는 발효 우유로부터 유래된다. 이는 또한 효소를 첨가함으로써 신선 우유로부터 직접 생성된다. 버터밀크는 액체, 농축 또는 분말화 형태일 수 있다.
게다가, 유 단백질은 통상의 기술자에게 주지된 방법에 의하여 우유로부터 또는 유제품으로부터 추출될 수 있다. 이들 추출된 단백질은 다양한 농도에서, 다양한 형태로, 예를 들어 분말 또는 액체 형태로 상업적으로 입수할 수 있다.
1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은, 단독으로 사용되거나 다른 유제품, 예컨대 탈염 유청, 우유 투과액 또는 유청 투과액과 조합 사용되는, 하기로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다:
- 우유의 여과에 의해 수득될 수 있는 단백질 조성물, 특히 단백질 농축물 또는 단리물;
- 카세인과 유장 단백질의 열처리 및 공침에 의해 수득될 수 있는 단백질 공침전물;
- 유장 단백질 조성물, 특히 유장 단백질 농축물 또는 유장 단백질 단리물;
- 카세인 및 카세이네이트, 특히 고유 카세인, 산 카세인, 레닛 카세인, 소듐 카세이네이트, 포타슘 카세이네이트 및 칼슘 카세이네이트;
- 상기 언급된 단백질의 가수분해물.
제1 특정 실시양태에서, 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물은 콩과 식물 단백질에 속하는 식물성 단백질을 포함하는 조성물이고, 콩과 식물 단백질은 바람직하게는 알팔파, 클로버, 루핀, 완두콩, 콩, 누에콩, 잠두콩 및 렌즈콩, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 1종 이상의 우유 단백질 보유물을 포함하는 조성물이다. 이러한 특정 실시양태에 따르면, 어셈블리의 단백질 농도는 건조 중량 기준으로 70% 내지 90%, 더 특히 건조 중량 기준으로 78% 내지 85%이다.
제2 특정 실시양태에서, 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물은 콩과 식물 단백질에 속하는 식물성 단백질을 포함하는 조성물이고, 콩과 식물 단백질은 바람직하게는 알팔파, 클로버, 루핀, 완두콩, 콩, 누에콩, 잠두콩 및 렌즈콩, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 1종 이상의 카세인을 포함하는 조성물이다.
바람직하게는, 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물은 완두콩 단백질, 특히 매끄러운 완두콩 단백질을 포함하는 조성물이고, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 1종 이상의 카세인, 특히 미셀 카세인 보유물을 포함하는 조성물이다.
한 바람직한 실시양태에 따르면, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 총 단백질 농축물 또는 총 단백질 단리물이다.
또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 고유 카세인, 산 카세인, 레닛 카세인, 소듐 카세이네이트, 포타슘 카세이네이트 및 칼슘 카세이네이트로 구성된 군으로부터 선택된다.
유 단백질 농축물은 기원 물질보다 더 많은 총 단백질 함량을 갖는 것으로 기재된다.
유 단백질 단리물은 기원 물질보다 더 많고 건량 기준으로 85% 이상의 총 단백질 함량을 갖는 것으로 기재된다. 이전의 정의에서, 단백질 함량은 켈달법을 사용하여 측정되고, 질소 함량에는 계수 6.38 (유 단백질에 사용되는 환산 계수)이 곱해진다.
유청 단백질은 일반적으로 한외여과, 농축 및 건조 공정에 의하여 수득한다.
카세인은 탈지 우유로부터 수득되고 인간 소비를 위한 식품에 적합한 무해한 세균 배양 또는 산에 의한 산성화에 의해 (산 카세인), 또는 레닛 또는 다른 우유-응고 효소의 첨가에 의해 (레닛 카세인) 침전된다. 카세이네이트는 중화제로 처리된 산 카세인을 건조시킴으로써 수득된 생성물이다. 사용된 중화제에 따르면, 소듐, 칼슘 및 혼합 (= 공-중화) 카세이네이트가 수득된다. 고유 카세인은 물을 사용한 접선 미세여과 및 정용여과에 의해 탈지 우유로부터 수득될 수 있다.
유 단백질 가수분해물은 유 단백질의 효소 가수분해 또는 화학적 가수분해에 의해, 또는 동시에 또는 연속하여 이들 둘 다에 의해 수득된 제제로서 정의된다.
통상의 기술자에게 주지된 방법에 의하여 우유 또는 유제품으로부터 추출된 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 상이한 총 단백질 함량을 갖는다.
조성물이 분말 형태인 경우, 단백질 함량은 종종 백분율로서, 즉 분말의 중량에 비한 단백질의 중량에 의해 표기되며; 그러면 용어 중량 백분율이 사용된다.
따라서, 분유는 대략 단백질 34 중량%를 함유하고, 즉 우유 분말 100 g 중에, 단백질 34 g이 존재하는 것으로 알려져 있다.
분말화 유청은 단백질 10 중량% 내지 15 중량%, 더 정밀하게는 약 13 중량%를 함유하는 것으로도 알려져 있다.
단백질 단리물의 경우에, 분말 중의 단백질의 백분율은 또한 고형물에 비한 백분율로서 표기될 수 있다. 따라서, 고형물에 비해 단백질 85%를 함유하는 분유 단리물은 분말이 5%의 수분 함량을 함유할 경우 단백질 80.75 중량% (85% × 95/100)를 함유하는 것과 동일한 단리물이다.
본 발명의 한 임의적 실시양태에 따르면, 앞서 기재된 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 또한 열 처리를 겪을 수 있다. 열을 사용한 식품의 처리 (또는 열 처리)는 오늘날 가장 중요한 장기 보존 기법이다. 그의 목적은 그 존재 또는 증식이 고려중인 식품 제품을 망치거나 소비에 부적당하게 할 수 있는, 효소 및 미생물을 전체적으로 또는 부분적으로 파괴 또는 억제하는 것이다.
열 처리의 효과는 시간/온도 쌍에 결부된다. 일반적으로, 온도가 높을수록 그리고 시간이 길수록, 효과가 더 커진다. 원하는 효과에 따라, 몇몇 열 처리가 구별될 수 있다.
가열-멸균은 효소 및 임의의 형태의 미생물, 심지어 포자형성 세균을 억제하기에 충분한 기간 동안, 일반적으로 100℃ 초과의 온도에 식품을 노출시키는 것으로 이루어진다. 멸균을 15초를 초과하지 않는 기간 동안 고온 (135℃ 내지 150℃)에서 수행하는 경우, 용어 UHT (초고온) 멸균이 사용된다. 이 기법은 멸균된 제품의 영양상 및 관능상 품질을 보존하는 이점을 갖는다.
저온살균은 병원성 미생물 및 대다수의 부패 미생물을 파괴할 수 있게 하는 온건하고 충분한 열 처리이다. 처리 온도는 일반적으로 100℃ 미만이고 시간은 수초 내지 수분이다. 저온살균을 15초 동안 최소한 72℃에서 수행하는 경우, 용어 HTST (고온 단시간) 저온살균이 사용된다. 저온살균은 병원성 미생물 및 대부분의 부생성 균총을 파괴한다. 그러나, 모든 미생물이 저온살균에 의해 제거되는 것은 아니기 때문에, 이 열 처리에 급격한 냉각이 이어져야 한다. 그 다음, 저온살균된 식품을 냉한 곳 (+4℃)에 보관하여 여전히 존재하는 미생물의 번식을 둔화시키도록 하고 유통 기한을 대개 1주로 제한한다.
열처리법은 용액을 40℃ 초과 및 72℃ 미만의 온도가 되게 하는 것으로 이루어진 열 처리이다. 이는 저온살균의 보다 약소한 형태이다. 그러나, 그 주된 목적은, 우유의 총 균총을 그 기술적 특성을 변경시키지 않으면서 감소시키는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 열 처리는 상기 사전열거된 처리로부터 선택될 수 있다.
1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물과 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물의 혼합은 통상의 기술자에게 공지된 방법에 따라 수행될 수 있다.
제1 실시양태에 따르면, 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물 및 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물은 액체 형태이고, 용매는 바람직하게는 물이다. 혼합물은 임의로 희석 또는 농축될 수 있다.
제2 실시양태에 따르면, 두 조성물 중 하나는 액체 형태이고, 용매는 바람직하게는 물이고, 다른 하나는 분말 형태이다. 혼합은 분말화 조성물을 액체 조성물에 도입하는 것으로 이루어질 수 있다.
제3 실시양태에 따르면, 조성물 둘 다는 분말 형태이다. 혼합은 분말을 건조 형태로 혼합한 다음, 임의로 그들을 물에 도입하거나, 조성물 중 하나 또는 조성물 둘 다를 분말 형태로 물에 도입한 다음, 그들을 혼합하는 것으로 이루어질 수 있다.
두 조성물의 혼합 후에 유리하게는 교반하여, 혼합물을 균질화하도록 할 수 있다. 이는, 예를 들어, 기계 교반 또는 자기 교반일 수 있다. 이 교반은 1℃ 내지 100℃, 더 바람직하게는 2℃ 내지 40℃, 더욱 더 바람직하게는 4℃ 내지 35℃의 온도에서 수행될 수 있다.
바람직하게는, (1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물에 의해 제공된 질소 물질의 중량) 대 (1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물에 의해 제공된 질소 물질의 중량)의 비는 99:1 내지 1:99, 더 바람직하게는 80:20 내지 20:80, 더욱 더 바람직하게는 63:35 내지 35:65이다.
선행 비에서, 샘플에 함유된 가용성 질소 분획을 켈달법에 따라 정량적으로 결정하는 방법을 사용하여 총 단백질의 각각의 중량을 측정한다. 그 다음, 건조 생성물의 중량 백분율로 표기된 질소 함량에 계수 6.25를 곱함으로써 총 단백질 함량을 수득한다. 이 방법은 통상의 기술자에게 주지되어 있다.
바람직하게는, 혼합한 후 수득된 수성 조성물은 건조 생성물의 중량 기준으로 20% 내지 100%, 더 바람직하게는 30% 내지 100%, 더욱 더 바람직하게는 40% 내지 100%의 총 단백질 함량을 갖는다.
본 발명의 제1 바람직한 실시양태에 따르면, 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물과 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물을 함유하며 수득된 혼합물은 휴지기를 겪으며, 그 동안 어떤 처리도 적용되지 않는다. 이 휴지기는 수분 내지 수시간 지속될 수 있다. 지속이 1시간을 초과하지 않는 경우, 용어 휴지기 자체가 사용된다. 지속이 수시간이라면, 용어 보존기 또는 대기기가 사용된다.
이 휴지기는 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물과 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물을 함유하며 수득된 혼합물을 안정화시킬 수 있게 한다. 본 발명에서의 뚜렷한 차이를 암시함이 없이 용어 평형기가 또한 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 또한 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리 단계를 포함한다. 본 발명에서, 표현 "단백질의 입체형태를 변경시키는 처리"는, 이들 단백질의 1차, 2차, 3차 및/또는 4차 구조를 변경시키는 효과를 갖는, 단백질을 포함하는 수성 조성물에 적용되는 임의의 처리를 나타낸다.
단백질의 구조는 단백질의 아미노산 조성 및 3차원 입체형태이다. 이는 소정의 단백질을 구성하는 다양한 원소의 상대적 위치를 기재한다.
단백질은 펩티드 결합에 의해 결합된 선형 계열의 아미노산으로 구성된다. 이러한 계열은 그에 특이적인 3차원 조직화 (또는 폴딩)를 갖는다. 서열에서 폴딩까지, 단백질의 4개 수준의 구조화가 존재한다.
단백질의 1차 구조, 또는 서열은 공간적 배위를 참작하지 않고, 그를 구성하는 아미노산 (또는 잔기)의 선형 연속에 상응한다. 따라서 단백질은 아미노산 중합체이다. 구체적으로, 이러한 1차 구조는 20개의 기존 아미노산에 상응하는 문자의 연속에 의해 나타내진다.
2차 구조는 단백질 주쇄의 국소 폴딩을 기재한다. 2차 구조의 존재는 펩티드 쇄의 유리한 활동적인 폴딩이 제한되고 단지 특정 입체형태가 가능하다는 사실에서 비롯된다. 따라서, 단백질은 아미노산 서열에 의해 기재될 수 있으나, 또한 일련의 2차 구조 요소에 의해 기재될 수 있다. 더욱이, 특정 입체형태는 이들이 펩티드 골격의 아미드 (-NH) 기와 카르보닐 (-CO) 기 사이의 수소 결합에 의해 안정화되기 때문에 명백히 유리하다. 수소 결합 스캐폴드에 따른, 그리고 따라서 펩티드 결합 폴딩에 따른 2차 구조의 세가지 주 부류, 즉 나선, 시트 및 회전이 있다. 2차 구조, 예컨대 핵 자기 공명, 원편광 2색성 또는 특정 적외선 분광법을 결정하는 실험 방법이 있다.
단백질의 3차 구조는 공간에서 폴리펩티드 쇄의 폴딩에 상응한다. 용어 3차원 구조가 더 흔히 사용된다. 단백질의 3차원 구조는 그의 기능에 밀접하게 결부되며, 즉 구조가 변성제의 사용에 의해 파손되는 경우, 단백질은 그의 기능을 상실하며, 즉 단백질은 변성된다. 단백질의 3차 구조는 그의 1차 구조에 좌우되나, 또한 그의 환경에 좌우된다. 각각의 셀 구획 외부에 존재하는 국소 조건, 용매, 이온 강도, 점도 및 농도는 입체형태를 변경시키는데 기여한다. 따라서, 물에 가용성인 단백질은 그의 3차원 구조를 채택하기 위해 수성 환경을 필요로 할 것이다.
최종적으로, 단백질의 4차 구조는 비공유 결합, "약한" 결합 (H 결합, 이온 결합, 소수성 상호작용 및 반 데르 발스 힘)을 통해, 그러나 드물게는 쇄간 결합을 창출하는 역할을 하는 디술피드 브릿지를 통해 2개 이상의 동일하거나 상이한 폴리펩티드 쇄의 회합과 함께 분류된다.
단백질은 많은 신선 식품 또는 제조 식품의 관능상 품질, 예를 들어 육류 및 육류 제품, 우유 및 파생 제품, 파스타 및 빵의 컨시스턴시 및 텍스처에서 주된 역할을 한다. 이들 식품 품질은 단백질 구성성분의 구조 및 물리화학적 특성에 매우 자주 좌우되거나 단백질의 기능적 특성에 지극히 단순히 좌우된다.
식품 성분에 적용되는 용어 "기능적 특성"은 식품에서의 성분의 유용성에 영향을 주는 임의의 비영양적 특성으로서 정의된다. 다양한 특성은 식품의 원하는 특성을 초래하는데 기여할 것이다. 단백질의 기능적 특성의 일부는 용해성, 수화, 점도, 응고, 텍스처링, 페이스트 형성, 및 유화 및 발포 특성이다.
단백질의 입체형태는 2차 및 3차 구조와 결부되며; 이는 낮은 에너지 그리고 따라서 취약한 결합에 의하여 생성된다.
다양한 단백질 형질전환 상태는, 선택된 처리에 따라 존재한다:
- 단백질 변성은 공유 결합의 파단 없이 조직화된 상태에서 조직화가 와해된 상태로의 변화에 상응하며, 즉 이는 단백질의 풀림이고;
- 중합은 집합체 형성에 상응하고;
- 침전은 용해성의 총 손실과 함께 큰 집합체의 형성에 상응하고;
- 응집은 변성의 부재하에 조직화되지 않은 집합에 상응하고;
- 응고는 변성 현상으로 단백질-단백질 집합으로부터 생기고;
- 겔화는 다소 변성된 분자의 조직화된 집합에 상응한다. 중합체가 서로 그리고 용매와 상호작용하는 연속 3차원 네트워크의 형성이 존재한다. 이는 또한 응집력과 반발력 사이에 존재하는 평형의 결과이다.
변성은 펩티드 쇄의 단편화 없이 4차, 3차 및 2차 구조의 변경으로부터 생긴다. 단백질 변성은 분자의 전체 풀림을 초래할 수 있는 일시적인 구조를 포함하나, 변성은 고유 형태 이외에 구조의 증가로부터 생길 수 있는 것으로도 여겨진다. 무작위 볼 구조와 유사한 풀림은 분자의 안정성을 증가시킨다. 이 변성은 단백질의 특성을 변경시킨다:
- 소수성 기의 벗겨냄(unmasking)에 의한 용해성의 감소,
- 함수 능력의 변경에 의한 수화 특성의 감소,
- 생물학적 활성의 손실,
- 단백질 분해에 대한 감수성의 증가,
- 고유 점도의 증가,
- 결정화의 변경 또는 결정화 불능.
단백질 구조는 물리화학적 처리에 매우 민감하다. 많은 공정들이 2차, 3차 및 4차 구조에 영향을 끼침으로써 단백질 변성을 초래할 수 있다. 변성을 유도할 수 있는 물리적 처리는 가열, 냉각, 기계적 처리, 정수압 및 이온화 방사선이다. 특정 화학 제품과의 상호작용이 또한 단백질을 변성시킬 수 있다: 산 및 염기, 금속 및 높은 염분 농도, 유기 용매 등.
단백질의 입체형태를 변경시키는 처리는 화학적 처리, 기계적 처리, 열 처리, 효소 처리 및 이들 처리 중 수개의 조합으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
화학적 처리 중에서, 단백질을 포함하는 수성 조성물의 pH를 변경시키는 처리 및 단백질을 포함하는 수성 조성물의 이온 강도를 변경시키는 처리가 특히 언급될 수 있다. 화학적 변성 처리에 많은 인자가 관여될 수 있다. 첫째로, 후자의 이온화로 인한 분자의 풀림을 야기하는 극도의 pH 및 드러난 펩티드 단편의 반발 현상이 언급될 수 있다. 단백질과 회합된 이온의 손실은 분자 변성을 야기한다. 유기 용매는 매질의 유전 상수를 변경시키고, 결과적으로, 전하의 분포 그리고 따라서 단백질 구조의 응집을 유지하는 정전력의 분포를 변경시킬 것이다. 무극성 용매는 소수성 영역과 반응할 수 있고 단백질의 입체형태를 유지하는 소수성 상호작용을 파손할 수 있다. 최종적으로, 카오트로픽제 및 계면활성제는, 수소 결합 또는 소수성 상호작용을 파손함으로써, 단백질 변성을 유발한다.
물리적 처리로도 칭해지는 기계적 처리 중에서, 단백질을 포함하는 수성 조성물이 고압 균질화에 적용되는 처리가 특히 언급될 수 있다.
열 처리 중에서, 단백질을 포함하는 수성 조성물이 가열되는 처리가 특히 언급될 수 있다. 가열 처리는 대부분의 성분의 기능성을 변경할 수 있다. 온갖 종류의 가능한 "열 처리"가 있는데, 그 이유는 후자는 시간-온도 쌍의 정의에 의해 지배를 받기 때문이다.
열 처리는 엄청난 변경, 예를 들어, H2S, 디메틸 술피드, 시스테인산 (유 단백질, 육류 단백질, 어육 단백질 등의 경우에)의 생성과 함께 황-함유 아미노산의 파괴, 세린, 트레오닌 및 리신의 파괴를 발생시킬 수 있다. 탈아미노화 반응은 온도가 100℃ 초과인 경우 일어날 수 있다. 암모니아는 글루타민 및 아스파라긴의 "아세트아미도" 기에서 비롯되며; 기능적 특성의 변경 (등전점 (pI)의 변경, 신규 공유 결합의 출현)이 있지만, 영양적 가치의 변경은 없다.
효소 처리 중에서, 제어된 가수분해 및 가교결합이 특히 언급될 수 있다. 단백질의 효소적 변경은 이들 거대분자의 기술적 특성을 개선하는 강력한 도구를 구성한다. 프로테아제를 사용하는 가수분해는 단백질 용해성을 개선하는 주지된 방법이다. 일반적으로, 용해성은 가수분해도와 함께 증가하나, 사용된 효소에 좌우되며, 그의 특이성은 방출되는 펩티드의 크기 및 서열을 결정하는 것으로 관찰된다. 발포체 및 에멀젼을 형성하고 안정화시키는 펩티드의 능력은 또한 물리화학적 특성에 좌우된다. 이들 펩티드는 계면층을 형성하고 안정화시키기 위해 양친매성 및 최소 크기 (> 15 - 20 잔기)를 가져야 한다. 그러나, 더 약한 발포 특성이 지극히 자주 관찰된다. 다른 한편으로는, 제어된 가수분해는 유화 폴리펩티드의 생성을 촉진시킬 수 있고, 그의 기능성은 기원의 특성의 것보다 더 크다.
프로테아제와 달리, 다른 효소는 단백질의 기능적 특성을 변경시키는데 특히 유리한 것으로 보인다. 이들 중에서, 트랜스글루타미나제는 매우 효과적인 것으로 입증되었다. 트랜스글루타미나제는 단백질의 글루타미닐 잔기의 카르복실아미드 기와 1급 아민 기 사이에 * (*-글루타밀)아민 결합의 형성을 촉매하는 트랜스퍼라제이다. 이 관능기가 리실 잔기의 아미노기인 경우, 이소펩티드 결합 및 단백질 가교결합의 형성이 존재한다. 배지 중 이용가능한 아민의 부재하에, 물은 아실 수용체의 역할을 할 수 있고 그 다음 카르복스아미드 기가 탈아미드화될 수 있다. 따라서, 트랜스글루타미나제는 단백질 가교결합을 유도할 수 있고 겔화를 가능하게 할 수 있다.
단백질의 입체형태를 변경시키는 처리는 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물에, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물에 또는 이들 두 조성물을 혼합한 후 수득된 조성물에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 어셈블리의 수득 방법은 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리의 단일 단계를 포함할 수 있고, 이 처리 단계는 두 단백질 조성물을 혼합하기 전 이들 두 조성물 중 하나에 또는 이들 두 조성물을 혼합한 후 수득된 조성물에 적용될 수 있다.
대안으로, 본 발명에 따른 어셈블리의 수득 방법은 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리의 수개의 단계를 포함할 수 있고, 처리는 임의로 동일 성질이고, 상이한 조성물에 또는 연속하여 동일 조성물에 적용될 수 있다.
본 발명의 제1의 유리한 실시양태에 따르면, 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리 단계는 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물의 pH를 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물과 혼합하기 전에, 4 이하의 값으로 저하시키는 것으로 이루어진다. 바람직하게는, pH를 3 이하, 더욱 더 바람직하게는 2.5 이하, 특히 2 내지 2.5의 값으로 저하시킨다.
이러한 pH 저하 단계는 산, 바람직하게는 그 사용이 식품 가공 분야에서 승인된 산을 수성 식물성 조성물에 첨가함으로써 수행될 수 있다. 산은, 예를 들어, 염산, 아세트산, 인산, 시트르산, 소르브산, 벤조산, 타르타르산, 락트산, 프로피온산, 붕산, 말산 및 푸마르산으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 산의 첨가는 임의로 수성 조성물의 교반을 수반할 수 있다.
산성화된 조성물은 임의로, 15분 이상, 더 바람직하게는 30분 이상, 더욱 더 바람직하게는 1시간 이상, 특히 2시간 이상의 기간 동안 교반될 수 있다. 이 교반은 유리하게는 산성화된 조성물 중 식물성 단백질의 해리 및 가용화를 촉진시킨다. 이 교반 단계는 해리 및 가용화를 촉진시키는 온도, 바람직하게는 1℃ 내지 100℃, 더 바람직하게는 2℃ 내지 40℃, 더욱 더 바람직하게는 4℃ 내지 35℃에서 수행될 수 있다.
본 발명의 제2의 유리한 실시양태에 따르면, 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리 단계는 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물의 pH를 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물과 혼합하기 전에, 4 이하의 값으로 저하시키는 것으로 이루어진다. 이 단계는 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물에 대해 상기 기재된 바와 같이 수행될 수 있다.
유리하게는, 이러한 제2 실시양태는 제1 실시양태와 조합될 수 있으며, 따라서, 방법은 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리의 두 단계, 즉 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물에 적용되는 하나, 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물에 적용되는 다른 하나를 포함할 수가 있고, 이 두 처리는 조성물의 pH를 4 이하의 값으로 저하시키는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 방법이 조성물의 pH를 저하시키는 것으로 이루어진 처리 단계를 포함하는 경우, 이는 유리하게는 또한 혼합한 후 수득된 조성물의 pH를 5 내지 8의 값으로 상승시키는 단계를 포함할 수 있다. 바람직하게는, pH를 5.5 내지 7.5의 값, 더욱 더 바람직하게는 6 내지 7의 값으로 상승시킨다.
이러한 pH 상승 단계는 알칼리, 바람직하게는 그 사용이 식품 가공 분야에서 승인된 알칼리를 혼합물에 첨가함으로써 수행될 수 있다. 염기는, 예를 들어, 수산화나트륨, 소르브산나트륨, 소르브산칼륨, 소르브산칼슘, 벤조산나트륨, 벤조산칼륨, 포름산나트륨, 포름산칼슘, 질산나트륨, 질산칼륨, 아세트산칼륨, 이아세트산칼륨, 아세트산칼슘, 아세트산암모늄, 프로피온산나트륨, 프로피온산칼슘 및 프로피온산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 염기의 첨가는 임의로, 15분 이상, 더 바람직하게는 30분 이상, 더욱 더 바람직하게는 1시간 이상, 특히 2시간 이상의 기간 동안 혼합물의 교반을 수반할 수 있다.
이 교반 단계는 해리 및 가용화를 촉진시키는 온도, 바람직하게는 1℃ 내지 100℃, 더 바람직하게는 2℃ 내지 40℃, 더욱 더 바람직하게는 4℃ 내지 35℃에서 수행될 수 있다.
본 발명의 제3의 유리한 실시양태에 따르면, 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리 단계는 혼합한 후 수득된 조성물의 균질화 단계로 이루어진다. 이 균질화 단계는 유리하게는 식물성 단백질의 더 양호한 가용화를 수득할 수 있게 하고 식물성 단백질과 유 단백질 사이의 상호작용을 촉진시킬 수 있게 한다는 점을 주목하였다.
균질화는 통상의 기술자에게 공지된 기법에 따라 수행될 수 있다. 특히 바람직한 기법은 고압 균질화이다. 이는 물리적 처리이며 그 동안 액체 또는 페이스트상 생성물을 특정 기하학적 구조의 균질화 헤드를 통해 강한 압력하에 투입한다. 이 처리는 처리 제품에서 분산된 형태인 고체 또는 액체 입자의 크기의 감소를 초래한다. 고압 균질화의 압력은 전형적으로 30 bar 내지 1000 bar이다. 본 발명의 대상인 방법에서, 이 압력은 바람직하게는 150 bar 내지 500 bar, 더 바람직하게는 200 bar 내지 400 bar, 더욱 더 바람직하게는 250 bar 내지 350 bar이다. 게다가, 1회 이상의 균질화 주기가 수행될 수 있다. 바람직하게는, 고압 균질화 주기의 수는 1 내지 4이다.
균질화는 또한, 예를 들어 믹서, 콜로이드 밀, 마이크로비드 밀 균질화기, 초음파 균질화기 및 밸브 균질화기로부터 선택된 다른 공지된 장치를 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 어셈블리의 제조 방법은 혼합한 후 수득된 조성물의 수개의 균질화 단계를 포함할 수 있다. 특히, 제1 균질화 단계는, 사전에, 조성물의 pH를 저하시키는 것으로 이루어진 처리 단계를 겪은, 혼합한 후 수득된 조성물에 적용될 수 있고, 그 다음, 제2 균질화 단계는 pH를 상승시키는 단계 후 조성물에 적용될 수 있다.
유리하게는, 이러한 제3 실시양태는 제1 또는 제2 실시양태와 조합될 수 있으며, 따라서, 방법은 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리의 두 단계, 즉 조성물의 pH를 4 이하의 값으로 저하시키는 것으로 이루어진, 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 조성물에 또는 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물에 적용되는 하나, 및 혼합한 후 수득된 조성물을 균질화하는 것으로 이루어진 다른 하나를 포함할 수 있다.
특히, 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리의 수득 방법은,
- 1종 이상의 식물성 단백질을 포함하는 수성 조성물을 수득하는 것으로 이루어진 단계;
- 상기 조성물의 pH를 4 이하의 값으로 저하시켜 산성화된 조성물을 수득하도록 하는 것으로 이루어지는 단계;
- 1종 이상의 유 단백질을 상기 산성화된 조성물에 도입하여 혼합물을 수득하도록 하는 것으로 이루어진 단계;
- 수득된 혼합물을 균질화하는 것으로 이루어진 단계;
- 상기 균질화된 혼합물의 pH를 5 내지 8의 값으로 상승시켜 상기 어셈블리를 수득하도록 하는 것으로 이루어진 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 대상인 방법은, 또한 본 발명의 대상인, 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리를 포함하는 수성 조성물을 수득할 수 있게 한다.
사실상 상기 기재된 제조 방법, 특히 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리 단계의 존재는, 식물성 단백질과 유 단백질 간의 어셈블리의 형성을 촉진시킨다는 점이 주목되었다.
또한 본 발명의 대상인, 이렇게 수득된, 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리는, 이들 두 유형의 단백질의 단순 물리적 혼합물과는 상이하다. 이는 초분자 규모의 신규 구조를 포함한다.
상기 어셈블리는 수성 조성물, 농축 수성 조성물 또는 분말의 형태일 수 있다. 수성 조성물의 경우에, 용어 수성 분산액이 대신 사용된다.
1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리를 포함하는, 수성 조성물, 또는 수성 분산액은, 본 발명의 대상인 방법의 종료시에 수득된다. 이러한 수성 조성물 또는 분산액은 바람직하게는 5 내지 8, 더 바람직하게는 5.5 내지 7.5, 더욱 더 바람직하게는 5.8 내지 7.1의 pH를 갖는다.
조성물의 총 단백질 함량은 바람직하게는 건조 생성물의 중량 기준으로 20% 내지 100%, 더 바람직하게는 30% 내지 90%, 더욱 더 바람직하게는 35% 내지 85%, 특히 40% 내지 80%이다.
상기 함량은 조성물의 건조 중량에 비한 생성물의 중량 백분율로서 명시된다.
또 다른 실시양태에 따르면, 조성물의 단백질 함량은 건조 중량에 비해 50 중량% 내지 90 중량%이다.
수성 분산액이 존재하는 경우, 즉 어셈블리가 액체에 현탁되는 경우, 단백질 함량은 용질, 즉 단백질의 중량과 수성 분산액의 부피 사이의 비를 표기하는, 중량 기준 농도로서, 즉 중량 농도로서 명시된다.
1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 상기 어셈블리는 임의로 다른 성분을 포함할 수 있다. 이들 임의적 성분은 특정 응용에 유리한 특성을 가질 수 있다. 이들은 가용성 섬유, 불용성 섬유, 비타민, 무기 염, 미량 원소, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 임의적 성분은 1종 이상의 식물성 단백질 또는 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 조성물에 의해 제공될 수 있거나, 이들은 어셈블리의 제조 동안 첨가될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시양태에 따르면, 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질을 포함하는 상기 어셈블리는 가용성 식물성 섬유를 포함한다.
바람직하게는, 식물성 기원의 상기 가용성 섬유는 프룩토올리고사카라이드 (FOS) 및 이눌린을 포함한 프룩탄, 글루코올리고사카라이드 (GOS), 이소말토올리고사카라이드 (IMO), 트랜스-갈락토올리고사카라이드 (TOS), 피로덱스트린, 폴리덱스트로스, 분지형 말토덱스트린, 난소화성(indigestible) 덱스트린 및 유지성 식물 또는 단백질 생성 식물로부터 유래된 가용성 올리고사카라이드로 구성된 군으로부터 선택된다.
용어 "가용성 섬유"는 물에 가용성인 섬유를 의미하고자 한다. 섬유는 다양한 AOAC 방법에 따라 검정될 수 있다. 예로서, 프룩탄, FOS 및 이눌린을 위한 AOAC 방법 997.08 및 999.03, 폴리덱스트로스를 위한 AOAC 방법 2000.11, 분지형 말토덱스트린 및 난소화성 말토덱스트린 내에 함유된 섬유를 검정하기 위한 AOAC 방법 2001.03, 또는 GOS 및 유지성 식물 또는 단백질 생성 식물로부터 유래된 가용성 올리고사카라이드를 위한 AOAC 방법 2001.02가 언급될 수 있다.
본 발명의 특히 유리한 한 실시양태에 따르면, 상기 어셈블리는 분지형 말토덱스트린인 가용성 식물성 섬유를 포함한다.
용어 "분지형 말토덱스트린" (BMD)은 본 출원인이 소유자인 특허 EP 1 006 128-B1에 기재된 것들과 동일한 특정 말토덱스트린을 의미하고자 한다. 이들 BMD는 대사작용 및 장내 균형에 유익한 난소화성 섬유의 공급원을 나타낸다는 이점을 갖는다. 특히, 15% 내지 35%의 1-6 글루코시드 결합, 20% 미만의 환원당 함량, 4000 내지 6000 g/mol의 중량 평균 분자량 Mw 및 250 내지 4500 g/mol의 수평균 분자량 Mn을 갖는 BMD가 사용될 수 있다.
상기 언급된 출원에 기재된 BMD의 특정 서브패밀리가 또한 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 이들은, 예를 들어, 최대 5에 상당하는 환원당 함량 및 2000 내지 4500 g/mol의 Mn을 갖는 고분자량 BMD이다. 5% 내지 20%의 환원당 함량 및 2000 g/mol 미만의 분자량 Mn을 갖는 저분자량 BMD가 또한 사용될 수 있다.
그의 이점에 대하여 인식되어 있고 본 출원인에 의해 제조되고 시판되는 전 범위의 가용성 섬유인 뉴트리오스(Nutriose)®의 사용이 특히 유리하다. 뉴트리오스® 범위의 제품은 최대 85%의 총 섬유를 함유하는 부분 가수분해된 밀 전분 또는 옥수수 전분 유도체이다. 섬유 중의 이러한 풍부함은 소화 내성을 증가시키고, 열량 조절을 개선하며, 에너지 방출을 연장시키고, 더 낮은 당 함량을 수득할 수 있게 한다. 게다가, 뉴트리오스® 범위는 시장에서 입수가능한 가장 양호한 내성을 나타내는 섬유 조성물 중 하나이다. 이는 더 높은 소화 내성을 나타내어, 다른 섬유보다 양호한 혼입을 가능하게 하고, 그로 인해 실제 식이상의 이점을 나타낸다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 상기 어셈블리의 수득 방법은 또한 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리를 포함하는 수성 조성물을 고온에서 그리고 단시간 동안의 열 처리에 적용시키는 것으로 이루어진 단계를 포함하고, 상기 처리는 HTST (고온 단시간) 및 UHT (초고온) 처리로부터 선택될 수 있다. 이러한 임의적 처리는 유리하게는 세균학적 오염의 위험을 감소시키고 조성물의 보관 특성을 개선시킬 수 있게 한다.
본 발명에 따른 어셈블리를 포함하는 수성 조성물은 임의로 농축할 수 있다. 따라서 본 발명의 대상인 방법은 또한 상기 조성물의 농축 단계를 포함할 수 있다. 이 농축 단계는 임의로 열 처리 단계 및/또는 안정화 단계 후 실시될 수 있다.
농축 후, 농축 조성물의 총 단백질 함량은 조성물의 총 중량에 비한 단백질 중량 기준으로 바람직하게는 100 g/kg 내지 600 g/kg, 더 바람직하게는 150 g/kg 내지 400 g/kg, 특히 200 g/kg 내지 300 g/kg이다.
본 발명의 대상인 방법은 또한 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리를 포함하는 임의 농축 수성 조성물을 건조시키는 것으로 이루어진 단계를 포함할 수 있다.
건조 공정은 통상의 기술자에게 공지된 기법으로부터, 특히 분무 건조, 압출, 및 동결건조, 과립화, 유동층, 진공 롤, 및 마이크로화로부터 선택될 수 있다.
건조 단계의 작동 조건은 선택된 장비에 적합화하여, 분말이 수득될 수 있도록 한다.
분무 건조는 액적의 형태로 분무된 액체를 고온 기체와 접촉시켜 분말로 전환시키는 것으로 이루어진 단위 건조 조작이다. 분무 조건은 생성되는 액적의 크기, 액적의 경로, 액적의 속도, 및 결과적으로, 건조 입자의 최종 크기, 및 또한 수득되는 분말의 특성 (유동, 분말의 용해성과 관련된 즉각적 성질, 밀도, 압축성, 취쇄성 등)을 결정한다. 분무 건조 단계는 분무 건조기 또는 분무 건조탑 내에서 수행될 수 있는데, 여기서는 건조될 액체 조성물이 고온 기체의 스트림에서 분무된다. 이러한 고온 기체는 조성물의 용매를 증발시키는 데 필요한 열을 제공하고, 그를 배출하기 위해, 건조 동안 생성물에 의해 방출되는 수분을 흡수한다. 액체 조성물은 노즐 또는 터빈을 통해 정상부에서 도입되고, 수득된 "분무 건조된" 분말은 탑의 기저부에서 획득된다. 하나의 (또는 하나 이상의) 사이클론(들)에 의해, 또는 여과 (예를 들어, 슬리브 필터)에 의해 분무 건조 기체로부터 건조 고형물이 분리된다. 특정 경우에, 이것이 필요한 것으로 밝혀지면, 산화 현상을 방지하기 위해 탑이 불활성 기체로 충전될 수 있다.
압출은 물질을 수득되는 부분의 단면을 갖는 다이에 강제로 통과시키는 방법이다. 온도 파라미터는 건조 전 조성물의 물 함량에 따라 통상의 기술자에 의해 용이하게 선택된다. 이어서, 압출된 조성물은 연속하여 냉각, 밀링 및, 임의로 체분리에 적용되어 분말을 수득하도록 할 수 있다.
동결건조 또는 냉동건조는 상기 조성물을 심온 동결 상(deep-freezing phase)에, 이어서 매우 낮은 압력에서의 가열 상에 적용시켜 조성물의 용매의 승화를 유발시킴으로써 조성물로부터 물을 제거하는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리는 분말의 형태일 수 있다.
수득된 분말의 평균 크기는 레이저 부피 평균 직경 D4,3으로도 알려진 그의 부피 평균 직경 (산술 평균) D4,3에 의해 특성화될 수 있다. 이는 바람직하게는 10 ㎛ 내지 500 ㎛, 바람직하게는 30 ㎛ 내지 350 ㎛, 더욱 더 바람직하게는 50 ㎛ 내지 200 ㎛이다.
한 바람직한 실시양태에 따르면, 상기 과립형 분말의 부피 평균 직경 D4,3은 60 ㎛ 내지 120 ㎛이다.
본 발명의 한 특정 실시양태에 따르면, 분말의 90%가 1000 ㎛ 미만, 바람직하게는 500 ㎛ 미만, 더욱 더 바람직하게는 400 ㎛ 미만의 직경을 갖는다. 특히, 분말의 90%가 370 ㎛ 미만의 직경을 갖는다. 이 값은 d90에 상응한다.
본 발명의 또 다른 특정 실시양태에 따르면, 분말의 50%가 500 ㎛ 미만, 바람직하게는 300 ㎛ 미만, 더욱 더 바람직하게는 250 ㎛ 미만의 직경을 갖는다. 특히 분말의 50%가 220 ㎛ 미만의 직경을 갖는다. 이 값은 d50에 상응한다.
본 발명의 또 다른 특정 실시양태에 따르면, 분말의 10%가 300 ㎛ 미만, 바람직하게는 200 ㎛ 미만, 더욱 더 바람직하게는 150 ㎛ 미만의 직경을 갖는다. 특히, 분말의 10%가 100 ㎛ 미만의 직경을 갖는다. 이 값은 d10에 상응한다.
이들 입자 크기 측정, 특히 부피 평균 직경 D4,3 및 3개의 값 d90, d50 및 d10은, 제작자의 기술 매뉴얼 및 사양서에 따라, 그의 분말 분산 모듈 (건조 공정)을 구비한, 베크만-콜터(Beckman-Coulter)사로부터의 LS 230 레이저 회절 입자 크기 분석기 상에서 결정된다. LS 230 레이저 회절 입자 크기 분석기의 측정 범위는 1 ㎛ 내지 2000 ㎛이다.
본 발명의 대상인 어셈블리는 식물성 단백질과 유 단백질의 단순 물리적 혼합물의 것과 상이한 기능적 및/또는 관능 특성을 갖는다. 특히, 이러한 어셈블리는 식물성 단백질과 유 단백질의 단순 물리적 혼합물과 비교하여 하기 기능적 특성 중 적어도 하나를 갖는다:
- 개선된 용해성;
- 현탁액 중 보유의 개선;
- 개선된 응고 능력. 결과적으로 기능적 특성에 대한 상승 효과는 본 발명에 따른 어셈블리 사용시 관찰된다.
게다가, 본 발명에 따른 어셈블리는 유리한 기능적 특성, 특히 하기의 것을 가질 수 있다:
- 유화 능력;
- 발포 능력;
- 겔화 능력;
- 증점 능력;
- 점성화 능력;
- 오버런 능력;
- 습윤 능력 (물 흡수 능력);
- 필름 형성 능력 및/또는 접착 능력;
- 열 반응성 능력;
- 마이야르 반응(Maillard reaction)에서의 능력.
기능적 특성과 관능 특성 사이에 관련성이 존재한다. 따라서 기능적 특성에 관해 실증된 상승작용이 또한 본 발명에 따른 어셈블리의 관능 특성에 대해서도 밝혀진다.
상승작용은 흔히, 함께 작용하는 몇몇 참가자, 인자 또는 영향이 이들이 독립적으로 작동한 경우의 기대 효과의 합보다 더 큰 효과를 창출하거나, 이들 각각이 그 자체로 작용함으로써 수득되지 못했을 효과를 창출하는 현상을 반영한다. 본 출원에서, 이 용어는 또한 시스템의 몇몇 요소가 공동으로 작용할 경우 더 유리한 결과를 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 맥락에서, 상승작용은 어셈블리의 다양한 구성성분 사이의 친밀 혼합물의 존재, 어셈블리 내에 그의 분포가 실질적으로 균질하다는 사실, 및 상기 구성성분이 단순 물리적 혼합물에 의해 단지 함께 결부되지 않는다는 사실을 반영한다.
본 출원인 회사는 1종 이상의 유 단백질과 1종 이상의 식물성 단백질의 혼합물의 이점, 적절한 방법을 사용함으로써 변경된 그의 물리적 특성을 주목하였고, 그 결과, 각각의 화합물을 개별적으로 사용하거나 화합물을 동시에 그러나 다양한 구성성분의 단순 혼합물의 형태로 사용할 경우 수득될 수 없는 매우 유리한 기능적 특성이 동시에 수득된다.
상기 어셈블리에 의해 부여된 매우 유리한 기능적 특성은 이 어셈블리의 구성성분의 단순 혼합물과 비교하여, 그의 유화, 발포, 및 겔화 능력에 관한 것이다.
유화 특성은 식품의 친수성 구성성분와 소수성 구성성분 사이의 계면 장력을 감소시키는 능력으로 인한 것이다. 유화 특성은 단백질의 용해성에 직결된다. 이들 표면 특성을 갖는 분말은 일반적으로 에멀젼에서의, 재지방화된 또는 재지방화되지 않은 우유 분말에서의, 그리고 또한 물 및 지방을 함유하는 식품 (조리된 돈육, 육류, 조미료)에서의 사용에 상당한 잠재력을 가질 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 어셈블리 또는 상기 기재된 바와 같은 본 발명에 따른 어셈블리의 제조 방법의 이행에 따라 수득될 수 있는 어셈블리의 유리한 용도 중 하나는 그것이 임의의 다른 유화제, 특히 레시틴을 전부 대체하기 위해, 상기 언급된 조성물에서 유화제로서 사용될 수 있다는 점이다. 상기 어셈블리는 그 자체가 유럽 규정에 따라 첨가제로서 여겨지는 유화제를 완전히 함유하지 않을 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 어셈블리 또는 상기 기재된 바와 같은 본 발명에 따른 어셈블리의 제조 방법의 이행에 따라 수득될 수 있는 어셈블리의 유리한 용도 중 하나는 그것이 임의의 다른 유화제, 특히 레시틴을 전부 대체하기 위해, 상기 언급된 조성물에서 유화제로서 사용될 수 있다는 점이다.
사실상, 상기 어셈블리의 사용은 식품 제제, 더 특히 전부 또는 부분적으로 에멀젼의 형태, 즉 2개 이상의 비혼화성 성분 (전형적으로 물 및 오일)을 함유하는식품 제제로부터 레시틴을 완전히 제거할 수 있게 한다.
일반적으로, 때때로 유화 작용제로 칭해지는 유화제는 에멀젼을 안정화시킨다. 업계에서 현재 사용되는 유화제는 정제된 천연 제품이거나 그 구조가 천연 제품의 것과 매우 유사한 합성 화학 제품이다.
이들은 가장 흔히 계면활성제 또는 표면 작용제이다. 이들은 물에 대한 친화도를 갖는 (친수성) 한 말단 및 오일에 대한 친화도를 갖는 (소수성) 한 말단을 갖는 분자이다. 식품 가공 산업에서, 유화제를 사용하여 특정 제품의 크림성을 증가시키고, 이로써 특정 텍스처를 수득할 수 있게 된다. 가장 널리 알려진 유화제 중 하나는 의심할 여지 없이 레시틴이다.
사실상, 포스파티딜콜린으로도 알려진 레시틴은, 통상적으로 식품, 화장품 및 기타 산업에서 유화제로서 사용된다. 이는 대두유의 수성 처리에 의하여 산업적으로 제조되는 천연 유화제이다. 이는 갈색 페이트스상 액체의 형태이다. 이는 매우 식욕을 독구는 외관을 갖지도 않고, 매우 기분 좋은 맛도 갖지 않는다. 레시틴은 지질 부류로 분류된다. 이는 또한 난황으로부터 추출될 수 있지만, 공정이 너무 고가이어서 산업적으로 이용가능하지 않다.
레시틴은 식품 첨가제이며, 다른 식품 첨가제와 같이, 엄격한 유럽 규정의 대상이며, 이는 그의 무해성, 그의 인가 및 그의 표지의 평가를 관리한다. 이들 규정은 어떤 형태이든지 모든 첨가된 유화제가 모든 다른 식품 첨가제와 같이 그의 명칭에 의해 또는 그의 유럽 코드 (문자 E에 이어서 숫자, 레시틴의 경우 E322)에 의해 제품 포장에 언급될 것을 요구한다. 더욱이, 레시틴은 산업적으로 이용하기 위해 대두로부터 추출되기 때문에, 이들은 또한 대두가 속할 수 있는, 유전자 변형 유기체에 의해 시사되는 부정적 이미지의 영향을 받아왔다.
따라서, 본 발명에 따른 어셈블리 또는 바람직하게는 그 자체로 레시틴과 같은 유화제가 없는, 상기 정의된 바와 같은 본 발명에 따른 어셈블리의 제조 방법의 이행에 따라 수득될 수 있는 어셈블리는 다른 유화제, 특히 레시틴의 사용을 피할 수 있게 하고, 따라서 대두와 관련된 부정적인 이미지 및 알러지의 위험성 둘 다 및 또한 포장에 식품 첨가제로서 레시틴의 표지가 없을 수 있게 한다.
케이크류 (케이크, 수플레, 머랭)에서, 그리고 우유 등을 기재로 하는 무스 및 휘핑 크림의 제조시에 높이 평가되는 발포 특성은 물/공기 계면에서 그 자신을 배향시키는 단백질의 부분 풀림의 결과이다. 어셈블리는 탁월한 발포 능력을 갖고, 이는 시간 경과에 따라 극히 안정하다.
본 발명에 따른 상기 어셈블리에 의해 부여되는 또 다른 매우 유리한 특성은한편으로는, 맛이고, 다른 한편으로는, 감칠맛 및 바디감 (이는 또한 입안에서의 점도에 의해 정의됨)에서의 명백한 개선이다. 사실상, 어셈블리는 그 자체로 더 현저한 콩과 식물 맛을 갖고 결과적으로 특정 식품 응용을 제한할 수 있는 1종 이상의 유 단백질 및 1종 이상의 식물성 단백질인 두 구성성분의 단순 혼합물과 달리, 특성 없는 맛을 갖는다. 일부 응용에서, 감칠맛 및 바디감이 또한 단순 혼합물과 비교하여 개선된다.
어셈블리의 구성성분 사이에 실제 상승작용의 결과이며 단순 혼합물 사용시 존재하지 않는 이들 매우 유리한 기능적 특성은 이들이 그 중에서도 매우 다각적이고 다양한 응용을 위해 의도됨을 의미한다.
본 발명의 또 다른 측면은 화장품, 세제, 농화학, 산업 및 제약 제제, 건축 자재, 드릴링 유체의 분야에서, 발효에서, 동물 사료에서 및 식품 가공 분야에서의 본 발명에 따른 1종 이상의 식물성 단백질과 1종 이상의 유 단백질의 어셈블리의 용도에 관한 것이다. 식품 가공 분야에서의 용도가 특히 바람직하다.
결과적으로, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 어셈블리 또는 본 발명의 대상인 방법의 이행에 따라 수득될 수 있는 어셈블리를 포함하는 화장품, 세제 및 농화학 조성물, 산업 및 제약 제제, 건축 자재, 드릴링 유체, 발효 배지, 동물 사료 조성물 및 식품 응용에 관한 것이다.
이들 분야에서, 본 발명에 따른 어셈블리는 기능성 작용제로서, 특히 하기의 것으로서 사용될 수 있다:
- 유화제,
- 발포제,
- 겔화제,
- 증점제,
- 점성화제,
- 오버런제,
- 함수제,
- 필름 형성제 및/또는 접착제,
- 마이야르 반응에서 능력을 갖는 작용제.
결과적으로, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 어셈블리 또는 본 발명의 대상인 방법에 의하여 수득될 수 있는 어셈블리를 포함하는, 유화 작용제, 발포제, 겔화제, 점성화제, 오버런제, 함수제 및/또는 열 시약 (즉, 마이야르 반응에서 능력을 갖는 작용제)에 관한 것이다.
따라서 본 발명은 특히 하기로 구성된 군으로부터 선택되는 본 발명에 따른 어셈블리를 포함하는 식품 제제까지 확대된다:
- 음료,
- 유제품 (예를 들어, 프로마쥬 프레이 및 숙성 치즈, 가공 치즈, 임의 가공 치즈 스프레드, 발효 우유, 우유 스무디, 휘핑 크림, 발효 크림, 무스, 오버런 제품, 요거트, 특수 유제품, 우유로부터 제조된 아이스크림 포함),
- 우유 디저트,
- 임상 영양을 위해 및/또는 영양부족으로 고통받은 개체들을 위해 의도된 제제,
- 소아 영양을 위해 의도된 제제,
- 식이 제품을 위해, 또는 운동선수를 위해 의도된 분말의 혼합물,
- 다이어트식 또는 특수 영양을 위한 고단백질화 제품,
- 수프, 소스 및 조리용 보조제,
- 과자 제품, 예를 들어 초콜렛 및 후자로부터 유래된 모든 제품,
- 더 특히 파인 페이스트(fine paste) 및 브라인(brine) 부문에서, 특히 햄 및 조리 돈육의 제조에서의 육류 제품,
- 어류 제품, 예컨대 어육 연제품,
- 곡물 제품, 예컨대 빵, 파스타, 쿠키, 페스트리, 시리얼 및 바,
- 채식 제품 및 조리 완료 식품,
- 식물성 단백질, 예를 들어 두부를 기재로 하는 발효 제품,
- 화이트닝제, 예컨대 커피 화이트너,
- 동물 급이를 위해 의도된 제품, 예를 들어 송아지 급이를 위해 의도된 제품.
본 발명의 특히 유리하고 가치 있는 용도 중 하나는 프로마쥬 프레이 및 숙성 치즈, 치즈 스프레드, 발효 우유, 우유 스무디, 요거트, 특수 유제품, 및 우유로부터 제조된 아이스크림으로 구성된 군으로부터 선택된 유제품의 제조에 관한 것이다.
또 다른 더 바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 어셈블리는 치즈의 제조를 위해 사용된다.
본 발명에서, 용어 "치즈"는 응고된 우유 또는 유제품, 예컨대 크림을 사용하고, 이어서 임의로 배수하고, 가능하게는 이에 이어서 발효 단계 및, 임의로 숙성을 행하여 수득된 식품 (숙성 치즈)을 나타낸다. "치즈"라는 명칭은, 2007년 4월 27일자의 프랑스 법령 제2007-628호에 따르면, 단독으로 사용되거나 혼합물로서 사용되는, 오로지 낙농 기원의 재료 (전유, 부분 또는 완전 탈지유, 크림, 지방, 버터밀크)로부터 수득되고, 그들의 물을 배수하기 전에 또는 부분 제거한 후에 완전 또는 부분 응고된, 발효 또는 비발효, 숙성 또는 비숙성 제품을 위한 것이다.
본 발명에서, 용어 "치즈"는 또한 모든 가공 치즈 및 모든 가공 치즈 스프레드를 나타낸다. 이들 두 유형의 치즈는 유제품 구성성분 및/또는 기타 식품 제품 (크림, 식초, 향신료, 효소 등)을 첨가하거나 첨가하지 않고서, 가열 및 유화제의 영향하에, 치즈의 하나 이상의 변종의 밀링, 혼합, 용융 및 유화에 의해 수득된다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 어셈블리는 요거트 또는 발효 우유의 제조에 사용된다.
본 발명은 이하의 실시예를 읽은 후 더욱 더 명백히 이해될 것이며, 이들 실시예는 본 발명에 따른 특정 실시양태 및 특정 유리한 특성을 단지 언급하는 예시적이고 비제한적인 것으로 여겨진다.
실시예
실시예 1: 단백질 어셈블리의 제조
A. 원료 물질
유 단백질: 사용된 유 단백질은 우유 분획으로부터 유래되었고 총 질소 물질에 비해 92%의 미셀 카세인을 함유하였다. 이 배치는 인그레디아(Ingredia)사에 의해 시판되는 미셀 카세인 보유물 프로밀크 852 B로 칭해지며, 액체 형태 (15%의 고형물을 함유하는 보유물)로, 0.02%의 브로노폴 (방부제)의 첨가에 의해 안정화되며, 4℃에서 보관되었다.
식물성 단백질: 완두콩 단백질의 세가지 상이한 배치를 사용하여 실시예를 수행하였다.
- UF로 지칭되는 한외여과에 의해 수득된 완두콩 단백질의 배치. 이 배치는로께뜨 프레르(Roquette Freres)사에 의해 시판되는 뉴트랄리스(Nutralys)® S85 M의 액체 추출물을 50 KD의 컷-오프 역치를 갖는 막에 통과시킴으로써 수득하였다. 수득된 정제된 단백질을 75% 단백질을 함유하는 농축 용액이 수득될 때까지 통상적인 기법에 따라 정용여과에 의해 농축하였다. 최종적으로, 단백질 농축물을 동결건조시키고 수득된 분말을 4℃에서 보관하였다.
- 85%의 총 단백질 함량을 갖는 로께뜨 프레르사에 의해 시판되는 뉴트랄리스® S85 M 완두콩 단백질의 분말.
- 뉴트랄리스® S85 M의 등전 침전 (pH 4.5)에 의해 수득된 완두콩 단백질 응집물. 응집물은 건조되지 않았지만, 0.02%에서 소듐 아지드의 첨가를 통해 안정화되었다.
B. 혼합을 위한 공정: 어셈블리 형성
완두콩 단백질의 가용화는 중요한 단계인데, 그 이유는 완두콩 단백질이 극도의 pH (pH ≤3 및 ≥ 7)에서 가용성인 구상 단백질이기 때문이다. 이들 단백질의 가용화로 인해 이들은 카세인과 상호작용할 수 있게 되며, 아주 친밀한 혼합물을 수득할 수 있게 되고, 이는 기능적 특성에서 관찰된 상승작용을 밝히는 것이다.
완두콩 단백질과 유 단백질 사이에서 제조된 다양한 어셈블리의 경우, 단백질 어셈블리의 최종 단백질 함량은 4%, 즉 40 ㎎/㎖의 어셈블리 중 총 단백질이었다.
세가지 어셈블리 전략이 시험되었다 .
a. pH 7에서 어셈블리를 위한 전략
- 16 ㎎/㎖의 물 중 완두콩 단백질 분말 용액의 제조. 어떤 pH 변경도 필요하지 않았다. 수득된 pH는 6.9-7이었다. 2 h 동안 자기 막대로 500 rpm에서 교반.
- 64 ㎎/㎖의 프로밀크 852 B 유 단백질 분말 용액의 제조. 어떤 pH 변경도 필요하지 않았다. 수득된 pH는 7이었다.
- 완두콩 단백질을 유 단백질과 50/50 (v/v) 혼합.
- 주위 온도에서 1시간 동안 550 rpm에서 교반.
- 수득된 최종 pH는 6.9-7이었다.
- 주위 온도에서 300 bar에서 2회 패스에 의한 균질화.
b. pH를 5.8 - 6으로 저하시키는 동안의 어셈블리를 위한 전략
- 16 ㎎/㎖의 물 중 완두콩 단백질 분말 용액의 제조.
- 500 rpm에서 교반하면서 1N HCl을 사용하여 pH를 2.5로 저하시킴.
- 2시간 동안 4℃에서 자기 막대로 500 rpm에서 교반하면서 가용화.
- 64 ㎎/㎖의 프로밀크 852 B 유 단백질 분말 용액의 제조. 어떤 pH 변경도 필요하지 않았다. 수득된 pH는 7이었다.
- 완두콩 단백질 용액을 유 단백질 용액에 50/50 비로 부었다. pH가 5.3 미만으로 하강하지 않도록 pH 미터의 제어하에 1000 rpm에서 교반하면서 적하식으로 혼합을 수행하였다. 완두콩 단백질 성질 (UF, 뉴트랄리스 또는 응집물)에 따라, 혼합물의 최종 pH는 5.8 내지 6이었다.
- 주위 온도에서 300 bar에서 2회 패스에 의한 균질화.
c. pH를 5.8 - 6으로 저하시킨 다음, 이를 6.9로 상승시키는 동안의 어셈블리를 위한 전략
- 16 ㎎/㎖의 물 중 완두콩 단백질 분말 용액의 제조.
- 500 rpm에서 교반하면서 1N HCl을 사용하여 pH를 2.5로 저하시킴.
- 2시간 동안 4℃에서 자기 막대로 500 rpm에서 교반하면서 가용화.
- 64 ㎎/㎖의 프로밀크 852 B 유 단백질 분말 용액의 제조. 어떤 pH 변경도 필요하지 않았다. 수득된 pH는 7이었다.
- 완두콩 단백질 용액을 유 단백질 용액에 50/50 비로 부었다. pH가 5.3 미만으로 하강하지 않도록 pH 미터의 제어하에 1000 rpm에서 교반하면서 적하식으로 혼합을 수행하였다. 완두콩 단백질 성질 (UF, 뉴트랄리스 또는 응집물)에 따라, 혼합물의 최종 pH는 5.8 내지 6이었다.
- 1N 수산화나트륨을 사용하여 어셈블리의 pH를 6.9로 상승시킴.
- 주위 온도에서 300 bar에서 2회 패스에 의한 균질화.
C. 단백질 어셈블리의 분석
한편으로는, 원료 물질, 및 다른 한편으로는, 어셈블리의 다양한 분석을 수행할 수 있도록, 다양한 샘플을 원심분리하고 가용성 분획에 대해서만 작업할 필요가 있었다.
- 20℃에서 30분 동안 15,000 g에서 단백질 용액 및 어셈블리의 원심분리.
- 0.45 ㎛의 세공 개구를 갖는 셀룰로스 필터를 통한 상청액의 여과.
실시예 2: 단백질 함량 결정
다양한 샘플 중 단백질 함량을 결정하기 위해, 샘플에 함유된 가용성 질소 분획의 검정을 켈달법 (NF V03-050, 1970)에 따라 수행할 수 있었다. 암모니아성 질소 결정은 암모늄 이온, 소듐 살리실레이트 및 염소 사이의 착색 착물의 형성을 기반으로 하고, 그의 착색 강도는 660 nm에서 측정되었다. 이 방법은 테크니콘(Technicon) 자동 연속 액체 유동 장치를 사용하여 수행하였다.
샘플의 질소 함량에 전환 계수 6.25를 곱함으로써 샘플의 단백질 함량을 평가하였다.
이 방법은 통상의 기술자에게 주지되어 있다.
가용성 단백질 함량을 결정하기 위해, HCl 또는 NaOH 용액을 사용하여 그의 pH가 7.5 +/- 0.1로 조정된 물 중 가용성 단백질의 함량을 증류수 중 샘플의 시험편의 분산 방법, 원심 분리 및 상청액의 분석에 의하여 측정하였다. 20℃ +/- 2℃에서 200.0 g의 증류수를 400 ㎖ 비이커에 두고, 전부를 자기 교반 (자기 막대 및 200 rpm에서 회전)하에 두었다. 분석될 샘플을 정확히 5 g 첨가하였다. 혼합물을 30분 동안 교반하고, 4000 rpm에서 15분 동안 원심분리를 수행하였다. 질소 함량의 측정 방법은 앞서 기재된 방법에 따라 상청액에 대해 수행하였다.
실시예 3: pH 저하 전략의 결과
상기 실시예 1에 기재된 바와 같은 pH (2.5) 저하의 목적은 완두콩 단백질을 가용화하여 그의 소수성 부위가 용매에 노출되고 유 단백질과 상호작용할 수 있는 방식으로 그의 입체형태를 변화시키고 그의 폴딩을 야기하도록 하는 것이었다.
하기 표 1은 pH에 따른 완두콩 단백질의 가용성 및 불용성 분획을 나타낸 것이다.
<표 1>
Figure 112015037139520-pct00001
완두콩 단백질 용액 중 가용성 단백질의 검정은 pH의 저하와 함께 용해성의 개선을 나타냈다. 사실상, 16 ㎎/㎖의 용액은 pH 7에서 7.5 ㎎/㎖의 가용성 분획을 가지며, 한편 pH를 2.5로 저하시키고 이를 다시 7로 상승시킴으로써 최대 10.7 ㎎/㎖가 가용화되었다.
실시예 4: 수득된 단백질 어셈블리의 안정성의 결정
다양한 pH에서 출발 원료 물질 중의 단백질의 안정성을 평가한 다음, 어셈블리 중 이들 동일 단백질의 거동과 비교하였다. 이 물리적 안정성은 하기를 측정함으로써 평가하였다:
- 단백질의 현탁액에서의 유지,
- 단백질의 용해성,
- 단백질의 분산성.
매번, 출발 원료 물질 (8 ㎎/㎖의 완두콩 단백질 및 32 ㎎/㎖의 유 단백질)에 대해, 및 또한 실시예 1에 따라 수득된 어셈블리에 대해 측정을 수행하였다.
A. 단백질의 현탁액에서의 유지 측정
카메라를 사용하여 3시간 동안 침강 동태를 모니터링함으로써 원료 물질 및 단백질 어셈블리의 현탁액에서의 유지를 평가하였다. 매분 촬영한 이미지를 디지털 포맷으로 복원된 회색도 값 및 소프트웨어에 의해 분석하였다.
B. 용해성 측정
단백질 어셈블리 중 단백질의 용해성을 출발 원료 물질 중 단백질의 용해성과 비교하였다. 용해성을 측정하기 위해, 20℃에서 10분 동안 5000 g에서 원심분리를 수행하고, 단백질 농도를 상청액 중에서 결정하였다.
C. 분산성 측정
단백질 어셈블리 중 단백질의 분산성을 출발 원료 물질 중 단백질의 분산성과 비교하였다. 분산성을 측정하기 위해, 20℃에서 5분 동안 300 g에서 원심분리를 수행하고, 단백질 농도를 상청액 중에서 결정하였다.
D. 결과
결과의 제1 시리즈는 단독으로 그리고 어셈블리로 취해진, 프로밀크 852 B 우유 단백질 및 UF 완두콩 단백질에 관한 것이다.
표 2는 세가지 pH 전략으로 수득된 어셈블리의 용해도 및 분산성을 제시한다. 대조군 (초기)은 사전 원심분리가 없는 조 어셈블리에 대한 단백질 농도의 검정에 상응한다.
표 3은 시험된 세가지 어셈블리 pH에 대한 단백질 단독, 및 어셈블리의 용해성을 제시한다.
<표 2>
세가지 pH 전략으로 수득된 어셈블리의 분산성 및 용해성
Figure 112015037139520-pct00002
<표 3>
초기 분산액 및 혼합물 중 가용성 단백질의 농도 (㎎/㎖)
Figure 112015037139520-pct00003
* 초기 농도는 40 ㎎/㎖ (32 ㎎/㎖의 프로밀크 852 B 및 8 ㎎/㎖의 UF 완두콩)였다.
상기 결과는 완두콩/카세인 어셈블리 중 단백질의 용해성 (10분 동안 5000 g 후 가용성 분획)은 혼합 전략에 좌우됨을 나타내는 것이다.
pH가 5.8에서 6.9로 상승된 어셈블리는 원료 물질 (UF 단백질 및 카세인) 중 가용성 단백질의 농도의 첨가와 동등한 최종 가용성 단백질 농도를 초래하였다.
pH 7 및 pH 5.8에서의 어셈블리에 관해서, 어셈블리의 가용성 단백질 농도는 원료 물질 (프로밀크 852 B 및 UF 단백질) 중 가용성 단백질의 농도의 합보다 더 컸다. 이 경우에, 단백질의 용해성은 이들 두 어셈블리에서 개선되었다.
이는 pH 5.8 및 pH 7에서 어셈블리 중 단백질의 용해성의 수준에서 상승 효과가 있음을 완벽하게 실증하는 것이다.
결과의 제2 시리즈는 단독으로 그리고 어셈블리로 취해진 프로밀크 852 B 카세인 및 뉴트랄리스® S85 M 완두콩 단백질에 관한 것이다.
동일한 표들이 제시되었다.
<표 4>
세가지 pH 전략으로 수득된 어셈블리의 분산성 및 용해성
Figure 112015037139520-pct00004
<표 5>
초기 분산액 및 혼합물 중 가용성 단백질의 농도 (㎎/㎖)
Figure 112015037139520-pct00005
* 초기 농도는 40 ㎎/㎖ (32 ㎎/㎖의 프로밀크 852 B 및 8 ㎎/㎖의 뉴트랄리스 완두콩)였다.
상기 결과는 완두콩/카세인 어셈블리 중 단백질의 용해성 (10분 동안 5000 g 후 가용성 분획)은 혼합 전략에 좌우됨을 나타내는 것이다.
세가지 어셈블리에서, 단백질의 용해성에서의 명백한 개선이 주목되었다.
사실상, 어셈블리 중 가용성 단백질의 농도는 원료 물질 중 가용성 단백질의 농도의 합보다 높았다 (39 > 27 + 2, 38 > 25 + 0 및 38 > 32 + 2).
이는 세 경우에서 단백질의 용해성의 수준에서 상승 효과가 있음을 완벽하게 실증하는 것이다.
결과의 제3 시리즈는 단독으로 그리고 어셈블리로 취해진 프로밀크 852 B 카세인 및 완두콩 단백질 응집물에 관한 것이다.
완두콩 단백질 응집물은 4.5의 pH를 가졌다. 따라서 이를 하기 기재된 절차에 따라 852 B 카세인과 혼합하고, 최종 어셈블리는 6.5의 pH를 가졌다.
어셈블리 전략:
- 응집물 중 완두콩 단백질은 16 ㎎/㎖의 농도 및 pH 4.5이었다.
- 카세인은 64 ㎎/㎖의 농도 및 pH 7이었다.
- 완두콩 단백질을 유 단백질과 50/50 (v/v) 혼합.
- 어셈블리의 최종 pH: 6.5.
- 주위 온도에서 300 bar에서 2회 패스에 의한 균질화.
동일한 표들이 제시되었다.
<표 6>
다양한 pH 전략으로 수득된 어셈블리의 분산성 및 용해성
Figure 112015037139520-pct00006
<표 7>
초기 분산액 및 혼합물 중 가용성 단백질의 농도 (㎎/㎖)
Figure 112015037139520-pct00007
* 초기 농도는 40 ㎎/㎖ (32 ㎎/㎖의 프로밀크 852 B 및 8 ㎎/㎖의 응집물)였다.
상기 결과는 어셈블리 전략이 무엇이든 (pH 6.5, pH 7, pH 5.8 및 pH 5.8에서 6.9로 상승된 pH) 완두콩/카세인 어셈블리 중 단백질의 용해성 (10분 동안 5000 g 후 가용성 분획)은 개선됨을 나타내는 것이다.
후자 실시예로부터 본 발명에 따른 유 단백질과 식물성 단백질 사이에서 제조된 어셈블리에 사실상 상승 효과가 있음이 매우 명백히 드러났다.
실시예 5: 수득된 단백질 어셈블리의 기술적 적합성
단백질 어셈블리의 기술적 적합성을 연구하기 위해, 본 발명자들은 80/20 (카세인/완두콩) 비에 대해 작업하여 어셈블리 중 40 ㎎/㎖의 단백질 농도를 달성하도록 하였다.
A. 최적 응고 조건 ( GDL 및 레닛 농도)의 선별
글루콘-델타-락톤 (GDL)은 D-글루콘산의 시클릭 에스테르이다. 후자는 글루코스의 발효에 의해 수득된 다음, GDL 형태로 결정화된다. GDL은 다른 식품 산과 달리, 점진적 산성화를 가능하게 하는 산생성제(acidogenic agent)이다. 이는 치즈, 육류 제품, 두부, 및 제빵제과 제품에서 사용된다.
레닛은 송아지 및 어린 소의 제4 위 (추위)로부터 추출되는 동물 기원의 응고제이다. 이는 키모신으로 칭해지는 활성 효소로 이루어진다. 이는 치즈 제조를 위한 우유의 응고를 위한 낙농업을 위해 의도된다.
이를 행하기 위해, 본 발명자들은 pH 7 및 5.8 (6.9로 상승됨)에서 40 ㎎/㎖에서 유제품 기준물 프로밀크 852 B 및 UF + 852 B 혼합물에 대해 작업하였다.
이들 분획 각각에 대해, 4.6의 pH를 달성하기 위한 GDL의 필요한 농도 및 레닛의 필요한 농도를 열 처리를 사용하거나 사용하지 않고 (레닛의 경우 15초 동안 70℃ 및 GDL의 경우 5분 동안 92℃) 결정하였다.
23℃에서 6시간 후 4.6의 pH를 달성하기 위한 최적 GDL 농도는 모든 단백질 분획의 경우 1.9% (W/V)였다.
33℃에서 단백질을 응고시키는 레닛 농도는 모든 단백질 분획의 경우 1/400 (V/V)이었다.
B. GDL 응고
레올로지에 의한 단백질 분획 응고 동태를 모니터링하였다.
페이스트의 내성은 이들 기준 점 전후에 계속하여 변화한다. 응고는 동적 유량측정에 의해 실증될 수 있다. 사실상, 페이스트를 파괴하지 않도록 충분히 약한 사인곡선형 변형률이 후자에 적용되고, 변형률에 의해 물질에서 유도된 응력이 측정된다면, 시간의 함수로서 물질의 고체 성질을 나타내는 탄성 계수 (G') 및 물질의 액체 성질을 나타내는 점성 계수 (G'')를 측정할 수 있다. 응고의 종료 후, 응유가 액체 성질 G'' > G'에서 고체 성질 G' > G''로 된다. 이러한 급속한 변화는 단백질 분획의 응고로 인한 것이다.
1%의 변형률 및 1%의 빈도에서 시간의 함수로서 G' 및 G'' 계수에서의 변화를 측정하였다. 가로무늬 플레이트-플레이트 기하학적 구조에서 이들 모니터링을 수행하였다. 혼합물의 응고 곡선의 외관은 우유의 것과 유사하였지만, 최종 계수는 지극히 상이하였다.
응고에 걸쳐 pH에서의 변화를 또한 모니터링하였다 (6시간).
겔 응집의 육안 평가를 또한 수행하였다.
하기 표 8은 열 처리된 분획에 대한 최종 G' 계수 및 응고 pH의 값 및 또한 탄젠트 델타 최대값을 요약한 것이다.
<표 8>
Figure 112015037139520-pct00008
C. GDL 응고에 관한 결론
뉴트랄리스 + 프로밀크 852 B 어셈블리: 최종 G' 계수는, 특히 열 처리한 조합물에 관해, 852 B 4%의 것과 비교하여 2배만큼 증가되었다.
응집물 + 852 B 어셈블리: 최종 G' 계수는, 특히 열 처리하지 않은 조합물의 경우, 852 B 4%의 것과 비교하여 2배만큼 증가되었다.
완두콩 단백질 (UF, 뉴트랄리스 및 응집물) 및 카세인 (프로밀크 852 B)을 80/20 비율로 합함으로써 유 단백질 (프로밀크 852 B 4%)의 것보다 더 큰 최종 G' 값을 갖는 GDL 겔을 수득할 수 있게 되었다.
D. 레닛 응고
레닛 응고를 기반으로 하는 치즈 산업에서, 겔의 품질은 그의 텍스처 (레올로지 특성)에 따라 그리고 또한 단백질 회수 (삼출물 중 가능한 한 적은 손실)에 관하여 판단된다.
레닛 응고 동태 측정 동안, 본 발명에 따른 우유 단백질/식물성 단백질 어셈블리는 유리한 응고 동태를 갖는 것으로 실증되었다. 사실상, 본 발명에 따른 우유 단백질/식물성 단백질 어셈블리의 응고 동태는 유 단백질의 응고 동태와 필적하였다.
따라서 본 발명에 따라 완두콩 단백질 및 우유 단백질을 합함으로써 레닛 응고 동태에 지장을 주지 않았다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 다양한 형태로 그리고 다양한 어셈블리 공정에 따른 완두콩 단백질의 제공은 실험실 조작 조건하에 프로밀크 852 B를 기재로 하는 단백질 용액을 사용하여 수득된 것과 필적하는 단백질 손실을 초래하였다.

Claims (17)

1종 이상의 콩과 식물 단백질을 포함하는 조성물을 수득하는 것, 1종 이상의 카세인을 포함하는 조성물을 수득하는 것, 및 1종 이상의 콩과 식물 단백질을 포함하는 조성물과 1종 이상의 카세인을 포함하는 조성물을 혼합하는 것으로 이루어진 단계를 포함하고, 여기서 1종 이상의 콩과 식물 단백질을 포함하는 조성물의 pH를, 1종 이상의 카세인을 포함하는 조성물과 혼합하기 전에 4 이하의 값으로 저하시키는 것으로 이루어진 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 1종 이상의 콩과 식물 단백질과 1종 이상의 카세인의 어셈블리를 수득하는 방법.
제1항에 있어서, 콩과 식물 단백질이 알팔파, 클로버, 루핀, 완두콩, 콩, 누에콩, 잠두콩 및 렌즈콩, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 1종 이상의 콩과 식물 단백질을 포함하는 조성물이 완두콩 단백질을 포함하는 조성물이고, 1종 이상의 카세인을 포함하는 조성물이 1종 이상의 미셀 카세인 보유물을 포함하는 조성물인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 혼합한 후 수득된 조성물의 pH를 5 내지 8의 값으로 상승시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 혼합한 후 수득된 조성물의 균질화 단계로 이루어진 단백질의 입체형태를 변경시키는 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
- 1종 이상의 콩과 식물 단백질을 포함하는 수성 조성물을 수득하는 것;
- 상기 조성물의 pH를 4 이하의 값으로 저하시켜 산성화된 조성물을 수득하도록 하는 것;
- 1종 이상의 카세인을 상기 산성화된 조성물에 도입하여 혼합물을 수득하도록 하는 것;
- 수득된 혼합물을 균질화하는 것;
- 상기 균질화된 혼합물의 pH를 5 내지 8의 값으로 상승시켜 상기 어셈블리를 수득하도록 하는 것
으로 이루어진 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 방법에 의하여 수득될 수 있는, 1종 이상의 카세인과 1종 이상의 콩과 식물 단백질의 어셈블리.
제7항에 있어서, 수성 조성물, 농축 수성 조성물 또는 분말의 형태인 것을 특징으로 하는 어셈블리.
제7항에 있어서, 기능성 작용제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
제9항에 있어서, 기능성 작용제가 유화제, 발포제, 겔화제, 점성화제, 오버런제(overrun agent), 함수제, 필름 형성제 및/또는 접착제, 마이야르 반응(Maillard reaction)에서 능력을 갖는 작용제, 또는 어셈블리가 사용되는 식품 매트릭스의 관능 특성을 변경시키는 작용제로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
제7항에 있어서, 음료, 유제품, 우유 디저트, 임상 영양을 위해 및/또는 영양부족으로 고통받는 개체들을 위해 의도된 제제, 소아 영양을 위해 의도된 제제, 식이 제품을 위해 또는 운동선수를 위해 의도된 분말의 혼합물, 다이어트식 또는 특수 영양을 위한 고단백질화 제품, 수프, 소스 및 조리용 보조제, 과자 제품 또는 초콜렛, 및 후자로부터 유래된 모든 제품; 육류 제품, 또는 파인 페이스트(fine paste) 및 브라인(brine) 부문에서의 육류 제품, 또는 햄 및 조리 돈육의 제조에서의 육류 제품; 어류 제품 또는 어육 연제품; 곡물 제품, 또는 빵, 파스타, 쿠키, 페스트리, 시리얼 및 바, 채식 제품 및 조리 완료 식품; 식물성 단백질 또는 두부를 기재로 하는 발효 제품; 화이트닝제 또는 커피 화이트너; 동물 급이를 위해 의도된 제품 또는 송아지 급이를 위해 의도된 제품으로 구성된 군으로부터 선택된 식품 제제의 제조를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
제7항에 있어서, 프로마쥬 프레이 및 숙성 치즈, 치즈 스프레드, 발효 우유, 우유 스무디, 요거트, 특수 유제품, 및 우유로부터 제조된 아이스크림으로 구성된 군으로부터 선택된 유제품의 제조를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
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