KR102417609B1 - 유산균이 함유된 정장 기능성 저열량 하드타입 마요네즈 및 그 제조방법 - Google Patents

유산균이 함유된 정장 기능성 저열량 하드타입 마요네즈 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 올리브유가 25~30 중량%, MC 수용액 20 중량%, 계란 난황 12~15 중량%를 함유하는 저열량 마요네즈 조성물에 관한 것으로 HPMCP와 P. acidlactici 유산균주의 동량비(w/w) 테블렛이 추가로 더 첨가되어 씹힘성이 우수한 신규한 hard type 정장기능성 저열량 마요네즈를 제공하는 뛰어난 효과가 있다.

Description

유산균이 함유된 정장 기능성 저열량 하드타입 마요네즈 및 그 제조방법 {Hard-type Low calory Mayonnaise conposition for Intestinal regulation comprising lactic acid bacteria and preparation method thereof}
본 발명은 유산균이 함유된 정장기능성 저열량 씹힘성이 있는 하드 타입 (hard type) 마요네즈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
정장작용은 인체 장내 유해균 증식을 억제하거나 장의 연동운동을 촉진시켜 변비나 설사를 예방 또는 개선하는 것을 말한다. 정장작용에 유익한 식품은 유산균이 함유된 요구르트 또는 식이섬유가 풍부한 채소를 들 수 있다.
마요네즈는 지방함량이 80% 이상 함유된 고지방식품으로 계란 또는 난황성분인 레시틴(lecitin)이나 리포단백질(lipoprotein)이 유화력을 가지고 있어서 지방성분을 포접하여 물에 잘 분산되도록 제조된 수중유적형(o/w)의 에멀젼 제품이다.
최근 지방섭취의 증가로 인한 비만, 고혈압, 심장질환 등 각종 성인병의 이환율이 급격히 증가일로에 있으며 이와 관련하여 고지방식이가 원인이 된 성인병으로 인하여 지방섭취의 감소, 저열량 및 저지방식품의 요구가 현저히 증대되었다. 이에 따라 마요네즈와 같은 기존식품의 제조공정에서 대두유 또는 올리브유 등 지방성분 원료를 대체할 수 있는 방법은 지방함량을 낮추고 열량이 감소된 마요네즈를 개발할 수 있다는 장점이 있다.
마요네즈는 최초 프랑스에서 개발된 샐러드용 소스의 일종으로 초기에는 계란의 난황, 샐러드유에 식초, 소금, 설탕이 주요 원료성분이었다.
계란은 완전식품으로 특히 마요네즈 제조시에는 일반적으로 유화제로서 사용된다. 난황에는 평균 210mg의 콜레스테롤이 함유되어 있고 따라서 계란에서 콜레스테롤 성분을 제거하거나 난백만을 사용하여 마요네즈를 제조하려는 시도가 있었다(국내등록특허 제288012 및 제217199호). 그러나, 알러젠 물질도 완전히 제거할 수도 없으며 난백만으로는 유화안정도와 보형성 확보가 곤란하다는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명자들은 계란난황을 유화제의 주재로 사용함에 있어서 유지함량과 콜레스테롤의 함량을 낮추어 열량도 저하시키는 저콜레스테롤 저열량 마요네즈를 예의 연구하고자 하였다. 또한, 본 발명자들은 유산균을 효과적으로 포접시켜 강산 조건인 위장관을 통과시킨후 소장 내로 침투시켜 정장작용을 증대시키는 방법에 대하여도 예의 연구하고 나아가 씹힘성이 우수한 신규의 마요네즈를 제공하는데 예의 노력한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서 본 발명의 목적은 유지함량을 낮추고 동시에 정장작용과 씹힘성이 구비된 신규한 하드 타입 제형의 저열량 마요네즈 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 신규한 하드 타입 제형의 저열량 정장 기능성 마요네즈를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 목적은 마요네즈 조성물 총중량을 기준으로 식물성 유지를 30중량% 이하로 감소시킴과 동시에 유산균을 효과적으로 포접시킬 수 있는 유기화합물(polymer)를 선택함으로써 달성된다.
본 발명의 상기 목적은 위장관 pH 2~5 정도에서도 분자구조의 변형이 없는 내산성인 폴리머(polymer)를 선택함으로써 달성할 수 있다.
또, 본 발명의 상기 목적은 유산균 (probiotics) 중에서 동결건조 (freeze-drying)하는 경우 저항성이 작은(smaller) cell size 이면서도 구형 세포(spherical cells)를 선택함으로써 달성된다.
이밖에도 채소류에 사용되는 저열량 마요네즈로 사용되지 위하여는 유산균의 생태환경(echosystem)에 있어서 내열성 및 내산성 균주(pH-sensitive microbe)를 선택함으로써 달성된다.
본 발명에 따르면 pH 1.5 이하의 위장관액(gastric fluids)에서 불용성이지만 소장(small intestine) 상부 pH 5.5 이하에서는 신속히 용해되는 타정용 장용성 기제의 폴리머로서는 히드록시프로필 메틸셀룰로오스 프탈레이트(HPMCP) 파우더가 가장 바람직하였다.
한편, 본 발명 마요네즈를 구성하는 식물성 유지방의 대체용 부형제로는 히드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC)또는 메틸셀룰로오스(MC)가 바람직하다. 그러나, 본 발명에 따른 하드타입 저지방 마요네즈의 보형성을 유지할 수 있는 가장 바람직한 부형제는 MC이다.
본 발명에 따르면, 상기 유지방 대체물질로서 MC는 그 밖에 계란의 난황을 본 발명 마요네즈의 부형제로 추가로 더 사용하는 것이 바람직하였다.
한편, 본 발명에 따르면 상기 HPMCP는 유산균을 포접하는데 매우 유용한 장용성 기제임이 확인되었다. 상기 HPMCP는 본 발명에서 사용하는 내산성 유산균의 타정용 포접제로서 매우 유용하다.가장 바람직하기는 내산성 유산균을 내산성 HPMCP와 2 ∼ 3% 범위 내에서 중량비 3 ∼ 6 KP(Kilopound) 힘으로 0.5 ∼ 4.5 mm size의 극미세하게 타정하여 제조된 태블렛(tablet)을 첨가함으로써, 씹힘성이 우수한 신규한 마요네즈 제품을 제조할 수 있다. 상기 내산성 유산균 probiotics는 공지된 enterococci 속의 소형이며 구형 세포(small spherical cells)가 가장 바람직하다.
본 발명에 따르면 태블렛 타정용 유산균주는 내열성이며 내산성이 강한 Pediococcus acidlactici PAGS KCTC18229P이었다.
또, 상기 probiotics 균주는 상기와 같이 HPMCP를 사용하여 타정한 것이 가장 바람직하고, 또는 필요한 경우 이를 동결건조하여(freeze-dry) 사용할 수 있다. 동결건조한 probiotics 제품을 사용하는 경우에는 동결건조전 반드시 보호제(protectant) 또는 동결보존제(cryoprotectants)를 사용하여야 한다. 이는 세포 내외에 존재하는 수분 동결과정에서 세포손상(cell damage)을 초래하기 때문이다. 본 발명에 따르면 동결건조과정에서 dehydration 시 유산균 생존율을 유지시키기 위하여 탈지분유, 트레할로스, 글리세롤, 스크로스, 글루코스 등 1~2 당류 또는 덱스트란 또는 폴리에틸렌글리콜 등 복합 다당류 중에서 어느 하나가 사용될 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 저열량 마요네즈의 제조시 MC는 다양한 저장 및 유통온도에서 보형성 유지뿐 아니라 상안정성(phase stability) 유지를 위하여 산화안정성이 높은 적절한 부형제가 선택되어야만 한다. 가장 바람직한 부형제로는 탈지분유(skim milk) 또는 대두분리단백을 들 수 있다.
본 발명에 따르면 유산균 동결건조 과정에서 유산균 세포의 생존율(viability)을 높힘과 동시에 상안정성을 유지하기 위한 가장 바람직한 부형제는 상기 탈지분유 또는 대두분리단백 중에서 선택되어야 한다.
상기 두 가지 부형제(expients)는 본 발명 마요네즈 조성물의 재지방성분이 되는 식물성 식용유로서 옥배유, 대두유, 올리브유 등의 효과적인 유화에 도움을 줄 수 있고 동시에 점도(pcs) 저하를 억제함으로써 마요네즈의 상안정성 유지에 매우 효과적이다.
탈지분유(skim milk)는 우유에서 지방을 분리제거하고 건조한 분말로서 증점력, 결탁력, 유화력이 우수하다. 또 분리대두단백(sp)은 대두에서 분리한 단백질로 총전하값이 0이 되는 pH 즉 등전점(PI)에 따라 용해도가 상이한데 대체로 pH 4.0~5.6에서 뛰어난 유화력과 수화력이 유지된다.
본 발명에 따르면 마요네즈는 pH4.5~pH5.5 수준의 산성식품이므로 7S(pH4.0~5.6)를 사용하는 경우 겔형성능과 우수한 점도 1.27 x 105 cp를 얻을수 있으므로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명 바람직한 저열량의 정장기능성 마요네즈를 제조하기 위하여 바람직한 첨가제로서 식초, 소금, 설탕이 더 포함된다.
본 발명에 따르면 저열량 정장기능성 마요네즈 조성물을 얻기 위하여 상기 유산균 포접제 외에도 필요한 경우 마요네즈의 부드러운 촉감을 증진시키기 위해 보형제로 HPMC를 사용하는 경우 젤라틴(gelatin) 또는 산탄검(xanthan gum)이 마요네즈 총중량의 1중량% 이내 범위에서 추가로 더 포함될 수 있다. 상기 젤라틴이나 산탄검은 유산균의 포접시 냉각겔화법을 적용하는 경우 매우 유용하다.
냉각겔화법은 상온에서 겔이 형성되는 젤라틴으로 제조된 용액 또는 산탄검을 포함하는 HPMC 용액을 10~30℃에서 가열하여 제조하면 유화안정성과 점성을 증대시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, HPMC를 보형제로 사용하는 경우 앞서 설명한 장용성기재 HPMCP를 사용한 타정제품과 달리 유산균의 피막을 형성하는 캡슐의 피막강도를 제고하여 부드러운 씹힘성을 증진시킬 수 있는 가소제를 추가로 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 바람직한 수용성 가소제로는 글리세린, 환원 옥수수시럽(hydrogenated corn syrup), PEG(polyethylene glycol) 또는 PG(propylene glycol)로 이루어진 군에서 선택하여 사용될 수 있다. 상기 가소제의 첨가량은 물에 용해한 마요네즈 조성물 총량기준 0.5~1.5 중량%가 바람직하다.
상기와 같이 제조된 수성 가소제 조성물의 pH는 4.5~6.0 수준이며 점도는 상온에서 즉 15℃~20℃에서 1500~2500 cps를 유지하게 되므로 겔화과정에서 유산균의 생존율을 저하시키지 않는다. 본 발명에 따르면, 상기 유산균의 gel type 제형이 포함되는 마요네즈를 제조하는 경우에는 본 발명에서 사용하는 타정용 내산성 및 내열성 균주 P. acidlactici PAGS KCTC18229P 균주가 가장 바람직하나 내열성과 내산성을 동시에 갖는 균주를 찾아 선택하여 사용할 수도 있다.
본 발명에 따르면 상기 유산균 중에서 선택된 Probiotics가 포접된 gel-type probiotics가 첨가된 씹힘성이 적거나 전혀 없는 mild 또는 soft type의 저열량 정장기능성 마요네즈를 제조하기 위하여 상기 유산균의 첨가량은 마요네즈 조성물 총중량에 대하여 1~2 중량% 포함하는 것이 실험결과 가장 바람직하였다.
이는 앞의 내산성, 내열성 유산균이 포접된 씸힘성이 있는 hard type의 tablet probiotics가 첨가된 저열량 정장기능성 마요네즈를 제조하기 위하여 마요네즈 조성물 총중량에 대하여 1~2 중량% 포함시키는 것과 차이가 없다.
본 발명의 hard-type, mild type 및 soft type 저열량 정장기능성 마요네즈의 재료성분과 함량은 하기 표 1, 표 2 및 표3과 같다.
재료
(중량%)
실시예 비교예1
비교예2
1 2 3 4
계란
(난황)
15 15 12 12 12 15
올리브유 25 25 30 30 70 80
MC(10% 수용액) 20 20 20 20 - -
식초 2 2 2 2 2 2
소금 1 1 1 1 1 1
설탕 2 2 2 2 2 2
HPMCP 1 2 2 1 - -
유산균
(P. acidlactici)
1 2 2 1 - -
탈지분유 8 10 10 8 - -
정제수 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
합계 100 100 100 100 100 100
재료
(중량%)
실시예 비교예1
비교예2
5 6 7 8
계란
(난황)
15 15 12 12 12 15
올리브유 25 25 30 30 70 80
MC(10% 수용액) 20 20 20 20 - -
식초 2 2 2 2 2 2
소금 1 1 1 1 1 1
설탕 2 2 2 2 2 2
HPMCP 1 2 2 1 - -
유산균
(P. acidlactici)
0.5 1 1 0.5 - -
유산균
(L. fermentum)
0.5 1 1 0.5 - -
gelatin 3 4 4 3 - -
탈지분유 8 10 10 8 - -
정제수 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
합계 100 100 100 100 100 100
재료
(중량%)
실시예 비교예1
비교예2
9 10 11 12
계란
(난황)
15 15 12 12 12 15
올리브유 25 25 30 30 70 80
HPMC(5% 수용액) 20 20 20 20 - -
산탄검 1 1 1 1 - -
PG 1 1 1 1 - -
식초 2 2 2 2 2 2
소금 1 1 1 1 1 1
설탕 2 2 2 2 2 2
HPMCP 1 2 2 1 - -
유산균
(P. acidlactici)
1 2 2 1 - -
탈지분유 8 10 10 8 - -
정제수 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
합계 100 100 100 100 100 100
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 유산균주의 포접물 HPMCP에 의하여 하드타입의 씹힘성이 우수한 정장기능성 마요네즈를 제공하는 효과가 있으며 첨가된 오일함량이 저감되면서도 상안정성과 점도가 우수한 저열량의 정장기능성 마요네즈를 제공하는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명 마요네즈의 재료성분과 구성과 그 제조방법에 대한 모식도이다.
실시예 1
상기 표 1 내지 3에 제시된 재료성분과 함량으로 저열량 hard type 마요네즈를 제조하기 위하여 올리브유 첨가량을 획기적으로 줄이고 그대신 MC(methyl cellulose) 10% 수용액을 첨가하고 미리 skim-milk로 동결건조시킨 유산균과 HPMCP를 중량비 1:1(w/w)로 배합한 후 2 ∼ 3 mm size 크기로 타정한 유산균 tablet을 첨가 교반하여 정장기능성 하드 타입 마요네즈를 제조하였다.
여기서, 비교예 1 및 2는 종래의 시중에서 판매중인 마요네즈 제품이다.
먼저, 유산균 생균제 타블렛은 P. acidlactici GS 균주를 skim-milk를 첨가하여 통상의 방법으로 동결건조시킨 것을 HPMCP 분말과 동량의 증량비(1:1)로 배합하여 실온에서 제약용 타정기를 사용하여 2~3 mm 사이즈, 총질량 15 mg(유산균 7.5 mg: HPMCP 7.5 mg)이며 타정강도 3~6 KP(kilo pound)의 테블렛 제품을 제조하였다.
또, 표 2 및 표 3에 제시된 재료성분과 함량으로 저열량 mild- 또는 soft type 마요네즈를 제조하였다.
mild-type 마요네즈는 HPMCP로 타정한 내산성 소형구균의 유산균 외에도 내산성이 아닌 L. fermentum 등 유산균주를 추가하여 더 사용하고 유산균 포접시 냉각겔화법을 적용하였다. 대체로 상기 유산균주의 첨가량은 중량비로 1:1(w/w)이 바람직하다. 한편, soft-type 마요네즈는 반드시 내산성인 소형구균 유산균주 P. acidlactici 균주를 탈지분유로 동결건조시킨 powder와 HPMC 5%수용액에 가소재로서 프로필렌 글리콜(PG)을 첨가하여 수성조성물을 제조하여 사용한다.
상기 가소제는 유산균의 피막캡슐의 강도를 높히는데 이때 씹힘성을 증진시키게 되며 바람직한 가소제의 첨가향은 마요네즈 조성물 총량 기준 1 중량%를 사용하였다.
이하 본 발명의 구현예로서 상기 표 1에 따라 내산성 첨가제 HPMCP 55(hydroxypropyl methylcellulose phthalate)를 사용하여 탈지분유로 동결건조한 내산성 유산균 P. acidlactici biotics를 동량 1 : 1 중량비(w/w)로 배합하여 실온에서 제약용 타정기를 사용하여 직경 2 mm이고 총질량 25mg(유산균 7.5 mg): HPMCP 12.5mg)이며 타정시 경도 3~6 KP의 생균제 tablet을 제조하였다.
제조된 생균제 tablet을 실시예 1 내지 4의 마요네즈 배합비(w)에 따라 제조하였다.
먼저 상안정도와 시중 최적점도 1.27 x 105cp(p>0.05)를 유지하기 위하여 중화제 MC(methyl cellulose)를 정제수에 혼합하여 8,000 rpm에서 5분간 교반하여 10% 수용액으로 수화시키고 여기에 계란난황을 첨가하고 같은 조건으로 교반하여 재수화시켰다. 다음에 올리브유를 서서히 첨가하면서 8,000 rpm에서 3분간 더 교반하여 수중유적형(O/W) 상태로 만들었다. 이어서, 설탕, 소금 및 유화안정제(필요시, 마요네즈 조성물 총 중량의 가장 바람직하게는 산탄검을 0.5 중량부 이하)를 함께 첨가하고 같은 속도로 1분간 더 mix한 후 마지막으로 상기에서 제조된 내산성 및 내열성 유산균 P. acidlactici tablet과 식초를 첨가하여 30 sec 이내로 혼합하여 균질화하였다.
이 때, mild type 또는 soft type 제형을 위해 상안정제로서 gelatin 또는 산탄검과 PG를 추가로 더 첨가하였다.
상기 실시예 1~4에 따라 제조된 마요네즈의 유화 안정성과 저장기간별 점도, 내열성, 내산성, 내동성 및 관능검사를 수행하였다.
실험예 1. 유화 안정성 (Emulsion stability)
실시예 1 2 3 4 비교예 1 비교예 2
(%)
FI/FO
100
94.2 96.8 95.8 95.5 93.5 94.2
실험결과, 본 발명의 실시예1 내지 4에 기재된 하드타입 마요네즈 조성물의 유화안정성은 통상의 시중제품보다 못지 않은 우수성이 입증되었다(표 4).
실험예 2. 저장기간별 점도측정(CPS)
실시예 1주 2주 3주 4주
1 1.22x 105 1.20x 105 1.18x 105 1.16x 105
2 1.26x 105 1.26x 105 1.25x 105 1.24x 105
3 1.25x 105 1.24x 105 1.20x 105 1.18x 105
4 1.23x 105 1.22x 105 1.20x 105 1.20x 105
비교예 1 0.92x 105 0.90x 105 0.76x 105 0.58x 105
비교예 2 0.87x 105 0.88x 105 0.84x 105 0.64x 105
실험결과, 본 발명 하드타입 마요네즈는 시중판매되는 마요네즈의 점도 1.22x 105 CP와 차이가 나타나지 않았다(표 5).
실험예 3. 내열성 측정
본 발명 실시예 1 내지 4의 하드타입 마요네즈의 내열성을 측정하기 위해 마요네즈용 튜브를 사용하여 5g 수준 특유의 형상을 유지하도록 덜어내 50℃ 에서 30분, 100℃에서 30분간 10분 단위로 보형성 및 유분리 정도의 실험을 수행한 결과는 다음 표 6과 같았다.
구분
성상 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
50℃ 10분 보형성
유분리 - - - - - -
20분 보형성
유분리 - - - - + +
30분 보형성
유분리 - - - - + ++
100℃ 10분 보형성
유분리 - - - - + ++
20분 보형성 x
유분리 + + + + ++ +++
30분 보형성 x x
유분리 + ++ + ++ +++ +++
[주] 보형성: ○ 처음상태유지, △ 표면 유분리, □ 유분리 확인, x 완전 유분리
유분리 여부: - 없음, + 유분리 관찰, ++ 매우 불량
실험예 4. 내산성 실험
본 발명 실시예1 내지 4의 하드 타입 마요네즈를 위장관 환경(SGF)에서 2시간, 소장관 환경(SIF)에서 4시간 동안 37℃, 50 rpm에서 진탕처리하여 1시간 단위로 sampling하여 MRS agar plate에 도말하여 37℃에서 24 시간 배양한 후 생균수(cfu)를 측정한 결과 유산균 생균의 생존율(viability)은 위장 환경에서는 실시예 1 내지 4에서 75~90%가 생존하였고 소장 환경에서는 그대로 6시간이상 안정적으로 유지되었음이 확인되었다.
실험예 5. 내동성 실험
본 발명 실시예1 내지 4의 하드타입 마요네즈를 50mL 원심분리관에 25g씩 칭량하고 -13℃에서 36시간 냉동저장한 후 완전해동하여 성상 및 유분리 정도를 관찰한 결과는 초기상태를 유지하고 유분리현상은 발견되지 않았다.
실험예 6. 관능검사
본 발명 실시예1 내지 4의 하드타입 마요네즈를 남여 각각 5명씩 random sampling 하여 전문 panel 10명에게 시식시킨후 5점 척도법으로 관능검사를 실시하고 그 평균값을 구한 결과는 다음 표 7에 나타냈다.
실시예 1 2 3 4 비교예 1 비교예 2
외관 4.5 4.6 4.5 4.4 3.5 3.4
풍미 4.6 4.3 4.2 4.7 3.6 3.3
질감 4.4 4.5 4.5 4.6 2.9 2.8
점성 4.5 4.7 4.6 4.5 3.5 3.7
종합기호도 4.5 4.7 4.5 4.6 3.8 3.9

Claims (3)

  1. 탈지분유로 동결 건조시킨 내산성 유산균과 HPMCP를 동량의 중량비 1 : 1(w/w)로 배합하여 2 ∼ 3mm 사이즈로 타정강도 3 ∼ 6 KP 로 타정한 유산균 생균제 태블렛이 포함된 하드타입 저열량 정장기능성 마요네즈 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유산균 생균제 태블렛은 마요네즈 총중량에 대하여 Pediococcus acidlactici PAGS KCTC 18229P 유산균주는 1 ∼ 2 중량% 함유된 것이 특징인 하드타입 저열량 정장기능성 마요네즈 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항의 마요네즈 조성물로 제조된 하드타입 저열량 정장기능성 마요네즈.
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