KR102707455B1 - 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 대체란 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 분리동부단백을 준비하는 단계; 정제수에 상기 분리동부단백을 용해하여 분산액을 제조하는 단계; 상기 분산액에 첨가제를 첨가하고 혼합하여 수상 용액을 제조하는 단계; 상기 수상 용액에 식물성 오일을 첨가하고 유화시켜 유화액을 제조하는 단계; 및 상기 유화액에 젤란검을 첨가하고 교반하여 대체란을 제조하는 단계;를 포함하는, 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조방법 및 이에 따라 제조된 대체란에 관한 것으로, 조리 전, 후에 계란과 유사한 거동 및 물성을 나타내 계란 대체품으로 사용되기 적합하다.
Description
본 발명은 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 대체란에 관한 것이다.
[과제고유번호] 1545026173
[부처명] 농림축산식품부
[연구관리전문기관] 농림식품기술기획평가원
[연구사업명] 고부가가치식품기술개발
[연구과제명] 계란 대체 식물성 소재 개발 (국내산 자생 소재 기반 계란 대체 식물성 소재 및 제품 개발)
[주관기관] 인테이크(주)
[연구기간] 2022.04.01. ~ 2025.12.31.
단백질은 신체를 이루는 주요 성분으로, 육류나 어패류를 통해 주로 섭취되며, 콩, 견과류, 달걀 등의 식품을 통해서도 인체에 공급될 수 있다.
최근에는, 종교적 혹은 건강상의 이유로 동물성 단백질의 섭취를 제한하거나, 윤리적, 도덕적 이유로 채식을 지향하는 사람들이 늘어나고 있는 추세이다. 뿐만 아니라 지구 온난화, 식량 부족, 동물 복지 문제를 해결하기 위해 동물성 단백질을 대체하기 위한 식물성 대체 식품 시장이 전 세계적으로 빠르게 확대되고 있으며, 이에 따라 동물성 단백질의 질감, 색, 맛, 향 등을 구현할 수 있는 식물성 대체 식품에 관한 연구가 꾸준히 진행되고 있다.
이 중, 계란은 주식에 곁들여 먹는 재료로, 파스타의 원료, 반찬뿐만 아니라 마요네즈, 베이킹, 디저트 등에 사용되며, 최근에는 다이어트를 위해 식사 대신 계란을 섭취하는 등 다용도로 사용되는 재료 중 하나이기 때문에, 다양한 용도에 적용될 수 있는 계란 대체품을 개발하는 것은 매우 어려운 과제이다. 그러나 최근의 채식주의자의 증가나 계란에 알러지가 있는 등 다양한 이유로 인해 계란의 섭취를 제한하는 경우가 증가하고 있어서 계란을 대체하기 위한 다양한 제품들이 개발되고 있다.
계란 대체품 개발을 위해 식물성 대체재, 알부민 대체재, 레시틴 대체재 및 기타 대체재가 연구되었으며, 이들을 단독으로 혹은 다양한 방식으로 조합하여 계란 대체품이 제조되고 있다. 식물성 대체재는 대두, 콩, 쌀, 옥수수 등의 식물성 재료로부터 제조된 대체란으로, 이들 재료는 대부분 고단백, 고지방, 무채색 등으로 계란의 대체에 적합한 특성을 가지고 있어, 영양학적 측면에서 우수한 효능을 나타내고, 알부민 대체재는 계란의 가장 주요한 단백질 성분인 알부민(Albumin)을 대체하기 위한 것으로, 콩단백질 등을 원료로 하여 제조되며, 레시틴 대체재는 계란에 포함된 레시틴(Lecithin)을 대체하기 위한 것으로, 대두나 해바라기씨 등의 식물성 원료로부터 제조된다. 기타 대체재는 대체란의 느낌과 식감을 개선하기 위한 목적으로 첨가되는 첨가물로, 예를 들어, 계란과 유사한 식감을 형성하기 위해 누룽지, 설탕, 효모 등의 원료가 사용될 수 있다.
그러나, 기존 대체란은 다양한 식품에 광범위하게 적용되지 않는 문제가 있어, 이를 개선하기 위한 대체란의 개발이 필요하다.
본 발명에서는 고단백, 고영양 특성을 갖는 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 대체란을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 분리동부단백을 준비하는 단계; 정제수에 상기 분리동부단백을 용해하여 분산액을 제조하는 단계; 상기 분산액에 첨가제를 첨가하고 혼합하여 수상 용액을 제조하는 단계; 상기 수상 용액에 식물성 오일을 첨가하고 유화시켜 유화액을 제조하는 단계; 및 상기 유화액에 젤란검을 첨가하고 교반하여 대체란을 제조하는 단계;를 포함하는, 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조방법에 관한 것이다.
상기 분리동부단백을 준비하는 단계는, 동부콩을 분쇄하는 분쇄 단계; 분쇄된 동부콩을 수화시키는 수화 단계; 수화된 동부콩에 알칼리를 가하여 동부단백질을 추출하는 추출 단계; 추출 단계를 통해 제조된 추출액을 원심분리하는 분리 단계; 분리된 상등액을 산침전 하여 단백질을 침전시킨 후 침전된 단백질을 분리하는 침전 단계; 침전된 단백질을 균질화하는 균질화 단계; 균질화된 용액을 중화시키는 중화 단계; 중화된 용액에 트랜스글루타미나아제를 첨가하여 반응시키는 효소반응 단계; 및 효소반응 단계를 거쳐 제조된 용액을 건조시키는 건조 단계;를 포함할 수 있다.
상기 트랜스글루타미나아제는 침전된 단백질 100 중량부에 대하여 1~5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 대체란 내 분리동부단백의 함량은 10~20 wt%일 수 있다.
상기 첨가제는, 소금, 설탕, 피로인산나트륨, 구연산칼륨 및 유화제 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 대체란 내 식물성 오일의 함량은 4~12 wt%일 수 있다.
상기 젤란검은 하이아실 젤란검과 로우아실 젤란검을 포함할 수 있다.
본 발명은, 상기의 방법으로 제조된 분리동부단백이 포함된 대체란을 포함한다.
본 발명의 분리동부단백의 제조방법은 분리동부단백의 영양학적 특성을 유지하면서, 생산성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 분리동부단백이 포함된 대체란은 전통적인 계란에 비해 콜레스테롤과 포화지방산 함량이 낮고, 맛과 품질이 우수하며, 비영양 성분의 함량이 적고 식품의 제조 및 보관이 용이한 장점이 있다.
도 1은 각 분리단백의 유변학적 특성 평가 결과이다.
도 2는 겔화된 대체란의 외관을 촬영한 결과이다.
도 3은 대체란으로 제조된 오믈렛의 외관을 촬영한 결과이다.
도 4는 대체란으로 제조된 오믈렛의 식품 물성을 측정한 결과이다.
도 2는 겔화된 대체란의 외관을 촬영한 결과이다.
도 3은 대체란으로 제조된 오믈렛의 외관을 촬영한 결과이다.
도 4는 대체란으로 제조된 오믈렛의 식품 물성을 측정한 결과이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서 전체에서, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량)%, 고체/액체는 (중량/부피)%, 그리고 액체/액체는 (부피/부피)% 를 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
본 발명은 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 대체란에 관한 것이다. 본 발명에 따라 동부콩에 함유된 영양학적 성분들의 손상이 최소화된 분리동부단백을 제조할 수 있고, 이러한 방법으로 제조된 분리동부단백을 대체란의 원료로 사용하여 대체란을 제조할 수 있으며, 이러한 대체란은 전통적인 계란과 유사한 특성을 가지므로 다양한 요리에 적용 가능하다.
본 발명의 일 실시예는, 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 대체란은 다양한 식품의 원료로 적용될 수 있으며, 전란을 대체할 수 있는 대체품으로 사용될 수 있다. 또한, 식물성 원료로부터 제조되므로 계란 알러지가 있거나, 채식주의자이거나 기타 다른 이유로 계란을 섭취하지 못하는 사람들도 본 실시예에 따라 제조된 대체란을 계란의 대체품으로 이용할 수 있다.
본 실시예에 따른 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조방법은, 분리동부단백을 준비하는 단계; 정제수에 상기 분리동부단백을 용해하여 분산액을 제조하는 단계; 상기 분산액에 첨가제를 첨가하고 혼합하여 수상 용액을 제조하는 단계; 상기 수상 용액에 식물성 오일을 첨가하고 유화시켜 유화액을 제조하는 단계; 및 상기 유화액에 젤란검을 첨가하고 교반하여 대체란을 제조하는 단계;를 포함한다.
먼저, 분리동부단백을 준비하는 단계는, 동부콩으로부터 분리동부단백을 추출하여 분리동부단백 분말을 준비하는 단계로, 동부콩을 분쇄하는 분쇄 단계; 분쇄된 동부콩을 수화시키는 수화 단계; 수화된 동부콩에 알칼리를 가하여 동부단백질을 추출하는 추출 단계; 추출 단계를 통해 제조된 추출액을 원심분리하는 분리 단계; 분리된 상등액을 산침전 하여 단백질을 침전시킨 후 침전된 단백질을 분리하는 침전 단계; 침전된 단백질을 균질화하는 균질화 단계; 균질화된 용액을 중화시키는 중화 단계; 중화된 용액에 트랜스글루타미나아제를 첨가하여 반응시키는 효소반응 단계; 및 효소반응 단계를 거쳐 제조된 용액을 건조시키는 건조 단계;를 포함한다.
동부콩은 단백질 및 각종 영양소의 함량이 높아 대체 단백 식품의 원료로 사용되기 적합하나, 종래의 방법으로 동부콩으로부터 분리동부단백을 제조하면, 콩단백질의 기능성이 저하되고, 영양소가 파괴되는 문제가 있었으나, 본 실시예에 따른 방법을 적용하면, 동부콩 단백질의 기능성 및 영양소가 유지될 수 있는 장점이 있다.
먼저, 분리동부단백을 제조하기 위해 동부콩을 분쇄하는 분쇄 단계가 수행된다. 이 단계에서는 후속 단계에서의 처리 과정 효율을 향상시키기 위해 동부콩을 30~120 메쉬로 분쇄될 수 있다.
다음으로, 수화 단계를 통해 분쇄된 동부콩을 수화시킨다. 이 단계에서는 분쇄된 동부콩을 물과 1 : 3~10의 비율로 혼합하고 30분 내지 5시간 동안 정치시키거나 교반하여 동부콩을 수화시키는 단계로, 단백질 추출 전 동부콩을 수화시킴으로써 후속 단계에서의 단백질 추출이 보다 신속하고 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.
추출 단계는 수화된 동부콩에 알칼리 물질을 가하여 동부단백질을 추출하는 단계이다. 여기서 알칼리 물질은 알칼리 화합물 또는 알칼리 화합물이 물과 같은 용매에 용해된 용액일 수 있으며, 이러한 알칼리 화합물로는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
수화 단계에서 수화된 동부콩은 약 pH가 약 6~7 사이이나, 추출 단계에서 약 7.5~8.5 사이의 pH 값이 되도록 알칼리가 가해질 수 있다. 추출 시간이 너무 짧은 경우에는 단백질 추출 효율이 떨어지고, 추출 시간이 너무 긴 경우에는 단백질이나 기타 영양소의 변성이 일어날 수 있으므로, 이 단계는 1시간 내지 4시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
다음으로, 추출 단계를 통해 제조된 추출액을 원심분리하여 추출된 단백질을 분리하는 단계가 수행된다. 이 단계에서 원심분리는 8,000~16,000 rpm의 속도로 10분 내지 60분 동안 수행될 수 있으며, 원심분리 후 상등액만을 취할 수 있다.
침전 단계는 상기 상등액에 산성 화합물 또는 산성 용액을 가하여 단백질을 침전시키는 단계로, 산성 물질의 첨가에 따라 pH가 조절되어 단백질의 등전점에 도달함으로써 단백질의 침전이 이루어질 수 있다. 이때 pH가 4.5~5.0이 되도록 산성 물질이 첨가될 수 있으며, 충분한 단백질 침전을 위해 침전 단계는 30분 내지 2시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 상술한 침전 단계를 통해 침전된 단백질은, 원심분리를 수행하여 고형분만을 획득함으로써 침전된 단백질을 수득할 수 있다.
균질화 단계는, 침전 단계를 통해 침전된 단백질에 물을 첨가하고 고속 교반하여 단백질이 균질화된 용액을 제조하는 단계이다. 이 단계는 앞서 침전 단계를 통해 침전된 단백질을 회수한 뒤, 단백질 부피의 0.3~5배 부피의 물을 첨가하고 호모게나이저를 이용하여 2,500~5,000 rpm의 속도로 교반하는 단계일 수 있다. 이 단계를 통해 단백질이 균질화된 용액이 제조될 수 있다.
다음으로, 균질화된 용액을 중화시키는 중화 단계가 수행되며, 이 단계에서는 pH가 5.8~6.5가 되도록 염기성 물질 또는 이의 수용액이 첨가될 수 있다. 염기성 물질로는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
이어서, 중화된 용액에 트랜스글루타미나아제를 첨가하여 반응시키는 효소반응 단계가 수행된다. 이 단계를 통해 단백질 분자간의 가교결합이 일어나며, 이러한 효소반응 단계는 45~60℃에서 30분 내지 3시간 동안 수행될 수 있다.
이 단계에서 트랜스글루타미나아제는 고형분인 침전된 단백질 100 중량부에 대하여 1~5 중량부로 포함될 수 있으며, 첨가량이 상기 범위 미만인 경우에는 트랜스글루타미나아제 첨가에 따른 기능성 향상 효과가 미미하고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 과도하게 단단한 입자가 얻어져 식품 원료로 사용하기 곤란해지므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
마지막으로, 건조 단계를 거침으로써 효소 반응 단계를 통해 제조된 용액을 분말 형태로 제조할 수 있다. 이러한 단계를 통해 분리동부단백 분말이 제조될 수 있다. 건조는 진공건조나 동결건조 등 식품 건조에 사용되는 건조 방식이라면 특별히 제한되지 않고 적용될 수 있다.
다음으로, 정제수에 상기 분리동부단백을 용해하여 분산액을 제조하는 단계가 수행된다.
다른 첨가제 성분들과 분리동부단백을 동시에 혼합하여 분산액을 제조하는 경우에는 분리동부단백의 균일한 분산이 이루어지지 않는 문제가 있으므로, 첨가제들을 혼합하기에 앞서 분리동부단백을 물에 용해시킨 분산액 형태로 먼저 제조하는 것이 바람직하다.
이때, 분리동부단백은 대체란 내 분리동부단백의 함량이 10~20 wt%가 되도록, 이 단계에서 10~40 wt%의 수용액으로 제조될 수 있다. 분산액 제조시 균일한 분산 및 혼합을 위해 300~900 rpm의 속도로 교반이 이루어질 수 있다.
다음으로, 상기 분산액에 첨가제를 첨가하고 혼합하여 수상 용액을 제조하는 단계가 수행된다.
상기 첨가제는, 소금, 설탕, 피로인산나트륨, 구연산칼륨 및 유화제 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이 외에도 식품용 첨가제라면 특별히 제한되지 않고 수상 용액에 혼합되는 첨가제로 사용될 수 있다. 특히, 유화제는 후속 단계에서 수상 용액과 식물성 오일을 유화시키기 위해 필요하므로, 첨가제로서 수상 용액에 반드시 첨가되어야만 한다.
첨가제는 대체란 내에 0.5~10 wt%, 또는 0.5~6.1 wt%로 포함될 수 있으며, 첨가제로 소금, 설탕, 피로인산나트륨, 구연산칼륨 및 유화제가 모두 포함되는 경우에는, 대체란 내 각 성분의 함량이 각각 소금 0.1~2.0 wt%, 설탕 0.1~1.0 wt%, 피로인산나트륨 0.1~0.8 wt%, 구연산칼륨 0.1~0.8 wt%, 유화제 0.1~1.5 wt%가 되도록 포함될 수 있다.
또한, 이 단계에서의 혼합 조건은 특별히 제한되지 않으며, 첨가제들이 완전히 용해될 때까지 필요에 따라 교반을 가해주는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 수상 용액에 식물성 오일을 첨가하고 유화시켜 유화액을 제조하는 단계가 수행된다.
유화액을 제조하기 위한 식물성 오일로 예를 들어, 야자유, 팜유, 팜핵유, 채종유, 해바라기씨유, 대두유, 옥수수유, 현미유 및 면실유 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으며, 식용 가능한 식물성 오일이라면 이에 제한되지 않고 사용될 수 있다.
식물성 오일은 대체란 내 식물성 오일의 함량이 4~12 wt%가 되도록 첨가될 수 있다. 또한, 교반 속도가 너무 낮은 경우에는 유화가 잘 되지 않고, 교반 속도가 너무 빠른 경우에는 기포 생성으로 인한 문제가 발생할 수 있으므로, 유화시 수상 용액과 식물성 오일을 혼합한 뒤 800~1,500 rpm의 속도로 교반하여 유화시킬 수 있다.
이어서, 상기 유화액에 젤란검을 첨가하고 교반하여 대체란을 제조하는 단계가 수행될 수 있다.
젤란검은 대체란의 점도, 탄성 및 경도를 높여서 조리 전에는 일반 계란, 구체적으로는 흰자와 노른자가 혼합된 전란과 유사한 질감을 갖다가, 조리 후에는 겔화되어 조리된 계란과 유사한 질감을 형성하기 위해 첨가된다.
젤란검은 대체란 내 0.1~0.7 wt%의 농도로 포함될 수 있으며, 상기 농도 범위를 벗어나 그 함량이 부족한 경우에는 조리 전, 후 계란의 물성이 모사되지 않고, 젤란검이 과도하게 포함되는 경우에는 과도한 점도, 경도 상승으로 인해 균일한 혼합물의 형성이 어려우며, 조리 후에는 단단한 젤리같은 질감이 형성되어 계란과는 상이한 식감이 나타나므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
젤란검으로 바람직하게는 하이아실(high acyl) 젤란검과 로우아실(low acyl) 젤란검이 함께 사용되는 것이 바람직하다. 하이아실 젤란검은 단위 글루코오스에 하나 이상의 아실기를 포함하는 젤란검으로, 네이티브(native) 젤란검이라고도 하며, 겔화 전에는 대체란의 점도 향상에 기여하고, 겔화 후에는 겔의 탄력성 및 안정성을 확보할 수 있다. 로우아실(low acyl) 젤란검은 아실기가 완전히 제거된 젤란검으로, 칼슘 양이온 하에서 매우 단단한 겔을 형성하는 특징이 있어, 로우아실 젤란검은 소량의 칼슘염과 혼합된 혼합물 형태로 제공될 수 있다. 로우아실 젤란검은 하이아실 젤란검과 달리 겔화 전에는 점도를 크게 상승시키지 않아서 유동성 및 혼합성을 확보할 수 있고, 겔화 후에는 높은 강도와 투명성을 확보할 수 있다.
이러한 특징으로 인해 하이아실 젤란검을 단독으로 사용하는 경우에는 겔화 전 혼합성, 유동성 문제가, 겔화 후에는 낮은 강도 문제가 발생하고, 로우아실 젤란검을 단독으로 사용하는 경우에는 겔화 후 불안정한 겔 형성 문제가 발생하므로, 하이아실 젤란검과 로우아실 젤란검을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 겔화 전, 즉 조리 전에는 전란과 유사한 점도 및 유동성이 있는 액체 상으로 존재하다가 조리 후 겔화되었을 때 익은 계란과 유사한 강도, 탄성 등의 물성을 형성하기 위해 하이아실 젤란검과 로우아실 젤란검이 1 : 2~4의 중량비로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명은, 상기 실시예에 따라 제조된 분리동부단백이 포함된 대체란을 포함한다. 이러한 대체란은 단백질이나 기타 영양 성분들이 손상되거나 파괴되지 않은 고영양, 고단백의 분리동부단백을 포함하므로 영양학적 특성이 우수하고, 조리 전에는 전란과 유사한 점도 및 유동성을 갖다가 조리 후에는 익은 계란과 유사한 강도, 탄성 등의 물성이 형성되는 특징이 있다. 따라서, 종래의 대체란과 같이 제과용 대체란, 제빵용 대체란, 오믈렛용 대체란 등과 같이 특정 식품에 사용되는 계란을 대체하기 위한 대체란으로만 사용되지 않고, 광범위한 식품 제조에 전란을 대체하여 사용될 수 있는 대체란을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명의 구체적인 작용과 효과를 설명하고자 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로서 제시된 것으로, 실시예에 따라 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1]
분리동부단백 제조
먼저, 동부콩을 60 메쉬로 분쇄하고, 물과 1 : 5의 중량비로 혼합하고 2시간 동안 정치시켜 수화시킨 뒤 수산화나트륨 용액을 가하고 교반하여 pH 8.0에서 2시간 동안 알칼리 추출을 진행하였다. 알칼리 추출된 용액을 10,000 rpm에서 20분간 원심분리하고 상등액을 제거하여 고형분을 취한 뒤, 산용액을 첨가하여 pH를 4.5로 조절한 상태에서 2시간 동안 등전점에서 단백질을 산침전시켰다. 침전된 단백질을 회수하고, 침전된 단백질 부피의 1배 부피의 물을 첨가한 뒤 호모게나이저로 3,000 rpm에서 교반시켜 균질화 용액을 제조하였으며, 균질화용액에 pH 조절제를 첨가하여 pH를 6.0으로 조정하였다. 여기에 침전된 단백질 100 중량부에 대하여 2 중량부의 트랜스글루타미나아제를 첨가하고 50℃에서 1시간 동안 교반시켜 가교반응을 진행하였으며, 이렇게 제조된 용액을 동결건조하여 실시예 1의 분리동부단백 분말을 제조하였다.
[제조예 2]
분리동부단백이 포함된 대체란 제조
먼저 상기 분리동부단백 분말 15g을 정제수 75.7g에 투입하고 400 rpm으로 교반하여 분리동부단백 분산액을 제조하였다. 이 분산액에 첨가제인 소금 0.7g, 설탕 0.3g, 피로인산나트륨 0.3g, 구연산칼륨 0.3g, 유화제 0.5g을 투입하고 교반하여 수상 용액을 제조하였다. 수상 용액에 식물성 오일인 현미유 7g을 투입하고 1,000 rpm으로 교반하여 유화액을 제조하였으며, 유화액에 젤란검 0.2g을 투입하고 교반하여 실시예 1의 대체란을 제조하였다. 젤란검으로 하이아실 젤란검과 로우아실 젤란검을 1 : 3의 비율로 혼합하여 사용하였다.
[실험예 1]
시중에서 판매되고 있는 분리대두단백(비교예 1), 분리완두단백(비교예 2), 분리녹두단백(비교예 3)과 제조예 1에서 제조된 분리동부단백(실시예 1)을 준비하고, 이들의 입도 및 열적 특성을 분석하였다.
입도는 시료 분말을 증류수에 10%(w/v) 농도로 분산시키고 밤새 수화시킨 뒤 입자 크기 분석기(Mastersizer 3000, Malvern Instruments Ltd.)를 이용하여 측정하여 표 1에 그 결과를 기재하였고, 열적 특성은 시료 분말을 15%(w/w) 증류수 현탁액으로 제조한 뒤 시차 주사 열량계(DSC; DSC 4000, PerkinElmer Inc.)로 측정하여 표 2에 그 결과를 기재하였다. 표 2에서의 각 항목은 개시 온도(To), 피크 온도(Tp), 종료 온도(Tc), 엔탈피(ΔH )를 의미한다.
| 실시예 1 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| D[3,2] | 10.57 | 121.30 | 32.23 | 17.93 |
| D[4,3] | 35.00 | 190.30 | 61.17 | 46.63 |
| Dv(10) | 5.00 | 61.67 | 15.47 | 11.07 |
| Dv(50) | 16.77 | 160.00 | 53.03 | 41.27 |
| Dv(90) | 94.07 | 365.30 | 117.00 | 89.30 |
| 실시예 1 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| To (°C) | 86.01 | - | - | - |
| Tp (°C) | 92.91 | - | - | - |
| Tc (°C) | 98.83 | - | - | - |
| ΔH (J/g) | 5.51 | - | - | - |
실험 결과, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 분리동부단백(실시예 1)은 시판 분리단백(비교예 1~3)에 비해 상대적으로 작은 입자 크기를 갖는 것으로 확인되었다. 또한, 열적 특성 분석 결과, 시판 분리단백의 경우에는 개시 온도, 피크 온도, 종료 온도 및 엔탈피가 측정되지 않았으나, 실시예의 방법으로 제조된 분리동부단백에서만 이러한 열적 특성이 측정되었다. 상기 열적 특성들은 변성과 관련된 항목들로, 본 실험 결과로부터 실시예의 방법으로 제조된 단백질은 변성이 일어나지 않았으나, 시판 분리단백은 추출 과정에서 과도한 변성이 일어났음을 확인할 수 있었다.
따라서, 분리단백의 변성을 방지하고, 원물의 고영양, 고단백 특성을 유지할 수 있도록 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 동부에서 단백질을 추출한 분리동부단백을 사용하는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
[실험예 2]
시판 분리대두단백(비교예 1), 분리완두단백(비교예 2), 분리녹두단백(비교예 3)과 제조예에서 제조된 분리동부단백(실시예 1)을 준비하여 농도별 단백질 분산액(10wt%, 15wt%, 20wt%)을 제조하고, 미리 결정된 온도 프로파일에 따라 1Hz의 주파수와 1%의 변형률(선형 점탄성 범위 내)에서 온도 스윕 테스트를 수행하였다. 구체적으로, 2℃/분의 가열 속도로 25℃에서 95℃에서 가열한 뒤 95℃에서 10분 동안 유지하고 2℃/분의 냉각 속도로 95℃에서 25℃까지 냉각하여 위상각(냉각 단계 말기의 tanδ) 및 GR(Greinforcement; G' 냉각 끝 - G' 가열 끝)을 측정하고 그 결과를 표 3에 기재하였다.
| tan δ | GR | |||||
| 콩단백 함량(wt%) | 10 | 15 | 20 | 10 | 15 | 20 |
| 실시예 1 | 0.23 | 0.20 | 0.17 | 5.64 | 39.10 | 4947.78 |
| 비교예 1 | 3.65 | 0.15 | 0.11 | -0.50 | 231.27 | 1651.65 |
| 비교예 2 | 0.47 | 0.27 | 0.24 | 7.67 | 113.14 | 147.19 |
| 비교예 3 | 0.77 | 0.52 | 0.22 | 5.47 | 17.47 | 58.83 |
실험 결과, 분리동부단백은 모든 농도에서 tan δ가 전반적으로 다른 콩단백에 비해 낮은 것으로 나타났는데, 이는 모든 농도에서 분리동부단백의 겔화가 가장 잘 일어남을 시사한다. GR값은 냉각 과정까지 거쳤을 때 G'(저장계수)의 변화를 나타내는 것으로, 높을수록 겔화 능력이 우수한 것으로 평가한다. 분리동부단백은 농도가 증가할수록 GR값이 증가하며, 특히 20%에서 가장 높게 나타나, 농도 증가에 따라 겔화능이 향상되고, 20% 농도로 포함될 때 겔화능력이 가장 우수한 것으로 확인되었다.
[실험예 3]
시판 분리대두단백(비교예 1), 분리완두단백(비교예 2), 분리녹두단백(비교예 3)과 제조예에서 제조된 분리동부단백(실시예 1)을 준비하여 농도별 단백질 분산액(10wt%, 15wt%, 20wt%)을 제조하고, 동적 유량계(DHR1, TA Instruments)를 사용하여 유변학적 특성을 평가한 뒤 그 결과를 도 1에 도시하였다.
도 1에서 (A)는 실시예 1, (B)~(D)는 각각 비교예 1~3의 실험 결과로, 도 1의 실험 결과를 참조하면, 실시예 1은 모든 농도에서 저장 탄성률(G')이 손실 탄성률(G'')보다 높게 나타나 겔 구조가 안정화된 것으로 나타났다. 반면, 비교예 1~3의 경우에는 저농도에서 손실 탄성률(G'')이 저장 탄성률(G')보다 높게 나타나 겔 구조가 불안정하고 액체와 유사한 거동을 하는 것으로 확인되었다.
따라서, 안정적인 겔 구조 형성을 위해 분리동부단백을 사용하는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
[실험예 4]
제조예의 방법을 통해 분리동부단백을 사용하여 제조된 실시예 1의 대체란과, 동일한 방법을 사용하되 분리동부단백 대신 분리대두단백(비교예 1), 분리완두단백(비교예 2) 또는 분리녹두단백(비교예 3)을 사용한 비교예 1~3의 대체란 및 계란(대조군)을 준비하고, 이들을 유리 바이알에 담아 90℃의 수조에서 30분간 가열한 뒤 얼음물에 12시간 동안 침지시켜 냉각시켰다.
이러한 과정을 거쳐 제조된 겔의 외관을 촬영하여 도 2에 도시하였고, 질감 분석기(TA.XT plus, Stable Micro Systems)를 사용하여 겔 강도를 측정한 뒤 그 결과를 표 4에 기재하였다.
| 농도(wt%) | 겔 강도(N) | |
| 대조군 | - | 1.22 |
| 실시예 1 | 10 | 0.08 |
| 15 | 0.28 | |
| 20 | 0.35 | |
| 비교예 1 | 10 | - |
| 15 | 0.15 | |
| 20 | 0.33 | |
| 비교예 2 | 10 | - |
| 15 | - | |
| 20 | 0.05 | |
| 비교예 3 | 10 | - |
| 15 | 0.04 | |
| 20 | 0.21 |
먼저, 도 2의 실험 결과에서 (A)는 대조군, (B)는 실시예 1, (C)~(E)는 각각 비교예 1~3의 외관을 촬영한 것이다. 실험 결과, 실시예 1은 전체 농도에서 겔 구조가 안정적으로 형성된 반면, 비교예 1~3은 저농도에서 겔 구조가 불안정하게 형성되었다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 분리동부단백은 겔화 능력이 다른 분리단백에 비해 현저히 우수하며, 대체란의 겔화제로 사용되는 경우 10 wt%의 저농도에서 20 wt%의 고농도까지 안정한 겔을 형성할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 표 4의 분리단백 농도별 겔 강도에서도 확인할 수 있다.
[실험예 5]
실험예 4에서 사용된 대체란 중 분리단백이 15 wt%로 포함된 실시예 1의 대체란과 비교예 1~3의 대체란 및 계란(대조군)을 준비하고, 가열된 팬에 기름을 두른 뒤 앞서 준비된 대체란과 계란을 각각 투입하고 2분간 조리하여 오믈렛을 제조한 후 각 오믈렛의 외관을 촬영하여 도 3에 도시하였다.
도 3에서 (A)는 실시예 1, (B)~(D)는 각각 비교예 1~3, (E)는 대조군의 오믈렛으로, 실시예 1은 대조군과 마찬가지로 완전한 고체 구조를 형성한 반면, 비교예 1, 2는 아예 고체 구조체로 형성되지 않았고, 비교예 3은 약한 구조체를 형성하였다.
따라서, 조리를 통해 고체화가 이루어지는, 계란과 유사한 조리 특성을 확보하기 위해, 실시예 1, 즉 분리동부단백을 포함하는 대체란을 사용하는 것이 가장 바람직함을 확인할 수 있었다.
[실험예 6]
실험예 5에서 제조된 각 오믈렛의 식품 물성(경도(Hardness), 탄성(Springiness))을 측정하여 도 4(A)에 그래프로 나타내고, 비중을 측정하여 도 4(B)에 나타내었다.
식품 물성 측정 결과, 실시예 1의 식품 물성은 대조군과 유사하게 나타난 반면, 비교예 3은 대조군보다 경도가 현저히 낮은 것으로 확인되었으며, 비교예 1,2는 고체 형태로 형성되지 않아 식품 물성 측정이 불가하였다.
또한, 실시예 1은 대조군과 유사한 비중값을 갖는 것으로 나타났으나, 비교예 3의 비중은 대조군에 비해 낮게 나타났다.
따라서, 본 실험 결과, 실시예 1의 대체란만이 조리 후 계란과 유사한 식감, 질감, 형태, 물성 등이 구현되는 것으로 나타나, 대체란의 원료로 분리동부단백이 포함된 것을 사용하는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
Claims (8)
- 분리동부단백을 준비하는 단계;
정제수에 상기 분리동부단백을 용해시켜 분산액을 제조하는 단계;
상기 분산액에 첨가제를 첨가하고 혼합하여 수상 용액을 제조하는 단계;
상기 수상 용액에 식물성 오일을 첨가하고 유화시켜 유화액을 제조하는 단계; 및
상기 유화액에 젤란검을 첨가하고 교반하여 대체란을 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 분리동부단백을 준비하는 단계는,
동부콩을 분쇄하는 분쇄 단계;
분쇄된 동부콩을 수화시키는 수화 단계;
수화된 동부콩에 알칼리 물질을 가하여 동부단백질을 pH 7.5~8.5에서 추출하는 추출 단계;
추출 단계를 통해 제조된 추출액을 원심분리하는 분리 단계;
분리된 상등액을 pH 4.5~5.0에서 산침전 하여 단백질을 침전시킨 후 침전된 단백질을 분리하는 침전 단계;
침전된 단백질을 균질화하는 균질화 단계;
균질화된 용액을 pH 5.8~6.5로 중화시키는 중화 단계;
중화된 용액에 트랜스글루타미나아제를 첨가하여 반응시키는 효소반응 단계; 및
효소반응 단계를 거쳐 제조된 용액을 건조시키는 건조 단계;를 포함하며,
상기 대체란 내 분리동부단백의 함량이 15~20 wt%인 것을 특징으로 하는, 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 트랜스글루타미나아제는 침전된 단백질 100 중량부에 대하여 1~5 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는, 분리동부단백의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 첨가제는, 소금, 설탕, 피로인산나트륨, 구연산칼륨 및 유화제 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 대체란 내 식물성 오일의 함량은 4~12 wt%인 것을 특징으로 하는, 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 젤란검은, 하이아실 젤란검과 로우아실 젤란검을 포함하는 것을 특징으로 하는, 분리동부단백이 포함된 대체란의 제조방법.
- 제1항. 제3항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 분리동부단백이 포함된 대체란.
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