KR20010040781A - 풍미 화합물 함유의 방향물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 공정을 통해 수득가능한, 풍미 화합물 함유의 방향물 :
물에 아미노산, 펩티드나 가수분해된 단백질 및 환원당을 용해시키거나, 물에 방향 전구체를 용해시킴; 상기 용액에 모노글리세리드 및 인지질로 이루어진 군으로부터 선택되는 식용 계면활성제를 도입함; 수득된 혼합물을 가열하여, 중간상 구조 또는 미세에멀션을 갖도록 함; 상기 가열을 계속하여, 풍미 화합물을 유발시킴; 및 상기 혼합물을 냉각함.

Description

풍미 화합물 함유의 방향물{AN AROMA PRODUCT COMPRISING FLAVORING COMPOUNDS}
본 발명은 풍미 화합물을 함유하는 방향물, 및 그 방향물의 용도에 관한 것이다.
마이얄 반응은 식품 분야에서 비효소적 갈색화 반응인 것으로 공지되어 있다. 이 형태의 반응은 조리된 식품에서 풍미, 맛 및 색을 만들어 내는 가장 중요한 경로들 중 하나이기 때문에, 식품 산업에서 가장 중요하다. 이 형태의 반응은 환원당과 함께 아미노산이 가열, 반응하여, 200 가지의 상이한 화합물들을 포함하는 매우 광범위한 범위의 화합물들을 수득하도록 하는 혼합물에서 일어난다. 식품 기술에서, 일정 범위의 방향 화합물의 제조를 위해 마이얄 반응을 유도하는 것으로 이미 알려져 있다. 예컨대, 미국 특허 제 4,466,986 호는 맛 축육, 어육 또는 버섯 맛과 유사한 풍미제의 제조 방법에 관한 것으로, 여기에서는 액체 단백질 가수분해물을 가열함으로써, 하나 이상의 단당류와 반응시킨다. 그 반응은 물 중에서 행해진다. 순수 수성 매질 중에서의 상기 형태의 반응이 갖는 문제점은, 첫 번째로는 반응 수율이 매우 높지 않다는 것이고, 두 번째로는 매우 광범위한 범위의 방향 화합물의 수득이 불가능하다는 것이다.
또한, 방향 전구체의 열 분해로써 풍미 화합물을 수득할 수 있다. 이 형태의 반응이 갖는 문제점은, 마이얄 반응의 경우와 동일하다. 즉, 첫 번째로 열 반응 수율이 매우 높지 않고, 두 번째로는 매우 광범위한 범위의 방향 화합물의 수득이 불가능하다는 것이다.
종래 기술에 있어서, 계면활성제는 수용액에 용해되어, 미셀(micelle)에서부터, 라멜라형, 오각형, 입방형(cubic) 또는 β-결정형 상과 같은 중간상 구조 (mesomorphic structure; mesophase)에 이르는 다양한 구조를 형성할 경우, 자체 연합한다. 그러한 상들은 주로 이제까지 구조제 또는 지방대체제로서 식품에 사용되어 왔다 (WO 92/09209, WO 94/07377, WO 95/35035). 수성상을 갖는 계면활성제 분자의 분자 배치는, 제품에 점도와 견실도(consistency)를 부여하기 위해 사용된다. 식용 계면활성제가 모노글리세리드이고, 중간상에 존재할 경우에 특히 분명해지는 이미(off-taste)를 제거하기 위해서는, 낮은 농도의 감미제를 첨가할 수 있다 (WO 94/07377). 식품계 (Food System)에서의 모노글리세리드의 다른 용도가 [E. Boyle 의 "Monoglycerides in Food Systems : Current and Future Uses" FOOD TECHNOLOGY, vol 51, No. 8-1997, p. 52-59] 에 요약되어 있다. 그러나, 지금까지 식품 풍미를 발생시키는 중간상 구조의 용도는 언급되지 않았었다.
반대로, EP 특허 제 486,822 호는 식품 풍미의 발생에 관한 것이다. 그러나 이 특허는 승온에서 인지질, 아미노산원 및 환원당의 수성 혼합물을 가열하는 것을 포함하는 풍미제의 제조 방법에 관한 것이다. 그러나 풍미 발생은, 식용 계면활성제로 인해 형성된 중간상 구조의 존재와 관련이 없다.
본 발명은 마이얄 반응이나 열 분해 반응에서 풍미를 발생시키기 위한 강화제로서의, 식용 계면활성제로부터 만들어진 자기-집합적 구조의 용도에 관한 것이다. 풍미 전구체 분자의 미세구조(microstructure)로의 혼입은, 반응 수율을 증가시키고, 수득된 반응 혼합물을 확장시키며, 발생 후, 비교적 불안정한 반응 화합물을 안정화하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 하기 공정을 통해 수득가능한, 풍미 화합물 함유의 방향물에 관한 것이다 :
- 물에 아미노산, 펩티드나 가수분해된 단백질 및 환원당을 용해시키거나, 물에 방향 전구체를 용해시킴,
- 상기 용액에 모노글리세리드 및 인지질로 이루어진 군으로부터 선택되는 식용 계면활성제를 도입함,
- 수득된 혼합물을 가열하여, 중간상 구조 또는 미세에멀션(microemulsion)을 갖도록 함,
- 상기 가열을 계속하여, 풍미 화합물을 유발시킴, 및
- 상기 혼합물을 냉각함.
아미노산, 펩티드나 가수분해된 단백질 및 환원당의 혼합물의 경우에 일어나는 반응은 마이얄 반응이다. 방향 전구체의 경우에 일어나는 반응은 열 분해 반응이다.
수득되는 중간상은 미세에멀션, 라멜라형 액체, 오각형 또는 입방형 상, 바람직하게는 입방형 상일 수 있다.
입방형 상은 주요 유동학적 성질을 상당히 변화시키지 않으면서, 다량의 친수성, 소수성 및 양쪽친화성 분자를 가용화하는데 사용될 수 있다. 또한, 그것의 고유의 고점도 및, 매우 명확한 물 채널을 갖는 3차원 구조는 입방형 상을, 공기 중 휘발성 화합물의 서방성을 부여하는 유력한 전달계로서 유리하게 만든다.
게스트 분자를 가용화하기 위해 입방형 상을 사용하는 대신, 본 발명에 따라, 풍미 화합물이 중간상으로 직접 발생되는 것이 밝혀졌다. 이에, 입방형 상은 방향이 일정 시간에 가열에 의해 최종 생성물에 일어난 후, 제어식으로 방출되는 활성 매트릭스의 역할을 한다. 입방형 상은 자신의 특별한 구조가 유력한 전구체 및 최종 풍미 화합물을 구획화 및 농축시킬 수 있기 때문에, 그것은 풍미 발생 경로를 조절하는 혁신적 도구이다.
본 발명에 있어서, 식용 계면활성제를 사용하는 것이 중요하다. 이 계면활성제는 실질적으로 포화되고, 탄소수가 16 내지 18 인 모노글리세리드일 수 있다. 사용되는 모노글리세리드는 일반적으로 탄소수 16 의 100 % 포화 화합물 또는 탄소수 18 의 100 % 포화 화합물, 또는 그것들의 혼합물이다. 또한, 이 사슬 길이 이외의 분자들을 함유하는 포화 모노글리세리드로 작업할 수도 있으나, 이 경우, 탄소수 16 또는 18 이 아닌 화합물의 양이 20 %를 초과해서는 안된다. 또한, 일정량의 불포화 화합물을 가질 수도 있다. 상기 언급한 바와 같이, 이 경우, 불포화 화합물의 양이 20 %를 초과해서는 안된다. 두 번째 구현에 따라, 계면활성제는 레시틴과 같은 인지질일 수 있다. 또한, 모노글리세리드 및 인지질과 같은 다른 식용 계면활성제의 혼합물을 계면활성제로 가질 수도 있다. 본 명세서 내 모든 퍼센티지는 중량 기준이다.
전문적으로, 마이얄 반응은 60 내지 180 ℃ 의 온도에서 일어나는 것으로 알려져 있다. 상이한 모노글리세리드들에서의 상 다이어그램을 고려함으로써, 불포화 모노글리세리드를 사용할 경우, 큐빅형에서 오각형으로의 상 전이 온도를 100 ℃ 미만으로 감소시키며, 그러한 온도에서는 진정 유효한 마이얄 반응을 유도하기 불가능하다고 설명되었다. 이는, 본 발명에 따라 탄소수 16 및/또는 18 의, 실질적으로 포화된 모노글리세리드를 사용하는 이유이다. 이 경우, 상 다이어그램은 유효한 마이얄 반응이 유도되는 범위로, 큐빅형에서 오각형으로의 상 전이 온도를 증가시킨다. 큐빙형 상 구역은 약 80 내지 120 ℃에서 일어난다.
열 분해의 경우, 사용되는 방향 전구체는 일반적으로 티아민이다.
사용된 모노글리세리드는 일반적으로 실온에서 고체이다. 그러므로, 상기 모노글리세리드를 약 60 ℃ 의 온도에서 반응 화합물 전구체의 두가지 형태 모두의 용액 중에 용해시킬 필요가 있다.
속도를 현저히 증가시키는 한가지 가능한 메카니즘은, 모노글리세리드-물 접면 또는 그 부근에서의 반응물 (아미노산, 펩티드나 가수분해된 단백질 및 환원당 또는 방향 전구체)을 구획화하여, 농축 구배를 유도하는 것이다. 그러므로, 아미노산, 펩티드나 가수분해된 단백질 및 환원당 또는 방향 전구체의 국소적 고농도로 인해, 화학 반응이 매우 가속화되어, 주요 취기제(odorant) 분자, 또는 심지어는 일반적으로 다량의 물에서 감지되지 않는 새 휘발성 화합물의 수율이 더 높아지게 된다.
아미노산은 시스테인, 메티오닌, 글리신, 글루타티온 및 모노소듐 글루타메이트로 이루어진 군으로부터 선택되고, 단백질은 밀 글루텐, 밀 배아(germ), 아마인 단백질과 같은, 우유 단백질, 콩 단백질, 곡류 단백질, 식물성 단백질 및 육류 단백질로 이루어진 군으로부터 선택된다. 펩티드는 단백질 또는 합성 펩티드와 같은 군으로부터 선택된다.
환원당은 리보스, 자일로스, 글루코스, 프룩토스, 람노스 및 갈락투론산과 같은 단당류, 이당류 및 올리고당류로 이루어진 군으로부터 선택된다.
풍미 화합물의 고수율에 더욱 좋은, 모노글리세리드에서의 상 다이어그램을 고려함으로써, 반응 혼합물이 모노글리세리드의 양 60 내지 80 % , 아미노산, 단백질, 펩티드 및 환원당의 양 0.1 내지 10 % 및, 방향 전구체의 양 0.1 내지 10 % , 및 물의 양 잔부로 이루어지는 것이 바람직하다. 혼합물 중 물의 양은 바람직하게 약 20 % 이다.
본 발명에 따라, 60 내지 180 ℃ 에서 1 내지 8 시간 동안 혼합물을 가열한다. 마이얄 반응 시스템은 종종 보다 고온 (약 140 - 180 ℃ )에서, 보다 짧은 시간 (10 - 20 분) 동안 연구된다. 입방형 상 지역에 있어야 하고, 가압성 반응 용기의 사용을 피할 필요가 있기 때문에, 약 100 ℃ 의 온도에서 4 시간 동안 가열하는 것이 바람직하다.
마이얄 반응 동안, 입방형 상의 모노글리세리드가 존재함으로써, 마이얄 반응 화합물의 방출이 제어되는 식으로, 그 화합물이 캡슐화된다.
본 발명에 따라, 10 배 더 많은 특정 마이얄 화합물을 수득할 수 있다.
방향 전구체의 열 반응을 위해서는, 마이얄 반응을 위한 온도와 동일한 온도 범위, 즉 60 내지 180 ℃에서, 1 내지 8 시간 동안 가열한다.
이어서, 실온에서 냉각한다. 냉각 단계가 상 변화, 예컨대 입방형 상에서 액체 라멜라형으로, 이어서 라멜라형 결정형 (β-결정 및 수성상)으로의 상 변화를 도입하더라고, 반응 생성물은 중간상 구조 내에 복잡한 상태로 있는 것으로 생각된다.
본 발명은 또한 0.1 내지 5 % 의 방향물을 부용, 스프 소스, 그레이비(육즙), 애완동물 사료, 스낵 및 캔류 식품, 캐서롤 요리, 냉동식품, 미트 스프레드 및 딥, 베이커리 제품, 쇠고기, 닭고기, 돼지고기, 생선 및 해조류 대체품 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 식품과 혼합하는데 있어서의, 풍미 화합물 함유의 방향물의 용도에 관한 것이다.
방향물을 상이한 방법들로 혼합할 수 있다. 식품에 방향물을 직접 첨가할 수 있다. 또한 수성 매질 중의 분산액을 제조한 후, 혼합할 수도 있다. 마지막으로, 분무 건조 또는 동결 건조의 방법으로 건조시킨 후, 식품에 분말을 첨가할 수 있다.
이제 이하 명세서는 실시예로 이루어진다.
2 mmol 의 시스테인 및 2 mmol 의 리보스를 10 ml 의 pH 5.0 의 인산염 완충액 (0.5 mol/l)에 용해시킨다. 이 용액 1 g 및 용융된 (60 ℃) 모노글리세리드 (Danisco 사의 상표명 Dimodan PV 제품) 4 g 을 파이렉스(Pyrex) 튜브에 도입함으로써, 입방형 상을 제조한다. 격렬히 교반한 후, 튜브를 140 ℃에서 1 분간 오일 중탕에 두고, 다시 교반하여, 균일한 입방형 상을 만든다. 마지막으로, 입방형 상을 100 ℃에서 4 시간 동안 열 처리한다.
이어서, 이 열 처리된 시료를 모노글리세리드를 제외한, 동량의 계면활성제를 함유하는 참고시료와 비교한다 (이하 명세서에서, 이 참고시료를 수성 시스템라 칭함).
훈련받지 않은 전문 관능요원들이 수성 시스템의 반응 풍미의 관능성과 입방형 상의 그것을 비교한다. 큐빙형 상에서 수행된 반응은, 강한 고무, 계란, 로스트 치킨과 같은 방향을 갖는 전체적으로 강렬한 풍미를 가지는 것으로 밝혀졌다. 수성 반응의 방향은, 그 용액을 입방형 상 시스템로 변형시켜, 유사한 휘발성-매트릭스 상호작용을 갖도록 한 후에 평가한다. 이에, 그 혼합물은 약간 탄 특성을 갖는 라드 및 육류의 방향을 나타냄에 있어 약한 것으로 나타났다.
물 중 휘발물과 비교한, 입방형 상에서 형성된 휘발물을 기체 크로마토그래피로 모니터하였다.
하기 표는 입방형 상 중 및 물 시스템에 가용화된 리보스 및 시스테인으로부터 발생된 생성물의 양을 나타낸다.
성분 입방형 상(㎍) 물 (㎍)
2-메틸-3-푸란티올 (MFT) 18.4 n.d.
2-메틸-3(2H)-푸라논 36.7 13.1
푸르푸랄 874.3 351.0
푸르푸릴티올 12.0 미량
3-메르캅토-2-펜타논 미량 n.d.
노르푸란올 698.1 291.1
상기 표는, 2 가지 샘플 간의 큰 차이가 입방형계에서의 황 화합물의 발생이 훨씬 더 많은 것을 가리킴을 보여준다. 결과는, 오직 미량이 감지된 물 시스템과 비교시, 입방형 상의 푸르푸릴티올의 농도의 상당한 증가를 보여준다. 동시에, 유력한 취기제인 2-메틸-3-푸란티올만이 입방형 상 시스템에서 감지되었다.
또한 MFT 이외에, 2.5 배 더 많은 양으로 형성되는, 그것의 유력한 전구체인 푸르푸랄 및 노르푸란올도 큐빅형 상에서 바람직하다.

Claims (8)

  1. 하기 공정을 통해 수득가능한, 풍미 화합물 함유의 방향물 :
    - 물에 아미노산, 펩티드나 가수분해된 단백질 및 환원당을 용해시키거나, 물에 방향 전구체를 용해시킴,
    - 상기 용액에 모노글리세리드 및 인지질로 이루어진 군으로부터 선택되는 식용 계면활성제를 도입함,
    - 수득된 혼합물을 가열하여, 중간상 구조 또는 미세에멀션을 갖도록 함,
    - 상기 가열을 계속하여, 풍미 화합물을 유발시킴, 및
    - 상기 혼합물을 냉각함.
  2. 제 1 항에 있어서, 중간상이 입방형 상인 방향물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 아미노산이 시스테인, 메티오닌, 글리신, 글루타티온 및 모노소듐 글루타메이트로 이루어진 군으로부터 선택되고, 단백질은 우유 단백질, 콩 단백질, 곡류 단백질, 또는 기타 식물성 단백질 및 육류 단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 방향물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 당이 리보스, 자일로스, 글루코스, 프룩토스, 람노스 및 갈락투론산과 같은 단당류, 이당류 및 올리고당류로 이루어진 군으로부터 선택되는 방향물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 모노글리세리드가 60 내지 80 % 의 양으로 존재하고, 아미노산, 단백질, 펩티드 및 당이 0.1 내지 10 % 의 양으로 함유되어 있으며, 방향 전구체가 0.1 내지 10 % 의 양으로 함유되어 있고, 나머지가 물인 방향물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합물이 60 내지 180 ℃ 의 온도에서 1 내지 8 시간 동안 가열되는 방향물.
  7. 제 6 항에 있어서, 혼합물이 100 ℃ 의 온도에서 4 시간 동안 가열되는 방향물.
  8. 0.1 내지 5 % 의 방향물을, 부용, 스프 소스, 그레이비(육즙), 애완동물 사료, 스낵 및 캔류 식품, 캐서롤 요리, 냉동식품, 미트 스프레드 및 딥, 베이커리 제품, 쇠고기, 닭고기, 돼지고기, 생선 및 해조류 대체품 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 식품과 혼합하는데 있어서의, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 방향물의 용도.
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