KR20020033567A - 식료품 발효용 탄소함유 첨가제 및 그를 포함하는 식품조성물 - Google Patents

식료품 발효용 탄소함유 첨가제 및 그를 포함하는 식품조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 15 ∼ 35% 범위의 1 →6 글루코오스 결합, 20% 이하의 환원당의 함량, 5 이하의 다중분자성 지표, 및 4,500 g/mole 이하의 수 평균 분자량(Mn)을 갖는 가지달린 말토덱스트린을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 발효제용 탄소함유 첨가제(carbon-containing additive)에 관한 것이다.
또한, 상기 첨가물을 포함하는 발효된 식품 조성물 및 상기 식품 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

식료품 발효용 탄소함유 첨가제 및 그를 포함하는 식품 조성물 {CARBON-CONTAINING ADDITIVE FOR FOODSTUFF FERMENTATIONS AND FOOD COMPOSITIONS CONTAINING IT}
본 발명은 발효 또는 가지달린 말토덱스트린을 포함하는 유산 및/또는 비피더스 식품 발효용 탄소함유 첨가제에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기의 탄소함유 첨가제가 존재하거나 그것을 포함할 때 생성되는 발효된 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 식료품 발효는 과량의 젖산 생산을 특징으로 하는 상기 유산균박테리아(lactic bacteria) 및 상기 유산균박테리아(lactic bacteria)와 유사한비피더스 박테리아에서 발견되는 것 중에서 그람-양성 박테리아이며, 혼합된 젖산 및 초산 발효를 특징으로 한다.
유산균박테리아(lactic bacteria)는 다음의 종(genus), 락토바실러스(Lactobacillus), 락토코커스(Lactococcus), 스트렙토코커스(Streptococcus), 엔테로코커스(Enterococcus), 루코노스톡(Leuconostoc), 및 페디오코커스(Pediococcus)이고, 비피더스 박테리아는 비피도박테리움(Bifidobacterium) 종으로 대표된다.
일반적으로, 상기의 박테리아는 발효 우유(치즈, 요구르트), 발효육(소시지, 햄), 과실 알코올 음료(와인, 사이다, 맥주), 발효 과실 및 야채(소금에 절인 양배추, 올리브, 초에 담근 오이), 발효 곡류(다양한 빵류) 및 발효사료(사일리지)등의자연으로 발효된 수많은 동식물성 산물 내 기타 미생물과 결합된 것이 발견되고 있다.
총괄적으로 "식료품 발효제" 로 알려진 상기 박테리아는 영학학적인 관점에서 최대의 만족을 주는 박테리아 군 중에 하나로 간주되고 있다 (La technique laitiere No. 979, 1983- pp. 41-47).
식료품 발효제 및 특히 사용될 수 있는 다른 종류의 탄소가 함유된 물질에 대해 다양한 성장 배지를 연구하는 동안, 본 발명자는 특정한 가지달린 말토덱스트린의 첨가는 식료품 발효제의 성장 및 결론적으로 성장 배지의 산성화 속도에 놀랍고 예상치 못한 유리한 효과를 발견하였다. 특히 락토오스 같은 저분자량의 탄소원료는 유산균박테리아(lactic bacteria)에 의해 우선적으로 대사된다고 알려져 있기 때문에 더욱 놀라운 결과이다. 본 발명에 따르면, 가지달린 말토 덱스트린을 성장 배지 또는 발효될 산물에 첨가함으로써 박테리아 성장의 잠복 기간의 감소, pH 4.4에 도달하기에 필요한 발효시간을 절약하는 보다 빠른 산성화, 수적으로 2 ∼ 4 배 더욱 증가되고 증가된 생존력을 가진 박테리아 군이 가능하다.
이러한 현상은 식료품 발효 특히, "요거트" 유형에 매우 흥미롭다. 상기의 장점과 더불어, 본 발명자들은 요거트의 점도의 상승은 최종 산물의 유동성에 이롭다는 것을 발견하였다. 또한, 상기 점도 상승은 특히 단백질과 같은 생성물에 조직보조제(texturing agents)의 농도를 감소시키는 장점이 있다.
도 1은 가지달린 말토덱스트린(회색 네모)과 자당(슈크로오스) 대조군(검은색 마름모꼴)과의 산성화 속도(y축은 pH; x축은 시간(분))를 비교한 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 발효 또는 식품 발효제용 탄소함유 첨가제로서, 상기 탄소함유 첨가제는 15 ∼ 35% 범위의 1 →6 글루코오스 결합, 20% 이하의 환원당의 함량, 5 이하의 다중분자성 지표, 및 4,500 g/mole 이하의 수 평균 분자량(Mn)을 갖는 가지달린 말토덱스트린으로 구성된 것을 특징으로 한다.
다중분자성 지표는 Mp/Mn의 비율을 의미하는데 여기서, Mp는 무게에 대한 분자량이고, Mn은 수 분자량이다. 가지달린 말토덱스트린은 본 출원인 소유의 고유 특허 출원 FR-A-2,786,725에 기술된 말토덱스트린을 의미하며, 상기 말토덱스트린은 1 →6 글루코오스 결합의 함량이 표준 말토덱스트린의 함량보다 크다.
본 발명에서 의미하는 표준 말토덱스트린은 전분의 산 및 효소적 가수분해의 고전적인 방법으로 얻어지며, 20 이하의 덱스트로오스 동량(또는 D.E.)의 환원력을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 변형에 따르면, 가지달린 말토덱스트린은 2 ∼ 5% 범위의 환원당의 함량 및 2,000 ∼ 3,000 g/mole의 Mn을 가진다.
바람직하게는 본 발명의 탄소함유 첨가제는 최소 0.1%의 가지달린 말토덱스트린으로 구성하며 표준 말토덱스트린을 포함할 수도 있다.
본 발명의 탄소함유 첨가제는 0.1 ∼ 100중량%, 바람직하게는 2 ∼ 90중량%, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 85중량%의 가지 달린 말토덱스트린을 포함하며, 가능하면 0.1 ∼ 99.9중량%, 바람직하게는 5 ∼ 75중량%, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 55중량%의 표준 말토덱스트린을 포함한다.
발효 배지에서 0.1% 이하의 말토덱스트린은 논의될 만큼 장점이 충분하지 않으며, 상기 배지에서 말토덱스트린의 30% 초과는 과량의 삼투압의 결과로서, 불리한 효과를 보이고 있다.
본 발명의 변형에 따르면, 가지달린 말토덱스트린의 전체 또는 일부분이 수소화된다.
또한, 탄소함유 첨가제는 예를 들어, 아스파탐 또는 아세설팜 K 같은 강한 감미료를 포함할 수 있다.
본 발명의 탄소함유 첨가제는 분말 또는 페이스트, 현탁액 또는 용액의 형태로서 그들의 자체 또는 발효 배지를 구성하는 다른 산물 또는 발효제와 결합되어 발효 배지에 첨가될 수 있다.
본 발명의 발효된 식품 조성물은 본 발명의 탄소함유 첨가제 전체 또는 일부분을 포함하는 것을 특징으로 한다. 실제로, 가진달린 형, 가지달린 수소화 형태, 또는 표준형에 따라, 말토덱스트린 화합물은 원래 발효되지 않거나 부분적으로 발효되므로 최종 식료품 조성물 대부분에 전체적 또는 부분적으로 재현한다. 요거트 또는 발효우유의 경우, 탄소함유 첨가제는 직접적으로 우유 안으로 삽입됨으로써발효된다. 본 발명에 따른 상기 발효된 식품 조성물은 동물 또는 식물성의 원료가 될 수 있으며, 특히, 사일러지를 제조하는 조성물으로써 동물의 영양에 대해 응용될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 탄소함유 첨가제를 이용하는 것을 특징으로 하는 발효된 식품 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
그러므로, 본 발명에 따른 탄소함유 첨가제의 존재는 기술적 및 감각적인 장점을 부가하여 보다 나은 발효 수득률로 다양한 식품을 얻는 것이 가능하다. 특히, 본 발명에서 사용된 가지달린 말토덱스트린은 식품에 섬유효과를 부여한다. 실제로 본 발명자들은 상기의 말토덱스트린이 비피더스적(bifidogenic) 및 유산(lactic) 세균군(flora) 등과 같은 인간과 동물 건강에 이로운 미생물을 발육에 우호적인 것을 관찰하였다. 그래서, 상기 가지달린 덱스트린은 선생물학적인 효과를 가진다. 그러므로 본 발명의 탄소함유 첨가제로 구성된 식품 조성물은 추가로 비피도적인(bifidogenic) 장점을 가질 것이다. 본 발명의 첨가물은 생체 내에서 인간 또는 동물의 유산(lactic) 세균군(flora)의 성장에 우호적일 수 있다. 다른 장점은 다음의 실시예 및 하나의 도면을 참조하여 명확해 질 것이며, 하기 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
물론 본 발명에 따른 탄소함유 첨가제는 식료품 발효제 자체와 동일하게 결합할 수 있고, 그들의 저장성과 건조상 안정성을 향상시키는 장점을 가지고 있다.
<실시예 1> 교반된 일상 유제품(dairy specialities)의 제조
본 발명의 목적은 탄소함유 첨가제가 지방함량이 0%인 감미된 일상 유제품(dairy specialities)의 조직, 풍미, 및 발효 속도에 대한 영향을 살펴보는 것이다. 그러기 위하여, 본 발명자는 자당(슈크로오스)대신에 다음의 다양한 발효제와 함께, 본 발명의 가지 달린 말토덱스트린 및 인공감미료로 전부 대체하였다.
-통상의 요거트 배양의 스트렙토코커스 써머필러스(Streptococcus thermophilus)과 락토바실러스 델브룩키 에스피. 불가리커스 (Lactobacillus debrueckii sp. Bulgaricus)의 균형있는 혼합물인 "전통적인" 발효제,
-현재 소비자 기대인 약산성과 증가된 크림등에 맞춰진 동일 배양으로 구성된 "현대적" 발효제.
-비피도박테리움 젖산(Bifidobacterium lactic)만으로 구성된 비피도적인 발효제.
요거트는 다음의 방법과 방식에 따라 준비된다.
성분 대조군의 요거트 본 발명의 요거트
물 81% 80.96%
크림이 제거된 우유 분말 9% 9%
자당(슈크로오스) 10%
가지달린 말토덱스트린* 10%
아스파탐 0.024%
아세설팜 K 0.016%
하기의 발효제
* 가지달린 말토덱스트린은 다음의 성분을 포함한다.덱스트로오스 동량: 6건조 물잘: >95%분자량 Mn: 2900칼로리: 2 kcal/g
CHR HANSEN사에 의해 직접 종자법(direct seeding)으로 고안된 냉동 건조형태의 발효제가 제공되었다. 사용될 발효제의 양은 발효제의 유형에 의존한다. 그래서 전통적 또는 현대적인 발효제는 100 ℓ의 우유에 대략 4.8 g이 사용된다. 또한, 비피더스 발효제가 사용될 때, 100 ℓ의 우유에 2 g이 사용된다.
-전통 발효제: Ref. TC-380
-현대적 발효제: Ref. YC-X11
-비피더스 바료제: Ref. BB-12
방법:
-800 rpm으로 15분 간 교반하면서 물에서 크림이 제거된 우유 분말을 수화시킨다.
-자당(슈크로오스) 또는 가지달린 말토덱스트린을 넣고 500 rpm으로 7 분 동안 교반한다.
-끊는점의 고온 물중탕기에 잠긴 코일형의 시험관에서 용액을 저온 살균한다. 코일형의 시험관에 우유를 7 분간 담근다.
-우유를 44℃로 냉각한다. 그 후, 앞서서 살균수에 10%로 희석시킨 감미료 및 희석된 발효제를 첨가한다. 배양의 혼합물로 구성된 전통적 또는 현대적인 발효제는 배양의 혼합물로 구성하고, 각각 배양의 우수한 성질을 빼내기 위하여 시드(seeding)되기 전에 수 초동안 저온 살균된 우유의 최소 50% 정도를 냉동 건조하여 희석시키는 것이 중요하다.
-44℃의 뜨거운 캐비넷에 우유를 넣고 pH 4.4가 되도록 한다.
-발효를 멈춘다: 500 rpm으로 1 분간 요거트를 교반하고, 그것을 4℃에서 저장된 유리 항아리에 붓는다.
요거트는 발효 후 Brookfield 점도, 교반 전후, 발효 전후의 dornic(젖산)도의 산도, 발효 중 pH 과정에 측정된 산성화도 등을 변수로 측정되었다. 제조가 진행되는 하루동안 실행한 센서 분석은 얻을 수 있는 조직감 및 맛을 자각할 수 있다. 제조 후 하루간 측정은 하기 표에 정리하였다.
대조군의 요거트 본 발명의 요거트
전통 발효제
초기 점도(mPa.s) 10 20
발효 후 점도(mPa.s) 11,000 14,000
교반후 점도(mPa.s) 290 410
초기 산도 (°D) 16 16.5
종료 산도 (°D) 73 86
현대적 발효제
발효 후 점도(mPa.s) 18,000 20,000
교반 후 점도(mPa.s) 440 590
초기 산도(°D) 14.5 12.5
종료 산도(°D) 80 84
비피더스 발효제
발효 후 점도(mPa.s) 19,000 26,000
교반 후 점도(mPa.s) 560 870
초기 산도(°D) 13 15
종료 산도(°D) 101 86.5
어느 발효제를 사용하더라도 요거트의 점도가 크게 증가되는 것이 관찰되었다. 초기 점도 측정은 가지달린 말토덱스트린 자체의 점도성질이 보인 차이점을 설명하기에는 역부족인 것으로 보인다.
도 1은 산성화 속도를 나타내고 있는데, 산성화 속도에 있어서, 가지달린 말토덱스트린은 유리한 효과를 보이고 있다.
<실시예 2> 미생물학적 연구
요거트는 전통 발효제를 이용하는 실시예 1과 동일한 조건에서 제조되고, 발효는 배양 기간(BACTOMETERⓡ, BIOMERIEUX) 동안에 배지의 임피던스의 변화 측정과 흐름 세포계수(CHEMFLOWⓡ, CHEMNEX)에 의한 미생물 군집의 정량 및 정성적인 결정에 의해 이루어진다. BACTOMETERⓡ시스템은 신속하고, 신뢰성 있고, 민감한 미생물 검출 시스템이고, 임피던스에 의한 미생물학적인 원리를 바탕으로 전과정이 자동화되었다. 또한, 성장하는 미생물의 대사활성에 따른 임피던스 변화를 검출하도록 고안되었다. 검출시간은 성장 속도, 잠복기간 및 주어진 샘플 내 미생물의 농도와 동시적인 역할을 하며, 결과는 DT(검출시간)으로 표현된다. 유산 발효제의 성장에 있어서, 다양한 당의 효과는 연구중이다.
성장 배지는 9%의 우유, 10% 자당(슈크로오스) 및/또는 연구될 당의 10%로 구성된 1 ㎖ 부피를 가진다. 상기 우유는 살균수에서 재수화되어 준비되고, 저온 살균은 하지 않았다. 연구될 당은 여과법에 의해 살균된다.
유산 발효제의 현탁액은 우유 배지의 2 ×106CFU/㎖의 초기 군집을 얻기 위해 살균수에서 제조된다 (CFU = 콜로니 형성 단위colony-forming units).
배양은 44 ℃에서 24시간 동안 이루어진다. 배지의 임피던스의 변화는 연속적으로 측정되어 %로 전환된다.
음성적인 배지는 종자화(seeded)되지 않았지만 연구된 배지로서 동일 조성물의 배지이다.
결과는 다음 표에 기재하였다.
첨가된 당 농도(%) 검출시간(시)
무첨가 4.6
자당(슈크로오스) 10 4.6
글루코오스 10 14.8
가지달린 말토덱스트린 10 4.1
상기 측정은 우유 락토오스와 탄소가 함유된 산물이 첨가되지 않은 대조군과검출 시간이 동일하기 때문에, 가지달린 말토덱스트린이 삼투압의 감소에 무관하다는 장점을 설명하기 위한 목적이다.
잠복시간의 감소에 따른 검출시간의 감소는 자당(슈크로오스)이 가지달린 말토덱스트린에 의해 교체된 실험에서 나타났다.
<실시예 3> 박테리아 농도의 결정
유산 발효제는 우유 9% 및 자당(슈크로오스) 10%, 또는 가지달린 말토덱스트린 10%로 구성된 상기 실시예에서 서술한 배지에 사용된다.
배양은 2 ℓ반응용기에서 44 ℃로 실시되고 산성화의 속도가 측정된다. 샘플은 CHEMFLOW 분석기를 이용하여 총 박테리아의 농도 및 상기 군의 생존력을 결정하기 위하여 발효도중에 채취되었다.
발효는 pH가 4.4에 이르자마자 중단되었다.
하기 표는 전체 셀의 농도 및 살아있는 셀의 농도, 셀의 생존력을 제공하는 두 값간의 비율을 보이고 있다. 발효 종료에 해당되는 최종 샘플의 분석은 요거트를 교반 후에 실시하였고, ㎖당 셀을 세어 값으로 표현하였다.
시간(시) 자당(슈크로오스) 가지달린 말토덱스트린
전체 셀/살아 있는 셀
0 1.89 ×10 8 1.46 ×108 1.67 ×10 8 1.33 ×108
1 3.28 ×10 8 2.61 ×108 3.64 ×10 8 2.98 ×108
2 3.14 ×10 8 2.54 ×108 6.24 ×10 8 4.88 ×108
3 5.81 ×10 8 4.17 ×108 12.9 ×10 8 10.5 ×108
4 7.8 ×10 8 6.3 ×108 33.8 ×10 8 23.3 ×108
4.25 - 34.1 ×10 8 22.2 ×108(또는 pH 4.4에서 65%)
5 10.5 ×10 8 7.2 ×108(또는 pH 4.4에서 68%) -
각 배지에 대한 생존력은 동일하다.
전체 및 살아있는 군집은 자당(슈크로오스)보다 가지달린 말토덱스트린이 더욱 높다.
첨가된 당에 따라, 살아있는 셀의 농도는 자당(슈크로오스)의 대조군보다 더욱 높은 농도이며, 가지달린 말토덱스트린을 당으로 포함할 경우 대부분의 성장이 활성화된다.
<실시예 4> 당의 농도 변화
실험은 가지달린 말토덱스트린과 표준 말토덱스트린의 혼합물인 점과 말토덱스트린의 농도를 변화시킨 점을 제외하고는 앞과 동일조건에서 실시되었다.
사용된 표준 말토덱스트린은 발명자에 의해 시장에 출고된 GLUCIDEXⓡ이다.
가지달린 말토덱스트린(%) 표준 말토덱스트린(%) 검출 시간(시)
6 4 4.1
10 0 4.2
가지달린 말토덱스트린과 표준 말토덱스트린의 혼합물의 사용은 일상 제품(dairy product)에 영양학적인 성질을 첨가하는 동안 가지달린 말토덱스트린의 효과(섬유효과)가 유산균 발효에 유지되도록 한다. 표준 말토덱스트린은 가지달린 말토덱스트린과 상승효과를 보인다고 사료된다.
결론적으로, 본 발명의 탄소함유 첨가제는 요거트에 몇가지의 주된 장점인 섬유질의 풍부, 일상 단백질(dairy proteins)을 절약하도록 크림성질의 증가, 산성화 속도의 증가 및 미생물의 농도 증가를 부여한다.

Claims (10)

15 ∼ 35% 범위의 1 →6 글루코오스 결합, 20% 이하의 환원당의 함량, 5 이하의 다중분자성 지표, 및 4,500 g/mole 이하의 수 평균 분자량(Mn)을 갖는 가지달린 말토덱스트린을 포함하는 것을 특징으로 하는 발효 또는 식품 발효제용 탄소함유 첨가제.
제 1 항에 있어서, 상기 가지달린 말토덱스트린이 2 ∼ 5%의 환원당의 함량, 2,000 ∼ 3,000 g/mole의 Mn을 갖는 것을 특징으로 하는 탄소함유 첨가제.
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항 또는 다른 한 항에 있어서, 상기 탄소 첨가제가 가지달린 말토덱스트린을 최소 0.1 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소함유 첨가제.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소함유 첨가제가 표준 말토덱스트린을 포함할 수도 있는 것을 특징으로 하는 탄소함유 첨가제.
제 4 항에 있어서, 상기 탄소함유 첨가제가 가지달린 말토덱스트린을 0.1 ∼ 100중량%, 바람직하게는 2 ∼ 90중량%, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 85중량%을 포함하고, 가능하면 표준 말토덱스트린을 0.1 ∼ 99.9중량%, 바람직하게는 5 ∼ 75중량%, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 55중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소함유 첨가제.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소함유 첨가제가 가지달린 말토덱스트린의 전체 또는 일부분이 수소화된 것을 특징으로 하는 탄소함유 첨가제.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 탄소함유 첨가제의 전체 또는 일부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 발효된 식품 조성물.
제 7 항에 있어서, 상기 식품 조성물이 일상 유제품(dairy specialities)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 식품 조성물.
제 7 항에 있어서, 상기 식품 조성물이 발효우유로 구성되는 것을 특징으로 하는 식품 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 첨가물이 발효과정에 이용되는 것을 특징으로 하는 발효된 식품 조성물의 제조방법.
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