KR20030010639A - 아밀로스가 풍부한 전분의 호화/건조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아밀로스가 풍부한 전분 및 물을 포함하는 현탁액을 형성하는 단계, 상기 현탁액을 125 내지 135 ℃의 온도의 증기 분사로 호화시켜 전호화된 아밀로스가 풍부한 전분 페이스트를 얻는 단계, 및 상기 전호화된 전분 페이스트를 2 내지 10 바의 압력에서 드럼 건조기 상에 건조시켜 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 얻는 단계로 구성된 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아밀로스가 풍부한 전호화 전분의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 평균 입도 100 ㎛에 대하여 겉보기 밀도가 0.4 g/ml 미만인 것을 특징으로 하는 아밀로스가 풍부한 전호화 전분에 관한 것이다. 또한 본 발명은 경질 캅셀 또는 정제의 제조, 및 약제, 식품 또는 농약의 고형체를 막-코팅하기 위한 상기 전분에 관한 것이다.
Description
본 발명은 아밀로스가 풍부한 전호화 전분의 신규한 제조 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 이 방법에 의해 수득된 전분에 관한 것이다.
전호화 전분 (pregelatinized starch)은 일반적으로 전분 입자가 냉수에서도 용해될 수 있도록 전분 입자를 팽윤시키는 열적, 화학적 또는 기계적 기술에 의해 제조된다.
바람직한 기술은 분무-건조, 드럼 상의 호화 (cooking) 또는 압출법이다. 오토클레이빙 (autoclaving) 또는 열 교환기 상의 간접 가열은 원래 상태의 입자, 분해된 입자 및 팽윤된 입자로 구성된 복합적인 콜로이드 분산액을 제조하는 호화 방법이다.
아밀로스가 풍부한 즉, 아밀로스가 50 중량％를 넘는 전분은 특히 분산되기 어렵고 높은 호화 온도를 필요로 한다는 것은 잘 알려져 있다.
문헌 US-A-3 086 890은 전호화 아밀로스의 제조 방법을 설명하고 있다. 이 방법은 건조 물질 함량이 25 중량％ 이하인 아밀로스 용액을 191 ℃에서 압력 하에 오토클레이빙한 다음 110 내지 200 ℃에서 드럼-건조시키는 것이다. 수득된 분말은 비결정질이고 분산 후에는 비가역적인 겔을 형성한다. 이들의 겉보기 밀도는 높은데, 일반적으로 0.4 g/ml를 넘는다.
문헌 US-A-3 607 394는 아밀로스 함량이 60 중량％ 미만인 전분의 전호화 방법을 설명하고 있다. 이 방법은 전분을 149 ℃에서 호화한 후에 드럼-건조시키거나 분무-건조시키거나 또는 다른 유형의 방법으로 건조시키는 것이다.
문헌 EP 0 366 898은 비결정질 생성물로 수득할 수 있는 호화/분무-건조를 조합한 방법에 대하여 설명하고 있는데, 이는 실질적으로 전분의 노화가 일어나지 않으며, 같은 방법이되 두 개의 별개 단계를 거친 동일한 전분의 겉보기 밀도보다 더 큰 겉보기 밀도 (겉보기 밀도가 0.45 g/ml 보다 큼)를 갖는다. 아밀로스가 풍부한 전분의 호화는 143 ℃의 젯트 쿡커 (jet cooker) 상에서 수행되고 분무-건조는 온도가 220 ℃인 공기를 주입하여 수행된다. 이 문헌은 그의 도 7에 다양한 선행 기술의 전호화 전분과의 비교 결과를 제공하고 있다.
위 교시내용으로부터 시작하여 오랜 연구 후에 본 출원인은 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 특정 방법을 사용함으로써 낮은 겉보기 밀도를 가짐과 동시에 그리 높지 않은 온도에서도 작업될 수 있도록 제조할 수 있음을 발견하였는데, 이는 어떠한 선행 기술로도 달성할 수 없었던 것이다.
그러므로 본 발명의 주제는 다음으로 구성된 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 아밀로스가 풍부한 전호화 전분의 제조 방법이다:
- 아밀로스가 풍부한 전분 및 물을 포함하는 현탁액을 형성하는 단계,
- 상기 현탁액을 125 내지 135 ℃의 온도의 증기 분사로 호화 (steam jetcooking)시켜 아밀로스가 풍부한 전호화 전분 페이스트를 수득하는 단계,
- 상기 전호화된 전분을 2 내지 10 바의 압력에서 드럼 건조기 상에 건조시켜 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 수득하는 단계
그 다음, 수득된 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 회수하고 분쇄하여 그의 최종 용도에 따라 선택된 입도를 갖는 분말을 얻을 수 있다.
본 발명의 목적에 따른 용어 "아밀로스가 풍부한 전분"은 특히 옥수수, 감자, 카사바와 같은 임의의 식물 공급원으로부터 수득된, 아밀로스 함량이 50 중량％ 이상, 바람직하게는 50 내지 80 중량％인 전분을 말한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 예를 들면 본 출원인에 의해 시판중인 유릴론(EURYLON, 등록상표)과 같은 옥수수 전분을 사용한다.
또한 본 발명은 화학적으로 또는 물리적으로 변성된 아밀로스가 풍부한 전분에도 적용된다. 바람직하게는, 변성된 전분은 아세틸화된 전분, 히드록시프로필화된 전분, 카르복시-메틸화된 전분, 액화 전분 및 전분 옥테닐 숙시네이트로 구성된 군으로부터 선택될 것이다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 변형법에 따르면 아세틸화된 전분이 선택될 것이다.
전분 현탁액은 건조 물질 함량이 30 내지 40 중량％인 물 중의 현탁액으로 제조된다.
그 다음 이 현탁액을, 125 내지 135 ℃의 현탁액 호화 온도에 도달하기에 충분하며 동시에 호화 후 유액의 유속이 너무 느려지지 않게 허용가능한 점도를 유지시키는 증기 역압이 배출구에 가해지는 투이어 (tuyere)를 사용하여 호화한다. 예를 들면, 약 2 내지 3 바의 역압이 가해질 것이다.
놀랍게도 그리고 예기치 않게, 이 호화 온도는 전호화 전분의 우수한 가용성을 얻기에 필수적이며 충분하다. 아밀로스가 풍부한 전분의 종래 호화 방법으로는 노화되기 매우 쉬운 아밀로스가 생성되는 반면, 본 발명의 방법에 따른 아밀로스 분획물은 비결정질 형태로 존재한다.
용어 "투이어"가 가압 증기를 사용하여 전분 현탁액을 빨리 호화시키는 직접 증기 분사 호화 장치를 의미한다는 것은 이해될 것이다.
전호화 전분 페이스트는 호화 후에 드럼 건조기 상에서 건조된 다음 수득된다.
상기 설비로써, 증기로 가열된 드럼의 표면으로부터 전분 페이스트에로 전이된 열을 활용하여 호화 및 건조 단계를 하나의 동일한 장치 상에서 재현하는 것이 가능하다. 예를 들면 사용된 전분의 유형에 따라 약 2 내지 10 바의 증기 압력값이 가해질 것이다. 전분 페이스트는 분력을 가함으로써 드럼의 뜨거운 표면 상에 엷은 막으로 균일하게 도포한다. 드럼을 분당 약 5 내지 8회전의 속도로 회전시킨다. 페이스트를 계속 호화시킨 후에 건조시킨다. 그 다음 형성된 막을 박리용 칼을 사용하여 긁어 내어 시트 형태로 떼어낸 다음 분쇄한다.
본 발명에 따른 방법을 통해 선행 기술에서 교시한 바와 같은 매우 높은 온도를 사용할 필요 없이 전호화된 아밀로스가 풍부한 전분을 균질하게 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 공지된 분무 건조 또는 오토클레이빙보다 적은 에너지비용이 드는 간단한 기술을 사용하기 때문에 특히 유리하다.
본 발명에 따른 아밀로스가 풍부한 전호화 전분은 평균 입도 100 ㎛에 대하여 겉보기 밀도가 0.4 g/ml 미만임을 특징으로 하는데, 이는 선행 기술, 특히 특허 EP-B1 0 366 898에 개시된 것에 따라 수득되는 높은 밀도를 고려해 볼 때 매우 놀라운 것이다.
온수 중에서의 용해도는 80 ％의 범위로 우수한 반면 투이어 호화 단계를 없앴을 때는 30 ％ 미만이다.
이 전분은 또한 특히 우수한 압착 능력 및 특히 매우 우수한 막 형성 능력과 같은 다양한 실용적인 이점을 갖는다. 이 능력은 막 코팅 정제 뿐 아니라 특히 수분 및 공기에 대해 차단벽 형성을 요구하는 수많은 다른 응용에도 특히 유용하다. 본 출원인이 아는 바로는, 막을 형성할 수 있는 성질을 갖는 상기 아밀로스가 풍부한 전호화 전분은 시판되고 있지 않다. 그러므로 본 발명의 주제는 또한 제약학, 식품, 동물 사료, 농약 또는 종자와 같은 식물 물질에서 고형의 코팅뿐 아니라 연질 젤라틴 캅셀 또는 경질 젤라틴 캅셀의 제조에 있어서 아밀로스가 풍부한 전호화 전분의 용도이다.
또한 본 발명의 주제는 본 발명에 따라 수득한 아밀로스가 풍부한 전분의, 플래버 시트 (flavour sheet)라고도 불리는 청량막의 제조에 있어서의 용도이다. 이 플래버 시트는 작은 정사각형의 식용 막으로, 매우 좋은 향이 강하고, 입속에서 빨리 용해됨으로써 구강 청량화제 (breath freshener)로서 사용되었다. 본 출원인은 본 발명에 따른 전분의 주목할 만한 막-형성 성질 이외에도 본 전분이 향료 또는 특정 활성 성분과 같이 수용해도가 낮은 분자를 캡슐화하는 유익한 능력을 갖고 있다는 것을 관찰하였다. 사실, 막-형성 중합체를 주성분으로 하는 막의 형성과정에, 수 난용성의 향료 또는 활성 성분이 약 5 ％ 정도로 막-형성 조제물에 첨가되는 경우, 막을 도포하는 동안 소수성 분자와 그외 성분 사이에 전체적인 상 분리가 일어난다. 막-형성 용액은 막의 띠 가장 자리로 밀려나는 반면 중심은 오직 향료 및 활성 성분으로만 구성된다. 그렇게 수득된 막은 균일한 막-코팅을 만들어내지 못한다. 향료를 포함시키기 전에 본 발명에 따른 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 첨가하면, 놀랍게도 그리고 예기치않게도 한편으로는 수 난용성인 향료 또는 활성 성분을 포함시키는 것이 가능할 뿐더러 다른 한편으로는 뛰어난 질의 막을 형성한다. 어떠한 이론에 구애되길 원치 않지만 본 출원인은 종래 기술에 따라 전호화된 아밀로스-풍부 전분이 이러한 캡슐화 성질을 갖지 못한다는 점에서 볼 때, 이 캡슐화 성질이 본 발명의 방법에 따라 전호화된 아밀로스의 비결정질 상태와 관련이 있을 것으로 생각한다. 수득된 막은 목적한 성질, 즉 우수한 가용성, 적당한 기계적 성질, 강한 풍미 및 포장하는 동안 막끼리 접착되지 않는 성질을 갖는다.
그리하여 본 발명에 따른 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 풍미가 강한 또는 수 난용성인 활성 성분을 포함한 식용 막은 본 출원인이 아는 바로는 산업상 신규한 물이다. 용어 "수 난용성"은 본 발명에 있어서 수 용해도가 5 중량％ 미만인 향료 또는 활성 성분을 의미하는 것이다.
본 발명에 따른 막의 바람직한 실시 양태에 따라, 상기 막은 본 발명에 따른 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 5 내지 40 ％ (건조 물질 기준), 바람직하게는 5내지 25 ％로 포함한다. 본 발명의 보다 더 바람직한 실시 양태에 따라, 상기 아밀로스가 풍부한 전호화 전분은 예를 들면 아세틸화 또는 히드록시프로필화에 의해 안정화된다.
또한 막은 실제 통상적으로 사용되는 다른 막-형성 중합체, 예를 들어 구체적으로 아밀로펙틴이 풍부한 변성 전분 또는 다르게 변형된 전분, 아밀로스가 풍부한 변성 전분 또는 다르게 변형된 전분, 표준 또는 특수 말토덱스트린, 막-형성 폴리사카라이드 및 단백질 (예, 젤라틴, 풀루란, 식물성 검, 글루텐)을 포함한다.
바람직한 변형예에 따라 식용 막은 본 발명의 아밀로스가 풍부한 전호화 전분 5 내지 40 ％ 및 아밀로펙틴이 풍부한 전분 40 내지 80 ％를 포함한다. 100 ％에 대한 잔량은 향료, 활성 성분, 감미료, 하나 이상의 습윤제 및 임의로 착색제로 구성된다. 본 발명에 따른 막의 최종 수분 함량은 일반적으로 약 12 ％이다.
용어 "아밀로펙틴이 풍부한 전분"은 특히 옥수수 또는 감자로부터 유래된 찰전분 (waxy starch)을 의미한다는 것은 이해될 것이다.
보다 더 바람직한 변형예에 따라, 상기 막은 본 발명에 따른 아밀로스가 풍부한 전호화 전분 5 내지 25 ％ (건조 물질 기준) 및 산성 경로에 의해 액화된 찰전분 40 내지 80 ％, 바람직하게는 40 내지 70 ％를 포함한다.
당업자에게 공지된 기술에 의해 액화된 옥수수로부터 유도된 찰전분을 선택하는 것이 바람직할 것이다.
물론 본 발명에 따른 막은 구강의 청량화를 위한 플래버 시트로서 사용될 수 있을 뿐더러, 또한 다양한 기재, 특히 식품 또는 약제 기재를 막-코팅하기 위해 사용될 수도 있다. 정제, 과자류 또는 임의 다른 기재의 막-코팅 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 전분으로 수 난용성인 물질을 캡슐화하는 유익한 성질은 또한 수성 매질 내에서 또는 건조 상태에서 상기 성질을 요구하는 임의 다른 유형의 응용에서도 활용될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예로서 더욱 명확히 이해될 것이나, 이는 설명을 위한 것일 뿐 제한을 의도하지는 않는다.
실시예 1
아밀로스가 풍부한 변성 전분 또는 다르게 변형된 전분을 다음 단계를 포함하는 방법에 따라 제조하였다:
- 전분과 물의 현탁액을 제조하는 단계
- 투이어 내에서 호화하는 단계
- 드럼 건조기 상에 건조시키는 단계
- 분말을 회수하는 단계
모든 경우에, 출발 전분은 본 출원인에 의해 시판 중인, 아밀로스 함량이 70 중량％인 유릴론(등록상표) 7이다.
수득된 다양한 생성물의 겉보기 밀도 및 평균 입도 뿐 아니라 다양한 가공 파라미터가 표 1에 나타나 있다. 겉보기 밀도는 문헌[European Pharmacopoeia, 3rd edition]의 제약 기술 방법 2.9.16에 따라 측정하였다. 평균 입도는 500, 315, 200, 150, 100 및 50 ㎛의 연속 체 상에서 체질함으로써 측정한 입도로부터계산하였다.
변위 밀도는 특허 EP-B1 0 366 898에 개시된 방법에 따라 측정하였다.
실시예 2
막-형성 성질을 설명하기 위해 이전 실시예의 시험 3에 따라 수득된 생성물을 교반 기계를 사용하여 건조 물질 15 ％로 열수 (70 내지 80 ℃)에 용해시켰다.
브룩필드 점도 (Brookfield viscosity)는 70 ℃에서 4,000 mPa·s이고, 60 ℃에서 5,000 mPa·s이었다.
이 용액을 두께 45.7 ㎛의 폴리에틸렌 기재 상에 두었다.
그리하여 침전된 용액을 실온에서 건조시켜 취성이 없고 수 불용성인 견고한 막을 얻었다.
고형이 약제 (정제, 젤라틴 캅셀)이든 식품(튀김류, 타트 베이스(tart base), 과자류)이든 또는 농산품(종자, 입자)이든, 이 막을 보호를 목적으로 한 모든 유형의 고형 코팅에 사용할 수 있기 때문에 매우 광범위하게 응용할 수 있다.
이 막-형성 성질은 또한 연질 젤라틴 캅셀 또는 경질 젤라틴 캅셀의 제조에도 적용될 수 있다.
실시예 3
플래버 시트를 다음 방법에 따라 제조하였다:
제제
- 자켓형 스테인레스-스틸 용기에서 물, 글리세롤 및 사카리네이트의 혼합물에 클리어검(CLEARGUM, 등록상표)을 분산시켰다. 90 ℃로 가열하였다.
- KENWOOD 믹서기의 용기에 붓고 아밀로스가 풍부한 전호화 전분 및 향료를 첨가하였다. 최소 속도에서 1분간 혼합하였다(용액 S).
- 용액 S를 스테인레스-스틸 용기에 붓고 85 ℃로 가열하고 혼합물을 가능한 한 많이 탈기시켰다.
- 혼합물이 85 ℃가 되었을 때, 스케일이 장착된 60 ℃로 예열된 자동 막 도포기 (바-코팅기 B-2105, RK프린트코트(printcoat))로 플라스틱 플레이트 상에 막 (페이스트 두께 = 1.5 mm)을 형성시켰다.
- 20 ℃ 및 상대 습도 80 ％의 오븐 내에서 2일 동안 건조시킨 다음 통제하지 않은 대기 하에 20 ℃에서 건조를 끝냈다.
그리하여 얻은 매우 풍미가 강한 막은 매우 잘 용해되고, 유연하고, 깨짐이 없이 균열이 생기지 않았고, 향료의 분포에 있어서는 일정하고 균질하였으며 투명하였다. 오래 저장하는 동안에도 다른 막과 접촉시에 들러붙지 않았다. 그러므로 상기 막은 청량화 플래버 시트로서 또는 임의 유형의 기재, 특히 식품 또는 약제 기재를 싸거나 코팅하기 위하여 용이하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 전분으로 제조되지 않았다는 것을 제외하고는 동일한 방식으로 제조된 막은 중심부가 완전히 불균질하였으며 기재로부터 균일한 시트 형태로 박리시킬 수가 없었다.
Claims (14)
- - 아밀로스가 풍부한 전분 및 물을 포함하는 현탁액을 형성하는 단계,- 상기 현탁액을 125 내지 135 ℃의 온도의 증기 분사로 호화시켜 전호화된 아밀로스가 풍부한 전분 페이스트를 얻는 단계, 및-상기 전호화된 전분 페이스트를 2 내지 10 바의 압력에서 드럼 건조기 상에 건조시켜 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아밀로스가 풍부한 전호화 전분의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 분쇄하여 분말을 얻는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 전분의 아밀로스 함량이 50 중량％ 이상, 바람직하게는 50 내지 80 중량％인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전분이 옥수수 전분인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현탁액의 건조 물질 함량이 25 중량％ 초과, 바람직하게는 30 내지 40 중량％인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아밀로스가 풍부한 전분이 화학적으로 또는 물직적으로 변성된 것임을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 변성 전분이 아세틸화된 전분, 히드록시프로필화된 전분, 카르복시메틸화된 전분, 액화 전분 및 전분 옥테닐 숙시테이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 변성 전분이 아세틸화된 전분인 것을 특징으로 하는 방법.
- 겉보기 밀도가 평균 입도 100 ㎛에 대해 0.4 g/ml 미만인 것을 특징으로 하는 아밀로스가 풍부한 전호화 전분.
- 제8항 또는 9항에 따른 전분의, 연질 젤라틴 캅셀 또는 경질 젤라틴 캅셀의 제조 및 약제, 식품 또는 농약의 고형체를 막-코팅하기 위한 용도.
- 제1항 내지 9항 중 어느 한 항에 따른 녹말의, 수 용해도가 5 중량％ 미만인 향료 및(또는) 활성 성분을 포함하는 식용 막의 제조를 위한 용도.
- 제1항 내지 9항 중 어느 한 항에 따른 녹말의, 수 용해도가 5 중량％ 미만인 분자를 캡슐화하기 위한 용도.
- 제1항 내지 9항 중 어느 한 항에 따른 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플래버 막 또는 수 난용성 활성 성분을 포함하는 막.
- 제13항에 있어서, 안정화된 아밀로스가 풍부한 전호화 전분을 5 내지 40 중량％ (건조 물질 기준), 바람직하게는 5 내지 25 중량％로 포함하는 것을 특징으로 하는 막.
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