KR20050106456A - 유화제 및 그 제조 방법과 이 유화제를 사용해서 된 유화조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유화 능력이 높은 수용성 다당류를 유효성분으로 하는 유화제 및 그 제조방법과 이 유화제를 사용해서 된 유화 조성물을 제공함을 목적으로 하고 있고, 대두 또는 대두 처리물을 pH 2.4로부터 4.0의 산성 영역에서 100℃ 이상의 온도에서 가열 추출함으로써 얻어지며, 종래의 수용성 대두 다당류와 비교하여 유화 능력이 비약적으로 향상한 다당류형의 유화제이고, 아울러 그 제조방법 및 이 유화제를 사용한 안정한 유화 조성물이다.
Description
본 발명은, 유화력(乳化力) 및 유화 안정력을 종합한 유화 능력이 우수한 유화제에 관한 것으로서, 특히 대두 유래의 고분자형의 유화제로 유화 능력이 극히 양호한 유화제 및 그 제조법과 이 유화제를 사용해서 된 유화물에 관한 것이다.
일반적으로 유화제는, 단분자 유화제와 고분자 유화제로 대별할 수 있다. 단분자 유화제는 소위 계면 활성제이며, 지방산 비누나 글리세린 에스테르, 슈거 에스테르 등이 있다. 고분자 유화제로는 아라비아 검이나 카제인과 같은 천연물, 혹은 폴리아크릴산염이나 폴리비닐 알코올과 같은 합성품이 있다.
이들 유화제는 용도에 따라 단독으로 혹은 적당히 배합해서 사용되고 있는데, 단분자 유화제는 일반적으로 유화력은 강하여 소량의 사용으로 유화물을 얻을 수 있지만, 유화 안정력에서는 문제가 있는 경우가 있는데, pH 변화에 영향을 받거나, 혹은 염의 첨가나 희석에 의한 농도의 변화에 의해 유화성이 상실된다고 하는 문제를 남기고 있다.
한편, 고분자 유화제에 대해서는, 예를 들면 천연 고분자인 아라비아 검과 같은 것에서는, 안정한 유화 상태를 얻기 위해서는 유화물 중의 기름 성분에 대하여 고농도의 사용이 필요하고, 수확이 불안정해서 가격이 시세적으로 변동하여 실용적으로 이용하기 어려운 면이 있다. 또한, 드레싱류에 이용하는 유화제로서 크산탄 검 등이 이용되고 있지만, 대단히 점도가 높은 것이 되므로 반드시 식감(食感)을 만족할 수 있는 것은 아니었다. 또한, 커피 크림과 같은 크림류에는 카제인 등이 이용되고 있지만, pH 변화에 약하고, 희석되면 유화가 파괴되는 등, 반드시 현실적으로 만족되고 있는 것은 아니다. 천연물 이외로는 폴리아크릴산염이나 폴리비닐 알코올과 같은 합성품도 있지만, 유화성이 충분하지 않아 사용 용도가 한정되는 경우가 많다. 이러한 상황 속에서, 유화 능력이 높고, 폭넓은 분야에서의 용도에 적합하며, 또한 제품으로서 안정한 공급이 가능한 천연 고분자 유화제가 요망되고 있다.
이들 과제를 해결하기 위해, 본 출원인은 이전에 대두 유래의 수용성 다당류를 유효성분으로 하는 유화제에 관한 출원을 하였다(특허문헌 1). 그러나 여기에 예시되어 있는 pH 4.5라고 하는 대두 단백질의 등전점 부근의 약산성 pH에서 고온에서 추출되는 수용성 대두 다당류는 유화력이 있지만, 고유분(高油分)의 계(系)에서는 반드시 충분한 기능은 아니었다.
또한 대두 유래의 수용성 다당류의 제조에 대해서는, 일반적으로 그 수용성 다당류 획분을 함유하는 원료로부터 알카리성 영역, 중성 영역 혹은 산성 영역에서 물 혹은 열수(熱水) 추출하거나, 혹은 가수분해함으로써 얻는 방법이 알려져 있다.
예를 들면, 대두를 원료로 해서 pH 3∼7의 약산성 영역에서 추출함으로써, 저온으로부터 고온의 폭넓은 온도영역에서 유동성을 나타내고, 극히 저점도를 나타내는 수용성 대두 다당류의 제조법이 제안되어 있다(특허문헌 2).
pH 4.5의 등전점 부근의 약산성 pH에서 추출되는 수용성 대두 다당류의 용도로서는, 산성 우유 음료의 분산 안정제(특허문헌 3), 국수·쌀밥 가공식품의 풀림 개량제(특허문헌 4), 필름 코우팅제(특허문헌 5), 유화제(특허문헌 1: 일본국 특개평6-121922호 공보) 등 여러 가지가 제안되어 있다.
(인용 문헌 리스트)
특허문헌 1: 일본국 특개평6-121922호 공보
특허문헌 2: 일본국 특개평3-236759호 공보
특허문헌 3: 일본국 특개평5-7449호 공보
특허문헌 4: 일본국 특개평6-121647호 공보
특허문헌 5: 일본국 특개평9-70285호 공보
그런데, 여러 가지 용도로 이용되는 유화제는, 소량이라도 기능을 발휘할 수 있는 강한 유화력과, 유화물 제품이 되었을 경우에도 장기간에 걸쳐 안정한 상태를 유지할 수 있는 높은 유화 안정성도 가지는 것이 요구되며, 또한, 식품에 이용했을 경우에는 증점(增粘) 등에 의해 식감적으로 위화감을 일으키지 못하게 하는 것 등이 필요하다.
예를 들면, 슈거 에스테르와 같은 단분자 유화제는, 일반적으로 유화력은 강하지만 pH 변화의 영향을 받기 쉽고, 염의 첨가나 희석에 의한 농도의 변화에 의해 유화력이 상실된다고 하는 유화 안정성의 점에서 문제를 남기고 있다. 한편, 고분자 유화제로서는 유화(乳化) 향료·분말 향료용의 유화제로서 아라비아 검이, 드레싱 등에는 크산탄 검이, 커피 크림과 같은 크림류에는 카제인이 널리 이용되고 있지만, 앞서 설명한 바와 같은 여러 가지의 문제를 안고 있다.
더욱이 등전점 부근의 약산성 pH에서 고온에서 추출된 수용성 대두 다당류에서는 유화물의 안정성은 높지만 단독으로의 유화력이 낮아, 기름 성분/유화제의 중량비가 4배량 이하인 경우에만 충분한 유화 능력이 발현되고, 사용 범위가 한정되어, 반드시 현실적으로 만족되고 있는 것은 아니었다. 또한 본 명세서 중에서, 「안정한 유화물」이라 함은, 『유화물의 유화 입자경이 5μ 이하이며, 이 유화물을 5℃에서 1개월 보존했을 경우에도 유화가 안정하게 유지되어 있는 것』을 말한다.
본 발명은 유화력 및 유화 안정력을 종합하여 안정한 유화물을 얻을 수 있는, 유화 능력이 높은 유화제를 제공하는 것이며, 특히 천연 고분자계의 유화제이면서, 유화제에 대한 기름 성분량이 많은 유화물에 대해서도 충분한 유화 효과가 있는 유화제를 제공하는 것이다.
발명자들은 상기 과제를 해결하고자 예의 연구를 진척시킨 결과, 대두 또는 대두 처리물로부터 수용성 다당류를 추출함에 있어서, 추출 pH에 따라 얻어지는 다당류의 유화 능력에 큰 차이가 있는 것, 그것도 단백질과 다당류를 분리하는데 적합한, 단백질의 등전점 부근의 pH가 아니고, 단백질이 어느 정도 가용화하는 범위, 즉 등전점보다 낮은 pH 영역에서 고온에서 실시함으로써 가열 추출된 수용성 다당류를 유효성분으로 하는 추출물이 현저하게 유화 능력이 높아지는 사실을 얻어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, 대두 또는 대두 처리물로부터 대두 단백질의 등전점보다 낮은 pH에서 100℃ 이상의 온도에서 가열 추출되는 수용성 대두 다당류를 유효성분으로 하는 유화제이다. 이 추출의 바람직한 형태로서 추출 pH로서 pH 2.4∼4.0을 들 수 있다. 또한 본 발명은, 유화제의 유화 능력이, 유화제량에 대하여 중량비로 5배량 이상의 기름 성분을 함유하는 조성물에 대하여, 명세서 본문에서 규정하는 안정한 유화물을 형성하는 유화력을 가진 유화제이고, 그 유화제를 얻는 제조 방법이며, 더욱이 이 유화제를 사용해서 된 유화 조성물이다. 이 기름 성분 비율에 특히 상한은 없고, 100 배량 정도이어도 문제없다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
아래에 본 발명의 바람직한 형태를 상세히 설명한다. 본 발명에 의하면, 대두 또는 대두 처리물로부터 대두 단백질의 등전점보다 낮은 pH, 바람직하게는 pH 2.4∼4.0, 보다 바람직하게는 pH 2.8∼3.7의 산성 pH에서, 가장 바람직하게는 pH 3.0∼3.5의 산성 pH에서 100℃를 초과하는 온도에서 가열 추출을 함으로써, 기름 성분/유화제 중량비가 5 이상에서도 높은 유화 활성을 가진 수용성 대두 다당류를 유효성분으로 하는 유화제가 얻어지고, 이 유화제를 사용해서 된 유화 조성물이 제공된다.
본 발명에서 사용하는 대두 원료는 대두의 자엽부(子葉部)가 바람직하고, 두부나 분리 대두 단백질의 제조 과정에서 부생하는, 소위 비지가 다당류를 풍부하게 함유하므로 보다 바람직하다. 그리고 원료로서 두부 비지를 사용했을 경우는 저분자의 수용성 획분이 미리 제거되어 있고, 또한 분리 대두 단백질 제조공정에서 부생하는 비지를 사용했을 경우는 더욱이 지용성(脂溶性) 성분도 제거되어 있으므로, 원료로서 보다 유리하게 사용할 수 있다.
본 발명에서는 우선 이들 원료로부터의 가열 추출을 실시한다. 가열 추출시의 pH는 대두 단백질의 등전점보다 낮은 pH, 바람직하게는 pH를 2.4∼4.0으로 조정한다. 더욱 바람직하게는 pH를 3.0∼3.5로 조정한다. 이때 사용하는 산은 특히 한정되지 않지만, 식품용도에서의 유화제를 의도할 경우는, 염산을 비롯해서 인산, 황산, 락트산, 시트르산, 옥살산 등, 식품공업에서 사용 가능한 산을 사용한다.
가열 추출 온도는 100℃ 이상인 것이 중요하다. 100℃ 미만에서는 상기 pH 범위로 조정했다 하더라도 추출 시간을 장시간 필요로 하거나, 생산성이 저하하는 등 실용성의 면에서 바람직하다고는 할 수 없고, 게다가 충분한 유화 활성을 가진 수용성 대두 다당류가 얻어지지 않는 경우도 있다. 또한 가열 온도의 상한은 특히 규정되지 않지만, 극도로 고온에서 실시하면, 부반응이 일어나거나 착색하기 쉬워져서 바람직하지 못하다. 보통 180℃ 이하, 바람직하게는 150℃ 이하에서 실시하면 좋다.
상기 pH 범위에서 추출함으로써 수용성 대두 다당류의 유화 능력이 비약적으로 향상한다. 유화 능력이 향상하는 이유는 상세히는 밝혀져 있지 않지만, pH 차이에 따른 다당류의 콘포메이션 변화나, 당질/단백질의 상호작용, 추출되는 수용성 대두 다당류 중의 당-단백질 밸런스, 즉 친수-소수 밸런스가 유화에 적당한 범위에 속하기 때문이라고 고찰하고 있다. 특히 단백질과의 관계에서는, 지금까지 다당류의 추출에서 단백질의 영향을 피하기 위해서 단백질이 가장 용해하기 어려운 조건인 단백질의 등전점 부근에서의 추출이 아주 적합하다고 되어 있지만, 유화제 기능의 향상에서는, 등전점보다 낮은 pH에서 어느정도 단백질을 가용화시켜서 다당류∼단백질의 상호작용을 증폭시킨다는 효과를 발생하고 있다고 생각된다.
가열 추출 후는, 여과·원심분리 등의 통상적인 방법에 의해 고형물과 추출액을 분리한다. 이때, 과열(過熱) 후의 반응액을 등전점을 넘어서 중성∼약산성 영역으로 중화해 두면, 유화제의 보존성이나 식품에의 이용에 아주 적합할 경우도 있다. 이어서, 추출액에 대하여 필요에 따라서 중화·탈염 및 소수성 물질 혹은 저분자 물질을 제거하는 정제 처리를 실시한다. 정제 처리하는 방법으로서, 활성탄 처리 혹은 수지흡착 처리 혹은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤 등의 극성용매를 이용해서 실시하는 재침전법, 한외 여과법, 역침투법, 겔 여과법, 투석법, 이온교환 수지법, 전기 투석법, 이온 교환막법 등을 예시할 수 있고, 이들 중의 한가지 방법 또는 두가지 방법 이상의 조합에 의해 실시할 수 있다. 특히, 극성용매를 이용하는 재침전법, 한외 여과, 역침투법, 겔 여과법 혹은 투석법을 이용하면 여러 가지 저분자도 제거할 수 있다. 탈염 정제 처리를 실시할 경우에는, 처리 후의 다당류의 회분(灰分)이 15 중량% 이하, 바람직하게는 5∼10 중량%가 되도록 처리하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 얻어진 수용성 대두 다당류는 그 분자량이 어떠한 값의 것이라도 사용 가능하지만, 바람직하게는 평균 분자량이 수천∼수백만, 구체적으로는 5000∼100만, 보다 바람직하게는 1만∼30만이다. 분자량이 지나치게 크면 점도가 지나치게 올라서 유화하기 어려워진다. 또한 이 수용성 대두 다당류의 평균 분자량은 표준 풀룰란[일본국의 昭和電工(주)제]을 표준물질로 해서 TSK-GEL G-5000PWXL 칼럼을 사용한 겔 여과 HPLC에 의해 구한 값이다.
본 발명에서 얻은 수용성 대두 다당류 용액의 분자량의 지표가 되는 용액점도는, 예를 들면, 10% 수용액의 경우, 150 mPa·s 이하가 좋고, 보다 바람직하게는 50 mPa·s 이하, 더욱 바람직하게는 30 mPa·s 이하가 좋다.
또한, 상기의 정제 처리를 실시함에 있어서, 이 처리 전 또는 후에 알카리성 영역에서 가열 처리하는 등, 기지의 방법(일본국 특개평5-262802호 공보)에 의한 탈(脫)메톡실화 처리를 실시해도 좋다.
제조된 수용성 대두 다당류의 당 함량의 측정은 페놀 황산법에 의하고, 우론산 함량의 측정은 Blumenkrantz법에 의하며, 조단백질(粗蛋白質) 함량의 측정은 세미미크로켈달법에 의해 질소량을 측정하고, 질소계수 6.25를 곱하였다.
현재, 유화 향료에는 아라비아 검이 많이 사용되고 있지만, 공급에 불안이 있다. 따라서 화공(化工) 전분과 같은 것도 개발되어 있지만, 경시적인 상태변화가 크고, 안정성의 면에서 반드시 만족되는 것이 아니다.
본 발명에서의 수용성 대두 다당류를 유화 향료 유화제로서 사용했을 경우, 아라비아 검이나 화공 전분을 사용했을 때보다도 더욱 내열성·내산성·내염성(耐鹽性)·내알코올성 등의 안정성 및 현탁 안정성이 우수한 유화 상태가 얻어진다.
그리고 드레싱류에 이용했을 경우, 크산탄 검이나 전분을 사용했을 때보다도 점도가 낮은 산뜻한 드레싱류를 얻을 수 있고, 커피 화이트너와 같은 크림류에 사용함으로써, pH 변화나 희석에 대해서도 유화 파괴를 일으키기 어려운 크림류를 얻을 수 있다.
더욱이 본 발명에서의 수용성 대두 다당류는 식품 이외의 용도에도 널리 이용할 수 있다. 핸드 크림이나 바르는 약 같은 화장품이나 의약품용 크림에도 이용할 수 있다. 수중 유형(水中油型) 에멀션 타입의 살충제나 제초제 등의 농약에도 이용할 수 있다. 수용성 대두 다당류를 유화제로서 사용했을 경우, 장기간 안정한 유화 상태가 얻어짐과 아울러, 살포한 후에도 안정하고, 효력의 지속성이 우수하다.
본 발명에 있어서, 수용성 대두 다당류는 단독으로 유화제로서 사용할 수 있지만, 기존의 유화제와 병용함으로써 상승 효과를 생기게 할 수도 있다.
기존의 단분자 유화제로서는, 지방산 비누로 대표되는 각종 음이온 계면 활성제나 4급 암모늄염 등의 양이온 계면 활성제, 글리세린 지방산 에스테르, 슈거 에스테르 등의 비이온 계면 활성제, 레시틴과 같은 양성(兩性) 계면 활성제 등을 들 수 있다.
한편, 기존의 고분자 유화제로서는, 천연계 유화제, 예를 들면, 한천, 카라기난, 푸셀레란(furcellaran), 타마린드 종자 다당류, 안젤리카 검, 카라야 검, 펙틴, 크산탄 검, 아르긴산 나트륨, 트라가칸트 검, 구와 검, 로카스트 빈 검, 풀룰란, 젤란 검(jellan gum), 아라비아 검, 젤라틴, 훼이 등의 알부민, 카제인 나트륨, 각종 전분 등을 들 수 있다. 또한, 반합성 호제(糊劑)로서는, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 메틸셀룰로오스(MC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 아르긴산 프로필렌 글리콜 에스테르 및 가용성 전분으로 대표되는 화공 전분 등을 예시할 수 있고, 합성 호제(糊劑)로서는 폴리비닐 알코올이나 폴리아크릴산 나트륨 등을 예시할 수 있다.
본 발명에서의 유화제는, 상기한 각종 유화제의 1종 또는 2종 이상과 병용함으로써 더 한층 효과가 향상하는 경우가 있어, 각종 유화제의 결점을 보충할 수 있다.
또한, 물상(水相)에 수크로오스이나 물엿 등의 소위 당류나, 글리세린, D-소르비톨, 프로필렌 글리콜 등의 다가(多價) 알코올류나, 락트산, 식초, 시트르산, 사과 산 등의 산미료 등을 첨가하면 안정성이 향상하는 경우가 있다. 더욱이 L-아스코르브산, 그 유도체, 아미노카르보닐 반응 생성물 등의 퇴색 방지제나 방부제 등의 첨가물을 넣을 수 있다.
또한, 본 발명의 유화 조성물에 사용되는 기름상(油相)은 물에 용해하기 어려운 유성(油性) 물질이면 무엇이든지 좋은데, 일반 유지류나 유용성(油溶性) 향료, 혹은 유용성 색소, 왁스, 살충제, 제초제, 유용성 의약, 유용성 시약 등을 들 수 있다. 따라서 본 발명은 유화(乳化) 향료나 마요네즈·드레싱 혹은 크림류 등의 식품이나, 핸드 크림 등의 화장품, 바르는 약 등의 의약품, 살충제 등의 농약 등으로 대표되는 생활 산업 전반에 널리 이용할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 이것은 예시로 본 발명의 정신이 이들 예시에 의해 제한되는 것은 아니다. 그리고 예(例) 중에서, 부(部) 및 %는 모두 중량 기준을 의미한다.
실시예 1
분리 대두 단백질 제조 공정에서 얻어진 생(生)비지에 2배량의 물을 가하고, 염산으로 pH를 2.5로 조정하고, 120℃에서 1.5시간 가열 추출하였다. 냉각 후의 가열 추출 슬러리의 pH는 2.48이었다. 회수한 슬러리의 pH를 5.0으로 조정한 후에 원심분리(10000G × 30분)해서 상징(上澄)과 침전부로 분리하였다.
이렇게 해서 분리한 침전부를 다시 같은 중량의 물로 수세하여 원심분리하고, 이 상징을 전번의 상징과 함께 합친 후에 전기 투석에 의한 탈염 처리를 하고, 그 후에 건조해서 수용성 대두 다당류(A)를 얻었다.
실시예 2
분리 대두 단백질 제조 공정에서 얻어진 생(生)비지에 2배량의 물을 가하고, 염산으로 pH를 3.0으로 조정하고, 120℃에서 1.5시간 가열 추출하였다. 냉각 후의 가열 추출 슬러리의 pH는 2.98이었다. 회수한 슬러리의 pH를 5.0으로 조정한 후에 원심분리(10000G × 30분)해서 상징과 침전부로 분리하였다.
이렇게 해서 분리한 침전부를 다시 같은 중량의 물로 수세하여 원심분리하고, 이 상징을 전번의 상징과 함께 합친 후에 전기 투석에 의한 탈염 처리를 하고, 그 후에 건조해서 수용성 대두 다당류(B)를 얻었다.
실시예 3
분리 대두 단백질 제조 공정에서 얻어진 생(生)비지에 2배량의 물을 가하고, 염산으로 pH를 3.5로 조정하고, 120℃에서 1.5시간 가열 추출하였다. 냉각 후의 가열 추출 슬러리의 pH는 3.57이었다. 회수한 슬러리의 pH를 5.0으로 조정한 후에 원심분리(10000G × 30분)해서 상징과 침전부로 분리하였다.
이렇게 해서 분리한 침전부를 다시 같은 중량의 물로 수세하여 원심분리하고, 이 상징을 전번의 상징과 함께 합친 후에 전기 투석에 의한 탈염 처리를 하고, 그 후에 건조해서 수용성 대두 다당류(C)를 얻었다.
실시예 4
분리 대두 단백질 제조 공정에서 얻어진 생(生)비지에 2배량의 물을 가하고, 염산으로 pH를 4.0으로 조정하고, 120℃에서 1.5시간 가열 추출하였다. 냉각 후의 가열 추출 슬러리의 pH는 4.00이었다. 회수한 슬러리의 pH를 5.0으로 조정한 후에 원심분리(10000G × 30분)해서 상징과 침전부로 분리하였다.
이렇게 해서 분리한 침전부를 다시 같은 중량의 물로 수세하여 원심분리하고, 이 상징을 전번의 상징과 함께 합친 후에 전기 투석에 의한 탈염 처리를 하고, 그 후에 건조해서 수용성 대두 다당류(D)를 얻었다.
비교예 1
분리 대두 단백질 제조 공정에서 얻어진 생(生)비지에 2배량의 물을 가하고, 염산으로 pH를 4.5로 조정하고, 120℃에서 1.5시간 가열 추출하였다. 냉각 후의 가열 추출 슬러리의 pH는 4.61이었다. 회수한 슬러리의 pH를 5.0으로 조정한 후에 원심분리(10000G × 30분)해서 상징과 침전부로 분리하였다.
이렇게 해서 분리한 침전부를 다시 같은 중량의 물로 수세하여 원심분리하고, 상징을 전번의 상징과 함께 합친 후에 전기 투석에 의한 탈염 처리를 하고, 그 후에 건조해서 수용성 대두 다당류를 얻었다.
비교예 2
분리 대두 단백질 제조 공정에서 얻어진 생(生)비지에 2배량의 물을 가하고, 염산으로 pH를 2.0으로 조정하고, 80℃에서 3.0시간 가열 추출하였다. 냉각 후의 가열 추출 슬러리의 pH는 2.10이었다. 회수한 슬러리의 pH를 5.0으로 조정한 후에 원심분리(100OOG × 30분)해서 상징과 침전부로 분리하였다.
이렇게 해서 분리한 침전부를 다시 같은 중량의 물로 수세하여 원심분리하고, 상징을 전번의 상징과 함께 합친 후에 전기 투석에 의한 탈염 처리를 하고, 그 후에 건조해서 수용성 대두 다당류를 얻었다.
상기의 방법에 의해 얻어진 각 수용성 대두 다당류의 분석 결과를 정리하면 아래의 표 1과 같았다.
실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
가열 전 pH | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 | 4.50 | 2.00 |
가열조건 | 120℃ | ← | ← | ← | ← | 80℃ |
1.5시간 | ← | ← | ← | ← | 3.0시간 | |
가열 후 pH | 2.48 | 2.98 | 3.57 | 4.00 | 4.61 | 2.10 |
조성 비율(건조물당 중량%) | ||||||
조단백질(粗蛋白質) | 20.4 | 17.4 | 14.7 | 12.8 | 11.1 | 14.9 |
조회분(粗灰分) | 4.2 | 4.1 | 3.9 | 4.1 | 4.2 | 4.7 |
전체당 | 78.4 | 81.5 | 85.1 | 82 | 86.1 | 73.2 |
우론산 | 13.4 | 13.7 | 13.3 | 13.3 | 14 | 10.8 |
평균 분자량 | 44000 | 68000 | 105000 | 257000 | 385000 | - |
10% 용액 점도(mPa·s) | 6.5 | 9.0 | 17.0 | 37.0 | 51.0 | - |
시험예 1
실시예 1∼4에 의해 얻어진 본 발명품 및 비교예 1, 2에 의해 얻어진 각 수용성 대두 다당류의 유화 능력을 확인하였다. 더욱이 비교예 3으로서 시판의 수크로오스 지방산 에스테르 「DK 에스테르 SS」(일본국의 第一공업제약 주식회사)의 유화 능력도 확인하였다.
○ 방법; 아래에 나온 배합의 시험액을 초음파 유화기[일본국의 海上電機(주); 5281형 진동자]로써 30초×2회의 유화 처리를 하고, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치 「SALD-2000A」[일본국의 島津제작소(주)]에 의한 미디언 입자경을 측정하였다. 그 결과를 아래의 표 2에 나타낸다. 그리고 완충액은 100mM 시트르산 Na-HCl 완충액(pH 4.0) 및 100mM 인산 2Na-HCl 완충액(pH 7.0)이다.
기름성분/유화제 비율 | 26.7배 | 6.7배 | 1배 |
기름성분 | 대두유 40.0% | 대두유 25.0% | 레몬 오일 9.0% |
수용성 대두 다당류 | 1.5% | 3.8% | 9.0% |
물 | 28.5% | 33.7% | - |
pH 4.0 또는 7.0 완충액 | 30.0% | 37.5% | 64.5% |
글리세린 | - | - | 17.5% |
상기의 방법에 의해 얻어진 각 유화물의 미디언 지름에 대해서 유화 직후의 측정 결과를 표 3에, 유화물을 5℃에서 1개월 보존 후의 측정 결과를 표 4에 나타낸다.
실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | ||
기름성분/유화제 비율 | 완충액 pH | (㎛) | (㎛) | (㎛) | (㎛) | (㎛) | (㎛) | (㎛) |
26.7배 | 4.0 | 7.88 | 2.37 | 3.11 | 13.6 | 19.9 | 7.56 | 1.77 |
" | 7.0 | 3.81 | 2.44 | 3.98 | 15.4 | 21.5 | 7.44 | 1.57 |
6.7배 | 4.0 | 2.05 | 1.35 | 1.29 | 2.92 | 6.56 | 3.38 | 1.42 |
" | 7.0 | 2.48 | 1.41 | 1.36 | 3.00 | 5.83 | 3.14 | 1.23 |
1.0배 | 4.0 | 1.00 | 0.679 | 0.536 | 0.592 | 0.771 | 2.75 | 0.817 |
실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | ||
기름성분/유화제 비율 | 완충액 pH | (㎛) | (㎛) | (㎛) | (㎛) | (㎛) | (㎛) | (㎛) |
26.7배 | 4.0 | 8.75 | 2.52 | 3.33 | 14.5 | 25.3 | 8.46 | 5.63 |
" | 7.0 | 4.16 | 2.57 | 4.36 | 16.5 | 24.2 | 8.18 | 1.80 |
6.7배 | 4.0 | 2.13 | 1.39 | 1.33 | 3.14 | 7.82 | 3.47 | 3.11 |
" | 7.0 | 2.54 | 1.45 | 1.39 | 3.14 | 5.90 | 3.21 | 1.40 |
1.0배 | 4.0 | 1.07 | 0.706 | 0.549 | 0.629 | 0.825 | 2.77 | 응집 |
상기와 같이, 실시예 1∼4에 의해 얻어진 본 발명품은 비교예 1∼2에 의해 얻어진 각 수용성 대두 다당류와 비교해서 고유분계(高油分系)에서의 유화 활성이 현저하게 개선되었다. 그리고 비교예 3의 시판의 수크로오스 지방산 에스테르와 비교해도 pH 4.0에서의 보존 안정성이 현저하게 개선되어 있었다. 그러나 실시예 1 및 4에 의해 얻어진 본 발명품은 기름 성분/유화제의 비율이 26.7배인 계에서 미디언 지름이 커져 있어, 양호한 유화 활성이 얻어지는 가열 추출 pH의 범위는 2.4∼4.0, 더욱 바람직하게는 pH 3.0∼3.5이었다.
한편, 비교예 2의 결과가 나타내는 바와 같이 가열 추출 pH를 3.0으로 조정한 경우에도 가열 추출 온도가 100℃ 미만에서는 충분한 유화 능력이 얻어지지 않아, 양호한 유화 활성을 얻기 위해서는 100℃ 이상의 가열이 필요하였다.
실시예 5
실시예 2에서 제조한 본 발명품 1부를 정제 야자 기름 12부에 현탁하고, 호모믹서에서 교반혼합하였다. 더욱이 물 24부와 그래뉼러당 15부, 포도당 4.5부, 덱스트린 0.5부를 가하고 60℃로 가온해서 예비 유화를 하였다. 이어서 고압 호모게나이저를 사용해서 100kgf/cm2에서 유화를 하고, 그 후, 프루츠 퓨레 30부, 레몬즙 5부를 가해서 pH 3.15의 소프트 아이스크림 믹스를 얻었다. 이 소프트 아이스크림 믹스는 기름 성분이 수용성 대두 다당류의 12배량이나 사용되고 있는데도 불구하고 유화 입자경 1.8μm로서 양호하였다.
더욱이 아이스크림 메이커를 사용하여 소프트 아이스크림 믹스를 휩(whip) 하면서 동결하고, 산성 소프트 아이스크림 믹스를 제조한 결과, 프루츠의 풍미가 뛰어나면서도 매끈매끈한 식감과 감칠맛을 가진 극히 맛있는 것이었다.
실시예 6
실시예 2에서 제조한 본 발명품 1.5부와 식염 2.5부, 글루탐산 Na 0.5부를 물 13.5부에 용해하고, 더욱이 식초 12.5부를 가하여 믹서에 넣었다. 이 믹서에 정제 캐놀라 기름(canola oil) 70부를 서서히 가해서 유화하여 마요네즈 유사 드레싱을 얻었다. 이 마요네즈 유사 드레싱은 기름 성분이 수용성 대두 다당류의 47배량이나 사용되고 있음에도 불구하고 유화 입자경은 3.2μm로서 작고, 양호한 풍미와 물성이었다. 더욱이 3개월간 냉장 보존해도 상태의 변화는 없고 안정하였다.
비교예 4
비교예 1에서 제조한 비교예품을 이용한 것 외에는 실시예 6과 마찬가지로 해서 유화하여 마요네즈 유사 드레싱을 얻었다. 이 마요네즈 유사 드레싱은 기름 성분이 분리되어 있어 상품가치는 없었다.
실시예 7
실시예 2에서 제조한 본 발명품 4.5부를 물 40.5부에 용해하고, 글리세린 35부를 가해서 제조한 물상(水相)에, SAIB(수크로오스아세트산 이소부티르산 에스테르) 13부와 오렌지 오일 7부의 혼합기름을 분산시켜 100부로 하고, 50% 시트르산 용액으로 pH를 4.0으로 조정 후, 호모게나이저에서 유화(100kgf/cm2)하였다.
이 유화 향료는 기름 성분이 수용성 대두 다당류의 4.4배량이나 사용되고 있는데도 불구하고 유화 입자경은 0.6μm로서 작고, 3개월간 냉장 보존해도 입자경 및 상태의 변화는 없이 안정하였다. 이어서, 그래뉼러당 120부, 시트르산 2부를 물 880부에 용해하고, 계속하여 위에 나온 유화 향료 1부를 첨가해서 오렌지 유사 청량음료를 얻었다. 이 음료는 3개월 경과 후에도 아주 안정하였다.
실시예 8
실시예 2에서 제조한 본 발명품 4부와 덱스트린 16부를 물 60부에 용해해서 제조한 물상(水相)에, 레몬 오일 20부를 분산시켜 100부로 하고, 50% 시트르산 용액으로 pH를 4.0으로 조정 후, 호모게나이저에서 유화(100kgf/cm2)한 후에 분무건조를 하였다.
이 분말 향료는 기름 성분이 수용성 대두 다당류의 5배량이나 사용되고 있는데도 불구하고 유화 입자경은 1.2μm로서 작고, 또한 분무건조 처리에 의한 향기성분의 휘산도 억제되어 있었다.
실시예 9
실시예 2에서 제조한 본 발명품 4부와 카제인 나트륨 2부를 물 69부에 용해하였다. 여기에, 시판의 밀크 플레이버 「밀크 FT-013」[일본국의 高砂향료(주)제] 0.1부를 첨가한 정제 야자유 25부를 70℃에서 첨가하고, 호모믹서에서 예비 유화를 하였다. 이어서, 고압 호모게나이저에서 유화(300kgf/cm2)하여 커피용 화이트너를 얻었다. 이 화이트너는 기름 성분이 수용성 대두 다당류의 6.3배량이나 사용되고 있는데도 불구하고, 평균 입경 0.8μm이며, 살균 처리 후에 1개월 냉장 보존해도 안정하였다. 또한, 설탕 8%를 함유하는 커피(탄산 수소 나트륨으로 pH를 6.8로 조정)에 가하고, 121℃에서 30분 레토르트 살균한 후, 60℃에서 3개월 보존했지만, 현탁 상태는 양호하였다.
실시예 10
실시예 2에서 제조한 본 발명품 3부를 물 60부에 용해하고, 프로필렌 글리콜 10부, 트리에탄올아민 0.5부, 유성향료 0.5부, 방부제 적량을 가하여 물상(水相)으로 하였다. 한편, 스테아르산 5부, 밀랍 2부, 세탄올 5부, 스콸란 13부, 라놀린 1부를 혼합해서 기름상을 제조하고, 전번의 물상에 기름상을 더해, 호모믹서에서 예비 유화를 하였다. 이어서, 이 예비 유화물을 나노마이저에서 유화(750kgf/cm2)하였다.
이 유화물은 기름 성분이 수용성 대두 다당류의 8.7배량이나 사용되고 있는데도 불구하고 안정한 유화 상태를 유지하고 있어, 6개월 보존해도 안정하였다. 또한, 핸드 크림으로서 손에 칠한 결과, 산뜻한 감촉이 좋고, 촉촉한 상태가 장시간 유지되었다.
실시예 11
실시예 2에서 제조한 본 발명품 5부를 물 70부에 용해하여 물상으로 하고, 살충성분인 0,0-디메틸-0-(3-메틸-4-니트로페닐)포스포로티오에이트 25부를 가하여 호모믹서에서 예비 유화를 하였다. 이어서, 이 예비 유화물을 호모게나이저에서 유화(300kgf/cm2)하였다.
이 유화물은, 기름 성분이 수용성 대두 다당류의 5배량이나 사용되고 있는데도 불구하고 평균 입경 1.6μm이며, 안정한 유화 상태를 유지하고 있어, 40℃에서 6개월 보존해도 안정하였다. 또한 유효성분의 분해는 거의 일어나고 있지 않으며, 유효성분 농도 250ppm까지 희석해서 가지의 완전 전개 잎에 도포하고, 무당벌레로 시험한 결과, 효력의 지속성이 좋아 만족한 결과가 얻어졌다.
실시예 12
추출 원료를 탈지 대두로 한 것 외에는 실시예 2와 마찬가지로 해서 수용성 대두 다당류를 얻었다. 이 수용성 대두 다당류의 유화 능력을 시험예 1의 방법에 따라서 확인한 결과, 어느 쪽의 계에 있어서도 목표로 하는 미디언 입자경 이하를 달성할 수 있었다.
본 발명의 대두 또는 대두 처리물로부터 pH 2.4로부터 4.0의 산성 pH 영역에서 100℃를 초과하는 온도에서 가열 추출하는 제조 방법에 의해, 종래의 제조 방법에 의해 얻어지는 수용성 대두 다당류와 비교해서 유화제로서의 기능이 비약적으로 향상한 수용성 대두 다당류가 얻어진다.
Claims (6)
- 대두 또는 대두 처리물로부터 대두 단백질의 등전점보다 낮은 pH에서 100℃ 이상의 온도에서 가열 추출되는, 수용성 대두 다당류를 유효성분으로 하는 유화제.
- 제1항에 있어서, 등전점보다 낮은 pH가, pH 2.4로부터 4.0의 산성 영역인 유화제.
- 제1항에 있어서, 유화제의 유화 능력이, 유화제량에 대하여 중량비로 5배량 이상의 기름 성분을 함유하는 조성물에 대하여, 안정한 유화물을 형성하는 유화 능력을 가진 유화제.
- 제1항 내지 제3항에 있어서, 대두 또는 대두 처리물이 비지인 유화제.
- 대두 또는 대두 처리물로부터 등전점보다 낮은 pH에서 100℃ 이상의 온도에서 가열 추출하는 것을 특징으로 하는, 수용성 대두 다당류를 유효성분으로 하는 유화제의 제조방법.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 기재한 유화제를 사용해서 되는 유화 조성물.
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