KR20060034715A

KR20060034715A - 농축 유단백질 성분과 이로부터 제조된 가공 치즈의 제조방법

Info

Publication number: KR20060034715A
Application number: KR1020067001535A
Authority: KR
Inventors: 알리스테어 제임스 카; 크리스티나 준 코커; 브라이언 애슐리 켈즈; 피터 더들리 엘스톤; 릴리안 드 바로스 페레이라
Original assignee: 폰테라 코-오퍼레이티브 그룹 리미티드
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-04-24
Also published as: CA2533033C; DE602004025248D1; ES2339776T3; EP1653811A4; EP1653811A1; ATE455469T1; JP5054176B2; JP2011024589A; AU2004258789A1; CN1835684A; CA2533033A1; AU2004258789B2; CN1835684B; EP1653811B1; MXPA06000576A; RU2006105647A; RU2358435C2; US7854952B2; NZ527159A; JP2006528487A

Abstract

농축 유단백 성분(concentrated milk protein ingredient)의 제조 방법에 관한 것으로서,

하기 공정 (a), (b), (c), (d) 및 (e)를 포함하며, 수득된 유단백 농축 성분은 치즈 제조에 사용하는 것을 특징으로 한다:

(a) 막 여과 보유액(membrane filtration retentate)인 카파-카제인 함유 유단백질을 갖는 용액을 제조하는 공정;

(b) 상기 단백질 용액의 2가 이온 함량을 응유 효소(milk clotting enzyme)로 처리한 후에 많은 겔이 형성되지 않도록 하는 미리 결정한 수준으로 조정하는 공정;

(c) 용액으로 유지하면서 상기 카파-카제인을 파라 카파-카제인으로 전환시키기에 적당한 반응 조건하에서 식용 등급의 응유 효소를 첨가하는 공정;

(d) 상기 효소를 비활성화시키거나 또는 제거하여 상기 전환을 종결시키는 공정;

(e) 상기 용액을 농축하는 공정.

Description

농축 유단백질 성분과 이로부터 제조된 가공 치즈의 제조 방법{PROCESS FOR PREPARING CONCENTRATED MILK PROTEIN INGREDIENT AND PROCESSED CHEESE MADE THEREFROM}

본 발명은 치즈 제조에 유용한 농축 유단백질 성분의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 치즈 유사 겔(cheese-like gel)을 제조하고 치즈와 가공 치즈(processed cheese)를 제조하기 위한 성분으로서의 용도에 관한 것이다.

유청(whey) 또는 과도한 액체를 방출시키지 않는 환원 기술(recombining technique)을 사용하여 치즈와 치즈 유사 제품을 제조하는 많은 방법들이 공지되어 있다. 이러한 방법들로 제조된 제품들은 완전 환원 제품들로서 공지되어 있다. 광범위하게 다양한 농축 유단백질이 환원 치즈 제조의 성분으로서 사용되었다. 초여과유(보유액), 유단백 농축물(MPC) 및 보유 분말은 치즈와 환원 치즈의 제조에 사용하는 성분들이다. 완전 환원 치즈를 제조하는데 사용되는 건조 성분들의 특징은 이러한 성분들이 지방에 물을 혼입시키는게 어렵고, 지방과의 안정한 에멀젼을 제공하기가 어려울 수 있다는 것이다. 렌넷 처리 우유 단백질(rennet treated milk protein)은 치즈 제품의 조직(texture)과 단백질-물 에멀젼(protein-water emulsion)에 지방을 혼입시키는 능력에 영향을 주는 것으로 알려져 있다.

치즈를 제조하는 전통적인 방법 중의 하나는 겔을 형성시키기 위해서 응유 효소(milk clotting enzyme)를 사용하는 것이다. 키모신(렌넷)은 최상의 효소로서 사용되는 것이 통상적이다. 치즈 우유 상에서의 렌넷의 활성은 복잡하다. 간단하게 말하면 렌넷과 같은 단백질 가수분해 효소는 카파-카제인을 변형시켜 파라-카파 카제인을 생성한다. 겔 또는 커드(curd)는 효소 처리 우유를 약 20 ℃ 이상의 온도로 가열함으로써 형성시킬 수 있다. 거의 모든 어떠한 실행 농도에서도 효소 처리 우유는 농축 처리에 안 좋은 영향을 주는 겔을 형성시키지 않으면서 효과적으로 농축시키는 것이 어려운 단점이 있다.

농축 과정 도중에 생기는 효소 겔화 문제를 해결하기 위한 주요한 기술적 장벽은 바람직한 최종 제품을 제조하기 위해서 겔화 특성은 최종적으로 유도되거나 또는 복원될 수 있어야 하며, 즉 성분을 제조하는 동안에는 겔화 특성이 사라지고, 그 다음에 치즈 제조에 사용되는 경우 요구되는 것으로서 및 치즈 제조에 사용되는 경우 요구될 때 복원시킬 수 있는 방법을 찾는 것이다.

효소 활성에 의해 형성되는 겔의 특성들은 우유 중의 칼슘 이온의 농도에 의해 영향을 받는다는 것은 치즈 제조 분야에 통상적인 지식을 가진 자들에게 공지되어 있는 것이다. 결론적으로 염화칼슘은 천연 치즈 제조에 허가된 첨가제이며, 커드 겔 강도가 부적당한 경우의 상황에 사용된다.

우유 중의 칼슘은 유장 상(serum phase) 중의 가용성 형태와 미셀(micelle) 중의 불용성 형태(복합 카제인 포스페이트 화합물로서) 사이에 존재한다는 것도 또한 공지되어 있다(Singh 및 Fox, 1987). 상기 두개 형태 사이에는 균등물(equilibrium)이 존재한다. 초여과(ultrafiltration)와 투석여과(diafiltration)를 함께 실행하면 우유로부터 많은 양의 가용성 칼슘을 제거할 수 있다. 처리 이전 또는 처리 중에 우유 또는 보유액(retentate)을 산성화시킴으로써, 또는 염을 첨가시킴으로써, 또는 시트레이트와 같은 칼슘 킬레이트제를 첨가시킴으로써 막 농축 도중에 가용성 칼슘의 제거를 향상시키는 방법이 공지되어 있다(Bastian, Collinge 및 Ernstrom, 1991). 렌넷을 첨가함에 따라 형성되는 겔화를 완전하게 억제시키기 위해 필요하다면 상기 제제를 사용하는데 실제적이며 경제적인 한계가 있다. 투석여과 투과액의 가치 비용 또는 폐기 비용은 투석여과 양이 증가함에 따라 더욱 더 비경제적이 되며, 특히 칼슘의 제거를 촉진시키기 위해 첨가하는 제제로 오염되는 경우에는 더욱 더 비경제적이다.

카제인 나트륨 용액을 렌넷으로 처리하는 경우에는 겔이 형성되지 않는다고 공지되어 있다. 그러나 겔은 칼슘을 첨가하고 열을 가함에 따라 형성될 수 있다(Varnam & Sutherland, 1994). 콜로이드 인산 칼슘 중 33 % 이상을 제거하기에 충분한 EDTA 또는 시트레이트와 같은 칼슘 격절형성제(calcium sequestering agent)로 탈지유를 처리하면 탈지유로 겔을 형성하도록 유도하는 렌넷의 능력이 제거된다. 그러나 겔은 이후에 칼슘 염을 혼입시킴으로써 유도시킬 수 있다(Udabage, McKinnon 및 Augustin, 2001).

Poarch(US 4,202,907)는 상기 현상의 잇점을 취하는 방법을 개시하고 있다. 렌넷화 우유 단백질 용액 중에 겔 형성을 억제시키는 수단은 칼슘의 제거에 의해 획득된다. 몇 공정 이후에 칼슘을 혼입시키면 렌넷 처리 유단백질의 겔화 특성이 복원된다. Poarch는 이후에 사용하기 위한 성분으로서 겔화 없이 건조되는 렌넷화 카제인 나트륨을 제조하였다. 상기 성분을 물, 가용성 칼슘 염 및 분쇄육(comminuted meat)(소시지 배터, sausage batter)과 혼합하였다. 가열시킴에 따라 겔은 조리 과정 중에 소시지 및 기타 형성된 제품 중에 지방과 수분을 보유하는 것을 형성한다.

칼슘 이온을 첨가하거나 또는 첨가하지 않고 가열하면서 물을 첨가함으로써 겔을 형성하기 위해 재구성시킬 수 있으며, 효과적으로 건조될 수 있는 응유 효소 첨가후에 겔화가 되지 않는 건조된 치즈 성분을 형성시키는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 목적은 어떻게 든지 상기 꼭 필요한 것을 획득하거나 또는 기본적으로 여러 사람이 유용하게 선택할 수 있는 것을 제공하는 것이다.

하나의 측면에서 본 발명은 하기 공정 (a), (b), (c), (d) 및 (e)을 포함하는 농축 유단백 성분을 제조하는 방법이다:

(a) 막 여과 보유액인 카파-카제인 함유 유단백질 용액을 제조하는 공정;

(b) 응유 효소로 처리한 후에 많은 겔이 형성되지 않도록 미리 결정된 수준으로 상기 단백질 용액의 2가 이온 함량을 조정하는 공정;

(c) 용액으로 유지하면서 상기 카파-카제인을 파라 카파-카제인으로 전환시키기에 적당한 반응 조건하에서 식품 등급의 응유 효소를 첨가하는 공정;

(d) 상기 효소를 불활성화시키거나 또는 제거하여 상기 전환을 종결시키는 공정;

(e) 상기 용액을 농축하는 공정.

하나의 실시양태에서 기타 단백질은 상기 유단백질 용액에 첨가하거나 또는 상기 우유 단백질 용액에 존재한다.

상기 기타 단백질은 상기 2가 이온 함량을 조정하기 이전에 상기 유단백질 용액에 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 2가 이온은 칼슘 이온인 것이 바람직하다.

상기 2가 이온 함량은 식품 등급의 양이온 교환기(cation exchanger)를 사용하여 양이온 교환시킴으로써 조정하는 것이 바람직하다.

대안적으로 상기 2가 이온 함량은 식품 등급의 1가 양이온 공급원을 첨가시킴으로써 조정한다.

상기 1가 양이온은 칼륨, 나트륨 또는 수소인 것이 바람직하다.

상기 식품 등급 효소는 렌넷인 것이 바람직하다.

하나의 실시양태에서 상기 2가 이온 함량은 탈지유 중의 함량에서 25 % 이상 감소시킨다.

또 다른 실시양태에서 상기 2가 이온 함량은 탈지유 중의 함량에서 30 % 이상, 40 % 이상, 50 % 이상, 60 % 이상, 70 % 이상, 80 % 이상, 90 % 이상 또는 100 % 이상 감소시킨다.

상기 카파-카제인은 0 ℃ 내지 70 ℃ 온도 및 4.5 내지 7.5 pH에서 파라 카파-카제인으로 전환시키는 것이 바람직하다.

또 다른 실시양태에서 상기 전환 온도는 10 ℃, 20 ℃, 30 ℃, 40 ℃, 50 ℃ 또는 60 ℃이다.

하나의 실시양태에서 지방 또는 식용유를 상기 유단백질 용액에 첨가한다.

하나의 실시양태에서 상기 지방은 크림이다.

또 다른 실시양태에서 상기 지방은 유지방이다.

또 다른 실시양태에서 상기 우유는 전유다.

하나의 실시양태에서 상기 방법은 배치 공정(batch method)이다.

또 다른 실시양태에서 상기 방법은 연속 공정이다.

추가의 실시양태에서 상기 방법은 배치 공정과 연속 공정을 결합한 방법이다.

하나의 실시양태에서 방법은 상기 농축 용액을 가열시키는 추가 공정을 실행하여 가공 치즈를 형성하는 공정을 포함한다.

또 다른 실시양태에서 방법은 상기 가열 공정 이전 또는 도중에 치즈 제조 성분과 상기 농축 용액을 결합시키는 공정을 포함한다.

또 다른 실시양태에서 방법은 상기 농축 유단백질 용액을 건조시키는 추가 공정을 포함한다.

방법은 추가로 온수로 상기 건조된 용액을 재수화시키고 혼련하여 치즈를 형성하는 추가 공정을 포함한다.

하나의 실시양태에서 상기 물은 혼련하기 이전에 가열시킨다.

대안적인 실시양태에서 상기 물은 혼련시키는 도중 또는 혼련시킨 이후에 가열한다.

하나의 실시양태에서 상기 물은 30 ℃ 내지 100 ℃로 가열한다.

하나의 실시양태에서 상기 재수화 물은 칼슘을 함유한다.

본 발명은 또한 상기에서 규정한 방법으로 제조된 성분이다.

본 발명의 또 다른 실시양태는 상기에서 규정된 성분으로부터 제조된 치즈이다.

하나의 실시양태에서 치즈는 가공 치즈이다.

또 다른 실시양태에서 가공 치즈는 치즈 스프레드(cheese spread)이다.

또 다른 실시양태에서 본 발명의 방법은 우유을 막 여과시키고 이에 따라 형성된 유단백질 보유액을 회수하는 예비 공정을 포함한다.

하나의 실시양태에서 상기 막 여과는 초여과이다.

또 다른 실시양태에서 상기 초여과는 투석여과를 포함한다.

본 발명은 또한 관련된 부분, 요소 및 특성으로 이루어진다는 것을 넓게 언급할 수 있거나 또는 2개 이상의 부분, 요소 또는 특성으로 모두 결합되며, 개별적으로 또는 집합적으로 명세서의 상세한 설명에 지적하고 있으며, 특수한 정수는 본 발명과 관련된 당업에 공지된 균등물을 갖는 것으로서 언급되며, 상기 공지된 균등물은 마치 개별적으로 설명하는 것처럼 여기서 언급할 것이다.

본 발명은 전술한 것으로 구성되며, 또는 하기에 주어진 실시예만으로의 실시양태로 본다.

본 발명은 다수의 선택적 공정을 포함하는 본 발명의 바람직한 실시양태를 도식적으로 나타낸 흐름표인 도 1를 참조하여 보다 완벽하게 이해할 수 있다.

본 발명의 실행 방법

도 1에 나타나 있는 방법의 설명

탈지유 또는 전유는 신선한 공급물로부터 공급되거나 또는 탈지, 버터유 또는 전유 분말(보유액 분말을 포함함), 또는 이의 결합물로부터 마실 수 있는 용매로 재형성될 수 있다. 마실 수 있는 용매는 물과 우유가 바람직하다. 버터유는 개시 우유 부분을 대체하기 위해 사용될 수 있다.

우유의 지방 함량은 크림 또는 지방의 추출 또는 크림 또는 지방의 혼입 과정을 포함하는, 당업에 공지된 방법에 의해서 조정할 수 있다. 비(非)낙농 지방 또는 식물성 오일이 첨가될 수 있다. 균질화(Homogenisation) 방법은 상기 지방 또는 오일 첨가물을 분산시키기 위해서 사용할 수 있다. 선택적으로 개시 우유는 우유 보유액 또는 유청 보유액으로 강화시킬 수 있다.

제조 우유는 저온살균할 수 있다. 저온살균(pasteurisation)은 당업에 공지되어 있다.

우유를 막 농축 기술을 사용하여 농축시켜 보유액을 제조한다. 투석여과는 초여과와 함께 사용하여 락토스와 미네랄 농도를 기준으로 단백질 농도를 강화시키 는 것이 바람직하다. 초여과와 투석여과는 당업에 공지되어 있는 방법이다. 초여과 또는 투석여과의 실행은 식품 등급의 산 또는 보통의 염을 첨가하여 선택적으로 조정할 수 있다.

바람직한 실시양태에서 최종 보유액의 단백질 대 지방이 아닌 고형물의 비율이 42 % 내지 95 % 이다.

"유단백질 용액(milk protein solution)"이라는 용어는 여기서 유단백질 현탁액을 포함하는 것으로 사용하였다.

선택적으로 초여과 이전 또는 초여과 후에 카제인과 가용성 단백질을 처리하여 이들의 농도를 조절하거나 또는 변형시킬 수 있다. 이온 교환, 크로마토그래피, pH와 온도 처리는 선택된 단백질 또는 단백질 분획물을 제거하거나 또는 감손시키기 위해 사용하는 것이 바람직하다. 선택적으로 단백질이 첨가될 수 있다. 상기 단백질은 낙농 단백질이거나 또는 비(非)낙농 단백질일 수 있다.

선택적으로 초여과 이전 또는 초여과 이후에 카제인과 가용성 단백질을 처리하여 이들의 상호작용을 조절하거나 또는 변형시킬 수 있다. 바람직한 실시양태에서 가용성 단백질은 카제인과 부분적으로 또는 완전히 부착되거나 또는 화학적으로 연결될 수 있다. 상기 처리는 열, 화학(pH 포함), 물리화학적(압력 포함) 또는 효소적 변형을 포함할 수 있다.

보유액을 제조하기 이전 또는 이후에 이온 교환을 사용하여 칼슘과 마그네슘과 같은 2가 양이온을 선택적으로 제거하고, 상기 이온을 나트륨, 칼륨 또는 수소, 또는 이들의 결합물과 같은 1가 양이온으로 대체할 수 있다. 통상적은 소 우유에 서, 칼슘의 농도는 약 30 mM이며, 이것은 총 2가 양이온 함량 중 약 85 %를 나타낸다. 칼슘 함량을 바꾸는 본 발명에 따른 처리 조건은 또한 존재하는 모든 2가 양이온에 대응하는 변화에 영향을 준다.

충분한 2가 양이온을 제거하여 렌넷 또는 유사한 식품 등급의 효소(카파-카제인을 파라-카파-카제인으로 전환시킬 수 있음), 또는 2가 양이온의 존재하에 카제인 용액이 겔이 되도록하는 제제를 첨가함에 따라 커드, 응고물(coagulum) 또는 겔의 형성을 예방한다. 이온 교환은 목적하는 양의 2가 양이온을 제거하기 위해서 사용하는 것이 바람직하다. 선택적으로 최종적으로 목적하는 수준의 2가 양이온은 처리 및 비처리 스트림 부분을 혼련시킴으로써 획득될 수 있다.

2가 양이온 농도를 조정한 이후에, 키모신(렌넷) 또는 유사한 식품 등급의 효소(카파-카제인을 파라-카파 카제인으로 전환시킬 수 있음)를 첨가한다. 렌넷화 용액은 효소가 카파-카제인과 반응할 수 있도록 일정 기간 동안 유지시킬 수 있다. 선택적으로 상기 반응은 상기 용액에 열을 적용시킴으로써 촉진시킬 수 있다. 선택적으로, 카파-카제인 전환 반응 정도는 선택한 전환의 정도에서 종결시킬 수 있다. 반응을 종결시키기 위한 바람직한 방법은 효소를 불활성화시키기 위한 열을 사용하는 것이다. 겔은 반응 기간이 완료되는 시점에는 형성되지 않는다.

여기서 사용되는 "응유 효소(milk clotting enzyme)"라는 표현은 카파-카제인을 파라-카파-카제인으로 전환시킬 수 있는 효소를 나타낸다.

선택적으로 단백질 특성은 시트레이트 및/또는 포스페이트의 1가-양이온성 염을 첨가함으로써 변형시킬 수 있다. 상기 염과 함께 열을 적용시킬 수 있다.

선택적으로 단백질을 변형시키기 위해서 사용되는 제제는 일부분의 가공 스트림에 첨가시킬 수 있다. 비처리 부분은 이후에 처리 부분과 혼련한다.

용액의 pH는 산 또는 염기로서 활성이 있는 제제를 첨가시킴으로써 단백질을 변형시키는 처리 이전 또는 이후에 조정할 수 있다. 선택적으로 상기 용액은 알칼리 처리 공정과 이후의 산 처리 공정 사이의 pH로 순환하거나 또는 반대로 산 처리 공정과 이후의 염기 처리 공정 사이의 pH로 순환한다. pH의 감소는 허가된 식품 등급 산에 허가된 식품 등급 산 또는 용액 중에 가수분해된 전구물질을 직접 첨가하여 수득할 수 있다. 바람직한 식품 등급 산성화제는 락트산이며, 바람직한 락트산 전구물질은 글루코노-델타-락토스(GDL) 또는 무수락트산(락티드)이다. 바람직한 염기는 가성 소다(caustic soda)이다. pH 조정제는 용액에 첨가하기 이전에 희석하는 것이 바람직하다. 온도는 pH를 조정하기 전 또는 후에 조정할 수 있다.

선택적으로 공정 스트림은 공정 중 임의의 편리한 단계에서 균질화시킬 수 있다.

대안적으로 산성화제는 처리될 용액에 산 생성 미생물(스타터 컬처, starter culture)을 첨가하고 존재하는 락토스 부분을 발효시킴으로써 요구되는 산을 제조함으로써 제조할 수 있다. 상기 스타터 컬처는 치즈 제조 분야에 공지되어 있다.

선택적으로 발효 과정과 직접 산 첨가 과정을 결합하여 요구되는 산성화를 달성할 수 있다.

목적하는 pH로 조정된 처리 용액, 또는 발효액을 바람직하게 열 증발 방법을 사용하여 농축하였다. 상기 농축 공정 중에 겔화(즉, 치즈 제조 분야에 알려져 있 는 커드 형성)가 발생하지 않는 것이 본 발명의 중요한 특성이다.

선택적으로 상기 농축액은 가공 치즈 제조기의 성분으로서 직접 사용하거나 또는 치즈 또는 가공 치즈 및 가공 치즈 유사 제품의 제조 성분으로서 사용할 수 있다.

대안적으로 농축 이후에 농축액은 대기 온도에서 상온 유통 제품이 되는 수분 함량으로 건조시킨다. 건조 분말 중의 바람직한 수분 함량은 15 % 이하이다. 바람직한 건조 방법은 분무 건조 방법이다.

선택적으로 분무 건조 이전의 임의의 단계에서 용액을 열처리하여 단백질을 변성시킬 수 있다. 바람직한 열 처리 범위는 5 초 내지 1 시간 동안 60 ℃ 내지 140 ℃이다.

하나의 측면에서 저온 살균 크림, 유지방, 또는 비(非)낙농 지방 또는 식물성 오일을 첨가하여 건조 이전의 방법 중 여러 단계에서 제품의 건물 중 지방 함량(fat-in-dry matter content)을 조정할 수 있다. 혼합물은 지방 또는 오일 공급원을 첨가한 이후에 균질화시키는 것이 바람직하다.

선택적으로 2가 양이온을 함유하는 용액은 건조 공정 도중 또는 건조 공정 이전에 농축액에, 건조 중에 성분의 겔화가 일어나지 않는 조건이 되도록 첨가될 수 있다.

대안적으로 2가 양이온을 함유하는 분말 염은 건조 도중 또는 건조 이후에 분말에 첨가될 수 있다. 선택적으로 지방, 크림, 산성화제 또는 분말 형태의 향미료를 포장 전에 혼련시킬 수 있다.

건조 분말을 즉시 사용하지 않는다면 포장한다. 바람직한 포장은 2년 이상 동안 성분을 안정한 대기 저장소에서 보관할 수 있는 자루 또는 상자 또는 포장 시스템을 포함한다.

분말 치즈 성분은 수화, 열 처리 및 혼합에 의해서 식용 치즈로 전환시킬 수 있다. 용액 중에 분말의 분산을 촉진시키기 위해서 교반할 수 있다. 첨가할 수 있는 선택적인 성분들은 치즈, 유지방, 크림, 비(非)낙농 지방 또는 오일, 탈지유 분말(SMP), 전유 분말, 유단백 농축물(MPC), 카제인염, 총유단백질(TMP^TM), 유청 단백질 농축물(WPC), 식물성 단백질, 히드로콜로이드 또는 폴리사카라이드, 향미료, 색소, 시트르산 및 인산 염, 및 식품 공인 산을 포함한다.

목적한다면 혼합물의 pH를 조정할 수 있다. 가열(제조)하기 이전에 혼합물의 바람직한 최종 pH는 5.0 내지 8.0이다. 목적한다면 제조하기 전에 스타터 컬처를 첨가하고 발효에 의해 산을 생성시킨다. 대안적으로 산을 직접 첨가할 수 있다. 바람직한 산성화제는 락트산, 글루코노-델타-락토스(GDL), 무수락트산(락티드), 시트르산, 아세트산 및 인산이다. 목적한다면 염기를 첨가하여 제조 pH가 되도록 할 수 있다.

혼합물은 열을 적용하여 제조한다. 겔 형성을 위한 바람직한 온도는 30 ℃ 이상이다. 보다 바람직한 온도는 72 ℃ 이상이다. 바람직한 처리 시간은 역으로 처리 온도와 관련이 있으며 30 초 내지 1 시간이다.

선택적으로 칼슘 염을 혼합물을 가열하기 이전에 첨가할 수 있다.

선택적으로 제조 기간 도중에 pH를 5.0 내지 8.0으로 조정할 수 있다.

선택적으로 겔화 혼합물을 냉각시킬 수 있다. 냉각 도중 또는 이후에 상기에서 나열한 것 중에서 열에 민감한 성분을 첨가할 수 있다. 바람직한 냉각 방법은 표면긁기식 열 교환기(scraped surface heat exchanger), 워터재킷 냉각기(water jacket cooling) 및 진공 플래쉬 냉각기(vacuum flash cooling)이다.

선택적으로 치즈 제품은 포장 전에 전단할 수 있다.

선택적으로 향 전구물질(flavour precursor)을 제조 전, 제조 후 또는 포장 전에 첨가할 수 있다. 상기 향 전구물질은 포장 제품 중에서 시간이 경과함에 따라 향이 생기는 생육가능한 미생물(viable organism) 또는 효소를 포함한다.

제조된 혼합물은 포장한다. 포장된 제품은 추가로 저장고에서 냉각될 수 있다. 저장 조건은 제품 중에서 발생되는 향이 생성되고 숙성할 수 있도록 유지시킬 수 있다. 향 생성과 숙성은 치즈 제조 분야에 공지된 방법이다.

치즈 제품은 포장하는 것이 바람직하며, 최종 사용 이전에 차갑게 저장시킨다.

대안적인 실시양태에서, 건조 치즈 성분을 가공 치즈 제조기에 놓고, 가공 치즈 및 가공 치즈 유사 제품의 제조 성분으로서 사용한다.

또 다른 측면에서, 건조 치즈 성분은 과자 제품, 영양바 등의 제조에 사용할 수 있다. 강화된 에멀젼화 및 수화 특성과 고 단백질 함량을 독특하게 결합시키면 용매화용의 제한된 양의 물이 있는 제품에 유리하게 사용할 수 있다.

본 발명의 제조 실시양태의 특수한 실시예는 하기와 같다.

실시예 1: 고 지방 저 칼슘 및 렌넷화 성분의 제조

시판되는 유단백질 농축액(MPC85, ALAPRO^TM 4850) 25 kg 3개 팩을 총 고형물이 9 %가 되도록 50 ℃ 물로 재형성하였다. 재형성 용액을 10 ℃로 냉각하였다. 다음에 냉각된 용액의 pH를 3 % 락트산 용액을 사용하여 5.85로 조정하였다.

이온 교환

냉각되고 pH를 조정한 MPC85 용액을 RHOM & HAAS 이온 교환 수지 SR1LNa 100 L을 함유하는 컬럼에 통과시켜 칼슘 농도를 감소시켰다. 90 % 이상의 칼슘을 제거한 후, (40 % 지방) 크림 196 kg을 이온 교환된 MPC85 용액에 첨가하였다. 혼합물의 칼슘 대 단백질 비율은 3,320 mg/kg(표 1의 분말 기준으로 1300 mg/kg)이다. 상기는 개시 우유에 존재하는 칼슘의 대략 90 %가 제거된 것과 같다.

콜드 렌넷화

혼합물을 차갑게 렌넷화시킨다. Australian Double Strength 렌넷을 칼슘이 감손되고 크림이 강화된 MPC85에 렌넷 대 단백질 비율이 0.25 %로 첨가하고, 반응의 진행을 위해서 12 시간 동안 10 ℃에서 유지시켰다.

건조

렌넷화 혼합물을 총 고형물이 약 40 %가 되도록 증발시키고(50 ℃ 내지 55 ℃), 균질화시킨 다음에 분무 건조하였다.

실시예 2: 렌넷화의 효능(비교)

렌넷화 용액(실시예 1로부터의)을 50 ℃로 가열하고, 반응이 완료될 때 까지 1 시간 동안 유지시킨다. 겔 형성 또는 침전은 일어나지 않는다. 두번째 시료에 염화칼슘 용액을 단백질이 침전될 수 있는 효과적인 양으로 첨가하였다. 온수(50 ℃)에서 침전물을 가열시키면 침전물은 이온 교환된 보유액이 충분한 칼슘과 열이 없어도 치즈 겔을 형성하기에 충분한 렌넷화(실시예 1의 방법으로)가 실행되는 것을 나타내는 스트레치 모짜렐라 형태 밀도(stretchy mozzarella type consistency)가 확실해 진다. 동일한 실험을 비(非)렌넷화 이온 교환된 보유액으로 실행하는 경우에 형성되는 침전물은 미세하고 점착성이 없으며, 겔 유사 조직감을 갖지 않는다.

실시예 3: 핫 렌넷화

배치 공정으로 우유에 렌렛을 처리하는 것이 일반적이지만, 치즈 제조에서 통상적으로 사용하는 고온에서의 효과적인 렌넷화는 렌넷화, 농축 및 목적하는 과정의 건조 단계에 사용하기 위한 연속 공정이 가능할 수 있다.

시판되는 중칼슘 감손된 MPC85 분말(NZMP 4861) 20 부피% 용액(대략 12,800 mg Ca/Kg 분말, 즉 대략 50 % 내지 60 %의 칼슘 제거)은 50 ℃에서 30 분 동안 오버헤드 교반기(overhead stirrer)로 수 중에서 분말을 혼련시킴으로써 재형성시킨다. 용액의 칼슘 대 단백질 비율은 15,100 mg/kg이다.

재형성된 용액 시료를 취하고, 염화 칼슘 용액을 신속하게 효과적인 양으로 첨가하여 단백질을 침전시킨다. 침전물은 즉시 온수(50 ℃)로 세척한다. 세척한 후 침전물의 조직감은 미세하고 점착성이 없으며 겔 유사 구조가 없다.

(50 ℃에서) 용액 잔류물에 Australian Double Strength 렌넷을 렌넷 대 단백질의 비율이 0.25 %가 되도록 첨가하였다.

시료는 처음 2 분 동안 매 15 초 간격으로 취하고, 그 다음에는 30 분 동안 5 분 간격으로 취한다. 각 시료에 염화 칼슘 용액을 충분한 양으로 신속하게 첨가하여 단백질을 침전시키고, 침전물은 즉각 온수(50 ℃)로 세척한다. 세척 후 모든 침전물의 조직감은 단백질이 칼슘의 부재하에서 치즈 유사 응고물을 형성할 수 있는 상태로 렌넷에 의해 신속하게 전환될 수 있는 것을 나타내는 단단한 스트레치 겔 유사 특성(firm stretchy gel-like character)을 갖는다.

상기는 50 ℃ 온도와 적당한 렌넷 농도에서 카제인과의 반응이 신속하며 충분한 칼슘이 제거된다면 완전하게 렌넷화 우유 단백질 용액은 50 ℃ 이상의 온도에서 겔을 형성하지 않는다는 것을 설명한다.

실시예 4: 중칼슘 열 처리 및 렌넷화 성분의 제조

건조 기준으로 85 % 단백질을 함유하는 (약 16 % 고형물의) 탈지유 보유액은 Fonterra Co-Operative Group Limited의 Hautapu site로부터 공급받았다. 상기 보유액은 탈염수를 사용하여 1:1 비율로 희석하였다. 이전에 120 L SR1LNa는 Bronson and Jacobs PTY Ltd., Auckland, New Zealand에서 제공하는 약학 등급 염화 칼륨을 사용하여 칼륨 형태로 전환시킨다. 600 L의 희석된 보유액을 360 L와 240 L 두개 부분으로 나눈다. 보유액의 360 L 배치는 약 5.9 pH가 되도록 시트르산을 사용하여 조정하고, 이온 교환 컬럼을 통과시켜 칼슘을 제거하고 칼륨으로 대 체시킨다. 교환된 용액의 pH는 약 6.8이다. 이온 교환된 보유액 중 120 L는 비이온 교환된 보유액 180 L와 혼련하여 칼슘 대 단백질의 비율이 16,330 mg/kg(표 1에서는 13,500 mg/kg 생성물 기준에 상응함)이고 개시 우유 중의 칼슘 중 약 50 %가 제거되는 양으로 중칼슘 보유액을 생성한다. 상기 보유액은 열 처리하여 유청 단백질을 변성시킨다. 열 처리는 120 ℃에서 대략 4 분 동안이다.

렌넷을 열처리된 용액에 첨가하고, 대략 50 ℃에서 약 30 분이 지난 후에 용액을 고형물이 20 %가 되도록 증발시키고 분무 건조시켜 분말을 제조한다. 상기 용액은 증발 농축 과정 동안에 겔을 형성하지 않는다.

실시예 5: 성분 분말의 저장

실시예 1에서 기술하고 있는 것과 같이 분말 치즈 성분의 시료를 저장고에 넣었다. 성분의 저장 능력은 색상과 퍼옥사이드 수준으로 30 ℃와 40 ℃에서 약 20 주 동안 시험하였다. 백도 지수에서 1 유닛 이상의 차이는 눈으로 식별가능하다는 것이다. 성분은 30 ℃에서 저장하는 경우 색상에 관해서는 안정하지만 40 ℃에서 저장하는 경우에는 안정하지 않았다. 모든 퍼옥사이드 값(PV)은 성분 중 지방이 양호한 품질인 것을 나타내는 센서 검출에 있어서의 한계 이하이다. 이러한 시험으로 성분은 저장할 수 있으며 우유 공급원으로부터 시간과 공간이 떨어진 시장으로 운송이 가능하며 치즈 제조에 사용하는 경우와 사용되는 장소에서 사용할 수 있다는 것을 알 수 있다.

실시예 6: 겔 형성 및 재수화

방법:

1. 고-지방 저 칼슘 렌넷화 성분 330 g(실시예 1과 표 1)을 식품 제조기에 놓고, 끓는물 242 g을 첨가하고 고속으로 교반한다. 놀랍게도, 양호한 치즈-유사 에멀젼이 가공 치즈 용융물과 유사하게 지방 분리없이 신속하게 형성된다.

2. 1 분 후 혼합물을 주형에 붓고 굳을때 까지 방치한다. 상온으로 냉각되면 치즈 유사 겔은 정교하게 베어낼 수 있으며, 가열하는 경우에 모짜렐라 치즈와 유사하게 용융되고 스트리칭된다.

상기는 유용한 치즈 제품은 간단하게 물와 열 만을 추가하여 저 칼슘 렌넷화 유단백질 성분으로부터 제조할 수 있다는 예상하지 못한 사실을 보여준다.

실시예 7: 식품 제조기-타입 혼련기에서 제조되는 무지방, 중칼슘, 렌넷화 열 처리된 성분을 사용하는 비교 제품 시료(칼슘 첨가 없음)

방법:

1. 152 g의 무지방, 중칼슘, 렌넷화 열 처리된 성분(실시예 4, 표 1) 및 178 g AMF를 식품 제조기에 놓고 페이스트가 될 때 까지 잘게 썰었다.

2. 242 g의 끓는물을 첨가하고 고속으로 교반하였다. 이 시점에서 지방이 분리되며 에멀젼이 용이하게 형성되지 않는다.

3. 상기 혼합물을 1 분 동안 가열하기 위해 하이 파워로 설정된 전자 레진에 둔다.

4. 상기 혼합물을 식품 제조기에 다시 보내고 에멀젼이 형성될 때 까지 고속으로 교반한다.

5. 혼합물을 주형에 붓고 굳도록 방치한다.

상온으로 냉각되면 치즈 유사 제품은 가열하는 경우 스트레치가 일어나지 않는 부서지기 쉬운 조직감이 생긴다.

치즈 블럭의 조직 차이에 더하여 상기 치즈는 명확한 그릴링 특성(grilling characteristy)을 나타낸다. 무지방, 중칼슘, 렌넷화 열 처리된 성분(실시예 7)으로 제조된 치즈와 비교해서 고지방, 저칼슘, 렌넷화 성분(실시예 6)으로 제조된 치즈는 용융, 스트레치 및 블리스터 특성이 상이하다.

실시예 6과 실시예 7에서는 다양한 조직감과 용융 특성을 갖는 범위의 치즈 유사 제품을 제품 형성 단계에서 칼슘을 첨가할 필요없이 제조할 수 있다.

실시예 8: 가공 치즈 슬라이스의 제조

저 전단, 투윈 스크류 Blentech CC45 혼합기/제조기(Blentech Corporation, Rohnert Park, CA)에 분쇄된 고 고형물 비숙성 체다(4500 g), 분쇄된 체다 40 % FDM(1350 g), 분쇄된 숙성 체다(800 g), 염화 버터(810 g), 고지방 렌넷화 저칼슘 분말(실시예 1, 표 1)(2350 g), 염(67 g), 구연산 3나트륨(334 g), 인산 2나트륨(83 g), 물(1596 g) 및 소르빈산(11 g)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 시트르산(48 g)을 첨가하기 이전에 5 분 동안 130 rpm에서 열을 적용시키지 않고 혼련하였다. 상기 혼합물을 7 분 동안 스팀을 직접 주입하여 87 ℃로 온도를 올리고 이후 몇 분 동안 혼련하였다. 목적하는 온도에 도달하면 핫 제품을 냉각 테이블상에 용융 덩어리를 슬라이스로 주조하기 이전에 1 분 동안 혼합하였다. 차가워진 제품은 가공 치즈 슬라이스 형태의 조직과 조성물을 갖는다(pH 5.77, 수분 39.9 %).

놀랍게도 칼슘 감손 렌넷화 지방 함유 성분(실시예 1)을 신속하게 수화시키고, 덩어리가 형성되거나 용해되지 않은 입자 없이 에멀젼으로 분산시킨다. 대조적으로 가공 치즈 용융에 사용하는 경우의 종래의 유단백질 농축 분말(보유액 분말)은 수화가 늦거나 불량하며, 분산이 어렵고 덩어리 또는 혼입되지 않는 작은 입자가 있는 제품이 제조되는 경향이 있는 바람직하지 않는 특성이 나타날 수 있다.

실시예 9: 스프레드의 조직감

본 발명의 성분을 사용하여 제조되는 가공 치즈 스프레드의 조직감을 측정하고 표준 MPC70 성분과 칼슘 감손 MPC70을 사용하여 제조되는 대조군과 비교하였다. 조직감은 최종 제품 시료의 탄성 모듈러스(G')를 측정하여 평가하였다. 탄성 모듈러스는 Lee S.K. & Klostermeyer H., Lebensm.-Wiss. U-Technol., 34, 288-292(2001)에 기재된 방법을 사용하여 20 ℃에서 조직 분석기 TA AR2000 레오미터(TA Instruments - Waters LLC, New Castle, USA)를 사용하여 0.1 Hz에서 획득하였다. [탄성 모듈러스는 Ferry(Ferry, J.D., (Ed.), Viscoelastic Properties of Polymers, 3^rd edn. New York. John Wiley & Sons. 1980)에서 상세하게 설명] 겔 안정성 관찰은 제품의 동일한 배치(상이한 포트)에서 상이한 시료를 취해서 중복 측정하였다.

스프레드 시료의 제제화

단백질 농축 분말은 첨가된 지방을 함유하지 않는 탈지유로부터 제조하였다.

대조군 1은 표준 70 % 유단백 농축물(ALAPRO 4700)을 사용하여 제조하였다.

대조군 2는 칼슘 감손 70 % 유단백 농축물을 사용하여 제조하고, 성분 1은 단백질 함량이 70 %인 실시예 1에 따라 제조된 우유 단백질 화합물이며, 성분 2는 성분 2가 실시예 4의 열 처리에 의해서 생성되는 것을 제외하고 성분 1과 유사하다.

단백질 성분 조성물

사용하는 단백질 성분은 표 2에 나타내는 조성물을 갖는다.

스프레드 시료는 표 3의 제제를 사용하여 제조하였다.

스프레드 제조

스프레드는 2 L 용량의 Vorwerk Thermomix TM 21 혼련 제조기(Vorwerk Australia Pty. Ltd., Granville, N.S.W., Australia)를 사용하여 제조하였다.

단백질 성분, 예를 들어 MPC70[70 % 단백질(건물 기준) 유단백 농축 분말(ALAPRO 4700, Fonterra Co-operative Group Limited, Auckland)]을 염 용액[13.28 g 구연산 3나트륨(Jungbunzlauer GmbH, Perhofen, Austria), 3.35 g의 시트르산(Jungbunzlauer GmbH, Perhofen, Austria), 6.0 g의 염화나트륨(Pacific Salt, Christchurch, New Zealand) 및 200 g의 물]에서 수화하였다. 상기 혼합물을 4 ℃에서 밤새 수화하였다.

대두유(AMCO, Goodman Fielder, Auckland, New Zealand)를 온도를 100 ℃로 설정하고 속도를 1로 설정하여 1 분 동안 가열하였다(상기에 의해 오일 온도가 60 ℃가 됨).

수화 MPC70, 락토스 및 잔류하는 물(97.6 g)을 오일에 첨가하였다. 상기 혼합물을 속도를 4(2000 rpm)로 설정하여 7 분 동안 85 ℃의 온도로 설정하여 가공하였다. 매 분의 마지막에 속도를 3 초 동안 "터보(Turbo)"(12,000 rpm)로 설정하여 에멀젼을 완벽하게 혼합할 뿐만 아니라 제조기 벽에 에멀젼이 붙고 연소하는 것을 방지하였다. 핫 에멀젼을 플라스틱 뚜껑이 있는 포트에 붓고, 뒤집은 다음에 4 ℃에 보관하였다. 스프레드의 최종 pH는 5.75 ±0.05이다.

저장된 에멀젼의 조직은 조직 분석기 TA AR2000(TA Instruments-Waters LLC, New Castle, USA)를 사용하여 1 주일 동안 숙성 후 측정하였다. 작은 스트레인 진동 탄성 모듈러스(G' 측정)의 조건은 20 ℃, 0.1 Hz 및 0.005 스트레인이다.

에멀젼 조성물

스프레드는 51.0 % 수분, 31.4 % 지방, 10.0 % 단백질, 5.9 % 락토스 및 기타 잔류물 1.7 %의 명목상의 조성물을 갖는다.

조직감

G'로 측정하는 스프레드 조직감은 표 4에 나타내었다.

본 발명의 성분은 처리하지 않은 대조군과 비교해서 강화된 스프레드 조직감(안정성)을 보여준다.

참고문헌

Claims

농축 유단백 성분(concentrated milk protein ingredient)의 제조 방법으로서,

하기 공정 (a), (b), (c), (d) 및 (e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:

(a) 막 여과 보유액(membrane filtration retentate)인 카파-카제인(kappa-casein) 함유 유단백질 용액을 제조하는 공정;

(b) 응유 효소(milk clotting enzyme)로 처리한 후에 많은 겔이 형성되지 않도록 미리 결정된 수준으로 상기 단백질 용액의 2가 이온 함량을 조정하는 공정;

(c) 용액으로 유지하면서 상기 카파-카제인을 파라 카파-카제인(para kappa-casein)으로 전환시키기에 적당한 반응 조건하에서 식품 등급의 응유 효소를 첨가하는 공정;

(d) 상기 효소를 불활성화시키거나 또는 제거하여 상기 전환을 종결시키는 공정;

(e) 상기 용액을 농축하는 공정.
제 1 항에 있어서,

기타 단백질을 상기 유단백질 용액에 첨가하거나 또는 상기 유단백질 용액 중에 존재하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 기타 단백질을 상기 2가 이온 함량을 조정하기 이전에 상기 유단백질 용액에 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2가 이온은 칼슘 이온인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2가 이온 함량은 식품 등급의 양이온 교환기를 사용하는 양이온 교환에 의해서 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2가 이온 함량은 식품 등급의 1가 양이온 공급원을 첨가하여 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 1가 양이온은 칼륨, 나트륨 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 식품 등급의 효소는 렌넷(rennet)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2가 이온 함량은 탈지유 중의 2가 이온 함량에서 25 % 이상 감소된 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 2가 이온 함량은 탈지유 중의 2가 이온 함량에서 30 % 이상, 40 % 이상, 50 % 이상, 60 % 이상, 70 % 이상, 80 % 이상, 90 % 이상 또는 100 % 이상 감소된 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 카파-카제인은 0 ℃ 내지 70 ℃의 온도 및 4.5 내지 7.5의 pH에서 파라 카파-카제인으로 전환되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 전환 온도는 10 ℃, 20 ℃, 30 ℃, 40 ℃, 50 ℃ 또는 60 ℃인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

지방 또는 식용유(edible oil)를 상기 유단백질 용액에 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 지방은 크림인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 지방은 유지방인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유단백질은 전유로부터 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

배치 공정(batch process)으로 진행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

연속 공정(continuous process)으로 진행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

배치 공정과 연속 공정을 결합하여 진행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 농축 용액을 가열하여 가공 치즈(processed cheese)를 제조하는 추가의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 20 항에 있어서,

상기 가열 공정 이전 또는 이후에 상기 농축 용액과 치즈 제조 성분을 결합시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 농축 유단백질 용액을 건조시키는 추가의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 건조된 용액을 온수로 재수화시키고 혼련하여 치즈를 제조하는 추가의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 물을 혼련하기 이전에 가열하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 물은 혼련 도중 또는 이후에 가열하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 물은 30 ℃ 내지 100 ℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 재수화 물은 칼슘을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 19 항, 제 22 항 및 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조하는 것을 특징으로 하는 성분.
제 28 항에서 규정하는 성분으로부터 제조하는 것을 특징으로 하는 치즈.
제 29 항에 있어서,

가공 치즈인 것을 특징으로 하는 치즈.
제 29 항에 있어서,

치즈 스프레드(cheese spread)인 것을 특징으로 하는 치즈.
제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,

우유를 막 여과시키고, 형성되는 유단백질 보유액을 회수하는 예비 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 32 항에 있어서,

상기 막 여과는 초여과(ultrafiltration)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 33 항에 있어서,

상기 초여과는 투석여과(diafiltration)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.