KR20060105749A - 음료에 적용하기 위한 식물성 스테롤 분산액의 제조 방법 - Google Patents

음료에 적용하기 위한 식물성 스테롤 분산액의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생산 보조제를 사용하는 일이 없이 실질적으로 안정한 분산액의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 분산액은 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료로 이루어지며, 상기 식물성 스테롤은 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀이다. 본 발명은 식물성 스테롤을 수성 재료와 혼합하여 제1 분산액을 형성하는 공정과 상기 제1 분산액을 균질화시켜 입자로 이루어진 제2 분산액을 얻는 공정을 포함하는 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 제1 분산액 및 제2 분산액 중의 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론이다. 필요에 따라, 상기 제조 방법은 균질화 전의 제1 분산액의 가열 공정, 균질화 후의 제2 분산액의 가열 공정, 또는 양자를 가열하는 공정을 포함할 수 있다. 구체적인 실시상태에 있어서, 상기 수성 재료에는 감귤 주스 농축액, 예컨대, 오렌지 주스 농축액 등의 주스 농축액을 비롯한 음료 농축액이 있다. 본 발명의 특징에는, 실질적으로 분산액 중의 분말미를 회피하기 위하여, 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 30 마이크론으로 하는데, 이 범위 내의 소수성의 식물성 스테롤 입자의 대다수는 약 0.2 마이크론 내지 약 10 마이크론이며, 실질적으로 종형 입도분포 곡선을 따른다.
식물성 스테롤, 식물성 스타놀

Description

음료에 적용하기 위한 식물성 스테롤 분산액의 제조 방법 {PROCESS FOR PREPARING PHYTOSTEROL DISPERSIONS FOR APPLICATION IN BEVERAGES}
본 발명은 인간 및 수의학적으로 사용되는 식물성 스테롤을 함유하는 음료 등의 수성 조성물 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 전형적인 음료에는 과일 주스 및 야채 주스가 있다. 기타의 전형적인 음료에는 스포츠 음료, 드링크, 또는 질환 때문에 손실되었던 전해질을 재보충하는 데 사용되는 음료가 있다. 또 다른 전형적인 음료로서는 소프트 드링크 및 콜라 등의 이른바 "식물향" 드링크를 비롯한 탄산 음료 및 그 밖의 천연 및 인공 감미 드링크가 있다.
본 발명자들은 죽상 동맥 경화증, 심혈관 질환의 잠재적인 원인을 예방하는 방법을 연구하여 왔으며, 혈관 내에서 죽상 경화판이 형성되어 심근, 신장, 뇌 및 사지의 혈액 순환을 방해하는 질병에 콜레스테롤이 역할을 한다는 것을 밝혀내었다. 일부 데이터는 관상 동맥 질환의 위험을 2% 감소시킨다는 사실과 10% 감소하면 미국 내에서 연간 약 100,000 명의 사망을 예방한다는 사실을 보여준다. 이미 1953년, 과학 학술지에서는 식물성 스테롤이 포유류의 죽상 경화성 질환을 감소시키는데 효과가 있으며, 인간 혈액의 혈청 콜레스테롤의 감소 및 죽상 경화성 심장 질환이 있는 젊은 환자의 혈청 콜레스테롤의 감소에도 효과가 있다는 사실이 보고되었 다 [Pollak, Circulation 7 , 696-701; 702-706 (1953); Farquhar et al., Circulation, 14 ,77-82 (1956)]. 기타의 과학 학술지에서도 식물성 스테롤 및 스타놀이 사실상 인체 내의 혈청 콜레스테롤의 농도를 낮춘다는 사실을 확립하고 있으나, 물에 대한 용해도가 낮기 때문에, 이들 식물성 스테롤 또는 스타놀을 함유하는 인간에 적합한 제품 및 수의학적으로 사용되는 제품을 제조하는 것은 곤란하였다.
대부분의 경우, 식물성 스테롤 또는 스타놀은 이들의 소수성 특성 때문에 마가린 및 그 밖의 이른바 스프레드 또는 이와 유사한 식료품에 사용되었다. 엘라이 릴리 (Eli Lilly)의 미국 특허 제3,881,005호 및 제4,195,084호는 모두 용해도 증가를 위하여 식물성 스테롤을 분쇄 또는 제분하는 방법을 기재하고 있다. 엘라이 릴리는 한때 톨유로 만든 스테롤 제제를 시판하였고, 후에 혈청 콜레스테롤을 약 9% 저하시키는 대두유로 만든 스테롤 제제를 사이텔린 (Cytellin)이라는 상표로 시판하였다 [Kuccodkar et al., Atherosclerosis, 23: 239-248 (1976)]. 그러나, 이 제품은 소비자에게 널리 수용되지 못하였다.
업계에서는 과즙 함유 제품, 즉 수성계 음료 및 과일 주스 (및 이들 음료 및 제품을 제조하기 위한 농축액)를 함유하는 제품이 사용되고 있으며, 비교적 고도의상업적 성공을 거두었다. 소수성 성분의 밀도는 물과 다르며, 그 결과 제품의 구입 및 소비시에 소수성 성분이 분리되어 표면에 부유하거나 바닥에 가라앉는 수가 있기 때문에, 이들 제품에 소수성 성분을 혼입시키는 것은 업계에 잘 알려져 있는 난제임을 나타낸다. 예를 들면, 표면에 부유하는 소수성 성분은 물보다 밀도가 낮은 소수성 성분을 함유하는 주스 등의 음료에서 발견되는 원치 않는 "부유물"을 생성 하고, 그 결과 용기 전체에 걸쳐 균일하지 않은 제품으로 되는 것이다.
시각적으로 보이는 미적으로 좋지 못한 제품의 분리 현상은 소비자의 수용 여부에 영향을 주기 때문에, 투명하거나 또는 반투명한 용기 (예컨대, 유리 또는 플라스틱)에 포장되는 과즙 함유 제품의 분리 현상은 회피되어야 한다. 사용 전에 용기 중의 과즙 함유 제품을 흔들어주면 잠시 동안 소수성 성분의 분산액을 제공하지만, 소수성 성분은 흔들어준 후에는 다시 분리되기 때문에 이는 잠시 동안의 해결책일 뿐이다. 비타민, 오일, 추출물, 조미료 및 스테롤을 비롯한 소수성, 지용성 또는 친유성 성분은, 과즙 함유 제품에 첨가시, 현탁법이나 분산법에 의하여 이들 성분이 분리되지 않도록 과즙 함유 제품에 혼입시키기 위한 특수한 처리가 필요하다.
선행 기술의 행하였던 시도들은 이러한 곤란성을 극복하기 위하여 전형적으로 균질화법, 캡슐화법 및/또는 안정화제, 검, 유화제 등의 첨가법을 비롯한 몇 가지 방법을 활용하고 있으나, 이들 방법은 제품의 비용을 높이고, 일부의 경우, 감귤 주스, 예컨대 오렌지 주스 등의 표준 제품에 있어서는 불법이다. 소비자들도 역시 라벨, 질감 및 점도의 관점에서 이들 제품이 좋지 않다는 것을 발견할 수 있을 것이다. 안정화제 및 검은 때때로 점도, 즉 과즙 함유 제품에 대한 농도를 높이므로,그 제품의 관능적 인상이 감퇴된다. 그 밖에, 주스 또는 드링크 중에 식물성 스테롤을 분산시키는 것은 음료가 분말 질감을 나타내게 하는 요인이 되므로, 이 역시소비자의 수용성에 부정적인 영향을 미친다.
소비자의 인식 및 수용의 문제 때문에, 일부 주스 음료는 혼탁한 외형을 유 지하여야 하며 용기 또는 글라스 중에 있을 때 주스의 표면에 고리를 형성하지 않도록 하여, 안정한 분산액 중에 들어 있는 소수성 물질을 함유하는 과즙 및/또는 과즙 농축액이 제공할 필요가 있다. 감귤 주스, 예컨대 오렌지 주스 등의 과일 주스 제품 및 기타의 음료 제품에 있어서의 혼탁도에 대한 소비자의 인식 및 수용은, 제품의 냉장 또는 보존 기간 중에, 그리고 소비의 관점에서 제품의 안전성을 요구한다.
티아이넨 (Tiainen) 등의 미국 특허 제6,129,944호는 수용액 중에 미소 결정성의 식물성 스테롤 및 감미제의 균질한 현탁액을 형성함으로써 식물성 스테롤을 함유하는 제품을 제조하는 방법을 기재하고 있다.
벌프슨 (Vulfson) 등의 국제 특허 출원 공개 번호 제WO 00/41491호는 올레오마가린 제품, 드링크, 스프, 소스, 딥, 샐러드 드레싱, 마요네즈, 과자 제품, 빵, 케익, 비스켓, 아침 식사용 시리얼 및 요구르트형 제품 등의 식료품 및 음료에 보조 재료로 사용되는 식물성 스테롤 및 라이코펜 등의 소수성 화합물을 기재하고 있다. 벌프슨 등은 식물성 스테롤 또는 라이코펜을 식료품에 배합하는 경우, 히드록실기 및 카르복실기를 모두 함유하는 식료품은 스테롤 또는 라이코펜의 표면과 상호 작용한다는 이론을 세우고 있다.
문헌은, 미국 특허 제3,085,939호, 제4,195,084호, 제3,881,005호 및 영국 특허 제934,686호에 기재되어 있는 바와 같이, 계면 활성제의 부재하에 그리고 식물성 스테롤을 설탕과 함께 분쇄하는 일이 없이 식물성 스테롤의 양호한 현탁액을 제조하는 방법에 대하여 설명하고 있다. 이와 반대로, 벌프슨 등은 기존의 방법을 사용하는 광범위한 균질화와 상기 발명자들이 "피복 재료"라고 기재하고 있는 소량의 식료품 농축된 수용액에 의하여 스테롤 함량이 약 2 중량% 내지 약 30 중량%인 식물성 스테롤의 현탁액 또는 슬러리를 형성하고 있다.
하라실타 (Haarasilta) 등의 국제 특허 출원 공개 번호 제WO 98/58554호는 식물성 스테롤 분말 및 특히 분말 형태의 과일, 야채 또는 장과(漿果) 식물 등의 기존의 식품 성분을 함유하는, 식품 업계에서 사용되는 프리믹스 (premix)와, 이 프리믹스의 제조 방법을 기재하고 있다. 핀란드 특허 출원 제963904호 및 제932853호에 기재되어 있는 방법 및 장치와 메가트렉스 오이 (Megatrex Oy)의 아트렉스 밀(Atrex mill) 등의 이른바 충격 분쇄 원리에 의하여 작동하는 분쇄기를 사용하여 식물성 스테롤과 장과 과일, 과일 또는 야채 등의 식품 성분을 분쇄하여 이 결과를 얻는다. 상기 발명자들은, 상기 방법에 관한 발명을 식물성 스테롤과 배합한 시리얼에 적용시, 시리얼 곡물의 온도가 그 곡물 대한 기계적 에너지 때문에 증가하고, 이에 따라 분쇄와 관련하여 곡물이 열처리가 제공된다는 사실을 지적하고 있다.
자위스토프스키 (Zawistowski)는 국제 출원 공개 번호 제00/45648호에서 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀을 반유체, 유체 또는 점성 매체 내에 분산 및 현탁시키고, 이와 같이 하여 형성시킨 매체에 충격력에 노출시켜 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀 또는 이들의 혼합물의 미립자를 제조하는 방법을 기재하고 있다. 이 방법은 식물성 스테롤 및/또는 식물성 스타놀을 적합한 반유체, 유체 또는 점성 매체에 분산 또는 현탁시킨 다음, 상기 매체에 충격력을 가하여 미립자를 생성하는 것을 포함하고 있다. 자위스토프스키는 공기 분무 노즐, 압축 공기 노즐, 고전단 믹서 또는 콜로이드 밀을 사용하여, 그러나 좋기로는 마이크로플루이딕사 (Microfluidics Incoorporation, New Ton Massachusetts)로부터 구득이 용이한 미소 유동화기 (microfluidizer)를 사용하여 고전단력을 발생킴으로써 상기 충격력을 생성시키고 있다.
자위스토프스키는 이러한 방법으로 제조된 식물성 스테롤 및/또는 식물성 스타놀은 오일계 전달계 중에서뿐만 아니라 다른 매질 중에서도 "용해도"가 더 높고, 콜라, 주스 또는 식이요법 보조제 및/또는 우유 대용 드링크 등의 음료에 혼입시킬 수 있다는 사실을 관찰하였다.
고테몰러 (Gottemoller)의 국제 특허 출원 공개 번호 제WO 01/37681A1호는 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀을 분쇄하거나 이를 프릴링 (prilling)함으로써 식물성 스테롤 및/또는 식물성 스타놀을 수용성 단백질 및 필요에 따라 유화제와 혼합하여 수성 재료에 첨가하기 전의 분말 제품을 제조하기 위한 방법을 기재하고 있다.
타르 (Tarr) 등의 국제 특허 출원 공개 번호 제WO 94/27451호는 고체 함량이 0.15 중량% 내지 10 중량% (무수물)인 물 및 감귤 펄프로 이루어진 슬러리를 조제한 다음, 이 슬러리를 70℃ 내지 180℃ (158℉ 내지 356℉)로 2 내지 240분간 열처리하고, 상기 슬러리를 1,000 psig 내지 15,000 psig의 압력에서 균질화하고 콜로이드 밀링하여 20,000 sec-1 내지 100,000,000 sec-1의 전단 속도로 고전단 처리를 행함으로써 감귤 과일로부터 음료용 증점제(增粘劑)를 제조하는 방법을 기재하고 있다.
관련 기술 분야에 있어서 적어도 한 가지 문제점을 극복하는 것이 하나의 장점이 될 것이다. 이들 기타의 장점들 중에 적어도 한 가지 장점은, 주로 소수성의 식물성 스테롤과 수성 음료 농축액 등의 수성 재료로 구성되는 실질적으로 안정한 분산액을 제조하는 방법 및 이 방법에 의하여 제조된 제품을 제공하는 본 발명에 의하여 실현되는데, 이들은 모두, 예컨대 점도를 증가시키거나, 이취(異臭) 또는 분말미(粉末味)를 부여하거나, 원하지 않는 성분을 첨가하거나 또는 원하지 않는 외관을 형성하는 일이 없이, 관련 기술 분야의 제조 방법 및 조성물에 관한 한 가지 이상의 제약이나 단점을 실질적으로 제거한다.
본 명세서는 숙련된 기술자들이 그 기재 내용으로부터 부분적으로 알게 되고본 발명의 실시에 의하여 습득할 수 있는 본 발명에 의하여 실현될 수 있는 추가의 특징과 장점을 기재하고 있는데, 상기 숙련된 기술자들은 발명의 상세한 설명 및 특허 청구 범위에 지적되어 있는 방법 및 조성물에 의하여 얻게 되는 본 발명의 목적 및 기타의 장점을 이해하게 될 것이다.
본 발명의 요약
구체적으로 광범위하게 기재되어 있는 바와 같이, 이들 또는 기타의 장점 중에 최소한 한 가지를 달성하기 위하여, 그리고 본 발명의 목적에 따라, 본 발명자들은 주로 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 음료 농축액, 예컨대 주스 농축액 등의 수성 재료로 구성되는 실질적으로 안정한 분산액의 제조 방법을 발견하기에 이르렀는데, 여기서 상기 식물성 스테롤은 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀로부터 선택된다. 달리 지적되지 않는 한, 본 명세서 및 특허 청구 범위에서 사용되는 "식물성 스테롤"이라는 용어에는 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀을 모두 포함시키고자 한다. 상기 제조 방법은 소수성 식물성 스테롤을 수성 재료와 혼합하여 소수성의 식물성 스테롤 입자와 및 수성 재료로 이루어진 제1 분산액을 형성하는 공정을 포함하는데, 상기 제1 분산액 중의 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론이다. 또한, 상기 제조 방법은 상기 제1 분산액을 균질화하여 소수성의 식물성 스테롤 입자와 수성 재료로 이루어진 제2 분산액을 얻는 공정을 포함하는데, 상기 제2 분산액 중에서의 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론이다.
본 발명의 제조 방법과 그 결과 얻은 조성물은 특히 감귤 주스 농축액, 예컨대 오렌지 주스 농축액 등의 주스 농축액의 제조시에 분리 현상을 일으키거나, 향미에 영향을 미치거나 및 질감에 영향을 미치는 일이 없이 수성 재료 중의 식물성 스테롤이 분산되어 있는 안정한 분산액을 얻기 위하여 검 및/또는 유화제를 사용할 필요가 없다.
본 발명에 따른 실질적으로 안정한 분산액은 본 발명에 의하여 제조된 수성 재료 중의 소수성의 식물성 스테롤의 분산액을 포함하는데, 그 결과 상기 분산액에 수회의 가열 및 냉각 주기를 가하고/하거나 이 기간 중의 저장 후에 식물성 스테롤이 최대 약 12개월의 기간에 걸쳐 분리되지 않는 분산액이 생성된다. 감귤 주스 농축액에 사용되는 경우, 식물성 스테롤이 침강(沈降)을 일으키면, 가라앉는 펄프와 함께 침강을 일으키게 되는데, 이는 감귤 주스에 대하여 자연적으로 발생하는 현상이다.
오렌지 주스 등의 감귤 음료에는 두 가지 종류의 펄프가 들어 있다. 그 한 가지는 부유하고, 다른 한 가지는 가라앉는다. 오렌지 주스를 혼탁하게 하는 펄프는 가라앉는 펄프로 이루어지지만, 부유하는 펄프는 주스 및 용기의 표면에 나타난다. 식물성 스테롤은 밀도가 물보다 작고, 그 결과 감귤 음료 농축액 또는 주스 등의 수성 음료의 표층에 부유하게 된다. 적절히 분산되지 않으면, 식물성 스테롤은 감귤 음료의 표층에 백색의 고리를 형성하게 된다. 본 발명의 이점 중의 한 가지는 음료의 표층에 백색의 고리를 형성하는 방식으로 식물성 스테롤을 분리하는 현상을 이르키는 일이 없이 식물성 스테롤과 감귤 음료 농축액 또는 감귤 음료 등의 수성 재료로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액을 제공하는 것을 포함한다. 본 발명자들은 과즙 농축액, 감귤 주스 농축액 또는 오렌지 주스 등의 음료와의 혼합물 형태의 식물성 스테롤을 함유하는 본 발명의 식물성 스테롤은 음료의 표면에 부유하지 않지만, 오히려 음료 중에 분산된 채로 유지될 수 있으며, 음료의 바닥에 가라앉는 펄프의 양을 증가시킨다. 가라앉는 펄프의 증가량은 가라앉는 펄프 중의 식물성 스테롤의 존재를 시사하는 것이다. 어느 경우에도, 본 발명에 따르면, 본 발명에 의하여 조제된 과일 주스, 감귤 음료 농축액 또는 감귤 음료는, 전혀 없는 것은 아니지만, 표면에 부유하는 식물성 스테롤이 실질적으로 없다고 할 수 있다.
새로운 발견은 본 발명의 방법은 균질화 전에 제1 분산액을 가열하는 공정 또는 균질화 후에 제2 분산액을 가열하는 공정을 필요로 하지 않는다는 사실이다. 그러나, 가열은 본 발명의 방법에 의하여 제조된 제품의 저온 살균 및 미생물 오염을 예방하는 데 요망되는 공정이다. 따라서, 본 발명의 방법은 필요에 따라 1회 이상의 가열 공정을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 본 발명의 방법은 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 수성 재료로 이루어진 제1 분산액을 약 43℃ 내지 약 100℃ (약 110℉ 내지 약 212℉)의 온도로 약 1초 내지 약 20초간 가열하여 가열시킨 제1 분산액을 형성하는 가열 공정을 더 포함할 수 있다. 또 다른 실시 상태에 있어서, 상기 필요에 따른 가열 공정은 균질화 공정 후에 수행될 수 있다.
또 하나의 실시 상태에 있어서, 본 발명의 분산액 형성 공정은 균질화 공정 전에 상기 필요에 따라 가열된 제1 분산액을 약 22℃ (약 72℉) 내지 약 71℃ (약 160℉)의 온도로 약 1초 내지 약 12초간 냉각시키는 공정을 더 포함한다.
또 다른 실시 상태에 있어서, 본 발명의 방법은 상이한 압력과 다단계 공정 및 필요에 따라 약 22℃ (약 72℉) 내지 약 71℃ (약 160℉)의 상이한 온도에서 균질화를 수행하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 상태에 있어서, 수성 재료는 과즙 농축액 등의 수성 음료 농축액, 예컨대 오렌지 주스 농축액 등의 감귤 주스 농축액으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은, 식물성 스테롤의 분리를 회피하기 위한 조성물을 제조하기 위한 본 발명의 방법은 점도가 약 100 cps 내지 약 30,000 cps, 또는 약 5,000 cps 내지 약 30,000 cps, 또는 약 6,000 cps 내지 약 18,000 cps인 음료 농축액, 음료, 또는 수성 매질 중의 어느 한 가지의 사용을 필요로 한다는 발견에 관한 것이다. 음료 농축액, 음료 또는 수성 매질이 이들 점도 범위에 속하지 않는 경우, 본 발명의 조성물은 제1 분산액 및 제2 분산액을 형성하기 위하여 본 발명에서 사용되는 제조 공정에 의하여, 또는 점도를 이들 범위에 속하도록 하기 위하여 이 기술 분야에서 사용되는 생산 보조제를 사용하는 기타 임의의 방법에 의하여 제조될 수 있다.
또한, 본 발명은 수성 재료와 소수성의 식물성 스테롤로 이루어진 분산액은 소수성 식물성 스테롤 입자의 입도가 약 0.1 마이크론 내지 약 50 마이크론이거나 또는 이 범위의 대다수의 소수성 식물성 스테롤 입자가 약 0.2 마이크론 내지 약 10 마이크론의 범위에 있게 되거나, 또는 어느 경우에나 이들 입도 분포에 대하여 실질적으로 종형(鐘型) 분포 곡선을 따르는 경우, 분산액에 분말미를 부여하는 선행 기술의 문제점을 극복할 수 있다는 발견에 관한 것이다. 본 명세서 및 특허 청구 범위에 사용되는 "대다수"라는 용어는 50% 이상을 의미한다.
발명의 상세한 설명
따라서, 본 발명은 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 음료 농축액등의 수성 재료로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액을 제조하는 방법에 관한 것인데, 상기 적어도 1종의 소수성 식물 스테롤은 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀로부터 선택되고, 상기 분산액은 첨가된 어떠한 유화제 및 증점제 및 식품 기술 분야에 사용되는 이른바 기타 "생산 보조제," 예컨대 캡슐화 재료를 함유하지 않는다.
본 발명의 또 한 가지 관점은, 식물성 스테롤의 분리 현상을 회피하기 위한 본 발명의 조성물의 제조 방법은 점도가 약 100 cps 내지 약 30,000 cps, 또는 약 5,000 cps 내지 약 30,000 cps, 또는 약 6,000 cps 내지 약 18,000 cps, 또는 약 8,000 cps 내지 약 15,000 cps인 음료 농축액, 음료 또는 수성 매질 중의 어느 한 가지의 사용을 필요로 한다는 발견에 관한 것이다. 본 명세서 및 특허 청구 범위에언급된 점도의 측정 값은 20 rpm의 속도에서 스핀들 #3을 사용하는 브룩필드(Brookfield) 점도계 모델 LVDV-11+를 이용하여 측정하였다. 또한, 음료 농축액, 음료, 또는 수성 매질이 이들 점도 범위에 속하지 않을 경우, 본 발명의 조성물은 제1 분산액 및 제2 분산액을 형성하는 데 사용되는 제조 공정 또는 점도를 이들 범위에 속하도록 하기 위하여 식품 기술 분야에서 사용되는 생산 보조제를 사용하는 기타의 방법에 의하여 제조될 수 있다. 이들 생산 보조제는 본 발명 방법의 개시 전에 상기 조성물에 첨가하여도 좋고, 또는 본 발명 방법의 도중에 상기 조성물에 첨가하여도 좋다
소수성의 식물성 스테롤을 수성 음료 농축액 등의 수성 재료와 혼합하여 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤의 입자 및 수성 재료로 이루어진 제1 분산액 및/또는 제2 분산액을 형성함에 있어서, 상기 제1 분산액 및/또는 상기 제2 분산액 중의 적어도 1종의 소수성 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론, 또는 약 0.1 마이크론 내지 약 50 마이크론, 또는 약 0.1 마이크론 내지 약 30 마이크론, 또는 약 0.1 마이크론 내지 약 10 마이크론이다. 한 가지 실시 상태에 있어서, 입도는 실질적으로 종형 분포 곡선을 따른다. 또 다른 실시 상태에 있어서, 수성 재료, 또는 농축액 또는 음료 중에서의 분말미를 실질적으로 제거하려면, 상기 제1 분산액 및/또는 상기 제2 분산액 중의 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 30 마이크론이어야 하고, 또는 그 경우 대다수의 입자는 전술한 약 0.2 마이크론 내지 약 10 마이크론, 또는 약 0.2 마이크론 내지 약 2.5 마이크론, 또는 약 0.4 마이크론 내지 약 1.5 마이크론, 또는 약 0.3 마이크론 내지 약 0.4 마이크론의 범위 중의 하나이어야 하며, 또 한 가지 실시 상태에 있어서, 입도는 실질적으로 종형 분포 곡선을 따르게 된다. 전술한 입도 및 입도 범위는 전부 약 ±30% 또는 약 ±20%, 또는 약 ±10%로 달라질 수 있다. 전술한 모든 입도 및 입도 범위의 소수성의 식물성 스테롤 입자는 이 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 카길사 (Cargill Co.) 등의 시판 공급원을 통하여 구득할 수 있다.
본 발명의 한 가지 관점은, 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀 중에서 선택되는 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액의 제조 방법에 있어서,
(a) 상기 소수성의 식물성 스테롤을 상기 수성 재료와 혼합하여 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 수성 재료로 이루어진 제1 분산액을 형성하는 공정과,
(b) 상기 가열된 혼합물을 균질화하여 상기 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 상기 수성 재료로 이루어진 제2 분산액을 얻는 공정을 포함하고,
상기 제1 분산액 중의 상기 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론, 또는 상기 제2 분산액 중의 상기 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론, 또는 상기 제1 분산액 및 상기 제2 분산액 양분산액 중의 상기 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론인 것을 특징으로 하는, 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀 중에서 선택되는 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액의 제조 방법을 포함한다.
한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 방법은 균질화 공정 전에 가열된 제1 분산액을 형성하기 위하여 균질화 공정 전에 상기 제1 분산액을 가열하는 공정을 더 포함한다. 또 다른 실시 상태에 있어서, 상기 방법은 필요에 따라 제1 분산액 및 제2 분산액의 두 가지 분산액을 모두 가열하는 공정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 방법의 또 한 가지 관점은, 수성 재료 또는 농축액 또는 음료 중의 분말미를 실질적으로 회피하기 위하여, 전술한 소수성의 식물성 스테롤 또는 식물성 스타놀 입자를 함유하는 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 또는 식물성 스타놀 및 수성 재료로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액 조성물을 제조할 수 있다는 것이다. 수성 재료 또는 농축액, 또는 음료 제품 중의 분말미를 실질적으로 회피하기 위하여 입도 또는 입도 및 입도 분포도를 가진 조성물은 본 발명의 방법,또는 완제품 중의 분말미를 회피하는 입도 또는 입도 및 입도 분포도를 가진 식물성 스테롤 또는 식물성 스타놀 함유되어 있는 한, 식품 기술 분야에서 사용되는 기타의 방법에 의하여 제조될 수 있으며, 본 발명의 방법에 따라 제조되지 않는 경우에는, 식품 기술 분야에서 사용되는 생산 보조제를 필요에 따라 함유할 수도 있다. 이들 생산 보조제는, 수성 재료 또는 농축액 또는 음료 제품을 기준으로 하여, 식물성 스테롤의 약 0.001 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 식물성 스테롤의 약 0.01 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 식물성 스테롤 또는 식물성 스타놀의 약 0.01 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 식물성 스테롤 또는 식물성 스타놀의 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
이른바 "생산 보조제"로서는 캡슐화 보조제, 전분 및 식품 기술 분야에서 사용되는 증점제인 검, 그리고 펙틴, 디메틸화 펙틴 및 식품 기술 분야에서 사용되는 기타의 펙틴 유도체 등을 들 수 있다. 유화제로서는 개질시킨 식용 전분 및 그 밖의 유사한 식용 유화제를 들 수 있고, 검으로서는 아라비아 검, 해초 추출액, 알기네이트, 구아 검 등의 식물 검 또는 종자(種子) 검, 또는 젤라틴 및 잔탄 검, 로커스트 검, 카라기난 등의 동물성 유래 제품을 들 수 있다. 아라비아 검 이외에, 사용되는 기타의 수용성 검으로서는, 안지코 검, 세빌 검, 메스퀴트 검, 세다르 검 및 인디안 검을 들 수 있고, 반면에 수불용성인 검으로서는 트라가칸스, 스테르쿨리아, 호그검, 암라드 검 및 사틴우드 검 또는 체리 검, 소노라 검 또는 사싸 검 등의 물 주위에서 팽윤되는 검 등을 들 수 있다. 본 발명의 관점에 포함되는 그 밖의 검은 사전 (Hackh's Chemical Dictionary, 3d Ed., p.392)에 정의되어 있다.
과학 학술 문헌에는 적어도 44종의 식물성 스테롤이 기재되어 있으며, 본 발명을 실시하는 경우, 숙련된 기술자들은 이들로부터 이용 가능한 식물성 스테롤을 선택할 수 있다. 또한, 본 발명은 이 기술 분야에서 사용되는 일부의 식물성 스테롤의 사용을 포함하고 있다. 이와 관련된 일부의 식물성 스테롤에는 시토스테롤, 캄페스테롤, 스티그마스테롤, 스피노스테롤, 타락사스테롤, 브라시카스테롤, 데스모스테롤, 칼리노스테롤, 포리페라스테롤, 클리오나스테롤 및 에르고스테롤이 있다. 또한, 본 발명에서는 2 성분, 3 성분 및 4 성분 혼합물 등의 식물성 스테롤 혼합물도 역시 사용될 수 있다.
이들 및 기타의 식물성 스테롤의 공급원은 왕겨, 옥수수겨, 옥수수 배아, 밀 배아유, 옥수수유, 홍화씨유, 귀리유, 올리브유, 면실유, 대두유, 땅콩유, 홍차, 녹차, 콜록시아, 케일, 브로콜리, 참깨씨, 세어유, 포도씨유, 평지씨유, 아마씨유, 카놀라유, 톨유 및 그 밖의 목재 펄프로부터 얻은 기름이다.
또한, 식물성 스테롤을 경화시키면 식물성 스타놀을 제조할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 식물성 스테롤은 시토스테롤 등의 각종 식물성 스테롤의 경화 제품으로 기재되어 있으나, 식물성 스테롤을 경화시키지 않고, 관련 기술 분야에서 사용되는 각종 식물로부터 자연적으로 얻을 수도 있다. 그러므로, 식물성 스타놀에 적용되고 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "식물성 스테롤의 경화 제품"이라는 용어에는 합성 식물성 스테롤뿐만 아니라 천연 공급원으로부터 얻은 것도 포함된다. 이와 관련하여, 일부 식물성 스타놀로서는 시토스타놀, 캄페스타놀, 스티그마스타놀, 스피노스타놀, 타락사스타놀, 브라시카스타놀, 데스모스타놀, 칼리노스타놀, 포리페라스타놀, 클리오나스타놀 및 에르고스타놀을 들 수 있다. 역시, 이 기술 분야의 숙련자들은 이용 가능한 것들로부터 임의의 식물성 스타놀을 선택할 수 있다. 본 발명은 2 성분, 3 성분 및 4 성분 혼합물 등의 식물성 스타놀의 혼합물 및 2 성분, 3 성분 및 4 성분 혼합물 등의 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀의 혼합물을 이용한다.
식물성 스테롤 및 식물성 스타놀로서는 관련 기술 분야에서 사용되는 각종의 위치 이성질체형 및 입체 이성질체형, 예컨대 α및 β이성질체와, 작은 측쇄 (탄소 원자 수가 1개 내지 약 4개)를 함유하는 식물성 스테롤 및 식물성 스타놀이 있다. β-시토스테롤 및 β-시토스타놀은 각각 포유류의 혈청 콜레스테롤을 낮추는 데 가장 효율적인 식물성 스테롤 중의 일종 및 가장 효율적인 식물성 스테롤 중의 일종을 포함한다.
본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자를 수성 음료 농축액과 혼합하여 제1 분산액을 형성하기 위한 공정은 약 -10℃ 내지 약 100℃ (약 14℉ 내지 약 212℉), 또는 약 0℃ 내지 약 82℃ (약 32℉ 내지 약 180℉), 또는 약 18℃ 내지 약 64℃ (약 64℉ 내지 약 148℉), 또는 약 24℃ 내지 약 57℃ (약 75℉ 내지 약 135℉)의 온도에서 약 0.1분 내지 약 120분 또는 약 5분 내지 약 60분, 또는 약 15분 내지 약 30분간 수행될 수 있다.
적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 음료 농축액 등의 수성 재료로 이루어진 제1 분산액을 제조하는 데 사용되는 장치에는 고전단 혼합기 [아르데-바린코 (Arde-Barinco) 모델 #CJ-4] 또는 고용량 (예컨대, 약 50 내지 약 300 갤론)의 고전단 혼합기를 포함한다. 제1 분산액을 제조하기 위한 상업용 장치에는 APV (an Invensys Company)에 의하여 제조되고 APV Liquiverter 모델 200 CLV라는 상품명으로 판매되는 "Liquiverter" (상표)가 있다.
도 1은 β-시토스테롤, β-시토스타놀, 캄페스테롤, 캄페스타놀, 스티그마스 테롤, 스피노스테롤, 아베나스테롤 및 브라시카스테롤, 채유 및 톨유로부터 유도된 융점이 약 138℃ 내지 약 141℃인 혼합물을 포함하며, 핀란드의 엠비 멀티 베네 헬스 오이 리미티드(MB Multi Bene Health Oy Ltd.)사로부터 공급받은 식물성 스테롤 총함량이 약 93% 이상인 미분된 식물성 스테롤 시료의 입도 분포도의 예이다.
도 2는 도 1의 미분된 식물성 스테롤의 용적 분포도를 나타낸다.
또 다른 실시 상태에 있어서, 공급되는 적어도 1종의 식물성 스테롤은 약 0.5 내지 약 10 마이크론의 입도로 세분될 수 있다. 도 1은 본 발명의 구체적인 실시 상태에 따라 세분된 식물성 스테롤의 예시적인 입도 분포도를 나타내고 있다. 도 1에 있어서, "DF*Population Diff. Distribution"은 희석율 (DF; dilution factor)에 개체군 미분 분포도를 곱한 것을 말한다. 즉, 각 채널에서의 카운트 수를 시료의 희석 비율로 곱하여 순수 시료의 카운트 수를 산출하였다. 도 2는 본 발명의 한 가지 구체적인 실시 상태에 따라 세분된 식물성 스테롤의 예시적인 용적 분포도를 나타내고 있다. 도 2에 있어서, "Volum-Wt-Diff. Distribution"은 용적 칭량 미분 분포도를 나타낸다, 즉, 입자를 전부 취하여, 이들의 용적을 조사하고, 시료 전체의 용적에 대한 각 입도 채널의 기여도를 측정한다. 미국 특허 제6,129,944호는 도 1 및 2의 식물성 스테롤 조성물의 제조에 사용되는 방법 및 장치를 기재하고 있으나, 식품 산업에서도 역시 이들 조성물을 구성하기 위하여 분무-건조 기법을 사용하고 있다.
도 1에 있어서, 보고된 각 "카운트"의 수치 (세로축의 값) 및 보고된 마이크론 단위의 각 입도에 대한 수치 (가로축의 값)는 약 ±30% 또는 약 ±20% 또는 약 ±10%로 변할 수 있으나, 도 2에 있어서 보고된 각 상대 백분률의 수치 (세로축의 값) 및 보고된 마이크론 단위의 각 입도에 대한 수치 (가로축의 값)는 약 ±30% 또는 약 ±20% 또는 약 ±10%로 변할 수 있다. 도 1 및 도 2의 데이터는 특정의 식물성 스테롤 제품에 관한 것이지만, 이들 데이터에 의하여, 본 명세서에 기재되어 있고, 또한 이 기술 분야에서 사용되는 바와 같이, 본 발명에 따라 사용되는 임의의 식물성 스테롤의 입도 및 입도 분포도가 정의될 수 있다.
적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료로 이루어진 1차 분산액을 형성함에 있어서, 수성 매질과 함께 소수성의 식물성 스테롤에 가해지는 전단 응력 및/또는 전단 속도는 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤의 입자 및 수성 재료로 이루어진 안정한 분산액을 형성하는 데 충분하지만, 제1 분산액은 주스, 음료, 주스 드링크 등의 소비자용 제품에 사용될 수 있도록 하는 데 충분한 장기간의 안정성이 부족하다.
제1 분산액 및 제2 분산액 양자 중의 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤입자의 입도는 실질적으로 이 기술 분야의 숙련자들에게 잘 알려져 있는 종형의 입도 분포 곡선을 따른다.
상기 수성 재료는 물, 물에 첨가하는 화합물과, 물 중의 고체 분산액 또는 물 중의 액체 분산액 또는 액체 중의 물 분산액과 같이 물 중에 용해 및 분산되는 조성물로 이루어질 수 있다. 이는 적어도 1종의 소수성 식물성 스테롤과 혼합하기 전의 본 발명의 수성 재료로서 정의된다. 상기 수성 재료를 용해 또는 분산된 화합물 또는 조성물과 함께 사용하는 경우, 수성 음료 농축액 등의 고체 함량은 수성 재료의 단위 용적 (리터)에 대하여 약 200 g/ℓ 내지 약 1000 g/ℓ, 또는 약 400 g/ℓ 내지 약 900 g/ℓ, 또는 약 600 g/ℓ 내지 약 800 g/ℓ이다. 본 발명의 "수성 재료"에 적용되는 용어인 "고체 함량"에는 본 명세서에 정의된 유액형의 "수성 재료"를 형성할 때 사용되는 물에 첨가되는 임의의 액체도 포함한다.
적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤은 제1 분산액 및/또는 제2 분산액 중에 수성 재료, 농축액, 또는 음료 제품 1ℓ당 약 1 g 내지 약 100 g 또는 약 10 g 내지 60 g, 또는 약 20 g 내지 약 30 g의 양으로 함유될 수 있다. 한 가지 실시 상태에 있어서, 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤은 제1 분산액 및/또는 제2 분산액 중에서 수성 재료, 농축액 또는 음료 제품 1ℓ당 약 15 g 내지 약 30 g의 양으로 함유될 수 있다.
한 가지 실시 상태에 있어서, 본 발명의 방법은 균질화 전에 가열된 제1 분산액을 형성하기 위하여 균질화 공정 전에 상기 제1 분산액을 가열하는 공정을 더 포함할 수 있다. 또 한 가지 실시 상태에 있어서, 본 발명의 방법은 가열된 제2 분산액을 형성하기 위하여 필요에 따라 제2 분산액을 가열하는 공정도 역시 포함할 수 있다. 또 다른 실시 상태에 있어서, 본 발명의 방법은 필요에 따라 제1 분산액 및 제2 분산액의 양분산액을 모두 가열하는 공정을 더 포함할 수 있다.
한 가지 실시 상태에 있어서, 제1 분산액은 필요에 따라 약 18℃ (약 64℉) 내지 약 64℃ (약 148℉)의 온도로 약 0.1분 내지 약 120분간 가열된다. 본 발명의 또 다른 실시 상태에 있어서, 제1 분산액은 필요에 따라 약 110℉ 내지 약 212℉의 온도로 약 1초 내지 약 20초간 가열된다.
또 한 가지 실시 상태에 있어서, 제1 분산액은 필요에 따라 약 49℃ (약 120℉) 내지 약 88℃ (약 190℉)의 온도로 약 1초 내지 약 20초간 가열된다.
본 발명의 또 다른 관점은, 필요에 따라 가열된 제1 분산액은 균질화 전에 약 0℃ 내지 약 100℃ (약 32℉ 내지 약 212℉), 또는 약 13℃ 내지 약 87℃ (약 55℉ 내지 약 189℉), 또는 약 26℃ 내지 약 75℃ (약 78℉ 내지 약 167℉)의 온도로 약 1 초 내지 약 30초, 또는 약 2초 내지 약 10초, 또는 약 5초 내지 약 7초간 냉각되어 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 수성 재료로 이루어진 제2 분산액을 형성한다.
또 하나의 실시 상태에 있어서, 필요에 따라 가열된 제1 분산액은 균질화 전에 약 22℃ (약 72℉) 내지 약 71℃ (약 160℉)의 온도로 약 1초 내지 약 12초간 냉각된다.
본 발명의 또 다른 실시 상태에 있어서, 상기 제2 분산액은 필요에 따라 약 0℃ (약 32℉) 내지 약 100℃ (약 212℉)의 온도로 약 1초 내지 약 20초간 가열되어 가열된 제2 분산액을 형성한다.
또 다른 실시 상태에 있어서, 제2 분산액은 필요에 따라 약 49℃ (약 120℉) 내지 약 88℃ (약 190℉)의 온도로 약 1초 내지 약 20초간 가열되어 가열된 제2 분산액을 형성한다.
또 한 가지 실시 상태에 있어서, 가열된 제2 분산액은 필요에 따라 약 -8℃ 내지 약 32℃ (약 17℉ 내지 약 90℉), 또는 약 2℃ 내지 약 4℃ (약 35℉ 내지 약 40℉)의 온도로 약 1초 내지 약 12초, 또는 약 3초 내지 약 7초간 냉각되어 가열된 제2 분산액을 형성한다.
적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 수성 음료 농축액으로 이루어진 제2 분산액을 형성하기 위한 제1 분산액의 균질화는 상기 분산액을 고압에서 오리피스를 통하여 밀어 넣는 기능을 하는 균질기 (예컨대, APV 모델 APV 1000)에 의하여 수행된다. 균질화는 약 100 psi 내지 약 14,500 psi, 또는 약 500 psi 내지 약 10,000 psi, 또는 약 1,000 psi 내지 약 5,000 psi의 압력에서 수행된다. 한 가지 실시 상태에 있어서, 균질화는 약 2,000 psi 내지 약 5,000 psi의 압력에서 수행된다.
또한, 본 발명은 상이한 압력에서 단일 단계, 또는 1 단계, 2 단계, 3 단계, 4 단계 또는 그 이상의 다단계로 균질화를 행하는 것에 관한 것이다.
고압 및 저압에서의 균질화는, 예컨대 다음의 공정 변수 및 이들의 조합에 따라 수행된다.
고 압 저 압
약 2000 psi 약 300 psi
약 3000 psi 약 400 psi
약 3000 psi 약 500 psi
약 5000 psi 약 1000 psi
약 3400 psi 약 600 psi
순서는 일반적으로 고압 균질화를 우선 수행하고, 그 다음에 저압 균질화를 수행하는 것이지만, 한 가지 실시 상태에 있어서 본 발명의 방법은 1개 이상의 균 질기를 사용하여 상이한 압력 순서로 균질화를 수행하는 것을 포함한다.
각종의 음료 농축액들이 본 발명의 방법에 따른 수성 재료로서 사용될 수 있으나, 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 방법에는 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 및 오렌지 주스 농축액 등의 수성 감귤 주스 농축액으로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액을 제조하는 것이 포함된다.
광범위한 관점에서 보면, 본 발명의 수성 재료는 물과, 영양소, 향미제, 감미제, 이산화탄소 및 기타의 기체와 혼합된 상태의 물과, 이들의 혼합물로 이루어진다. 또 다른 관점에 보면, 상기 수성 재료로서는 과일 주스 농축물 또는 과일향, 예컨대 오렌지, 레몬, 라임, 귤, 만다린귤을 비롯한 감귤 주스, 포도 주스 및 그 밖의 주스 등의 과일 주스와, 또는 아세로라, 포도, 배, 시계풀 열매, 파인애플, 바나나, 사과, 덩굴월귤, 체리, 나무딸기, 복숭아, 서양자두, 건포도, 검은딸기, 월귤열매, 딸기, 미라벨, 수박, 당밀, 캔탈로프, 망고, 파파야 등의 과일향 농축액과, 콜라, 차, 커피, 초콜렛, 바닐라, 아몬드, 야채 주스로부터 유도되는 향미 및 토마토, 양배추, 셀러리, 오이, 시금치, 당근, 상추, 물냉이, 민들레, 대황, 사탕무, 코코나, 구아바, 한 구오 (han guo) 향미 등의 식물향과 이들의 2 성분, 3 성분 및 4 성분 혼합물 등의 이들의 혼합물이 있다.
또한, 본 발명의 수성 재료는 전형적인 스포츠 음료 농축액과 질환으로 인한 체액 손실을 치료하는 데 사용되는 음료의 농축액을 포함할 수 있는데, 이들은 물의 첨가를 요하는 제품인가 또는 물과의 혼합물 상태인가의 여부에 관계없이 수크로스 시럽, 글루코스-푸룩토스 시럽, 시트르산, 시트르산나트륨, 모노 인산칼륨 및 칼륨염과, 손실된 전해질을 재충전하기 위한 기타의 물질을 함유한다.
본 발명의 농축액은 물로 희석하여 주스 또는 드링크를 구성할 수 있다. 예를 들면, 농축액이 당분 또는 당분 혼합물을 함유하는 경우, 약 2°Brix 내지 약 20°Brix, 또는 약 6°Brix 내지 약 16°Brix, 또는 약 11°Brix 내지 약 13°Brix 정도까지 물로 희석될 수 있다. 본 발명을 따라 사용되는 당분에는 일반적으로 푸룩토스, 수크로스, 글루코스 등등의 탄수화물 물질과 문헌 (McMurry, Organic Chemistry, Third Edition, pp. 916-950, Hawley's Condensed Chemical Dictionary, Twelfth Edition, p. 1100, 및 Hackh's Chemical Dictionary, Third Edition, pp. 815-817)에 기재되어 있는 그 밖의 당분을 들 수 있다. 2 성분, 3 성분, 또는 4 성분의 당분 혼합물도 사용될 수 있다.
적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액을 제조하기 위한 방법은, 비타민 C, 비타민 B6 및/또는 비타민 B12, 엽산 등의 적어도 1종의 수용성 비타민 및/또는 비타민 A, 베타 카로틴, 비타민 B, 예컨대, 비타민 D, 비타민 E 및 비타민 K 등의 적어도 1종의 지용성 비타민을 상기 실질적으로 안정한 분산액 및 이들의 혼합물, 예컨대 이들의 2 성분, 3 성분 및 4 성분 혼합물에 첨가하는 공정도 역시 포함할 수 있다. 상기 비타민 또는 비타민들은 본 발명의 실질적으로 안정한 분산액의 제조 전, 도중 또는 후에, 예컨대 제1 분산액의 제조 공정 또는 제2 분산액의 제조 공정, 또는 이들 양공정에 첨가된다. 비타민 B 및 E 등의 비타민의 첨가는 단위 투여량당 각 비타민에 대하여 약 1 % 내지 약 100%, 또는 약 5 내지 약 30% 또는 약 15 내지 약 20%의 RDA를 얻 도록 변화한다.
이하의 실시예들은 본 발명을 예증하는 것이다.
실시예 1:
다음의 성분들을 배합하여 후속되는 제1 분산액을 형성하기 위한 처리 전에 소수성의 식물성 스테롤과 수성 재료로 이루어진 기본 혼합물을 제공하였다.
다음의 성분들을 얻기 위한 조성을 배합하였다.
기본 성분
목표 용적 2.2 갤론
물 2,079.4 그램
오렌지 농축액 7,837.0 그램
오렌지향 119.6 그램
오렌지유 6.3 그램
식물성 스테롤 198.1 그램
합계 10,240.8 그램
완제품 성분
목표 용적 4.4 갤론
물 13,262.9 그램
기본 성분 4,178.3 그램
기본 사양 최적치 최소치 최대치
가용성 고체% 49.7 49.4 50.5
굴절계 °Brix 49.8 49.5 50.6
%산 w/w(시트르산) 2.8 2.5 3.1
°Brix/산 비율 17.5 15.7 19.8
친유성의 식물성 스테롤 및 수성 재료인 오렌지 주스 농축액으로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액의 농도는 48.9°Brix (굴절계 Brix, 산에 대하여 보정하였음)이었다.
상기 혼합물을 아르데-바린코(Arde-Barinco) 모델 번호 CJ-4의 고전단 혼합기를 사용하여 7000 rpm으로 약 15분간 혼합시켜서, 평균 입도가 약 10 마이크론, 입도 분포도가 약 0.5 마이크론 내지 약 30 마이크론 및 최대 입도가 약 30 마이크론인 제1 분산액을 생성시켰다.
상기 제1 분산액을 에이피브이 호모나이저 그룹 [APV Homonizer Group (an Invensys Company)]의 APV 균질기, 모델 APV 1000 중에서 2500 psi, 이어서 500 psi로 균질화하여 제2 분산액을 생성시켰다.
상기 제2 분산액은 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료인 오렌지 주스 농축액으로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액으로 조성되어 있었다. 이 실질적으로 안정한 분산액에 물을 첨가하여 12.0°Brix의 오렌지 주스 제품을 제조하였다. 상기 제품은 다음의 사양으로 제조되었다.
기본 사양 최적치 최소치 최대치
가용성 고체% 12.0 11.9 12.2
굴절계 °Brix 11.9 11.8 12.1
%산 w/w(시트르산) 0.67 0.65 0.69
°Brix/산 비율 18.0 17.3 18.8
실시예 2:
다음의 성분들을 배합하여 후속되는 제1 분산액을 형성하기 위한 처리 전에 소수성의 식물성 스테롤과 수성 재료로 이루어진 기본 혼합물을 제공하였다.
다음의 성분들을 얻기 위한 조성을 배합하였다.
기본 성분
목표 용적 0.8 갤론
물 180.2 그램
오렌지 농축액 3,363.0 그램1
오렌지향 53.1 그램
오렌지 오일 2.7 그램
식물성 스테롤 76.7 그램2
합계 3,675.5 그램
1. 굴절계 °Brix, 65 (산에 대하여 보정하였음); 산, 3.71 % (중량/중량).
2. ADM 09/2001, 입도가 약 0.5 마이크론 내지 약 30 마이크론인 베타시토스테롤, 베타시토스타놀, 캄페스테롤, 캄페스타놀, 스티그마스테롤, 스피노스테롤, 아베나스테롤 또는 브라시카스테롤을 주성분으로 하는 조성물.
완제품 성분
목표 용적 4.8 갤론
물 4.1 갤론
기본 성분 0.8 갤론
기본 사양 최적치 최소치 최대치
가용성 고체% 61.6 61.1 62.4
굴절계 °Brix 61.6 60.7 62.0
%산 w/w(시트르산) 3.4 3.1 3.7
°Brix/산 비율 18.0 16.4 20.0
친유성의 식물성 스테롤 및 수성 재료인 오렌지 주스 농축액으로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액의 농도는 61.2°Brix (굴절계 Brix, 산에 대하여 보정)이었다.
상기 혼합물을 아르데-바린코 모델 #CJ-4의 고전단 혼합기를 사용하여 7000 rpm으로 약 15분간 교반시키고, 82.0℃ (180℉)로 8초간 가열한 다음, 약 43.3℃ 내지 60℃ (약 110℉ 내지 140℉)로 5초간 냉각시켜서, 평균 입도가 약 10 마이크론, 입도 분포도가 약 0.5 마이크론 내지 약 30 마이크론, 최대 입도가 약 30 마이크론인 제1 분산액을 생성시켰다.
상기 제1 분산액을 에이피브이 호모나이저 그룹의 APV 균질기, 모델 APV 1000으로 60℃ (140℉)에서 3400 psi, 이어서 600 psi로 균질화하여 제2 분산액을 생성시켰다.
상기 제2 분산액은 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료인 오렌지 주스 농축액으로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액으로 조성되어 있었다. 이 실질적으로 안정한 분산액에 물을 첨가하여 12.0°Brix의 오렌지 주스 제품을 제조하였다.
제품은 다음의 사양으로 제조되었다.
기본 사양 최적치 최소치 최대치
가용성 고체% 12.0 11.9 12.2
굴절계 °Brix 11.9 11.8 12.1
%산 w/w(시트르산) 0.67 0.65 0.69
°Brix/산 비율 18.0 17.3 18.8
실시예 3:
다음의 성분들을 배합하여 후속되는 제1 분산액을 형성하기 위한 처리 전에 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료로 이루어진 기본 혼합물을 제공하였다.
다음의 성분들을 얻기 위한 상기 조성을 배합하였다.
기본 성분
목표 용적 2,000.0 갤론
물 4,158.8 파운드
오렌지 농축액 15,674.0 파운드
오렌지향 239.2 파운드
오렌지유 12.7 파운드
식물성 스테롤 396.2 파운드
합계 20,480.9 파운드
완제품 성분
목표 용적 1,000 갤론
물 6,631.5 파운드
기본 성분 2,089.1 파운드
기본 사양 최적치 최소치 최대치
가용성 고체% 49.7 49.4 50.5
굴절계 °Brix 49.8 49.5 50.6
%산 w/w(시트르산) 2.8 2.5 3.1
°Brix/산 비율 17.5 15.7 19.8
친유성 식물성 스테롤 및 수성 물질인 오렌지 주스 농축액으로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액의 농도는 50.1°Brix (굴절계 Brix, 산에 대하여 보정하였음)이다.
식물성 스테롤 또는 스타놀을 첨가하기 전에, 상기 혼합물을 2200 갤론 배치 탱크 중에서 일정하게 진탕하면서 혼합하였다. 이어서, 상기 분산액을 200 갤론의 노만 머시너리사 (Norman Machinery Co.)의 모델 DS 200의 고전단 혼합기를 통하여 압축하고, 1/2 인치 망사 스크린을 통하여 식물성 스테롤을 조금씩 고전단 혼합기에 첨가하여 평균 입도가 약 10 마이크론, 입도 분포도가 약 0.5 마이크론 내지 약 30 마이크론, 최대 입도가 약 30 마이크론인 제1 분산액을 생성시켰다.
상기 제1 분산액을 분당 30 갤론으로 APV 균질기 중에서 2500 psi, 이어서500 psi에서 균질화시켜 제2 분산액을 생성하였다. 이 제2 분산액을 72.7℃ (163℉)로 8초간 가열하고, 약 2℃ 내지 약 4℃ (약 35℉ 내지 약 40℉)로 약 5초간 냉 각시켰다.
상기 제2 분산액은 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료인 오렌지 주스 농축액으로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액으로 조성되어 있었다. 이 실질적으로 안정한 분산액에 물을 첨가하여 12.0°Brix의 오렌지 주스 제품을 제조하였다.
제품은 다음의 사양으로 제조되었다.
기본 사양 최적치 최소치 최대치
가용성 고체% 12.0 11.9 12.2
굴절계 °Brix 11.9 11.8 12.1
%산 w/w(시트르산) 0.67 0.65 0.69
°Brix/산 비율 18.0 17.3 18.8
본 명세서 전체에 걸쳐 기재되어 있는 바와 같이 본 발명을 설명하는 각종 수치 범위에는 본 명세서에 기재된 하한 및 상한 범위의 조합과, 상기 하한 범위 또는 상한 범위를 증대 또는 감소시키게 되는 단일 실험 수치 범위 및 기타의 단일 실험수치 범위, 그 중에서도 특히 °Brix, 상기 화합물 및 조성물간의 비율, 입도, 입도 분포도, 백분율 편차 범위 등의 범위와, 이들 범위에 의하여 포괄되는 전체 수치 및 또는 비율 수치 및 이들 범위에 포괄되는 범위를 비롯한 화합물 및 조성물의 시간, 온도, 압력, 농도의 범위가 포함된다. 본 명세서의 범위에 기재되어 있는각 개별 수치 및 수치 범위에 적용되는 "약"이라는 용어는 이들 수치에 있어서의 약간의 편차를 의미한다. 예를 들면, °Brix로 나타내는 농도 값은 ±2%일 수 있고, 초로 나타내는 시간 값은 ±1초일 수 있으며, 분으로 나타내는 시간 값은 ±1 분일 수 있고, ℃ 또는 ℉로 나타내는 온도 값은 ±2%일 수 있으며, psi로 나타내 는 압력 값은 ±10%일 수 있고, 마이크론으로 나타내는 입도 값은 ±5%이루 있으며, g/ℓ로 나타내는 고체 함량은 ±2%일 수 있고, cps로 나타내는 점도 값은 ±10%일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어인 "실질적" 및 "실질적으로"는 전부특정된 또는 거의 또는 대부분 특정된 것을 의미하며, 특히 이들 용어 (즉, "약," "실질적," 또는 " 실질적으로")는 이 기술 분야의 숙련자들이 숙지하고 있는 바와 같다. 발명의 상세한 설명에 기재되어 있는 미국 특허 또는 기타의 특허와 그 밖의 인쇄된 간행물에 대한 참조 문헌들은 이들 참조 문헌이 인용하고 있는 참고 문헌들과 함께 본 명세서에 전부 포함된다. 달리 지적하지 않는 한, 백분률로 표시하는 모든 양은 중량%이다.
본 발명의 원리, 각종 실시 상태 및 조작법은 전술한 발명의 상세한 설명에기재되어 있다. 그러나, 본 발명에서 보호받고자 하는 발명, 즉 특허 청구된 발명은, 이 분야에 숙련된 기술자들에 의하여 본 발명의 정신을 벗어나는 일이 없이 행할 수 있는 여러 가지 변경 및 변화를 포함하는 것으로 해석된다.

Claims (21)

  1. 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액을 제조하는 방법에 있어서,
    - 상기 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤을 상기 수성 재료와 혼합하여 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 수성 재료로 이루어진 제1 분산액을 형성하는 공정과,
    - 상기 제1 분산액을 균질화하여 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 수성 재료로 이루어진 제2 분산액을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 제1 분산액 중의 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론이고, 상기 제2 분산액 중의 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론이며, 상기 제1 분산액 및 상기 제2 분산액 양분산액 중의 상기 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론인 것을 특징으로 하는,적어도 1종의 소수성의 스테롤 및 수성 재료로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 분산액 중의 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 50 마이크론, 좋기로는 약 0.1 마이크론 내지 약 30 마이크론, 더욱 좋기로는 약 0.1 마이크론 내지 약 10 마이크론이 고, 상기 제2 분산액 중의 적어도 1종의 소수성 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 50 마이크론, 좋기로는 약 0.1 마이크론 내지 약 30 마이크론, 더 좋기로는 약 0.1 마이크론 내지 약 10 마이크론이며, 또는 제1 및 제2 분산액 중 적어도 어느 한쪽 분산액 중의 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤의 입자 의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 50 마이크론, 좋기로는 약 0.1 마이크론 내지 약 30 마이크론, 더 좋기로는 약 0.1 마이크론 내지 약 10 마이크론인 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 적어도 1종의 소수성 식물성 스테롤 입자 크기 범위의 대다수가 약 0.2 마이크론 내지 약 10 마이크론, 좋기로는 약 0.2 마이크론 내지 약 2.5 마이크론, 더 좋기로는 약 0.4 마이크론 내지 약 1.5 마이크론, 더 더욱 좋기로는 약 0.3 마이크론 내지 약 0.4 마이크론인 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤은 시토스테롤, 캄페스테롤, 스티그마스테롤, 스피노스테롤, 타락사스테롤, 브라시카스테롤, 데스모스테롤, 칼리노스테롤, 포리페라스테롤, 클리오나스테롤 및 에르고스테롤 중에서 선택되는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤은 식물성 스테롤의 경화 제품 중에서 선택되는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 적어도 1종의 소수성의 식물성 스타놀은 시토스타놀, 캄페스타놀, 스티그마스타놀, 스피노스타놀, 타락사스타놀, 브라시카스타놀, 데스모스타놀, 칼리노스타놀, 포리페라스타놀, 클리오나스타놀 및 에르고스타놀 중에서 선택되는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 수성 재료는 여기에 용해 또는 분산되는 고체 물질을 포함하고, 상기 수성 재료의 고체 함량은 이 수성 재료 1ℓ당 약 200 내지 약 1000 g, 좋기로는 약 400 내지 약 900 g, 더 좋기로는 약 600 내지 약 800 g인 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 분산액 중의 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤은 수성 재료 1ℓ당 약 1 내지 약 100 g, 좋기로는 약 10 내지 약 60 g, 더 좋기로는 약 15 내지 약 30 g의 양으로 존재하는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 균질화는 약 100 psi 내지 약 14,500 psi, 좋기로는 약 500 psi 내지 약 10,000 psi, 더 좋기로는 약 1,000 psi 내지 약 5,000 psi, 더 더욱 좋기로는 약 2,000 psi 내지 약 5,000 psi의 압력에서 수행되는 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 균질화는 상이한 압력에서 다단계, 예컨대 약 2000 psi 내지 약 5000 psi의 압력에서 제1 균질화를 수행한 다음, 약 300 psi 내지 약 1000 psi의 압력에서 제2 균질화를 수행하는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 수성 재료는 적어도 1종의 과즙 농축액을 포함하는 것인 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 수성 물질은 적어도 1종의 감귤 주스 농축액을 포함하는 것인 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 물을 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 상기 과일 주스 또는 상기 감귤 주스 농축액으로 이루어진 제2 분산액에 첨가하여 수성 음료 혼합물을 얻는 것인 방법.
  14. 제13항에 있어서, 수성 음료 혼합물은 농도가 약 11°Brix 내지 약 13 °Brix인 것인 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 적어도 1종의 감귤 주스 농축액은 오렌지 주스 농축액인 것인 방법.
  16. 제1항에 있어서, 실질적으로 안정한 분산액은 점도가 약 100 cps 내지 약 30,000 cps, 좋기로는 약 5,000 cps 내지 약 30,000 cps, 더 좋기로는 약 6,000 cps 내지 약 18,000 cps, 더 더욱 좋기로는 약 8,000 cps 내지 약 15,000 cps인 것 인 방법.
  17. 제1항에 있어서, 실질적으로 안정한 분산액의 제조 전, 도중 또는 후에 적어도 1종의 비타민을 더 첨가하는 것을 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 적어도 1종의 비타민은 수용성 비타민 및 지용성 비타민 중에서 선택되는 것인 방법.
  19. 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 및 수성 재료로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액을 제조하는 방법에 있어서,
    - 상기 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤을 상기 수성 재료와 혼합하여 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 수성 재료로 이루어진 제1 분산액을 형성하는 공정과,
    - 상기 제1 분산액을 균질화하여 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자 및 수성 재료로 이루어진 제2 분산액을 형성하는 공정과,
    - 적어도 1종의 소수성의 식물성 입자와 수성 재료로 이루어진 상기 제2 분산액을 가열하여 가열된 제2 분산액을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 제1 분산액 중의 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론이고, 상기 제2 분산액 중의 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론이 며, 상기 제1 분산액 및 상기 제2 분산액 양분산액 중의 상기 소수성 식물성 스테롤 입자의 입도는 약 0.1 마이크론 내지 약 100 마이크론인 것을 특징으로 하는, 적어도 1종의 소수성 식물성 스테롤 및 수성 재료로 이루어진 실질적으로 안정한 분산액의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 적어도 1종의 소수성의 식물성 스테롤 입자로 이루어진 제2 분산액은 약 32℉ 내지 약 212℉의 온도로 약 1초 내지 약 20초간, 좋기로는 약 120℉ 내지 약 190℉의 온도로 약 1초 내지 약 20초간 가열되는 것인 방법.
  21. 제19항에 있어서, 가열된 제2 분산액은 약 17℉ 내지 약 90 ℉의 온도 범위로 약 1초 내지 약 12초간, 좋기로는 약 35℉ 내지 약 40℉의 온도 범위로 약 3초 내지 약 7초간 냉각되는 것인 방법.
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