KR20070114044A - 식이섬유가 식품 조성물에 도움이 되기 위한 안정한 전분 - Google Patents

식이섬유가 식품 조성물에 도움이 되기 위한 안정한 전분 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변형 전분을 사용하여, 가혹한 조건에서 가공된 식품 조성물의 식이섬유 함량을 증가시키는 것에 관한 것이다. 특정 변형 전분을 사용하여, 실질적으로 식이섬유를 보유한 채 식품 제형이 가혹한 조건에서 가공될 수 있다. 또한, 그러한 변형 전분은, 통상적으로 다른 식이섬유원의 추가와 관련된 식품 조성물의 조직상 또는 관능적 특성에 대한 부정적인 영향이 없는 식이섬유를 제공한다.
식이섬유, 전분, 식품 조성물

Description

식이섬유가 식품 조성물에 도움이 되기 위한 안정한 전분 {STABLE STARCHES FOR CONTRIBUTING DIETARY FIBER TO FOOD COMPOSITIONS}
본 발명은 변형 전분을 사용하여, 식품 조성물, 특히 압축된 식품 조성물, 튀긴 식품, 및 발효된 유제품의 식이섬유 함량을 증가시키는 것에 관한 것이다.
식이섬유는 많은 식이에서 결핍된 주요 성분의 하나이다. 오늘날 이러한 식이섬유의 결핍의 원인은 다수 소비자들이 식이섬유를 맛이 없는 것으로 생각하기 때문이다. 다수 소비자들이 더욱 맛없는 것으로 여기는 저항성 전분 (RS)은 불행하게도 가혹한 가공 조건에서 고 식이섬유 함량을 보유할 수 없어, 이론적으로 예상되는 것보다 더 적은 식이섬유를 함유하게 된다. 대다수의 식품은, 푸딩 및 요거트를 포함하는 고습윤 식품 제형의 균질화, 및 70℃ 이상의 온도에서 추가적 저온살균, 연장된 기간 동안 121℃에서 레토르트 살균, 및/또는 스낵 및 아침용 시리얼을 포함하는 저습윤 식품의 압출성형과 같은 가혹한 가공 조건의 대상이 된다. 대다수의 일반적인 식품 조성물을 생산하는데 가혹한 가공이 이용되기 때문에, 가혹한 가공은 가공된 식품 조성물 중 식이섬유의 선택 및 사용에 주요 장애로 인식 되고 있다.
식이섬유 총함량을 높게 유지하기 위해, 섬유의 대체원이 사용되거나, 가공 손실의 원인이 되는 저항성 전분의 양을 증가시켰다. 불행히도, 섬유의 대체원은 종종 높은 섬유 저항성 전분에서 인정되는 것과 동일한 건강상 이점을 제공하지 못하거나, 최종 제품의 기능적 특성에 부정적 영향을 끼치거나, 가공 조건의 유의성 있는 변화를 필요로 한다. 또한, 다량의 저항성 전분의 사용은 식품의 관능적 특성에 유익하지 못할 수 있다.
놀랍게도, 특정 변형 전분을 사용하여, 식품 조성물이 가혹한 조건에서도 실질적으로 식이섬유 양을 보유할 수 있음을 발견하였다. 또한, 일부 변형 전분은 식품 조성물의 관능적 특성을 향상시킬 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 당해 분야에서 RS4로 알려진 형태의 변형 저항성 전분을 사용하여, 가공된 식품 조성물의 식이섬유 함량을 증가시키는 것에 관한 것이다. 특정 변형 전분을 사용하여, 식품 조성물이 가혹한 가공 조건에서 가공되면서도, RS4에 의해 식이섬유의 실질적 양을 보유할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "변형"은 산/열 및 알칼리/열 덱스트린화로 이루어진 군으로부터 선택된 덱스트린화; 및 프로필렌옥사이드/포스포러스 옥시클로라이드 (PO/ POCl3), 프로필렌옥사이드/소듐 트리메타포스페이트 (PO/STMP), 프로필렌옥사이드/소듐 트리메타포스페이트/소듐 트리폴리포스페이트 (PO/STMP/STPP), 무수 아디프 아세트산 (Ad/Ac), 산 전환/프로필렌옥사이드 (H+/PO), 프로필렌옥사이드 (PO), 무수 아세트산 (AA), 무수 부티르산 (BA), 및 무수 프로피온산 (PA), 및 무수 숙신산 (SA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 시약을 사용한 화학적 변형을 포함하는 당해 분야에서 공지된 방법의 사용을 의미한다.
본 명세서에서 사용된, 과립화는 젤라틴화 또는 임의의 화학적 또는 물리적 방법에 의해 분산화되지 않는 것을 의미하는 것으로 의도된다. 과립 전분은 편광하 복굴절(Maltese cross)에서 현미경으로 측정될 수 있다. 또한 과립 전분은 그 젤라틴화 온도 이하에서 매우 수불용성이다.
본 명세서에서 사용된, 비-과립 전분은 그 젤라틴화 온도 이하에서 용이하게 수용해성으로(CWS) 처리되거나 가공된 것과 같이, 더이상 과립이 아닌 것이다. 일부 전분은 가공되어 용해성이 된 후에, 역행하여 젤라틴화 온도 이하에서 더 이상 수용해성이 아닌 입자 (결정)를 형성할 수 있으나, 이 역시 비-과립이다.
본 명세서에서 사용된, 식이섬유는 용해성 및 비용해성 식이섬유 모두를 의미하며, Association of Analytical Chemists (AOAC) Method 2001.03에 의해 정량적으로 측정된다 (Determination of Total Dietary Fiber in Selected Foods Containing Resistant Maltodextrin by Enzymatic-Gravimetric Method and Liquid Chromatography: Collaborative Study, D.T. Gordon & K. Okuma, J. AOAC, 2002, 85, 435-444).
압출과 관련하여 본 명세서에서 사용된, "가혹한 가공 조건에 적합한 것"은 적어도 130 Wh/kg의 특정 역학 에너지 (SME) 및 적어도 160℃의 제품 온도 (PT)를 가지는 조건을 의미한다.
본 명세서에서 사용된, "가혹한 가공 조건"은 고온 및/또는 고압 및/또는 고전단가공을 의미하고, 이에 제한되는 것은 아니나, 압출, 균질화, 저온살균, 초-고온 (UHT) 포장, 튀김, 및 통조림화 (레토르트 살균)를 포함하며, 한 구현예에서 100℃보다 고온 및/또는 1 기압 (101.325 kPa) 보다 고압을 의미하는 것으로 의도된다.
본 발명은 변형 전분을 사용하여, 가공된 식품 조성물의 식이섬유 함량을 증가시키는 것에 관한 것이다. 특정 변형 전분을 사용하여, 식품 조성물이 가혹한 가공 조건에서 가공되면서도, 식이섬유의 실질적 양을 보유할 수 있다. 또한, 그러한 변형 전분은, 통상적으로 다른 식이섬유원의 추가와 관련된 식품 조성물의 조직상 또는 관능적 특성에 대한 부정적인 영향이 없는 식이섬유를 제공한다.
본 명세서에서 사용된, 전분은 모든 전분, 밀가루, 탄 옥수수(grit); 및 덩이줄기 곡물, 콩류 및 씨앗으로부터 유래된 물질을 포함하는 기타 전분; 또는 다른 천연 원료를 포함하는 것으로 의도되며, 이들 중 임의의 것이 본 명세서에 사용하기에 적합하다. 본 명세서에서 사용된, 천연 전분은 천연에서 발견된 것 중의 하 나이다. 또한, 교잡육종, 전좌, 역위, 형질전환, 또는 통상 유전자 변형 식품 (GMO)으로 언급되는 변이체를 포함하는 유전자 또는 염색체 공학의 다른 방법을 포함하는 표준 육종 기술에 의해 수득된 식물로부터 유래된 전분이 적합하다. 또한, 공지된 표준 돌연변이 육종 방법에 의해 생산될 수 있는, 상기 유전적 조성물의 인공적 돌연변이 및 변이체로부터 성장한 식물로부터 유래된 전분이 본 발명에 적합하다.
전분의 전형적인 원료는 곡물, 덩이줄기, 뿌리, 콩류 및 과일이다. 천연 원료는 옥수수 (maize), 완두콩, 감자, 고구마, 바나나, 보리, 밀, 쌀, 귀리, 사고(sago), 아마란스, 타피오카 (cassava), 칡(arrowroot), 칸나, 및 사탕수수뿐 아니라 그의 찰성(waxy) 또는 고 아밀로스 변이체일 수 있다. 본 명세서에서 사용된, 용어 "찰성(waxy)" 또는 "저 아밀로스"는 아밀로스 중량당 약 10% 이하, 특히 약 5% 이하, 가장 특히 약 2% 이하의 전분을 포함하는 것을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 사용된, 용어 "고 아밀로스"는 아밀로스 중량당 적어도 약 40%, 특히 적어도 약 70%, 가장 특히 적어도 약 80%의 전분을 포함한다. 본 명세서에서 구현된 발명은 아밀로스 함량과 무관하게 모든 전분과 관련되며, 천연, 일반적으로 하이브리드 육종으로부터 변화되거나 수득된 것을 포함하는 모든 전분 원료를 포함하는 것으로 의도된다. 한 구현예에서, 전분은 고 아밀로스 전분이다.
본 발명의 전분은, 산/열 및 알칼리/열 덱스트린화로 이루어진 군으로부터 선택된 덱스트린화; 및/또는 프로필렌옥사이드/포스포러스 옥시클로라이드 (PO/ POCl3), 프로필렌옥사이드/소듐 트리메타포스페이트 (PO/STMP), 프로필렌옥사이드/소듐 트리메타포스페이트/소듐 트리폴리포스페이트 (PO/STMP/STPP), 무수 아디프 아세트산 (Ad/Ac), 산 전환/프로필렌옥사이드 (H+/PO), 프로필렌옥사이드 (PO), 무수 아세트산 (AA), 무수 부티르산 (BA), 및 무수 프로피온산 (PA), 및 무수 숙신산 (SA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 시약을 사용한 화학적 변형을 포함하는 당해 분야에서 공지된 방법을 사용하여 변형된다. 한 구현예에서, 본 발명의 전분은 산/열 덱스트린화; 및/또는 프로필렌옥사이드/포스포러스 옥시클로라이드 (PO/ POCl3), 무수 아디프 아세트산 (Ad/Ac), 산 전환/프로필렌옥사이드 (H+/PO), 프로필렌옥사이드 (PO), 무수 아세트산 (AA), 무수 부티르산 (BA), 및 무수 프로피온산 (PA), 및 무수 숙신산 (SA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 시약을 사용한 화학적 변형을 사용하여 변형된다. 다른 구현예에서, 본 발명의 전분은 프로필렌옥사이드을 사용하여 변형된다. 그러한 변형은 당해 분야에서 공지되어 있으며, 예를 들어, 문헌 [Modified Starches : Properties and Uses, Ed. Wurzburg, CRC Press, Inc., Florida (1986)]에 기재되어 있다. 변형량은 원하는 특성에 따라 달라질 수 있으나, 실질적 식이섬유는 보유한다. 전분은 TDF 증가 이외에도 조직상 또는 기능적 특성에 영향을 미치는 다른 시약을 이용하여 변형될 수 있다.
본 발명의 전분은 당해 분야에서 공지된 기술을 사용한 변형 전, 후에 젤라틴화될 수 있다. 상기 기술은 예를 들어, 미국 특허 4,465,702, 5,037,929, 5,131,953, 및 5,149,799에 개시되어 있다. 또한, Chapter XXII- "Production and Use of Pregelatinized Starch", Starch: Chemistry and Technology, Vol. III- Industrial Aspects, R.L. Whistler and E.F. Paschall, Editors, Academic Press, New York 1967를 참조하라. 바람직하게는 변형은 과립 또는 비-과립 (젤라틴화) 상태에서 수행되는 것으로 당해 분야의 당업자에게 이해된다.
전분은 당해 분야에서 공지된 임의의 방법에 의해 정제되어, 전분에서 향미, 색감, 또는 전분 고유의 또는 가공 중에 형성된 다른 비바람직한 성분을 제거하거나, 미생물 오염물을 살균하여 식품 안정성을 확보한다. 전분 처리에 적절한 가공 공정은 유럽 특허 554 818 (Kasica et al.)에 나타난 대응 특허에 개시되어 있다. 또한, 알칼리 세척 공정이 유용하며, 미국 특허 4,477,480 (Seidel) 및 5,187,272 (Bertalan et al.)에 나타난 대응 특허에 기재되어 있다. 전분은 단백질의 효소적 제거에 의해 정제될 수 있다. 전분을 분리하고 농축하기 위해 투석, 여과, 원심분리 또는 당해 분야에서 공지된 다른 방법에 의해 반응 불순물 및 부산물이 제거될 수 있다.
그 결과 생성된 전분은 그 의도된 사용 목적에 따라 원하는 pH로 조절된다. 통상, pH는 약 3.0 내지 약 6.0로 조절된다. 한 구현예에서, pH는 당 분야에서 공지된 방법에 따라 3.5 내지 약 4.5로 조절된다.
전분은 당해 분야에서 공지된 방법, 특히 여과, 또는 분사 건조, 냉동 건조, 섬광 건조 또는 대기 건조를 포함하는 건조에 의해, 회수될 수 있다. 대체적으로, 전분은 액상(수성) 형태로 사용될 수 있다.
그 결과 생성된 전분은 가공 전에, 원하는 양으로, 또는 원하는 식이섬유 함 량을 제공하기에 바람직한 양으로 임의의 식품 제형에 첨가된다. 상기 임의의 식품 제형에 첨가되거나 사용되는 식이섬유 양으로 기능적 관점에서 수용가능한 양을 최대 한도로 결정할 수 있다. 즉, 일반적으로 사용되는 전분의 양은 식품 조성물의 관능적 평가에서 수용가능하거나, 수요자에 의해 생리적으로 수용될 수 있다. 한 구현예에서, 본 발명의 전분은, 식품 제형의 중량에 대해 약 1 내지 50%, 및 다른 구현예에서 약 15 내지 25%의 양으로 사용된다.
한 구현예에서, 생성된 전분은 통상적인 제형의 섬유의 적어도 일부분을 대신한다. 다른 구현예에서, 생성된 전분은 통상적인 제형의 전분의 적어도 일부분을 대신한다. 전분은 다른 전분에서와 동일한 방법으로 제형에 추가될 수 있으며, 한 구현예에서, 전분을 직접 제형에 혼합하거나 용액 또는 분산 형태로 추가하여 전분이 추가될 수 있다.
그 후, 제형을 당 분야에서 공지된 가혹한 가공법으로 가공시켜 식품을 생산한다. 그러한 가공법은 이에 제한되는 것은 아니나, 압출성형, 균질화, 저온살균, 초-고온 (UHT) 포장, 튀김, 및 통조림화를 포함한다. 이들 가공은 당 분야에서 공지된 적절한 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 한 구현예에서, 식품 제형은 100℃보다 고온 및/또는 1 기압보다 고압(101.325 kPa)에 노출된다.
당해 분야에서 공지된 가혹한 공정 파라미터에 적절한 장치 및 매질을 사용하여, 식품 제형의 압출 성형이 수행될 수 있다. 상기 공정 파라미터의 다수 조합이 존재하기 때문에, 예컨대, 제품 습도, 나사(screw) 고안 및 속도, 주입(feed) 속도, 통(barrel) 온도, 다이(die) 고안, 공식 및 길이/직경 (L/d) 비율, 특정 역 학 에너지 (SME) 및 제품 온도 (PT)가 압출의 공정 파라미터를 표시하기 위해서 사용되어 왔다. 한 구현예에서, 식품 제형은 적어도 130 Wh/kg의 SME, 및 적어도 160℃의 PT, 및 다른 구현예에서 적어도 약 160 Wh/kg의 SME 및 적어도 190℃의 PT에 노출된다. 다른 구현예에서, 식품 제형은 500 이하의 SME 및 220℃ 이하의 PT에 노출된다.
가혹한 가공 조건에 노출됨에 따라, 생성된 식품 조성물은 가공-전 건조 혼합 제형의 적어도 70% (w/w)의 총 식이섬유 함량을 가지며, 한 구현예에서, 가공-전 건조 혼합 제형의 적어도 80%, 다른 구현예에서 적어도 85%, 및 더욱 다른 구현예에서, 적어도 95%(w/w)의 총 식이섬유 함량을 가진다. 그 결과 생성된 가공된 식품 조성물은 이에 제한되는 것은 아니나, 쿠키, 비스킷, 시리얼, 스낵, 파스타, 유제품 (예컨대 푸딩, 요거트 (배양 및 저온살균), 아이스크림 및 산패유), 레트로트 살균제품 (예컨대, 육즙, 소스 및 조미료, 냉동 및 냉장 식품, 수프 및 수프 혼합물), 가공된 유제 육류 (예컨대, 칠면조 롤)뿐 아니라 동물 식품을 포함하는 다양한 식품, 및 고 섬유 함량이 바람직한 임의의 압축되거나 가혹하게 가공된 기타 제품을 포함한다.
또한, 변형 전분 없이 동일한 방법에 의해 생산된 동일한 조성물과 비교하여 겉보기 밀도가 동일하거나 감소된다는 점에서, 변형 전분을 포함하는 압축된 조성물은 개선된 관능적 특성을 가질 수 있다. 따라서, 다른 형태의 섬유가 많은 식품 조성물에 비해, 상기 식품 조성물은 더 가벼운 조성을 가질 수 있다. 다르게 말해서, 전분은 고 TDF 값 및 기능적 잇점 모두를 제공하는 식품을 형성할 수 있다. 한 구현예에서, 변형 전분을 포함하는 조성물의 겉보기 밀도는 변형 전분이 없는 조성물 보다 크지 않으며, 다른 구현예에서, 변형 전분을 포함하는 조성물의 겉보기 밀도는 변형 전분이 없는 조성물보다 적어도 5% 적다.
한 구현예에서, 프로필렌옥사이드로 안정화된 전분의 경우, 생성된 전분은 100℃ 이하의 온도, 다른 구현예에서는 80℃ 이하, 및 또 다른 구현예에서는 65℃ 이하의 온도에서, 용이하게 조리될 수 있다.
일부 구현예에서, 전분은 조리 후 저점도에서 중등의 고점도를 보이고, 개선된 동결-해동 안정성을 가지며, 또는 지방 대체물로 사용되어, 독특한 미감을 제공하는 윤활 특성의 장점을 가진다.
그 결과 생성된 식품 조성물은 제형화되어 원하는 총 식이섬유 함량을 달성할 수 있다. 한 구현예에서, 조성물은 제형화되어, 변형 전분 없이 동일 조건에서 가공된 동일한 조성물에 비해, 총 식이섬유 함량이 2 내지 50 중량%, 다른 구현예에서 2 내지 35 중량%로, 또 다른 구현예에서 3-15 중량%, 및 보다 다른 구현예에서 3 내지 10중량% 증가한다. 또 다른 구현예에서, 조성물은 제형화되어, 변형 전분 없이 동일 조건에서 가공된 동일한 조성물에 비해, 조성물의 총 식이섬유 함량이 적어도 2% (w/w) 이상, 다른 구현예에서, 적어도 10% (w/w) 이상, 또 다른 구현예에서, 적어도 15% (w/w) 이상, 보다 다른 구현예에서, 적어도 35% (w/w) 이상, 및 또 다른 구현예에서 적어도 50% (w/w) 이상이다.
식품 조성물은 추가로 적어도 하나의 다른 섭취가능한 성분을 포함할 것이다. 그러한 성분으로는 식품, 음료 및 약품에서 통상 사용되는 것이 포함되며, 물 도 포함된다.
본 발명의 변형 전분을 사용하여 제조된 조성물은 임의의 동물에게 (섭취되어) 사료로 제공될 수 있고, 한 구현예에서 포유동물에게, 다른 구현예에서 인간에게 섭취될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 혈당 및 인슐린 반응의 경감, 혈장 트리글리세리드 및 콜레스테롤의 감소, 단쇄 지방산의 증가, 유산균 및 비피더스균과 같은 생균 박테리아의 증식 및/또는 활성 증가를 위한 프리바이오틱(prebiotic)으로서의 작용, 포만감의 증가, 및 칼슘과 같은 미량 영양소 흡수의 증가에 의해, 그러한 조성물은 식이섬유 및/또는 저항성 전분을 포함하는 다른 식품 조성물과 동일 또는 유사한 방식으로 동물의 건강에 기여할 수 있다.
추가적 구현예:
하기 구현예는 본 발명을 보다 예시하고 설명하기 위해 존재하는 것으로, 어떤 형태로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
1. 다음 단계를 포함하는 높은 총 식이섬유 함량을 유지하는 방법:
산/열 및/또는 알칼리/열 덱스트린화, 및/또는 화학적 변형으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법에 의해 변형된 변형 전분을 포함하는 식품 제형을 가혹한 조건에서 가공하는 단계; 및
그 결과 가공된 식품 조성물을 수득하는 단계를 포함하며,
상기 화학적 변형은 프로필렌옥사이드/포스포러스 옥시클로라이드 (PO/ POCl3), 프로필렌옥사이드/소듐 트리메타포스페이트 (PO/STMP), 프로필렌옥사이드/소듐 트리메타포스페이트/소듐 트리폴리포스페이트 (PO/STMP/STPP), 무수 아디프 아세트산 (Ad/Ac), 산 전환/프로필렌옥사이드 (H+/PO), 프로필렌옥사이드 (PO), 무수 아세트산 (AA), 무수 부티르산 (BA), 및 무수 프로피온산 (PA), 무수 숙신산 (SA) 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 시약을 사용하여 이루어지는 방법.
2. 구현예 1에 따른 방법에 있어서, 상기 가공은 보통 내지 가혹한 조건에서의 압출 성형인 방법.
3. 구현예 1 또는 2에 따른 방법에 있어서, 상기 전분은 산/열 덱스트린화; 및/또는 프로필렌옥사이드/포스포러스 옥시클로라이드 (PO/ POCl3), 무수 아디프 아세트산 (Ad/Ac), 산 전환/프로필렌옥사이드 (H+/PO), 프로필렌옥사이드 (PO), 무수 아세트산 (AA), 무수 부티르산 (BA), 및 무수 프로피온산 (PA), 및 무수 숙신산 (SA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 시약을 사용한 화학적 변형에 의해 변형되는 방법.
4. 구현예 3에 따른 방법에 있어서, 상기 전분은 프로필렌옥사이드를 사용하여 변형되는 방법.
5. 구현예 3에 따른 방법에 있어서, 상기 전분은 산/열 덱스트린화에 의해 변형되는 방법.
6. 구현예 1에 따른 방법에 있어서, 상기 식품 제형은 약 100℃보다 고온 및 /또는 약 1 기압보다 고압(101.325 kPa) 조건에서 가공되는 방법.
7. 구현예 6에 따른 방법에 있어서, 상기 식품 제형은 균질화, 저온살균, 초-고온 (UHT) 포장, 및 레토르트 살균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 공정에 의해 가공되는 방법.
8. 구현예 2에 따른 방법에 있어서, 상기 식품 제형은 적어도 130 Wh/kg의 SME 및 적어도 160℃의 PT에서 압출성형되는 방법.
9. 구현예 8에 따른 방법에 있어서, 상기 식품 제형은 적어도 160 Wh/kg의 SME 및 적어도 190℃의 PT에서 압출성형되는 방법.
10. 구현예 1 또는 2에 따른 방법에 있어서, 상기 가공된 식품 조성물은 가공-전 식품 제형의 적어도 70% (w/w)를 보유하는 방법.
11. 구현예 10에 따른 방법에 있어서, 상기 가공된 식품 조성물은 가공-전 식품 제형의 적어도 85% (w/w)를 보유하는 방법.
12. 구현예 11에 따른 방법에 있어서, 상기 가공된 식품 조성물은 가공-전 식품 제형의 적어도 95% (w/w)를 보유하는 방법.
13. 구현예 2에 따른 방법에 있어서, 상기 압출성형된 식품 조성물은 변형 전분 없이 압출성형된 식품 조성물보다 크지 않은 겉보기 밀도를 가지는 방법.
14. 구현예 13에 따른 방법에 있어서, 상기 압출성형된 식품 조성물은 변형 전분 없이 압출성형된 식품 조성물보다 적어도 5% 적은 겉보기 밀도를 가지는 방법.
15. 구현예 1 또는 2에 따른 방법에 있어서, 상기 가공된 식품 조성물은 변 형 전분 없이 압출성형된 식품 조성물보다 2 내지 50% (w/w) 큰 총 식이섬유 함량을 가지는 방법.
16. 구현예 15에 따른 방법에 있어서, 상기 가공된 식품 조성물은 변형 전분 없이 압출성형된 식품 조성물보다 2 내지 35% (w/w) 큰 총 식이섬유 함량을 가지는 방법.
17. 구현예 16에 따른 방법에 있어서, 상기 가공된 식품 조성물은 변형 전분 없이 압출성형된 식품 조성물보다 3 내지 15% (w/w) 큰 총 식이섬유 함량을 가지는 방법.
18. 구현예 16에 따른 방법에 있어서, 상기 가공된 식품 조성물은 변형 전분 없이 압출성형된 식품 조성물보다 3 내지 10% (w/w) 큰 총 식이섬유 함량을 가지는 방법.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 보다 예시하고 설명하기 위해 존재하는 것으로, 어떤 형태로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에서 사용된 모든 비율은 중량/중량 기준이다.
하기 시험 과정은 실시예를 통해 수행되었다.
식이섬유 - 식이섬유는 분석 화학자 협회 (AOAC) 방법 2001.03에 의해 정량적으로 측정되었다 ("Determination of Total Dietary Fiber in Selected Foods Containing Resistant Maltodextrin by Enzymatic-Gravimetric Method and Liquid Chromatography: Collaborative Study", D.T. Gordon & K. Okuma, J. AOAC, Vol. 85, pp. 435-444 (2002)).
하기 제품이 실시예에 사용되었다 (표 1)-
시료 번호 기초 전분 변형의 예
화학 특성 1 화학 특성 2 물리적 특성
종류 농도 (%) 종류 농도 (%)
1 찰옥수수 Na na na na na
2 찰옥수수 프로필렌 옥사이드 7 1) POCl3 0.013 2) na
3 찰옥수수 프로필렌 옥사이드 7 1) POCl3 0.013 2) 드럼 건조
4 타피오카 Na na na na na
5 타피오카 H2SO4 3 2) 프로필렌 옥사이드 5.6 1) na
6 타피오카 H2SO4 3 2) 프로필렌 옥사이드 5.6 1) 분산 & 분사 건조
7 타피오카 카나리 덱스트린 ~ 95% 용해도 na na na
8 타피오카 용액 안정 덱스트린 ~90% 용해도 na na na
9 마치종 옥수수(Dent Corn) Na na na na na
10 마치종 옥수수 STMP/STPP 0.39 3) na na na
11 하이론(Hylon) VII Na na na na na
12 하이론 VII STMP/STPP 0.35 3) na na na
13 하이론 VII 프로필렌 옥사이드 10 1) na na na
14 하이론 VII 아세틸 7.25 1) na na na
15 찰옥수수 프로필렌 옥사이드 6 1) H3PO4 1 2) 커플드 제트- 조리 & 분사 건조
16 찰옥수수 H2SO4 2 2) na na 커플드 제트- 조리 & 분사 건조
17 찰옥수수 프로필렌 옥사이드 5.6 1) H2SO4 2 2) 커플드 제트- 조리 & 분사 건조
1) 결합 PO 또는 아세틸
2) 처리 농도
3) 결합 P
하기 건조 방법이 본 실시예에서 사용되었다.
분사 건조 - 분사 건조는 2개의 플루이드 노즐이 장착된 Niro 분사 건조기 상에서 수행되었다. 전분은 수중 20-30% (w/w) 고체로 슬러리화 하고, 3000-35000 psi의 주입 속도로 노즐에 직접 주입하였다. 노즐에서, 상기 슬러리를 120-180psi의 증기로 접촉하게끔 하였다. 슬러리 고체, 펌프 속도, 노즐의 길이, 증기압, 및 노즐의 뒤쪽 앞력(back pressure)을 조절하여 원하는 정도의 전분 젤라틴화가 이루어지도록 하였다.
드럼 건조 - 전분을 35-40% 고체로 슬러리화 하고 회전 롤러에 주입하였다. 롤러를 6-10 rpm으로 회전시키고, 110-160 psig에서 110-140℃의 증기로 가열하였다. 칼날로 조리된 전분 시트를 드럼에서 제거하고, 연마 후, 체질하여 최종 전분 분말을 형성하였다.
커플드 제트( coupled jet )-조리 및 분사-건조를 미국 특허 5,131,953에 기재된 것과 같이 수행하였다. 본 공정은 20-30% 고체 및 저 증기압에서 행해졌다. 전분 슬러리를 80-90℃ 조리 온도로 가열하였다. 조리 챔버에 대한 증기압 및 분사 건조기에 대한 라인압은 100 psi였다.
실시예 1 - 화학적으로 변형된 전분의 제조
a) 변형된 프로필렌 옥사이드 ( PO ) - 4 g의 고체 수산화나트륨을 23℃에서 750 g의 수돗물에 용해시키고, 완전히 용해될 때까지 혼합하였다. 그 후, 50 g 의 황산나트륨을 물에 가하고 용해될 때까지 혼합하였다. 그리고 나서, 교반 중인 액상 혼합물에 신속하게 전분을 가하고 균일하게 될 때까지 혼합하였다. 다양한 농도의 프로필렌 옥사이드를 전분 슬러리에 가하고, 1 내지 2 분간 혼합하였다. 그 후, 슬러리를 2L 플라스틱병에 옮기고 밀봉시켰다. 병과 내용물을 40℃로 예비가열된 혼합 캐비닛 세트에 두고 18 시간 동안 흔들었다. 반응이 완료된 다음, 슬러리를 묽은 황산을 사용하여 pH 3으로 맞춘 후, 30 분간 혼합하였다. 그 후, pH를 묽은 수산화나트륨 용액을 사용하여 5.5 및 6.0으로 조절하였다. 여과로 전분을 회수하고 전분 덩어리를 물로 (3 x 250 ml) 세척한 후, 항온항습기(bench top)에 펼쳐놓고 대기 건조시켰다.
b) 변형된 프로필렌 옥사이드 / 포스포러스 옥시클로라이드 ( PO / POCl 3 ) - 전분을 25% 황산나트륨 용액에 가하여 40% (w/w) 슬러리를 얻었다. 슬러리 온도를 40℃로 증가시키고, pH를 11-11.5로 조절 후, 화학 변형 시약으로 통상 8-15% 프로필렌 옥사이드를 가하였다. 반응을 18시간동안 수행하였다. 이어서, 슬러리를 실온으로 냉각시키고, 적절한 양의 교차결합 시약, 통상 0.0001 - 0.1% 포스포러스 옥시클로라이드를 가하였다. 반응을 실온에서 30분간 수행한 후, pH를 적당한 산을 사용하여 중성으로 맞추었다. 전분을 여과, 세척한 후, 대기 건조로 회수하였다.
c) 변형된 무수 아세트산 ( AA ) - 전체 500 g의 전분을 2L 플라스틱 비커에 넣고 수돗물로 슬로러화 시켰다. 비커에 3% 수산화나트륨 용액을 자동적으로 추가 하는 pH 모니터 및 기계식 교반기를 장착하여, 미리 정해진 설정치를 유지하도록 하였다. pH 조절기를 8.0로 맞추고 슬러리를 약 7.8의 pH로 조절하였다. 양호한 교반과 함께 pH를 8.0로 유지하면서, 적하 장치(dropping funnel)를 15 g 무수 아세트산으로 채우고, 대략 1 시간에 걸쳐 전체가 채워지도록 설정하였다. 무수물 추가가 완료된 후, 반응을 추가로 5 분간 동일 pH에서 유지하였다. 그 후, 슬러리를 Whatman #1 paper로 여과하고 3 x 500 ml 수돗물로 세척하였다. 그 결과 생성된 덩어리를 대기 건조시켜 15% 미만의 습기를 갖도록 한 후, 회수하여 전분 아세테이트를 수득하였다.
d) 카나리 ( Canary ) 덱스트린의 제조 (시료 7) - 오일-자켓(jacketed), 리본-형태 블렌더 (일반적인 덱스트린화기(dextrinizer))를 40% 고형 슬러리 중 pH 4.5 및 4 내지 6% 수분 함량을 가진 타피오카 전분 100 부(part)로 채웠다. 40% 고형 슬러리 중 pH 3.2가 얻어질 때까지, 1N 염산 용액을 혼합된 전분 베드에 분무하였다. 오일 자켓을 가열하여 2 내지 4 시간동안 185℃의 전분 베드 온도를 얻었다. 최대 전분 온도를 추가로 6 시간동안 일정하게 유지하여 카나리(canary) 덱스트린을 수득하였다.
e) 용액 안정 덱스트린의 제조 (시료 8) - 액상 베드 반응장치를 20% 고체에서 7.4% 수분 함량 및 pH 4.5를 가진 타피오카 전분 100부로 채웠다. 전분을 실질적으로 무수 대기로 유동화시켰다. 그 후, 전분이 20% 고체에서 pH 3.9를 가질 때까지, 무수 염산 기체를 유동화 기류에 가하여, 유동화 전분을 산성화시켰다. 덱스트린화 공정을 시작하기 위해, 반응장치의 유동화 대기 및 외부 증기 자켓을 가열하여 3시간 동안 185℃의 최대 전분 온도를 얻었다. 2시간 내에 전분의 수분 함량을 7.4% 내지 0.0%로 감소시켰다. 일단 전분이 185℃의 최대 온도에 도달하면(시간 = 0), 전술한 가공 조건을 추가로 6 시간동안 유지하였다. 6시간 후에, 대기 입구(inlet) 온도를 낮추고 외부 자켓에 물을 가하여 유동화 전분 베드를 냉각시켜, 실온으로 전분을 수득하였다.
실시예 2 - 소듐 트리메타포스페이트 ( STMP ) 및 소듐 트리폴리포스페이트 (STPP)로 교차결합된 전분의 제조
3,000 ml의 수돗물을 측정하여 반응용기에 담았다. 100g Na2SO4를 흔들면서 가하고 용해될 때까지 교반하였다. 양호하게 흔들면서, 2,000g 옥수수 전분을 가한 후, 3% NaOH을 40ml 알칼리화에 도달하는데 필요한만큼 (44.00ml 알칼리화에 667g NaOH가 필요) 슬러리에 적가하였다. 슬러리를 1 hr동안 교반하고 pH를 기록하였다 (pH 11.68). 온도를 42℃로 조절하였다. 160g의 99/1 STMP/STP 혼합물을 가하고, 4 시간 동안 반응시켰다. 최종 pH 및 온도를 기록하였다 (pH 11.02 및 42℃). pH를 3:1 HCl을 사용하여 (pH 5.47에서 164.99g HCl 사용) 5.5로 조절하였다. 그 결과 생성된 전분을 여과하고 3,000 ml 수돗물로 2회 세척하였다. 덩어리를 분말화한 후 대기 건조시켰다.
실시예 3 - 모형의 압출성형된 식품 조성물의 제조
전분을 팽창된(expanded) 스낵(snack)에서 평가하여, 가혹한 열 및 전단 성분을 수반한 공정을 대표하는 식품 제조공정에서 TDF 보유량을 측정하였다. 슈크림(puff)의 가공 중에 온도 및 특정 역학 에너지 (SME)가 상대적으로 높기 때문에, 옥수수 털과 유사한 팽창된 제품을 가혹한 압출 모델계로 선택하였다.
처방은 배아가 제거된 옥수수 분말 및 물로 구성하였다. 배아가 제거된 옥수수 분말의 20% (w/w)를 시험 시료로 대체하고, 100% 배아가 제거된 옥수수 분말로 제조된 대조군과 비교하였다. 건조된 처방의 주입 속도는 100kg/hr였고, 압출기 샤프트(shaft) 속도는 400rpm이였으며, 압출기에 대한 유속은 5.5-6.0 kg/hr였다. 압출기 중 총 습도는 15.5-16%였다.
건조 물질을 리본(ribbon) 혼합기(Wenger Manufacturing, Inc., model No. 61001-000)에서 10 분간 혼합한 후, 호퍼에 주입하고 필수조건 없이 압출성형하였다. 주입 속도는 100kg/hr였다. 사용된 3통(barrel)의 압출기에 대해, 통 온도는 50℃, 80℃, 및 92℃로 맞추었고, 4도 범위 이내로 유지하였다. 하기 기재된 공식에 따라 SME을 계산하여, 공정에 대한 기계적 전단 입력(mechanical shear input)의 지표로 삼았다.
TorqueActual/TorqueMax x Screw SpeedActual/ Screw SpeedMax x Engine Power Constant / Throughput Rate
SME 범위는 130-140 Wh/kg였고, 측정된 제품 온도는 160-170℃였다. 시료를 압출기에서 건조기로 보냈다. 건조 온도는 첫번째 구역에서 130℃로, 두번째 및 세번째 구역에서 30℃로 맞추었다. 건조기 중 총 정체 시간은 대략 8 분이었다. 건조기 출구에서, 제품을 정렬된 상자에 넣고 포장하여 대기 습도 자극을 최소화하였다.
건조 혼합물 및 최종 제품의 TDF를 AOAC 2001.03 방법을 사용하여 측정하였다. TDF 보유량을 다음 공식에 따라 계산하였다.
TDF 보유량 (%) = (TDFExtrudate x100) / TDFDry Blend
실시예 4 - 음식 조성물 ( 압출물 ) 의 총 식이 섬유 보유량 (표 2)
시료수 성분 TDF (% db) 건조혼합물 TDF (%db) 압출물 TDF (% db) TDF 보유량 (%)
대조군 na 3 2 na
1 0 3 3 na
2 46 11 10 91
3 45 12 12 100
4 2 2 2 na
5 40 10 9 90
6 39 10 9 90
7 43 11 10 91
8 37 9 9 100
9 0 2 2 na
10 87 21 9 43
11 23 8 2 25
12 91 21 6 29
13 65 14 13 93
14 28 8 7 75
na - 적용 불가능
실시예 5 - 식품 조성물의 겉보기 밀도
곡류의 공지된 부피 (V)를 정량(W)하고, 식 D B = W / V 에 따라 계산하여 겉보기 밀도 (DB)를 측정하고 kg/m3로 표현하였다:
표 3
시료수 겉보기 밀도 (kg/m3)
대조군 52
1 50
2 45
3 44
4 50
5 44
6 34
7 30
8 42
9 50
10 42
11 50
12 44
13 30
14 34
실시예 6 - 푸딩 조성물
변형 식품 전분 (전분 시료 15)을 최종 푸딩 중량에 대해 20% 및 30% 농도로 푸딩에 적용하여 시험함으로써, 대조군 전분에 대한 공정 내성(tolerance)을 측정하였다. 찰옥수수(Waxy maize) (전분 시료 1)를 푸딩에 사용하고 대조군에도 사용하였다. 점도 제한으로 인해 대조군은 상대적으로 저농도인 6.75%로 사용하였다.
Vorwerk Thermomix Model TM 21을 사용하여 푸딩을 제조하였다. 온도를 일정하게 유지하면서, 배치를 계속적으로 혼합하면서, Thermomix mimics 가공 조건을 푸딩에 사용하였다.
표 4
중량비
성분 대조군 전혼합 전혼합 A 전혼합 B
전분 시료 1 27.72
전분 시료 15 53.19 63.03
과립 당 41.07 26.60 21.00
무지방 건조 우유 (고열) 31.21 20.21 15.97
총량 100.00 100.00 100.00
상기의 건조된 전혼합 물질(Pre-mix)을 제조하고, 하기 푸딩 공식에 따라 미리 측정된 양의 증류수에 넣어 천천히 휘저었다.
표 5
중량비
성분 대조군 푸딩 푸딩 A 푸딩 B
대조군 전혼합 24.35
전혼합 A 37.60
전혼합 B 47.60
증류수 75.65 62.40 52.40
Totals 100.00 100.00 100.00
건조 성분을 수분화한 후, 푸딩 혼합물 (≒ 800 g)을 Thermomix에 부었다. Thermomix의 온도는 200℉ (93.3℃)로 맞추고, 전단 세팅은 최저 1로 맞추었다. 푸딩 혼합물이 200℉ (93.3℃)에 도달하는데 필요한 10분 [도달(come-up) 시간], 및 200℉ (93.3℃)에서 25 분의 유지 시간을 고려하여, 타이머를 35 분에 맞추었다. 35 분간 혼합 후, 최종 푸딩을 플라스틱 컵에 즉시 붓고, 40℉ (4.4℃) 냉장고에 보관하였다.
추가 분석 전에 푸딩을 24시간 동안 40℉ (4.4℃)에서 보관하였다. 24 시간 후, 푸딩 시료를 냉동 건조시켰다. 균일한 건조를 위해, 푸딩 시료를 증류수로 12.5% 고체가 되도록 희석시켰다. 희석된 시료를 둥근 바닥 플라스크에 붓고, 건조 아이스-아세톤 배스를 사용하여 순간 냉동시켰다. 시료를 FTS Systems Flexi-DryTM MP bench-top 냉동 건조기 Model# FD-3-85A-MP로 밤새 냉동 건조시켰다.
전분의 총 식이섬유 (TDF) 함량, 건조 전-혼합물, 및 냉동 건조된 푸딩 시료를 AOAC 방법 2001.03로 분석하였다. 그 결과를 건조시료 기준으로 표현하였다. 하기 식에 따라 TDF 보유량을 계산하였다:
(1) TDF 보유량 (%) = (TDF 푸딩) x 100) / TDF 전-혼합
(2) 후-가공 성분 TDF = TDF 전분 x TDF 보유량 / 100
푸딩의 TDF 및 TDF 보유량을 다음에 열거하였다.
푸딩 시료의 TDF 및 TDF 보유량 결과 (표 6)
시료 TDF 전분 (% db) TDF 전혼합 (% db) TDF 푸딩 (% db) TDF 보유량 (%) 가공-후 성분 TDF (% db)
대조군 푸딩 0.0 0.8 0.5 N/A N/A
푸딩 A 36.0 18.8 22.9 100 36.0
푸딩 B 36.0 22.4 28.1 100 36.0
상기 표로부터 알 수 있듯이, 실험 푸딩 (A 및 B)은 실질적으로 대조군 푸딩보다 더 많은 식이섬유를 함유하고, 가공시 식이섬유를 보유할 뿐 아니라, 총 식이섬유의 실질적 증가를 가져온다.
실시예 7 - 발효된 유제품
요거트에 통상 적용되는 조건 하에서 가공된 발효된 유제품 (CDP)에 변형 식품 전분을 적용하여 시험한 후, 가공 내성을 결정하였다.
통상 PO-처리 찰 옥수수를 1-2 중량% 로 CDP에 사용하였다; 그 사용 농도는 점도에 의해 제한된다. MicroThermics® 가공 단위의 점도 제한 때문에, 고 봉입체 농도에서 PO-처리 찰 옥수수로 제조된 CDP를 제조할 수 없었다.
산 전환은 전분의 점도를 감소시켜, 가공에 영향을 미치지 않고서도, CDP 제형 중 고 전분 봉입체 농도가 가능하도록 하였다. 전분 16은 CWS 산-전환 찰 옥수수였다. 전분 17은 5.6% PO를 가진 CWS 산-전환 찰 옥수수였다. CDP 적용에서 20 중량%로 2개 전분을 모두 사용하였다.
CDP를 전형적인 요거트 공정으로 제조하였다:
1. 하기 표의 제형에 따른 Ziploc® bags 중 건조-혼합 전분 및 무지방 건조 우유 (NFDM):
표 7 - 공정 내성 측정을 위해 사용된 발효된 유제품 제형.
중량비
성분 구현예 16의 CDP 구현예 17의 CDP
16 20.00 ---
17 --- 20.00
NFDM (저열) 0.50 0.50
1% Milk 39.75 39.75
2% Milk 39.75 39.75
Totals 100.00 100.00
2. 고-속 혼합기를 사용하여 빠르게 혼합하면서 건조 혼합물을 우유에 첨가.
3. 저농도 Divert로 MicroThermic® 가열 혼합 상태를 사용하여 65 ℃ (149 ℉)로 혼합물을 전-열처리.
4. MicroThermics® 실험실 인-라인 균질기(Laboratory In-Line Homogenizer)를 사용하여 20/30 bars (1800 psi)에서 혼합물을 균질화.
5. 홀딩 캐비넷(holding cabinet)이 장착된 MicroThermics® UHT/HTST 실험실-크기 가공 시스템 (Model HVHW)을 사용하여 6 분간 혼합물을 95 ℃ (203 ℉)로 최종 가열.
6. 42-43 ℃ (108-110 ℉)에서 제품을 수집 및 0.2% 요거트 배양물로 접종.
7. 접종된 혼합물을 요거트 컵 (컵 세트)에 이동.
8. 약 4 시간동안 NAPCO 조절 환경 배양기 (Model 3500)에서 45 ℃ (114 ℉)로 컵을 배양 (4.5 내지 4.6의 pH 범위를 얻을 때까지).
9. 4일간 냉장고 (40 ℉)에서 CDP 저장.
10. 보다 균일한 건조를 위해, 증류수를 사용하여 약 12.5% 고형으로 CDP를 희석시킴.
11. 1000 ml 둥근 바닥 플라스크에 희석된 시료를 부음.
12. 건조 아이스-아세톤 배스를 사용하여 희석된 시료를 순간 냉동시킴.
13. FTS Systems Flexi-DryTM MP bench-top 냉동 건조기 (Model# FD-3-85A-MP)로 시료를 밤새 냉동 건조.
AOAC 방법 2001.03 "Total Dietary Fiber in Foods Containing Resistant Maltodextrin"을 사용하여 전분의 총 식이섬유 (TDF) 함량 및 냉동-건조된 CDP를 측정하였다.
TDF 보유량을 하기 식으로 계산하였다:
1. TDF 보유량 (%) = TDF CDP x 100 / TDF 전혼합
2. 가공-후 성분 TDF = TDF 전분 x TDF 보유량 (%) / 100
표 8 - CDP의 TDF 및 TDF 보유량의 요약; 결과는 건조 시료 기준으로 나타내었다.
표 8 - 발효된 유제품의 TDF 및 TDF 보유량 결과
시료 TDF 전분 (% db) TDF 전혼합 (% db) TDF CDP (% db) TDF 보유량 (%) 가공-후 성분 TDF (% db)
구현예 16의 CDP 2.4 1.6 2.1 NA N/A
구현예 17의 CDP 38.2 26.3 25.6 97 37.1
상기 표 8의 결과는, 발효된 유제품 중 본 발명의 변형 전분의 TDF 보유량이 97%임을 입증한다.
실시예 8 - 레트로트 살균제품 적용
변형 식품 전분을 전형적인 크림-기초 흰 소스의 열 가공법을 사용하는 레트로트 식품에 적용하여 시험함으로써, 가공 내성을 측정하였다.
전분 16 및 17을 레트로트 식품 중 20 중량%로 사용하였다.
1. 전형적인 크림-기초 흰 소스의 열 가공법을 사용하여, 하기 표 9에 열거된 제형에 따라 레트로트 살균 시료를 제조함.
표 9- 공정 내성 측정을 위해 사용된 레트로트 제형
중량비
성분 레트로트 시료 16 레트로트 시료 17
16 20.000 ---
17 --- 20.000
시트르산 모노하이드레이트 (25% 용액) 0.210 0.122
증류수 79.790 79.878
총량 100.000 100.000
2. 전분 16을 정량하여 1200 ml 스테인리스 비커에 담음.
3. 1200 ml 스테인리스 비커에 증류수를 가함.
4. 5 분간 VWR 고 점도 혼합기 @ 400 RPM을 사용하여 전분 및 물을 혼합하여 전분 16의 전분 슬러리를 형성.
5. 1200 ml 스테인리스 비커에 열수 (≒ 115 ℉)를 정량하여 전분 17의 전분 슬러리를 형성.
6. VWR 고 점도 혼합기를 작동시키고, 750 RPM으로 조절.
7. 전분 17을 정량하여 각 600 ml 비커에 담음.
8. 혼합하면서 열수에 전분 17을 천천히 가함; 전분 17을 약(≒) 15 분간 완전히 용해시킴.
9. 25% 시트르산 용액을 가하여 pH를 ≒ 4.0로 낮춤. (pH를 4.0로 낮추는데 필요한 시트르산 농도는 미리 측정함).
10. 전분 슬러리를 추가로 2분간 혼합함.
11. pH 미터를 사용하여 혼합하면서, 전분 슬러리의 pH를 체크함. 필요하면 시트르산 용액을 가함.
12. 끊는 물 배스에서 전분 슬러리를 185 ℉ (85 ℃)로 전-열처리함.
13. 슬러리를 끊는 물 배스에 넣기 전에 슬러리를 혼합함.
14. 표준 211 x 400 직경 알루미늄 캔에 전분 슬러리를 채우고, 3/8 인치의 공간 부분을 남겨둠.
15. 캔을 밀봉하고 레트로트 살균시킴 (Stock Retort Pilot-Rotor 900); 온도 탐침기를 부착시킴.
16. 순환 방식으로 30분간 250 ℉ (121.5 ℃)에서 완전한 침수 하에 캔을 가공함 (가공 파라미터는 부록에 열거됨).
17. 캔을 열고 내용물을 교반하여 냉동-건조 전에 확실하게 균일화시킴.
18. 시료를 1000 ml 둥근 바닥 플라스크에 부음.
19. 건조 아이스-아세톤 배스를 사용하여 희석된 시료를 순간 냉동시킴.
20. 다음날 FTS Systems Flexi-DryTM MP bench-top 냉동 건조기 (Model# FD-3-85A-MP)로 레트로트 시료를 "그대로(as-is)" 냉동-건조시킴.
AOAC 방법 2001.03 "Total Dietary Fiber in Foods Containing Resistant Maltodextrin"을 사용하여 전분의 총 식이섬유 (TDF) 함량 및 냉동-건조된 레트로트 살균 시료를 측정하였다.
TDF 보유량을 하기 식에 따라 계산하였다:
1. TDF 보유량 (%) = TDF 레트로트 살균 시료 x 100 / TDF 전혼합
2. 가공-후 성분 TDF = TDF 전분 x TDF 보유량 (%) / 100
표 10은 레트로트 살균 시료의 TDF 및 TDF 보유량의 요약; 결과는 건조 시료 기준으로 나타내었다.
표 10 - 레트로트 살균 시료의 TDF 및 TDF 보유량 결과
시료 TDF 전분 (% db) TDF 전혼합 (% db) TDF 레트로트 시료 (% db) TDF 보유량 (%) 가공-후 성분 TDF (% db)
구현예 16의 레트로트 시료 2.4 2.4 2.8 N/A N/A
구현예 17의 레트로트 시료 38.2 38.2 35.2 92 35.2
상기 표 10의 결과는, 레트로트 살균제품 중 본 발명의 변형 전분의 TDF 보유량이 92%임을 보여준다.
실시예 9 - 튀긴 토르티야 칩
변형 식품 전분을 튀긴 토르티야 칩에 적용하여 시험함으로써, 가공 내성을 측정하였다.
인스턴트 마사분(masa flour)을 대조군으로 사용하였다. 마사분 20중량%를 변형 식품 전분으로 대체하여 평가하였다. 토르티야 칩을 국제 안내 설비 장비(internal pilot plant equipment)로 제조하였다.
1. 표 11의 제형에 따라 1-gallon Ziploc® bags 중 토르티야 칩 전-혼합물을 건조-혼합함. 일단 균질해지면, 토르티야 칩 전-혼합물 시료를 취함.
표 11- 공정 내성 측정을 위해 사용된 토르티야 칩 전-혼합 제형
중량비
성분 토르티야 칩 전혼합 1P 토르티야 칩 전혼합 2P 토르티야 칩 전혼합 3P 토르티야 칩 전혼합 4P 토르티야 칩 전혼합 5P
인스턴트 마사분 (Maseca) 100.00 80.00 80.00 80.00 80.00
1 --- 20.00 --- --- ---
2 --- --- 20.00 --- ---
13 --- --- --- 20.00 ---
11 --- --- --- --- 20.00
총량 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
2. 표 12의 제형에 따라 토르티야 칩 전-혼합물을 정량하여 Hobart 혼합 용기에 담음.
표 12 - 공정 내성 측정을 위해 사용된 내성토르티야 칩 제형
중량비
성분 토르티야 칩 대조군 1의 토르티야 칩 2의 토르티야 칩 13의 토르티야 칩 11의 토르티야 칩
전혼합 1P 65.00 --- --- --- ---
전혼합 2P --- 65.00 --- --- ---
전혼합 3P --- --- 65.00 --- ---
전혼합 4P --- --- --- 65.00 ---
전혼합 5P --- --- --- --- 65.00
용수 35.00 35.00 35.00 35.00 35.00
총량 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
3. 용수를 정량하여 개별 용기에 담음.
4. Hobart 혼합기에 혼합 칼날을 부착시킴.
5. 저속으로 1 분간 건조 혼합물을 혼합함.
6. 용수에 천천히 가함.
7. 저속으로 몇분간 추가로 반죽을 혼합함.
8. 오프닝 세트를 (1.5, 6.0) 및 (1.5, 6.0)에 두고, 40 속도로 6회간 반죽 혼합물을 누들 머신에 두어, 반죽을 얇게 폄.
9. 반죽 시트를 금속 트레이에 넣음.
10. 반죽 커터를 사용하여 2 인치의 원형 반죽으로 자름; 남은 반죽은 버림.
11. 토르티야 칩을 475 ℉ 오븐에 넣음.
12. 토르티야 칩을 1 분간 구움.
13. 튀기기 전에 약 10분간 토르티야 칩이 실온과 평형을 유지하게끔 함.
14. 최대 5개의 토르티야 칩을 금형에 둠. 금형은, 토르티야 칩을 필로잉(pillowing)으로부터 유지시키는데 사용됨.
15. 토르티야 칩을 포함하는 금형을 375 ℉ Golden Fry Clear Liquid Shortening (콩 및/또는 캐놀라 오일 혼합물)에 담금.
16. Pitco Frialator® (Model E14S-QV) 딥 펫 프라이어(deep fat fryer)를 사용하여 30초간 토르티야 칩을 튀김.
17. 토르티야 칩을 프라이어로부터 제거함; 초과량의 오일이 프라이어로 흘러나가게 함.
18. 튀긴 토르티야 칩을 금속 스크린 (curvature downward)에 두고, 초과량의 오일을 흘러 내보냄.
19. 모든 토르티야 칩이 튀겨질 때까지 튀김 과정을 반복함.
20. 토르티야 칩을 트레이에 두고, 실온과 평형을 유지하게끔 함.
21. 저장을 위해 토르티야 칩을 Ziploc® bags에 옮김.
AOAC 방법 2001.03 "Total Dietary Fiber in Foods Containing Resistant Maltodextrin" 및 AOAC 991.43 "Total, Soluble, and Insoluble Dietary Fiber in Foods"을 사용하여 토르티야 칩 전-혼합물 및 토르티야 칩의 총 식이섬유 (TDF) 함량을 측정하였다.
토르티야 칩 대조군, 토르티야 칩 전분 "A" 및 토르티야 칩 전분 "F"를 AOAC 2001.03.로 분석하였다.
토르티야 칩 아미오카(Amioca) 및 토르티야 칩 전분 "J"를 AOAC 991.43.으로 분석하였다.
TDF 보유량을 하기 식으로 계산하였다:
1. TDF 보유량 (%) = TDF 토르티야 칩 x 100 / TDF 토르티야 칩 전-혼합물
2. 가공-후 성분 TDF = TDF 전분 x TDF 보유량 / 100
표 13 - 토르티야 칩의 TDF 및 TDF 보유량의 요약; 결과는 건조 시료 기준으로 나타내었다.
표 13 - 토르티야 칩의 TDF 및 TDF 보유량 결과
시료 TDF 전분 (% wb) TDF 전혼합 (% wb) TDF 토르티야 칩 (% wb) TDF 보유량 (%) 가공-후 성분 TDF (% wb)
토르티야 칩 대조군 N/A 6.7 7.5 N/A N/A
1의 토르티야 칩 1.0 6.2 2.7 43 0.4
2의 토르티야 칩 41.0 14.8 13.8 93 38.1
11의 토르티야 칩 16.0 9.8 7.1 73 11.7
13의 토르티야 칩 53.2 15.8 15.7 99 52.7
표 13의 데이터는, 본 발명의 변형 전분이 토르티야 칩에 사용된 튀김 공정에서 93-99% 섬유를 보유함을 입증시켜 준다.
본 발명은 변형 전분을 사용하여, 식품 조성물, 특히 압출성형된 식품 조성물, 튀긴 식품, 및 발효된 유제품의 식이섬유 함량을 증가시키는 것에 관한 것이다.

Claims (3)

  1. 높은 총 식이섬유 함량을 유지하는 방법에 있어서,
    산/열 및/또는 알칼리/열 덱스트린화; 및/또는 화학적 변형으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법에 의해 변형된 변형 전분을 포함하는 식품 제형을 가혹한 조건에서 가공하는 단계; 및
    그 결과 가공된 식품 조성물을 수득하는 단계를 포함하며,
    상기 화학적 변형은 프로필렌옥사이드/포스포러스 옥시클로라이드 (PO/ POCl3), 프로필렌옥사이드/소듐 트리메타포스페이트 (PO/STMP), 프로필렌옥사이드/소듐 트리메타포스페이트/소듐 트리폴리포스페이트 (PO/STMP/STPP), 무수 아디프 아세트산 (Ad/Ac), 산 전환/프로필렌옥사이드 (H+/PO), 프로필렌옥사이드 (PO), 무수 아세트산 (AA), 무수 부티르산 (BA), 및 무수 프로피온산 (PA), 무수 숙신산 (SA) 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 시약을 사용하여 이루어지는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전분이 프로필렌옥사이드를 사용하여 변형되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전분이 산/열 덱스트린화에 의해 변형되는 것을 특징 으로 하는 방법.
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