KR20080003188A - 피타아제-처리된 산 안정한 콩 단백질 음료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은
(A) 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 수화된 단백질 재료,
(B) 수화된 단백질 안정화제 및
(C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아스코르브산, 글루코노 델타 락톤 또는 인산을 포함하는 1종 이상의 산
을 포함하는, pH가 3.0 내지 4.5인 산성 음료 조성물에 관한 것이다.
산성 음료 조성물, 피타아제, 분리 대두 단백

Description

피타아제-처리된 산 안정한 콩 단백질 음료 {PHYTASE-TREATED ACID STABLE SOY PROTEIN BEVERAGES}
본 발명은 부드럽고, 맛이 좋으며, 산성 환경에서 양호한 저장 안정성을 갖는 단백질 기재 산성 음료 조성물에 관한 것이다. 산 가용성 단백질, 및 안정화제, 예컨대 전분, 펙틴 및 히드로콜로이드의 첨가에 의해 안정성이 강화된다. 사용되는 단백질은 이노시톨-6-포스페이트, 이노시톨-5-포스페이트, 이노시톨-4-포스페이트 및 이노시톨-3-포스페이트의 피트산 함량이 낮다. 식물성 단백질의 피트산 함량의 감소는 용해도-pH 곡선을 오른쪽으로 이동시키도록 한다.
피트산은 하기 화학식 Ⅰ로 표시된다.
Figure 112006072820919-PCT00001
피트산 또는 피테이트는 이노시톨 (1, 2, 3, 4, 5, 6-시클로헥산헥솔인산)의 헥사-인 에스테르이며, 여러 씨앗 및 곡물에서 발견된다. 상기는 인 및 이노시톨 모두의 주요 저장 형태로서 작용하며, 총 인 함량의 최대 50％를 차지한다. 식물에서의 피트산은 칼슘, 마그네슘 및 칼륨 염 형태로 나타나며, 일반적으로 피틴으로 칭한다. 씨앗의 인 함량의 대부분은 이들 화합물 내에 저장된다. 예를 들어, 대두에서의 총 인의 약 70％를 피틴이 차지한다. 피테이트 또는 피트산이라는 용어를 본원에서 사용하는 경우, 상기 용어에는 피트산의 염 및 피트산과 다른 대두 성분의 분자 복합체가 포함된다.
모든 콩류는 피트산을 함유한다. 그러나, 대두는 어떠한 다른 콩류보다 피트산의 함량이 높다. 피트산은 단백질 및 다가 금속 양이온과 착물을 형성하는 경향이 있다. 피트산 착물은 콩 단백질의 영양학적 품질을 감소시킨다. 다가 금속 양이온과 상호작용하기 때문에, 피트산은 동물 및 인간에서 칼슘, 철 및 아연과 같은 다양한 금속의 흡수를 방해한다. 이것은 특히 채식주의자, 노인 및 유아에게서 결핍 장애를 유발할 수 있다.
피트산은 또한 위장관에서 펩신 및 트립신을 비롯한 다양한 효소를 억제하며, 콩 단백질의 소화율을 감소시킨다. 추가적으로, 피트산에 존재하는 포스페이트는 인간에게 유용하지 않다. 게다가, 많은 유아식 내의 상대적으로 다량의 이러한 유용하지 않은 인화합물의 존재는 부적절한 골 광화작용을 유발할 수 있다.
통상적인 시판 콩 단백질 단리 방법에서, 탈지 콩 플레이크 또는 대두분을 물 및 염기와 슬러리화하고, 8.0 내지 10 사이의 pH 값에서 추출하여 단백질을 가용화시킨다. 슬러리를 원심분리하여 용액으로부터 불용성 부분을 분리한다. 단백질의 등전점 부근의 pH (4.5)에서 침전시키고, 원심분리에 의해 분리하고, 침전물 을 물로 세척하고, 이를 pH 7에서 재분산시키고, 이를 분말로 분무 건조하여 주요 분획물을 용액으로부터 회수한다. 이러한 방법에서, 피트산은 단백질을 따를 것이며, 얻어진 콩 단백질 제품에서 농축하는 경향이 있다. 시판되는 분리 대두 단백의 피트산 함량은 약 1.2 내지 3％임에 비해, 대두는 1 내지 2％ 피트산을 함유한다.
미국 특허 제2,732,395호 (볼레이 (Bolley) 등, 1956년 1월 24일)는 다양한 오일 시드로부터 피틴의 분리 방법을 개시한다. 상기 방법은 특정 종자 단백질의 대략 등전 범위 내의 pH, 바람직하게는 약 pH 4.5에서 수성 산으로 무 오일 시드 박 또는 시드 분의 산 추출을 포함한다. 피틴을 가용성 부분으로부터 회수하고, 단백질을 불용성 물질을 분리하면서 pH 8 초과에서 추출하고, 후속적으로 단백질의 등전 범위 내에서 산성화에 의한 맑아진 알칼리성 추출물에서의 단백질의 응고에 의해 커드 (curd)로부터 회수한다. 상기 방법은 탈지 대두분을 비롯한 다양한 오일 시드에 적용하여, 주장하는 바에 따르면 실질적으로 유기 3가 인 화합물이 없는 정제된 단백질을 제공한다.
미국 특허 제3,736,147호 (이아코부치 (Iacobucci) 등, 1973년 5월 29일)는 광범위한 한외여과와 함께 다양한 화학적 처리를 포함하는, 피트산 함량이 감소된 분리 대두 단백 제조를 위한 한외여과 방법을 개시한다. 화학적 처리는 낮은 pH에서 칼슘 이온의 존재 하에 한외여과 이전에 중성 pH에서 효소 피타아제에 의한 피트산의 효소 가수분해 또는 높은 pH에서 에틸렌디아민테트라아세트산의 사용 중 하나를 포함한다.
미국 특허 제4,072,670호 (굳나잇 주니어 (Goodnight, Jr.) 등, 1978년 2월 7일)는 상기 인용된 특허인 볼레이 등 및 로빈스 (Robbins) 등에서 예시된 것과 같은 산 침전된 분리 대두 단백 제조를 위한 종래 기술에서의 기본적인 결점을 개시한다. 종래 기술은 피트산의 존재 하에 산으로 플레이크에서 콩 단백질을 침전시켰다. 굳나잇 등은 이러한 상황 하에서 알칼리 안정한 착물이 단백질과 피트산 사이에 형성되어, 상기 인용된 문헌인 멕킨니 (McKinney) 등에서 개시된 것과 같이 알칼리 pH에서 대두 단백질로부터 피틴의 분리를 방지한다는 것을 알아내었다.
미국 특허 제4,697,004호 (푸스키 (Puski) 등, 1987년 9월 29일)는 pH 8 내지 10에서 탈지 입상 대두를 수성 추출하고, 65℃ 초과의 온도에서 추출물을 분리하고, 이후 등전점에 비해 약간 높은 pH, 즉 pH 5.3에서 용액으로부터 단백질을 침전시켜 제조된, 알루미늄 함량이 상당히 감소되며 실질적으로 피트산 및 피테이트 착물이 없는 고 품질 분리 대두 단백에 관한 것이다.
미국 특허 제5,248,765호 (마제르 (Mazer) 등, 1993년 9월 28일)는 불용성 알루미나로 낮은 pH에서 피테이트-함유 물질의 수성 슬러리의 처리를 포함하는, 단백질 및 식이 섬유로부터 피테이트와 망간을 분리하기 위한 방법에 관한 것이다.
유럽 특허 제1,364,585 A1호 (후지 오일 컴파니, 리미티드 (Fuji Oil Company, Ltd.))는 pH 4.6 미만의 산성 식품에서 널리 이용될 수 있으며 pH 3.0 내지 4.6 범위에서 가용성인 대두 단백질 제조에 관한 것이며, 이러한 용액은 외관상 바람직한 투명성 및 에멀션화 및 겔 형성 능력과 같은 관능적 특성과 함께 탁월한 저장 안정성을 갖는다. 상기 참고 문헌은 본래 탁한 단백질 용액을 하기 처리를 하여 투명성을 갖는 가용화된 상태로 변환시킬 수 있다는 것을 나타낸다. 상기 처리는 계에서 대두 단백질의 표면 양전하를 증가시키기 위한 처리로서 대두 단백질을 함유하는 용액에 (A) 단백질원으로부터 유래되며 용액에 함유된 다중 음이온성 물질의 제거 또는 불활성 처리, 및 (B) 용액에 다중 양이온성 물질의 첨가 처리 중 하나 또는 둘 모두를 하고, 이후 단백질의 등전점 미만의 산성 pH 범위 중 100℃ 초과의 온도에서 단백질 용액을 열 처리하는 것이다.
<발명의 개시>
본 발명은
(A) 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 수화된 단백질 재료,
(B) 수화된 단백질 안정화제 및
(C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아스코르브산, 글루코노 델타 락톤 또는 인산을 포함하는 1종 이상의 산
을 포함하는, pH 3.0 내지 4.5인 산성 음료 조성물에 관한 것이다.
수화 이전에, 단백질 재료는 세 가지 상이한 방법 중 하나에 의해 제조될 수 있다. 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료의 제조를 위한 제1 방법은
(1) 단백질 함유 식물 재료로부터 수성 추출물을 제조하는 단계,
(2) 추출물의 pH를 약 4 내지 약 5의 값으로 조절하여 단백질 재료를 침전시키는 단계,
(3) 침전된 단백질 재료를 분리하고, 물 중 침전된 단백질 재료의 현탁액을 형성하는 단계,
(4) 현탁액의 pH를 약 3.5 내지 약 6의 값으로 조절하여 물 중 부분적으로 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계,
(5) 피타아제를 물 중 부분적으로 가용화된 단백질 재료에 첨가하여 피타아제 처리된 단백질 재료를 형성하는 단계, 및
(6) 단백질 재료를 건조시키는 단계
를 포함한다.
이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료의 제조를 위한 제2 방법은
(1) 단백질 함유 식물 재료로부터 수성 추출물을 제조하는 단계,
(2) 피타아제를 수성 추출물에 첨가하여 피타아제 추출물을 형성하는 단계,
(3) 피타아제 추출물의 pH를 약 4 내지 약 5.5의 값으로 조절하여 단백질 재료를 침전시키는 단계,
(4) 침전된 단백질 재료를 분리하고, 물 중 침전된 단백질 재료의 현탁액을 형성하는 단계,
(5) 현탁액의 pH를 약 6.7 내지 약 7.4의 값으로 조절하여 물 중 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계, 및
(6) 단백질 재료를 건조시키는 단계
를 포함한다.
이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료의 제조를 위한 제3 방법은
(1) 단백질 함유 식물 재료로부터 수성 추출물을 제조하는 단계,
(2) 추출물의 pH를 약 4 내지 약 5의 값으로 조절하여 단백질 재료를 침전시키는 단계,
(3) 침전된 단백질 재료를 분리하고, 물 중 침전된 단백질 재료의 현탁액을 형성하는 단계,
(4) 현탁액의 pH를 약 6.7 내지 약 7.4의 값으로 조절하여 물 중 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계,
(5) 피타아제를 물 중 가용화된 단백질 재료에 첨가하여 피타아제 처리된 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계, 및
(6) 단백질 재료를 건조시키는 단계
를 포함한다.
도 1은 피트산을 함유하는 정상 분리 대두 단백 및 피트산 함량이 감소된 분리 대두 단백의 용해도에 대한 pH의 작용을 나타내는 그래프이다.
단백질 재료 (A)
본 발명의 단백질 함유 식물 재료는 수성 산성 액체, 바람직하게는 pH 3.0 내지 5.5인 수성 산성 액체, 가장 바람직하게는 pH 3.5 내지 4.5인 수성 산성 액체 중 적어도 부분적으로 불용성인 임의의 식물성 또는 동물성 단백질일 수 있다. 본원에서 사용된 "부분적으로 불용성인" 단백질 재료는 특정 pH에서 단백질 재료 중 10 중량％ 이상의 불용성 물질을 함유하는 단백질 재료이다. 본 발명의 조성물에 유용한 바람직한 단백질 재료에는 콩 단백질 재료, 옥수수 단백질 재료, 특히 제인 및 밀 글루텐이 포함된다.
본 발명에서 유용한 대두 단백질 재료는 대두분, 대두 농축물 및 가장 바람직하게는 분리 대두 단백이다. 대두분, 대두 농축물 및 분리 대두 단백은 대두 또는 대두 유도체일 수 있는 대두 출발 물질로부터 형성된다. 바람직하게는, 대두 출발 물질은 대두 케이크, 대두 칩, 대두박, 대두 플레이크 중 하나 또는 이들 물질의 혼합물이다. 대두 케이크, 대두 칩, 대두 박 또는 대두 플레이크는 당업계의 통상적인 절차에 따라서 대두로부터 형성될 수 있으며, 여기서 대두 케이크 및 대두 칩은 압력 또는 용매에 의해 대두 중 오일의 일부를 추출하여 형성되며, 대두 플레이크는 대두를 크래킹, 가열 및 플레이킹하고, 용매 추출에 의해 대두의 오일 함량을 감소시켜 형성되며, 대두박은 대두 케이크, 대두 칩 또는 대두 플레이크를 분쇄하여 형성된다.
본원에서 사용되는 용어 대두분은 100 메시 (미국 표준) 스크린을 통과할 수 있도록 하는 크기를 갖는 입자 형태인, 바람직하게는 1％ 미만의 오일을 함유하는 탈지 대두 물질의 세분된 형태를 의미한다. 대두 케이크, 대두 칩, 대두 플레이크, 대두 박 또는 이들 물질의 혼합물을 통상적인 콩 분쇄 방법을 사용하여 대두분으로 세분한다. 대두분은 무수 기준 (mfb)으로 약 49％ 내지 약 65％의 단백질 함량을 갖는다. 바람직하게는, 대두분은 매우 미세하게 분쇄되며, 가장 바람직하게는 분의 약 1％ 미만이 300 메시 (미국 표준) 스크린 상에 남아 있다.
본원에서 사용되는 용어 대두 농축물은 약 65％ 내지 약 90％ (mfb)의 콩 단백질을 함유하는 콩 단백질 재료를 의미한다. 대두 농축물은 바람직하게는 용매 추출에 의해 오일을 제거한 시판되는 탈지 콩 플레이크 물질로부터 형성된다. 대두 농축물은 산 침출 방법 또는 알콜 침출 방법에 의해 제조된다. 산 침출 방법에서, 콩 플레이크 물질을 대략 콩 단백질의 등전점에서의 pH, 바람직하게는 약 4 내지 약 5의 pH, 가장 바람직하게는 약 4.4 내지 4.6의 pH를 갖는 수성 용매로 세척한다. 등전 세척은 플레이크로부터 다량의 수용성 탄수화물 및 기타 수용성 성분을 제거하나, 단백질 및 섬유는 거의 제거하지 않아, 대두 농축물을 형성한다. 등전 세척 이후 대두 농축물을 건조시킨다. 알콜 침출 방법에서, 콩 플레이크 물질을 에틸 알콜 수용액으로 세척하며, 여기서 에틸 알콜은 약 60 중량％로 존재한다. 단백질 및 섬유질은 불용성으로 남는 반면, 수크로스, 스타키오스 및 라피노스의 탄수화물 콩 당은 탈지 플레이크로부터 침출된다. 수성 알콜 중 콩 가용성 당을 불용성 단백질 및 섬유로부터 분리하고, 불용성 단백질 및 섬유질을 건조시켜 대두 농축물을 형성한다.
본원에서 사용되는 용어, 분리 대두 단백은 약 90％ 이상의 단백질 함량, 바람직하게는 약 95％ 이상의 단백질 함량 (mfb)을 함유하는 콩 단백질 재료를 의미한다. 분리 대두 단백은 통상적으로 오일을 추출하여 통상적인 대두박 또는 대두 플레이크가 된, 탈지 대두 물질과 같은 출발 물질로부터 제조된다. 보다 구체적으로, 대두를 처음에 파쇄 또는 분쇄하고, 이후 통상적인 착유기를 통과시킬 수 있다. 그러나, 헥산과 같은 지방산 탄화수소 또는 이들의 공비혼합물로의 용매 추출에 의해 대두에 함유된 오일을 제거하는 것이 바람직하며, 이들은 오일 제거를 위한 통상적인 기법에 해당한다. 이후, 탈지 콩 단백질 재료 또는 대두 플레이크를 수조에 두어, 단백질을 추출하기 위한 6.5 이상, 바람직하게는 약 7.0 내지 10.0 사이의 pH를 갖는 혼합물을 제공한다. 통상적으로, pH 6.7 초과로 상승시키기를 원하는 경우, 다양한 알칼리 시약, 예컨대 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화칼슘, 또는 기타 통상적으로 허용되는 식품 등급의 알칼리 시약을 사용하여 pH를 상승시킬 수 있다. 약 7.0 초과의 pH가 일반적으로 바람직한데, 알칼리 추출이 단백질의 가용화를 촉진시키기 때문이다. 통상적으로, 단백질의 수성 추출물의 pH는 약 6.5 이상, 바람직하게는 약 7.0 내지 10.0일 것이다. 수성 추출제 대 식물성 단백질 재료의 중량비는 보통 약 20 대 1, 바람직하게는 약 10 대 1이다. 또 다른 실시양태에서, 식물성 단백질을 물로, 즉 pH 조절 없이 분쇄된 탈지 플레이크로부터 추출한다.
분리 대두 단백을 얻는 중에 pH 조절을 하거나 또는 하지 않고 수성 추출 단계 동안 승온을 사용하여 단백질의 가용화를 촉진시키는 것 또한 바람직지만, 원한다면 상온이 동등하게 만족스럽다. 사용할 수 있는 추출 온도는 상온 내지 약 120℉ 범위, 바람직하게는 90℉일 수 있다. 추출 기간은 추가적으로 제한되지는 않으며, 약 5 내지 120분, 바람직하게는 약 30분의 시간이 통상적으로 사용될 수 있다. 식물성 단백질 재료의 추출에 이어서, 제1 수성 추출 단계로부터의 불용성 고형분에서 제2 추출을 수행하는 동안, 단백질의 수성 추출물을 저장 탱크 또는 적합한 용기에 저장한다. 이는 제1 단계에서의 잔류 고형분으로부터 단백질을 남김없이 추출하여 추출 단계의 효율성 및 수율을 개선시킨다.
pH 조절하지 않았거나 또는 pH가 6.5 이상, 바람직하게는 약 7.0 내지 10인 추출 단계 모두로부터 합쳐진 수성 단백질 추출물을 이후 추출물의 pH를 단백질의 등전점 또는 등전점 근처로 조절하여 침전시켜, 불용성 커드 침전물을 형성한다. 단백질 추출물을 조절하는 경우의 실제 pH는 사용되는 식물성 단백질 재료에 따라 매우 다양하되, 콩 단백질 범위 내이며, 이것은 통상적으로 약 4.0 내지 5.0이다. 통상적으로, 통상의 식품 등급 산성 시약, 예컨대 아세트산, 황산, 인산, 염산 또는 임의의 기타 적합한 산성 시약을 첨가하여 침전 단계를 수행한다. 콩 단백질은 산성화된 추출물로부터 침전시키며, 이후 추출물로부터 분리시킨다. 분리된 단백질을 물로 세척하여 단백질 재료로부터 잔류 가용성 탄수화물 및 회분을 제거할 수 있으며, 이후 염기성 시약, 예컨대 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 첨가하여 가용화시킨다. 이후, 가용화된 단백질을 통상적인 건조 수단을 사용하여 건조하여 분리 대두 단백을 형성한다. 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료를 얻기 위해 사용되는 방법에 따라서, 피타아제 또는 산 포스파타아제를 특정 과정 중 상이한 단계에서 첨가하여, 피트산 함량을 감소시킨다.
바람직하게는, 본 발명에서 사용되는 단백질 재료를 변형시켜 단백질 재료의 특성을 강화시킨다. 상기 변형은 단백질 재료의 유용성 또는 특성을 개선시키기 위한 당업계에 알려진 변형이며, 단백질 재료의 변성 및 가수분해가 포함되나, 이에 제한되지는 않는다.
단백질 재료를 변성 및 가수분해하여 점도를 보다 낮출 수 있다. 단백질 재료의 화학적 변성 및 가수분해는 당업계에 잘 알려져 있으며, 통상적으로 충분한 시간 동안 pH 및 온도 조절된 조건 하에서 수용액 중 1종 이상의 알칼리 시약으로 단백질 재료를 처리하여 원하는 정도로 단백질 재료를 변성시키고 가수분해시키는 것으로 구성된다. 단백질 재료의 화학적 변성 및 가수분해를 위해 이용되는 통상적인 조건은 약 10 이하, 바람직하게는 약 9.7 이하의 pH, 약 50℃ 내지 약 80℃의 온도, 및 약 15분 내지 약 3시간의 시간이며, 여기서 단백질 재료의 변성 및 가수분해는 보다 높은 pH 및 온도 조건에서 보다 빠르게 일어난다.
단백질 재료의 가수분해는 또한 단백질 재료를 단백질 가수분해 가능한 효소로 처리하여 수행할 수 있다. 단백질 재료를 가수분해하는 다양한 효소가 당업계에 알려져 있으며, 진균 프로타아제, 세균 프로테아제, 식물 프로테아제, 동물 프로테아제 및 키모트립신이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 효소 가수분해는 충분한 양, 통상적으로 단백질 재료의 약 0.1 중량％ 내지 약 10 중량％의 효소를 단백질 재료의 수분산액에 첨가하고, 효소 및 단백질 분산액을 통상적으로 약 5℃ 내지 약 75℃의 온도 및 통상적으로 약 3 내지 약 9의 pH에서 처리하여 수행되며, 여기서 효소는 단백질 재료를 가수분해하기 충분한 시간 동안 활성이다. 가수분해가 충분히 일어난 이후, 75℃ 초과 온도로 가열하여 효소를 불활성화시키고, 용액의 pH를 대략 단백질 재료의 등전점으로 조절하여 단백질 재료를 용액으로부터 침전시킨다.
특히 바람직한 변형된 콩 단백질 재료는 본원에 참고 문헌으로 포함되는 유럽 특허 제0 480 104 B1호에 기재된 것과 같이 단백질 중심을 효소 작용에 노출시키는 조건 하에서 효소적으로 가수분해되고 탈아미드화된 분리 대두 단백이다. 요약하면, 1) 분리 대두 단백의 수성 슬러리를 형성하는 단계; 2) 슬러리의 pH를 9.0 내지 11.0으로 조절하는 단계; 3) 0.01 내지 5％ (슬러리 중 건조 단백질의 중량 기준)의 단백질분해 효소를 슬러리에 첨가하는 단계; 4) 알칼리성 슬러리를 약 10℃ 내지 75℃의 온도에서 800 내지 4000의 분자량 분포 (Mn) 및 5％ 내지 48％의 탈아미드화 수준을 갖는 변형 단백질 재료를 생성하는데 효과적인 시간 (통상적으로 10분 내지 4시간) 동안 처리하고, 슬러리를 75℃ 이상으로 가열하여 단백질분해 효소를 불활성화시키는 단계에 의해 유럽 특허 제0 480 104 B1호에 개시된 변형된 분리 단백질 재료가 형성된다. 유럽 특허 제0 480 104 B1호에 개시된 변형된 단백질 재료는 미주리주 세인트 루이스 소재의 프로테인 테크놀로지스 인터내셔널, 인크 (Protein Technologies International, Inc)에서 시판된다.
통상적인 분리 단백질에 대하여, 이노시톨-6-포스페이트 함량은 약 15 내지 약 30 μmol/g이며, 이노시톨-5-포스페이트 함량은 약 1 내지 약 2 μmol/g이며, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량은 둘 다 검출되지 않는다. 이노시톨-6-포스페이트 함량을 감소시키기 위한 단백질 처리 과정에서, 순차적으로 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량이 증가한다. 즉, 이노시톨-6-포스페이트 함량을 22 μmol/g에서 3.5 μmol/g으로 감소시키면, 이노시톨-5-포스페이트 함량은 1.5 μmol/g 이하로 증가하며, 이노시톨-4-포스페이트 함량은 검출되지 않는 양에서 1.1 μmol/g 이하로 증가하며, 이노시톨-3-포스페이트 함량은 검출되지 않는 양에서 1.8 μmol/g 이하로 증가한다.
상기 산성 음료 조성물에 대하여, 단백질 재료가 8.0 μmol/g 미만, 바람직하게는 6.0 μmol/g 미만, 가장 바람직하게는 3.0 μmol/g 미만의 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합을 갖는 것이 중요하다.
단백질로부터 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만이 되도록 제거하기 위하여, 피테이트-분해 효소를 사용하는 것이 필요하다. 피테이트-분해 효소는 이노시톨-6-포스페이트 및 이노시톨-5-포스페이트와 반응하여 이노시톨 및 오르토포스페이트 및 또한 중간체 생성물로서 여러 형태의 이노시톨포스페이트를 생성한다. 피테이트-분해 효소에는 피타아제 및 산 포스파타아제가 포함된다. 특히 바람직한 효소는 핀란드 헬싱키 소재 알코 리미티드 (Alko Ltd.) 제조의 상표명 피나아제 에스 (Finase® S), 일본 나고야 소재 아마노 파마슈티칼 코포레이션 리미티드 (Amano Pharmaceutical Co., LTD) 제조의 아마노 3000 (Amano 3000) 및 미시건주 외이언도트 소재 바스프 코포레이션 제조의 나투포스 피타아제 (Natuphos® Phytase)이다.
피타아제 및 산 포스파타아제는 다양한 미생물, 예컨대 아스페루길루스 속 (Aspergillus spp .), 리조푸스 속 (Rhizopus spp .), 및 효모로부터 생성되며 (문헌 [Appl. Microbiol. 16:1348-1357 (1968)] 및 [Enzyme Microb. Technol. 5:377-382 (1983)] 참조), 피타아제는 또한 발아 동안에 다양한 식물 종자, 예를 들어, 밀에 의해 생성된다. 당업자들에게 알려진 방법에 따라서, 상기 언급된 유기체로부터 효소 제제를 얻을 수 있다. 카란사 (Caransa) 등은 동일한 효소 투여량에서 아스페루길루스 속 (Aspergillus spp .)에서의 피타아제가 밀로부터의 피타아제에 비해 곡물에서의 피트산을 보다 효율적으로 분해시킨다는 것을 알아내었다.
알코 리미티드 (핀란드 라자마키 (Rajamaki, Finland) 소재)에서 제조된, 공식적으로 이코나아제 (Econase) EP 43 효소라고 일컬어지는 피나아제 효소가 본 발명의 목적에 대하여 특히 바람직하다. 이는 1988년 9월 12일에 출원된, 미국 출원 번호 제242,243호에 기재된다.
미생물학적으로 제조된 효소 제제는 또한 추가의 식물 재료를 분해하는 효소, 예컨대 셀룰로스, 헤미셀룰로스 및(또는) 펙티나제 활성을 갖는 효소를 함유할 수 있다. 이들 기타 활성은 최종 산 음료의 효과에 기여할 수 있다.
수화 이전에, 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료는 세 가지 상이한 방법 중 하나에 의해 제조할 수 있다.
이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료의 제조를 위한 제1 방법은
(1) 단백질 함유 식물 재료로부터 수성 추출물을 제조하는 단계,
(2) 추출물의 pH를 약 4 내지 약 5의 값으로 조절하여 단백질 재료를 침전시키는 단계,
(3) 침전된 단백질 재료를 분리하고, 물 중 침전된 단백질 재료의 현탁액을 형성하는 단계,
(4) 현탁액의 pH를 약 3.5 내지 약 6의 값으로 조절하여 물 중 부분적으로 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계,
(5) 피타아제를 물 중 부분적으로 가용화된 단백질 재료에 첨가하여 피타아제 처리된 단백질 재료를 형성하는 단계, 및
(6) 단백질 재료를 건조시키는 단계
를 포함한다.
이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료의 제조를 위한 제2 방법은
(1) 단백질 함유 식물 재료로부터 수성 추출물을 제조하는 단계,
(2) 피타아제를 수성 추출물에 첨가하여 피타아제 추출물을 형성하는 단계,
(3) 피타아제 추출물의 pH를 약 4 내지 약 5.5의 값으로 조절하여 단백질 재료를 침전시키는 단계,
(4) 침전된 단백질 재료를 분리하고, 물 중 침전된 단백질 재료의 현탁액을 형성하는 단계,
(5) 현탁액의 pH를 약 6.7 내지 약 7.4의 값으로 조절하여 물 중 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계, 및
(6) 단백질 재료를 건조시키는 단계
를 포함한다.
이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료의 제조를 위한 제3 방법은
(1) 단백질 함유 식물 재료로부터 수성 추출물을 제조하는 단계,
(2) 추출물의 pH를 약 4 내지 약 5의 값으로 조절하여 단백질 재료를 침전시키는 단계,
(3) 침전된 단백질 재료를 제거하고, 물 중 침전된 단백질 재료의 현탁액을 형성하는 단계,
(4) 현탁액의 pH를 약 6.7 내지 약 7.4의 값으로 조절하여 물 중 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계,
(5) 피타아제를 물 중 가용화된 단백질 재료에 첨가하여 피타아제 처리된 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계, 및
(6) 단백질 재료를 건조시키는 단계
를 포함한다.
필요한 피테이트 분해 효소의 양은 원료 중 피트산 함량 및 반응 조건에 따라 달라질 것이다. 정확한 용량은 당업자에 의해 쉽게 추정될 수 있다. 일반적으로, 피테이트 분해 효소의 농도는 단백질 1 g 당 피타아제의 약 500 내지 약 2200, 바람직하게는 약 600 내지 2100, 가장 바람직하게는 약 720 내지 약 1400 단위 (피타아제 단위)이며, 보통 PU/g으로 표현된다. 1 피타아제 단위 (PU)는 표준 조건 (즉, pH 5.5, 37℃, 5.0 mM 나트륨 피테이트의 기질 농도 및 반응 시간 30분) 하에서 1분 당 포스페이트 1 μmol을 방출하는 효소의 양으로 정의된다.
별법으로, 피테이트 분해 효소의 농도는 커드 고형분 기준 (CSB) 백분율로서 표현할 수 있다. 0.25％ CSB라는 것은 1000 부 커드가 고체로서 존재하는 경우에 사용된 피타아제의 양이 2.5부임을 의미한다. 바람직하게는, 효소 제제는 1종 이상의 피테이트-분해 효소가 대두 중 피트산을 실질적으로 분해하도록 포함하는 양이다. 피테이트 분해 효소는 단백질의 영양가를 감소시키며 상업적인 연속 분리기로 분리될 수 없는 매우 가벼운 현탁된 피테이트 침전물을 형성하는 높은 알칼리도에 단백질을 노출시키지 않고 저-피테이트 및 무-피테이트 분리 대두 단백을 제조하기 위한 쉽고 경제적인 방법을 제공할 수 있다. 피테이트 분해 효소는 또한 단백질의 용해도 및 기타 관능 특성에 영향을 미칠 수 있는 약 65℃의 온도에 단백질을 노출시키지 않고 무-피테이트 분리 대두 단백질을 제공할 수 있다. 미생물과 콩 단백질의 불필요한 접촉 및 고가이며 시간-소모적인 정제 단계, 예컨대 한외여과 및 이온-교환 처리 또한 필요하지 않을 수 있다.
단백질 재료로부터의 피트산의 제거는 pH 곡선을 오른쪽으로 이동시킨다. 도 1에서의 오른쪽으로의 pH 이동의 중요성이 상술된다. 도 1에서의 (1)에서와 같이 확인되는 보통량의 피트산을 갖는 단백질 재료에 대하여, 단백질은 3.9 내지 4.2의 pH에서 최소 가용성이다. 이 pH에서, 단백질의 용해도는 5％이다. 그러나, 이는 최종 산 음료의 pH이다. 따라서, 단백질이 침전물로서 산 음료로부터 침강된다. 도 1에서의 (5)에서와 같이 확인되는 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료에 대하여, pH 곡선은 오른쪽으로 이동하며, 단백질은 4.4 내지 4.8의 pH에서 최소 가용성이다. 그러나, 상기 곡선 상에서, pH 3.9에서, 단백질은 매우 가용성이며 (100％), 이에 따라 pH 3.9에서의 최종 산 음료에서, 단백질 재료는 가용성이며, 침전물로서 침강되지 않을 것이다.
하기 실시예는 산 음료에 사용하기 위한 분리 단백질의 제조에 관한 것이다. 실시예 1은 피트산 감소 처리되지 않은 기준 분리 단백질의 제조에 관한 것이다. 실시예 A 내지 C는 본 발명에 의해 정의된 것과 같은 낮은 피트산 함량을 함유하는 분리 단백질의 제조에 관한 것이다. 실시예 A 및 A1은 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료 제조를 위한 제1 방법에 관 한 것이다. 실시예 B는 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료 제조를 위한 제2 방법에 관한 것이다. 실시예 C는 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 단백질 재료 제조를 위한 제3 방법에 관한 것이다.
실시예 1
추출 탱크에 100 파운드의 탈지 대두 플레이크 및 1000 파운드의 물을 첨가하였다. 상기 내용물을 90℉로 가열하고, 충분한 수산화칼슘을 첨가하여 pH를 9.7로 조절하였다. 상기 단계는 10:1의 물 대 플레이크 중량비를 제공한다. 플레이크를 추출물로부터 분리하고, pH 9.7 및 온도 90℉인 물 600 lbs로 재추출하였다. 상기 제2 추출 단계는 6:1의 물 대 플레이크 중량비를 제공한다. 플레이크를 원심분리에 의해 제거하고, 제1 및 제2 추출물을 합치고, 인산으로 pH 4.5로 조절하여, 침전된 단백질 커드와 가용성 수성 유청을 형성하였다. 산 침전된 수 불용성 커드를 4,000 rpm 속도의 CH-14 원심분리기 및 3,000 rpm 속도의 샤플레스 (Sharples) P3400 원심분리기에서 원심분리 및 세척에 의해 수성 유청으로부터 분리하였다. 단백질 커드를 10 내지 12％의 고형분 농도로 물 중 재현탁하고, 추가의 인산으로 pH를 3.5로 조절하였다. 단백질을 305℉에서 9초 동안 저온 살균하고, 200℉ 미만의 배출 온도로 분무 건조하여 분리 단백질을 제공하였다. 상기 분리 단백질은 2.00％의 총 피트산 함량을 갖는다. 상기 분리 단백질은 11.6 μmol/g의 이노시톨 -6-포스페이트 함량, 2.0 μmol/g의 이노시톨-5-포스페이트 함량, 0.5 μmol/g 미만의 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 0.5 μmol/g 미만의 이노시톨-3-포스페이트 함량을 갖는다. 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합은 23.4 μmol/g이다.
실시예 A
추출 탱크에 100 파운드의 탈지 대두 플레이크 및 1000 파운드의 물을 첨가하였다. 상기 내용물을 90℉로 가열하고, 충분한 수산화칼슘을 첨가하여 pH를 9.7로 조절하였다. 상기 단계는 10:1의 물 대 플레이크 중량비를 제공한다. 플레이크를 추출물로부터 분리하고, pH 9.7 및 온도 90℉를 갖는 물 600 lbs로 재추출하였다. 상기 제2 추출 단계는 6:1의 물 대 플레이크 중량비를 제공한다. 플레이크를 원심분리에 의해 제거하고, 제1 및 제2 추출물을 합치고, 염산 또는 인산 중 하나로 pH 4.5로 조절하여, 침전된 단백질 커드와 가용성 수성 유청을 형성하였다. 산 침전된 수 불용성 커드를 4,000 rpm 속도의 CH-14 원심분리기 및 3,000 rpm 속도의 샤플레스 P3400 원심분리기에서 원심분리 및 세척에 의해 수성 유청으로부터 분리하였다. 단백질 커드를 10 내지 12％의 고형분 농도로 물 중 재현탁하고, 수산화나트륨으로 pH를 5.2로 조절하여, 단백질을 부분적으로 가용화시켰다. 피나아제 에스 피타아제를 720 PU/g으로 부분적으로 가용화된 단백질에 첨가하고, 내용물을 교반하면서 1시간 동안 110℉에서 방치시켰다. 이후, 부분적으로 가용화된 단백질 용액을 305℉에서 9초 동안 저온 살균하고, 200℉ 미만의 배출 온도로 분무 건조하여 피트산 함량이 감소된 분리 단백질을 제공하였다. 이노시톨-6-포스페이 트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합은 5.8 μmol/g이다.
실시예 A1
피나아제 에스 파타아제를 나투포스 피타아제로 대체한 것을 제외하고는 실시예 A의 절차를 반복하였다. 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합은 2.64 μmol/g이었다.
실시예 B
추출 탱크에 100 파운드의 탈지 대두 플레이크 및 1000 파운드의 물을 첨가하였다. 상기 내용물을 90℉로 가열하고, 충분한 수산화칼슘을 첨가하여 pH를 9.7로 조절하였다. 상기 단계는 10:1의 물 대 플레이크 중량비를 제공한다. 플레이크를 추출물로부터 분리하고, pH 9.7 및 온도 90℉인 물 600 lbs로 재추출하였다. 상기 제2 추출 단계는 6:1의 물 대 플레이크 중량비를 제공한다. 플레이크를 원심분리에 의해 제거하고, 제1 및 제2 추출물을 합쳤다. 피나아제 에스 피타아제를 720 PU/g 단백질로 추출물에 첨가하고, 온도를 1시간 동안 110℉에서 방치시켰다. 인산을 첨가하여 pH를 5.1로 조절하였다. 산의 첨가는 침전된 단백질 커드 및 가용성 수성 유청을 형성하였다. 산 침전된 수 불용성 커드를 4,000 rpm 속도의 CH-14 원심분리기 및 3,000 rpm 속도의 샤플레스 P3400 원심분리기에서 원심분리 및 세척에 의해 수성 유청으로부터 분리하였다. 단백질 커드를 10 내지 12％의 고형분 농도로 물 중 재현탁하고, 수산화나트륨으로 pH를 7.0으로 조절하여 단백질을 가용화시키고, 이후 305℉에서 9초 동안 저온 살균하고, 200℉ 미만의 배출 온도로 분무 건조하여, 피트산 함량이 감소된 분리 단백질을 제공하였다. 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합은 0.18 μmol/g이었다.
실시예 C
추출 탱크에 100 파운드의 탈지 대두 플레이크 및 1000 파운드의 물을 첨가하였다. 상기 내용물을 90℉로 가열하고, 충분한 수산화칼슘을 첨가하여 pH를 9.7로 조절하였다. 상기 단계는 10:1의 물 대 플레이크 중량비를 제공한다. 플레이크를 추출물로부터 분리하고, pH 9.7 및 온도 90℉인 물 600 lbs로 재추출하였다. 상기 제2 추출 단계는 6:1의 물 대 플레이크 중량비를 제공한다. 플레이크를 원심분리에 의해 제거하고, 제1 및 제2 추출물을 합치고, 인산으로 pH를 5.1로 조절하여, 침전된 단백질 커드와 가용성 수성 유청을 형성하였다. 산 침전된 수 불용성 커드를 4,000 rpm 속도의 CH-14 원심분리기 및 3,000 rpm 속도의 샤플레스 P3400 원심분리기에서 원심분리 및 세척에 의해 수성 유청으로부터 분리하였다. 단백질 커드를 10 내지 12％의 고형분 농도로 물 중 재현탁하고, 커드가 가용성 단백질 용액이 되도록 수산화나트륨으로 pH를 6.7 내지 7.4로 조절하였다. 피타아제를 0.25％ CSB로 단백질 용액에 첨가하고, 내용물을 교반하면서 110℉에서 1시간 동안 방치시켰다. 이후, 단백질 용액을 305℉에서 9초 동안 저온 살균하고, 200℉ 미만의 배출 온도로 분무 건조하여, 피트산 함량이 감소된 분리 단백질을 제공한다.
산 음료 제조 이전에, 단백질 재료 (A)를 수화시키는 것이 필요하다. 단백 질 재료를 수화시키기 위해 물을 슬러리를 형성하기 충분한 양으로 첨가하였다. 상기 실시예 중 임의의 방법에 의해 제조된 건조 단백질 재료는 사실상 물에 불용성이다. 단백질 재료를 수화시키는 것이 중요하다. 슬러리는 슬러리의 중량을 기준으로 1 내지 10 중량％의 고형분을 함유하며, 나머지는 물이다. 보다 바람직하게는, 슬러리 (A)는 1 내지 7 중량％의 고형분을 함유한다. 가장 바람직하게는, 슬러리 (A)는 2 내지 6 중량％의 고형분을 함유한다. 슬러리를 높은 전단력 하에 실온에서 혼합하고, 추가로 10분 동안 140 내지 180℉로 가열하였다. 상기 고형분 농도에서, 단백질에서 최대 완전 수화를 얻었다. 따라서, 슬러리 중 물은 상기 농도에서 가장 효율적으로 사용된다.
일단 단백질 재료를 수화시키고, 이후 균질화시킨다. 균질화는 단백질 슬러리 (A) 중 단백질의 입도를 감소시키는 기능을 한다. 바람직하게는, 슬러리를 가울린 (Gaulin) 균질화기 (모델 15MR)로 옮기고, 고압 단계 및 저압 단계인 2 단계로 균질화시킨다. 고압 단계는 1500 내지 5000 psi, 바람직하게는 2000 내지 3000 psi이다. 저압 단계는 300 내지 1000 psi, 바람직하게는 400 내지 700 psi이다.
안정화제 (B)
본 발명은 또한 안정화제를 사용하며, 안정화제는 덱스트린, 아가, 카라기난, 타마린드 씨앗 다당류, 안젤리카 검, 카라야 검, 크산탄 검, 나트륨 알기네이트, 트라가칸스 검, 구아 검, 로커스트 콩 검, 풀루란, 젤란 검 (jellan gum), 아라비아 검 및 폴리에틸렌 글리콜 알기네이트 에스테르를 포함하는 다당류 가수분해물이다. 바람직한 안정화제는 젤란 검이다.
수화된 단백질 안정화제 (B)를 제조하기 위하여, 분산액을 형성하기 충분한 양으로 물 및 안정화제를 첨가한다. 이 단계 또는 이후 감미제를 첨가할 수 있거나, 또는 감미제의 일부를 이 단계 및 이후 단계에서도 첨가할 수 있다. 바람직한 감미제는 수크로스, 옥수수 시럽을 포함하며, 포도당, 및 프룩토스 고 함량 옥수수 시럽, 및 인공 감미제가 포함될 수 있다. 안정화제를 상기 단백질에서와 동일한 방법으로 수화시킨다. 용어 "분산액"은 콜로이드상 현탁액을 의미한다.
착향 재료 (C)
단백질 재료 자체는 원치 않는 뒷맛 또는 바람직하지 않은 풍미를 갖는다. 착향 재료 (C)의 기능은 단백질 재료 (A)의 임의의 불리한 풍미를 숨기고, 산성 음료 조성물에 좋은 맛을 제공하는 것이다. 착향 재료 (C)는 과일 주스, 야채 주스, 과일 풍미 또는 야채 풍미를 포함한다.
주스로서, 과일 및/또는 채소를 액체, 액체 농축물, 푸레로서 그대로, 또는 또 다른 변형된 형태로서 첨가할 수 있다. 주스 제품에 사용하기 이전에, 과일 및/또는 야채로부터의 액체를 여과할 수 있다. 과일 주스에는 토마토, 딸기류, 감귤, 멜론 및/또는 열대 과일로부터의 주스가 포함될 수 있다. 단일 과일 주스 또는 과일 주스 블렌드를 사용할 수 있다. 야채 주스에는 여러 상이한 야채 주스가 포함될 수 있다. 본 발명에서 이용할 수 있는 여러 특정 주스의 몇몇 예에는 모든 종류의 딸기, 건포도, 살구, 복숭아, 넥타린, 서양자두, 체리, 사과, 배, 오렌지, 그레이프프루트, 레몬, 라임, 탕헤르오렌지, 만다린귤, 탄젤로, 바나나, 파인애플, 포도, 토마토, 대황, 말린자두, 무화과, 석류, 시계풀열매, 구아바, 키위, 금귤, 망고, 아보카도, 모든 종류의 멜론, 파파야, 순무, 루타바가, 당근, 양배추, 오이, 호박, 셀러리, 무, 콩나물, 자주개자리 새싹, 죽순, 콩 및/또는 해초로부터의 주스가 포함된다. 인식할 수 있는 것과 같이, 1종 이상의 과일, 1종 이상의 야채 및/또는 1종 이상의 과일 및 야채를 산 음료에 포함시켜, 원하는 풍미의 산 음료를 얻을 수 있다.
과일 및 야채 풍미가 또한 착향 재료 (C)로서 기능할 수 있다. 과일 착향제는 단백질 재료의 뒷맛을 중화시킨다는 것을 알게 되었다. 과일 착향제는 천연 및/또는 인공 착향제일 수 있다. 인식할 수 있는 것과 같이, 기타 착향 재료, 예컨대 야채 착향제와 사용하였을 경우 단백질 재료로부터의 원치 않는 뒷맛 및/또는 바람직하지 않은 풍미를 숨기고/거나 중화시기 위해 과일 착향제가 최선이다.
단백질 재료 (A)는 0.1 중량％ 내지 10 중량％의 양으로 산성 음료 조성물에 존재한다. 안정화제 (B)는 1 대 0.01 내지 0.2의 (A) 대 (B)의 질량비로 존재한다. 착향 재료 함량은 산성 음료 조성물의 1.5％ 이상일 수 있다.
하기 일반예에 따라서 상기 성분 (A), (B) 및 (C)를 사용하여 산성 음료 조성물을 제조한다.
단백질 재료 (A)를 5분 동안 고 전단력 하에서 탈이온수 중 수화시키고, 170℉로 가열하고, 10분 동안 방치시켰다. 동시에, 안정화제를 별도의 용기에서 수화시켰다. 수화된 안정화제 용기에 프룩토스 고 함량 옥수수 시럽, 아스코르브산, 시트르산, 인산, 비타민 프리믹스 및 착향 재료 (C)를 첨가하였다. 이후, 수화된 단백질 슬러리를 수화된 안정화제 용기에 첨가하고, 10분 동안 혼합하였다. 이 지 점에서, pH는 3.8 내지 4.0이다. 내용물을 2500 psi의 고압 단계 및 500 psi의 저압 단계인 2 단계로 균질화시켰다. 균질화된 내용물을 195℉에서 60초 동안 저온 살균하였다. 병을 185℉에서 음료로 고온 충전하였다. 병을 뒤집고, 2분 동안 방치시키고, 이후 빙수에 두어 내용물의 온도가 대략 실온이 되게 하였다. 병을 저장하고, 1개월 및 6개월째에서의 세럼 (serum) 값 및 침전물 값을 측정하였다.
상기 일반예에 따라서 산성 음료 조성물을 제조하였다. 대조 샘플은 보통량의 피트산을 함유하는 실시예 1의 분리 단백질을 이용하였다. 본 발명의 샘플은 실시예 A의 저 피트산 단백질을 사용하는 것을 제외하고는 대조 샘플과 동일하였다. 모든 다른 성분은 동일하며, 동일한 양을 사용하였다. 샘플 모두 8 온스 잔 당 3.0 g 단백질을 함유하였다. 결과를 하기 표 I에서 요약한다.
실시예 1의 단백질을 사용하는 비교 산성 음료 조성물을 병렬식 산 음료 시험에서 실시예 A의 단백질을 사용하는 본 발명의 산성 음료 조성물과 비교하였다. 세럼 및 침전물을 4℃에서 냉장되는 샘플을 1개월 및 6개월째에서 측정하였다. 병렬식 비교는 각 음료를 250 ㎖의 세구 사각 병 (날지 눈크 인터내셔날 (Nalge Nunc International) 제조)에 충전하여 제조하였다. 이후, 각 샘플의 침전물의 백분율 및 세럼의 백분율을 측정하여 각 음료에서의 안정화의 효과를 측정하였다 (침전물= 용액/현탁액으로부터 침전된 고체 물질; 세럼= 현탁 단백질이 거의 없거나 전혀 없는 용액의 투명층). 샘플 중 침전물 층의 높이를 측정하고 전체 샘플의 높이를 측정하여 침전물의 백분율을 결정하였으며, 침전물％는 (침전물 층 높이)/(총 샘플의 높이)×100이다. 샘플 중 세럼 층의 높이를 측정하고 전제 샘플의 높이를 측정하 여 세럼의 백분율을 결정하였으며, 세럼％는 (세럼 층 높이)/(총 샘플 높이)×100이다. 또한, 샘플의 균질도 또는 이들의 결여에 대하여 시각 측정을 하였다. 시험 결과는 하기 표 I에 나타낸다.
산 음료 평가
pH 점도 (cps)1 침전물％ 세럼％
1개월 6개월 1개월 6개월
실시예 1 3.85 3.8 4.42 0 0 27.4
실시예 A 3.85 2.0 0 0 0 0
1 스핀들 (spindle) S18이 장착된 브룩필드 모델 (Brookfield Model) DV-Ⅱ 점도계. 보고된 값은 센티포아즈 (Cps) 단위이다.
실시예 1에 대하여, 6개월째에서 침전물은 0％이다. 그러나, 이것은 27.4％의 세럼 형성 때문이다. 용기의 저부는 상층에서의 세럼 형성 때문에 판독할 수 없다. 이에 따라, 실시예 1에 대한 침전물의 6개월 수치는, 세럼에서의 6개월째 수치로부터 별도로 고려하였을 경우, 위양성 (false positive)을 제공한다.
본 발명은 이의 바람직한 실시양태와 관련하여 설명하였지만, 상기 명세서를 읽은 당업자에게는 이들의 다양한 변형이 명백하게 될 것이라고 이해된다. 이에 따라, 본원에서 개시된 본 발명은 첨부된 청구의 범위의 범주 내에 이러한 변형을 포함하는 것으로 이해된다.

Claims (48)

  1. (A) 수화 이전에,
    (1) 단백질 함유 식물 재료로부터 수성 추출물을 제조하는 단계,
    (2) 추출물의 pH를 약 4 내지 약 5의 값으로 조절하여 단백질 재료를 침전시키는 단계,
    (3) 침전된 단백질 재료를 분리하고, 물 중 침전된 단백질 재료의 현탁액을 형성하는 단계,
    (4) 현탁액의 pH를 약 3.5 내지 약 6의 값으로 조절하여 물 중 부분적으로 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계,
    (5) 피타아제를 물 중 부분적으로 가용화된 단백질 재료에 첨가하여 피타아제 처리된 단백질 재료를 형성하는 단계, 및
    (6) 단백질 재료를 건조시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조된, 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 수화된 단백질 재료;
    (B) 수화된 단백질 안정화제 및
    (C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아스코르브산, 글루코노 델타 락톤 또는 인산을 포함하는 1종 이상의 착향 재료
    을 포함하는, pH가 3.0 내지 4.5인 산성 음료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 수화된 단백질 재료가 대두 단백질 재료, 밀 글루텐 또는 제인을 포함하는 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 수화된 대두 단백질 재료가 대두분, 대두 농축물 또는 분리 대두 단백을 포함하는 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 수화된 대두 단백질 재료가 분리 대두 단백을 포함하는 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 피타아제가 단백질 1 g 당 약 500 내지 약 2200 피타아제 단위로 (A)(5)에 존재하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 피타아제가 단백질 1 g 당 약 600 내지 약 2100 피타아제 단위로 (A)(5)에 존재하는 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 피타아제가 단백질 1 g 당 약 720 내지 약 1400 피타아제 단위로 (A)(5)에 존재하는 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 조성물이 0.1 중량％ 내지 10 중량％의 양으로 수화된 단백 질 재료를 함유하는 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 안정화제 (B)가 1:0.01-0.2의 (A):(B) 중량비로 존재하는 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 이노시톨-6-포스페이트, 이노시톨-5-포스페이트, 이노시톨-4-포스페이트 및 이노시톨-3-포스페이트의 조합이 6.0 μmol/g 미만인 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 이노시톨-6-포스페이트, 이노시톨-5-포스페이트, 이노시톨-4-포스페이트 및 이노시톨-3-포스페이트의 조합이 3.0 μmol/g 미만인 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 단백질 안정화제가 다당류 가수분해물을 포함하는 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 다당류 가수분해물이 덱스트린, 아가, 카라기난, 타마린드 씨앗 다당류, 안젤리카 검, 카라야 검, 크산탄 검, 나트륨 알기네이트, 트라가칸스 검, 구아 검, 로커스트 콩 검, 플루란, 젤란 검, 아라비아 검 및 프로필렌 글리콜 알기네이트 에스테르를 포함하는 조성물.
  14. 제12항에 있어서, 단백질 안정화제가 젤란 검인 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 산성 음료 조성물의 pH가 3.2 내지 4.0인 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 산성 음료 조성물의 pH가 3.6 내지 3.8인 조성물.
  17. (A) 수화 이전에,
    (1) 단백질 함유 식물 재료로부터 수성 추출물을 제조하는 단계,
    (2) 피타아제를 수성 추출물에 첨가하여 피타아제 추출물을 형성하는 단계,
    (3) 피타아제 추출물의 pH를 약 4 내지 약 5.5의 값으로 조절하여 단백질 재료를 침전시키는 단계,
    (4) 침전된 단백질 재료를 분리하고, 물 중 침전된 단백질 재료의 현탁액을 형성하는 단계,
    (5) 현탁액의 pH를 약 6.7 내지 약 7.4의 값으로 조절하여 물 중 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계 및
    (6) 단백질 재료를 건조시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조된, 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 수화된 단백질 재료;
    (B) 수화된 단백질 안정화제 및
    (C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아스코르브산, 글루코노 델타 락톤 또는 인산을 포함하는 1종 이상의 산
    을 포함하는, pH가 3.0 내지 4.5인 산성 음료 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 수화된 단백질 재료가 대두 단백질 재료, 밀 글루텐 또는 제인을 포함하는 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 수화된 대두 단백질 재료가 대두분, 대두 농축물 또는 분리 대두 단백을 포함하는 조성물.
  20. 제18항에 있어서, 수화된 대두 단백질 재료가 분리 대두 단백을 포함하는 조성물.
  21. 제17항에 있어서, 피타아제가 단백질 1 g 당 약 500 내지 약 2200의 피타아제 단위로 (A)(2)에 존재하는 조성물.
  22. 제17항에 있어서, 피타아제가 단백질 1 g 당 약 600 내지 약 2100의 피타아제 단위로 (A)(2)에 존재하는 조성물.
  23. 제17항에 있어서, 피타아제가 단백질 1 g 당 약 720 내지 약 1400의 피타아제 단위로 (A)(2)에 존재하는 조성물.
  24. 제17항에 있어서, 조성물이 0.1 중량％ 내지 10 중량％의 양으로 수화된 단백질 재료를 함유하는 조성물.
  25. 제17항에 있어서, 안정화제 (B)가 1:0.01-0.2의 (A):(B)의 중량비로 존재하는 조성물
  26. 제17항에 있어서, 이노시톨-6-포스페이트, 이노시톨-5-포스페이트, 이노시톨-4-포스페이트 및 이노시톨-3-포스페이트의 조합이 6.0 μmol/g 미만인 조성물.
  27. 제17항에 있어서, 이노시톨-6-포스페이트, 이노시톨-5-포스페이트, 이노시톨-4-포스페이트 및 이노시톨-3-포스페이트의 조합이 3.0 μmol/g 미만인 조성물.
  28. 제17항에 있어서, 단백질 안정화제가 다당류 가수분해물을 포함하는 조성물.
  29. 제28항에 있어서, 다당류 가수분해물이 덱스트린, 아가, 카라기난, 타마린드 씨앗 다당류, 안젤리카 검, 카라야 검, 크산탄 검, 나트륨 알기네이트, 트라가칸스 검, 구아 검, 로커스트 콩 검, 플루란, 젤란 검, 아라비아 검 및 프로필렌 글리콜 알기네이트 에스테르를 포함하는 조성물.
  30. 제28항에 있어서, 단백질 안정화제가 젤란 검인 조성물.
  31. 제17항에 있어서, 산성 음료 조성물의 pH가 3.2 내지 4.0인 조성물.
  32. 제17항에 있어서, 산성 음료 조성물의 pH가 3.6 내지 3.8인 조성물.
  33. (A) 수화 이전에,
    (1) 단백질 함유 식물 재료로부터 수성 추출물을 제조하는 단계,
    (2) 추출물의 pH를 약 4 내지 약 5로 조절하여 단백질 재료를 침전시키는 단계,
    (3) 침전된 단백질 재료를 분리하고, 물 중 침전된 단백질 재료의 현탁액을 형성하는 단계,
    (4) 현탁액의 pH를 약 6.7 내지 약 7.4의 값으로 조절하여 물 중 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계,
    (5) 피타아제를 물 중 가용화된 단백질 재료에 첨가하여 피타아제 처리된 가용화된 단백질 재료를 형성하는 단계 및
    (6) 단백질 재료를 건조시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조된, 이노시톨-6-포스페이트 함량, 이노시톨-5-포스페이트 함량, 이노시톨-4-포스페이트 함량 및 이노시톨-3-포스페이트 함량의 조합이 8.0 μmol/g 미만인 수화된 단백질 재료;
    (B) 수화된 단백질 안정화제 및
    (C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아스코르브산, 글루코노 델타 락톤 또는 인산을 포함하는 1종 이상의 산
    을 포함하는, pH가 3.0 내지 4.5인 산성 음료 조성물.
  34. 제33항에 있어서, 수화된 단백질 재료가 대두 단백질 재료, 밀 글루텐 또는 제인을 포함하는 조성물.
  35. 제34항에 있어서, 수화된 대두 단백질 재료가 대두분, 대두 농축물 또는 분리 대두 단백을 포함하는 조성물.
  36. 제34항에 있어서, 수화된 대두 단백질 재료가 분리 대두 단백을 포함하는 조성물.
  37. 제33항에 있어서, 피타아제가 단백질 1 g 당 약 500 내지 약 2200의 피타아제 단위로 (A)(5)에 존재하는 조성물.
  38. 제33항에 있어서, 피타아제가 단백질 1 g 당 약 600 내지 약 2100의 피타아제 단위로 (A)(5)에 존재하는 조성물.
  39. 제33항에 있어서, 피타아제가 단백질 1 g 당 약 720 내지 약 1400의 피타아 제 단위로 (A)(5)에 존재하는 조성물.
  40. 제33항에 있어서, 조성물이 0.1 중량％ 내지 10 중량％의 양으로 수화된 단백질 재료를 함유하는 조성물.
  41. 제33항에 있어서, 안정화제 (B)가 1:0.01-0.2의 (A):(B)의 중량비로 존재하는 조성물.
  42. 제33항에 있어서, 이노시톨-6-포스페이트, 이노시톨-5-포스페이트, 이노시톨-4-포스페이트 및 이노시톨-3-포스페이트의 조합이 6.0 μmol/g 미만인 조성물.
  43. 제33항에 있어서, 이노시톨-6-포스페이트, 이노시톨-5-포스페이트, 이노시톨-4-포스페이트 및 이노시톨-3-포스페이트의 조합이 3.0 μmol/g 미만인 조성물.
  44. 제33항에 있어서, 단백질 안정화제가 다당류 가수분해물을 포함하는 조성물.
  45. 제44항에 있어서, 다당류 가수분해물이 덱스트린, 아가, 카라기난, 타마린드 씨앗 다당류, 안젤리카 검, 카라야 검, 크산탄 검, 나트륨 알기네이트, 트라가칸스 검, 구아 검, 로커스트 콩 검, 플루란, 젤란 검, 아라비아 검 및 프로필렌 글리콜 알기네이트 에스테르를 포함하는 조성물.
  46. 제44항에 있어서, 단백질 안정화제가 젤란 검인 조성물.
  47. 제33항에 있어서, 산성 음료 조성물의 pH가 3.2 내지 4.0인 조성물.
  48. 제33항에 있어서, 산성 음료 조성물의 pH가 3.6 내지 3.8인 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012025462A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Dsm Ip Assets B.V. Phytase in ready-to-drink soft drinks

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