KR20080068671A - 펙틴을 함유하는 산성화된 유제품 - Google Patents

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롤린 클라우스
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씨피 켈코 유에스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은, (1) 에스테르화도가 55%∼65% 범위이고, (2) 칼슘 감도 지수가 10∼30인, 감귤류 원료로부터 추출된 펙틴을 포함하며, pH가 4.3∼4.5인 유음료를 개시한다.

Description

펙틴을 함유하는 산성화된 유제품{ACIDIFIED MILK PRODUCTS CONTAINING PECTIN}
발효 유제품은 오늘날 세계에서 가장 널리 소비되는 식품 중의 하나이며, 거의 모든 문화 및 배경의 사람들이 즐기는 식품이다. 요구르트[불가리아 젖산간균(L. bulgaricus) 및 스트렙토코쿠스 써모필루스(S. thermophilus)에 의해 발효되며, 일반적으로 pH가 5.0 미만인 유제품]는 아마도 가장 잘 알려진 발효 유제품이다. 한편, 다른 유명한 발효 유제품에는 중앙 아시아의 케피어(kefir), 일본의 야쿠르트(YAKULTTM), 덴마크의 이메르(Ymer)가 있다.
요구르트가 여전히 매우 대중적인 식료 품목이기는 하지만, 액상 요구르트 음료에 대한 수요가 또한 커지고 있다. 이들 요구르트 음료는 요구르트보다 휴대성이 뛰어나며 소비하기에 쉽고 편리한 이점을 갖는다.
요구르트 음료는 요구르트에서 발견되는 우유 고형분의 침전을 방지하는 안정제로서 펙틴을 종종 사용한다. 펙틴은 과일 및 야채와 같은 식물로부터 추출한 안정화 물질이다. 펙틴은 pH 3.7과 4.3 사이(시판되는 요구르트 음료 및 직접 산성화 유음료를 위한 가장 전형적인 pH이다)에서 특히 좋은 안정제이며, 특히 카세인 및 유장 단백질 고형분과 같은 우유 고형분의 안정화에 우수한 기능을 제공한다. 그러나, 최근에 요구르트 음료 제조자들은 pH 4.3 초과 및 4.6 이하를 요구하는 보다 순한 맛의 특징을 갖는 요구르트 음료의 제조를 바라고 있다. 불행하게도, 요구르트 음료의 pH가 증가함에 따라, 펙틴은 안정제로서 덜 효과적이 되며, 이에 따라 펙틴의 농도 증가를 필요로 한다. 그러나, 펙틴의 농도가 증가할수록 유음료의 점도도 증가한다. 4.3 내지 4.6 범위의 pH에서 점도는 높아지는 경향이 있으며, 특히 요구르트 음료의 생산 배치들 간에 일정한 점도를 갖도록 하는 것이 어렵다. 더욱이, 어떤 고객은 요구르트 음료의 점도가 충분히 낮아서 유음료를 용기로부터 쉽게 따르거나 직접 마실 수 있는 요구르트 음료를 선호한다.
따라서, 당업계는 pH가 4.3 초과이며 마시고 따르기에 적합하도록 충분히 낮은 점도를 갖는, 펙틴으로 안정화한 유음료 제품을 필요로 하고 있다.
발명의 개요
본 발명은, (1) 에스테르화도가 55% 내지 65% 범위이고, (2) 칼슘 감도 지수(calcium sensitivity index)가 10 내지 30 사이인, 감귤류(citrus) 원료로부터 추출한 펙틴을 포함하며, pH가 4.3 내지 4.6인 유음료에 관한 것이다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 바람직한 실시 형태의 하기의 상세한 설명뿐만 아니라, 상기의 개요는 첨부된 도면과 함께 읽혀질 때 보다 잘 이해된다. 본 발명을 도시할 목적으로, 본 발명에서 바람직한 실시 형태가 도면에 도시된다. 그러나, 본 발명이, 도시된 정밀한 배치 및 수단에 한정되지는 않는다는 것이 이해되어야 한다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따라 제조된 pH 4.50인 요구르트 음료 및 종래 기술에 따라 제조된 pH 4.50인 요구르트 음료의 침전 분획률(%)을, 여러 가지 상이한 펙틴 농도와 함께 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 pH 4.50인 요구르트 음료 및 종래 기술에 따라 제조된 pH 4.50인 요구르트 음료의 점도(mPa·s)를, 여러 가지 상이한 펙틴 농도와 함께 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 pH 4.30인 요구르트 음료 및 종래 기술에 따라 제조된 pH 4.30인 요구르트 음료의 침전 분획률(%)을, 여러 가지 상이한 펙틴 농도와 함께 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 pH 4.30인 요구르트 음료 및 종래 기술에 따라 제조된 pH 4.30인 요구르트 음료의 점도(mPa·s)를, 여러 가지 상이한 펙틴 농도와 함께 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 pH 4.10인 요구르트 음료 및 종래 기술에 따라 제조된 pH 4.10인 요구르트 음료의 침전 분획률(%)을, 여러 가지 상이한 펙틴 농도와 함께 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 pH 4.10인 요구르트 음료 및 종래 기술에 따라 제조된 pH 4.10인 요구르트 음료의 점도(mPa·s)를, 여러 가지 상이한 펙틴 농도와 함께 나타낸 그래프이다.
상세한 설명
본 명세서에서 사용된 모든 부분, 백분율 및 비율은 달리 명시하지 않은 한 중량을 기준으로 표현한 것이다. 본 명세서에서 언급된 모든 문헌은 참고로 인용되어 있다.
본 발명은 4.3 내지 4.6 범위와 같은 상대적으로 높은 pH에서도 유음료의 우유 고형분을 효과적으로 안정화시키는 펙틴을 함유하는 산성화된 유음료에 관한 것이다. 본 발명에 따른 요구르트 음료는 높은 pH에서 우유 고형분을 효과적으로 안정화시킴으로써 생성되며, 낮은 pH를 갖는 비슷한 요구르트 및 유음료보다 순한 맛의 특징을 갖는다.
산성화된 유제품
산성화된 유제품의 가장 기본 형태에서, 우유는 연속 수성상 중 우유 고형분의 현탁액이다. 우유 고형분은 지방 및 비지방 부분을 포함한다. 여기서, 비지방 부분은 통상적으로 우유 고형분 비지방(milk solids non-fats, MSNF)이라고 한다. 우유 고형분 비지방은 단백질(예컨대 유장 단백질 및 카세인) 및 탄수화물뿐만 아니라 유기산, 미네랄 및 비타민과 같은 미량의 성분들도 함유한다. 앞에서 말한 모든 성분이 우유의 영양가, 가공 및 저장 작업, 그리고 감각 특성에 기여하지만, 본 발명에 가장 관련된 것은 카세인 성분이다.
카세인은 구직경이 약 20 nm 내지 400 nm인 단백질 마이셀(protein micelles)이다. 카세인은 콜로이드 형태의 마이셀로서 우유에 현탁된 상태로 존재한다. 그러나, 콜로이드 상태를 유지하는 것은 현탁액의 pH에 의존한다. 약 5.0의 우유 pH(또는 열처리에 의한 유음료에 대해서는 6.5 정도의 높은 pH에서도)에서 카세인은 응집성을 잃고 현탁액 중에서 침전하기 시작하며, 약 4.5의 우유 pH에서는 완전히 침전된다. 이와 같이, pH 5.0 이하로 제조된 유제품(요구르트 및 요구르트 음료와 같은)에서 카세인 입자는 콜로이드 마이셀로서보다는 침전된 상태로 항상 존재한다. 따라서, 비마이셀 카세인(non-micellar casein)이 우유 중에서 침전하여 침전물을 형성하는 것을 방지하기 위하여 펙틴이 유음료에 첨가된다.
산성화된 유음료는 직접 산성화 유음료 및 요구르트 음료의 두 가지 종류로 나누어질 수 있다. 직접 산성화 유음료는 산 및/또는 과일 농축액을 사용하여 우유를 산성화함으로써 만들어지며, 반면 요구르트 음료는 불가리아 젖산간균 및 스트렙토코쿠스 써모필루스를 가지고 우유를 발효시킴으로써 산성화된다. 발효 후 요구르트 음료는 물로 희석될 수도 있으며, 펙틴과 같은 친수콜로이드에 의해 추가적으로 안정화될 수도 있다. 요구르트 음료 자체는 두 종류로 나누어질 수 있다: (1) MSNF 함량이 1∼4%이며, 저장 수명을 늘리기 위하여 발효 후 보통 저온 살균되는 요구르트 음료, 및 (2) 우유 고형분 함량이 더 높고(4∼8.5%의 MSNF), 일반적으로는 살아있는 배양균이고, 때로는 프로바이오틱 배양균을 함유하고 이에 따라 냉장을 필요로 하는 요구르트 음료이다.
펙틴
펙틴은 현재 개시된 산성화된 유제품과 같은 유제품에서 제품을 안정화하며 우유 카세인 및 유장 입자들의 침전을 방지하기 위하여 오랫동안 사용되어 왔다. 펙틴은 식료품에 사용하기에 적합하기 때문에 특히 높이 평가되며, 표준 농도 수준에서는 용인할 수 없게 높은 수준까지 유제품의 점도를 증가시키지 않는다.
펙틴은 대부분의 고등 식물 형태에 존재하는 천연 물질이며, 어리고 자라나는 식물 조직의 일차 세포벽 및 중간층에서 주요한 구조적 성분들을 형성한다. 펙틴 자체의 구조는 두 개의 축방향으로 배열된 글리코시드 결합을 갖는 4C1 구조의 1,4-결합 알파-D-갈락토피라노실루론산 단위(1,4-linked alpha-D-galactopyranosyluronic acid unit)로 규정될 수 있다. 펙틴의 작용 및 수행에 중요한 영향을 주는 펙틴 구조의 하나의 주요한 특징은, 갈락토피라노실루론산 단위에 결합된 카르복실기 중 얼마만큼의 비율이 메탄올로 에스테르화되는 것인 가이다. 상업적 이용에서 50% 미만의 에스테르화도를 갖는 펙틴(즉, 50% 미만의 카르복실기가 메틸화되어 메틸 에스테르기를 형성함)은 저에스테르 펙틴(또는 "LM-펙틴")으로 분류되며, 반면 50% 초과의 에스테르화도를 갖는 펙틴(즉, 50% 초과의 카르복실기가 메틸화된다)은 고에스테르 펙틴(또는 "HM-펙틴")으로 분류된다. 본 발명은 주로 HM-펙틴에 관한 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 펙틴은 약 55% 내지 약 65%의 에스테르화도(DE)를 가지며, 보다 바람직하게는 약 57% 내지 약 63%의 에스테르화도를 갖는다.
펙틴 제조자는 당업자에게 잘 알려진 적당한 처리 단계 및 조건에 의하여 펙틴의 에스테르화도를 어느 정도 제어할 수 있다. 일반적으로, 펙틴은 어느 정도의 시간 동안 따뜻한 산성액(acidified water) 안에 펙틴이 풍부한 식물 조직을 현탁시킴으로써 상업적으로 만들어진다. 펙틴 제조의 이 단계는 보통 "추출"이라고 하는데, 이 추출은 식물 내에 존재하는 형태의 불용성 펙틴(종종 "프로토펙틴"으로 불린다)을 가용성 펙틴으로 전환시키며, 그 후 이 가용성 펙틴은 용액으로 침출된다. 다음에, 펙틴은 분리 공정에 의해 상기 용액으로부터 회수된다. 높은 에스테르화도를 원하면, 낮은 에스테르화도를 원할 경우에 사용되는 산의 양과 비교해서 보다 적은 양의 산이 추출을 위해서 보통 사용된다.
에스테르화도는 펙틴을 탈에스테르화하는 산 또는 효소로 펙틴 용액을 처리함으로써 보다 감소시킬 수 있다. 총칭적으로 펙틴 에스테라제로 불리는 이러한 효소들은 공지되어 있다. 효소 뿐만 아니라 산도 메틸-에스테르화된 카르복실기의 일부를 가수분해하여 비에스테르화 카르복실기와 메탄올을 생성한다. 그러나, 산과 일부 효소들이 무작위로 또는 규칙적으로 탈에스테르화될 카르복실기를 명백히 고르는 반면, 다른 효소들은 연속적인 유리 카르복실기의 블록들이 분자 내에 나타나는 방식으로 탈에스테르화한다. 후자의 효소들은 감귤류 과일 내에서 자연적으로 생성되는데, 추출 공정 전에 펙틴 내에 블록들을 다양하게 생성할 수도 있다. 따라서, 펙틴 제조자는 에스테르화도 뿐만 아니라 "블록화 정도(blockiness)"를 어느 정도 조종할 수 있다. 다소 두드러진 블록화를 바랄 경우, 블록화는 에스테라제에 의해 영향을 받는 감귤류 원료(예를 들면, 오렌지)를 선택하거나, 용해되어 추출된 펙틴을 블록 생성 펙틴 에스테라제에 노출시키거나, 또는 상기 둘 다를 수행함으로써 이루어질 수 있다. 블록화를 바라지 않을 경우, 제조자는 에스테라제에 의해 영향을 덜 받는 원료를 선택하고 원하는 에스테르화도에 도달하기 위하여 블록을 만들지 않는 산이나 효소를 사용할 수 있다.
탈메틸화된 갈락트론산(galacturonic acid) 단위의 이 긴 블록의 생성은 유음료의 안정제로서 펙틴 재료의 성능에 대하여 중요한 영향력을 갖는다. pH가 대략 4.0인 산성화된 유음료에서는, 종래 기술에 기술된 바와 같이 블록화 정도가 충분한 펙틴이 블록화 정도가 상대적으로 낮은 펙틴보다 효과적이다. 블록들(음전하를 띠고 있는)은 단백질 입자의 표면에 강하게 흡착하며, 펙틴이 없는 경우에 이 블록들은 산성화된 유음료의 pH 수준에서 과잉의 양전하를 가진다. 더욱이, 둘 이상의 블록은 유제품에 풍부하게 있는 칼슘 이온 존재 하에서 서로에게 끌어 당겨질 수 있다. 후자의 이유로 블록화 정도가 높은 펙틴은 칼슘 이온이 있을 때 덜 용해되며, 이 감소된 용해성으로 인해 이 용액은 펙틴이 풍부한 덩어리의 생성 시 또는 펙틴의 침전 시 진하게 되거나 겔화될 수 있다. 전술한 콜로이드 또는 침전된 용액 중 어떤 하나가 생성되는가는 펙틴의 에스테르화도, 펙틴의 블록화 정도, Ca2 + 이온의 농도, pH, 다른 용해된 물질의 존재, 온도, 및 다른 가능한 요소들과 같은 많은 요소들에 달려 있다. 일반적으로, 2상 시스템(즉, 덩어리 또는 침전물의 형성)에 대한 경향은, 블록 사이의 흡인력이 높고 펙틴의 농도가 낮을 때 가장 크다. 반대로, 펙틴의 농도가 높으며 블록 사이의 흡인력이 보다 약한 경우는 균질한 용액(또는 거시적으로 균질한 겔)에 대한 경향이 있다. 또한, 블록 사이의 흡인력은 분자 내 블록의 존재, Ca2 + 이온의 존재, 그리고 증가하는 pH(산성화된 유음료에 대하여 관련된 pH 범위 내에서)와 더불어 더 높아진다.
펙틴과 유단백질 사이의 흡인력은 친수성 코팅으로 단백질 입자를 감싸기 때문에 단백질을 안정화시킨다. 안정화되지 않은 단백질 입자(즉, 친수성 코팅을 가지지 않은 단백질 입자)는 물과 결합하지 않는 응집물을 형성할 수 있고 이에 따라 상대적으로 조밀한 침전물을 형성할 수 있는 반면, 안정화된 입자(즉, 친수성 코팅을 가진 단백질 입자)는 직접적인 단백질-단백질 상호 작용에 의하여 응집할 수 없고 물로부터 분리될 수 없다. Ca2 + 이온을 가진 펙틴의 자기 회합은 약한 겔의 입자들을 획득함으로써 안정성을 증대시킬 수도 있으나, 안정성에 대한 이 추가적 기여가 얼마나 중요한지는 알려져 있지 않다.
Ca2 + 이온을 갖는 펙틴의 자기 회합으로부터 생길 수 있는 진해진 구성은 때로는 바람직하나, 또한 때로는 바람직하지 않다. 산성화된 유음료의 일부 제조자들은 가능한 묽게 음료를 만들려고 노력하며, 종래 기술에 의한 음료의 전형적인 pH 범위보다 다소 높은 pH 4.3 내지 4.6의 범위에서 안정된 음료에 낮은 점도를 부여할 수 있는 안정제에 대한 만족되지 않은 요구가 있다. 다른 제조자들은 보다 크림같은 입에서의 느낌과 보다 높은 점도를 선호한다.
산성화된 유음료의 전형적인 pH는 3.7에서 4.3 사이의 범위이나, 보다 순하고 보다 덜 시큼한 맛의 느낌을 만들기 위하여 pH 4.3 내지 4.6의 음료를 만드는 것이 바람직하다. 4.3 내지 4.6의 pH 범위에서 pH를 높이면 종래 기술에 따른 펙틴의 효력은 떨어지며, 허용 가능한 안정성을 획득하기 위하여 펙틴의 용량을 증가시키고 보다 진한 구성을 감수할 필요가 있게 된다. pH가 증가하면, 펙틴의 카르복실산기뿐만 아니라 단백질 입자의 카르복실산기도 양성자로 인한 중화가 감소하며, 따라서 단백질 입자의 과잉 양전하가 감소하고, Ca2 + 이온과의 자기 회합에 대한 펙틴의 경향이 증가하는 것으로 알려져 있다.
펙틴 블록 구조의 Ca2 + 이온과의 자기 회합은 적절한 경우에 전술한 바와 같이, Ca2 + 이온을 갖는 펙틴 용액에서 점도를 형성할 수 있으며, 이 점도는 Ca2 + 이온이 없는 용액에서 기대할 수 있는 점도보다 높다. 이 현상은 통상적으로 펙틴 칼슘 감도로 지칭되며, 펙틴 및 Ca2 + 이온으로 특성을 부여한 용액의 점도를 측정함으로써 펙틴의 특성을 밝히는 프로토콜은 칼슘 감도법으로 지칭된다. 이러한 방법을 하기에 더 상세히 기술한다. 본 발명의 펙틴은 약 10∼약 30의 칼슘 감도 지수를 가질 것이다.
이론에 한정되고자 하는 바는 아니나, 본 발명에서 비교적 높은 pH 범위를 갖는(따라서, 산성 맛과 감각 특성이 낮은) 산성화된 유음료는, (1) 유음료를 안정화하는 데 통상적으로 사용되는 펙틴의 에스테르화도보다 낮은 에스테르화도; (2) 상당히 낮은 칼슘 감도; 및 (3) 감귤류 원료, 예컨대 라임 열매로부터 추출함의 조합을 갖는 펙틴을 제조함으로써 생산할 수 있는 것으로 생각된다. 상기 펙틴의 세 가지 특성의 조합은, 본 발명에서 다음의 방식으로 상호 작용하는 것으로 믿어지며, 펙틴 음전하를 단백질의 아미노 양전하에 붙이는 것이 여전히 가능하다. (pK가 7 초과인) 아미노 전하의 수는 3.7∼4.6 범위 내의 pH로부터 실질적으로 독립적이다. 그러나, 상기 범위의 고점에서는, 흡수가 일어나도록 펙틴 분자를 상기 전하들과 가까이 접촉시키는 물리적 사건(예컨대 확산 또는 인가 전단)을 위한 대기 시간이 훨씬 더 길며, 이는, 증가된 수의 단백질 카르복실기가 반발력을 생성하기 때문이다. 높은 pH는 펙틴과 Ca2 + 이온 사이의 반응성을 증가시키며, 이에 따라 펙틴의 자기 회합에 대한 경향이 커지고 이것은 2상 시스템(예를 들면, 펙틴이 풍부한 덩어리)을 생성시킬 수 있는 상호 작용의 가능성을 증가시킨다. 따라서 종래 기술의 펙틴 안정제는 효과적이지 않은데, 이는 Ca2 + 이온과의 펙틴의 자기 회합이 발생하여 흡수에 이용하지 못하는 펙틴을 생성하기 전에 단백질 표면이 충분한 펙틴을 수용하지 못하기 때문이다. 본 발명에 따른 펙틴은 Ca-감도를 떨어뜨림으로써 이 문제를 감소시킨다. 연속하는 유리 카르복실기의 블록들이 존재하지 않을 경우, 분자에서는 단백질 아미노기에 대한 고정용으로 충분한 음전하의 분자 면적을 얻기 위하여 평균의 에스테르화도를 낮게 할 필요가 있다.
펙틴의 칼슘 감도의 측정
칼슘 감도 지수는 다음과 같이 측정된다. 먼저, 두 종류의 초산나트륨 완충(pH = 3.6) 용액(sodium acetate buffer solutions)들을 만드는데, 이 중 첫 번째 용액은 2L의 부피를 가지며 두 번째 용액은 5L의 부피를 갖는다. 용액은 다음과 같이 만들어진다: 초산나트륨 삼수화물(sodium acetate trihydrate) 81.64g을 이온 교환수 대략 1200mL에서 용해시키고 나서, 초산나트륨 삼수화물의 이 수용액을 초산(acetic acid) 309mL와 섞는다. 그 다음에, 충분한 양의 이온 교환수를 부피가 2000mL에 도달할 때까지 넣고, 최종 완충 용액의 pH가 3.60 ± 0.05의 범위인지를 보증하기 위하여 그 pH를 측정한다. 5L의 두 번째 용액은 최종 목표 부피가 5000mL인 점을 제외하고는 유사한 방법으로 만들어지며, 이를 만들기 위하여 초산나트륨 삼수화물 204g을 초기 공급하고 초산 772mL와 혼합하여 혼합물을 만든다. 다음에, 염화칼슘 이수화물(calcium chloride dihydrate) 32g을 빈 측정용 플라스크에 넣고 나서, 이온 교환수 약 200mL를 그 플라스크에 넣고 그 내용물을 혼합한 후, 부피가 1000mL에 도달할 때까지 이온 교환수를 다시 계속해서 넣음으로써 염화칼슘 용액이 만들어진다.
그 다음에, 펙틴 0.64g(0.4 중량%의 펙틴 농도에 해당하는 양)이 점도 글라스(viscosity glass)에 더해진다. 이소프로판올 5.0mL를 넣고, 끓는 물(적어도 85℃의 온도) 130mL를 첨가하면서 자기 교반기로 그 시료를 교반한다. [유의할 점은 교반이 시작되고 이어지는 혼합 단계들이 그 후에 시작됨에 따라 점도 글라스가 덮힌다(예를 들면, 포일로써)는 것이다.] 다음에, 끓는 물을 더한지 1분 후 3M 3.6pH의 수성 초산나트륨 완충액 20mL를 첨가한다. 그 수성 완충액을 더하는 1분 내에 펙틴 시료를 75℃의 수조에 놓고 약 10분 동안 교반한다.
그 다음에, 그 시료를 시각 조사한다. 만일 덩어리가 보이면, 그 덩어리를 제거하고 용해 공정을 다시 시작한다. 만일 덩어리가 검출되지 않으면, 덮개를 제거하고 그 시료를 대략 2cm의 볼텍스(vortex)로 교반한다. 그 다음에, 염화칼슘 5mL를 시료에 넣고 대략 10초간 혼합한다. (염화칼슘의 첨가를 모니터링하는 것은 중요하다: 염화칼슘을 첨가함에 따라 볼텍스가 사라지고 국소적 겔화, 포획된 기포, 또는 두 가지 모두가 관찰되면, 그 시료는 겔화된 것이며 폐기되어야 한다.)
그 다음에, 자기 교반기를 치우고 호일로 글라스를 덮는다. 그 시료를 약 19시간 동안 5℃의 수조 안에 놓는다(이것은 염화칼슘의 첫 번째 첨가로부터 5분 이내에 이루어져야 한다).
그 시료는 수조에서 시간을 경과한 후, 보호 루프 없이 브룩필드 엘브이티 점도계(Brookfield LVT viscometer)를 사용하여 점도 측정을 하기 전에 그 시료 표면에 나타난 어떤 포획된 기포도 부드럽게 제거하여야 한다. 1분 후 시료 점도는 스핀들(spindle) 2호 및 60rpm의 스핀들 속도를 이용하여 5℃에서 측정된다. 만일 측정 점도가 10 이하이면, 스핀들을 1호의 스핀들로 바꾸고 점도를 1분 후 60rpm에서 다시 측정한다. 만일 측정치가 100을 초과하면, 시료를 19시간 동안 5℃의 수조에 놓은 후, 1분 점도를 60rpm에서 스핀들 3호를 사용하여 다시 측정한다. 센티푸아즈로 나타낸 점도는 점도계 측정치에 적당한 스핀들-의존형 요인을 곱함으로써 계산된다. 칼슘 감도 지수는 계산된 점도와 동일하다.
본 발명은 다음의 특정하고 비제한적인 실시예에 관하여 보다 상세하게 서술된다.
본 발명 및 종래 기술에 따른 요구르트 음료는 다음과 같이 제조하였다.
우선, 요구르트의 무게를 달고 빛나는 광채를 띨 때까지 실버슨 고속 혼합기(Silverson high-speed mixer)로 요구르트를 전단하여 요구르트 원료(8.5% MSNF, 살아있는 배양균을 함유함)를 준비하였다. 실버슨 고속 혼합기에서 전단되는 동안, 최종적인 pH가 4.50인 요구르트 음료에 대하여 pH가 4.55 ± 0.02에 도달할 때까지 그리고 최종적인 pH가 4.30인 요구르트 음료에 대하여 pH가 4.35( ± 0.02)에 도달할 때까지 실버슨 고속 혼합기로 전단하면서, 요구르트는 NaOH 용액으로 적정하였 다. 최종 pH가 4.10인 요구르트 음료에 대해서는 요구르트의 pH를 조정하지 않는다. 마지막으로, 자당(sucrose)을 첨가하고, 더 희석시키기 위하여 물을 첨가하였다.
본 발명에 따른 펙틴 용액(본 실시예에서 "높은 pH"의 펙틴으로 표시됨) 및 종래 기술에 따른 펙틴은 실버슨 혼합기를 사용하여 탈이온수에서 펙틴 원료 용액을 우선 희석함으로써 제조하였다. 그 다음에, 20분 동안 75℃의 수조 안에 용액을 담금으로써 펙틴 용액을 가열하는데, 용액이 10분 내에 70℃를 넘는 온도에 도달하도록 하는 점을 확실히 하였다. 마지막으로, 5℃까지 펙틴 용액을 냉각하였다.
마지막으로, 요구르트 음료는, 상기와 같이 제조된 펙틴 용액을 물과 혼합하고 나서, 이와 같이 만들어진 산성화된 유음료 용액이 균질하다는 점을 확실하게 하기 위하여, 물의 마지막 첨가 후 적어도 1분 동안 계속되는 교반 상태에서 요구르트(다시 상기와 같이 제조된)를 첨가함으로써 제조하였다. 우유는 150 내지 180바(bars) 사이의 압력에서 더 균질화하였다. 앞에 언급한 바와 같이, 요구르트 음료는 본 발명 및 종래 기술에 따라 제조하였다.
요구르트 음료의 시료를 침전 시험을 위한 원심분리관 및 점도 시험을 위한 점도 글라스로 옮겼다. 침전 시험은 다음과 같이 수행하였다. 산성화된 유음료 10g을 원심분리관으로 옮기고, 대략 3000g에서 20분 동안 원심분리하였다. 그 다음에, 상청액을 따라내고, 원심분리관을 뒤집어서 원심분리관으로부터 액체의 마지막 남은 모든 부분을 빼내었다. 그 다음에, 침전 분획에 해당하는, 원심분리관 안에 남아 있는 고형물이 함유된 원심분리관의 무게를 잰다.
점도 시험은 다음과 같이 수행하였다. 각 용액에 대해 하나의 점도 글라스를 5℃에서 18시간 내지 24시간 동안 손대지 않은 채로 놓아둔다. 점도가 10mPa·s 미만인 경우는 UL Adapter를 사용하는 브룩필드 점도계 LVT형(60 rpm)으로 점도를 측정하였다. 1분의 회전 후에 점도를 판독한다.
이 시험 프로토콜은, 살아있는 배양균을 함유한 최종 요구르트 음료 중의 MSNF가 8.5%인, 3 세트의 상이한 시료에서 수행하였으며, 펙틴 농도는 0% 내지 0.5%로 변화시켰다. 제1 세트의 시료에서는 요구르트 음료의 pH는 4.5이며, 제2 세트의 시료에서는 pH 4.3, 그리고 제3 세트의 시료에서는 pH 4.1이었다. 모든 시험에서, 본 발명에 따라 만들어진 "높은 pH"의 펙틴을 함유하는 요구르트 음료로부터의 결과를 종래 기술에 따라 만들어진 펙틴을 함유하는 요구르트 음료로부터의 결과와 비교하였다.
8.5%의 MSNF 그리고 pH 4.5, 4.3, 및 4.1을 갖는 살아있는 배양균을 함유한 요구르트 음료에 대한 침전 및 점도 시험 결과는 각각 아래 표 1, 2, 및 3에 보여진다. 이들 결과는 첨부된 도면에서 그래프로 도시한다. 도 1 및 도 2는 표 1에 대한 결과를 나타내며, 도 3 및 4는 표 2에 대한 결과를 나타내며, 그리고 도 5 및 6은 표 3에 대한 결과를 나타낸다.
pH = 4.5에서의 침전물값 및 점도값
펙틴 농도 요구르트 음료 "높은 pH"의 펙틴 - % 침전물 요구르트 음료 종래 기술에 의한 펙틴 - % 침전물 요구르트 음료 "높은 pH"의 펙틴 - 점도(mPa·s) 요구르트 음료 종래 기술에 의한 펙틴 - 점도(mPa·s)
0.000 16.27 17.54 57.7 222.0
0.071 24.2 25.49 58.8 166.0
0.107 25.35 29.56 37.7 150.0
0.143 8.35 34.03 11.5 154.0
0.215 3.69 34.01 10.6 137.0
0.286 2.85 5.83 12.8 65.0
0.357 2.33 4.15 17 87.3
0.429 2.01 4.01 23.5 199.0
0.500 1.71 4.22 33.2 327.0
pH = 4.3에서의 침전물값 및 점도값
펙틴 농도 - "높은 pH"의 펙틴 요구르트 음료 "높은 pH"의 펙틴 - % 침전물 요구르트 음료 "높은 pH"의 펙틴 - 점도(mPa·s) 펙틴 농도 종래 기술에 의한 펙틴 요구르트 음료 종래 기술에 의한 펙틴 - % 침전물 요구르트 음료 종래 기술에 의한 펙틴 - 점도(mPa·s)
0 17.34 53.3 0.000 19.28 123.5
0.063 26.38 43.4 0.050 28.60 120.0
0.094 22.68 26 0.075 27.49 120.0
0.125 6.05 10.7 0.100 28.50 59.2
0.188 3.85 9.8 0.150 4.07 12.8
0.25 3.88 11 0.200 2.61 15.4
0.313 2.95 14 0.250 2.55 24.4
0.375 2.44 18.3 0.300 2.79 44.5
0.438 2.14 24.4 0.350 2.54 58.2
pH = 4.1에서의 침전물값 및 점도값
펙틴 농도 요구르트 음료 "높은 pH"의 펙틴 - % 침전물 요구르트 음료 종래 기술에 의한 펙틴 - % 침전물 요구르트 음료 "높은 pH"의 펙틴 - 점도(mPa·s) 요구르트 음료 종래 기술에 의한 펙틴 - 점도(mPa·s)
0.000 17.88 19.45 38.5 87.5
0.050 24.08 25.64 37.5 75.0
0.075 25.74 17.18 40.5 36.6
0.100 22.38 4.79 32.6 10.6
0.150 9.42 2.85 22 10.6
0.200 5.71 2.53 14 13.2
0.250 4.61 2.20 13.4 17.5
0.300 3.69 2.19 14.2 34.2
0.350 3.66 2.10 17.2 51.5
상기에서 알 수 있는 바와 같이, pH 4.5인 요구르트 음료 중의 "높은 pH"의 펙틴은 종래 기술에 의한 펙틴보다, 산성화된 유음료의 침전을 방지하는 안정화에 훨씬 뛰어나다. 약 0.215만큼 낮은 농도 수준에서, "높은 pH"의 펙틴은 5% 침전 부분 이하로 침전을 줄인다. 대조적으로, 종래 기술에 의한 펙틴은 5% 침전 부분 이하로 침전을 줄이기 위해서는 0.357%의 펙틴을 필요로 한다. 이 높은 펙틴 농도는 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 요구르트 음료의 점도를 조절되지 않게 증가시킨다. 이것은 요구르트 음료의 배치간 점도를 일정하게 하는 것을 어렵게 하며, 엷은 맛의 느낌을 선호하는 고객들에게 바람직하지 않다. 표 2로부터 "높은 pH"의 펙틴 및 종래 기술에 의한 펙틴이 pH 4.3인 요구르트 음료의 침전을 방지하는 안정화에 관하여 기능을 동등하게 잘 수행하고 있음을 알 수 있다. 점도에 대해서는 종래 기술에 의한 펙틴이 "높은 pH"의 펙틴보다 점도를 높이는 것이 관찰되며, 이것은 "높은 pH"의 펙틴이, 이 pH에서도 요구르트 음료의 배치 간의 점도를 더 일정하게 함을 나타낸다. 표 3으로부터 살아있는 배양균을 함유한 요구르트 음료의 보다 보편적인 pH, 즉 pH 4.1에서는, 종래 기술에 의한 펙틴이 "높은 pH"의 펙틴보다 요구르트의 침전을 방지하는 안정화에 훨씬 더 뛰어남을 알 수 있다. 상기 표 1에서 도시한 바와 같이, pH 4.5의 요구르트 음료에서는 이와 같이 현저하게 증가된 침전 성능이 당업자에게 기대되지 않는다.
본 발명의 넓은 개념을 이탈함 없이 상기 실시 형태에 다양한 변경을 추가할 수 있다는 것이 당업자에게 인식될 것이다. 따라서 본 발명은 개시된 특정 실시 예에 한정되지 않는 것으로 이해되나, 첨부된 청구의 범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 개념 및 범위 내에서의 변형을 포괄하는 것으로 의도된다.

Claims (8)

  1. (1) 에스테르화도가 55%∼65% 범위이고, (2) 칼슘 감도 지수(calcium sensitivity index)가 10∼30인, 감귤류(citrus) 원료로부터 추출된 펙틴을 포함하며, pH가 4.3∼4.6인 유음료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감귤류 원료는 라임 열매인 유음료.
  3. 제1항에 있어서, MSNF 함량이 약 1 중량%∼약 3 중량%인 유음료.
  4. 제1항에 있어서, MSNF 함량이 약 5 중량%∼약 8 중량%인 유음료.
  5. 제1항에 있어서, 상기 에스테르화도는 57%∼63% 범위인 유음료.
  6. 제4항에 있어서, 살아있는 프로바이오틱 배양균을 함유하는 것인 유음료.
  7. 제3항에 있어서, 저온 살균된 것인 유음료.
  8. 제1항에 있어서, pH는 4.3∼4.5인 유음료.
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