KR20090048481A - 응고 단백질을 함유한 식품 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents

응고 단백질을 함유한 식품 조성물 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (A) 수화 단백질 안정제; (B) 분산된 응고 단백질 재료; 및 (C) 풍미 재료를 포함하는 응고 단백질 함유 식품 조성물에 관한 것이다. 또한, (A) 수화 단백질 안정제; (B) 분산된 응고 단백질 재료; 및 (C) 풍미 재료를 조합하여 블렌드를 형성하는 단계, 및 블렌드를 저온살균하고 균질화하는 단계를 포함하는, 응고 단백질 함유 식품 조성물의 제조 방법이 개시된다.
응고 단백질, 식품, 안정제, 풍미 재료, 블렌드, 저온살균, 균질화

Description

응고 단백질을 함유한 식품 조성물 및 그 제조 방법{A FOOD COMPOSITION CONTAINING A COAGULATED PROTEIN AND A PROCESS FOR MAKING THE SAME}
본 발명은 응고 단백질을 함유한 식품 조성물 및 이 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 응고 단백질은 전형적인 비-응고 단백질을 대신하여 단백질 공급원으로 이용된다. 본 조성물은 고 단백질 응용에서 탁월한 안정성을 가진, 부드럽고 크림같은 일관된 질감을 얻기 위하여 중성 음료, 산성 음료, 냉동 및 냉장 디저트, 및 가공된 육류 제품을 비롯한 식품에서 이용될 수 있다. 산성 음료 응용에서 사용될 때, 산성 음료는 부드럽고, 입에 맞으며, 맛있고, 양호한 저장 안정성과 쉐이크-백(shake-back) 특성을 갖는다.
주스 및 다른 산성 주스-유사 음료는 인기 있는 상업적 제품이다. 영양적인 건강 음료에 대한 소비자의 요구에 의해 단백질을 함유한 영양 주스 또는 주스-유사 음료가 개발되게 되었다. 단백질은 음료의 성분들에 의해 제공되는 영양분 외에도 영양을 제공한다. 최근에는 소정의 단백질이 영양을 제공하는 것을 넘어 특정 건강 효과를 가짐이 밝혀졌다. 예를 들어, 대두 단백질은 건강식과 함께 혈중 콜레스테롤 농도를 낮추는 데 효과적인 것으로 미국 식약청(United States Food and Drug Administration)에 의해 인정되었다. 그에 반응하여, 그러한 특정 건강 효과를 제공하는 단백질을 함유한 산성 주스-유사 음료에 대한 소비자 요구가 증가하고 있다.
수성 산성 환경에서의 단백질의 상대적인 불용성은 산성 음료에 단백질을 첨가하는 데 방해물이었다. 대두 단백질과 카세인과 같은 대부분의 보편적으로 사용되는 단백질은 산성 pH에서 등전점을 갖는다. 따라서, 단백질은 산성 음료의 pH에서 또는 그 근처에서 수성 액체에 최소로 용해성이다. 예를 들어, 대두 단백질은 pH 4.5에서 등전점을 가지며 카세인은 pH 4.7에서 등전점을 가지는 반면, 대부분의 보편적인 주스는 3.7 내지 4.0 범위의 pH를 갖는다. 그 결과, 단백질은 산성 단백질-함유 음료에서 침강물로 침강되는 경향이 있다. 이러한 침강은 음료에서 바람직하지 못한 품질이다.
또한, 단백질이 많은 식품 제품에 대한 소비자 요구가 증가하였다. 특히 대두 단백질과 같은, 특정 건강 효과를 가진 단백질이 많은 것에 대해 그러하다.
수성 산성 환경에서 현탁액으로서 단백질을 안정화시키는 단백질 안정제를 이용하여 단백질 불용성에 의해 제기되는 문제점을 극복한다. 펙틴이 보편적으로 이용되는 단백질 안정제이다. 그러나, 펙틴은 비싼 식품 성분이어서, 단백질을 함유한 수성 산성 음료의 제조업자들은 덜 비싼 안정제를 원하며, 이 경우 필요한 펙틴의 양은 덜 비싼 안정제를 위하여 감소되거나 제거된다.
단백질 기반 산성 음료는 가능한 입체적 안정화 및 정전기적 반발 기작을 통해 안정한 현탁액을 제공하는 안정제에 의해 보통 안정화된다. 도 1은 단백질 안정화된 산성 음료의 보통의 가공 상태를 가리킨다. (1)에서, 안정제는 별도로 2% 내지 3% 슬러리로 수화되거나 또는 당과 블렌딩되어 3.5의 pH의 안정제 슬러리를 생성한다. (5)에서, 건조 단백질 분말은 먼저 주위 온도의 물에 분산되고 일정 기간 동안 승온에서 수화된다. pH 5는 대략적으로 중성이다. (1)로부터의 수화된 안정제 슬러리와 (5)로부터의 수화된 단백질 슬러리를 교반 하에서 10분 동안 (10)에서 함께 혼합한다. (10)에서 pH는 약 7이다. 추가의 당, 과일 주스, 야채 주스, 및 다양한 산, 예를 들어, 인산, 아스코르브산, 시트르산 등과 같은 다른 성분들은 (20)에서 첨가되어 pH가 약 3.8이 되게 한다. (30)에서는 내용물을 30초 동안 91℃(195℉)에서 저온살균하고, 이어서 먼저 17.2 ㎫ (제곱 인치당 2500 파운드)에서 그리고 그 후 3.4 ㎫ (제곱 인치당 500 파운드)에서 균질화시킨다. (40)에서 용기를 고온 충전하고 냉각시켜 (50)에서 pH 3.8의 생성물을 얻는다. 이 방법의 문제점은 안정제가 단백질과 혼합된 후, 블렌드의 pH가 중성에 가까우며 안정제는 특히 가열 하에서, 베타-제거에 의해 잠재적으로 분해된다는 것이다. 이것은 안정제의 분자량의 감소와 pH가 이후에 더욱 더 낮아질 때 단백질을 안정화시키는 안정제의 능력의 감소 둘 모두를 야기한다. 안정제는 실온에서만 안정하다. 온도가 증가함에 따라, 베타-제거가 시작되며, 이것에 의해 쇄가 절단되고 안정제가 안정한 현탁액을 제공하는 능력이 급속하게 상실된다.
두유는 주스 드링크에 사용될 수 있는 대안적인 원료이다. 그러나, 두유의 낮은 단백질 함량은 그의 콩의 풍미와 커플링되어 주스 드링크에서 두유의 응용을 제한한다.
본 발명의 이점은 식품 제품의 전통적인 대응품에 비하여 많은 양의 단백질 을 함유하도록 식품 제품이 제조될 수 있다는 것이다. 고단백질 식품 제품은 식품 제품에서 전형적으로 발견되는 것보다 더 많은 양의 단백질을 포함하면서 전통적인 대응품의 크림같은 일관된 질감을 보유한다. 응고 단백질은 중성 음료와 산성 음료 응용 둘 모두에서 사용될 수 있다.
육류, 육류 대용물, 육류 대체물, 및 가공 육류 응용에서, 본 발명은 제품의 질감과 주도를 개선하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 이점은 대두 단백질이 산성 음료에 이용되는 한편, 대두 단백질이 응고 단백질을 형성하기 위하여 응고제 사용에 의한 응고 단계를 거쳤다는 것이다.
산성 음료 조성물에서 본 발명의 추가 이점은 9점 기호 척도(hedonic scale)를 이용하여 측정할 때 전반적인 기호도에 부정적인 영향을 주지 않고서도 펙틴 수준이 감소될 수 있다는 것이다. 따라서, 9점 기호 척도에 의해 측정할 때, 더 적은 펙틴을 이용하면서 비견되는 감각적 기호도가 본 발명의 응용에서 달성될 수 있다.
발명의 개요
본 발명은 응고 단백질 함유 식품 조성물에 관한 것인데, 본 조성물은
(A) 수화 단백질 안정제;
(B) 분산된 응고 단백질 재료; 및
(C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아세트산, 아스코르브산, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 풍미 재료를 포함한 다. 식품 조성물은 생산되는 특정 식품 조성물에서 전형적으로 발견되는 다른 성분들을 함유할 수 있다.
하기 단계를 포함하는 식품 조성물의 제조 방법이 또한 개시된다:
(A) 수화 단백질 안정제;
(B) (1) 제1 수성 슬러리 혼합물을 형성하기 위하여 단백질 재료를 수화시키는 단계,
(2) 제2 수성 슬러리 혼합물을 형성하기 위하여 제1 수성 슬러리 혼합물에 적어도 하나의 지지 재료를 첨가하는 단계,
(3) 제2 수성 슬러리 혼합물을 균질물로 균질화하는 단계, 및
(4) 약 3.8 내지 약 7.2의 pH를 갖는 응고제를 상기 균질물에 첨가하여 분산된 응고 단백질을 형성하는 단계에 의해 제조된 분산된 응고 단백질 재료; 및
(C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아세트산, 아스코르브산, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 풍미 재료
를 조합하여 블렌드를 형성하는 단계와,
블렌드를 저온살균하고 균질화하는 단계. 당업계에 알려진 다른 성분들이 특정 식품 조성물을 제조하기 위하여 필요에 따라 첨가될 수 있다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 산성 음료 조성물에 관한 것인데, 본 조성물은
(A) 수화 단백질 안정제;
(B) 분산된 응고 단백질 재료; 및
(C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아세트산, 아스코르브산, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 풍미 재료를 포함하며,
여기서 산성 음료 조성물의 pH는 3.0 내지 4.5이다.
하기 단계를 포함하는 산성 음료 조성물의 제조 방법이 또한 개시된다:
(A) 수화 단백질 안정제;
(B) (1) 제1 수성 슬러리 혼합물을 형성하기 위하여 단백질 재료를 수화시키는 단계,
(2) 제2 수성 슬러리 혼합물을 형성하기 위하여 제1 수성 슬러리 혼합물에 적어도 하나의 지지 재료를 첨가하는 단계,
(3) 제2 수성 슬러리 혼합물을 균질물로 균질화하는 단계, 및
(4) 약 3.8 내지 약 7.2의 pH를 갖는 응고제를 상기 균질물에 첨가하여 분산된 응고 단백질을 형성하는 단계에 의해 제조된 분산된 응고 단백질 재료; 및
(C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아세트산, 아스코르브산, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 풍미 재료
를 조합하여 블렌드를 형성하는 단계와,
블렌드를 저온살균하고 균질화하는 단계 - 여기서 산성 음료의 pH는 약 3.0 내지 약 4.5임 - .
도 1은 전형적인 단백질 함유 산성 음료를 생산하기 위한 현 산업계의 광범 한 공정의 블록 흐름도이며, 여기서 건조 단백질은 단백질 슬러리로서 수화되고, 건조 안정제는 안정제 슬러리로서 수화되며, 두 슬러리는 함께 블렌딩되고, 남아있는 성분들은 첨가되고 이어서 저온살균되고 균질화된다.
도 2는 분산된 응고 단백질을 생산하기 위한 본 발명의 공정의 블록 흐름도이다. 건조 단백질은 수성 슬러리로서 수화된다. 지지 재료를 첨가하고 슬러리를 본 발명의 원리에 따라 균질화하고 응고시킨다.
도 2A는 단백질 함유 산성 음료를 생산하기 위한 본 발명의 공정의 블록 흐름도이다. 안정제가 수화되어 분산된 응고 단백질 및 풍미 재료와 조합되며, 이어서 본 발명의 원리에 따라 저온살균하고 균질화한다.
본 발명에서, 두유, 또는 전지 또는 탈지 대두분, 대두 농축액, 대두 단백질 단리물, 및 그 혼합물로부터 재구성된 두유에서 단백질을 응고시키기 위해 두부 제조 기술을 응용하는 아이디어가 개시된다. 일단 형성되면, 응고물을 그 후 단백질 함유 식품 조성물로 조제한다. 식품 조성물은 중성 음료 또는 산성 음료일 수 있다. 식품 조성물이 음료일 경우, 음료는 주스, 주스 농축액, 산미제, 감미제, 안정제, 다른 영양분, 및 그 혼합물을 포함할 수 있다. 이어서 음료는 균질화되고 저온살균되어 부드러운 입안에서의 느낌(mouth feel) 및 음료의 저장 수명 전체에 걸친 탁월한 현탁성을 가진 음료를 생성한다. 식품 조성물이 산성 음료일 때, 산성 음료의 pH는 약 3.0 내지 약 4.5이다.
식품 조성물은 또한 구운 제품, 파이, 파이 속(pie filling), 요구르트, 아이스크림 과일 제제, 과자 속, 과일 제제, 과일 레더(fruit leathers), 크림 치즈를 비롯한 가공 치즈 제제, 음료 가공 라인을 위한 과일 주스 농축액, 주스 디스펜서, 레귤러(regular) 및 소프트 서브(serve)를 비롯한 아이스크림 믹스(mix), 요구르트 베이스, 스무디, 유제품, 과일 젤, 소스, 그레이비(gravies), 식욕을 돋구는 식품 제품(savory food product), 냉동 식품 제품, 소시지, 유화 육류, 및 핫도그로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 식품 조성물은 추가로 상온 보관용(shelf stable)의 습한 동물성 식품 제품, 유화 육류 제제, 및 주입 제품으로 이루어진 군으로부터 선택되는 동물성 식품 제품일 수 있다.
도 2는 도 2A에 개시된 바와 같이, 산성 음료의 제조에서 사용하기 위한 분산된 단백질 응고물의 제조에 관한 것이다. 도 2에서, 제1 단백질 슬러리는 건조 단백질 재료로부터 (201)에서 수화된다. (203)에서는 지지 재료가 수화된 단백질 슬러리에 첨가되어 제2 슬러리를 형성한다. 제2 슬러리는 (205)에서 균질화되어 균질물을 형성한다. (208)에서는 응고물이 균질물에 첨가되어 분산된 응고 단백질을 (211)에서 형성한다.
도 2A에서, 안정제가 (213)에서 수화된다. 당이 (215)에서 첨가된다. 풍미 재료는 (217)에서 제조된다. (211)의 분산된 응고 단백질, (215)의 수화되고 감미된 안정제, 및 (217)의 풍미 재료가 (219)에서 조합되어 블렌드를 형성한다. (221)에서 블렌드가 저온살균되고 균질화된다. 바람직한 실시 형태에서, 블렌드는 적어도 약 10초 동안 적어도 약 82℃(180℉)의 온도에서 저온살균된다. 수화 단백질 안정제: 분산된 응고 단백질: 풍미 재료의 중량비는 약 5 내지 15:15 내지 25:60 내지 75이다. 용기를 (223)에서 블렌드로 고온 충전시키고 냉각시켜 (228)에서 pH 3.8의 제품을 얻는다.
안정제
본 발명은 전체 조성물의 중량을 기준으로 약 0.5% 내지 약 5%로 존재하는 안정제를 이용한다. 안정제는 알긴산염, 미정질의 셀룰로오스, 젤란 고무, 타라 고무, 카라기난, 구아 고무, 로커스트빈 고무(locust bean gum), 잔탄 고무, 셀룰로오스 고무, 펙틴, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하이드로콜로이드이다. 바람직한 하이드로콜로이드는 고 메톡실 펙틴이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "펙틴"은 부분적으로 메톡실화된 폴리갈락투론산으로 주로 이루어진 중성 하이드로콜로이드를 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어"고 메톡실 펙틴"은 50% 이상의 메톡실 에스테르화도를 갖는 펙틴을 의미한다. 본 발명에 유용한 고 메톡실(HM) 펙틴은 구매가능하다. 한 공급자는 덴마크 릴리 스켄스베드 DK-4623 소재의 헤라클레스 인코포레이티드(Hercules Incorporated)의 부문인 코펜하겐 펙틴 에이/에스(Copenhagen Pectin A/S)이다. 그들의 제품은 헤라클레스 YM100L, 헤라클레스 YM100H, 헤라클레스 YM115L, 헤라클레스 YM115H 및 헤라클레스 YM150H로 식별된다. 헤라클레스 YM100L은 약 56%의 갈락투론산을 함유하며, 여기서 갈락투론산의 약 72%(± 2%)는 메틸화된다. 다른 제품은 덴마크 코펜하겐 소재의 다니스코 에이/에스(Danisco A/S)에 의해 공급되는 AMD783이다.
음료를 제조하기 전에 안정제를 수화시키는 것이 필요하다. 음료 이외의 다른 식품 조성물에 사용하기 위해, 안정제가 수화될 수 있다. 슬러리를 형성하기에 충분한 양으로 물을 안정제에 첨가한다. 고전단 하에서 실온에서 슬러리를 혼합하고 추가 10분 동안 60℃ 내지 82℃(140℉ 내지 180℉)로 가열한다. 이 고체 농도는 안정제에서 가장 완전한 수화를 생성한다. 따라서, 슬러리 중의 물은 이 농도에서 가장 효율적으로 이용된다. 산성 음료의 경우, 단백질 안정제의 pH는 약 2.0 내지 약 5.5, 바람직하게는 약 3.2 내지 약 4.0, 그리고 더욱 바람직하게는 약 3.6 내지 약 3.8이다. 감미제는 이 시점 또는 그 후에 첨가될 수 있거나, 또는 감미제의 일부가 여기서 첨가되고 또한 나중에 첨가된다. 감미제는 당 및 인공 감미제를 포함한다. 당은 단당류, 예를 들어, 글루코스 및 프룩토스; 이당류, 예를 들어, 수크로스 및 말토스; 및 다당류, 예를 들어, 말토덱스트린 및 프룩탄을 포함한다. 인공 감미제는 사이클라메이트, 아스파탐, 사카린, 및 수크랄로스를 포함한다. 바람직한 감미제는 수크로스, 콘 시럽, 덱스트로스, 고 프룩토스 콘 시럽, 인공 감미제, 및 그 혼합물을 포함한다. 원할 경우, 기능 식품이 이 시점에 또는 그 후에 또한 첨가될 수 있거나, 또는 기능 식품의 일부가 여기서 첨가되고 또한 나중에 첨가될 수 있다. 기능 식품은 그의 기본적인 영양가 외에 건강 효과를 제공하는 식료품(강화 식품 또는 식이 보충제)이다. 기능 식품은 베타-카로틴, 리코펜, 루테인, 및 안토시아닌과 같은 산화방지제; 엽산과 같은 식이 보충제; 및 비타민을 포함할 수 있다. 섬유가 또한 첨가될 수 있다. 섬유는 이눌린, 식물 섬유, 및 대두 섬유를 포함한다.
지지 재료
본 발명의 조성물과 공정은 약 7 내지 약 8의 pH에서 대두 단백질을 수화시키고, 적어도 하나의 지지 재료를 첨가하고, 이어서 균질화시키고, 추가로 그 후 응고제를 첨가하여, 분산된 응고 대두 단백질을 생성하는 것에 관련된다.
지지 재료의 목적은 벌킹제(bulking agent), 계면활성제, 유화제, 또는 임의의 그 조합으로 기능하는 것이다. 본 발명에서 지지 재료는 매우 다양한 공지의 식품 성분을 포함한다. 그러한 성분의 예로는 모노-, 다이- 및 트라이글리세라이드, 특히 식물유 트라이글리세라이드; 단당류, 예를 들어, 덱스트로스 또는 포도당으로도 불리는 글루코스; 프룩토스; 이당류, 예를 들어, 수크로스 뿐만 아니라 감자당 또는 또는 첨채당으로도 불리는 사카로스; 락토스 및 말토스; 올리고당, 예를 들어, 스타키오스 또는 라피노스; 다당류, 예를 들어, 전분, 말토덱스트린, 사이클로덱스트린, 프룩탄 - 예를 들어 이눌린(폴리프룩토스)을 포함함 - 및 폴리덱스트로스; 당 알코올, 예를 들어, 소르비톨, 만니톨, 말티톨, 락티톨, 자일리톨 및 아이소몰트; 및 또한 다른 탄수화물, 폴리올, 및 그 혼합물이 있다. 전술한 제품 중 몇몇은 또한 수화된 형태, 예를 들어 덱스트로스 일수화물로 입수가능하다. 락트산, 사과산, 시트르산 등과 같은 식품 산이 또한 지지 재료로서 포함될 수 있다.
탄수화물은 폴리하이드록시 알데히드, 폴리하이드록시 케톤 또는 폴리하이드록시 알데히드 및 폴리하이드록시 케톤으로 가수분해될 수 있는 화합물을 의미한다. 더 간단한 화합물로 가수분해될 수 없는 탄수화물은 단당류로 불린다. 두 단당류 분자로 가수분해될 수 있는 탄수화물은 이당류로 불린다. 많은 단당류 분자로 가수분해될 수 있는 탄수화물은 다당류로 불린다.
균질화는 분산된 응고 단백질 재료 중의 단백질의 입자 크기를 감소시키는 역할을 한다. 바람직하게는 제2 슬러리 단백질 재료를 가울린(Gaulin) 균질화기(모델 15 MR)로 옮기고 고압 단계와 저압 단계의 2단계로 균질화시킨다. 고압 단계는 10.3 내지 34.5 ㎫ (제곱 인치당 1500 내지 5000 파운드)이며 바람직하게는 13.8 내지 20.7 ㎫ (제곱 인치당 2000-3000 파운드)이다. 저압 단계는 2.1 내지 6.9 ㎫ (제곱 인치당 300 내지 1000 파운드)이며 바람직하게는 2.8 내지 4.8 ㎫ (제곱 인치당 400 내지 700 파운드)이다.
본 발명에 사용되는 응고제는 α-글루코노 델타 락톤인데, 이것은 유일한 응고제일 수 있거나 또는 마그네슘염, 칼슘염, 아연염 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 염과 조합될 수 있다. 마그네슘염은 천연(염전) 간수, 염화마그네슘, 황산마그네슘, 및 그 혼합물을 포함할 수 있다. 칼슘염은 황산칼슘, 염화칼슘, 락트산칼슘, 유청 칼슘, 및 그 혼합물을 포함할 수 있다. 아연염은 황산아연, 염화아연, 및 그 혼합물을 포함할 수 있다. 전술한 응고제는 대두 단백질의 임의의 불쾌한 냄새, 쓴 맛, 및 떫은 맛을 감소시키기 위해 효과적으로 이용될 수 있다. 간수와 마그네슘염은 우유 맛과 같은 양호한 맛(good body)을 가진 대두 단백질을 제공하는 데 있어서 칼슘염보다 더 효과적인 것으로 생각된다. α-글루코노 델타 락톤을 마그네슘염 또는 칼슘염과 조합하여 이용하는 것이 바람직하다. 응고제의 pH는 약 3.8 내지 약 7.2이다. 건량 기준으로, 균질화된 제2 슬러리에서 응고제 대 단백질 재료의 양은 일반적으로 약 1:50 내지 약 1:85, 바람직하게는 약 1:60 내지 약 1:80, 그리고 가장 바람직하게는 약 1:65 내지 약 1:75이다.
응고 단백질 재료
본 발명의 공정의 단백질 재료는 수성 산성 액체, 바람직하게는 pH가 약 3.0 내지 약 5.5인 수성 산성 액체, 그리고 가장 바람직하게는 pH가 약 3.5 내지 약 4.5인 수성 산성 액체에서 적어도 부분적으로 불용성인 임의의 식물성 또는 동물성 단백질일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "부분적으로 불용성인" 단백질 재료는 특정 pH에서 단백질 재료의 중량 기준으로 적어도 10%의 불용성 물질을 함유하는 단백질 재료이다. 본 발명의 조성물에 유용한 바람직한 단백질 재료는 식물성 단백질 재료, 예를 들어, 콩류(legume) 단백질 재료, 대두 단백질 재료, 완두콩 단백질 재료, 평지씨 단백질 재료, 카놀라 단백질 재료, 목화씨 단백질 재료, 옥수수 단백질 재료 - 특히 제인, 밀 글루텐, 식물성 유청 단백질(즉, 비-유제품 유청 단백질); 우유 단백질 재료, 예를 들어, 카세인, 카세인염, 유제품 유청 단백질(특히 스위트(sweet) 유제품 유청 단백질); 비-유제품-유청 단백질, 예를 들어, 소 혈청 알부민, 난단백질 재료, 난백 알부민; 및 그 혼합물을 포함한다. 단백질 재료는 또한 자유 카르복실기를 가진 어류 및/또는 육류 단백질을 포함한다.
용어 "대두 단백질"은 비-대두 유래 첨가제를 전혀 함유하지 않는, 전 대두 유래의 물질로 정의된다. 그러한 첨가제는 물론 대두 재료를 함유한 압출된 육류 유사물에서 추가의 작용체 또는 영양분 내용물을 제공하기 위해 대두 단백질에 첨가될 수 있다. 용어 "대두"는 종 글리신 맥스(Glycine max), 글리신 소야(Glycine soja), 또는 글리신 맥스와 교배 면에서 양립가능한 임의의 종을 말한다. 또한, 본 발명의 공정에 사용되는 전 대두는 표준의 상품화된 대두, 일부 방식으로 유전자 조작된(genetically modified, GM) 대두, 또는 유통경로 관리된(identity preserved) 비-GM 대두일 수 있음이 고려된다.
본 발명에서 유용한 대두 단백질 재료는 대두 단백질 가루, 대두 단백질 농축물, 대두 단백질 단리물, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
대두 단백질 가루, 대두 단백질 농축물, 및 대두 단백질 단리물을 포함하는 대두 단백질 재료의 제조를 위한 전통적인 공정은 동일한 초기 단계로 시작된다. 가공 플랜트에 들어가는 대두는 흠이 없는 성숙한 황색 대두여야 한다. 대두는 먼지와 작은 돌을 제거하기 위하여 세척될 수 있다. 대두는 전형적으로 손상된 대두와 외래 물질을 제거하기 위하여 스크리닝되며 균일한 크기로 분류될 수 있다.
이어서, 각각의 세정된, 원료 대두를 여러 조각, 전형적으로 여섯(6) 내지 여덟(8) 조각으로 부수어 대두 칩(chip)과 겉껍질(hull)을 생성한다. 겉껍질은 흡인에 의해 제거한다. 대안적으로, 수분 수준을 조정하고 대두를 약간 가열한 후 부숨으로써 겉껍질을 느슨하게 할 수 있다. 겉껍질은 또한 부숴된 조각을 상이한 속도로 회전하는 파형 롤(corrugated roll)에 통과시킴으로써 제거할 수 있다. 이들 방법에서, 겉껍질은 그 후 쉐이커 스크린과 흡인의 조합에 의해 제거된다.
이어서, 약 11% 수분을 함유하는 대두 칩을 약 60℃에서 컨디셔닝하고 약 0.25 밀리미터 두께로 플레이크화한다. 이어서 생성된 플레이크를 몇몇 유형의 역류 추출 시스템 중 하나에서 불활성 용매, 예를 들어 탄화수소 용매, 전형적으로 헥산으로 추출하여 대두유를 제거한다. 단지 약 11%의 수분 함량에 의해, 단백질과 반응하는 물이 대두에는 매우 적게 존재하므로 헥산 추출은 기본적으로 무수 공정이다. 대두 단백질 가루, 대두 단백질 농축물, 및 대두 단백질 단리물의 경우, 플레이크는 고함량의 수용성 대두 단백질을 보존하기 위하여 대두 단백질의 조리 또는 토스팅(toasting)의 양을 최소화하는 방식으로 탈용매화시키는 것이 중요하다. 이것은 전형적으로 증기 탈용매화기 또는 플래쉬 탈용매화기를 이용하여 성취된다. 이 공정에서 생성된 플레이크는 일반적으로 "식용 탈지 플레이크"로 불린다. 자가-세정성을 갖는 특별히 고안된 추출기, 플레이크-비파괴 특징, 및 좁은 비등 범위 헥산의 이용이 식용 탈지 플레이크 생성에 권고된다.
대두 단백질 가루, 대두 단백질 농축물, 및 대두 단백질 단리물을 위한 출발 재료인 생성된 식용 탈지 플레이크는 약 50%의 단백질 함량을 갖는다. 수분 함량은 전형적으로 이 공정 동안 3% 내지 5% 감소된다. 임의의 잔류 용매는 가열과 진공에 의해 제거될 수 있다.
대두 단백질 가루, 대두 단백질 농축물, 및 대두 단백질 단리물은 "무수 기준(moisture free basis)" (mfb)을 기반으로 하는 단백질 범위를 포함하는 것으로 하기에서 개시된다.
이어서 식용 탈지 플레이크를 대개 개방-루프 분쇄 시스템에서, 해머 밀, 클래시파이어 밀(classifier mill), 롤러 밀, 또는 충격 핀 밀에 의해 먼저 그릿으로 밀링하고, 추가 분쇄로 원하는 입자 크기를 가진 대두 가루로 밀링한다. 스크리닝은 전형적으로 생성물을 균일한 입자 크기 범위로 만들기 위해 이용되며, 쉐이커 스크린 또는 실린더 원심분리 스크리너로 성취될 수 있다.
대두 단백질 가루는, 이 용어가 본 발명에서 사용되는 바와 같이, 바람직하게는 1% 미만의 오일을 함유하며 입자가 100호 메시(미국 표준) 스크린을 통과할 수 있는 크기를 가진 입자로 형성된 탈지 대두 재료의 미분화된 형태를 말한다. 대두 단백질 가루는 무수 기준(mfb)으로 약 50% 내지 약 65%의 대두 단백질 함량을 갖는다. 바람직하게는 상기 가루는 매우 미세하게 분쇄되며, 가장 바람직하게는 가루의 약 1% 미만이 300 메시(미국 표준) 스크린에 보유되도록 분쇄된다. 남아있는 성분은 대두 섬유 물질, 지방, 미네랄, 및 당, 예를 들어, 수크로스, 라피노스 및 스타키오스이다.
대두 단백질 농축물은 이 용어가 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 약 65% 내지 약 90% 미만의 대두 단백질(mfb)을 함유한 대두 단백질 물질을 말한다. 남아있는 성분은 대두 섬유 물질, 지방, 미네랄, 및 당, 예를 들어, 수크로스, 라피노스 및 스타키오스이다. 대두 단백질 농축물은 대부분의 수용성, 비-단백질 성분을 제거함으로써 겉껍질이 제거되고 탈지된 대두 플레이크로부터 제조된다. 대두 단백질 농축물을 제조하는 "전통적인 방법"은 수성 알코올 침출에 의해서이다. 이 방법에서는, 식용 탈지 대두 플레이크를 알코올과 물로 침출시킨다(세척한다). 알코올과 물은 전형적으로 60% 내지 90% 에탄올이며, 많은 용해성 당을 제거한다. 용해성 당은 습윤 플레이크로부터 분리되며, 이때 용해성 당은 일부 다른 목적을 위해 이용되거나 버려진다. 습윤 플레이크는 탈용매기로 옮겨진다. 탈용매기에서 충분한 열을 이용하여 알코올과 물의 증기압을 증가시켜 그 액체를 제거하지만, 상기 열은 단백질의 조리를 최소화할만큼 충분히 낮다. 액체 보유 덩어리에 대한 감압의 적용은 또한 액체의 제거 속도를 증가시킨다.
남아있는 물과 습윤 플레이크를 건조기에서 건조시켜 물을 제거하고 대두 단백질 농축물을 생성한다.
고압 균질화 또는 제트 조리와 같은 이차 처리를 이용하여 가공 동안 상실된 일부 용해성을 회복시킨다.
대두 단백질 농축물을 생산하기 위한 다른 덜 이용되는 방법은 산 침출에 의해서이다. 식용 탈지 플레이크와 물을 약 10:1 내지 약 20:1의 물 대 식용 탈지 플레이크의 비로 조합하며, pH를 약 4.5로 조정하기 위하여 식품-등급 산(물 + 산), 전형적으로 염산을 이용한다. 추출은 전형적으로 약 40℃에서 약 30분 내지 약 45분 동안 실행된다. 산-침출된 플레이크를 산 용해성물질로부터 분리하여 고체가 약 20%로 농축되게 한다. 제2 침출 및 원심분리가 또한 이용될 수 있다. 산 용해성물질은 일부 다른 목적을 위해 이용되거나 버려진다. 산성화된 습윤 플레이크를 알칼리와 물(예를 들어, 수산화나트륨 또는 수산화칼슘)로 약 7.0의 pH로 중화시켜 중화된 물과 습윤 플레이크를 생성한다. 중화된 물을 습윤 플레이크로부터 분리하고 습윤 플레이크를 약 157℃ 유입 공기 온도 및 약 86℃ 유출 온도에서 분무 건조시켜 물을 제거하고 대두 단백질 농축물을 생성한다. 대두 단백질 농축물은 솔래(Solae)(등록상표) 엘엘씨(LLC) (미국 미주리주 세인트루이스 소재)로부터, 예를 들어, 알파(Alpha)™ DSPC, 프로콘(Procon)™, 알파™ 12 및 알파™ 5800으로서 구매가능하다.
대두 단백질 단리물은 이 용어가 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 적어도 약 90%의 단백질 함량(mfb)을 함유한 대두 단백질 물질을 말한다. 남아있는 성분은 대두 섬유 물질, 지방, 미네랄, 및 당, 예를 들어, 수크로스, 라피노스 및 스타키오스이다. 식용 탈지 플레이크를 수성 배쓰(aqueous bath)에 두어 적어도 약 6.5의 pH 그리고 바람직하게는 약 7.0 내지 약 10.0의 pH를 갖는 혼합물을 제공하여 단백질을 추출한다. 전형적으로, 만일 pH를 6.7 초과로 상승시키는 것이 요망된다면, 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화칼슘 또는 다른 보편적으로 허용되는 식품 등급 알칼리 시약과 같은 다양한 알칼리 시약을 이용하여 pH를 상승시킬 수 있다. 약 7.0 초과의 pH가 일반적으로 바람직하며, 이는 알칼리 추출이 대두 단백질의 가용화를 촉진하기 때문이다. 전형적으로, 대두 단백질의 수성 추출물의 pH는 적어도 약 6.5이며 바람직하게는 약 7.0 내지 약 10.0이다. 수성 추출제 대 식용 탈지 플레이크의 중량비는 보통 약 20:1 이며 바람직하게는 약 10:1의 비이다. 추출의 워크-업(work-up)을 계속하기 전에, 추출물을 원심분리하여 불용성 탄수화물을 제거한다. 제2 추출을 불용성 탄수화물에서 실시하여 임의의 추가의 대두 단백질을 제거한다. 제2 추출물을 원심분리하여 임의의 추가의 불용성 탄수화물과 제2 수성 추출물을 얻는다. 제1 및 제2 추출물을 워크-업을 위하여 조합한다. 불용성 탄수화물을 이용하여 대두 섬유를 얻는다. 대안적 실시 형태에서, 대두 단백질을 물을 이용하여, 즉 pH 조정 없이, 식용 탈지 플레이크로부터 추출한다.
단백질의 가용화를 촉진하기 위하여, pH 조정을 하거나 하지 않고, 수성 추출 단계 동안 승온을 이용하는 것도 본 발명에서 이용되는 대두 단백질 단리물을 얻는 데 있어서 바람직하지만, 원한다면 주위 온도가 동등하게 만족스럽다. 이용될 수 있는 추출 온도는 주위 온도 내지 최대 약 49℃(120℉) 범위일 수 있으며 약 32℃(90℉)가 바람직한 온도이다. 추출 기간은 또한 비제한적이며 약 5분 내지 약 120분의 시간 기간이 편리하게 이용될 수 있으며 약 30분이 바람직한 시간이다. 대두 단백질 재료의 추출 후, 대두 단백질의 수성 추출물은 저장 탱크 또는 적합한 용기에 보관될 수 있는 반면, 제2 추출은 제1 수성 추출 단계로부터의 불용성 고체에서 실시된다. 이것은 제1 단계의 잔류 고체로부터 대두 단백질을 남김없이 추출함으로써 추출 공정의 효율과 수율을 향상시킨다.
이어서, pH 조정 없이 또는 적어도 약 6.5 또는 바람직하게는 약 7.0 내지 약 10의 pH를 갖는 두 추출 단계로부터의 조합된 수성 대두 단백질 추출물을, 추출물의 pH를 대두 단백질의 등전점 또는 그 근처로 조정하여 침전시켜 불용성의 응결(curd) 침전물을 형성한다. 대두 단백질 추출물이 조정되는 pH는 전형적으로 약 4.0 내지 약 5.0이다. 침전 단계는 아세트산, 황산, 인산, 염산, 또는 임의의 다른 적합한 산성 시약과 같은 보편적인 식품 등급 산성 시약을 첨가하여 편리하게 실시할 수 있다. 대두 단백질은 산성화된 추출물로부터 침전되며 이어서 추출물로부터 분리된다. 분리된 대두 단백질을 물로 세척하여 잔류 용해성 탄수화물 및 단백질 재료로부터의 먼지를 제거할 수 있으며, 잔류 산은 수산화나트륨 또는 수산화칼륨과 같은 염기성 시약의 첨가에 의해 pH를 약 4.0 내지 약 6.0으로 중화시킬 수 있다. 이 시점에서 대두 단백질 재료는 저온살균 단계로 처리된다. 저온살균 단계는 존재할 수 있는 미생물을 사멸시킨다. 저온살균은 적어도 약 10초 동안 적어도 약 82℃(180℉)의 온도에서, 적어도 약 30초 동안 적어도 약 88℃(190℉)의 온도에서, 또는 적어도 약 60초 동안 적어도 약 91℃(195℉)의 온도에서 실시된다. 이어서 종래의 건조 수단을 이용하여 대두 단백질 재료를 건조시켜 대두 단백질 단리물을 형성한다. 대두 단백질 단리물은 솔래(등록상표) 엘엘씨로부터 예를 들어, 수프로(SUPRO)(등록상표) 500E, 수프로(등록상표) 플러스(PLUS) 651, 수프로(등록상표) 플러스 675, 수프로(등록상표) 516, 수프로(등록상표) XT 40, 수프로(등록상표) 710, 수프로(등록상표) 720, FXP 950, FXP HO120, 및 프로플러스(PROPLUS) 500F로 구매가능하다.
본 발명에 이용되는 대두 단백질 재료는 대두 단백질 재료의 특성을 향상시키도록 개질될 수 있다. 개질은 단백질 재료의 유용성 또는 특성을 개선하기 위한 당업계에 알려진 개질이며, 단백질 재료의 변성 및 가수분해를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
대두 단백질 재료는 점도를 낮추기 위해 변성되고 가수분해될 수 있다. 단백질 재료의 화학적 변성 및 가수분해는 당업계에 잘 알려져 있으며 전형적으로 수성 대두 단백질 재료를, 원하는 정도로 단백질 재료를 변성시키고 가수분해시키기에 충분한 시간 동안 pH와 온도의 제어된 조건 하에서 수용액 형태의 하나 이상의 알칼리 시약으로 처리하는 것으로 이루어진다. 대두 단백질 재료를 화학적으로 변성시키고 가수분해시키기 위해 이용되는 전형적인 조건은 최대 약 10, 바람직하게는 최대 약 9.7의 pH; 약 50℃ 내지 약 80℃의 온도 및 약 15분 내지 약 3시간의 시간 기간이며, 수성 단백질 재료의 변성과 가수분해는 더 높은 pH와 온도 조건에서 보다 급속하게 일어난다.
대두 단백질 재료의 가수분해는 대두 단백질을 가수분해할 수 있는 효소로 대두 단백질 재료를 처리함으로써 성취될 수 있다. 진균류 프로테아제, 펙티나아제, 락타아제, 및 카이모트립신을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 단백질 재료를 가수분해하는 많은 효소가 당업계에 알려져 있다. 효소 가수분해는 대두 단백질 재료의 수성 분산액에 충분한 양의 효소를, 전형적으로 대두 단백질 재료의 중량 기준으로 약 0.1% 내지 약 10%의 효소를 첨가하고, 전형적으로 약 5℃ 내지 약 75℃의 온도와 효소가 활성을 갖는 전형적으로 약 3 내지 약 9의 pH에서 대두 단백질 재료를 가수분해하기에 충분한 기간 동안 효소와 대두 단백질 재료를 처리함으로써 행해진다. 충분한 가수분해가 일어난 후, 효소를 약 75℃ 초과 온도로 가열하여 불활성화시키고, 용액의 pH를 대략 대두 단백질 재료의 등전점으로 조정하여 대두 단백질 재료를 침전시킨다. 본 발명에서 가수분해에 유용한 효소는 브로멜라인과 알카라아제를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
대두 단백질 단리물과 같은 건조 단백질 재료로 시작하여, 단백질 응고의 제1 단계로서 상기 단리물 분말을 수화시켜 제1 수성 슬러리 혼합물을 형성한다. 단백질 재료를 수성 분산액으로 수화시키는 것이 중요하다. 수화에서, 단백질 고체는 물을 흡수하여, 단백질 고체가 보다 연성으로 되고 보다 커지게 된다. 이 시점에서, 지지 재료가 제1 수성 슬러리 혼합물에 첨가되어 제2 수성 슬러리 혼합물을 형성한다. 이어서 제2 수성 슬러리 혼합물을 균질물로 균질화시킨다. 보다 연성이고 보다 큰 단백질 입자를 균질화시키면, 단백질 입자가 보다 연성으로 되고 보다 커지게 되어 단백질의 입자 크기가 더 쉽게 감소된다. 이어서 응고제가 균질물에 첨가되어 분산된 응고 단백질을 형성한다.
출발 재료는 액체 단백질 재료일 수 있다. 액체 단백질 재료가 이용될 때, 추가의 성분은 액체 단백질 재료에 직접 첨가된다. 따라서, 단백질 재료를 건조 분무시킬 필요가 없다. 균질화된 액체 혼합물을 상업적으로 살균시키고, 추가로 균질화시키고, 포장한다. 단백질을 액체 형태로 유지하는 것은 단백질 기능성의 유지를 보장한다.
본 발명의 공정에서 유용한 카세인 단백질 재료는 탈지유로부터의 응유의 응고에 의해 제조된다. 카세인은 산 응고, 천연 산패(souring), 또는 레닛(rennet) 응고에 의해 응고된다. 카세인의 산 응고를 초래하기 위하여, 적합한 산, 바람직하게는 염산을 우유에 첨가하여 우유의 pH를 카세인의 등전점 주위, 바람직하게는 약 4.0 내지 약 5.0의 pH, 그리고 가장 바람직하게는 약 4.6 내지 약 4.8의 pH로 낮춘다. 천연 산패에 의해 응고를 초래하기 위해서는, 우유를 큰 통에 담아 발효시켜 락트산이 형성되도록 한다. 우유를 충분한 시간의 기간 동안 발효시켜 형성된 락트산이 우유 속의 카세인의 상당 부분을 응고시키도록 한다. 레닛으로 카세인의 응고를 초래하기 위해서는, 충분한 레닛을 우유에 첨가하여 우유 속의 카세인의 상당 부분이 침전되도록 한다. 산 응고되고 천연 산패되고 레닛 침전된 카세인은 모두 많은 제조업자 또는 공급업체들로부터 구매가능하다.
본 발명에 유용한 옥수수 단백질 재료는 옥수수 글루텐 박(gluten meal), 그리고 가장 바람직하게는 제인을 포함한다. 옥수수 글루텐 박은 종래의 옥수수 순화 공정으로부터 얻어지며 구매가능하다. 옥수수 글루텐 박은 약 50% 내지 약 60%의 옥수수 단백질과 약 40% 내지 약 50%의 전분을 함유한다. 제인은 옥수수 글루텐 박을 희석 알코올, 바람직하게는 희석 아이소프로필 알코올로 추출하여 생성되는 구매가능한 정제 옥수수 단백질이다.
본 발명의 공정에 유용한 밀 단백질 재료는 밀 글루텐을 포함한다. 밀 글루텐은 종래의 밀 순화 공정으로부터 얻어지며 구매가능하다.
특히 바람직한 개질 대두 단백질 재료는 본 명세서에 참고로 포함되는 유럽 특허 제0 480 104 B1호에 개시된 바와 같이 단백질의 코어를 효소 작용에 노출시키는 조건 하에서 효소에 의해 가수분해되고 탈아미드화된 대두 단백질 단리물이다. 요약하면, 유럽 특허 제0 480 104 B1호에 개시된 개질 단백질 단리물 재료는 1) 대두 단백질 단리물의 수성 슬러리를 형성하고; 2) 슬러리의 pH를 9.0 내지 11.0으로 조정하고; 3) (슬러리 중의 건조 단백질 중량을 기준으로) 슬러리에 단백질 분해 효소 0.01 내지 5%를 첨가하고; 4) 800 내지 4000의 분자량 분포(Mn)와 5% 내지 48%의 탈아미드화 수준을 가진 개질 단백질 재료를 생성하기에 효과적인 시간 기간 동안(전형적으로 10분 내지 4시간) 10℃ 내지 75℃의 온도에서 알칼리 슬러리를 처리하고; 75℃ 초과로 슬러리를 가열하여 단백질 분해 효소를 불활성화시킴으로써 형성된다. 유럽 특허 제0 480 104 B1호에 개시된 개질 단백질 재료는 솔래(등록상표), 엘엘씨로부터 구매가능하다.
풍미 재료
응고 단백질 재료 그것 만으로 원하지 않는 뒷맛 또는 원하지 않는 풍미를 가질 수 있다. 풍미 재료의 기능은 응고 단백질 재료의 임의의 거슬리는 풍미를 차폐하고 식품 조성물에 유쾌한 맛을 제공하는 것이다. 풍미 재료는 과일 주스, 야채 주스, 과일산, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아스코르브산, α-글루코노 델타 락톤, 인산, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
주스로서, 과일 및/또는 야채는 전체로, 액체, 액체 농축물, 퓨레, 또는 다른 변형된 형태로 첨가될 수 있다. 과일 및/또는 야채로부터의 액체는 주스 제품에 이용되기 전에 여과될 수 있다. 과일 주스는 토마토, 베리류, 감귤류 과일, 멜론, 열대 과일, 및 그 혼합물로부터의 주스를 포함할 수 있다. 야채 주스는 많은 상이한 야채 주스와 그 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명에 이용될 수 있는 많은 구체적인 주스 중 몇몇의 예는 모든 유형의 베리류, 건포도, 살구, 복숭아, 승도 복숭아, 서양자두, 체리, 사과, 배, 오렌지, 그레이프프루트, 레몬, 라임, 탄제린, 만다린, 탄젤로, 바나나, 파인애플, 포도, 토마토, 대황, 프룬, 무화과, 석류, 패션 프루트(passion fruit), 구아바, 키위, 금귤, 망고, 아보카도, 모든 유형의 멜론, 파파야, 터닙(turnip), 루타바가(rutabaga), 당근, 양배추, 오이, 호박, 셀러리, 무, 콩나물, 알팔파 나물, 죽순, 콩, 해초, 및 그 혼합물로부터의 주스를 포함한다. 산성 음료의 원하는 풍미를 얻을 수 있도록 하나 이상의 과일, 하나 이상의 야채, 및/또는 하나 이상의 과일과 야채가 산성 음료에 포함될 수 있다.
과일 주스 및/또는 야채 주스는 식품 조성물의 약 1% 내지 약 98%와 동일한 양으로 조성물에 포함될 수 있다. 바람직하게는 식품 조성물의 약 5% 내지 약 30%와 동일한 양으로, 그리고 더욱 바람직하게는 식품 조성물의 약 10% 내지 약 15%와 동일한 양으로 포함될 수 있다.
또한, 과일 및 야채 풍미제가 풍미 재료로서의 기능을 할 수 있다. 과일 풍미는 단백질 재료의 뒷맛을 중화시키는 것으로 밝혀졌다. 과일 풍미는 천연 풍미, 인공 풍미, 및 그 혼합물일 수 있다. 과일 풍미는 산성 음료의 특징적인 풍미를 향상시키고 또한 단백질 재료로부터 유래될 수 있는 임의의 바람직하지 못한 풍미제의 냄새를 차폐하기 위해 야채 풍미제와 같은 다른 풍미 재료와 함께 이용될 때 최상이다.
일 실시 형태에서, 고 단백질 로드(load)를 갖는 제품의 경우, 음료 혼합 장비와 액체 균질화기 대신 스크레이프(scrape)-표면 열 교환 및 육류 가공 장비를 이용할 수 있다. 육류 가공 장비는 볼 초퍼(ball chopper)와 유화기(emulsifier)를 포함한다.
추가의 실시 형태에서, 식품 조성물은 유사한 식품 조성물에서 전형적으로 발견되는 것보다 더 많은 양의 단백질과 더 많은 양의 섬유를 함유할 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 식품 조성물은 산성 음료에서 전형적으로 발견되는 것보다 더 많은 양의 단백질과 더 많은 양의 섬유를 함유하며, 전체 산성 음료의 적어도 약 10%의 양으로 과일 주스를 함유하는 산성 음료이다. 약 10 온스 내지 약 12 온스의 전형적인 1회 분량은 1회 분량당 약 8 그램 내지 약 13 그램의 단백질, 1회 분량당 약 4 그램 내지 약 6 그램의 섬유, 및 1회 분량당 적어도 약 10%의 과일 주스를 포함할 것이다.
상기에서 일반적으로 개시된 본 발명은 하기에 개시된 실시예를 참고하면 더 잘 이해될 것이다. 하기 실시예는 본 발명의 구체적이지만 비제한적인 실시 형태를 나타낸다.
앞서 개시된 바와 같이 α-글루코노 델타 락톤과 적어도 하나의 마그네슘염, 칼슘염, 아연염 또는 그 혼합물을 앞서 개시된 비로 포함하는 수성 응고제 용액을 제조한다. 응고제 용액을 균질화된 단백질 제2 슬러리에 첨가하고 내용물을 혼합하여 응고시킨다.
실시예 1
수돗물 (4182 g)을 용기에 첨가한다. 교반을 시작하고 솔래(등록상표) 엘엘씨로부터 입수가능한 FXP HO120으로 식별되는 대두 단백질 단리물 1200 g을 첨가한다. 내용물을 고전단에서 3분 동안 교반하여 수화시킨다. 교반을 계속하고, 내용물을 70℃로 가열하여 5분 동안 이 온도에서 유지하여 수화를 완료한다. 해바라기유 (800 g)와 말토덱스트린 800 g을 서서히 첨가한다. 이어서 내용물을 제1 단계에서 17.2 ㎫ (제곱 인치당 2500 파운드)로 균질화하고 제2 단계에서 3.4 ㎫ (제곱 인치당 500 파운드)로 균질화한다. 내용물을 용기에 돌려보내고 30초 동안 90℃로 가열한다. 60℃ 수돗물 100 g 중의 3.5 g의 황산칼슘과 14 g의 α-글루콘 델타 락톤의 응고제 용액을 제조하고 용기에 첨가한다. 응고물이 형성되며 응고물을 60초 동안 혼합한다. 응고물은 17.14%의 대두 단백질을 함유한다.
실시예 2
솔래(등록상표) 엘엘씨로부터 입수가능한 1200 부의 수프로(등록상표) 플러스 651을 FXP HO120 대신 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 절차를 반복한다.
실시예 3
솔래(등록상표) 엘엘씨로부터 입수가능한 1200 부의 수프로(등록상표) XT 40을 FXP HO120 대신 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 절차를 반복한다.
실시예 4
수돗물 (7915 g)을 용기에 첨가한다. 교반을 시작하고 솔래(등록상표) 엘엘씨로부터 입수가능한 수프로(등록상표) XT 40으로 식별되는 대두 단백질 단리물 2057 g을 첨가한다. 내용물을 고전단에서 3분 동안 교반하여 수화시킨다. 교반을 계속하고, 내용물을 70℃로 가열하여 5분 동안 이 온도에서 유지하여 수화를 완료한다. 해바라기유 (1000 g)와 말토덱스트린 1000 g을 서서히 첨가한다. 이어서 제1 단계에서 내용물을 17.2 ㎫(제곱 인치당 2500 파운드)로 그리고 제2 단계에서 3.4 ㎫(제곱 인치당 500 파운드)로 균질화시킨다. 내용물을 용기에 돌려보내고 30초 동안 90℃로 가열한다. 60℃ 수돗물 100 g 중의 5.8 g의 황산칼슘과 23 g의 α-글루콘 델타 락톤의 응고제 용액을 제조하고 용기에 첨가한다. 응고물이 형성되며 응고물을 60초 동안 혼합한다. 응고물은 17.14%의 대두 단백질을 함유한다.
본 발명의 공정에 따라 상기 성분을 이용하여 산성 음료를 제조한다. 다른 성분이 산성 음료 내에 존재할 수 있음이 이해된다. 이들 다른 성분은 식물성 단백질 섬유, 과일 풍미제, 식품 착색제, 비타민/미네랄 블렌드, 및 그 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
실시예 A는 도 1에서 정의된 바와 같은 기본 공정 실시예이다. 이 실시예의 산성 음료 조성물은 단백질 공급원으로서 비-응고 단백질을 이용한다.
실시예 A
226.8 g(8 oz) 제공 강화 주스 음료당 6.5 g 단백질을 솔래(등록상표) 엘엘씨에 의해 제조된 수프로(등록상표) XT 40 단백질을 이용하여 제조한다.
증류수 (5494 g)를 용기에 첨가하고, 이어서 332 g의 수프로(등록상표) XT 40 단백질을 첨가한다. 중간 전단 하에서 5.70% 고체의 내용물을 분산시키고, 5분 동안 혼합하고, 이어서 10분 동안 77℃(170℉)로 가열하여 단백질 현탁 슬러리를 제공한다. 별도의 용기에서, 60 그램의 펙틴(YM-100L)을 고 전단 하에서 2940 g의 증류수 내로 분산시켜 2% 펙틴 분산액을 제공한다. 분산액을 덩어리가 관찰되지 않을 때까지 77℃(170℉)로 가열한다. 펙틴 분산액을 단백질 현탁 슬러리 내로 첨가하고 중간 전단 하에서 5분 동안 혼합한다. 이어서 27 g의 시트르산, 27 g의 인산, 210 g의 농축 사과 주스 및 1000 g의 당을 첨가한다. 내용물을 중간 전단 하에서 5분 동안 혼합한다. 실온에서의 이 혼합물의 pH는 3.8 내지 4.0 범위이다. 내용물을 30초 동안 91℃(195℉)에서 저온살균하고, 제1 단계에서 17.2 ㎫ (제곱 인치당 2500 파운드)로 그리고 제2 단계에서 3.4 ㎫ (제곱 인치당 500 파운드)로 균질화하여 단백질 안정화된 산성 음료를 제공한다. 82℃ 내지 85℃(180℉ 내지 185℉)에서 병을 음료로 고온 충전시킨다. 병을 뒤집고, 2분 동안 유지하고 이어서 얼음물에 두어 내용물 온도가 대략 실온이 되도록 한다. 병의 내용물이 대략 실온이 된 후, 병을 2개월 동안 실온에 보관한다.
실시예 5
226.8 g(8 oz) 제공 강화 주스 음료당 5.5 g 단백질을 제조한다. 먼저, 1106 g의 수돗물, 34.2 g의 펙틴, 및 68.4 g의 수크로스를 용기에 첨가한다. 내용 물을 교반하고 77℃(170℉)로 가열하여 펙틴을 수화시키고, 냉각 기간을 가진다. 17.14% 단백질을 함유하는 실시예 4의 응고 단백질 (1702 g)을 두 번째 용기에 첨가한다. 수돗물 (7545 g)을 두 번째 용기에 첨가한다. 응고 단백질을 79℃(175℉)로 가열하고 5분 동안 유지한다. 첫 번째 용기 내의 수화된 펙틴을 두 번째 용기 내의 응고 단백질에 첨가하고, 이어서 5분의 기간 동안 교반한다. 배 주스 농축액 102 g의 풍미 재료를 첨가하고 이어서 981 g의 수크로스, 90 g의 비타민/미네랄 프리믹스, 및 pH를 3.8로 조정하기 위한 65 g의 시트르산을 첨가한다. 교반을 계속하고 94 g의 단백질 섬유, 33.6 g의 딸기 풍미제, 6 g의 바나나 풍미제, 100 g의 아라비아 고무, 7 g의 카민, 및 0.1 g의 RC&C 레드(Red) #40을 첨가한다. 내용물을 30초 동안 91℃(195℉)에서 저온살균하고, 제1 단계에서 17.2 ㎫ (제곱 인치당 2500 파운드)로 그리고 제2 단계에서 3.4 ㎫ (제곱 인치당 500 파운드)로 균질화한다. 병을 고온 충전하고, 2분 동안 뒤집고 이어서 얼음물에 두어 내용물 온도가 대략 실온이 되도록 한다. 병의 내용물이 대략 실온이 된 후, 병을 2개월 동안 실온에 보관한다.
250 밀리미터 좁은 입구의 사각 병(날지 넝크 인터내셔널(Nalge Nunc International))을 각 음료로 채워 유장 및 침강물 값을 결정한다. 이어서 각 샘플의 침강물 백분율과 유장의 백분율을 측정하여 각 음료에서 안정화의 유효성을 결정한다. 침강물은 용액/현탁액으로부터 가라앉은 고체 재료이며; 유장은 현탁된 단백질이 거의 없거나 전혀 없는 용액의 투명한 층이다. 침강물의 백분율은 샘플 내의 침강물 층의 높이를 측정하고 전체 샘플의 높이를 측정하여 결정하며, 여기서 침강물 퍼센트=(침강물 층 높이)/(전체 샘플 높이)×100이다. 유장의 백분율은 샘플 내의 유장 층의 높이를 측정하고 전체 샘플의 높이를 측정하여 결정하며, 여기서 유장 퍼센트=(유장 층 높이)/(전체 샘플 높이)×100이다. 샘플의 균질성, 또는 균질성 결여에 대한 시각적 관찰이 또한 행해진다. 시험 결과를 하기 표1에 나타낸다.
기본 공정의 음료 실시예 A와 본 발명의 공정의 음료 실시예 5를 표 1에서 서로, 단백질 대 단백질로 비교한다.
Figure 112009012228345-PCT00001
1 스핀들 S18을 구비한 브룩필드(Brookfield) 모델 DV-II 점도계. 실시예를 60 rpm에서 실행한다. 보고된 값은 센티푸아즈(Cps) 단위이다.
상기 실시예의 보관시 침강물 데이터로부터, 본 발명의 공정을 달성하는 조성물은 단백질 기반 산성 음료를 제조하는 데 있어서 상기 음료를 제조하는 보통의 공정에 비하여 더 적게 침강한다는 면에서 개선점을 제공함이 관찰된다.
본 발명을 그의 바람직한 실시 형태와 관련하여 설명하였지만, 발명의 상세한 설명을 읽음으로써 당업자에게 그의 다양한 변형이 명백해질 것임이 이해되어야 한다. 따라서, 본 명세서에 개시된 본 발명은 첨부된 청구의 범위의 범주 내에 속하는 그러한 변형을 포함하고자 함이 이해되어야 한다.

Claims (15)

  1. (A) 단백질 안정제;
    (B) 분산된 응고 단백질 재료; 및
    (C) 풍미 재료
    를 포함하는 식품 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 분산된 응고 단백질 재료는
    (1) 제1 수성 슬러리 혼합물을 형성하기 위하여 단백질 재료를 수화시키는 단계,
    (2) 제2 수성 슬러리 혼합물을 형성하기 위하여 제1 수성 슬러리 혼합물에 적어도 하나의 지지 재료를 첨가하는 단계,
    (3) 제2 수성 슬러리 혼합물을 균질물로 균질화하는 단계, 및
    (4) 약 3.8 내지 약 7.2의 pH를 갖는 응고제를 상기 균질물에 첨가하여 분산된 응고 단백질을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조되는 조성물.
  3. (A) 수화 단백질 안정제;
    (B) 분산된 응고 단백질 재료; 및
    (C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아세트산, 아스코르브산, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 풍미 재료
    를 포함하며,
    pH가 약 3.0 내지 약 4.5인 산성 음료 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 수화 단백질 안정제는 하이드로콜로이드를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 하이드로콜로이드는 알긴산염, 미정질의 셀룰로오스, 젤란 고무, 타라 고무, 카라기난, 구아 고무, 로커스트빈 고무(locust bean gum), 잔탄 고무, 셀룰로오스 고무, 펙틴, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 수화 단백질 안정제는 고 메톡실 펙틴인 조성물.
  7. 제3항에 있어서, 수화 단백질 안정제는 전체 조성물의 중량을 기준으로 약 0.5% 내지 약 5%로 존재하는 조성물.
  8. 제3항에 있어서, 단백질 안정제의 pH는 약 2.0 내지 약 5.5인 조성물.
  9. 제3항에 있어서, 분산된 응고 단백질 재료는
    (1) 제1 수성 슬러리 혼합물을 형성하기 위하여 단백질 재료를 수화시키는 단계,
    (2) 제2 수성 슬러리 혼합물을 형성하기 위하여 제1 수성 슬러리 혼합물에 적어도 하나의 지지 재료를 첨가하는 단계,
    (3) 제2 수성 슬러리 혼합물을 균질물로 균질화하는 단계, 및
    (4) 약 3.8 내지 약 7.2의 pH를 갖는 응고제를 상기 균질물에 첨가하여 분산된 응고 단백질을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조되는 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 단백질 재료는 콩류(legume) 단백질 재료, 대두 단백질 재료, 완두콩 단백질 재료, 평지씨 단백질 재료, 카놀라 단백질 재료, 목화씨 단백질 재료, 옥수수 단백질 재료, 밀 글루텐, 식물성 유청 단백질, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 식물성 단백질 재료인 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 식물성 단백질 재료는 대두 단백질 재료인 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 대두 단백질 재료는 대두 단백질 가루, 대두 단백질 농축물, 대두 단백질 단리물, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  13. 산성 음료 중 단백질 재료의 안정한 현탁액을 제조하는 방법으로서,
    (A) 수화 단백질 안정제;
    (B) 분산된 응고 단백질 재료; 및
    (C) 과일 주스, 야채 주스, 시트르산, 말산, 타르타르산, 락트산, 아세트산, 아스코르브산, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 풍미 재료
    를 조합하여 블렌드를 형성하는 단계와,
    블렌드를 저온살균하고 균질화하는 단계
    를 포함하며,
    산성 음료는 pH가 약 3.0 내지 약 4.5인 방법.
  14. 제13항에 있어서, 분산된 응고 단백질 재료를
    (1) 제1 수성 슬러리 혼합물을 형성하기 위하여 단백질 재료를 수화시키는 단계,
    (2) 제2 수성 슬러리 혼합물을 형성하기 위하여 제1 수성 슬러리 혼합물에 적어도 하나의 지지 재료를 첨가하는 단계,
    (3) 제2 수성 슬러리 혼합물을 균질물로 균질화하는 단계, 및
    (4) 약 3.8 내지 약 7.2의 pH를 갖는 응고제를 상기 균질물에 첨가하여 분산된 응고 단백질을 형성하는 단계
    를 포함하는 공정에 의해 제조하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 수화 단백질 안정제: 분산된 응고 단백질: 풍미 재료의 중량비는 약 5 내지 15:15 내지 25:60 내지 75인 방법.
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