KR20100013280A - 동시 다중 아세르베이션 공정 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 둘 이상의 동시 다중 아세르베이션(acervation) 메카니즘을 이용하여 구조화 중합체 매트릭스를 제조하는 공정에 관한 것이다. 추가적으로, 여기서 기술된 본 방법은 중합체, 이에 한정되는 것은 아니라 바람직하게는 식품 중합체의 거의 임의의 조합으로부터 구조화 중합체 매트릭스를 형성하기 위한 유연한 공정을 제공한다. 이 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘의 동시 적용은, 뜻밖에, 개별적으로 또는 연속적으로 수행된 아세르베이션 메카니즘에 의해 생산된 중합체 매트릭스보다 더 우수한 향상된 조직 및/또는 공정 효율성을 갖는 신규한 매트릭스를 제공한다.
동시 다중 아세르베이션 메카니즘, 구조화 중합체 매트릭스
Description
본 발명은 둘 이상의 아세르베이션(acervation) 메카니즘을 동시에 사용하여 구조화 중합체 매트릭스를 제조하는 공정에 관한 것이다.
아세르베이션은 용액 내에서 개개의 중합체 분자보다 크기가 상당히 더 큰 불용성 매트릭스, 구조물 또는 클러스터를 형성하기 위해 가용성 중합체를 "쌓아 올리는(heap-up)" 반응 또는 메카니즘이다. 아세르베이션 메카니즘은 다른 것들 중에서도, 중합, 가교, 복합화, 침전 (예를 들어 등전, 이온, 용매 등), 응고, 변성 (예를 들어 pH, 열, 효소, 화학 등에 의한) 및 코아세르베이션(coacervation)을 포함한다. 그러나, 종래의 아세르베이션 방법을 사용하면, 그것에 의해 형성된 고형 중합체 매트릭스의 특성은 사용된 특정 중합체(들) 및/또는 특정 아세르베이션 메카니즘(들)로 제한된다.
예를 들어, 프로테아제 레닌을 이용한 유단백질, 카제인의 효소적 처리는 매우 부드러운 구조의 응집체를 생성하고, 반면에 칼슘염을 이용한 카제인의 처리는 치밀한 칼슘 카제이네이트 침전물을 형성한다. 카제인의 pH를 그것의 등전점에 가까운 pH로 조절한 결과 상업적으로 산 카제인이라고 알려진 불용성, 모래 같은 침 전물을 얻는다. 그러므로, 각 경우 카제인을 처리하기 위해 사용된 특정 아세르베이션 메카니즘의 결과 서로 다른 구조화 특성 및 조직을 갖는 아세르베이트 (즉, 응집체 또는 침전물)를 얻는다.
반고체 중합체 매트릭스의 형성 (우유로부터의 치즈 응유와 같은)은 일반적으로 단일의 아세르베이션 메카니즘을 사용하여 성취되어 왔다. 치즈 응유는 일반적으로 응고제 또는 응결제로 액체를 처리하는 것을 포함하는 방법에 의해 우유 제조장의 액체로부터 제조된다. 응고제는 계 내에서 식용 산을 형성하기 위한 적합한 박테리아 배양물을 포함하는 식용 산 또는 응결 효소 (예를 들어, 레닛)일 수 있다. 결과로 얻어지는 응괴 또는 응유는 일반적으로 응결 공정에 의해 변형된 카제인을 혼입한다. 일반적으로, 보통 관련되는 아세르베이션 메카니즘은 k-카제인의 효소 가수분해 또는 등전 침전이다. 비록 필요한 효소의 양을 줄이기 위해 효소 첨가 전에 우유의 pH를 낮추는 것이 일반적인 관행이지만, 최종 응유 pH가 카제인의 등전점 보다 상당히 높은 경우, 효소 가수분해가 관련되는 유일한 아세르베이션 메카니즘이다. 그러나, 효소 가수분해 및 pH 조절은 동시에 수행되지 않는다.
다른 단일 아세르베이션 메카니즘은 일반적으로 당업계에서 사용된다. 구체적으로, 두 중합체의 코아세르베이션이 보통 캡슐화 응용에 사용된다. 두 번째 메카니즘을 포함하는 방법은 일반적으로 첫 번째 메카니즘으로부터 형성된 구조물/아세르베이트를 변형하거나 변형하려고 하기 위해 사용된다. 그러한 경우에, 메카니즘은 연속적으로 수행된다: 문헌 [Littoz et aI., Food Hydrocolloids, 22(7): 1203-1211 (2008) (pH 조절 후 효소 가교)]; 문헌 [Yin et aI., J. Macromolecules, 36(23): 8773-8779 (2003) (코아세르베이션 후 가교)]; 문헌 [Lin et aI., J. Pharmaceutical Research, 11 (11): 1588-1592 (1994) and Lin et aI., J. Biomaterials, 18(7): 559-65 (1997) (코아세르베이션을 사용한 나노 구형 입자의 생산 후 글루타르알데히드와의 가교)]; 및 문헌 [Bachtsi et aI., J. Applied Polymer Science, 60(1): 9-20 (1996) (소듐 설페이트의 첨가 후 글루타르알데히드를 사용한 화학적 가교)]. 개개의 아세르베이션 메카니즘 또는 연속적으로 수행된 아세르베이션 메카니즘의 사용 결과 특정 중합체(들), 사용된 특정 아세르베이션 메카니즘 및/또는 수행된 특정 아세르베이션 메카니즘의 순서에 제한된 특징을 갖는 중합체 매트릭스를 얻는다.
코아세르베이션, 상 분리 및 가교와 같은 특정 아세르베이션 메카니즘에 대한 다양한 물리적 조건 (예를 들어, 온도, 전단, pH 등)의 효과가 연구되어 왔다. 예를 들어, 유장 단백질의 가교 또는 열 겔화에 효과를 미치는 요소가 다양한 온도, pH 및 염 농도의 유장 단백질 용액의 가열로부터 연구되었다. 문헌 [Dunkeley & Hayes, J. Dairy Science & Technology, 15:191 (1980) and Xiong, J. Agric. Food Chemistry, 40: 380-384 (1992)]. 그러나, 이러한 연구에서 사용된 물리적 조건 (예를 들어, pH, 염 및 온도)는 가교 반응의 동역학에는 영향을 미치지만, 두 번째 아세르베이션 메카니즘을 동시에 발생시키기에는 불충분하였다. 예를 들어, pH 변화는 실질적인 중합이 일어날 정도로 충분히 크지 않았다. 게다가, pH 조절은 연속적으로 적용되거나 온도 처리 전에 완결되었다.
리코타 치즈의 제조에 있어서, 예를 들어, 우유 및 치즈 유장의 혼합물은 전 형적으로 젖산 발효 또는 식품 산 (예를 들면, 비네거)의 직접적인 첨가에 의해 열 응고 단계 전에 약 6.1의 pH까지 산성화된다. 리코타 공정에서의 주 아세르베이션 메카니즘은 우유 및 치즈 유장으로부터의 알부민의 열 가교이다. 산도는 주로 풍미의 목적이고, 카제인과 다르게, 유장 내 알부민은 그것의 등전 pH에서도 응고되지 않는다. 결과적 리코타 응유는 전형적으로 작은 알갱이이고, 자연적으로 응집되지 않는다.
바커 등(Bakker et al)의 미국 특허 제5,952,007호는 유지 대체 성분으로서 유용한 둘 이상의 중합체를 포함하는 코아세르베이트의 형성에 관한 것이다. 바커 등은 중합체의 용액을 가열한 후 혼합물의 pH를 등전점 부근의 값까지 조절함으로써 둘 이상의 중합체의 복합 코아세르베이션을 기술한다. 그 후, 그 혼합물은 냉각되고 코아세르베이트는 분리된다. 잠재적으로, 하나 이상의 아세르베이션이 관련될 수는 있으나, 있다면, 연속적으로 발생한다.
중합체(들)의 물리화학적 성질 및 사용된 아세르베이션 메카니즘뿐만 아니라 관련된 중합체-중합체 상호 작용으로 인하여 단일 아세르베이션 메카니즘이나 연속적으로 수행되는 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘을 사용해서는 얻을 수 없는 신규 또는 향상된 구조화 중합체 매트릭스를 제조하는 것은 당업계에서의 중요한 진보이다.
단일 아세르베이션 메카니즘이나 연속적으로 수행되는 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘을 사용하여는 얻을 수 없는 신규 또는 향상된 구조화 중합체 매트릭스의 제조는 당업계에 있어서 중요한 진보를 제공한다. 본 발명의 공정은 구조화 중합체 매트릭스를 제조하는 효율적이고 경제적인 방법을 제공한다. 기술된 공정은 종래의 아세르베이션 방법의 번거롭고 불편한 순차적인 처리를 피한다. 본 발명은 둘 이상의 동시 다중 아세르베이션(acervation) 메카니즘을 이용하여 구조화 중합체 매트릭스를 제조하는 공정에 관한 것이다.
< 발명의 요약 >
여기에 기술된 공정은 구조화 중합체 매트릭스를 제조하는 효율적이고 경제적인 방법을 제공한다. 여기서 기술된 공정은 종래의 아세르베이션 방법의 번거롭고 불편한 순차적인 처리를 없앤다. 추가로, 여기에 기술된 방법은 다양한 중합체 또는 중합체의 조합 (이에 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 식품 중합체)으로부터의 구조상으로 복합 중합체 매트릭스를 형성하는 유연한 공정을 제공한다. 더욱 바람직하게는, 하나 이상의 중합체가 식품 단백질이다. 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘의 동시 적용은 예상 밖으로 아세르베이션 메카니즘이 개별적으로 또는 순차적으로 일어나는 경우에 도달할 수 없는 향상된 조직 및/또는 공정 효율성을 가지는 구조화 중합체 매트릭스를 제공한다. 유리하게, 여기서 기술된 공정은 포함된 특정 중합체의 특유의 물리화학적 성질, 사용된 특정 아세르베이션 메카니즘, 포함된 특정 중합체-중합체 상호작용 및 다른 공정 한계 때문에 과거에 얻을 수 없었던 반고체 중합체 매트릭스의 디자인 및 생산에서 큰 유연성을 제공한다. 여기 기술된 공정은 선택된 중합체 및 아세르베이션 메카니즘의 조합에 따라 부드럽고 매끄럽지만 밀착된 응유의 것으로부터 견고하고 질긴 섬유까지의 범위에 있는 조직을 갖게 제조될 수 있는 혼합된/얽혀진 고체 중합체 매트릭스를 형성하기 위해 동시적으로 작동하는 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘을 포함한다.
선택된 중합체(들)은 여기에 기술된 동시 방법으로 처리하기 전에 수성 중합체 용액을 형성할 수 있어야 한다. 본 발명의 목적을 위하여, "중합체 용액" 또는 등가의 용어는 하나 이상의 중합체(들)이 용해되고, 가용되고 또는 미분 형태 (바람직하게는 콜로이드 현탁액 형태)로 현탁되어 그 중합체(들)이 완전히 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘으로 완전히 반응할 수 있는 수용액을 포함한다. 그러므로, 중합체(들)은 필요하다면, 중합체 용액을 제조하기 위해 예를 들어, pH, 이온 강도, 온도 등을 조절함으로써 처리될 수 있다.
하나 이상의 중합체 농도는 믿을 만한 프로세싱을 제공하도록 선택된다. 중합체는 서로 다른 분자량, 주어진 pH에서의 서로 다른 전하 부위의 수를 가지기 때문에, 여기에 제공된 공정의 가공 조건은 반응에 사용된 각각의 중합체가 관련된 둘 이상의 아세르베이션 반응에 의해 대부분 소비되도록 선택된다. 이것은 어느 하나의 중합체 미미한 양이 동시 공정 후에 원래의 가용성 형태로 남아있을 것을 보증한다. 추가로, 형성된 최종 구조/조직은 설정된 목표를 위해 다른 것보다 하 나의 중합체를 선호하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 최종 코아세르베이트를 치즈 응용 분야에 사용하고자 하는 경우, 단백질은 영양 및 풍미의 목적으로 폴리사카라이드에 비해 선호될 수 있다. 중합체 농도는 일반적으로 약 0.01 내지 약 30 중량%의 용액 정도이지만, 약 0.1 내지 약 10%의 중합체 농도가 바람직하다.
한가지 측면에서, 하나 이상의 중합체를 함유하는 하나 이상의 수용액은 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘을 수행할 수 있다. 하나 이상의 수용액은 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 활성 단계 전에 활성화되지 않도록 하는 조건이 되도록 배합되고 처리된다. 하나 이상의 수용액은 그 후 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘을 동시에 활성화시키도록 처리된 다음 둘 이상의 활성화된 아세르베이션 메카니즘이 구조화 중합체 매트릭스를 얻을 때까지 진행되도록 한다.
또 다른 측면에서, 둘 이상의 중합체 수용액은 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 즉시 또는 동시에 발생하도록 전단을 가하거나 또는 가하지 않고 함께 혼합된다. 둘 이상의 중합체 용액은, 각 아세르베이션 메카니즘이 발생하는데 필요한 조건을, 중합체 용액이 원하는 구조화 중합체 매트릭스를 형성하기 위해 혼합시에 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 동시에 발생하도록 혼합된 후 즉시 제공하도록 배합된다.
하나 이상의 중합체 용액에 사용된 중합체는 같거나 다른 중합체일 수 있다. 여기서 기술된 방법은 다양한 중합체 및 중합체의 조합을 사용하여 수행될 수 있다. 바람직하게는, 중합체는 식품 중합체이다. 더욱 바람직하게는 식품 중합체 중 적어도 하나는 식품 단백질이다.
일반적으로 여기 기술된 방법에서 사용하기에 적합한 아세르베이션 메카니즘은 중합, 열 가교, 이온 가교, 등전 침전, 이온 침전, 효소 가교/응고, 코아세르베이션, 화학 복합체화, 겔화, 용매 침전, 단백질 변성 (pH, 열, 효소, 화학 약품에 의한) 등을 포함한다.
단일의 아세르베이션 메카니즘 또는 순차적으로 수행된 아세르베이션 메카니즘들을 포함하는 종래의 방법으로부터 유도된 아세르베이션화 중합체 매트릭스와 비교하여, 물리적 기능성을 향상 (예를 들어, 보수력)시키고, 성분을 아끼도록 하고 (예를 들어, 낮은 중합체 농도에서 구조를 형성), 높은 에너지 소비 공정 단계 (예를 들어, 높은 전단)를 피하고, 및/또는 원하지 않는 조직 결점 (예를 들어, 입상성)을 완화하는 것과 같은, 특정 목적을 달성하거나 원하는 조직을 제공하도록 여기에 기술된 동시 방법에서 사용된 특정 중합체 및 아세르베이션 메카니즘이 선택될 수 있다.
< 상세한 설명 >
여기에 기술된 방법은 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 동시에 발생하도록 하나 이상의 중합체 용액을 처리함으로써 구조화 중합체 매트릭스를 제조하는 것에 관한 것이다. 바람직하게는, 둘 이상의 중합체 용액은, 둘 이상의 중합체 용액의 혼합시에 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 동시에 발생하도록 처리된다. 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘의 동시 사용은 뜻밖에도 개별적으로 또는 순차적 으로 수행되었던 아세르베이션 메카니즘에 의해 제조된 중합체 매트릭스에 비하여 독특한 조직 및 향상된 공정 효율을 갖는 미세하게 얽혀진 매트릭스를 제공한다. 추가적으로, 여기에 기술된 방법은 다양한 중합체, 바람직하게는, 다만 이에 한정되는 것은 아니지만, 식품 중합체로부터의 구조화 중합체 매트릭스를 형성하기 위한 유연한 공정을 제공하는데 가장 바람직하게는 하나 이상의 식품 중합체는 식품 단백질이다. 놀랍게도, 둘 이상의 아세르베이션 반응을 동시에 수행한 결과 예상치 못한 최종 반응 매트릭스를 얻고, 반응 조건은 바람직한 조직감을 갖는 매트릭스를 제공하도록 선택될 수 있다는 것을 알게 되었다. 놀랍게도, 여기에 기술된 방법의 결과인 매트릭스는 어떠한 단일 아세르베이션 메카니즘이 결과 얻어지는 매트릭스의 구조나 성질에 영향을 미치거나 조절하지 않도록 형성된다. 다시 말하면, 여기에 기술된 동시적 방법에 의해 형성된 매트릭스는 개별적으로 또는 순차적으로 수행된 동일 아세르베이션 메카니즘에 의해 생산된 것에 비해 독특하다. 동시적인 아세르베이션 방법의 사용은, 여기에 기술된 대로, 유리하게도 결과적 매트릭스의 기능성이 적용 분야의 특별한 요구에 맞게 맞춰질 수 있게 하는데, 이것은 단일 아세르베이션 반응 또는 순서대로 수행된 아세르베이션 반응의 조합에 기초해서는 얻을 수 없거나 얻기 어렵다.
어떤 면에서는, 여기 기술된 동시적 방법은, 조직 및 모양의 둘 다에서 신선한 치즈 응유와 닯은 매끄럽고 응결된 조직을 가지는 혼합된/얽혀진 고형 중합체 매트릭스를 제조하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 면에서는, 여기 기술된 동시적 방법은 섬유 구조화 중합체 매트릭스를 제조하는 데 사용될 수 있다.
여기서 기술된 동시 방법으로 처리하기 전에, 선택된 중합체(들)은 중합체 수용액을 형성할 수 있다. 본 발명의 목적을 위하여, "중합체 용액" 또는 등가의 용어는 중합체(들)이 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘에서 완전히 반응하도록 하나 이상의 중합체(들)이 용해되고, 가용되고 또는 미분 형태 (바람직하게는 콜로이드 현탁액 형태)로 현탁되어 있는 수용액을 포함한다. 그러므로, 중합체(들)은 필요하다면 중합체 용액을 제조하기 위해, 예를 들어, pH, 이온 강도, 온도 등을 조절함으로써 처리될 수 있다.
여기 기술된 방법에서 유용한 중합체는 바람직하게는 단백질, 폴리사카라이드, 그들의 유도체 및 그들의 혼합물과 같은 식품 중합체로부터 선택된다. 적합한 단백질은 식물원, 동물원, 효모 유래 공급원 등을 포함한다. 적합한 식물원은 콩과 식물, 완두콩, 곡식, 콩과, 견과, 곡물, 콩, 땅콩, 지방 종자 (예를 들면, 지방 종자 목화씨, 캐놀라, 해바라기씨 등)를 포함한다. 적합한 동물성 단백질원은 낙농 단백질, 달걀 단백질, 생선 단백질, 육류 단백질, 식물-유래 단백질, 미생물 유래 단백질 등을 포함한다. 적당한 육류 단백질원은 가금, 소고기, 돼지고기, 생선 및 기타 해산물뿐만 아니라 젤라틴, 혈청 알부민 등과 같은 유도체도 포함한다. 적합한 낙농 단백질원은 우유, 우유 유도체, 예를 들면 탈지 분유, 분유, 카제인, 유장 단백질, 분별된 우유 단백질, 농축된 낙농 단백질원, 낙농 단백질 분리물 등을 포함한다. 여기서 사용된 대로, "농축된 낙농 단백질원"은 단백질이 그들이 유래한 낙농 액상 형태보다 더 큰 농도로 재구성되거나 또는 재구성될 수 있는 단백질원이다. 농축된 낙농 단백질원의 예는, 다만 이에 한정되는 것은 아니나, 유장 단백질 농축액, 우유 단백질 농축액 또는 이들의 조합을 포함한다. 전형적으로, 유장 단백질 농축액 및 우유 단백질 농축액은 약 34% 이상의 단백질 농도를 갖는다. 낙농 단백질 분리물의 예는, 다만 이에 한정되는 것은 아니나, 유장 단백질 분리물, 우유 단백질 분리물 등을 포함한다. 여기서 사용된 대로, "카제인"은 우유 내 임의의 또는 모든 인단백질 및 그들의 임의의 혼합물에 관한 것이다. 이에 제한되는 것은 아니나, α-카제인 (αs1-카제인 및 αs2-카제인을 포함), β-카제인, κ-카제인 및 그들의 유전적 변이체를 포함하는 많은 카제인 구성 성분이 규명되어 왔다. 여기에 사용된, "유장 단백질"은 우유 구성 성분을 함유하는 우유 또는 낙농 액이 치즈-제조 응유를 생산하기 위해 반고체로써 응결되는 경우, 응유의 상등액으로써 얻어진 낙농 액(즉, 유장)에 함유된 단백질에 관한 것이다. 유장 단백질은 일반적으로 주로 구형의 단백질 β-락토글로불린 및 α-락트알부민을 포함하는 것으로 이해된다. 유장 단백질은 인간에 대해 높은 영양적 가치를 가지고 그들이 혼입되는 낙농 생산물에 크리미하고 잘 퍼지는 특성을 갖게 하는 선호되는 체감 품질을 제공할 수 있다. 적합한 폴리사카라이드는 크산탄, 카라게닌, 한천, 알긴산염, 카르복시메틸셀룰로스("CMC"), 펙틴, 녹말, 로우커스트 빈 검, 트라가칸트 검, 아라비아 검, 카라야 검, 검 게티, 구아 검, 셀룰로오스 검, 헤미셀룰로오스, 키토산, 그들의 유도체 및 그들의 조합을 포함한다. 폴리사카라이드로서, 카라게닌, 펙틴, 알긴산염, CMC, 크산탄 아라비아 검, 카라야 검, 검 게티, 겔란, 한천, 키토산 등의 이온 검이 단백질과 코아세르베이션할 수 있는 능력으로 바람직하고, 특히 규정 (예를 들어, 동일성 기준) 또는 경제적 이유로 단단한 매트릭스가 요구되거나 낮은 중합체 농도가 요구되는 경우에 이온 유도 겔화를 수행한다. 대조적으로, 천연 또는 변형 녹말, 말토덱스트린, 구아 검, 로우커스트 빈 검, 셀룰로오스 등의 비이온 검이 약한 구조가 필요하다면, 바람직하다. 우유, 치즈 유장, 달걀, 고기 슬러리, 과일 퓌레 등과 같은 식품 중합체(들)을 함유하는 원료 또는 가공 식품 성분 또한 필요하다면 사용할 수 있다.
중합체의 조합, 각 중합체의 농도 및 하나 이상의 중합체 용액의 물리화학적 조건이 결과 구조화 매트릭스의 원하는 성질에 기초하여 선택된다. 조직과 같은 구조화 매트릭스의 성질은 다음의 인자에 기초하여 맞춰질 수 있다: (1) 사용된 중합체 또는 중합체들의 유형 (예를 들어, 단백질, 폴리사카라이드) (2) 다양한 중합체의 수; (3) 각 중합체의 농도/비율; 및 (4) pH, 이온 강도, 온도, 전단/혼합 및, 만약 둘 이상의 중합체 용액이 사용된다면, 중합체 용액의 혼합 비율과 같은 구조화 매트릭스가 형성되는 물리화학적 조건. 구조화 매트릭스의 성질은 또한, 만약 사용된다면, 경화제(들) 또는 가교제(들)의 농도 및 유형뿐만 아니라, 만약 사용된다면, 충전제(들)의 농도 및 유형에 영향받을 수 있다.
둘 이상의 아세르베이션 메카니즘은 중합체 또는 중합체들 및 임의의 필요한 반응물이 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 동시에 진행되게 하는데 적합한 조건 하에서 처리되는 임의의 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 둘 이상의 메카니즘이 필수적으로 동시적 방식으로 활성화되는 한 (즉, 메카니즘과 결과 반응이 동시에 일어난다), 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 활성화되는 방법은 주요한 것은 아 니다. 그러므로, 우리는 하나 이상의 중합체를 함유하는 단일 용액을 제조한 다음, 신속하게 조건 (예를 들어, 온도, pH, 첨가된 시약 등)을 변형시켜 둘 이상의 메카니즘을 활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 유장 단백질 및 카라게닌을 포함하는 용액은 높은 pH 및 높은 온도 (예를 들어, 유장 단백질의 가교 온도보다 높은)에서 제조될 수 있다. 유장 단백질 및 카라게닌이 동일한 pH에 있고, 그러므로 비슷하게 대전되기 때문에, 두 중합체는 코아세르베이션되거나 가교될 수 없다. 산은 pH를 약 5.0의 목표 pH로 낮추기에 충분한 양으로 첨가될 수 있고, 그로 인해 코아세르베이션 및 열 가교가 동시에 일어나도록 한다.
다르게는, 우리는 둘 이상의 중합체 용액 (같거나 다른 중합체를 함유하는)을 메카니즘 중 아무것도 활성화되지 않는 조건 하에서 제조한 다음 메카니즘이 활성화되는 조건 하에서 둘 이상의 중합체 용액을 혼합할 수 있다. 개개의 용액은, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 단지 분리된 용액이 함께 섞이는 경우에만 활성화되도록 조절된다. 특히 실험실 수준의 실험에서, 이러한 과정은 원하는 동시 아세르베이션 반응을 성취하는 편리하고 효과적인 방법을 제공한다. 그러한 과정은 본 발명을 특징화하기 위해 여기에 제공되는 실시예에 사용되었다. 마찬가지로, 여기서 논의 및 일반적 특성화는 일반적으로 편의를 위해 별도의 중합체 용액 방법의 면에서 제공된다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 다른 방법이 둘 이상의 아세르베이션 반응이 동시에 발생하도록 사용될 수 있다.
중합체 조합은 각 중합체의 고유의 성질에 기초하여 선택된다. 중합체 용액은, 물리화학적 조건 (예를 들어, 온도 또는 pH)의 갑작스런 변화 하에서 그것 자 체로 및/또는 중합체-중합체 상호 작용 (예를 들어, 가교, 코아세르베이션 또는 복합체화)를 통해 다른 중합체와 함께 빠르게 아세르베이션 될 수 있다. 예를 들어, 뜨겁고, 산성이고, 열 변성가능한 단백질 용액 (약 3.0 및 약 80℃와 같은)은 뜨겁고, 염기성인 폴리사카라이드 용액 (약 9.0 및 약 80℃와 같은)과 함께 혼합되어 약 pH 5를 갖는 혼합물을 형성할 수 있다. 이러한 계에서, 복합체 및 복합 매트릭스는 동시에 작동하는 3개 이상의 아세르베이션 메카니즘, 다시 말하면 (1) 강하게 양전하를 띠는 단백질 분자 및 강하게 음전하를 띠는 폴리사카라이드 분자 사이의 코아세르베이션, (2) 단백질의 등전 침전, 및 (3) 열 유도 공유 (예를 들어, 이황화) 결합 형성을 통한 단백질 분자의 공유 가교에 의해 형성될 수 있다. 두 개의 고온 중합체 용액을 혼합하기 전에, 단백질 분자의 낮은 pH에서의 가교는, 투명 또는 반투명인 단백질 용액으로 드러나는 바와 같이, 단백질 분자 사이의 정전기적 반발때문에 억제된다. 용액이 염기성 폴리사카라이드 용액과 혼합되고, 혼합물의 pH가 중화되는 경우, 가교는 더 이상 억제되지 않는다. 따라서, (1) 포함된 중합체 중 하나 또는 모두의 농도, (2) 두 중합체 용액의 비율 (3) 두 용액을 혼합한 후의 목표 pH, 및 (4) 두 용액을 혼합한 후의 용액 온도를 변화시킴으로써, 우리는 부드러운 것에서부터 딱딱한 것까지에서 변화하는 조직 및 응유 같은 것에서부터 섬유까지로 변하는 외형을 갖는 비균질의, 혼합된, 상호얽힌 및/또는 복합된 구조를 빠르게 형성할 수 있다. 단백질 특이성 및 폴리사카라이드 특이성 염료를 이용한 형성된 매트릭스의 염색이 사용될 수 있다. 적어도 몇몇 측면의 동시 코아세르베이션 메카니즘을 시각적으로 보기 위한 이러한 염료의 사용은 분자 배출이, 빠르 고 동시적인 다중 아세르베이션 반응으로 인하여 의미를 갖거나 또는 충분히 빠르게 일어나지 않도록 제안한다. 이론에 제한되지 않음에 불구하고, 염색은 중합체가 비분리 복합체 (예를 들어, 입자, 섬유 등)를 형성하지, 각 중합체로부터 별도의 아세르베이트를 형성하지 않도록 제안한다.
여기에 기술된 방법에서, 중합체의 농도는 약 0.01 내지 약 30 중량%의 용액이지만, 약 0.1 내지 약 10%의 중합체 농도가 바람직하다. 한 측면에서, 하나 이상의 중합체를 함유하는 용액은 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 동시에 발생되어 구조화 중합체 매트릭스를 형성하도록 처리된다. 또 다른 측면에서, 둘 이상의 중합체 용액은 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 혼합시 동시에 발생되어 구조화 중합체 매트릭스를 형성하도록 합쳐진다. 또 다른 측면에서, 3개 이상의 중합체 용액은, 혼합시에, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 동시에 발생하여 구조화 중합체 매트릭스를 형성하도록 처리되고 합쳐진다. 또 다른 측면에서, 둘 이상의 중합체 용액은, 3개 이상의 아세르베이션 메카니즘이 혼합시에 동시에 발생하여 구조화 중합체 매트릭스를 형성하도록 합쳐지고 처리된다. 둘 이상의 용액 내 중합체는 같거나 다른 중합체일 수 있다.
일반적으로, 여기에 기술된 동시 방법에서 사용될 수 있는 아세르베이션 메카니즘은 중합, 열 가교, 이온 가교, 등전 침전, 이온 침전, 효고 응고, 코아세르베이션, 화학 복합체화, 등전 침전, 이온 침전, 겔화, 용매 침전, 변성 (pH, 열, 효소 및 화학 처리에 의한 단백질의 변성과 같은) 등을 포함한다. 현미경적으로 균질하거나 균질하지 않을 수 있는 복잡하고 혼합된, 상호얽혀진 또는 복합 구조가 형성되고, 사용된 중합체(들)은 두 중합체 모두 공정에서 거의 완벽하게 소모된다면, 개별적으로 인식하지 못할 수 있다.
결과적 구조화 매트릭스의 바람직한 특성에 기초하는 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘의 특정한 선택은 기꺼이 당업자의 능력 내에 있다. 아세르베이션 메카니즘의 선택은 선택된 중합체의 특정 조합뿐만 아니라 결과적 구조화 매트릭스의 바람직한 특징에 의존한다. 추가적으로, 당업자는 모든 중합체의 조합 및/또는 모든 아세르베이션 메카니즘이 동시 반응을 허용하기에 적합하거나 심지어 실현가능하지는 않을 것이라는 것을 인식할 수 있다. 예를 들어, 열 가교는 보통 유장 단백질의 아세르베이션 메카니즘에 사용되고, 반면에 효소 응고는 보통 카제인의 아세르베이션 메카니즘에 사용된다. 다만, 두 아세르베이션 메카니즘 모두가 동시적으로 및 효율적으로 일어나도록 공정을 공학설계하는 것은 효소 응고가 일반적으로 시간이 지남에 따라 느리게 진행되는 것처럼, 항상 가능하지는 않다. 예를 들어, 우유, 카제인과 유장 단백질 모두의 혼합물은 유장 단백질을 가교시키기 위해 가열된 후 카제인 응유를 형성하기 위해 응고 효소를 첨가하기 전에 냉각될 수 있다. 다르게는, 우유는 응고 효소로 처리된 후 가열될 수 있다. 다만, 어떠한 방법도 동시 아세르베이션 메카니즘을 제공하지 않는다. 유장 단백질의 열 가교는 유장 단백질의 농도, pH, 가열 온도 및 가열 시간에 매우 의존하는 동역학 공정인 반면, 또한 느린 동역학 유도 공정인 카제인의 효소 응고는 단지 유장 단백질의 최소 가교 온도 미만에서만 발생될 수 있다. 두 아세르베이션 메카니즘 모두 동시에 발생하도록 하는 공정을 만드는 것은, 두 메카니즘 모두 매우 다른 진행 온도를 요구하 고, 효소 응고가 열 가교 보다 훨씬 길기 때문에, 실현 가능한 것으로 보이지 않는다. 또 다른 예로써, 하나의 중합체 용액이 유장 단백질 분리물을 포함하고, 다른 중합체 용액이 카제인을 포함하는 경우, 열 가교 및 효소 응고를 모두 포함하는 동시 아세르베이션 메카니즘은 실질적으로 불가능하다. 그러나, 카제인이 효소 응고 외의 메카니즘, 예를 들어 등전 침전에 의해 아세르베이션을 수행할 수 있기 때문에, 동시 다중 아세르베이션 공정은 효소 응고 이외의 메카니즘을 사용하여 설계될 수 있다. 예를 들어, 약 3.5의 pH 및 약 180℉의 온도에서의 유장 단백질 분리물을 포함하는 첫 번째 중합체 용액 및 pH 8.0 및 약 180℉의 온도에서의 카제이네이트를 포함하는 두 번째 중합체 용액은 최종의, 약 4.6 주변의 평형 pH를 제공하도록 혼합될 수 있고, 여기서 둘 이상의 아세르베이션 반응은 동시적으로 유장 단백질의 열 가교 및 카제이네이트의 산 침전을 발생시킨다. 낮은 pH에서의 유장 단백질 분자의 열 가교는, 투명 또는 반투명의 단백질 용액에 의해 명백해지는 바와 같이, 단백질 분자 사이의 정전기적 반발 때문에, 억제된다. 용액이 카제이네이트 용액과 혼합될 때 가교는 더 이상 억제되지 않고, 혼합물의 pH는 중화된다. 그러므로, 중합체의 선택 및 아세르베이션 메카니즘의 조합은 각 중합체 및 선택된 아세르베이션 메카니즘에 고유한 물리적 한계에 의존한다.
여기에 기술된 동시적 방법은, 종래에 동일한 아세르베이션 반응을 단독으로 또는 순서대로 수행함으로써는 얻지 못했던 구조화 중합체 매트릭스가 형성되도록 중합체(들), 아세르베이션 메카니즘 및 물리화학적 조건을 선택하여 다중 아세르베이션 반응을 동시에 수행하는 유연한 공정을 제공한다. 제한할 의도는 아니나, 몇 몇 아세르베이션 메카니즘은 더욱 상세하게 기술된다.
코아세르베이션
코아세르베이션은 일반적으로 불용성 복합체 또는 코아세르베이트의 분리를 초래하도록 용액 내에서 두 개의 상반된 전하를 띠는 중합체를 합하는 것을 포함한다. 코아세르베이션에서, 두 개의 상반되는 전하를 띠는 중합체 용액이 제조된다. 바람직하게는, 양전하를 띠는 단백질 용액 및 음전하를 띠는 폴리사카라이드 용액이다. 다르게는, 양전하를 띠는 복합체 폴리사카라이드 용액 (예를 들어, 키토산) 및 음전하를 띠는 단백질 또는 또 다른 폴리사카라이드 용액이 필요하다면, 사용될 수 있다. 첫 번째 중합체의 수용액이 제조되고, pH는 양전하를 띠는 중합체를 형성하기 위해 식용 산을 사용하여 약 2 내지 5로 조절된다. 적절한 식용산은, 이에 한정되는 것은 아니나, 인산, 염산, 황산, 락트산, 시트르산 및 이들의 조합을 포함한다. 첫 번째 중합체는 주로 양전하를 띠기 때문에, 비슷한 전하를 띠는 분자들은 반발력을 나타낸다. 두 번째 중합체의 수용액이 제조되고, pH는 음전하를 띠는 중합체를 형성하기 위해 식용 염기를 사용하여 약 8 내지 약 11로 조절된다. 적절한 식용 염기는, 이제 한정되는 것은 아니나, 소듐 히드록시드, 포타슘 히드록시드, 칼슘 히드록시드 및 이들의 조합을 포함한다. 두 번째 중합체는 주로 음전하를 띠기 때문에, 비슷한 전하를 갖는 분자는 반발력을 나타내고 중합체는 용액에서 용해되어 존재한다. 반대로 하전된 중합체 용액을 그 후 합하고, 반대로 하전된 중합체는 서로 끌어 당기며, 그러므로, 첫 번째 및 두 번째 이온 전하가 중화되기 전에, 불용성, 혼합 중합체 매트릭스를 형성한다. 극한 조건, 예를 들어 매우 높은 pH 및 매우 낮은 pH에서 가역적일 수 있음에도 불구하고, 혼합 중합체 매트릭스를 형성하는 반응은 일반적으로 비가역적이다. 그러나, 전형적이거나 대부분의 최종 용도 조건 (예를 들어, 식품 제품에서) 하에서, 혼합된 중합체 매트릭스의 형성은 비가역적이다.
코아세르베이션은 또한 두 중합체 (전형적으로 가용성 단백질 및 이온 폴리사카라이드)의 혼합 용액을 제조함으로써 또한 제공될 수 있고, 이어서 코아세르베이션을 유도하기 위해 용액의 pH를 단백질의 등전 pH보다 약간 낮게 적정한다. 그러한 pH에서, 단백질은 주로 양전하를 띠고 반면에 상호 분자간 정전기적 인력 때문에, 이온 폴리사카라이드는 음전하를 띠며, 불용성 매트릭스가 형성된다.
여기에 정의된 대로, 자가-아세르베이션은 코아세르베이션의 특이 유형이다. 자가 아세르베이션에서, 코아세르베이션에 사용된 첫 번째 및 두 번째 중합체는 동일한 중합체이다. 자가-아세르베이션은 일반적으로 양쪽성 중합체, 바람직하게는 양쪽성 단백질에 제한된다. 예를 들어, 양전하를 띠는 첫 번째 중합체 용액 및 음전하를 띠는 두 번째 중합체 용액 모두 유장 단백질 분리물을 포함한다. 필요하다면, 다른 중합체가 자가-아세르베이션 메카니즘에 또한 사용될 수 있다. 몇몇 폴리사카라이드는 자가-아세르베이션 메카니즘에 적절하지 않을 수 있다. 예를 들어, 단지 중립적으로만 존재하거나 음전하를 띠는 형태로만 존재하지 결코 양전하를 띠는 형태는 될 수 없는 음이온성 폴리사카라이드는 적당하지 않다. 그러므로, 음이온성 폴리사카라이드는 일반적으로 여기 기술된 자가-아세르베이션을 수행할 수 없다. 식품 제품 중에서, 단지 단백질 및 단백질성 물질, 예를 들어, 간 고기 및 우유는 양쪽성 중합체로 알려져 있다. 다른 양쪽성 분자는 종종 비식용이거나 낮은 분자량을 갖고, 구조 형성에 대한 잠재력이 거의 없거나 없다.
몇몇 경우에 있어서, 코아세르베이션에 의해 형성된 아세르베이트는 바람직하지 않은, 그로 인해 그들의 식품에서의 용도가 제한되는 성질을 가질 수 있다. 그러한 경우에, 두 번째 또는 심지어 세 번째 아세르베이션 메카니즘이 구조화 매트릭스를 얻기 위한 동시, 다중 아세르베이션 메카니즘을 제공하기 위해 혼입될 수 있다. 실로, 중합체(들), 조건 및 아세르베이션 메카니즘을 변화시킴으로써, 식품 산업에서 현재 가능하지 않는 유용한 성질을 갖는 구조화 매트릭스를 제공하는 것이 가능할 수 있다.
열 가교
열 가교에서, 중합체 분자의 중합은 열 처리에 의해 유발된다. 예를 들어, 황-함유 아미노산이 풍부한 식품 단백질은 매우 높은 온도로 가열되고, 중합체 내부 공유 -S-S- 결합이 서로 다른 중합체에 위치한 -SH 기 사이에 형성되며, 그 결과로 불용성 중합체 매트릭스 또는 입자가 생성된다. 황-함유 아미노산이 풍부한 식품 단백질은, 이에 한정되는 것은 아니나, 유장 단백질, 달걀 단백질, 채소 단백질 등을 포함한다. 유장 단백질의 열 가교는 동역학적으로 반응을 조절하고 가교도는 중합체의 온도, 가열 시간 및 pH에 영향을 받는다. 열 가교는 중합체의 등전 pH와 매우 다른 용액 pH (예를 들어, 둘 이상의 pH 단위)에서 억제되거나 실질적으로 감소될 수 있기 때문에, 유장 단백질의 열 가교는, 하나 이상의 중합체 및 아세르베이션 메카니즘으로 동시 다중 아세르베이션 반응을 제공하는데 바람직한 아세 르베이션 메카니즘이다. 반응 조건은 하나 이상의 다른 중합체 용액을 혼합하기 전에 발생하는 가교의 양을 최소화하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 유장 단백질의 가교는, 약 30분 동안과 같은 연장된 열 처리를 위한 약 90℃의 온도, 3.5 미만의 pH에서 실질적으로 감소 (예를 들어, 약 30% 미만)될 수 있다. 다르게는, 가교 중합체를 함유하는 용액은 낮은 온도에서 유지될 수 있고, 다른 용액 (가교 중합체를 함유하지 않는 용액)은, 혼합될 때 혼합물의 온도가 가교 반응에 적합하게 만드는 정도의 온도로 가열될 수 있다. 다른 아세르베이션 방법 및/또는 중합체의 조건은 당업자에 의해 쉽게 선택될 수 있다.
동시
코아세르베이션
및 열 가교
첫 번재 중합체와 두 번째 중합체 사이의 코아세르베이션이 첫 번째 중합체의 열 가교와 일치하게 일어나도록 하는 동시 다중 아세르베이션 공정을 제공하기 위하여, 첫 번째 중합체는 두 중합체를 함유하는 용액의 혼합시에 제공되는 온도 또는 그 이상의 온도에서 가교를 형성할 수 있어야 한다. 첫 번째 및 두 번째 중합체는 반대로 대전되어 두 중합체 사이의 코아세르베이션을 허용해야 한다. 이를 위하여, 첫 번째 중합체의 수용액이 제조되고 그 pH는 양전하를 띠는 중합체 용액을 형성하도록 식용 산을 사용하여 첫 번째 중합체의 등전 pH보다 충분히 더 낮은 pH (예를 들면, 약 2 내지 5의 pH)로 조절된다. 첫 번째 중합체는 낮은 pH 조건에서 우세하게 양으로 대전되기 때문에, 비슷하게 대전된 첫 번째 중합체 분자는 반발력을 나타내고 높은 산성 용액에서 용해된 채로 존재한다. 분자 간 반발력은 또한 높은 산성 용액이 첫 번째 중합체의 보통 또는 적게 산화된 pH (예를 들어, 첫 번째 중합체의 등전 pH보다 약 1 pH 단위 미만으로 더 낮은)에서의 첫 번째 중합체의 가교 온도와 같거나 높은 온도까지 의미있는 가교를 유도하지 않으면서 가열되도록 한다. 다르게는, 중합체는 고온 및 매우 산성인 용액에서 용해된 상태로 아세르베이션되지 않은 채 존재하며, 첫 번째 중합체 용액은 투명하거나 반투명한 외관으로 존재한다. 두 번째 중합체 용액은 두 번째 중합체를 물에 용해시킴으로써 제조되고, 용액의 pH는, 음전하를 띠는 두 번째 중합체 용액을 형성하기 위해 식용 염기를 사용하여 두 번째 중합체의 등전 pH보다 충분히 높은 pH (예를 들어, 약 8 내지 11의 pH)로 조절된다. 두 번째 중합체는 우세하게 음이온을 띠기 때문에, 비슷하게 대전된 분자는 또한 반발력을 나타내고, 심지어 높은 온도에서도 매우 염기성 용액에서 용해된 채로 존재한다. 음이온을 띠는 두 번째 중합체 용액은 첫 번째 중합체 용액의 온도보다 더 높거나 같은 온도로 가열된다. 가교 가능한 중합체는 그들 각각의 용액에서 비슷하게 대전되고, 반발력을 나타내며, 중합체는 실질적으로 상대적으로 심한 열 처리 하에서도 가교되지 않은 채 존재한다. 일반적으로, 산성 및 염기성 중합체 용액은 두 용액의 혼합 전에 약 150 내지 약 200℉, 바람직하게는 약 170 내지 약 185℉ 범위의 온도까지 가열된다.
두 용액의 pH 및 두 용액이 합쳐지는 비율은 두 중합체를 혼합하는 동안의 목표 최종 pH에 기초한다. 목표 최종 pH는 첫 번째 중합체의 열 가교가 자유롭고, 빠르고, 효과적일 뿐만 아니라, 두 중합체의 코아세르베이션이 발생할 수 있는 pH에서 일어난다. 예를 들어, 첫 번째 중합체가 유장 단백질 분리물이고, 두 번째 중합체가 카라게닌인 경우, 적합한 목표 pH는 약 4.2 내지 약 5.2 범위에 있어야 한다. 원칙적으로, 가열 단계는, 원한다면, 온도가 적절히 조절될 수 있는 경우에, 승압에서, 예를 들면 가열된 압출기에 행해질 수 있다. 중합체 용액을 냉각시키지 않고, 두 상반되게 대전된 중합체 용액을 혼합하여, 둘 이상의 반응을 거의 순간적으로 일어나도록 유발한다: (1) 코아세르베이션: 두 상반되게 대전된 중합체 사이의 정전기적 인력때문에, 첫 번째 및 두 번째 중합체를 포함하는 복합체가 형성된다; 및 (2) 가교: 혼합물의 pH가 중화되고, 따라서 초기에 비슷하게 대전된 중합체 사이의 반발력을 제거하고, 이황화 공유 결합을 통해 첫 번째 중합체 분자 사이의 가교가 일어난다. 중합된 중합체는 -S-S- 결합에 의해 접히지 않은 단백질의 가교로부터 얻어진다. 일반적으로, 분자량의 결과적인 증가는 중합체와의 증가된 가교를 나타낸다. 원칙적으로, 약 50% 이상의 이황화 가교를 얻을 수 있지만, 약 80% 이상 범위에 있는 가교가 일반적으로 바람직하다. 가교도는, 예를 들어 디티오트레이톨과 같은 이황화 감소제 (예를 들어, 미국 특허 제4,885,183호 및 문헌 [Laemmi, Nature, 227: 680-685 (1970)] 참고, 둘 다 여기에 전체로서 참고문헌으로 혼입되어 있다)와 폴리아크릴아미드 겔 전기영동을 사용하여 평가될 수 있다. 결과적 혼합 구조화 중합체 매트릭스는 첫 번째 중합체의 가교 및 첫 번째 및 두 번째 중합체의 코아세르베이트를 포함한다. 구조화 중합체 매트릭스는 냉장 온도로 냉각될 수 있고, 다음 사용을 위해 저장될 수 있거나, 또는 구조화 중합체 매트릭스는 추가적으로 식품으로의 혼입을 위해, 예를 들어, 크림 치즈 스트림에 조직 형성제 또는 지방 모조물로서의 첨가를 위해 매트릭스 형성 후에 즉시 가공될 수 있다.
코아세르베이션 및 열 가교의 동시 사용은 몇몇 장점을 제공한다. 동시 방법을 사용하여 매트릭스를 제조하는 경우, 낮은 중합체 농도가 사용될 수 있다. 예를 들어, 전통적인 가교 메카니즘 그 자체를 사용하여, 5 내지 8% 유장 단백질 용액이 약 30 내지 60분 동안 상승된 온도에서 가열되어 가교 유장 단백질을 형성한다. 대조적으로, 여기에 기술된 동시, 다중 아세르베이션 공정은 3% 보다 낮은 유장 단백질을 요구하고, 거의 즉시 구조화 매트릭스를 형성한다. 동시 방법은 또한 다른 방법보다 더욱 효율적이고 덜 에너지 집약적인 공정이다. 일반적으로, 전통적인 가교 메카니즘에서는, 일정한 높은 전단 또는 혼합이 가교의 입자 크기를 조절하기 위해 요구된다. 수많은 단위 조작이 전통적으로 원하는 입자 크기의 가교 유장 단백질을 생산하기 위해 사용되고, 장시간의 높은 온도에의 노출 때문에, 이취가 종종 발생한다. 게다가, 치즈 유장의 유장 단백질 농도는 극히 낮고 (0.5% 보다 낮은) 한외 여과 등에 의해 농축되고 추출되어야 하기 때문에, 유장 단백질의 생산은 비싸고 에너지 집약적이다.
등전
침전
등전점은 중합체, 특히 양쪽성 중합체의 총 전하가 0인 pH이다. 등전 침전은, 중합체의 등전점 또는 근처의 용액 내 중합체 분자가 정전기 안정성의 손실 및 증가된 분자 간 및 분자 내 소수성 때문에 불용성이 되고/되거나 서로 붕괴되는 경우 발생한다. 등전 침전은 용액 pH 또는 이온 강도를 조절하는 것으로 시작된다. 예를 들어, 등전 침전은 일반적으로 우유 pH를 식용 산으로 카제인의 등전 pH (약 4.6)까지 조절하여 우유로부터 상업적 카제이네이트를 제조하기 위해 이용된다. 불용성 카제인은 침전물 또는 농후한 응유를 형성하고, 남은 유장으로부터 쉽게 분리될 수 있다. 등전 침전은 동시 다중 코아세르베이션 공정의 설계에 사용될 수 있다.
이온 침전
중합체의 이온 침전은 전형적으로 다가 양이온성 미네랄 이온의 존재 하에서 음전하를 띠는 중합체 분자 사이의 이온 가교를 포함한다. 대부분의 식품 단백질 및 대부분의 음이온 식품 폴리사카라이드를 포함하는 많은 식품 중합체가 그들의 각각의 등전 pH보다 더 큰 pH에서 이온 침전을 수행할 수 있다. 음이온성 식품 폴리사카라이드는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 카라게닌, 크산탄, 알긴산염, 한천, 카르복시메틸셀룰로오스, 낮은 메톡시 펙틴, 젤란, 한천 등 및 그들의 혼합물을 포함한다. 예를 들어, 2가 양이온 (예를 들어, CaCl2) 용액이 음이온을 띠는 중합체 (예를 들어, 알긴산염)에 첨가되는 경우, 칼슘 브리지가 인접한 알긴산염 분자 사이에 형성된다. 일반적으로, 약 0.01% 2가 양이온이 사용된다. 성분의 상대 농도 및 물리적 조건에 의존하여, 양전하를 띠는 칼슘 이온 및 알긴산염 분자 사이의 칼슘 브리지의 형성으로 폴라사카라이드의 음전하의 중성화가 중합체의 침전 및/또는 겔화를 유발한다. 이론적으로, 이온 침전은 또한 양전하를 띠는 중합체 및 적합한 음이온 (예를 들어, 인 이온) 중에서 발생할 수 있지만, 이러한 유형의 이온 침전은 식품 시스템에서 덜 일반적이다.
관련된 메카니즘은 폴리사카라이드 및/또는 미네랄 양이온의 농도를 변경시 킴으로써 제공될 수 있다. 낮은 Ca2 + 양이온 농도는 묽은 알긴산염 수용액이 겔화되로록 한다. 대조적으로, 높은 Ca2 + 양이온 농도는 폴리사카라이드의 완전한 중화 및 불용성, 치밀한 칼슘 알긴산염의 침전을 일으킨다.
동시
등전
침전 및 이온 침전
혼합된, 구조화 중합체 매트릭스를 형성하기 위해 동시에 수행되는 하나의 중합체의 등전 침전 및 또 다른 중합체의 이온 침전이 본 발명의 공정에 기초하여 가능하다. 일반적으로, 둘 이상의 중합체 용액이 제조된다. 첫 번째 중합체 용액은 음전하를 띠는 중합체 용액을 형성하기 위해 식용 염기를 사용하여 약 8 내지 약 10의 pH로 조절된다. 두 번째 중합체 용액은 양전하를 띠는 중합체 용액을 형성하기 위해 식용 산을 사용하여 약 3 내지 약 4의 pH로 조절된다. 염을 함유하는 다중 미네랄 양이온, 예를 들어 약 0.01% 양이온이 각 중합체 용액에 첨가된다. 첫 번째 및 두 번째 중합체 용액의 pH뿐만 아니라 그들의 혼합 비율은, 두 용액을 혼합한 후의 최종 pH가 침전될 중합체의 등전점 부근이 되도록 선택된다. 두 중합체 용액의 혼합시에, 다음을 포함하는 몇몇 변화가 동시에 나타난다: (1) 침전될 중합체의 등전 pH의 실질적으로 부근인 pH까지 혼합물의 중화; (2) 첫 번째 중합체의 등전 침전; 및 (3) 미네랄 양이온을 갖는 두 번째 중합체의 이온 침전. 그 결과, 동일한 중합체(들)로 수행된 단일 아세르베이션 또는 순차적 아세르베이션 메카니즘에 의해 생성된 매트릭스와 다른 조직 및 응유-유사 외관을 갖는 혼합된 구조화 매트릭스가 형성된다. 예를 들어, 조직상의 차이점은 감각적 (예를 들어, 외 관, 입안의 느낌 등), 물리적 (예를 들어, 기계적, 밀도 등) 및 기능적 (예를 들어, 물 함유 용량) 차이를 포함할 수 있다.
당업자에게 쉽게 명백할 것처럼, 아세르베이션 메카니즘의 다양한 조합은 원하는 조직상, 물리적 및 기능적 성질을 갖는 구조화 중합체 매트릭스의 형성과 동시에 수행될 수 있다. 또한 쉽사리 명백하듯이, 동시적으로 아세르베이션 메카니즘을 활성화하는 다양한 방법 (상기 주어진 것 이외의)이 또한 사용될 수 있다. 놀랍게도, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘을 동시적으로 수행하는 결과, 단독으로 또는 순차적으로 수행된 둘 이상의 동일한 아세르베이션 메카니즘의 결과로써 형성되는 것보다 더 우월하고 독특한 구조화 중합체 매트릭스를 얻음을 알게 되었다. 모든 가능한 메카니즘 및/또는 중합체의 조합이 여기서 기술되지는 않았지만, 여기 기술된 동시 다중 아세르베이션 공정은 아세르베이션 메카니즘 및 중합체 조합의 넓은 범위에 적용된다고 생각된다.
원한다면, 하나 이상의 임의의 충전제가 하나 이상의 중합체 용액에 첨가될 수 있다. 충전제는 의도한 중합체 매트릭스의 구조 형성을 실질적으로 방해하지 않도록 선택되어야 한다. 충전제는 최종 매트릭스에 기초하여 약 0 내지 약 70%로 첨가될 수 있다. 여기서 충전제는 실질적으로 불활성 또는 비반응성인 식품 성분이고 기능적으로 구조 스페이서로서 작용하는 식용 성분으로 정의된다. 충전제는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 천연 또는 가공 녹말, 말토덱스트린, 녹말 또는 곡식 유도체 (예를 들어, 옥수수 시럽 고형, 쌀겨), 알파 셀룰로오스, 미결정질 셀룰로오스, 섬유질, 변성 단백질 (예를 들어, 락토알부민, 버터밀크 고형 등), 중성 검(예를 들어, 로커스 빈 검, 구아 검 등), 지질 및 그들의 혼합물로부터 선택된다. 여기서 사용된 불활성 충전제는 주로 동시 다중 아세르베이션 공정에 의해 형성된 궁극적인 매트릭스 구조를 변형하는 데 사용된다. 예를 들어, 버터밀크 고형, 버터로부터의 불활성, 변성된 우유 막단백질은 최종의 식품 (예를 들어, 크림 치즈)의 매트릭스 구조 형성 동안에 실질적으로 조직에 영향을 미치지 않지만, 여기 기술된 동시 방법을 사용하여 형성되는 두 가지 다른 중합체의 공중합체 매트릭스 구조에 혼입되거나 구조적으로 잡힐 수 있다. 혼입된 충전제의 실질적인 이점은 다양할 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니지만, 최종 중합체 매트릭스 또는 중합체 매트릭스를 함유하는 최종 식품의 증가된 수율/부피, 증가된 물 함유 능력, 감소된 밀도, 감소된 견고함/단단함 및 향상된 입안의 느낌을 포함할 수 있다.
필요하다면, 임의 성분 예를 들어, 유화제, 염, 감미료, 산미료, 착색제, 안정제 등이, 의도한 중합체의 구조적 형성을 실질적으로 방해하지 않도록, 약 0 내지 약 10%의 총량으로 둘 이상의 중합체 용액의 하나 또는 모두에서 첨가될 수 있다. 향미는 예를 들어, 버터 맛, 우유 맛, 치즈 맛, 고기 맛, 향신료, 허브 및 과일 또는 야채 퓌레 또는 분말을 포함한다. 착색제, 예를 들어, β-카로틴, 아나토, 인공 식품 색 등 또한 사용될 수 있다. 적합한 안정제는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 항산화제, 항미생물제 등을 포함한다. 이러한 임의 성분은, 구조화 중합체 매트릭스의 형성에 실질적으로 방해하지 않도록 또는 그 밖에 영향을 미치지 않도록 선택될 수 있지만, 이로운 방법으로 서로 간섭하도록 선택될 수도 있다.
여기 기술된 동시 방법으로 생산된 구조화 중합체 매트릭스는 식품에 직접적 으로 사용되거나, 임의의 적절한 방법, 예를 들어, 원심 분리, 여과 등을 사용하여 반응 혼합물로부터 회수하고, 그 후 필요하다면, 식품에 사용될 수 있다. 여기 기술된 동시 방법으로 생산된 구조화 중합체 매트릭스는 치즈 예를 들어, 크림 치즈, 천연 치즈, 치즈 유사품, 육류 제품 또는 유사품, 콩 제품 (예를 들어, 가공된 콩 제품), 소스, 드레싱, 디저트, 제과, 제빵 속재료 등의 생산에 사용될 수 있다.
다음의 실시예는 본 발명의 공정 및 생성물을 기술 및 서술한다. 이 실시예는 단지 본 발명의 설명을 위한 의도이고, 범위 또는 본질에 있어서 그것을 제한하려는 것이 아니다. 당업자는 실시예에 기술된 물질, 조건 및 공정의 변형이 이용될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 여기에 인용된 모든 참고 문헌은 전체로써 참고문헌으로 인용된 것이다. 달리 표시하지 않는 한, 모든 퍼센트는 알려진 조성의 중량%이다.
< 실시예 >
실시예
1
이 실시예는 하나의 아세르베이션 반응이 한 번에 수행되는 다양한 대조용 반응에 대하여, 본 발명의 동시 아세르베이션 반응을 수행 (본 발명)하는 것의 중요성을 기술한다. 두 용액이 제조되었다. 용액 A는 DI 물 중 3% 유장 단백질 분리물 (비프로(Bipro) 다비스코 푸즈 인터내셔날, 인크.(Davisco Foods International, Inc.), 미네소타주 르 수에르)을 포함하고, pH는 5N HCl 용액으로 3.45까지 조절되었다. 용액 B는 DI 물 중 0.3% 사전-용해된 카라게닌 (겔카린(Gelcarin) GP 911, 에프엠씨 코포레이션(FMC Corp.), 펜실베니아주 필라델피아) 을 포함하고, pH는 5N NaOH 용액으로 11.55까지 조절되었다. 동시 아세르베이션 반응의 중요성을 설명하기 위해 네 개의 실험이 수행되었다.
대조물 A : 동량의 용액 A 및 용액 B가 상온에서 혼합되었고, 10분 이상 동안 반응하도록 하였다. 대조물 A는 카라게닌 및 유장 단백질의 전형적인 코아세르베이션을 기술한다.
대조물 B : 동량의 용액 A 및 용액 B가 상온에서 혼합되었고, 10분 이상 동안 반응하도록 하고, 그 후 180℉까지 유장 단백질을 열적으로 가교하기 위해 가열하였다. 코아세르베이션 후에, 혼합물의 pH는 가교를 허용하였다. 혼합물은 그 후 밀봉된 유리 병 안의 주변 환경에서 냉각되게 하였다. 대조물 B는 카라게닌 및 유장 단백질의 코아세르베이션 및 순차적으로 수행된 유장 단백질의 열 가교를 기술한다.
대조물 C : 동량의 용액 A 및 용액 B가 별도로 180℉까지 가열되고, 밀봉된 유리 병 내의 주변 환경에서 냉각되도록 하였다. 용액의 pH때문에, 적거나 거의 없는 가교가 발생하였다 (즉, 30% 이하). 상온으로 냉각시킨 후, 용액 A 및 B는 함께 섞이고, 10분 이상 동안 반응하도록 하였다. 대조물 C는 순차적으로 수행된 가교의 적은 양으로 코아세르베이션의 다양한 변형을 기술한다.
본 발명 : 동량의 용액 A 및 B를 180℉까지 별도로 가열하였다. 목표 온도에 도달하는 즉시, 용액 A 및 B를 함께 섞고, 밀봉된 유리병 내의 주변 환경에서 냉각되도록 하였다. 이 공정의 결과 동시 코아세르베이션 및 열 가교를 얻었다.
각 실험에서 생산된 응유의 양은 여과에 의해 측정되었다. 상기 기술된 각 실험으로부터의 각 샘플을 US50 체를 통과시키고 체의 상단부에 남아 있는 덩어리를 측정하였다. 그 결과는 하기의 표 1과 같다.
본 발명의 동시 반응으로부터의 본 발명의 샘플은 단일 코아세르베이션 (대조물 A) 또는 순차적 코아세르베이션 및 열 가교 (대조물 B 및 대조물 C)에 의해 형성된 것 보다 상당히 많은 응유를 가진다.
실시예
2
동시 반응의 중요성을 추가로 설명하기 위하여, 또 다른 일련의 실험이 다양한 반응 온도에서 수행되었다. 실시예 1에 기술된 대로 제조한 각 용액 A 및 B의 4개의 별도의 용액을 130℉, 150℉, 170℉ 및 180℉로 각각 가열하였다. 목표 온도까지 가열한 즉시, 같은 온도의 동량의 용액 A 및 용액 B를 함께 섞었다 (즉, 130℉의 용액 A가 130℉의 용액 B와 혼합되고, 150℉의 용액 A가 150℉의 용액 B와 혼합된다, 등). 각 혼합물은 그 후 밀봉된 유리병에서 주변 환경 하에 냉각되도록 한다. 생산된 응유의 양은 여과에 의해, 상기 기술된 대로, 측정되었고, 그 결과는 하기의 표 2에 제공된다.
130℉ 및 150℉의 용액은 170℉ 및 180℉에서 혼합된 용액에 비하여 중대하게 더 낮은 양의 응유를 형성하였다. 이것은 유장 단백질의 최소 열 가교가 150℉ 이하에서 일어나기 때문인 것으로 믿어진다. 170℉의 용액으로 및 180℉의 용액으로 준비된 샘플은 모두 동시 코아세르베이션 및 열 가교 반응을 입증한다. 130℉ 및 150℉의 용액으로 제조된 샘플은 대개 코아세르베이션 반응을 보인다는 것을 알 수 있다. 이 실험은 추가로 다중 반응을 동시에 하는 것의 독특함을 설명한다.
실시예
3
서로 다른 중합체로 연속하여 수행되는 두 개의 아세르베이션 메카니즘을 사용하는 방법. 유장 단백질 분리물 (WPI)과 우유 단백질 농축액 (MPC) 사이의 열 가교 및 코아세르베이션: 산성 (pH=3.45) WPI 및 염기성 MPC (뉴트리락(Nutrilac) 7318, 알라 푸즈 인그레디언츠(Arla Foods Ingredients), 뉴저지주) 용액이 DI 물 중 10% 단백질 분말을 혼합하고 각각 식용 HCl 및 NaOH를 사용하여 용액의 pH를 3.45 및 8.0까지 조절함으로써 제조되었다. 두 단백질 용액은 마이크로웨이브 오븐에서 90℉까지 가열되었다. 두 가열된 용액 모두 외관상 투명하게 남아 있고, 이는 단백질이 미세 구조에 있어서 중대하게 변형되지 않을 것을 나타낸다. 두 고온 용액을 90℃에 도달한 즉시 (즉, 약 60초 안에) 1:1의 비율로 함께 혼합하였다.
이 실험은 두 아세르베이션 메카니즘 (유장 단백질의 열 가교 및 두 개의 서로 다른 단백질 사이의 코아세르베이션)이 동시에 수행되어 조직 및 외형에서 보통의, 신선한 치즈 응유와 닮은 부드럽고, 매끄럽고 밀착된 응유를 형성하였음을 입증한다. 서로 다른 그리고 상반되게 대전된 두 단백질 분자의 코아세르베이션의 도움으로, 유장 단백질의 열 가교가 국소의 pH에서 가능하게 되었다.
실시예
4
이 실시예는 동일한 두 개의 아세르베이션 메카니즘을 동시에 수행하는 것에 대하여 두 아세르베이션 메카니즘을 연속하여 수행하는 것의 서로 다른 효과를 기술한다.
본 발명의 예. 이 실험은 두 아세르베이션 메카니즘 (유장 단백질의 열 가교 및 양전하를 띠는 단백질 및 음전하를 띠는 폴리사카라이드 사이의 코아세르베이션)을 부드럽고, 매끄럽고 밀집된 응유를 형성하기 위해 동시적으로 수행하는 본 발명의 실시 태양을 기술한다. 유장 단백질 분리물의 산성 용액이 DI 물 내 10%의 유장 단백질 분리물을 혼합하고 식용 HCl을 사용하여 pH 3.45로 조절함으로써 제조된다. DI 물 중 크산탄 (켄트롤(Keltrol) 519, 씨피 켈코(CP Kelco) 제품) 0.5%를 혼합하고 식용 NaOH를 사용하여 11.6의 pH로 조절하여 크산탄의 염기성 용액을 제조하였다.
두 상반되게 대전된 중합체 용액을 약 90℃의 온도까지 마이크로웨이브 오븐에서 가열하였다. 추가적인 5N NaOH를 염기성 크산탄 용액에, 산성 유장 단백질 용액을 혼합과의 혼합시에 약 5.5의 pH를 제공하기에 효과적인 양으로 첨가하였다. 두 가열된 용액은 외관상 투명하게 존재하고, 그러므로 중합체가 열 처리에 의해 미세 구조상으로는 중대하게 변하지 않았다는 것을 나타낸다. 2.5:1의 유장 단백질 분리물 용액 대 크산탄 용액의 비율로 열 처리 후 두 가열된 중합체 용액을 즉시 혼합하였다. 혼합물은 약 5.7의 pH를 갖는 전체 응유를 형성하였다.
비교례. 유장 단백질 분리물의 산성 용액 (pH 3.45) 및 크산탄의 염기성 용액 (pH 11.6)을 상기 기술된 대로 제조하였다. 두 상반되게 대전된 용액을 상온에서 열 처리 전에 혼합하였다. 결과 혼합물은 상대적으로 높은 유동성을 갖는 밀키 분산액 (아마 코아세르베이션으로부터)을 형성하였지만, 약 20분 동안 주변 온도로 유지한 후에도 응유는 형성되지 않았다. 혼합물을 추가적으로 90℃에서 2분 동안 열처리 하였고, 역시 밀착된 응유를 형성하지 못하였다. 혼합물이 냉각되도록 하였고, 냉장 온도에서 저장한지 24시간 후에 응유를 형성하지 못했다. 이론에 결부되지 않지만, 중대한 양의 크산탄과 유장 단백질의 코아세르베이션은 유장 단백질의 가교 능력을 약화시키는 것으로 생각된다.
이 실험의 결과, 동시 아세르베이션 메카니즘은 다양한 범위의 중합체에 효과적이라는 것을 나타낸다.
실시예
5
이 실험은, 알긴산염 및 우유 단백질 농축액을 중합체로써 사용하여 다중 아세르베이션 메카니즘을 동시에 수행하는 방법 (이온 가교 및 등전 침전)의 결과 단일 아세르베이션 메카니즘 (등전 침전)의 생성물과는 매우 다른 구조화 매트릭스를 얻는다.
본 발명의 예. 산성 알긴산염 용액을 DI 물과 1% 알긴산염 (Kimica Corp., Japan)을 혼합하고, 식용 HCl을 사용하여 3.0의 pH로 조절하여 제조하였다. 염기성 우유 단백질 농축액 용액을 0.1 M CaCl2 용액을 DI 물 중 10% 우유 단백질 농축액 (뉴트리락, 알라 푸즈)에 몇 방울 첨가한 후, 식용 NaOH를 사용하여 8.2의 pH까지 조절하여 제조한다. 두 용액을 알긴산염 용액 대 우유 단백질 농축액 용액을 3:1로 상온에서 어떠한 열 처리도 없이 최종 pH 4.8이 되도록 혼합하였다. 카제이네이트 및 유장 단백질의 등전 pH는 각각 약 4.6 및 5.1이었고, 카제이네이트 및 유장 단백질 모두 대부분 4.8의 pH에서 불용성이 되었다. CaCl2는 우유 단백질의 등전 침전이 동시에 발생하는 중에 혼합하며 알긴산염이 이온적으로 가교되도록 한다. 결과 혼합물은 이액 현상 (유장 분리)의 분명한 증거를 갖는 응유 유사 조직을 갖는다.
비교례. 산성 알긴산염 용액 및 염기성 우유 단백질 농축액 용액을, CaCl2가 염기성 우유 단백질 용액에 첨가되는 것만 제외하고 상기에 따라 제조하였다. 두 용액은 알긴산염 용액 대 우유 단백질 농축액 용액을 3:1의 비율로 상온에서 어떠한 열 처리 없이 우유 단백질의 등전 침전을 제공하도록, 혼합되었다. 이온 가교는 일어나지 않았다. 알긴산염은 양쪽성 중합체가 아니고, pH 3.0을 갖지 않는다. 그러므로, 우유 단백질 및 알긴산염의 코아세르베이션은 일어나지 않을 것으로 생각된다. 결과 혼합물은 응유 형성을 하지 않는 불투명한 유체이다.
이 실시예는 추가적으로 본 발명의 공정이 일반적으로 비-열적 아세르베이션 메카니즘의 조합에 적용가능하다는 것을 설명한다.
실시예
6
100% 유장 단백질 치즈. 일반적으로 리코타 치즈와 같은 "유장 치즈"라고 불리는 많은 치즈는 사실상 카제인으로부터 통상적으로 제조되고 (전유의 형태 ＞75%) 단지 높은 온도에서 응유-플레이크 형성을 허용하는 치즈 유장 (레닛을 사용하는 것 대신)으로 보충된다. 이 실시예는 3개의 아세르베이션 메카니즘의 동시 사용이 100% 유장 단백질 (무-카제인) 경질 치즈를 제조하는 데 사용될 수 있다는 것을 기술한다.
10% 유장 단백질 분리물 (비프로, 다비스코 푸즈 인터내셔날, 인크., 미네소타주 르 수에르) 용액을 먼저 제조하고, 나누어, 각각 산성 (pH 3.5) 및 염기성 (pH 8.5) 유장 단백질 분리물 용액을 제공하도록 pH 조절을 한다. 단백질 함량에 기초하여, 동량의 무수 유지방 (AMF)을 유장 단백질 분리물 용액에 첨가하고 실험실 블렌더로 약 145℉에서 유장 단백질 분리물 에멀젼을 형성하도록 균질화하였다. 결과로 얻은 유장 단백질 분리물 에멀젼은 약 190 내지 210℉의 온도까지 마이크로웨이브 오븐에서 가열되었다. 두 가열된 유장 단백질 분리물 에멀젼을 용기에서 서로 천천히 혼합 (10초간 스파튤라로)하였다. 약 10 분의 체류 시간 후에, 유장 (약 36%)으로부터 응유 (약 64%)를 분리하기 위해 혼합물을 치즈 클로스가 있는 용기에 부었다. 응유는 추가적으로 2.5% (응유의 중량에 기초하여) 테이블 솔트로 간을 맞추고, 블록 치즈(block cheese)를 형성하기 위해 2시간 동안 금형에서 패킹/가압되었다. 약 12 시간 동안 냉장 보관한 후에, 최종 100% 유장 치즈를 몇몇 전문가 패널에 의해 평가하였고, 카제인-기재 신선한 멕시칸 치즈(Mexican cheese)와 비슷한 수용할 만한 풍미, 맛, 조직 및 외관인지 결정하였다. 이 실시예에서, 유장 단백질 분자는 자가-아세르베이션, 등전 침전 및 열 가교를 동시에 수행하는 것을 알 수 있다.
실시예
7
향상된 견고함을 갖는 크림 치즈. 치즈 응유-유사 복합체를 다음의 식 및 과정에 따른 동시 다중 코아세르베이션 반응을 사용하여 제조한 다음, 저 지방 크림 치즈 모델로 평가하였다.
용액 "A1"은 DI 내 7% 유장 단백질 분리물 (비프로)을 혼합하여 제조하고, 88% 락트산을 사용하여 pH 3.5로 조절하였다. 용액 A1은 그 후 마이크로웨이브 오븐에서 165℉로 가열되었고, 그 후 즉시 상온으로 냉각되었다. 용액 "A2"는 DI 물 중 7% 유장 단백질 분리물을 혼합하여 제조하고, 88% 락트 산을 사용하여 pH 3.5로 조절하고, 마이크로웨이브 오븐에서 195℉로 가열되었다. 용액 A2는 용액을 고온으로 유지하기 위해 약 190 내지 약 195℉로, 주변 온도 미만으로 냉각하기 전에 20분 동안 끓지 않으면서 유지되었다. 용액 "B1"은 버터밀크 고체 (25%) 및 카르복시메틸셀룰로오스 (0.16%)를 전유에 혼합하여 제조하고, pH는 6N NaOH를 사용하여 pH 8.5로 조절하였다. 용액 "B2"는 버터밀크 고체 (25%) 및 카라게닌 (0.16%)를 전유에 혼합하여 제조하고, pH는 6N NaOH를 사용하여 pH 8.5로 조절하였다.
이어서, 하기의 표 3에 나타난 것과 같이, 용액 A1 및 A2는 각각 43.7 대 8.3의 비율로 함께 혼합되어 용액 A 혼합물을 형성하였다. 별도로, 용액 B1 및 B2는 이어서 각각 33.3 대 16.7의 비율로 함께 혼합되어 용액 B 혼합물을 형성하였다. 용액 A의 한 부분과 용액 B의 한 부분의 혼합물을 별도로 190℉로 가열하였다. 추가적인 88% 락트산을 pH 5.1의 최종 복합체를 목표로 하여 A 용액의 고온 혼합물에 첨가하였다. 고온 B 용액 혼합물을 복합체를 형성하기 위해 터모믹스(Thermomix)에서 고온의 A-용액 혼합물과 서서히 혼합하였다. 복합체는 상온으로 냉각되고, 크림 치즈 제조에 사용되기 전에 냉장고에 보관된다. 부드러운 크림 치즈 응유-유사 복합체를 얻었다.
크림 치즈 응유-유사 복합체는 그 후 하기의 표 4에 따라 크림 치즈 생산물을 제조하기 위해 사용된다. UF 응유를 우유 및 크림의 혼합물을 배양 및 발효시킴으로써 제조하였고, 그 후 한외 여과를 사용하여 유장으로부터 응유를 분리하였다. 표 4의 방법에 따른 UF 응유, 응유-유사 복합체, 크림 및 버터 밀크는 라이트닝 믹서(Lightning mixer (그래프톤, 위스콘신주))를 사용하여 혼합되었다. pH는 적은 양의 44% 락트 산으로 pH 4.9로 조절하였다. 혼합물은 그 후 140℉로 터모믹스 믹서로 가열되었다. 혼합물은 5000/500 psi에서 두 단계 균질화기를 사용하여 균질화되었다. 남은 성분을 첨가하고, 혼합물을 터모믹스에서 185℉로 가열하였다. 그 온도를 30분 이상 185℉로 유지하였다. 그 혼합물은 그 후 5000/500 psi에서 균질화되고, 샘플을 8 온스 플라스틱 통에 취합하였다. 튜브는 그 후 냉각되고, 냉장 하에서 저장되었다.
대조용 크림 치즈 제품 (응유-유사 복합체가 없는)을 표 4의 레시피를 따라 상기 기술된 것처럼 제조하였다.
결과적인 본 발명 및 대조용 크림 치즈 제품은 하기 표 5에 나타난 것과 같이, 비슷한 수분, 지방, 단백질, 락토오즈, 염 및 카제인/유장 함량을 가진다.
본 발명의 응유-유사 복합체로 만든 크림 치즈 샘플은, 비록 대조물이 매우 비슷한 수분, 지방, 단백질, 락토오즈 및 염 함량을 가지고 있음에도 불구하고, 항복 응력에 기초하여 20% 이상 더 단단했다. 전문가 감각 패널이 두 크림 치즈 샘플 사이의 차이를 검증하였다. 추가적으로, 감지되는 크림성(creamness)을 떨어뜨리는 것으로 알려진 더 높은 단단함에도 불구하고 대부분의 패널리스트들이, 대조물 보다 본 발명의 샘플이 같거나 또는 조금 더 크리미(creamy)하다고 지적했다.
유리하게, 지방 및 단백질 함량은 통상적으로 "라이트" 부드러운 크림 치즈 (즉, 1 온스 제공량 당 3.4 g 지방 하)에서 발견되는 것보다 더 낮다. 이 실시예는 본 발명의 응유-유사 복합체가 배양된 맛을 요구하지 않고 크림 치즈 맛을 제공하는데 사용될 수 있다는 것을 설명한다. 이 실시예는 추가적으로 본 발명의 응유-유사 복합체가 크림 치즈 시스템에서 훌륭한 조직 형성제라는 것을 기술한다.
실시예
8
조직
형성제로서
응유
-유사 복합체 및 저지방 크림 치즈의 지방
모조물
부분 Ⅰ: 응유-유사 복합체를 다음의 식 및 과정에 따라 제조하였다. 용액 A는 DI 물 중 7% 유장 단백질 분리물 (프로븐(Provon) 90, Glanbia Nutritionals)을 사용, 88% 락트 산을 이용하여 pH 3.5로 산화시킴으로써 제조하였다. 용액 B는 0.16% 카라게닌 및 25% 버터 밀크 고체 (3.62% 수분, 96.38% 고형, 7.03% 지방, 33% 단백질, 50% 락토오즈, 8% 회분)를 전유 (87.4% 수분, 3.7% 단백질, 3.5% 단백질, 4.9% 락토오즈, 0.7% 회분)에 용해 시키고, pH를 6N NaOH로 pH 8.5까지 조절하여 제조하였다. 추가의 88% 락트산을 pH 5.1의 최종 복합체를 목표로 하는데 필요한 대로, 용액 A에 첨가하였다.
용액 A는 터모믹스 (보르베르크 유에스에이 컴파니(Vorwerk USA Co.), 플로리다주 롱우드)에서 가열되고 180℉에서 유지하였다. 별도로 용액 B를 170-180℉로 가열하였다. 용액 B를 표 6에 따른 조성물과 복합체를 형성하도록 서서히 혼합하며 터모믹스에 첨가하고 몇 분 동안 180℉로 유지하였다. 그러므로 형성된 복합체는 부드러운 크림 치즈 응유-유사 덩어리였다. 복합체는 실온으로 냉각되도록 하였고, 크림 치즈 사용에 사용되기 전에 냉장 보관되었다.
응유-유사 덩어리는 78.3% 수분, 21.7% 고형, 2.75% 지방, 9.03% 단백질 (52/48 비의 카제인/유장을 가짐), 8.73% 락토오즈 및 1.35% 회분을 포함하였다.
부분 Ⅱ: 라이트 부드러운 크림 치즈의 3개의 배치(Batch)를 하기의 표 7에 제공된 방법에 따라 제조하였다. UF 응유를 우유와 크림의 혼합물을 배양하고 발효시킴으로써, 그리고 그 후 농축하거나 초과량의 물을 한외 여과를 사용하여 제거함으로써 제조하였다. 상기에서 제조된 UF 응유, SMAR 복합체, 버터밀크 및 유장 단백질 분리물 (비프로 95, 대니스코 푸드 인터내셔날(Danisco Food International) 제품)을 비이커에 혼합하고 라이트닝 믹서 (그래프톤, 위스콘신주)를 사용하여 혼합하였다. 버터팻 (주로 크림으로부터의)이 크림 치즈의 매우 기능적 구성 성분이기 때문에, 각 샘플에서 사용된 크림의 양은 최종 크림 치즈에서의 전체 지방 함량을 조절하기 위해 변화되었다. 각 혼합물의 pH는 44% 락트산으로 pH 4.9로 조절하였고, 터모믹스 믹서에서 140℉로 가열되었다. 수분 함량을 체크한 후, 약 71%의 목표 값에 필요한 대로 조절하였다. 각 혼합물을 그 후 5000/500 psi에서 균질화하였고, 남은 성분을 그 후 첨가하였다. 각 혼합물을 그 후 터모믹스 믹서에서 180℉로 가열하고, 15분 이상 물 손실을 최소화하도록 덮어 유지하였다. 그 후 혼합물을 다시 5000/500 psi에서 균질화하였고, 8 온스 플라스틱 통에 수집하였다. 그 통을 냉각하고 냉장 하에 보관하였다.
동일한 전체 조성 (예를 들어, 지방 함량) 및 증가된 치즈 응유 SMAR 복합체 치환도를 갖는 라이트 부드러운 크림 치즈 샘플은 더 단단하고 크리미하다. 실시예 2는 전문 감각 패널에 의해 3 가지 샘플 중 가장 크리미한 것으로 인정하였다. 여전히 매우 크리미한 것으로 인정될지라도, 샘플 3의 상대적으로 낮은 크림성 (가장 높은 응유 치환도를 갖는)은 부분적으로는 샘플 3의 중대하게 (37%까지) 높은 견고함에 의해 설명될 수 있다. 높은 수분, 낮은 지방, 낮은 단백질 크림 치즈 제품에서 여전히 높은 크림도를 유지하며, SMAR 복합체는 예외적인 조직/견고함 형성제이다.
실시예
9
육류 단백질 섬유 기계적으로 분리된 칠면조 ("MST")를 최대 단백질 가용화 및 최소 변성을 갖는 육류 단백질을 추출하기 위해 산성 수 (pH 3.0) 또는 염기성 수 (pH 11)에 MST 1 부와 pH-조절 수 4 부의 비율로 혼합하였다. 추가적인 HCl 또는 NaOH를 최대 추출 효율성을 위한 초기 pH를 유지하는데 필요한 정도로 약 20분이 넘도록 주기적으로 첨가하였다. 각 pH-조절 혼합물을 그 후 3,000 rpm에서 30분 동안 원심분리하고, 지방 및 침전물 모두 산성 및 염기성 단백질-풍부 용액을 얻기 위해 제거하였다. 산성 및 염기성 단백질-고 함유 용액을 그 후 1:1의 비율로 혼합하고, 약 5.5의 최종 평형 pH를 갖는 혼합물을 형성하도록 pH를 조절하였고, 여기서 두 용액으로부터의 단백질은 체에 남아 있는 무구조(structureless)의 미세한 분말로 등전적으로 침전되었다.
산성 및 염기성 단백질 용액을 190℉에서 서로 혼합하기 전에 먼저 190℉로 30분 동안 가열하는 것을 제외하고 동일한 실험을 반복하였다. 혼합시에, 두 등전 침전 및 열 가교가 동시에 일어나서 예상치 못하게 크고, 열등하고, 섬유질 구조인 불용성 단백질 덩어리를 생산하였다.
실시예
10
향상된 수분 함유 능력을 갖는 간 칠면조 고기( Ground Turkey ) 이 실시예는 높은 부피, 높은 수분의 재구성된 칠면조 고기를 생산하기 위해 동시 아세르베이션 반응을 사용하는 것을 기술한다. 칠면조 에멀젼 ("에멀젼 A")는 짠 지방이 있는 간 칠면조 고기(ground lean turkey meat) 1 부를 DI 물 2 부와 혼합하여 제조하였다. 에멀젼 부분은 에멀젼 A1 및 A2로 분리하였다. 칠면조 에멀젼 A1 부분을 5N HCl로 pH 3.0으로 조절하였다. 칠면조 에멀젼 A2 부분을 5N NaOH로 pH 11.0으로 조절하였다. 3 세트의 실험을 동시 반응의 중요성을 설명하기 위해 실행하였다.
첫 번째 실험에서 (이하 "대조물 1"), 에멀젼 A를 2분 동안 180℉에서 가열하였다. 대조물 1은 전통적인 칠면조 에멀젼의 열 변성을 나타낸다.
두 번째 실험에서 (이하 "대조물 2"), 동량의 에멀젼 A1과 에멀젼 A2를 실온에서 혼합하고 2분 동안 180℉에서 가열하였다. 대조물 2는 연속하여 수행된 칠면조 단백질의 열 변성 및 코아세르베이션을 나타낸다.
세 번째 실험에서 (이하 "본 발명"), 동량의 에멀젼 A1 및 에멀젼 A2를 180℉에서 별도로 가열하고, 그 후 함께 섞고 2분간 유지하였다. 이 실험은 동시에 행해진 열 변성 및 코아세르베이션 두 반응을 나타낸다.
모든 실험의 결과 최종 pH는 6.37±0.7이었다. US18 체 위에 남아있는 고기의 중량%는 그 후 측정되었다. 그 결과는 하기의 표 8에 요약되어 있다. 본 발명의 동시 반응으로부터 만들어진 샘플은 열 변성(대조물 1) 및 연속하여 수행된 코아세르베이션 및 열 변성(대조물 2)로부터 만들어진 것에 비해 더욱 높은 배출 중량을 가졌다. 하기 표 8에 제시된 것처럼, 대조물 1, 대조물 2 및 본 발명의 샘플에 대한 배출 중량의 비율은 각각 4.1%, 36.4% 및 50.1%였다. 본 발명의 샘플은 대조물 1에 대하여 18% 향상 및 대조물 2에 대하여 약 27% 향상을 보였다.
상기 상세한 설명을 고려하여 여기 기술된 공정의 실행에 있어서 수많은 변경 및 변형이 당업자에게서 일어날 수 있다. 따라서, 그러한 변경 및 변형을 다음의 청구항의 범위 내에 포함시키고자 한다.
Claims (37)
- 하나 이상의 식품 중합체가 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘을 수행할 수 있고, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 활성화 단계 전에 활성화되지 않게 하는 조건에 있는 하나 이상의 식품 중합체를 함유하는 하나 이상의 수용액을 제조하는 단계;하나 이상의 식품 중합체를 함유하는 하나 이상의 수용액을 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘을 동시에 활성화시키도록 처리하는 단계; 및둘 이상의 활성화된 아세르베이션 메카니즘이 구조화 중합체 매트릭스가 얻어질 때까지 계속되도록 하는 단계를 포함하는 구조화 중합체 매트릭스의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 하나 이상의 수용액이 단백질, 폴리사카라이드 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 식품 중합체를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 하나 이상의 수용액이 식품 단백질 및 음이온 폴리사카라이드를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 중합, 열 가교, 코아세르베이션, 화학 복합체화, 등전 침전, 이온 침전, 용매 침전, 겔화 및 변성으로 이 루어진 군으로부터 선택되는 방법.
- 제4항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 열 가교 및 코아세르베이션을 포함하는 방법.
- 각 용액이 하나 이상의 식용 중합체를 포함하고, 각 용액의 하나 이상의 식용 중합체가 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘을 수행할 수 있으며, 각 용액의 조건이 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘은 각 용액에서 활성화되지 않도록 하는, 둘 이상의 중합체 수용액을 제조하는 단계; 및둘 이상의 중합체 수용액을 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 동시에 일어나도록 하는 조건을 제공하도록 합하는 단계를 포함하는 구조화 중합체 매트릭스의 제조 방법.
- 제6항에 있어서, 둘 이상의 중합체 용액이 단백질, 폴리사카라이드 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 식품 중합체를 포함하는 방법.
- 제6항에 있어서, 하나 이상의 중합체 용액이 우유, 치즈 유장, 달걀 및 고기 슬러리로 이루어진 군으로부터의 식품 성분을 사용하여 제조되는 방법.
- 제6항에 있어서, 하나 이상의 중합체 용액이 식품 단백질을 포함하고 하나 이상의 중합체 용액이 음이온성 폴리사카라이드를 포함하는 방법.
- 제9항에 있어서, 하나 이상의 중합체 용액이 카라게닌, 펙틴, 알긴산염, 카르복실 메틸 셀룰로스, 크산탄, 아라비아 검, 카라야 검, 검 게티, 젤란, 한천 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 음이온성 폴리사카라이드를 포함하는 방법.
- 제6항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 중합, 열 가교, 이온 가교, 코아세르베이션, 화학 복합체화, 등전 침전, 이온 침전, 이온 가교, 용매 침전, 겔화 및 변성으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
- 제6항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 코아세르베이션과 열 가교, 등전 침전과 이온 침전, 이온 가교와 이온 침전, 코아세르베이션과 열 변성 및 등전 침전과 열 가교로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
- 제12항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 코아세르베이션과 열 변성을 포함하고, 둘 이상의 중합체 용액이 고기 슬러리를 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 등전 침전과 열 가교 를 포함하고, 둘 이상의 중합체 용액이 고기 슬러리를 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 코아세르베이션과 열 가교를 포함하고, 둘 이상의 중합체 용액 중 적어도 하나가 유장 단백질을 포함하며, 둘 이상의 중합체 용액 중 적어도 하나가 카라게닌, 우유 단백질 농축액, 크산탄, 펙틴, 알긴산염, 카르복실 메틸 셀룰로스, 아라비아 검, 카라야 검, 검 게티, 젤란, 한천 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체를 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 이온 가교와 이온 침전을 포함하고, 하나 이상의 중합체 용액이 알긴산염을 포함하며, 하나 이상의 중합체 용액이 우유 단백질을 포함하는 방법.
- 용액이 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘을 수행할 수 있는 하나 이상의 식품 중합체를 포함하고, 하나 이상의 아세르베이션이 활성화되지 않도록 하는 용액의 조건에서, 약 2 내지 약 5의 pH 및 약 160 ℉ 이상의 온도를 갖는 양전하를 띠는 수용액을 제조하는 단계;용액이 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘을 수행할 수 있는 하나 이상의 식품 중합체를 포함하고, 하나 이상의 아세르베이션이 활성화되지 않도록 하는 용액의 조건에서, 약 8 내지 약 11의 pH 및 약 160 ℉ 이상의 온도를 갖는 음전하를 띠는 두 번째 중합체 수용액을 제조하는 단계; 및두 가열된 중합체 용액을 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 동시에 발생하게 하는 조건을 제공하도록 합하는 단계를 포함하는 구조화 중합체 매트릭스의 제조 방법.
- 제17항에 있어서, 첫 번째 및 두 번째 중합체 용액 각각이 단백질 및 폴리사카라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 식품 중합체를 포함하는 방법.
- 제17항에 있어서, 하나 이상의 중합체 용액이 우유, 치즈 유장, 달걀 및 고기 슬러리로 이루어진 군으로부터의 식품 성분을 사용하여 제조되는 방법.
- 제17항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 코아세르베이션과 열 가교를 포함하고, 하나 이상의 중합체 용액이 유장 단백질을 포함하고, 하나 이상의 중합체 용액이 우유 단백질 농축액, 카라게닌, 펙틴, 알긴산염, 카르복실 메틸 셀룰로스, 크산탄, 아라비아 검, 카라야 검, 검 게티, 젤란 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체를 포함하는 방법.
- 제17항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 코아세르베이션과 열 가교, 등전 침전 및 이온 침전, 이온 가교 및 이온 침전, 코아세르베이션과 열 변 성 및 등전 침전과 열 가교로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
- 제21항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 코아세르베이션과 열 변성을 포함하고, 둘 이상의 중합체 용액이 고기 슬러리를 포함하는 방법.
- 제21항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 등전 침전과 열 가교를 포함하고, 둘 이상의 중합체 용액이 고기 슬러리를 포함하는 방법.
- 제21항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 코아세르베이션과 열 가교를 포함하고, 둘 이상의 중합체 용액 중 적어도 하나가 유장 단백질을 포함하며, 둘 이상의 중합체 용액 중 적어도 하나가 카라게닌, 우유 단백질 농축액, 크산탄, 펙틴, 알긴산염, 카르복실 메틸 셀룰로스, 아라비아 검, 카라야 검, 검 게티, 젤란, 한천 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체를 포함하는 방법.
- 제21항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 이온 가교와 이온 침전을 포함하고, 하나 이상의 중합체 용액이 알긴산염을 포함하며, 하나 이상의 중합체 용액이 우유 단백질 농축액을 포함하는 방법.
- 제17항에 있어서, 첫 번째 및 두 번째 중합체 용액이 같은 중합체를 포함하 는 방법.
- 용액이 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘을 수행할 수 있는 하나 이상의 식품 중합체를 포함하고, pH는 중합체의 등전 pH 보다 작으며, 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘이 활성화되지 않도록 하는 용액의 조건에서, 약 2 내지 약 5의 pH를 갖는 양전하를 띠는 첫 번째 중합체 함유 수용액을 제조하는 단계;용액이 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘을 수행할 수 있는 하나 이상의 식품 중합체를 포함하고, 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘이 활성화되지 않도록 하는 용액의 조건에서, 약 8 내지 약 11의 pH를 갖는 음전하를 띠는 두 번째 중합체 함유 수용액을 제조하는 단계;첫 번째 중합체 용액을 첫 번째 중합체가 첫 번째 중합체의 등전점보다 약 1의 pH 단위 미만으로 낮은 pH에서 가교를 형성하는 온도보다 크거나 같은 온도로 가열하는 단계;두 번째 중합체 용액을 첫 번째 중합체 용액의 온도보다 크거나 같은 온도로 가열하는 단계; 및두 가열된 중합체 용액을 코아세르베이션과 열 가교 메카니즘이 동시에 일어나도록 혼합시에 최종 pH를 제공하게 합하는 단계를 포함하는 구조화 중합체 매트릭스의 제조 방법.
- 제27항에 있어서, 첫 번째 중합체가 유장 단백질이고, 두 번째 중합체는 카 라게닌, 우유 단백질 농축액, 크산탄, 유장 단백질 농축액, 유장 단백질 분리물 및 알긴산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
- 용액이 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘을 수행할 수 있는 하나 이상의 식품 중합체를 포함하고, 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘이 활성화되지 않도록 하는 용액의 조건에서, 약 2 내지 약 4의 pH를 갖는 양전하를 띠는 첫 번째 중합체 함유 수용액을 제조하는 단계;용액이 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘에 수행할 수 있는 하나 이상의 식품 중합체를 포함하고, 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘이 활성화되지 않도록 하는 용액의 조건에서, 약 8 내지 약 10의 pH를 갖는 음전하를 띠는 두 번째 중합체 함유 수용액을 제조하는 단계;다가 미네랄 양이온을 첫 번째 및 두 번째 중합체 용액 중 하나에 첨가하는 단계;첫 번째 및 두 번째 중합체 용액을 약 160 ℉ 이상의 온도로 가열하는 단계; 및동시 등전 침전이 이온 침전과 동시에 발생하도록 최종 pH를 제공하게 두 가열된 중합체를 합하는 단계를 포함하는 구조화 중합체 매트릭스의 제조 방법.
- 제29항에 있어서, 첫 번째 중합체가 유장 단백질 농축액 및 유장 단백질 분 리물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 두 번째 중합체가 카라게닌, 크산탄 및 알긴산 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
- 하나 이상의 식품 중합체가 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘을 수행할 수 있고, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 활성화되지 않도록 하는 조건에서 하나 이상의 식품 중합체를 함유하는 하나 이상의 수용액을 제조하는 단계;둘 이상의 아세르베이션 메카니즘을 동시에 활성화시키기도록 하나 이상의 수용액을 처리하는 단계; 및둘 이상의 활성화 아세르베이션 메카니즘이 구조화 중합체 매트릭스가 얻어질 때까지 계속되도록 하는 단계를 포함하는 방법으로부터 형성되는 구조화 중합체 복합체.
- 제31항에 있어서, 둘 이상의 중합체 용액 각각은 단백질, 폴리사카라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 식품 중합체를 포함하는 구조화 중합체 복합체.
- 제31항에 있어서, 하나 이상의 중합체 용액이 식품 단백질을 포함하고, 하나 이상의 중합체 용액이 음이온성 폴리사카라이드를 포함하는 구조화 중합체 복합체.
- 제31항에 있어서, 둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 중합, 열 가교, 코아 세르베이션, 등전 침전, 이온 침전, 용매 침전, 겔화 및 변성으로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조화 중합체 복합체.
- 각 용액이 하나 이상의 식용 중합체를 포함하고, 각 용액 내 하나 이상의 식용 중합체는 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘을 수행할 수 있고, 각 용액의 조건이 하나 이상의 아세르베이션 메카니즘이 각 용액에서 활성화되지 않도록 하는 것인 둘 이상의 중합체 수용액을 제조하는 단계; 및둘 이상의 아세르베이션 메카니즘이 동시에 일어나도록 하는 조건을 제공하게 둘 이상의 중합체 수용액을 합하는 단계를 포함하는 방법으로 형성되는 구조화 중합체 복합체.
- 제31항 또는 제35항의 구조화 중합체 복합체를 포함하는 식품.
- 제36항에 있어서, 식품이 크림 치즈, 자연 치즈, 치즈 유사 제품, 육류 제품 또는 유사물, 콩 제품, 소스, 드레싱, 디저트, 제과 및 제빵 속 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 식품.
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