KR20110017951A - 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법 및 이를 이용한 저지방 마요네즈 및 마가린 조성물 - Google Patents
유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법 및 이를 이용한 저지방 마요네즈 및 마가린 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법 및 이를 이용한 저지방 마요네즈와 마가린 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 전분을 호화온도 이전의 온도로 열처리하고 인산화시킨 후 다시 고온으로 열처리를 함으로써 전분 입자의 크기가 증가되어 유화력 및 유화 안정성이 증가된 식이섬유전분을 제조하고, 상기 유화력이 강화된 식이섬유전분을 첨가함으로써 식용유의 함량을 50% 이상 낮춘 저지방 마요네즈 및 마가린 조성물에 관한 것이다.
식이섬유전분, 고온 열처리, 유화 안정성, 유화력, 마요네즈, 마가린
Description
본 발명은 유화력 및 유화 안정성이 강화된 식이섬유전분과, 이를 이용하여 얻어진 저지방 마요네즈 및 마가린 조성물에 관한 것이다.
최근 산업사회로 발전하면서 나타난 식생활의 변화는 각종 성인병의 이환율을 증가시켰다. 특히, 지방섭취량과 심혈관계 질환의 상관관계에 대한 사람들의 자각도는 상당히 증가하였으며, 특히 지방섭취량에 대한 관심의 증가는 저열량, 저지방 식품을 요구하게 되었다. 열량을 감소시킴에 있어서 특히 지방에 관심을 가지는 이유는 지방의 대사에너지가 9 kcal/g인 것에 반하여 탄수화물과 단백질의 대사에너지는 단지 4 kcal/g이기 때문에, 지방으로부터의 열량조절이 가장 효과적인 방법이기 때문이다. 따라서, 지방함량이 80% 이상인 마가린, 25-40%인 드레싱, 마요네즈, 치즈류, 케익류, 제빵류 등에서 지방의 일부 또는 전부를 대체할 수 있는 지방대체물질이 요구되고 있는 실정이다.
지방대체물질은 그 조성에 따라 단백질계 지방대체물질(protein-based fat substitute), 탄수화물계 지방대체물질(carbohydrate-based fat substitute), 지방계 지방대체물질(fat-based fat substitute), 합성계 지방대체물질(synthetic fat substitute)로 나눌 수 있다. 이중 탄수화물계 지방대체물질로써 화학적 처리방법에 의해 제조된 변성전분류가 전분질을 바탕으로 한 고체 식품류인 제과, 제빵, 제면류에 다양하게 적용되어 왔다.
이들 변성전분은 전분을 보다 유용하게 이용하고 이용범위를 확대시키기 위해 새로운 기능을 부여함으로써 일반 전분의 한계를 극복하기 위하여 전분을 물리적, 화학적 처리로 변환시킨 것이다. 그러나, 이 변성전분을 마요네즈 같은 액상 식품류에 적용 시에는 낮은 유화력으로 인해 쉽게 분리된다는 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 지방 함유식품의 열량을 낮추고 식이섬유를 보강한 고부가가치 식품의 개발 가능성을 제시하고자, 전분을 호화온도 이전의 온도로 열처리하고 인산화시킨 후 다시 고온으로 열처리를 함으로써 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법을 제공하는 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 상기 유화력이 강화된 식이섬유전분을 이용하여 얻어진 식이섬유 함량이 높고 유화 안전성이 개선된 저지방 마요네즈 및 마가린 조성물을 제공하는 것이 목적이다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 (a) 저항전분을 호화온도 이전의 온도에서 열처리하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 전분에 황산나트륨(Na2SO4)과 가교결합제를 첨가하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 전분에 염기를 첨가하여 pH를 10 내지 12로 조정한 후, 인산화반응에 의해 가교결합시키는 단계; (d) 상기 (c) 단계에서의 가교결합 후 산을 첨가하여 중화시키는 단계; (e) 상기 (d) 단계의 전분시료를 호화온도 이상의 온도에서 단시간 열처리하는 단계; 및 (f) 상기 (e) 단계의 전분 시료를 수세하여 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 식이섬유전분을 이용하여 식이섬유 함량이 높고 유화 안정성이 개선된 저지방 마요네즈 및 마가린 조성물을 제공한다.
본 발명의 방법에 따르면, 전분을 물리적으로 처리하여 전분입자의 크기를 팽창시킴으로써 수중유적형 유화액(oil-in-water emulsion)의 입자와 비슷한 형태와 유화기능을 부여할 수 있으므로, 반고체 유화식품에 사용하기 적합한 식이섬유전분을 제공할 수 있다. 또한, 전분 입자들이 안정적 유화기능을 가지므로 액상식품에서 지방을 대체하여 강한 유화액의 물성을 구현하고 부드러운 식감을 부여할 수 있어, 유화 안정성이 개선된 저지방 마요네즈 및 마가린과 같은 저칼로리/저지방 다이어트 식품을 제조할 수 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 식이섬유전분의 제조방법은 (a) 전분을 호화온도 이전의 온도에서 열처리하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 전분에 황산나트륨(Na2SO4)과 가교결합제를 첨가하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 전분에 염기를 첨가하여 pH를 10 내지 12로 조정한 후, 인산화반응에 의해 가교결합시키는 단계; (d) 상기 (c) 단계에서의 가교결합 후 산을 첨가하여 중화시키는 단계; (e) 상기 (d) 단계의 전분시료를 호화온도 이상의 온도에서 단시간 열처리하는 단계; 및 (f) 상기 (e) 단계의 전분 시료를 수세하여 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에서 "식이섬유전분(Fibrous starch)"이란 본 발명에 따른 상기 (a) 내지 (d)까지의 단계에 의해 제조된 전분으로, 총식이섬유함량(total dietary fiber; TDF)이 50% 이상으로 식이섬유의 활성이 높은 전분을 의미한다.
본 명세서에서 "유화력이 강화된 식이섬유전분"이란 상기 식이섬유전분에 고온 열처리를 하여 식이섬유의 함량이 강화되고 입자 크기가 증가된 전분을 의미한다.
본 발명에서 전분은 곡물의 분말을 사용할 수 있다. 바람직하게는 쌀 전분 및 옥수수 전분을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 옥수수 전분을 사용한다. 그 이외의 타피오카 전분을 포함한 타 전분류에도 확대 적용하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기 (a) 단계에서 사용된 전분의 농도는 25 내지 60 중량%가 되도록 물을 첨가하여 사용하며, 바람직하게는 40 중량%로 사용한다. 전분의 농도는 전분의 종류에 따라 다르게 설정하며, 교반의 어려움이 없는 범위 내에서 고농도의 전분액이 식이섬유함량을 높게 나타내는 경향이 있다.
상기 (a) 단계에서 전분액을 호화온도 이전의 온도에서 열처리함으로써, 전분입자 내에서 인산화반응이 안정적으로 이루어질 수 있도록 조절할 수 있다. 일반적으로, 전분의 호화온도는 55℃ 내지 65℃이다. 본 발명에서 상기 열처리는 바람직하게는 40℃ 내지 55℃에서 0.5 내지 3시간 동안 진탕하여 실시하고, 더욱 바람직하게는 50℃에서 1시간 동안 진탕하여 실시한다.
상기 (b) 단계에서는 (a) 단계에서 열처리 된 전분액에 가교결합제를 첨가한다. 가교결합제로는 소디움 트리메타포스페이트(sodium trimetaphosphate; STMP, 99.0-99.9%)와 소디움 트리폴리포스페이트(sodium tripolyphosphate; STPP, 0.1-1.0%)를 전분 기준으로 8 내지 12 중량% 첨가한다. 이 때, 가교결합제를 전분액에 첨가하기 전, 전분의 호화를 억제하기 위하여 전분건조중량에 대하여 10 내지 12 중량%, 바람직하게는 10 중량%의 황산나트륨(Na2SO4)을 첨가한다.
상기 (c) 단계에서는 전분이 상기 가교결합제의 첨가에 의한 인산화반응에 의해 가교결합된다. 염기를 첨가하여 pH를 10 내지 12, 바람직하게는 pH 11.5가 되도록 한다. 이때 염기는 일반적인 염기를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 NaOH를 첨가한다. pH의 적정이 끝난 후, (a) 단계에서의 열처리 온도와 같은 40℃ 내지 55 ℃에서 1 내지 6시간 동안, 바람직하게는, 50℃에서 3시간 반응시킨다.
상기 (d) 단계에서는 상기 반응이 끝난 후 전분액에 산을 첨가하여 중화시킨다. 이때 산은 일반적인 산을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 HCl을 첨가한다.
상기 (e) 단계에서는 (d) 단계의 전분액을 호화온도 이상의 온도인 80℃ 내지 95℃에서 1분 내지 30분간 진탕하여 열처리를 실시한다. 바람직하게는, 85℃에서 20분간 열처리를 실시한다. 인산화반응 후, 고온에서의 단시간 열처리는 전분 입자의 일부분을 무정형으로 바꾸어 유화액의 기능을 갖는 안정한 구조를 가질 수 있도록 한다.
상기 (f) 단계에서는 (e) 단계의 전분액을 건조물 내 잔류 인함량이 0.32 내지 0.4% 이하가 되도록 수세를 반복하여 실시한다. 수세된 전분액을 수분함량이 5%이하가 되도록 건조시킨 후, 분쇄하여 100μm 크기로 체별하여 식이섬유 함량이 증가되고 안정화된 유화력을 갖는 식이섬유전분을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법에 의해 얻어진 상기 식이섬유전분 입자 크기는 바람직하게는 100 내지 300μm일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 제조방법에 의해 얻어진 식이섬유전분을 이용하여 식이섬유 함량이 높고 유화 안정성이 개선된 저지방 마요네즈 및 마가린 조성물을 제공한다.
본 발명에서는 마요네즈 및 마가린에서 유화력을 제공하는 지방을 식이섬유전분으로 일부 대체하여 식이섬유 함유량이 높고 유화 안정성이 강화된 저칼로리 지방유화식품을 개발하고자, 앞서 기재된 것과 같은 방법에 의해 제조된 전분입자 의 크기가 조절된 식이섬유전분을 사용하였다.
마요네즈와 마가린은 통상의 방법을 따라 제조하였다. 본 발명에 따른 식이섬유전분을 5 내지 50 중량% 첨가하였다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 마요네즈 제조 시 50 중량%의 식이섬유전분을 사용하였고, 마가린 제조 시에는 20 중량%의 식이섬유전분을 사용하였다.
유화식품에서의 안정성은 혼합액의 층 분리가 서서히 이루어질수록 높은 것으로, 저장 안정성이 우수할수록 마요네즈 제조에 적합한 소재로 여기어진다. 전분질이 액상유화식품에 적용될 경우, 쉽게 분리되는 단점으로 인하여 기존 식이섬유전분은 제과, 제빵, 제면 등의 고체식품에만 제한되어 적용되어왔다. 그러나, 본 발명에 따라 전분을 인산화시키고 인산화 전후 고온에서 열처리하여 안정화된 유화력을 부여함으로써 식이섬유전분을 고체 및 액상식품에 다양하게 적용할 수 있게 되었다.
이하 본 발명을 다음의 실시 예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일 예로서 이들이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.
< 실시예 >
실시예
1 :
전분입자의
안정화를 위한 열처리 단계
옥수수 전분(신동방 CP) 유액의 농도를 각각 30% 및 40%로 준비하여 45℃와 50℃의 수조에서 각각 1시간 동안 열처리 하였다.
상기 30% 전분유액은 전분 900g(건조중량 기준)을 물 3000ℓ에 넣은 후, 10 분간 상온에서 교반하여 준비하였다.
교반기를 이용해 교반(120rpm)하면서 열처리가 골고루 이루어지도록 하였다. 호화온도 이전의 온도에서의 단시간 열처리는 전분입자의 부분적 호화로 인하여 전분입자들이 안정한 구조를 가질 수 있도록 하며, 총식이섬유 함량을 증가시킨다.
실시예
2 : 인산화
가교결합
반응에 의한
식이섬유전분의
제조
옥수수 생전분 30%와 40% 현탁액에 10% Na2SO4와 12% 소디움 트리메타포스페이트와 소디움 트리폴리포스페이트 혼합물을 넣고, 4% NaOH를 첨가하여 pH를 11.5로 조절하였다.
이 전분 혼합액을 각각 45℃ 및 50℃에서 3시간 동안 반응시킨 후, 3.65% HCl을 이용하여 pH 6.5로 중화시켰다. 그 후, 증류수로 3회 씻어 원심분리 한 후, 40℃에서 건조분쇄하고, 100메쉬의 체를 통과시켜 최종적으로 각 전분농도에 따른 식이섬유전분을 제조하였다.
실시예
3 :
AOAC
법에 의한
식이섬유전분의
총식이섬유
함량 측정
상기 실시예 2에서 제조한 본 발명의 옥수수 식이섬유전분의 총식이섬유함량을 조사하였다. 실험방법은 AOAC(Association of Official Chemist)법으로 분석하였다.
1.0 g의 시료에 40 mL의 인산완충용액 (pH 6.0)을 넣어 잘 분산시켰다. 아 밀라아제(heat stable α-amylase, Cat No. A-3306, Sigma) 0.1 mL를 넣어 끓는 수조(100℃)에서 저어주면서 15분간 반응시킨 후, 바로 실온으로 냉각시켰다. 여기에 0.275N NaOH를 넣어 pH 7.5가 되도록 조정한 다음, 프로테아제(protease, Cat No. P-3910, Sigma) 0.1 mL (50 mg/mL phosphate buffer)을 넣고 60℃ 항온진탕기에서 30분간 반응시켰다.
그 후, 0.325M HCl을 넣어 pH 4.0-4.6이 되도록 조정한 다음, 아밀로글루코시다아제(amyloglucosidase, Cat No. A-9913, Sigma) 0.1 mL를 가하고, 계속하여 60℃에서 30분간 반응시켰다. 반응을 멈추기 위해 총 알코올 농도 80%가 되도록 에탄올을 첨가하여 1시간 이상 방치한 다음, 미리 건조시켜 항량해 둔 셀라이트(celite)가 담긴 도가니(2G3, IWAKI)로 여과시켰다. 도가니에 들어있는 시료를 95%, 78% 에탄올과 아세톤 순으로 세척하였고, 불용성 잔사를 105±0.1℃ 오븐에서 16시간 건조시킨 후, 무게를 측정하여 여과 전과 후의 도가니 무게의 차이로 총식이섬유의 함량을 계산하였다.
실험 결과, 하기 표1에 나타낸 바와 같이 총식이섬유의 함량은 30% 전분농도의 경우, 열처리 및 인산화반응 온도가 45℃에서 44.8%였고, 50℃ 반응에서는 73.2% 였다. 반면에, 40% 전분농도의 경우, 열처리 및 인산화반응 온도가 45℃에서 79.1%였고, 50℃ 반응에서 95.1%였다.
전분의 농도가 높을수록, 분지사슬(branch chain) 간의 거리가 가까워지므로 인산화에 의한 가교결합이 효율적으로 일어나 총식이섬유 함량이 증가되었다. 또한, 같은 농도의 경우는 열처리온도 및 인산화반응의 온도가 높을수록 전분입자의 부분적 팽창(swelling)이 일어나 가교결합제가 골고루 분산되어 가교결합반응이 효율적으로 일어났기 때문에 총식이섬유 함량이 높게 나타났다.
| 전분농도(%) | 열처리온도(°C) | 인산화반응온도(°C) | 총식이섬유함량(%) |
| 30 | 45 | 45 | 44.8 |
| 50 | 50 | 73.2 | |
| 40 | 45 | 45 | 79.1 |
| 50 | 50 | 95.1 |
실시예
4 :
식이섬유전분의
유화력을
강화하기 위한 열처리 단계
옥수수 식이섬유전분 유액의 농도를 30%로 준비하여, 85℃ 고온에서 20분간 열처리하였다. 열처리는 중탕으로 하여, 열이 직접적으로 전분액에 가하지 않도록 하였다. 고온에서의 단시간 열처리는 전분입자의 크기를 탄력있게 부풀리어 유화액의 안정한 구조를 가질 수 있도록 하며, w/o 유화액의 특성을 보인다. 하기 표 2는 전분의 평균입자 크기를 측정한 값이다. 고온으로 열처리된 식이섬유전분의 평균입자크기는 163.2 μm로, 식이섬유전분의 평균입자크기보다 10배 이상 증가하였다.
| d10(㎛) | d50(㎛) | d90(㎛) | Mean(㎛) | |
| 옥수수 생전분 | 8.256 | 22.41 | 50.94 | 15.72 |
| 옥수수 식이섬유전분 | 3.582 | 14.58 | 25.79 | 16.27 |
| 고온 열처리된 옥수수 식이섬유전분 |
- | 148.5 | 334.6 | 163.2 |
d10(㎛): 전분입자의 분포 중 하위 10% 전분입자의 평균입자크기
d50(㎛): 전분입자의 분포 중 하위 50% 전분입자의 평균입자크기
d90(㎛): 전분입자의 분포 중 상위 10% 전분입자의 평균입자크기
실시예
5 : 고온으로
열처리된
식이섬유전분의
입도 분석
옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분 및 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분의 입자크기 분포를 조사하기 위하여 입도분석기(Laser Diffraction Particle Size Analyzer LS 13-320, BECKMAN COULTER, USA)를 이용하였다. 시료를 메탄올에 분산시켜 측정하였다. 옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분의 입자크기 분포를 도 1에 나타내었다. 옥수수 생전분의 입자크기는 대부분 10-20 μm 범위 내에 분포하였으나, 인산화 전 열처리 및 인산화 가교결합에 의해 제조된 옥수수 식이섬유전분의 입자크기는 옥수수 생전분보다 크기가 큰 영역 (20-40μm)에서 주요분포를 보였다. 반면에, 식이섬유전분에 고온 열처리를 한 경우는 식이섬유전분의 입자 크기가 월등히 증가하여 대부분 200-300 μm의 입도 분포를 나타내었다.
실시예
6 : 고온으로
열처리된
식이섬유전분의
호화특성 및
물성적
특성 분석
옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분의 호화특성을 주사열량계(DSC, SII, SSC/5200H, Seiko Co., Japan)를 이용하여 조사하였다. 각각 10mg의 시료와 30mg의 물을 혼합한 후, 2시간 동안 수분평형을 이루게 한 뒤, 25℃에서 130℃까지 분당 5℃씩 온도를 올리면서 각 전분의 호화특성을 분석하였다.
표 3은 측정한 각 전분의 호화개시온도, 호화최대온도, 호화종료온도 및 호화열량을 나타낸다. 호화개시온도는 옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분에서 각각 70.49℃, 78.74℃, 80.65℃ 로써 식이섬유전분류의 호화온도가 생전분의 호화온도보다 높게 나왔다. 호화최대 온도와 호화종료 온도도 같은 경향을 나타내었다. 그렇지만, 호화열량의 엔탈피는 옥수수 생전분이 12.87 J/g이며, 옥수수 식이섬유전분이 10.49 J/g, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분이 0.95 J/g으로써, 대부분의 고온으로 열처리된 식이섬유전분은 더이상의 호화가 일어나지 않음을 나타내었다. 단시간 고온열처리는 식이섬유전분의 전분입자를 팽창시키며, 결정성을 그대로 유지하는 경향을 보였다.
| 시료 |
용융온도 (℃) | △H(J/g) |
||
| 호화개시온도 (To) |
호화최대온도 (Tp) |
호화종료온도 (Tc) |
||
| 옥수수 생전분 | 70.49 | 74.07 | 77.88 | 12.87 |
| 옥수수 식이섬유전분 | 78.74 | 81.36 | 84.27 | 10.49 |
| 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분 | 80.65 | 83.37 | 88.67 | 0.95 |
도 2는 옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분, 고온으로 열처리된 식이섬유전분의 호화 최고점을 나타낸 것이다. 고온으로 열처리된 식이섬유전분에서는 호화 최고점이 거의 나타나지 않았다.
실시예
7 : 고온으로
열처리된
식이섬유전분의
물성적
특성
옥수수 생전분 및 옥수수 식이섬유전분, 고온으로 열처리된 식이섬유전분의 물결합능력(water binding capacity; WBC)와 오일결합능력(oil binding capacity; OBC)를 측정하였다.
각각 시료 1.0g을 50mL 원심분리관에 넣고, 30.0 mL의 물 또는 콩기름을 가하여 1시간 동안 상온에서 분산시킨 후, 3,000 rpm에서 20분간 원심분리하여 침전물의 무게를 측정하여 아래의 식으로 계산하였다.
물/오일 결합능력 (%)
= {원심분리 후 침전물 무게 (g) - 시료무게 (g)} × 100 / 시료무게 (g)
물결합능력은 옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분이 각각 1.26, 2.10, 2.57 g/g 로써 고온으로 열처리된 식이섬유전분이 가장 높았다. 오일결합능력은 옥수수 생전분이 옥수수 식이섬유전분 및 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분보다 1 g/g 높았으며, 이는 옥수수 생전분의 오일결합능력이 식이섬유전분류보다 높음을 알 수 있다.
| 특성 | 옥수수 생전분 | 옥수수 식이섬유전분 | 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분 |
| WBC (g/g) | 1.26 | 2.10 | 2.57 |
| OBC (g/g) | 5.00 | 4.01 | 4.14 |
실시예
8 : 고온으로
열처리된
식이섬유전분이
첨가된 마요네즈의 제조 및 점도측정
하기의 표 5와 같은 조건으로 옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분 및 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분이 첨가된 마요네즈를 제조하고, 레오미터 (Rheometer, Compac-100, Sun Sci. Co., Japan)를 이용하여 점도를 측정하였다. 각각 옥수수 식이섬유전분은 16중량%, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분은 17.5 중량% 를 첨가하였다.
| 구성성분 | 대조군 마요네즈 (%) |
옥수수 생전분 첨가 마요네즈 (%) |
옥수수 식이섬유전분 첨가 마요네즈 (%) |
고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분 첨가 마요네즈 (%) |
| 콩기름 | 78 | 45 | 45 | 39 |
| 난황 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| 식초 | 3 | 4 | 4 | 4 |
| 설탕 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 소금 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| 물 | 10 | 26 | 26 | 30.5 |
| 지방대체물 | - | 16 | 16 | 17.5 |
| 합계 | 99.8 | 99.8 | 99.8 | 99.8 |
하기 표 6은 각각 옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분을 첨가한 마요네즈의 점도를 비교한 결과이다. 각 시료의 점도를 6회 반복 측정한 후 평균값을 계산하였다. 측정조건은 다음과 같았다: Press/Traction, Press; Mode, 20; Dia of probe, 25 mm; Sample size, φ 30 × 15 mm; Load cell, 2.0 Kg; Table speed, 60.0 mm/min.
시중에 판매되는 마요네즈의 점도는 1.25 × 105 cP의 점도를 보이는 반면에, 옥수수 생전분 및 옥수수 식이섬유전분이 첨가된 마요네즈의 점도는 상당히 낮아 마요네즈의 물성을 구현하기 어려웠다. 반면에, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분이 첨가된 마요네즈의 점도는 1.17 × 105으로 대조군 마요네즈와 유사한 점도를 나타내었다.
| 구성성분 | 대조군 마요네즈 |
옥수수 생전분 첨가 마요네즈 |
옥수수 식이섬유전분 첨가 마요네즈 |
고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분 첨가 마요네즈 |
| 점도 (cP) | 1.25 × 105 | 0.39 × 105 | 0.43 × 105 | 1.17 × 105 |
실시예
9 : 고온으로
열처리된
옥수수
식이섬유전분이
첨가된 마요네즈의 유화안정성 측정 및
유지대체율
마요네즈의 유화안정성은 마요네즈를 마이크로튜브에 담아 45℃ 항온기에서 7일간 저장한 후, 8,000 rpm에서 15분간 원심분리한 후 유지가 분리되는 비율을 다음 식으로 계산하였다.
마요네즈의 유화안정성 (%)
= {마요네즈에 함유된 유지의 무게 (g) - 원심분리 후 유지의 무게 (g)} × 100 / 마요네즈에 함유된 유지의 무게 (g)
하기 표 7은 옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분 및 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분을 첨가한 마요네즈의 유화안정성을 측정한 결과이다. 대조군 마요네즈는 유지가 1.4% 분리되었으며, 옥수수 생전분이 첨가된 마요네즈의 경우, 유지분리율이 10.2%까지 증가하였다. 그렇지만, 옥수수 식이섬유전분과 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분이 첨가된 마요네즈의 경우, 각각 0.6%와 0.4% 정도 유지가 분리되었다. 상기 식이섬유전분류를 첨가한 마요네즈의 유화안정성이 대조군 마요네즈보다 높게 나타났다.
| 구성성분 | 대조군 마요네즈 |
옥수수 생전분 첨가 마요네즈 |
옥수수 식이섬유전분 첨가 마요네즈 |
고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분 첨가 마요네즈 |
| 안정성 (%) | 98.6 | 89.8 | 99.4 | 99.6 |
하기 표 8은 옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분을 첨가하여 마요네즈를 만들었을 때, 대체할 수 있는 오일의 양을 나타낸 것이다. 옥수수 생전분과 옥수수 식이섬유전분의 경우, 대조구 마요네즈보다 대두유를 40%정도 감소시킬 수 있었다. 반면에, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분을 사용하여 마요네즈를 만들 경우는 대두유를 50% 가량 감소시킬 수 있었으며, 대조구 마요네즈와 유사한 점도 구현이 가능하였다.
| 구성성분 | 대조군 마요네즈 |
옥수수 생전분 첨가 마요네즈 |
옥수수 식이섬유전분 첨가 마요네즈 | 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분 첨가 마요네즈 |
| 오일 대체량 (%) | - | 40 | 40 | 50 |
하기 표 9는 대조구 마요네즈와 옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분 및 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분을 첨가하여 만든 마요네즈의 열량을 나타낸 것이다. 시중에 판매되는 마요네즈의 열량이 1g당 708 kcal인 것에 반하여, 옥수수 생전분이 첨가된 마요네즈의 열량은 635 kcal, 옥수수 식이섬유전분이 첨가된 마요네즈의 경우는 427 kcal, 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분이 첨가된 마요네즈의 경우는 374.5 kcal를 나타내었다.
| 구성성분 | 대조군 마요네즈 |
옥수수 생전분 첨가 마요네즈 |
옥수수 식이섬유전분 첨가 마요네즈 |
고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분 첨가 마요네즈 |
| 열량 (kcal/g) | 708 | 635 | 427 | 374.5 |
고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분을 마요네즈에 적용함으로써, 기존의 마요네즈의 물성을 유지하면서 열량을 50% 이상 감소시킨 저칼로리/저지방 마요네즈를 제조할 수 있었다.
실시예
10 : 고온으로
열처리된
옥수수
식이섬유전분이
첨가된 마가린의 제조 및 열량
하기 표 10과 같은 조건으로 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분을 첨가하여 마가린을 제조하였다.
상기 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분을 각각 10 중량%와 13.5 중량% 첨가하여, 팜유의 사용을 각기 25% 및 50% 감소하였다.
고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분을 첨가하고 25%의 유지를 감소하여 만든 마가린의 물성은 대조구 마가린의 물성과 차이를 나타내지 않았다. 반면에 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분의 첨가로 팜유를 50%이상 대체한 마가린의 경우는 w/o 상에서 o/w상으로 역상이 되면서 마가린의 물성을 나타내지 못했다. 팜유의 사용이 25% 감소된 마가린의 경우, 열량이 대조군 마가린의 열량 737.5 kcal/100g보다 현저히 낮은 563.5 kcal/100g의 열량을 나타내었다. 기존의 마가린의 물성을 유지하면서 유지의 열량을 감소시키는 데는 고온으로 열처리된 옥수수 식이섬유전분을 사용하여 25%까지 열량 감소가 가능하였다.
| 구성성분 | 대조군 마가린(%) | 25% 지방감소 마가린 (%) |
50% 지방감소 마가린 (%) |
| 팜유 | 80 | 60 | 40 |
| 글리세린지방산에스테르 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 레시틴 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 정제염 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 지방대체전분 | 0 | 10 | 13.5 |
| 배합수 | 18.8 | 28.8 | 45.3 |
| 버터향1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 버터향2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 합계 | 100 | 100 | 100 |
| 구성성분 | 대조군 마가린(%) |
25% 지방감소 마가린 (%) |
50% 지방감소 마가린 (%) |
| 열량 (kcal/100g) | 737.5 | 563.5 | 383 |
도 1은 고온 열처리된 옥수수 식이섬유전분의 입자 분포도를 나타낸 것이다.
입도분석기에 의한 옥수수 생전분 및 식이섬유전분류의 입자크기 분포(a: 옥수수 생전분, b: 옥수수 식이섬유전분, c: 고온 열처리된 옥수수 식이섬유전분)
도 2는 옥수수 생전분, 옥수수 식이섬유전분, 고온 열처리된 옥수수 식이섬유전분의 호화 최고점을 나타낸 그래프이다. ((a) 옥수수 생전분 (b) 옥수수 식이섬유전분 (c) 고온 열처리된 옥수수 식이섬유전분)
Claims (10)
- (a) 전분을 호화온도 이전의 온도에서 열처리하는 단계;(b) 상기 (a) 단계의 전분에 황산나트륨(Na2SO4)과 가교결합제를 첨가하는 단계;(c) 상기 (b) 단계의 전분에 염기를 첨가하여 pH를 10 내지 12로 조정한 후, 인산화반응에 의해 가교결합시키는 단계;(d) 상기 (c) 단계에서의 가교결합 후 산을 첨가하여 중화시키는 단계;(e) 상기 (d) 단계의 전분시료를 호화온도 이상의 온도에서 단시간 열처리하는 단계; 및(f) 상기 (e) 단계의 전분 시료를 수세하여 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 (a) 단계에서 전분의 농도가 25 내지 60%가 되도록 물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 (a) 단계에서 상기 열처리는 40℃ 내지 55℃에서 0.5 내지 3시간 동안 진탕하여 수행하는 것을 특징으로 하는 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 (b) 단계에서 상기 가교결합제는 소디움 트리메타포스페이트와 소디움 트리폴리포스페이트의 혼합물을 전분중량에 대하여 10 내지 12 중량%를 첨가하고, 상기 황산나트륨은 전분중량에 대하여 10 중량% 첨가하는 것을 특징으로 하는 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 (c) 단계에서 상기 인산화반응은 40℃ 내지 55℃에서 1 내지 6시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 (e) 단계에서 상기 열처리는 80℃ 내지 95℃에서 1 내지 30분 진탕하여 수행하는 것을 특징으로 하는 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 (f) 단계에서 전분 시료는 수세하여 최종 건조물 내 잔류 인함량이 0.32 내지 0.4% 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 식이섬유전분의 입자크기는 100 내지 300μm인 것을 특징으로 하는 유화력이 강화된 식이섬유전분의 제조방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의해 제조된 유화력이 강화된 식이섬유전분을 첨가하여 제조된 것을 특징으로 하는 저지방 마요네즈 조성물.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의해 제조된 유화력이 강화된 식이섬유전분을 첨가하여 제조된 것을 특징으로 하는 저지방 마가린 조성물.
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