KR20120129945A - 병아리콩 조성물 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
영양성분이 풍부한 병아리콩의 용해성 분획 및 이의 제조방법이 제공된다.
Description
[관련출원]
본 출원은 2010년 2월 7일자에 제출된 미국특허출원 제61/302,126호에 대하여 우선권을 주장하며, 이 출원서의 전체적인 내용이 본 출원에 인용되었다.
[기술분야]
본 발명은 유아용 유동식에 사용될 수 있는 병아리콩 조성물 및 섭취 가능한 조성물에 관한 것이다.
유아용 유동식은 유아의 정상적인 성장을 가능케하는 유일한 영양 보급원으로 섭취 가능한 조성물이다. 일반적으로 사용되는 유아용 유동식은 단백질 원으로 정제된 젖소 우유의 유청 및 카제인, 지방질 원으로 식물 오일의 혼합물, 탄수화물 원으로 락토스, 비타민-미네랄 혼합물, 및 제조사에 따라 다른 기타 성분을 포함하고 있다.
젖소 우유를 기초로 하는 유동식이 일반적이긴 하지만, 5% 이상의 유아들이 젖소 우유 단백질에 알러지 반응을 보이므로, 야채를 기초로 하는 유동식으로 대체하여야 한다.
가장 일반적인 야채를 기초로 하는 유동식은 콩을 사용한다. 콩을 기초로 하는 유동식은 젖소의 우유에 비하여 알레르기 반응을 줄이기는 하지만, 젖소의 우유에 대한 아기의 알레르기 반응은 콩 우유에도 반응할 수 있다. 게다가, 콩을 기초로 하는 유동식은 아기의 발달에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있는 식물의 에스트로겐 유사 화합물(식물 에스트로겐)을 포함하고 있다. 식물 에스트로겐이 이를 단기간 섭취한 성인에게 유해한지에 대한 자료는 없지만, 유아에게는 오랜 기간에 걸쳐 유해할 수 있음이 제기되었다.
젖소 우유를 기초로 한 또 다른 유동식으로는 부분적으로 또는 전체가 가수분해된 유장, 카제인 또는 소 콜라겐을 기초로 하는 단백질 가수분해된 유동식(저작극성 유동식으로 알려짐)이 있다. 단백질 가수분해된 유동식은 소화하기가 쉽고 젖소 우유 또는 콩 유동식보다 알러지 반응을 덜 일으킨다. 그러나, 단백질이 가수분해된 물질의 영양학적 가치를 증명하는 연구결과가 거의 없기 때문에 의의 영양학적 가치는 논쟁 중에 있다.
우유, 콩 및 단백질을 기초로 하는 유동식의 이러한 제약을 극복하고자 병아리콩을 기초로 하는 유동식을 개발하기에 이르렀다.
병아리콩의 우수한 영양학적 가치로 인하여 병아리콩은 유아용 유동식으로 적절한 것으로 고려되어 왔다. 그러나, 병아리콩은 단백질 억제제, 아밀라제 억제제, 피트산(phytic acid), 폴리페놀, 및 다당류와 같은 항영양소(anti-nutritional)를 포함하고 있기 때문에, 유아용 유동식에서 병아리콩을 사용할 때에는 이러한 항영양소를 줄이거나 제거하고 병아리콩 성분의 소화능 및 용해능을 강화하는 과정이 필요하다.
병아리콩의 불용성이거나 항-영양성 성분을 제거하거나 줄이기 위한 종래의 제조방법은 일반적으로 추출, 여과 또는 효소적 처리 방법이다. 이러한 방법은 산물의 소화능 및 용해능을 개선하기는 하지만, 이로 인하여 단백질 영양 성분이 상당히 감소될 수 있다.
따라서, 본 발명의 발명자들은 방법이 간단하면서, 병아리콩의 영양성분을 대부분 유지하고, 결과 산물의 소화능 및 용해능을 개선한 신규한 병아리콩 처리 방법을 고안하였다.
[발명의 요약]
본 발명은 이소플라본(isoflavones), 글루텐(gluten), 락토오스, 피틴산(phytate), 다당류 및 기타 항영양성 인자가 제거된 병아리콩으로 이루어진 조성물을 생산하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 시스테인(0.08%까지, 바람직하게는 0.04%까지)을 첨가하고 모든 처리 단계 동안에 수산화나트륨(0.08%까지)로 pH를 조절하여, 본 발명의 방법에 의해 수득될 수 있는 이소플라본, 글루텐, 락토오스, 피트산, 다당류 및 기타 항영양성 인자들이 제거된 병아리콩으로 이루어진 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 이소플라본, 글루텐, 락토오스, 피트산, 다당류 및 기타 항영양성 인자가 없고, 불용성 잔여물(주로 섬유질)이 제거된 병아리콩으로 이루어진 처리된 유동식에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이소플라본, 글루텐, 락토오스,피트산, 다당류 및 기타 항-영양성 인자가 제거되고 녹말을 용해성 텍스트린(dextrin)으로 분해한 병아리콩으로 이루어진 처리된 유동식에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이소플라본, 글루텐, 락토오스, 피트산, 다당류 및 기타 항-영양성 인자가 제거되고, 소화가 잘 되며, 알러지 유발 가능성을 줄이고자 단백질의 가용화 및 피트산 결합의 가수분해 및 분해증류 방법으로 처리된 병아리콩으로 이루어진 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 이소플라본, 글루텐, 락토오스, 피트산, 다당류 및 기타 항-영양성 인자가 제거되고, 적어도 20%의 단백질을 포함하고 60% 이상의 용해도를 보이는 병아리콩 조성물을 생산하는 방법을 제공한다.
본 발명은 효소를 첨가하여 사용하는 특정 방법을 제공함으로써 현 제조방법의 단점을 성공적으로 극복한다. 제1 단계는 효소 반응(단백질 분해효소)에 단백질을 노출시키는 것이 목적이다. 제2 단계는 단백질을 분해하고 이들의 용해도를 높이는 것이 목적이다.
별도로 기재되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적이고 과학적인 단어의 의미는 본 발명이 속하는 분야의 당업자들이 일반적으로 이해하고 있는 것과 동일하다. 본 발명을 수행하고 시험하는데 있어서 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 상응하는 방법 및 재료가 사용될 수 있지만, 적절한 방법 및 재료는 하기에 설명되어 있다. 의미가 대립할 경우, 본 명세서가 이를 조절할 것이다. 또한, 본 명세서의 재료, 방법, 및 실시예는 단지 설명을 위한 것으로, 이로 한정하는 것을 의미하지는 않는다.
여기에서, 본 발명은 하기의 도면과 함께 예시를 드는 방식으로 설명된다. 상세한 설명의 도면과 함께 본 발명의 바람직한 구체예를 설명하기 위한 것으로 본 발명의 원리 및 개념을 가장 유용하고 용이하게 이해할 수 있다고 생각되는 것을 제공하기 위해서이다. 이와 관련하여, 본 발명 중 일부는 실시예에 의해 어떻게 구체화될 수 있는지를 당업자들이 분명히 이해하도록 도면과 함께 설명을 제공하지만, 본 발명은 기본적인 이해에 필요한 것 이상으로 더 상세한 설명을 제공하지는 않는다.
도면:
도1은 본 발명의 조성물을 준비하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도2는 도1에서 설명된 방법 중 단계 6을 좀더 상세히 설명한다.
[바람직한 구체예의 상세한 설명]
바람직한 실시예들의 설명
본 발명은 유아용 유동식, 기능성 식품 및 기타 섭취 가능한 조성물에 기본적으로 사용될 수 있는 병아리콩 조성물에 관한 것이다..
본 발명의 원리 및 방식은 도면 및 첨부 설명으로 더 잘 이해될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 구체예를 자세히 설명하기에 앞서서, 본 발명은 아래에서 설명되는 세부설명 또는 실시예에 의해서 한정되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 구체예 또는 실시예 또는 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또한 본 명세서에서 사용되는 표현 및 용어는 설명을 위한 목적으로, 이로 한정하는 것이 않음을 이해해야 할 것이다.
병아리콩 조성물은 예를 들면, 높은 영양학적 가치, 낮은 알레르기 가능성 및 낮은 식물성 에스트로겐 함량으로 인하여 유아용 유동식으로 사용하기에 적합하다.
그러나, 유아용 유동식과 같은 섭취 가능한 조성물로 병아리콩 조성물을 사용하기 위해서는 철과 올리고당을 킬레이트할 수 있는 피트산, 소화가 잘 안되고 가스를 형성하는 라피노스(raffinose) 및 스타키오스(stachyose)와 같은 비-영양적 성분이 제거되어야 한다.
종래의 기술은 병아리콩 조성물에서 비-영양적 성분을 제거하기 위한 몇가지 방법을 설명하지만, 이러한 방법으로 인해 영양적 성분(예를 들면, 단백질, 녹말)은 제거되는 탄수화물 성분에 부착되어 소실될 수 있다.
상기에서 설명된 방법에 의한 본 발명의 산물을 분석한 결과, 본 발명을 사용하는 병아리콩 처리과정 동안에 실질적인 단백질 손실이 없는 것으로 나타났다(출발물질은 ~25%(w/w)의 단백질을 포함하였으며, 처리처리 말미에서 22%의 단백질이 획득되었다.).
종래기술의 한계를 극복하기 위해서, 본 발명은 새로운 병아리콩 처리 방법을 개발했다. 유아용 유동식 및 다른 섭취 가능한 조성물에서 사용하는데 최적화된 병아리콩 조성물의 생산에 사용할 수 있는 새로운 병아리콩 처리 방법을 개발했다. 실시예에서 명확하게 설명되어 있듯이. 이러한 병아리콩 처리 방법은 비-영양적 성분을 줄이고 영양적으로 중요한 단백질 및 탄수화물 성분뿐만 아니라 비타민, 미네랄 및 다른 가용성 성분은 유지한다. 게다가. 본 발명의 처리 방법은 액체-기반 조성물의 사용을 크게 촉진시켜 수용성 형태로 이런 성분을 제공한다. (예를 들면, 유아용 유동식)
본 발명의 이러한 측면에서 영양학적 성분이 풍부한 수용성 병아리콩 분획을 생산하는 방법이 제공된다.
본 발명에서 사용되는 병아리콩(벵갈그람, Cicer arietinum)은 가르반조콩(garbanzo bean), 인도콩, 세시콩(ceci bean), 벵갈녹두(bengal gram), 샤나(Chana), 카부리 샤나(Kabuli chana)(더 큰 종류만), 하브하라(Harbharaa), 콘다 카다라이(konda kadalai), 카델 카루(kadale kaalu), 사나가 파푸(sanaga pappu), 심브라(shimbra), 또는 카다라(Kadala) 등으로 다양하며, 스페인-카부리(Spanish-Kabuli) 3279 카부리(Kabuli), 데시(Desi) 1408S5, 데시(Desi) 8631, 하다스-카부리(Hadas-Kabuli), 데시(Desi) 8575, 라즈(Raz), 바딧(Vardit), 바(Bar) 또는 야덴(Yarden)이 바람직하다.
본 발명의 처리 방법은 다음 지침을 고려하면서 개발되었다.
(i) 처리 동안에 단백질, 지방, 녹말, 미네랄 및 비타민의 손실을 최소화하고 이러한 성분이 풍부한 병아리콩 가용성 분획물을 생성;
(ii) 영약적 가치(예, 섬유질)가 없는 불용성 성분을 제거;
(iii) 항-영양성이고 유해 가능성이 있는 성분(예를 들면, 피트산, 올리고당)을 제거 또는 감소;
(iv) 적어도 60 %의 용해도를 확보;
(v) 출발물질과 비교할 때 적어도 90 %의 단백질 함량을 얻음(예, 최종 단백질 함량은 20중량%이상인 반면, 병아리콩 씨앗은 약 20~25 중량%의 단백질을 포함하고 있다)
이러한 지침은 아기 유동식, 시리얼과 같은 고급음식 식품에 사용하기 적합한 건식 조성물을 얻기 위한 하나일 수 있다.
다음은 본 발명의 주요 조성물 제조하기 위한 하나의 적절한 방법을 설명한다. 또한 이 방법은 도1및 2에서 설명하였다.
통곡의 병아리콩은 껍질을 제거하기 위하여 처리되는데, 그 예로는, 실내온도에서 최대 24 시간 동안(단계1, 도1) 수산화나트륨 및 NaHCO3(각각 0.00~0.35%와 0.00~0.75%의 농도에서)를 포함한 물에 병아리콩을 담그는 방법이 있다.
수산화나트륨(병아리콩 건조물(w/w) 당0.05~0.30%의 농도)및 시스테인(병아리콩 건조물의 0.01~0.08%)은 단백질 용해도를 증가시키기 위해서 어느 단계에서도 추가될 수 있다.
그런 후, 병아리콩을 냉동(최대 5 시간까지, -20 ℃)하고 실온에서 해동한다(단계 2-3). 이러한 절차는 단백질 용해도를 개선하고 조성물의 알레르기 가능성을 줄인다.
그런 후, 병아리콩 껍질을 벗기고 마르거나 젖게 미립자 병아리콩 조성물을 가공한다(단계 5, 도 1).
그런 후, 단백질을 용해시키기 위해서 병아리콩 조성물을 물에 담그고, 가열하고 효소 처리한다(단계 6, 도 1). 도 1의 단계 6은 도 2에 더욱 상세히 설명한다.
도 2와 관련하여, 도 1의 단계 5에서 얻은 병아리콩 조성물은 녹말과 단백질을 변성하기 위해서 2~20 분 동안 80~100 ℃에서 가열한다(단계 a, 도 2).
그런 후, 전분을 분해하기 위해서 현탁액을 60~80 ℃에서 식히고(단계 b, 도 2) 지속적으로 혼합하면서 최대 5 분 동안 효소 처리 한다(단계 c, 도 2).
전분 분해 후, 현탁액을 40~60 ℃로 식히고(단계d, 도2), 피틴산을 분해하기 위하여 피타아제(Phytase)를 2 시간 이하 동안 첨가한다(단계 e, 도 2). 그런 후, 단백질 분해효소 혼합물을 20 시간 이하 동안 첨가한다(단계 g, 도2). 그런 후, 현탁액을 예를 들면 95~180 ℃ 온도에서 약 3 시간 동안 건조되도록 한다(단계 h, 도2). 건조는 다양한 건조 기술 예를 들면, 공기 건조, 공기 순환 건조, 통풍 건조, 분무 건조, 진공 건조, 폼-매트 건조 및 드램(dram) 드라이어 같은 필름 건조를 사용하여 수행될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
전분분해는 피틴산 및 단백질의 방출을 용이하게 하기 때문에, 최적의 결과를 얻기 위해서 아밀라제, 피타아제 및 단백질 분해효소단백질 분해효소를 연속적으로 첨가하는 것이 필요하다. 그러나, 이 과정을 단순화하고 분해능을 강화하기 위해, 이 단백질 분해효소와 선택적으로, 피타아제는 아밀라제와 함께 조성물에 첨가될 수 있다. 이러한 경우, 이들 효소는 분해 및 가능성 있는 억제제로부터 보호하는 운반체에 의해 캡슐화되는 것이 바람직하며, 이들의 기질의 정도가 제한 반응(reaction limiting)이 아닐 때 타임릴리스(timed release)가 가능하다.
캐리어는 캡슐화된 효소를 방출하는 아밀라제에 의해 분해될 수 있다. 단백질 분해효소 및 피타아제의 타임릴리스에 사용될 수 있는 아밀라제 분해성 캐리어는 가교전분(cross-linked starch)를 포함할 수 있다. (미국 특허 6607748 참조)
아밀라제가 지속적으로 활성화되어 있는 동안 상기 조성물에 포함된 단백질 분해효소는 일부 잔여 아밀라제 억제제를 감소시키며, 단백질/폴리펩티드는 여전히 조성물 내에 존재한다.
도 1과 관련하여, 효소 분해 후에, 혼합물은 효소가 비활성화되도록 처리하고(단계 7, 도 1), 불용성 섬유질 요소는 원심분리하거나 정제하고, 조성물은 수분함량이 10%이하가 되도록 건조(스팀사용, 분무건조, 드럼건조, 또는 동결건조)하고, 체로 걸러서 대용량으로 포장할 수 있다(단계 8-10).
그런 후, 결과 조성물(젖거나 건조된 분획)은 아래에서 설명되는 것처럼 유아용 유동식, 기능성 식품 또는 약학적 조성물의 기초로 사용될 수 있다.
본 발명의 용해성 조성물의 주된 이점 중 하나는 기존의 병아리콩 조성물과 비교하여 단백질 소화율에서 탁월한 향상이 있는 것이다. 본 발명의 구성성분은 일반적으로 20%의 단백질 용해도를 제공하는 기존의 조성물보다 상당히 탁월한 60% 단백질 용해도를 제공한다. 게다가, 하기의 실시예에 기술된 대로, 본 발명의 조성물의 단백질분획은 종래의 기술을 통해 얻어지는 병아리콩 단백질 분획과 비교하여, 전형적인 SDS-PAGE 겔 전기영동(SDS-PAGE gel electrophoresis) 분리패턴을 보여준다.
따라서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 상기 병아리콩 조성물은 영양실조로 고통 받는 사람들에게 영양을 제공할 뿐만 아니라, 노약자, 환자, 유아 등과 같은 사람들에게 영양을 제공하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 용해성 조성물에서 사용하기 위하여, 병아리콩을 처리하기 위한 새로운 처리방법을 제공한다. 아래의 실시예에서 설명하는 것처럼, 본 발명에 따른 방법의 균질화의 독특한 조합의 사용, 효소 처리 및 분리로 인하여 영양성 구성요소를 75% 이상 및 비영양성 구성요소(예: 섬유질)가 20% 이내를 포함하는 용해성 병아리콩 분획을 획득한다.
본 발명의 다른 측면으로, 영양성 구성요소가 75% 이상이고 비영양성 구성요소를 20% 이내로 함유하고 있는 용해성 병아리콩 분획을 포함하는 물질의 조성물을 제공한다.
본 발명의 조성물은 섭취 가능한 조성물, 예를 들어 유아용 유동식, 기능성 식품 또는 약학적 조성물을 생산하는데 사용될 수 있다. 그러한 본 발명의 용해성 병아리콩 분획은 액체 형태(물에 용해) 또는 건조가루(분쇄에 의해 더욱 정제될 수 있음)로서 사용될 수 있다. 아래에서 본 발명의 조성물의 세가지 바람직한 용도가 설명된다.
본 명세서에서 사용되는 '약'은 ± 10 %를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 목적, 이점, 및 새로운 특징은 후술되는 실시예를 통하여 당업자에게 명확하게 될 것이고, 이로 한정되는 것을 의도하지는 않는다. 더욱이, 본 발명의 다양한 실시예, 앞서 언급한 본 발명의 특징 및 추후 언급되는 청구항은 아래의 실시예에 의하여 실험적으로 뒷받침된다.
[실시예]
이상 설명된 상세한 설명과 후술되는 실시예는 참고 내용으로 이에 한정되지 않는다.
실시예 1
가용성 고체의 양에 따른 기계, 열 및 화학적(시스테인, 수산화나트륨) 처리에 의한 세부적, 병용 효과의 측정
방법
(i) 10%의 통곡 병아리콩, 0.75 % 탄산수소나트륨, 0,25 % 수산화나트륨, 및 89 % 물에 20 시간 동안 담금
(ii) (선택적으로) 냉동 및 해동
(iii) 탈피
(iv) 습식 분쇄
(v) 가열 (100 ℃, 5 분, 고속의 전단속도)
(vi) 70 ℃로 식힘
(vii) 아밀라제 첨가 (반응시간: 2 시간, 고속의 전단속도)
(viii) 55 ℃로 식힘
(ix) 피타아제 첨가(반응시간: 30 분, 고속의 전단속도)
(x) 50 ℃ 로 식힘
(xi) 단백질 분해효소의 첨가- 반응시간: 16 시간. 이 단계에서, 수산화나트륨, 시스테인을 선택적으로 첨가하여 다른 처리로 분리되었다.
(xii) 액체 부분과 침전물로의 원심분리
(xiii) 액체 부분의 동결건조
[결과]
처리 효과는 다음과 같은 계산되는 용해된 건물량(dry matter(DM))의 백분율로써 측정된다:
% solubilized DM = DM liquid part X 100 / (DM liquid part + DM sediment)
용해된 DM의 % = DM 액체부분량 X 100/ (DM 액체부분량 + DM 침전물)
표1은 결과를 요약한 것이다.
[표 1]
1 수조에서 교반
2 회전자-고정자 균질기(Rotor-stator-homogenizer)
[결론]
수산화나트륨, 시스테인 및 균질화는 가용성 DM의 퍼센트를 높이고, 동결은 용해되는 DM의 %를 높이는 효과를 가진다. 0.08%의 시스테인은 과도하고, 최종산물은 불쾌한 냄새가 난다.
이러한 결과를 기초로 하여, 최종 산물은 기본적인 처리 방법 및 아래의 구체적인 방법을 사용하여 알러지성을 시험하였다:
동결/해동
고속의 전단속도(Becomix)
0.08% 수산화나트륨
0.04% 시스테인.
좀 더 정확하게 하기 위하여, 각각의 구체예에서 설명된 본 발명의 몇몇 특징들은 하나의 구체예로 조합하여 사용될 수도 있다. 반대로, 단순하게 하기 위하여, 하나의 구체예에서 설명된 본 발명의 다양한 특징은 적절하게 하위 조합하여 분리되어 제공될 수도 있다.
본 발명은 특정한 실시예로 기재되어 있지만, 본 발명의 다양한 대안, 수정 및 변경은 당업자에게 자명한 것이다. 따라서 첨부된 청구항의 핵심 및 방대한 개념에 포함되는 모든 대안, 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 포함되는 것을 의도하였다. 본 명세서에서 언급된 모든 공개문헌, 특허 및 특허출원의 전체내용은 참조로 본 발명에 포함되고, 각각의 공개문헌, 특허 또는 특허출원이 참조에 의해 명확하고 개별적으로 본 발명에 포함된다. 또한, 본 명세서의 모든 인용문헌 및 참조문헌의 기재는 본 발명이 종래의 기술에 의해 이용 가능한 발명임을 의도한 것이 아니다.
도면:
도1은 본 발명의 조성물을 준비하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도2는 도1에서 설명된 방법 중 단계 6을 좀더 상세히 설명한다.
[바람직한 구체예의 상세한 설명]
바람직한 실시예들의 설명
본 발명은 유아용 유동식, 기능성 식품 및 기타 섭취 가능한 조성물에 기본적으로 사용될 수 있는 병아리콩 조성물에 관한 것이다..
본 발명의 원리 및 방식은 도면 및 첨부 설명으로 더 잘 이해될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 구체예를 자세히 설명하기에 앞서서, 본 발명은 아래에서 설명되는 세부설명 또는 실시예에 의해서 한정되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 구체예 또는 실시예 또는 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또한 본 명세서에서 사용되는 표현 및 용어는 설명을 위한 목적으로, 이로 한정하는 것이 않음을 이해해야 할 것이다.
병아리콩 조성물은 예를 들면, 높은 영양학적 가치, 낮은 알레르기 가능성 및 낮은 식물성 에스트로겐 함량으로 인하여 유아용 유동식으로 사용하기에 적합하다.
그러나, 유아용 유동식과 같은 섭취 가능한 조성물로 병아리콩 조성물을 사용하기 위해서는 철과 올리고당을 킬레이트할 수 있는 피트산, 소화가 잘 안되고 가스를 형성하는 라피노스(raffinose) 및 스타키오스(stachyose)와 같은 비-영양적 성분이 제거되어야 한다.
종래의 기술은 병아리콩 조성물에서 비-영양적 성분을 제거하기 위한 몇가지 방법을 설명하지만, 이러한 방법으로 인해 영양적 성분(예를 들면, 단백질, 녹말)은 제거되는 탄수화물 성분에 부착되어 소실될 수 있다.
상기에서 설명된 방법에 의한 본 발명의 산물을 분석한 결과, 본 발명을 사용하는 병아리콩 처리과정 동안에 실질적인 단백질 손실이 없는 것으로 나타났다(출발물질은 ~25%(w/w)의 단백질을 포함하였으며, 처리처리 말미에서 22%의 단백질이 획득되었다.).
종래기술의 한계를 극복하기 위해서, 본 발명은 새로운 병아리콩 처리 방법을 개발했다. 유아용 유동식 및 다른 섭취 가능한 조성물에서 사용하는데 최적화된 병아리콩 조성물의 생산에 사용할 수 있는 새로운 병아리콩 처리 방법을 개발했다. 실시예에서 명확하게 설명되어 있듯이. 이러한 병아리콩 처리 방법은 비-영양적 성분을 줄이고 영양적으로 중요한 단백질 및 탄수화물 성분뿐만 아니라 비타민, 미네랄 및 다른 가용성 성분은 유지한다. 게다가. 본 발명의 처리 방법은 액체-기반 조성물의 사용을 크게 촉진시켜 수용성 형태로 이런 성분을 제공한다. (예를 들면, 유아용 유동식)
본 발명의 이러한 측면에서 영양학적 성분이 풍부한 수용성 병아리콩 분획을 생산하는 방법이 제공된다.
본 발명에서 사용되는 병아리콩(벵갈그람, Cicer arietinum)은 가르반조콩(garbanzo bean), 인도콩, 세시콩(ceci bean), 벵갈녹두(bengal gram), 샤나(Chana), 카부리 샤나(Kabuli chana)(더 큰 종류만), 하브하라(Harbharaa), 콘다 카다라이(konda kadalai), 카델 카루(kadale kaalu), 사나가 파푸(sanaga pappu), 심브라(shimbra), 또는 카다라(Kadala) 등으로 다양하며, 스페인-카부리(Spanish-Kabuli) 3279 카부리(Kabuli), 데시(Desi) 1408S5, 데시(Desi) 8631, 하다스-카부리(Hadas-Kabuli), 데시(Desi) 8575, 라즈(Raz), 바딧(Vardit), 바(Bar) 또는 야덴(Yarden)이 바람직하다.
본 발명의 처리 방법은 다음 지침을 고려하면서 개발되었다.
(i) 처리 동안에 단백질, 지방, 녹말, 미네랄 및 비타민의 손실을 최소화하고 이러한 성분이 풍부한 병아리콩 가용성 분획물을 생성;
(ii) 영약적 가치(예, 섬유질)가 없는 불용성 성분을 제거;
(iii) 항-영양성이고 유해 가능성이 있는 성분(예를 들면, 피트산, 올리고당)을 제거 또는 감소;
(iv) 적어도 60 %의 용해도를 확보;
(v) 출발물질과 비교할 때 적어도 90 %의 단백질 함량을 얻음(예, 최종 단백질 함량은 20중량%이상인 반면, 병아리콩 씨앗은 약 20~25 중량%의 단백질을 포함하고 있다)
이러한 지침은 아기 유동식, 시리얼과 같은 고급음식 식품에 사용하기 적합한 건식 조성물을 얻기 위한 하나일 수 있다.
다음은 본 발명의 주요 조성물 제조하기 위한 하나의 적절한 방법을 설명한다. 또한 이 방법은 도1및 2에서 설명하였다.
통곡의 병아리콩은 껍질을 제거하기 위하여 처리되는데, 그 예로는, 실내온도에서 최대 24 시간 동안(단계1, 도1) 수산화나트륨 및 NaHCO3(각각 0.00~0.35%와 0.00~0.75%의 농도에서)를 포함한 물에 병아리콩을 담그는 방법이 있다.
수산화나트륨(병아리콩 건조물(w/w) 당0.05~0.30%의 농도)및 시스테인(병아리콩 건조물의 0.01~0.08%)은 단백질 용해도를 증가시키기 위해서 어느 단계에서도 추가될 수 있다.
그런 후, 병아리콩을 냉동(최대 5 시간까지, -20 ℃)하고 실온에서 해동한다(단계 2-3). 이러한 절차는 단백질 용해도를 개선하고 조성물의 알레르기 가능성을 줄인다.
그런 후, 병아리콩 껍질을 벗기고 마르거나 젖게 미립자 병아리콩 조성물을 가공한다(단계 5, 도 1).
그런 후, 단백질을 용해시키기 위해서 병아리콩 조성물을 물에 담그고, 가열하고 효소 처리한다(단계 6, 도 1). 도 1의 단계 6은 도 2에 더욱 상세히 설명한다.
도 2와 관련하여, 도 1의 단계 5에서 얻은 병아리콩 조성물은 녹말과 단백질을 변성하기 위해서 2~20 분 동안 80~100 ℃에서 가열한다(단계 a, 도 2).
그런 후, 전분을 분해하기 위해서 현탁액을 60~80 ℃에서 식히고(단계 b, 도 2) 지속적으로 혼합하면서 최대 5 분 동안 효소 처리 한다(단계 c, 도 2).
전분 분해 후, 현탁액을 40~60 ℃로 식히고(단계d, 도2), 피틴산을 분해하기 위하여 피타아제(Phytase)를 2 시간 이하 동안 첨가한다(단계 e, 도 2). 그런 후, 단백질 분해효소 혼합물을 20 시간 이하 동안 첨가한다(단계 g, 도2). 그런 후, 현탁액을 예를 들면 95~180 ℃ 온도에서 약 3 시간 동안 건조되도록 한다(단계 h, 도2). 건조는 다양한 건조 기술 예를 들면, 공기 건조, 공기 순환 건조, 통풍 건조, 분무 건조, 진공 건조, 폼-매트 건조 및 드램(dram) 드라이어 같은 필름 건조를 사용하여 수행될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
전분분해는 피틴산 및 단백질의 방출을 용이하게 하기 때문에, 최적의 결과를 얻기 위해서 아밀라제, 피타아제 및 단백질 분해효소단백질 분해효소를 연속적으로 첨가하는 것이 필요하다. 그러나, 이 과정을 단순화하고 분해능을 강화하기 위해, 이 단백질 분해효소와 선택적으로, 피타아제는 아밀라제와 함께 조성물에 첨가될 수 있다. 이러한 경우, 이들 효소는 분해 및 가능성 있는 억제제로부터 보호하는 운반체에 의해 캡슐화되는 것이 바람직하며, 이들의 기질의 정도가 제한 반응(reaction limiting)이 아닐 때 타임릴리스(timed release)가 가능하다.
캐리어는 캡슐화된 효소를 방출하는 아밀라제에 의해 분해될 수 있다. 단백질 분해효소 및 피타아제의 타임릴리스에 사용될 수 있는 아밀라제 분해성 캐리어는 가교전분(cross-linked starch)를 포함할 수 있다. (미국 특허 6607748 참조)
아밀라제가 지속적으로 활성화되어 있는 동안 상기 조성물에 포함된 단백질 분해효소는 일부 잔여 아밀라제 억제제를 감소시키며, 단백질/폴리펩티드는 여전히 조성물 내에 존재한다.
도 1과 관련하여, 효소 분해 후에, 혼합물은 효소가 비활성화되도록 처리하고(단계 7, 도 1), 불용성 섬유질 요소는 원심분리하거나 정제하고, 조성물은 수분함량이 10%이하가 되도록 건조(스팀사용, 분무건조, 드럼건조, 또는 동결건조)하고, 체로 걸러서 대용량으로 포장할 수 있다(단계 8-10).
그런 후, 결과 조성물(젖거나 건조된 분획)은 아래에서 설명되는 것처럼 유아용 유동식, 기능성 식품 또는 약학적 조성물의 기초로 사용될 수 있다.
본 발명의 용해성 조성물의 주된 이점 중 하나는 기존의 병아리콩 조성물과 비교하여 단백질 소화율에서 탁월한 향상이 있는 것이다. 본 발명의 구성성분은 일반적으로 20%의 단백질 용해도를 제공하는 기존의 조성물보다 상당히 탁월한 60% 단백질 용해도를 제공한다. 게다가, 하기의 실시예에 기술된 대로, 본 발명의 조성물의 단백질분획은 종래의 기술을 통해 얻어지는 병아리콩 단백질 분획과 비교하여, 전형적인 SDS-PAGE 겔 전기영동(SDS-PAGE gel electrophoresis) 분리패턴을 보여준다.
따라서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 상기 병아리콩 조성물은 영양실조로 고통 받는 사람들에게 영양을 제공할 뿐만 아니라, 노약자, 환자, 유아 등과 같은 사람들에게 영양을 제공하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 용해성 조성물에서 사용하기 위하여, 병아리콩을 처리하기 위한 새로운 처리방법을 제공한다. 아래의 실시예에서 설명하는 것처럼, 본 발명에 따른 방법의 균질화의 독특한 조합의 사용, 효소 처리 및 분리로 인하여 영양성 구성요소를 75% 이상 및 비영양성 구성요소(예: 섬유질)가 20% 이내를 포함하는 용해성 병아리콩 분획을 획득한다.
본 발명의 다른 측면으로, 영양성 구성요소가 75% 이상이고 비영양성 구성요소를 20% 이내로 함유하고 있는 용해성 병아리콩 분획을 포함하는 물질의 조성물을 제공한다.
본 발명의 조성물은 섭취 가능한 조성물, 예를 들어 유아용 유동식, 기능성 식품 또는 약학적 조성물을 생산하는데 사용될 수 있다. 그러한 본 발명의 용해성 병아리콩 분획은 액체 형태(물에 용해) 또는 건조가루(분쇄에 의해 더욱 정제될 수 있음)로서 사용될 수 있다. 아래에서 본 발명의 조성물의 세가지 바람직한 용도가 설명된다.
본 명세서에서 사용되는 '약'은 ± 10 %를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 목적, 이점, 및 새로운 특징은 후술되는 실시예를 통하여 당업자에게 명확하게 될 것이고, 이로 한정되는 것을 의도하지는 않는다. 더욱이, 본 발명의 다양한 실시예, 앞서 언급한 본 발명의 특징 및 추후 언급되는 청구항은 아래의 실시예에 의하여 실험적으로 뒷받침된다.
[실시예]
이상 설명된 상세한 설명과 후술되는 실시예는 참고 내용으로 이에 한정되지 않는다.
실시예 1
가용성 고체의 양에 따른 기계, 열 및 화학적(시스테인, 수산화나트륨) 처리에 의한 세부적, 병용 효과의 측정
방법
(i) 10%의 통곡 병아리콩, 0.75 % 탄산수소나트륨, 0,25 % 수산화나트륨, 및 89 % 물에 20 시간 동안 담금
(ii) (선택적으로) 냉동 및 해동
(iii) 탈피
(iv) 습식 분쇄
(v) 가열 (100 ℃, 5 분, 고속의 전단속도)
(vi) 70 ℃로 식힘
(vii) 아밀라제 첨가 (반응시간: 2 시간, 고속의 전단속도)
(viii) 55 ℃로 식힘
(ix) 피타아제 첨가(반응시간: 30 분, 고속의 전단속도)
(x) 50 ℃ 로 식힘
(xi) 단백질 분해효소의 첨가- 반응시간: 16 시간. 이 단계에서, 수산화나트륨, 시스테인을 선택적으로 첨가하여 다른 처리로 분리되었다.
(xii) 액체 부분과 침전물로의 원심분리
(xiii) 액체 부분의 동결건조
[결과]
처리 효과는 다음과 같은 계산되는 용해된 건물량(dry matter(DM))의 백분율로써 측정된다:
% solubilized DM = DM liquid part X 100 / (DM liquid part + DM sediment)
용해된 DM의 % = DM 액체부분량 X 100/ (DM 액체부분량 + DM 침전물)
표1은 결과를 요약한 것이다.
[표 1]
1 수조에서 교반
2 회전자-고정자 균질기(Rotor-stator-homogenizer)
[결론]
수산화나트륨, 시스테인 및 균질화는 가용성 DM의 퍼센트를 높이고, 동결은 용해되는 DM의 %를 높이는 효과를 가진다. 0.08%의 시스테인은 과도하고, 최종산물은 불쾌한 냄새가 난다.
이러한 결과를 기초로 하여, 최종 산물은 기본적인 처리 방법 및 아래의 구체적인 방법을 사용하여 알러지성을 시험하였다:
동결/해동
고속의 전단속도(Becomix)
0.08% 수산화나트륨
0.04% 시스테인.
좀 더 정확하게 하기 위하여, 각각의 구체예에서 설명된 본 발명의 몇몇 특징들은 하나의 구체예로 조합하여 사용될 수도 있다. 반대로, 단순하게 하기 위하여, 하나의 구체예에서 설명된 본 발명의 다양한 특징은 적절하게 하위 조합하여 분리되어 제공될 수도 있다.
본 발명은 특정한 실시예로 기재되어 있지만, 본 발명의 다양한 대안, 수정 및 변경은 당업자에게 자명한 것이다. 따라서 첨부된 청구항의 핵심 및 방대한 개념에 포함되는 모든 대안, 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 포함되는 것을 의도하였다. 본 명세서에서 언급된 모든 공개문헌, 특허 및 특허출원의 전체내용은 참조로 본 발명에 포함되고, 각각의 공개문헌, 특허 또는 특허출원이 참조에 의해 명확하고 개별적으로 본 발명에 포함된다. 또한, 본 명세서의 모든 인용문헌 및 참조문헌의 기재는 본 발명이 종래의 기술에 의해 이용 가능한 발명임을 의도한 것이 아니다.
Claims (8)
- (a) 병아리콩을 기계적으로 분쇄하여 병아리콩 현탁액을 제조하는 단계;
(b) 상기 병아리콩 현탁액을 단백질 분해효소, 아밀라아제, 피타아제 또는 이들의 혼합물로써 효소 처리하는 단계; 및
(c) 상기 병아리콩 현탁액으로부터 용해 성분을 분리하여 영양성분이 풍부한 병아리콩 조성물을 제조하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영양성분이 풍부한 병아리콩 조성물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 용해 성분을 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (b) 단계는 약 0.02 내지 0.06%의 시스테인을 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 현탁액에 존재하는 탄수화물 및 단백질 변성시키기 위하여 상기 현탁액을 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어는 한 항에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 현탁액을 혼합하는 동안 피트산을 분해하기 위하여 상기 현탁액을 상기 피타아제와 함께 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제1항 내지 제5항의 어느 한 방법에 따라 제조된 용해 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제6항에 있어서, 상기 조성물은 유아용 유동식 조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
- 제7항의 유아용 유동식 조성물을 유아에게 먹이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유아의 이유식 방법.
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