KR20140030354A - 유청 단백질 가수분해물을 포함하는 기능성 건강음료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유청을 활용한 기능성 건강음료에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, ACE(angiotensin coverting enzyme) 활성을 저해하는 효과가 있는 유청 단백질 가수분해물을 포함하는 기능성 건강음료를 제공함으로써, 고혈압 등과 같은 ACE(angiotensin coverting enzyme)와 관련된 질환의 개선 및 예방할 수 있는 효과가 있고, 기능성 건강음료의 다양화 및 고급화에 활용할 수 있어 고부가가치의 기능성 건강음료를 공급할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, ACE(angiotensin coverting enzyme) 활성을 저해하는 효과가 있는 유청 단백질 가수분해물을 포함하는 기능성 건강음료를 제공함으로써, 고혈압 등과 같은 ACE(angiotensin coverting enzyme)와 관련된 질환의 개선 및 예방할 수 있는 효과가 있고, 기능성 건강음료의 다양화 및 고급화에 활용할 수 있어 고부가가치의 기능성 건강음료를 공급할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 유청 단백질 가수분해물을 포함하는 기능성 건강음료에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유청 단백질 농출물을 트립신(trypsin) 효소로 처리하여 얻은 유청 단백질 가수분해물을 포함하여 ACE(angiotensin coverting enzyme) 활성을 저해하는 효과를 가지는 기능성 건강음료에 관한 것이다.
유청은 우유로부터 치즈의 제조 시에 형성되는 커드를 수확하고 남는 액체를 지칭한다. 이러한 유청이 제대로 처리되지 못하는 경우 식품 자원의 손실과 환경 및 경제적 부담을 초래할 수 있다. 또한 현재 웰빙 추세와 함께 치즈의 소비가 증가하고 있고, 이와 더불어 농가형 치즈를 제조하려는 움직임도 활발하다. 이와 같이 치즈 생산이 증가하면서 유청은 공해 요인으로 크게 작용할 수도 있으나, 이를 이용하여 식품 등을 개발하면 다양한 산업에서 가치있는 소재로 이용될 수 있다.
실제로, 유청 단백질은 용해성, 점성, 보수성, 기포 생성, 유화 그리고 젤 생성 등을 포함하는 넓은 범위의 기능성을 제공한다. 또한, 유청 단백질 제품은 pH 변화에 안정되어 광범위한 pH 에서 용해성을 보유할 수 있다. 이와 같은 특성으로 인해 유청 단백질은 넓은 범위의 식품에서 응용되는 기능성 소재로 널리 개발될 수 있는 장점을 가진다. 또한, 유청 단백질의 가수분해는 영양적 특성과 조직을 개선시키고 품질 저하를 억제하며 조직을 개선시키는 효과가 있다. 구체적으로 천연 상태의 단백질은 그 기능성이 제한적이지만, 프로테아제(protease) 등에 의해 가수분해되어 얻어지는 생리활성 펩타이드는 영양학적 및 기능적 특성을 부가적으로 소지하게 됨으로써, 부가가치 높은 건강식품 및 의약품을 제조하는데 유용하게 사용할 수 있다. 이러한 유청 단백질에서 가수분해된 펩타이드는 다양한 세포화학적(cytochemical) 연구를 통하여 암세포의 증식을 억제하는데 관여할 수 있다는 것이 입증되어 있다. 또한, 프로바이오틱 유산균를 함유하는 가수분해된 유청단백질(WPC)은 각종 식품들에 첨가되어 칼슘 흡수를 촉진하고 성장을 유도하는 기능으로 아동과 노인을 비롯한 소비자에게 중요한 역할을 할 수 있다. 구체적으로 생리활성 펩타이드를 이용하는 식품을 개발하기 위하여, 유청 단백질에 필요한 효소들과 프로바이오틱 유산균을 첨가하여 ACE(Angiotensin Converting Enzyme) 저해효과를 나타내는 알파-락토핀(α-lactorphin)과 베타-락토핀 (β-lactorphin)을 생성하고, 또한 알파-락토알부민(α-lactalbumin)에서 유래하는 가수분해물인 펩타이드도 생산할 수 있다. 이외에도 베타-락토글로불린(β-lactoglobulin)에서 유래되는 가수분해 펩타이드도 역시 ACE 저해효과를 나타낸다. 특히 알파-락토알부민으로부터 유래한 알파-락토핀은 인체의 말초 혈액 임파구(peripheral blood lymphocytes, PBL)를 증식시켜 면역력을 강화시키는 작용을 가지므로, 이에 관한 많은 연구들이 이루어지고 있다. 이 때 가수분해된 펩타이드를 생성하기 위해서는 반응 조건이 최적화되고 적합한 기능성을 보유해야 한다.
한편, 유청을 이용한 기능성 식품에 관한 종래 기술로는 한국등록특허 제10-1055822호(유청단백질 및 구아검을 포함하는 육가공 제품의 제조방법), 한국등록특허 제10-1093170호(농축유청단백질을 첨가한 백설기의 제조방법), 한국공개특허 제10-2007-0034212호(유청단백질 가수분해물을 유효성분으로 함유한 면역강화 또는 항산화용 건강기능식품) 등이 있다.
본 발명자는 유청 단백질 가수분해물의 생리활성 효과를 확인하였고, 이러한 사실을 바탕으로 유청 단백질 가수분해물을 포함하는 기능성 음료를 제작하고, 그러한 유청 단백질 가수분해물을 포함하는 기능성 음료가 ACE(angiotensin coverting enzyme) 활성을 저해하는 효과를 실험을 통하여 확인하였을 뿐만 아니라, 이화학적 특성을 실험적으로 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
결국, 본 발명의 목적은 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 기능성 건강음료를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 ACE(angiotensin coverting enzyme) 활성을 저해하는 효과를 가지는 유청 단백질 가수분해물를 유효성분으로 포함하는 기능성 건강음료를 제공한다.
상기 유청 단백질 가수분해물의 최종 단백질 함량이 1.0% 이하 범위로 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 기능성 건강음료는 설탕, 구연산, 향료, 색소 및 프로바이오틱스 유산균을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기능성 건강음료는 유청 단백질 가수분해물 28.6중량%, 설탕 69.3중량%, 구연산 1.6중량%, 향료 0.2중량%, 색소 0.2중량%, 프로바이오틱스 유산균 0.1중량%인 것을 특징으로 한다.
상기 유청 단백질 가수분해물은 유청 단백질 농축액을 트립신(trypsin) 효소로 처리하여 얻은 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, ACE(angiotensin coverting enzyme) 활성을 저해하는 효과가 있는 유청 단백질 가수분해물을 포함하는 기능성 건강음료를 제공함으로써, 고혈압 등과 같은 ACE(angiotensin coverting enzyme)와 관련된 질환을 개선 및 예방할 수 있는 효과가 있고, 우유 부산물을 활용함으로써 부가가치를 상승시킬 뿐만 아니라, 기능성 건강음료의 다양화 및 고급화에 활용할 수 있어 고부가가치의 기능성 건강음료를 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 유청을 주된 소재로 하는 기능성 건강음료의 제조과정.
도 2 는 유청 단백질 농축물을 이용한 음료의 저장기간에 따른 유산균의 변화를 나타낸 그래프.
도 3 은 유청 단백질 농축물을 이용한 음료의 점도변화를 나타낸 그래프.
도 4 는 유청을 주된 소재로 이용한 기능성 건강음료의 저장기간에 따른 NPN의 변화를 나타낸 그래프.
도 5 는 ABT를 첨가한 기능성 음료들의 총균수 변화를 나타낸 그래프.
도 6 은 ABT를 첨가한 기능성 음료들의 저온성 세균수 변화를 나타낸 그래프.
도 7 은 ABT를 첨가한 기능성 음료들의 유산균의 변화를 나타낸 그래프.
도 8 은 NK34를 첨가한 기능성 음료들의 총균수 변화를 나타낸 그래프.
도 9 는 NK34를 첨가한 기능성 음료들의 저온성 세균수 변화를 나타낸 그래프.
도 10 은 NK34를 첨가한 기능성 음료들의 유산균의 변화를 나타낸 그래프.
도 2 는 유청 단백질 농축물을 이용한 음료의 저장기간에 따른 유산균의 변화를 나타낸 그래프.
도 3 은 유청 단백질 농축물을 이용한 음료의 점도변화를 나타낸 그래프.
도 4 는 유청을 주된 소재로 이용한 기능성 건강음료의 저장기간에 따른 NPN의 변화를 나타낸 그래프.
도 5 는 ABT를 첨가한 기능성 음료들의 총균수 변화를 나타낸 그래프.
도 6 은 ABT를 첨가한 기능성 음료들의 저온성 세균수 변화를 나타낸 그래프.
도 7 은 ABT를 첨가한 기능성 음료들의 유산균의 변화를 나타낸 그래프.
도 8 은 NK34를 첨가한 기능성 음료들의 총균수 변화를 나타낸 그래프.
도 9 는 NK34를 첨가한 기능성 음료들의 저온성 세균수 변화를 나타낸 그래프.
도 10 은 NK34를 첨가한 기능성 음료들의 유산균의 변화를 나타낸 그래프.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
한편, 이하에서 유청단백질(또는 농축유청단백질)은 'WPC'(whey protein concentrate), 유청단백질 가수분해물은 'HWPC'(hydrolysate whey protein concentrate)로 표시한다. 또한, 단백질 함량 35%인 유청단백질은 'WPC-35'로 표시한다.
또한, 하기 실시예에서의 유청 단백질 농축물과 유청에서 제조한 기능성 건강음료의 분석은 아래와 같이 진행하였다.
1) 수분, 총 고형분 (moisture & total solid), 회분(ash), 유당은 A.O.A.C(1990 1995) 방법에 따라 측정하였다.
2) 단백질(Crude protein) 측정은 A.O.A.C(1990) 방법에 따라 micro-Kjeldahl 방법으로 단백질함량을 산출하였다.
3) NPN(Non Protein Nitrogen) 은 NPN은 Lowry 등(1951)의 방법에 의해 측정하였다.
4) 지방(fat)의 측정은 Rose-Gottlieb 방법에 따라 실시했다.
5) 젖산(lactic acid)과 Ga;atose 함량은 Boehringer Mannheim 사의 호소적방법에 의해 실시했다.
6) Glucose 함량은 Glucose가 hexokinase 와 ATP에 의해 Glucose-6-p 를 거쳐서 Glucose-6-9 dehydrogenase 와 NAD 에 의해 gluconat-6-p 로 산화되는 효소반응에 의거하여 산출했다.
7) 적정산도(Titration Acidity test)는 중화적정법에 의해 산출하였다.
8) pH 측정은 pH meter(Mettler-Toledo GmbH 8603 Schwerzenbach Switzeland, Seven Easy, China)를 사용하여 측정하였다.
9) Bulk density 측정은 시료의 무게를 측정한 후 메스실린더에 무게를 측정한 시료를 넣고 측정했다.
10) 비중 측정은 비중은 비중계를 사용하여 표준방법에 의해 실시하였다.
11) 점도는 Ioanna 등의 방법에 따라 Brookfield Viscometer (LVDV-II+Brookfiled Eng Labs Inc.USA)로 측정하였다.
12) Angiotensin Converting Enzyme 저해효과 (ACE-inhibitory activity) 측정은 Cushman과 Cheung(1971)의 방법을 변형하여 다음과 같이 실시하였다.
13) 유산균수 측정은 Standard method(APHA, 1995)에 의해 Plate count agar with bromo cresol purple을 사용하였다.
14) 관능검사 (Sensory evaluation)는 풍미, 맛, 색도, 전체적인 기호도의 4항목을 평가하였으며, 10점 척도법(1:매우 나쁨, 10:매우 좋음)을 사용하였다.
15) 통계분석은 SAS program (Statistics Analytical System, USA, 1999)의 GLM(General Linear Model) procedure를 통하여 분석하였고, 처리구간의 평균간 비교는 다중범위 검정 (Duncan's multiple range test)을 통하여 유의성 검정(p<0.05)을 실시하였다.
실시예 1. 유청단백질 가수분해물을 주 원료로 사용한 기능성 건강음료의 생산에 필요한 소재의 배합비 결정
(1) 가수분해된 유청단백질의 생리활성 펩타이드 분석
유청단백질 가수분해물의 펩타이드 분석을 위해 Massspectrometer QStar(Applied Biosystem MDS SCIEX, Canada) 를 사용했다. 이온화된 시료의 분자는 기체상태로 전환되어 매분당 유속 2-200 microliter에서 분석되었다. 유청 단백질은 alcalase, pretease S, protease M, pepsin, trypsin을 이용하여 가수분해한 결과 3시간동안의 가수분해에서 protease S 와 pepsin 처리한 가수분해물에서 생리활성 페타이드가 분석되었다. 가수분해물의 펩타이드 분석 결과는 표 1에 나타내었다. Protease S 에서 β-Lactoglobulin이 생성한 LDAQSAPLR 이, trypsin에서 역시 β-Lactoglobulin이 생성한 22-25 fragment 인 LAMA(Leu-Ala-Met-Ala) 와 32-40fragment인 LDAQSAPLR(Leu-Asp-Ala-Gln-Ser-Ala-Pro-Leu-Arg)을 확인할 수 있었다. 이들 펩타이드의 ACE 저해효과는 문헌에 보고되었다( Mullally, 1997; Pihlanto-Leppaelae 등 2000).
| Sequence (fragments) | Protein | [M+H]+ | PP | m | Sample |
| WPC 35, Protease S | |||||
| AASDISL | -Lactoglobulin. | 676.3514 | 18.46 | 0.22 | M4.RAW |
| DALNENKVLVLDTDYKKYL | -Lactoglobulin. | 2254.1969 | 15.18 | 0.14 | M4.RAW |
| FNPTQLEEQ | -Lactoglobulin. | 1105.5175 | 32.39 | 1.25 | M4.RAW |
| FNPTQLEEQCHI | -Lactoglobulin. | 1458.6672 | 53.99 | -0.74 | M4.RAW |
| IAEKTKIPA | -Lactoglobulin. | 970.5894 | 52.39 | -3.92 | M4.RAW |
| IAEKTKIPAVFK | -Lactoglobulin. | 1344.8262 | 36.31 | 0.90 | M4.RAW |
| IDALNENKV | -Lactoglobulin. | 1015.5419 | 30.40 | 0.02 | M4.RAW |
| IDALNENKVL | -Lactoglobulin. | 1128.6285 | 19.07 | 2.21 | M4.RAW |
| IDALNENKVLVLDTDYKK | -Lactoglobulin. | 2091.1364 | 96.05 | 1.48 | M4.RAW |
| IDALNENKVLVLDTDYKKY | -Lactoglobulin. | 2254.1969 | 120.15 | 0.14 | M4.RAW |
| IIAEKTKIP | -Lactoglobulin. | 1012.6416 | 31.74 | 1.43 | M4.RAW |
| IIAEKTKIPA | -Lactoglobulin. | 1083.6767 | 55.18 | -0.55 | M4.RAW |
| IIAEKTKIPAV | -Lactoglobulin. | 1182.7482 | 44.34 | 2.13 | M4.RAW |
| IIAEKTKIPAVFK | -Lactoglobulin. | 1457.9106 | 50.73 | 1.01 | M4.RAW |
| IIAEKTKIPAVFKI | -Lactoglobulin. | 1570.9927 | 21.08 | -0.29 | M4.RAW |
| LDAQSAPLR | -Lactoglobulin. | 970.5328 | 41.53 | 1.12 | M4.RAW |
| LDAQSAPLRVY | -Lactoglobulin. | 1232.6657 | 87.27 | 1.85 | M4.RAW |
| LDAQSAPLRVYVEE | -Lactoglobulin. | 1589.8168 | 70.24 | -0.13 | M4.RAW |
| LDTDYKKY | -Lactoglobulin. | 1045.5209 | 45.80 | 0.81 | M4.RAW |
| LIVTQT | -Lactoglobulin. | 674.4086 | 19.47 | 0.43 | M4.RAW |
| LIVTQTMKG | -Lactoglobulin. | 990.5645 | 67.29 | -0.79 | M4.RAW |
| LKALPMH | -Lactoglobulin. | 809.4704 | 22.43 | 0.18 | M4.RAW |
| LKPTPEGDLE | -Lactoglobulin. | 1098.5689 | 70.36 | 1.00 | M4.RAW |
| LKPTPEGDLEIL | -Lactoglobulin. | 1324.7363 | 25.45 | 0.24 | M4.RAW |
| LKPTPEGDLEILL | -Lactoglobulin. | 1437.8206 | 24.76 | 0.42 | M4.RAW |
| LKPTPEGDLEILLQK | -Lactoglobulin. | 1693.9753 | 29.16 | 1.04 | M4.RAW |
| LKPTPEGDLEILLQKW | -Lactoglobulin. | 1880.0541 | 74.64 | 0.67 | M4.RAW |
| LLDAQSAPLRVYVEE | -Lactoglobulin. | 1702.9025 | 81.24 | 0.83 | M4.RAW |
| LNENKVLVLDTDYKKY | -Lactoglobulin. | 1955.0533 | 121.29 | 2.47 | M4.RAW |
| LSFNPTQLEEQCHI | -Lactoglobulin. | 1658.7854 | 56.87 | 0.67 | M4.RAW |
| LVLDTDYKKY | -Lactoglobulin. | 1257.6713 | 70.36 | -0.99 | M4.RAW |
| LVLDTDYKKYL | -Lactoglobulin. | 1370.7552 | 85.25 | -1.06 | M4.RAW |
| LVRTPEVDDEA | -Lactoglobulin. | 1243.6163 | 73.10 | -0.23 | M4.RAW |
| LVRTPEVDDEAL | -Lactoglobulin. | 1356.7061 | 23.86 | 4.05 | M4.RAW |
| LVRTPEVDDEALEK | -Lactoglobulin. | 1613.8409 | 130.02 | 1.66 | M4.RAW |
| SFNPTQLEEQ | -Lactoglobulin. | 1192.5503 | 49.87 | 1.84 | M4.RAW |
| SFNPTQLEEQCHI | -Lactoglobulin. | 1545.7021 | 50.75 | 1.17 | M4.RAW |
| SLAMAASDISLLDAQSAPLRVYVEELKPTPEGDLEILL | -Lactoglobulin. | 4068.1490 | 107.76 | 0.67 | M4.RAW |
| VEELKPTPEGDLEIL | -Lactoglobulin. | 1681.8898 | 56.13 | 0.16 | M4.RAW |
| VFKIDALNENKV | -Lactoglobulin. | 1389.7747 | 87.67 | 0.72 | M4.RAW |
| VLDTDYKKY | -Lactoglobulin. | 1144.5896 | 61.53 | 1.01 | M4.RAW |
| VLDTDYKKYL | -Lactoglobulin. | 1257.6727 | 32.80 | 0.07 | M4.RAW |
| VLVLDTDYKKY | -Lactoglobulin. | 1356.7391 | 54.98 | -1.42 | M4.RAW |
| VRTPEVDDEA | -Lactoglobulin. | 1130.5320 | 57.61 | -0.39 | M4.RAW |
| VRTPEVDDEALEK | -Lactoglobulin. | 1500.7568 | 72.48 | 1.77 | M4.RAW |
| VYVEELKPTPEGDLEIL | -Lactoglobulin. | 1944.0239 | 36.23 | 1.32 | M4.RAW |
| YVEELKPTPEGDLEILL | -Lactoglobulin. | 1958.0383 | 40.45 | 0.67 | M4.RAW |
| WPC 35, Trypsin | |||||
| ALKALPMH | -Lactoglobulin. | 880.5073 | 34.70 | -0.07 | M5.RAW |
| ALKALPMHIR | -Lactoglobulin. | 1149.6928 | 83.33 | 0.17 | M5.RAW |
| ALPMHIRLSFNPTQLEEQCHI | -Lactoglobulin. | 2477.2428 | 51.39 | -0.03 | M5.RAW |
| AMAASDISLLDAQSAPLR | -Lactoglobulin. | 1829.9439 | 68.67 | 0.66 | M5.RAW |
| DIQKVAGTWYSL | -Lactoglobulin. | 1380.7156 | 34.34 | -0.16 | M5.RAW |
| FNPTQLEEQCHI | -Lactoglobulin. | 1458.6687 | 75.42 | 0.35 | M5.RAW |
| GLDIQKVAGTWY | -Lactoglobulin. | 1350.7049 | 41.89 | -0.30 | M5.RAW |
| GLDIQKVAGTWYS | -Lactoglobulin. | 1437.7374 | 78.11 | 0.03 | M5.RAW |
| GLDIQKVAGTWYSL | -Lactoglobulin. | 1550.8207 | 50.71 | -0.42 | M5.RAW |
| GLDIQKVAGTWYSLA | -Lactoglobulin. | 1621.8599 | 55.14 | 0.87 | M5.RAW |
| GLDIQKVAGTWYSLAMAASDISLLDAQSAPLR | -Lactoglobulin. | 3361.7571 | 82.49 | 3.22 | M5.RAW |
| IDALNENKV | -Lactoglobulin. | 1015.5411 | 57.49 | -0.83 | M5.RAW |
| IIAEKTKIPA | -Lactoglobulin. | 1083.6769 | 88.18 | -0.33 | M5.RAW |
| IIAEKTKIPAV | -Lactoglobulin. | 1182.7452 | 71.87 | -0.45 | M5.RAW |
| IIAEKTKIPAVF | -Lactoglobulin. | 1329.8139 | 61.96 | -0.17 | M5.RAW |
| IIAEKTKIPAVFK | -Lactoglobulin. | 1457.9095 | 96.36 | 0.26 | M5.RAW |
| LAMA | -Lactoglobulin. | 1943.0259 | 62.54 | -0.42 | M5.RAW |
| LDAQSAPLR | -Lactoglobulin. | 970.5287 | 18.10 | -3.09 | M5.RAW |
| LIVTQT | -Lactoglobulin. | 674.4086 | 25.95 | 0.34 | M5.RAW |
| LIVTQTMK | -Lactoglobulin. | 933.5436 | 64.99 | -0.26 | M5.RAW |
| LIVTQTMKG | -Lactoglobulin. | 990.5645 | 79.06 | -0.79 | M5.RAW |
| LIVTQTMKGLDIQK | -Lactoglobulin. | 1587.9151 | 90.75 | 0.73 | M5.RAW |
| LIVTQTMKGLDIQKVAGTWY | -Lactoglobulin. | 2265.2309 | 45.73 | -0.17 | M5.RAW |
| LIVTQTMKGLDIQKVAGTWYS | -Lactoglobulin. | 2352.2635 | 109.54 | 0.08 | M5.RAW |
| LIVTQTMKGLDIQKVAGTWYSL | -Lactoglobulin. | 2465.3510 | 57.28 | 1.50 | M5.RAW |
| LKALPMH | -Lactoglobulin. | 809.4708 | 22.02 | 0.63 | M5.RAW |
| LKPTPEGDLEIL | -Lactoglobulin. | 1324.7364 | 19.67 | 0.34 | M5.RAW |
| LKPTPEGDLEILL | -Lactoglobulin. | 1437.8196 | 20.49 | -0.26 | M5.RAW |
| LSFNPTQLE | -Lactoglobulin. | 1048.5311 | 25.38 | 0.13 | M5.RAW |
| LSFNPTQLEE | -Lactoglobulin. | 1177.5745 | 20.69 | 0.74 | M5.RAW |
| LSFNPTQLEEQCHI | -Lactoglobulin. | 1658.7851 | 77.51 | 0.45 | M5.RAW |
| LVLDTDYKKY | -Lactoglobulin. | 1257.6749 | 51.37 | 1.82 | M5.RAW |
| LVRTPEVDDEA | -Lactoglobulin. | 1243.6167 | 67.53 | 0.17 | M5.RAW |
| LVRTPEVDDEALE | -Lactoglobulin. | 1485.7436 | 79.73 | 0.25 | M5.RAW |
| LVRTPEVDDEALEK | -Lactoglobulin. | 1613.8370 | 143.31 | -0.73 | M5.RAW |
| MKGLDIQK | -Lactoglobulin. | 932.5230 | 35.54 | -0.46 | M5.RAW |
| SFNPTQLEEQCHI | -Lactoglobulin. | 1545.7013 | 32.67 | 0.69 | M5.RAW |
| SLAMAASDISLLDAQSAPLR | -Lactoglobulin. | 2030.0591 | 70.12 | 0.17 | M5.RAW |
| SLAMAASDISLLDAQSAPLRVY | -Lactoglobulin. | 2292.1924 | 56.04 | 0.83 | M5.RAW |
| TKIPAVFK | -Lactoglobulin. | 903.5660 | 31.34 | -0.24 | M5.RAW |
| TPEVDDEALEKFDK | -Lactoglobulin. | 1635.7743 | 84.27 | -0.36 | M5.RAW |
| TPEVDDEALEKFDKALK | -Lactoglobulin. | 1947.9910 | 122.61 | -0.03 | M5.RAW |
| VAGTWYSLAMAASDISLLDAQSAPLR | -Lactoglobulin. | 2707.3736 | 65.97 | -0.93 | M5.RAW |
| VEELKPTPEGDLE | -Lactoglobulin. | 1455.7221 | 41.75 | 0.47 | M5.RAW |
| VEELKPTPEGDLEIL | -Lactoglobulin. | 1681.8901 | 39.20 | 0.30 | M5.RAW |
| VEELKPTPEGDLEILLQ | -Lactoglobulin. | 1923.0331 | 66.79 | 0.48 | M5.RAW |
| VEELKPTPEGDLEILLQK | -Lactoglobulin. | 2051.1251 | 50.18 | -1.01 | M5.RAW |
| VLDTDYKKY | -Lactoglobulin. | 1144.5884 | 67.88 | -0.06 | M5.RAW |
| VRTPEVDDEA | -Lactoglobulin. | 1130.5325 | 60.49 | 0.04 | M5.RAW |
| VRTPEVDDEALEK | -Lactoglobulin. | 1500.7542 | 70.41 | 0.06 | M5.RAW |
| VYVEELKPTPEGDLEILLQK | -Lactoglobulin. | 2313.2576 | 83.00 | -0.57 | M5.RAW |
| YVEELKPTPEGDLEIL | -Lactoglobulin. | 1844.9543 | 52.27 | 0.76 | M5.RAW |
| YVEELKPTPEGDLEILL | -Lactoglobulin. | 1958.0398 | 54.56 | 1.48 | M5.RAW |
(2) 유청단백질 트립신 가수분해물의 획득
WPC의 가수분해는 Abubakar 등(1998)의 방법을 응용하여 실행하였다. WPC를 증류수에 용해시켜 10% 용액으로 만들고 WPC에 함유된 단백질의 양과 트립신의 비율을 25:1(wt/wt)로 첨가하여 37℃shaking incubator(VS-8480S, Vision)에서 180RPM으로 shaking하면서 반응시간을 30분, 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간으로 나누어 가수분해하였다. 반응을 종결시키기 위해 95℃ water bath에서 10분간 가열처리 하여 효소를 불활성화 시킨 다음 실온으로 냉각시켰다. 3,000RPM 원심분리기(Combi-514R, Hanil)에서 30분간 원심분리 한 후 상등액만 취하여 완전히 냉동시켰다. 동결건조기(FDU-1200, EYELA)를 사용하여 건조 시킨 후 분말상태로 만들어 냉장보관 하였다.
(3) 기능성 건강음료의 생산에 필요한 배합비 결정
복합시스템에서 ACE(Angiotensin Coverting Enzyme) 저해효과 있는 펩타이드의 음료배합비를 결정하기 위해 가수분해하지 않은 WPC(유청단백질) 첨가한 시료와 구분했고 가수분해물을 첨가한 시료는 프로바이오틱스를 첨가한 시료와 첨가하지 않은 시료로 구분했다. WPC 첨가량은 배합비에서 음료를 제조했을 때 단백질 함량 1.0 %를 기준으로했다.
WPC 또는 HWPC를 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가하여 혼합한 배합비는 표 2 에 나타내었다. WPC-35를 첨가한 Placebo의 배합비(%)는 WPC, 설탕, 구연산, 향료, 색소는 각각 28.6, 69.4, 1.6, 0.2, 0.2로, 가수분해 된 WPC를 첨가한 Sample 1의 배합비(%)는 WPC-35를 첨가한 Placebo의 배합비와 동일하게 하였으며, WPC를 가수분해한 WPC로 첨가하였다. 가수분해 된 WPC와 설탕, 구연산, 향료, 색소에 활생균을 첨가한 Sample 2의 배합비(%)는 28.6, 69.3, 1.6, 0.2, 0.2, 0.1로 제조하였다.
실시예 2. 재조합된 건강음료의 화학적 조성
음료의 배합비 결정에는 다음 요소를 고려하였다.
(1) 음료의 당, 산도 비율에 따른 기호도 효과
음료에서 당과 산도의 비율은 소비자기호에 큰 영향을 끼치는 요소이다. 본원발명에서 개발된 음료에서 당 과 산도 비율은 43%로서 이보다 감소될수록 기호도는 저하되었다. 설탕의 일부를 액상과당으로 치환했을 때 기호도를 높일 수 있었다. 당도가 높아 질수록 소비자 선호도는 일반적으로 높아지는 경향을 나타내었으나 탄산음료와 비교하여 건강효과를 차별화시키기위해 당 함량을 일정수준으로 제한했다.
(2) 가수분해된 WPC로부터 제조한 음료의 침전물형성에 대한 안정제의 효과
단백질 함량을 0.50, 1.0, 1.5 및 2.0%로 변화시킨 가수분해된 WPC 음료에 유화안정제로 사용한 almax, 검류와 카르기난 혼합제제의 양을 달리하여 첨가하였다. 저장기간 동안 육안으로 관찰한 침전결과는 표 3에서 볼 수 있다. 단백질 함량이 0.5-2.0%로 증가했을 때 침전물은 뚜렷이 증가했다. 그러나 0.05-2.0의 안정제를 첨가했을 때 침전물을 형성하는 정도가 감소하였고 음료의 단백질함량이 0.05와 1.0%일 때는 침전물이 생기지 않았다. 단백질함량 1%와 안정제의 함량이 0.15%로 제조된 음료는 다른 배합과 비교하여 조직형성이 가장 양호한 결과를 나타냈다.
(3) WPC 가수분해불로부터 제조된 음료의 선호도에 대한 단백질 함량의 효과
18% 단백질함량인 WPC 가수분해물을 0.5, 1.0, 1.5, 2.0%의 단백질함량으로 재조합한 후 설탕, 구연산, 색소 그리고 향료의 요구량의 농도로 혼합하였다. 여러 종류의 단백질 함량에서 실험한 결과 1.0%단백질함량으로부터 제조된 음료는 높은 단백질함량(1.5, 2.0%)과 비교하여 선호도 면에서 더 나은 결과를 나타냈다. 단백질 함량이 1.0%이상으로 증가할 때 전체적 선호도와 관련된 스코어는 유의하게 감소하였다. 표 4에서 보듯이 0.5, 1.0, 1.5, 2.0% 단백질 함량으로 제조된 음료의 전체적 선호도에 대한 스코어는 7.79, 7.845, 7.805, 7.750으로 나타났다. 풍미와 감도 스코어 에서 감소정도는 유의하게 높았다. 1.0%와 1.5%의 단백질함량에서 풍미에 대한 스코어는 7.805, 7.735이고. 감도 스코어는 7.805와 7.735를 나타냈다.
한편, 좋은 풍미를 얻기위해 시럽을 첨가했을 때에는 하기 표 5에서 보는 바와 같이 열안정성은 감소했다. 원인은 시럽의 첨가로 인한 고형분증가 와 첨가한 시럽에 의한 pH 저하 때문일 것으로 사료된다. 이 현상은 저장기간이 증가함에 따라 뚜렷했다. 따라서 본연구에서는 설탕함량 69 %로 실시했다.
실시예 3. 유청을 주원료로 사용한 음료의 제조
유청단백질 가수분해물을 주 소재로 사용하여 개발한 음료에 이어 유청을 주 원료로 사용한 음료를 개발했다. 산성유청은 감성유청에 비해 저장성이 길고 청량감을 주는데 적합한 산성의 미각소지하므로 음료제조에 산성유청을 사용했다. 감성유청은 유청단백질 같은 각개성분의 분리획득에 적합한 것으로 보고되었다.( Koskowski 1977). 본원발명에서 유청음료의 제조는 커티지치즈제조시 얻은 유청을 사용했다. 유청을 주된 소재로 하는 기능성 건강음료의 제조과정은 도 1에 도시한 바와 같고, 배합비는 하기 표 6에 나타내었다.
유청은 10분간 70℃에서 열처리하고, 8000 RPM에서 10분간 원심분리 하였다. 여과후 40℃ 배양온도로 조정한 뒤 여액을 채취하여 lactase를(Ch Hansen,Denmark)) 여액의 1.5% 첨가하여 3시간 동안 배양한 후에 WPC-35 가수분해물을 1% 첨가하여 교반하고, 프로바이오틱스 유산균 NK-34 0.5%를 첨가하여 pH 4.3까지 배양하였다. 배양시간은 3 시간 이었다. 배양 후, 시트르산으로 pH 4.0으로 조정하고, 6000 RPM에서 10분간 원심분리 한 후에 그 여액에 감미료 2%를 첨가하고 충전하였다.
실시예 4. 유청 단백질 농축물을 이용한 음료의 이화학적 성질
(1) 수분 및 고형분(moisture & total solid)의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 4℃ 냉장온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 10% 용액으로 각각 물에 희석하여 총 고형분을 측정한 값을 하기 표 7에 나타내었다.
6주간 시간이 지남에 따라 나타난 총 고형분함량은 Placebo는 냉장온도 저장 시 10.34에서 9.945%까지 감소하였고, 실온 저장 시 10.35에서 9.945%까지 감소하였다. Sample 1은 냉장온도 저장 시 10.50에서 9.93%까지 감소하였고, 실온 저장 시 10.505에서 9.945%까지 감소하는 경향을 보였다. Sample 2는 냉장온도 저장 시 10.436에서 10.109%까지 감소하였으며, 실온 저장 시 10.436에서 10.109%로 감소했다.
(2) 회분(ash)의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 4℃ 냉장온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 10% 용액으로 각각 물에 희석하여 회분을 측정한 값을 표 8에 나타내었다. 냉장 및 실내온도 저장 시 모두 회분 함량에 유의적 차이가 나타나지 않았다.
(3) 유당(lactose)의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 4℃ 냉장온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 유당 함량을 측정한 값을 표 9에 나타내었다.
유당의 함량은 placebo와 sample 1에서 저장 기간 동안 약간 감소하였고Sample 2에서는 6주의 저장 기간 동안 큰 폭으로 감소했다. 냉장온도에서는 5.045에서 6주후에 1.855%까지 감소했고 실온에서는 5.05%에서 1.635%까지 감소했다.
(4) 지방(fat)의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 4℃ 냉장온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 10% 용액으로 각각 물에 희석하여 지방 함량을 측정한 값을 표 10 에 나타내었다. 지방 함량은 모든 시료에서 냉장 및 실온저장 시 대체적으로 큰 차이를 보이지 않았다.
(5) 적정산도(titration acidity test)의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 4℃ 냉장온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 10% 용액으로 각각 물에 희석하여 적정산도를 측정한 값을 표 11 에 나타내었다.
적정산도는 냉장 저장 시 Placebo는 0.223, 0.225, 0.225, 0.245의 비슷한 값으로 유의적 차이를 보이지 않았으며, 실온 저장 시 0.222, 0.225, 0.225, 0.245로 약간 상승하는 값을 나타냈다. Sample 1은 냉장 저장 시 초기에 0.25에서 6주 저장후 0.255로 변화하며 유의적 차이를 보이지 않았으며, 실온 저장 시 0.24, 0.255, 0.275, 0.285로 저장 시간이 지남에 따라 증가하는 경향을 보였다. Sample 2는 냉장 저장 시 0.275에서 6주 저장후 0.275로 비슷한 값을 나타내었고, 실온 저장 시 0.285에서 0.295로 저장 시간이 지남에 따라 증가하는 경향을 보였다.
(6) pH의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 4℃ 냉장온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 10% 용액으로 각각 물에 희석하여 pH를 측정한 값을 표 12 에 나타내었다. 6주 동안 기간이 지남에 따라 Placebo의 결과 값은 냉장 저장 시 4.025에서 3.985까지 감소하였고, 실온 저장 시 4.025에서 3.925까지 감소하였다. Sample 1의 냉장 저장 시 4.135에서 4.055까지 감소하였고, 실온 저장 시 4.040에서 4.090까지 감소하는 값을 나타내었다. Sample 2 또한 냉장 저장 시 4.155에서 4.01까지 감소하였고, 실온 저장 시 4.155에서 4.066까지 감소하는 값을 나타내었다.
Sample 1보다 프로바이오틱스를을 첨가한 Sample 2에서 가장 큰 폭으로 감소한 것으로 보아 첨가된 프로바이오틱스가 pH를 감소시키는 영향을 끼친 것으로 사료된다. Renata(1999)의 유청단백질로 배합한 음료를 4℃ 에서 시간이 지남에 따라 측정한 경우 pH는 서서히 감소하는 값과 비슷한 결과는 나타내었다.
(7) 부피밀도(bulk density)의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 4℃ 냉장온도와 실온에서 0~6주 동안 보관한 후 10% 용액으로 각각 물에 희석하여 bulk density를 측정한 값을 표 13 에 나타내었다.
6주 동안 기간이 지남에 따라 Placebo의 bulk density의 값은 냉장 저장 시 1.034, 1.032, 1.033, 1.032를 나타내었고, 실온 저장 시 1.034, 1.033, 1.032. 1.032의 각각 비슷한 값을 나타내었다. Sample 1의 냉장 저장 시 값은 1.018, 1.017, 1.017, 1.017를 나타내었고, 실온 저장 시 값은 1.017, 1.017, 1.016, 1.016의 각각 비슷한 값을 나타내었다. Sample 2의 냉장 저장 시 값은 1.015, 1.011, 1.012, 1.011를 나타내었고, 실온 저장 시 값은 1.010, 1.011, 1.011, 1.012의 각각 비슷한 값을 나타내었다.
대체적으로 bulk density의 값에 유의적 차이를 보이지 않았다. Placebo의 값이 Sample 1과 Sample 2보다 높은 값을 나타낸 것은 WPC 가수 분해 후 동결 건조 시 부피가 증가했기 때문인 것으로 사료된다. 재조합된 WPC 음료는 냉장 저장과 실온 저장에 관계없이 저장기간이 지남에 따라 bulk density의 값은 거의 변화가 없는 결과를 나타내었다. 재조합한 WPC 음료는 온도와 기간이 부피에 영향을 주지 않는 것으로 사료된다.
(8) 비중의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 4℃ 냉장온도와 실온에서 0~6주 동안 보관한 후 10% 용액으로 각각 물에 희석하여 비중을 측정한 값을 표 14 에 나타내었다.
6주 동안 기간이 지남에 따라 Placebo의 냉장 저장 시 비중의 값은 각각 1.039, 1.038, 1.038, 1.038을 나타내었고, 실온 저장 시 1.039, 1.039, 1.038, 1.038의 비슷한 값을 나타내었다. Sample 1의 냉장 저장 시 값은 각각 1.039, 1.040, 1.039, 1.038을 나타내었고, 실온 저장 시 1.038, 1.039, 1.038, 1.038의 비슷한 값을 나타내었다. Sample 2의 냉장 저장 시 값은 각각 1.038, 1.039, 1.038, 1.038을 나타내었고, 실온 저장 시 1.038, 1.039, 1.039, 1.038의 비슷한 값을 나타내었다. 대체적으로 비중 값에 큰 차이가 없었다.
재조합 된 WPC 음료는 냉장 저장과 실온 저장에 관계없이 저장 기간이 지남에 따라 비중은 거의 변화가 없는 결과를 나타내었다. 즉 재조합한 WPC 음료는 온도와 기간이 물리적인 특성에는 영향을 주지 않는 것으로 사료된다.
(9) 유산균수의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 4℃ 냉장온도와 실온에서 0~6주 동안 보관한 후 10% 용액으로 각각 물에 희석하여 유산균수를 측정한 값을 도 2 에 나타내었다.
6주 동안 기간이 지남에 따라 유산균수의 값은 Placebo와 Sample 1에는 프로바이오틱스를 첨가하지 않았기 때문에 냉장 저장과 실온 저장 모두 0의 값을 나타내었다. Sample 2의 냉장 저장은 7.69, 7.17, 6.94, 6.86의 값을 나타내었고, 실온 저장은 7.44, 6.75, 6.49, 6.01의 값을 나타내었다. 실온 저장 시 냉장 저장 시 보다 시간에 따라 유산균수의 값이 급격히 감소하는 결과 값을 나타내었다.
저장 기간이 프로바이오틱스에 약간의 영향을 미치지만 저장온도가 높을수록 프로바이오틱스의 생존에 직접적인 영향을 미치는 것으로 사료된다.
Renata(1999)의 유청단백질로 배합한 음료를 4℃ 에서 시간이 지남에 따라 측정한 경우 유산균수는 약간 감소하는 경향을 보인 것과 비슷한 결과를 나타내었다.
(10) 점도의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 10% 용액으로 각각 물에 희석하여 점도를 측정한 값을 도 3 에 나타내었다.
6개의 Sample 모두 RPM이 증가할수록 cP 값이 감소하는 경향을 나타내는 비뉴톤 유체의 특성을 나타냈다.
(11) 비단백성질소(non protein nitrogen, NPN)의 변화
WPC-35에 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Sample 1 그리고 WPC-35 가수 분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱스를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 4℃ 냉장온도와 실온에서 보관한 후 10% 용액으로 각각 물에 희석하여 NPN을 측정한 값을 표 15 에 나타내었다.
6주 동안의 기간이 지남에 따라 Placebo의 NPN의 값은 냉장 저장 시 0.543, 0.549, 0.589, 0.591의 값을 나타내었고, 실온 저장 시 0.543, 0.563, 0.595, 0.614의 값을 나타내며 약간 증가하는 경향을 나타내었다. Sample 1은 냉장 저장 시 0.734, 0.740, 0.752, 0.767의 값을 나타내었고, 실온 저장 시 0.733, 0.744, 0.769, 0.775의 값을 나타내며 유의적 차이를 보이지 않았다. Sample 2는 냉장 저장 시 0.745, 0.752, 0.777, 0.789의 값을 나타내었고, 실온 저장 시 0.745, 0.752, 0.770, 0.864의 값을 나타내며 유의적 차이를 보이지 않았다.
(12) 관능검사(sensory evaluation)
WPC-35 가수분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소, Probiotics를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 6주동안 보관한 후 관능검사를 실시한 결과를 표 16 에 나타내었다.
외관(Appearance), 산미(Sourness), 전체적선호도(Overall acceptability)에서 6주 동안의 선호도는 유의적 차이를 보이지 않았고, 감미(Sweetness)는 Sample 2에서 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 외관, 감미, 산미에서 대체적으로 Placebo 보다 Sample 2가 더 높은 점수를 받았고, 특히 전체적 선호도에서 Probiotics를 함유한 Sample 2의 선호도가 더 높은 점수를 받았다. placebo와 sample 1 은 차이가 관측되지 않았다.
유청단백질농축물은 냄새, 미각에 영향을 끼치지 않는 소재로 나타났다. 또한 완충능력이 높아 양호한 용해도를 보여 외관에서도 좋은 점수를 나타냈다.
(13) Angiotensin Coverting Enzyme(ACE) 저해효과
WPC-35 가수분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 Placebo와 WPC-35 가수분해물과 설탕, 구연산, 향료, 색소, Probiotics를 첨가한 Sample 2로 재조합 하여 6주동안 보관한 후 10%용액으로 각각 물에 희석하여 Angiotensin Converting Enzyme 저해효과를 실시하여 ACE 저해율을 계산한 결과를 표 17 에 나타내었다.
Probiotics를 함유한 Sample 2의 ACE 저해율이 더 높게 나타났다. 이 같은 효과는 6주의 저장기간동안 지속되었다. 이 결과는 유청단백질의 다양한 소화기 단백분해효소 분해물로부터 ACE 활성을 확인한 보고된 결과와 일치한다(Mullally등, 1996).
실시예 5. 유청을 주된 소재로 이용한 기능성 건강음료의 이화학적 성질
(1) 수분 및 고형분(moisture & total solid)의 변화
유청분말에 WPC-35 가수분해물, 프로바이오틱스, 설탕, 시트르산을 첨가한 음료를 4℃ 냉장 온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 총 고형분을 측정한 값을 표 18 에 나타내었다. 실온과 냉장온도에서의 저장기간동안의 변화를 보면 저장기간이 지남에 따라 총 고형분은 냉장 저장 시 9.62에서 8.95까지 감소하는 값을 나타냈으며 실온 저장 시 7.415까지 감소하는 값을 나타내었다. 음료 제조 직후에는 냉장 저장 시 시료와 실온 저장 시 시료가 동일한 값을 나타내었지만 저장 기간이 지남에 따라 실온 저장 한 시료의 감소폭이 더 크게 나타났다.
(2) 회분(ash)의 변화
산성유청의 회분에는 칼슘이 풍부하게 함유되어있으므로 회분함량은 높게 나타났다. 한외여과한 투과액을 사용할 경우 회분함량은 더 높게 나타난다(Jayaprakasha 등 1993.). 본원발명에서 회분 함량은 Walstra와 Jenness(1984)가 보고한 순수 감성 유청에서의 0.5~0.6%보다 다소 낮게 보고되었다.
유청분말에 WPC-35 가수분해물, 프로바이오틱스, 설탕, 시트르산을 첨가한 음료를 4℃ 냉장 온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 회분을 측정한 값을 표 19 에 나타내었다.
6주 동안의 기간이 지남에 따라 회분 함량은 냉장 저장 시 0.817 에서 0,820의 값을 나타내었고, 실온 저장 시 0.820의 값을 나타내며 두 시료 모두 유의적 차이를 나타내지 않았다.
(3) 유당의 변화
1) 유청음료 원료의 유당함량
유청음료 원료의 유당함량은 WPC-35 첨가에 의해 유당함량이 증가된 양으로 인해 원료유청의 유당함량보다 높다. 본 연구에서는 유당을 일부분해하여 사용했다. 산성유청에서 유당함량은 약 4,3% 을 나타냈으나 유당분해효소와 프로바이오틱스 유산균에 이해 산이 생성되었으므로 이보다 3,85%로 낮다. 표 20에서 보듯이 6주 저장기간중 추가로 약간의 유당분해 발생했으나 이는 큰 의미 있는것은 아니다.
유당분해효소와 프로바이오틱스에 의한 원료유청에서 유당의 분해과정은 다음과 같다. 유당분해효소는 1.5%의 농도를 사용하여 50-60℃에서 가수분해후 유당함량을 측정하여 가수분해도를 측정했다. 이미 한시간 후 가수분해도 11%에 도달하였다. 가수분해는 한시간후에는 서서이 진행. 이는 생성된 galatose에 의한 저해로 인한 것이라고 사료된다. Lactase를 첨가하여 3시간 배양후 유당함량 3.85%인 가수분해도 22%에 도달했다. 효소와 유산균을 동시 첨가했을 때 가수분해도는 이보다 낮았다. 이는 유산균에 의해 생성된 젖산이 pH를 낮추기 때문일 것으로 사료된다. 효소와 스타터의 분리첨가는 높은 가수분해도를 초래했다.
효소사용량과 배양시간에 따른 가수분해도는 다음과 같다.
효소첨가량을 높이면 강한 가수분해로 인해 glucose, galactose함령이 높다. glucose/galatose관계는 올리고당생성에 대한 정보를 제공한다. 그러나 이 관계는 별로 변하지 않았다. 올리고당함량은 가수분해 전후의 유당, glucose, galactose, 함량에서 합계를 보면 알 수 있다. 유당에서 glucose 와 galactose를 뺀다. 올리고당 생성은 전체 탄수화물에서 1.5%를 차지하여 단지 소량의 올리고당이 생성된 것을 알 수 있었다. 올리고당은 단당류인 글로코즈, 갈라토즈보다 음료의 용해성이 떨어지므로 올리고당이 많이 생성되면 음료의 관능검사점수가 낮게 나타난다.
3시간 가수분해후 유당, 글루코즈, 갈락토즈 함량은 유당 22%, 글루코즈 37%, 갈락토즈 39.5%를 나타냈다. 이러한 유당 분해로 인해 유당 불내증을 해소시키는 도움이 될 것이라고 사료된다.
2) 유청음료의 유당함량
유청분말에 WPC-35 가수분해물, 프로바이오틱스, 설탕, 시트르산을 첨가한 음료를 4℃ 냉장 온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 유당을 측정한 값을 표 21에 나타내었다. 6주 동안의 기간이 지남에 따라 유당 함량은 냉장 저장 시 3.85, 3,760, 3.650, 3.555의 값을 나타내었고, 실온 저장 시 3,855, 3,435, 3,345, 2.875의 값을 나타내었다.
고형분, 회분, 총질소함량은 저장기간 중 변하지 않았으나 유청의 고형분에서 주성분인 유당함량은 감소를 보였다. 저장온도와 저장기간 모두 유의한 영향을 끼쳤다. 냉장시에는 2 주 지나서 분해발생했다. 실온에서는 (20℃)저장시에는 이미 2주에 3.76 %의 유당 분해를 나타냈다. 저장 기간이 지날수록 유당 함량은 실온 저장한 시료에서 더 큰 폭으로 감소하는 경향을 나타내었다.
(4) 단백질(crude protein)의 변화
유청음료에서 단백질은 열처리시 변성화되어 음료외관의 혼탁하게하고 침전물을 생성하므로 부정적이나 소량의 유청단백질은 거품을 안정화 시키므로 필요하다(Adler-Nissen 1979). 본원발명에서는 변성화된 유청단백질의 상당 부분은 원심분리시 제거되었다.
유청분말에 WPC-35 가수분해물, 프로바이오틱스, 설탕, 시트르산을 첨가한 음료를 4℃ 냉장 온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 단백질을 측정한 값을 표 22 에 나타내었다.
6주 동안의 기간이 지남에 따라 단백질 함량은 냉장 저장 시 0.68, 0.670, 0.640, 0.625의 값을 나타내었고, 실온 저장 시 0.678, 0.620, 0.60, 0.59의 값을 나타내었다.
음료의 제조 직후 단백질 함량은 냉장 저장한 시료와 실온 저장한 시료는 동일한 값을 나타냈지만, 저장 기간이 지날수록 냉장 저장한 시료보다 실온 저장 한 시료가 다소 큰 감소폭을 나타내었다. 이는 유산균 발효 중 단백질이 분해되어 나타나는 결과로 사료된다.
(5) 적정산도(titration acidity test)의 변화
유청분말에 WPC-35 가수분해물, 프로바이오틱스, 설탕, 시트르산을 첨가한 기능성 음료를 4℃ 냉장 온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 적정산도를 측정한 값을 표 23 에 나타내었다.
산성유청을 원료로 사용했으므로 사용한 스타터에 의해 유당은 이미 glucose 와 galactose 로 부분적으로 분해되었다. 전체 산에서 젖산함량은 주성분으로서 0,47%를 나타냈다.
유청음료의 산도는 저장기간 동안 냉장온도에서 0.47%에서 0.550% 으로 약간만 상승했다. 실온에서는 0.66%까지 증가했다. 여기서는 저장온도 영향이 나타났다. 저장기간은 매우 유의하게 나타났다. 여기에는 스타터의 작용에 기인한 부분도 있을 것 으로 사료된다.
(6) pH의 변화
유청분말에 WPC-35 가수분해물, 프로바이오틱스, 설탕, 시트르산을 첨가한 기능성 음료를 4℃ 냉장 온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 pH를 측정한 값을 표 24 에 나타내었다. 6주 동안의 기간이 지남에 따라 pH의 값은 냉장 저장 시 3.99에서 3.91로 감소하는 값을 나타내었고, 실온 저장 시 3.445까지 감소했다.
유당 가수분해한 유청에서 스타터첨가한 첫시간에 유산균의 활동으로 빠른 pH 저하가 발생했다. 산 생성시작할 때의 신속한 산생성과정은 부분적으로 가수분해에 생성된 glucose 때문일 것으로 사료된다. 이는 유산균에 의해 직접 젖산을 생성한다.
유청음료제조시 pH 4,0이상에서는 열처리시 음료의 탁도가 높아진다. 따라서 침전물을 생성하는 단백질응고를 감안해야 한다. 유청음료에서 pH와 침전물 형성은 밀접한 관계에 있다. 즉, 높은 pH에서 단백질 의 응집물인 침전물형성이 많이 발생한다.
원료유청의 pH는 음료를 제조할 때 최종음료의 pH가 설탕첨가후에 4.0이하의 값을 갖기위해. 시트르산을 첨가하여 4,0으로 조정했다. 외국에서 시판되는 유청음료는 평균 3,88.로서 pH를 조정하는 이유는 유청단백질의 응고는 4,0이상에서 대두되므로 이를 피하기 위해서이다(Cantabelli 와 Benea(1984).
(7) NPN(Non Protein Nitrogen)의 변화
유청분말에 WPC-35 가수분해물, 프로바이오틱스, 설탕, 시트르산을 첨가한 음료를 4℃ 냉장 온도와 실온에서 6주 동안 보관한 후 NPN을 측정한 값을 표 25 및 도 4 에 나타내었다. 저장기간동안 단지 약간의 상승된 수치를 나타냈다. 4 ℃ 저장한 시료의 NPN 함량은 20℃ 저장한 시료보다 약간 낮은 수치를 보였다.
6주 동안의 기간이 지남에 따라 비단백태 질소 함량은 냉장 저장 시 0.065%에서 0.074%로 약간 증가하는 값을 나타내었으며, 실온 저장 시 0.076%까지 증가하였다. 냉장시료와 실온 저장한 시료의 큰 차이는 관측되지 않았다 NPN 증가는 유산균 발효 중 단백질이 분해되어 분해산물인 유리 아미노산 및 기타 비단백태 질소화합물들이 생성되어 질소함량의 증가에 의한 현상으로 사료된다.
실시예 6. 음료의 미생물학적 안정성
(1) ABT(mixture of Lactobacillus acidophilus, Bacillus longum, Streptococcus.thermophilus)를 첨가한 기능성 음료의 미생물학적 안정성
1) 총균수(total cell number)의 변화
도 5에 기능성 음료들의 총균수의 변화를 나타내었다. 파우더 상태에서 각각 4℃와 실온에서 ABT 및 음료 믹스를 저장하여, 실험에 이용할 때마다 물에 타서 실험에 사용하였다. 대조군의 총균수는 7일째 증가하였다가 유지하는 추세를 나타내었으며, ABT를 첨가한 경우에는 유산균의 영향으로 초기 균수가 높게 나타났으나, 그 균수는 7, 14일을 지나면서 5 Log CFU/mL를 벗어나지 않았다.
2) 저온성 세균수(psychrotrophic bacterial count)의 변화
도 6은 기능성 음료들의 저온성 세균수의 변화를 나타내었다. 저온성 세균수는 저장기간 동안에 총균수와 유사하게 증가하였으나, 각 군별로는 유의적 차이는 보이지 않았다.
3) 대장균 및 대장균군의 변화
기능성 음료의 미생물에서 성분규격은 대장균군이 음성이어야 한다. 본발명에서 만든 기능성 음료의 경우, 대장균 및 대장균군이 나타나지 않았다.
4) 유산균의 변화
도 7은 기능성 음료들의 유산균수의 변화를 나타내었다. 대조군에서는 유산균을 확인할 수 없었으나, ABT를 첨가한 경우, 초기균으로 약 5 Log CFU/mL를 나타내었으며, 저장기간 동안 감소하는 추세를 나타냈다. 저장 1주에서 냉장보관의 경우 급격히 떨어졌으나, 실온과 냉장 저장 시, 약 3 Log CFU/mL 이상으로 유지되는 것을 확인하였다.
(2) NK34(Lactococcus lactis NK34)를 첨가한 기능성 음료의 미생물학적 안정성
1) 총균수 (total cell number)의 변화
도 8은 기능성 음료들의 총균수의 변화를 나타내었다. NK34 기능성 음료를 각각 4℃와 실온에서 저장하여, 실험에 사용하였다. 총균수는 초기에는 NK34균을 첨가하였을 때에는 약 5.1 Log CFU/mL를 나타내었으나, 저장 7일째부터는 균수를 확인할 수 없었다. 대조군에서는 0일부터 42일까지의 모든 저장기간 동안 확인할 수 없었다.
2) 저온성 세균수(psychrotrophic bacterial count)의 변화
도 9는 기능성 음료들의 저온성 세균수의 변화를 나타내었다. 저온성 세균수도 총균수와 마찬가지로, 초기에는 NK34균을 첨가하였을 때에는 약 5.1 Log CFU/mL를 나타내었으나, 저장 7일째부터는 균수를 확인할 수 없었다. 대조군에서는 0일부터 42일까지의 모든 저장기간 동안 확인할 수 없었다.
3) 대장균 및 대장균군의 변화
기능성 음료의 미생물에서 성분규격은 대장균군이 음성이어야 한다. 본발명에서 만든 기능성 음료의 경우, 대장균 및 대장균군이 나타나지 않았다.
4) 유산균의 변화
도 10은 기능성 음료들의 유산균수의 변화를 나타내었다. 대조군에서는 유산균을 확인할 수 없었으나, NK34균을 첨가하였을 때, 초기에는 약 5.1 Log CFU/mL를 나타내었으나, 저장 7일째부터는 균수를 확인할 수 없었다. 대조군에서는 0일부터 42일까지의 모든 저장기간 동안 확인할 수 없었다.
실시예 7. 관능검사
저장기간중 관능검사는 냉장시 실온에서 보다 변화가 적은 4℃에 저장한 음료를 비교시료로 했다. 음료의 외관은 10점 만점에 90.35점의 좋은 점수를 나타냈다(표 26). 국내에서도 유청음료가 개발되어 출시된 적이 있으나 저장기간 중 침전물형성으로 인한 혼탁함 문제를 관찰할 수 있었다. 이 침전물은 유청단백질의 침전물로서 포장의 바닥에 혼탁한 침전을 형성함으로서 외관에 불리하게 작용한다. 이때 온도와 저장기간이 유의한 영향을 끼쳤다. 본원발명에서는 열처리시 변성화된 유청단백질과 배양 중에 생성되는 침전물은 다시 원심분리에 의해 제거(6,000RPM 10분)되었으므로 개발한 음료에서 이런 문제는 관측되지 않았다. 본 연구에서는 말고 투명한 음료가 개발되어 외관에서 좋은 점수를 나타냈다. 저장한 음료에서 약간의 거품생성을 관찰할 수 있었다. 이 거품은 6주시료에서는 매우 약했다.
유청단백질은 열처리후 저장기간중 유청의 가열에 의해 protein-lipid-인지질 complex 생성함으로써 거품생성을 유발한다(Fox 1989). 이는 냉장저장시 파괴되어 거품을 생성한다고 보고되었다(Coony 1974). 거품생성은 유청음료에서 아미노산 사슬의 소수성/친수성에 의해서도 발생한다. 이들은 유청단백질 분자에서 액체표면으로 향하여 거품을 생성한다(Kinsella 1988). 본 연구에서 유청음료의 저장기간중 낮은 거품생성은 시료의 단백질함량이 낮아 크지 않았다.
유청음료의 미각은 양호한 것으로 평가되었다. 관능평가에서 유청특유의 뒷맛은 관찰되지 않았다. 인공감미료첨가는 mouthfeel 미각이 떨어지므로 본 연구에서는 설탕을 사용했다. 음료의 미각은 전체적으로 10점 만점에 8.125점으로 양호했다. 저장기간중 4℃ 와 20℃에서 별다른 차이는 관측되지 않았다.
음료의 제조공정에서 배양은 2단계로 실시했다. 우선 스타터에 의해 pH 5.2 까지 37℃에서 3시간 배양. 이어서 시트르산을 첨가하여 pH 4.0으로 조정했다. 이를 통해 단순히 시트르산만 첨가한 것 보다 미각 개선효과와 동시에 배양시간을 단축할 수 있었다.
유청음료 특유의 소비자 기호도를 떨어트리는 짠맛은 시트르 산 첨가에 의해 개선되어 다른 음료와 비교에서도 미각면에서 비견할 만 했다. 고형분함량과 미각평가에는 상관관계 있어 고형분함량이 낮으면 물맛으로 평가된다. 이는 설탕첨가에 의해 어느 정도 보강된 것으로 사료된다. 풍미는 대개 신선하다고 평가. 미각은 유당 가수분해 결과 음료는 저장초기에 7.99점을 나타냈다. 음료의 높은 유당함량으로 인해 풍미성분을 발생했기때문일 것 으로 사료된다Holsinger 1987. 전체적으로 볼 때 적은 미각변화가 관찰되었다. 4℃ 저장한 시료는 20℃ 에 저장한 음료에 비해 적은 미각 변화를 나타탰다.
유당분해로 인해 생성되는 glucose는 설탕첨가량을 감소시키는 장점이 있다. 인공감미료가 미각을 저하시키므로 유당가수분해는 설탕감소를 시키는데 적합하므로 치즈소비가 확대됨에 따라 이로부터 얻어지는 유청의 부가가치를 높이는 방안으로써 상업용유청음료를 제조할 경우 천연의 단맛을 얻으며 상당량의 설탕을 절약할 수 있고 이에 따라 열량역시 감소할 수 있다. 이러한 저칼로리 제품은 청소년을 위한 음료나 스포츠음료에 적합하다. 이 음료에 CO2 를 이용하여 탄산음료로 제조가능하다. 일반적인 탄산음료는 에너지함량이 단지 당 에 의존하나 유청음료는 조성면에서 영양상으로 더 나은 효과를 나타낸다.
실온저장 음료와 냉장저장 음료의 관능검사를 실시한 결과 전체적인 기호도 면에서는 약간의 차이가 있었으나 대체로 냉장 저장한 음료의 선호도가 조금 높았다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
Claims (5)
- ACE(angiotensin coverting enzyme) 활성을 저해하는 효과를 가지는 유청 단백질 가수분해물를 유효성분으로 포함하는 기능성 건강음료.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유청 단백질 가수분해물의 최종 단백질 함량이 1.0% 이하 범위로 조절되는 것을 특징으로 하는 기능성 건강음료.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 기능성 건강음료는 설탕, 구연산, 향료, 색소 및 프로바이오틱스 유산균을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 건강음료.
- 제 3 항에 있어서,
상기 기능성 건강음료는 유청 단백질 가수분해물 28.6중량%, 설탕 69.3중량%, 구연산 1.6중량%, 향료 0.2중량%, 색소 0.2중량%, 프로바이오틱스 유산균 0.1중량%인 것을 특징으로 하는 기능성 건강음료.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유청 단백질 가수분해물은 유청 단백질 농축액을 트립신(trypsin) 효소로 처리하여 얻은 것을 특징으로 하는 기능성 건강음료.
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2012
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