KR20180081443A - 열-가역성 겔화 전분 - Google Patents
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Abstract
1 개 또는 2 개의 열성 아밀로스-연장제 대립유전자 (ae)를 갖는 내배유 유전자형을 갖는 왁시 옥수수 변이체의 개질된 전분으로부터 유도된 열-가역성 겔화제. 전분은 효소적으로, 물리적으로, 또는 산 가수분해에 의해 개질될 수 있다. 이러한 겔화제는 음식을 증점시키거나 다른 면에서 독특한 질감을 제공하는데 유용할 수 있는 성질을 나타낸다.
Description
본 발명은 식품 생산에 사용하기 위한 겔화제 및 보다 특히 양호한 겔 강도 및 유변학적 성질을 갖는 열-가역성 겔화제를 형성하기 위해 특정 열성 아밀로스-연장제 대립유전자(ae) 왁시(waxy) 옥수수 내배유 유전자형으로부터 개질된 전분의 용도에 관한 것이다.
옥수수는 전분 내 아밀로펙틴/아밀로스 비 및 아밀로펙틴 구조에 영향을 미치는 많은 유전자를 갖는다. 하나는 Wx 또는 왁시(waxy)이다. 열성 왁시 대립유전자 (wx)는 전분에 존재하는 아밀로스의 양을 감소시킨다. 또 다른 것은 Ae 또는 아밀로스-연장제이다. 열성 아밀로스-연장제 대립유전자 (ae)가 아밀로펙틴의 직쇄 길이를 증가시킨다. 유전자들은 우성 및 부가 유전자 효과로서 복합적으로 상호작용하고 전분의 양 및 이것의 구조 모두에 영향을 미친다. 다양한 옥수수 유전자형 및 옥수수 내배유 유전자형으로부터의 전분은 많은 목적을 위해 식품 산업에서 사용되지만, 열 가역성 겔을 제조하는 것에 제한적으로 사용되는 것으로 입증되었다. 예를 들어, 효소적으로 분지가 제거된(debranched) 왁시 옥수수는 가역성 겔을 형성하는 것으로 나타났지만 산 가수분해된 왁시 옥수수는 그럴 수 없다.
열-가역성 겔은 가열과 같은 조건에 따라 겔 상으로 또는 그로부터 전이되는 물질이다. 그들은 무엇보다도 감각적 성질을 제어하기 위해 식품 산업에서 중요하다. 더 넓은 세트의 개질법을 사용한 후 더 강한 열-가역성 겔을 제조할 수 있는 옥수수 전분에 대한 필요성이 존재한다.
본원에 열성 wx 및 ae 대립유전자를 모두 갖는 옥수수 전분으로부터 제조된 겔화제가 개시된다. 보다 특히 옥수수 내배유는 1 개 또는 2 개(dose) (또는 카피)의 ae를 갖고, 3 개의 wx를 갖는다. 개질된 옥수수 전분은 유사하게 개질된 왁시 옥수수 겔화제로부터 얻어질 수 있는 그것보다 훨씬 더 강한 열-가역성 겔을 형성한다. 전분은 효소적으로 또는 산 가수분해에 의해 소화될 수 있다. 또 다른 실시양태에서 전분은 효소적으로 분지가 제거된다. 또 다른 실시양태에서 전분은 전단될 수 있다. 특히, 많은 경우에 겔화제는 먼저 전분 과립을 젤라틴화하지 않고 제조될 수 있다.
또한 개시된 개질된 전분으로부터 제조된 겔, 이들 겔의 제조 방법, 및 이러한 겔을 이용한 식품 및 이들 식품의 제조 방법이 개시된다.
본 출원의 목적을 위해 ae는 열성 아밀로스-연장제 대립유전자를 의미한다.
본 출원의 목적을 위해 Ae는 우성 야생형 아밀로스-연장제 대립유전자를 의미한다.
본 출원의 목적을 위해 wx는 열성 왁시 대립유전자를 의미한다.
본 출원의 목적을 위해 Wx는 우성 야생형 왁시 대립유전자를 의미한다.
본 출원의 목적을 위해 동형접합성 aewx 옥수수 전분 또는 동형접합성 ae 왁시 옥수수 전분은 wx 또는 ae 대립유전자에 대해 동형접합성인 옥수수 내배유로부터의 전분을 의미한다.
본 출원의 목적을 위해 aewx 옥수수 전분 또는 ae 왁시 옥수수 전분은 3 개의 wx 및 1 개 또는 2 개의 ae를 갖는 옥수수 내배유로부터 추출된 전분이다.
본 출원에서 사용되는 열-가역성 겔은 재가열하면 용액이 되고 냉각하면 다시 겔을 형성하는 겔이다. 겔은 상당한 퇴행이 발생하기 전에 적어도 5 용융/겔 주기 및 바람직하게는 적어도 10 주기를 겪을 만큼 충분히 안정하다.
통상의 기술자가 겔이 다양한 성질을 얻기 위해 다양한 농도를 사용하여 다양한 방법에 따라 제조될 수 있다고 이해할 수 있지만, 개시된 겔화제를 사용하는 열 가역성 겔의 비배타적 실시양태가 다음의 공정에 따라 제조될 수 있고 다음의 성질을 갖는다:
겔 제조: 개질된 aewx 전분 15 % (증류수 내 w/w)가 20 분 동안 끓는 수조에서 슬러리를 가열함으로써 완전히 젤라틴화되고 가열로부터 제거되고 이것이 겔이 될 때까지 냉각된다.
겔 품질: 겔이 실시예 1에 기재된 펀치력(punch force) 시험 세트에 의해 측정된 바와 같이, 4 ℃에서 1 주 휴지 후 100 g 이상의 견고함을 나타낸다.
본원에서 사용되는 개질된 전분은 산 가수분해, 전단, 효소 반응 또는 천연 전분을 시닝(thinning)하거나, 분지를 제거하거나, 분해시키는 다른 반응으로 처리된 전분을 의미한다. 이러한 개질은 화학적 유도체화 (예를 들어 아세틸화, 프로필화, 에스테르화, 에테르화 등), 가교 또는 열적 억제, 어닐링, 열-수분 처리 및 기타와 같은 열 처리 반응과 같은 전분을 안정화시키는 반응을 포함하지 않는다. 그러나, 이것은 개질된 전분이 안정화되거나 열 가역성 겔화제의 성질을 추가로 바꾸도록 다른 면으로 변경되는 것을 막지 않는다.
본원에 유사한 공정을 통해 제조된 다른 옥수수 변이체의 전분으로부터 제조된 겔화제보다 더 강한 열-가역성 겔을 형성할 수 있는 열-가역성 겔화제를 형성하도록 개질될 수 있는 옥수수 전분을 개시한다. 옥수수 전분은 1 개 또는 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 유전자형으로부터이다. wx 대립유전자는 전분 과립 내 아밀로스의 양을 감소시켜 동형접합성 wx의 전분 과립은 아밀로스 함량을 거의 갖지 않는다 (3 % 미만). 동형접합성 wx 옥수수에서 ae 개수는 일반적으로 아밀로펙틴 쇄 길이를 결정하며, 3 개이면 일반적으로 2 개보다 더 긴 쇄를 갖고, 2 개이면 일반적으로 1 개보다 더 긴 쇄를 갖는다.
본 발명의 실시양태에서, 전분은 열성 wx 대립유전자에 대해 동형접합성이지만, 1 개 또는 2 개의 ae를 갖는 aewx 유전자형을 갖는 옥수수 내배유로부터 생성된다. 보다 특히 하나의 실시양태에서 전분은 1 개의 ae를 갖는 aewx 유전자형을 갖는 옥수수 내배유로부터 생성된다. 또 다른 실시양태에서 전분은 2 개의 ae를 갖는 aewx 유전자형을 갖는 옥수수 내배유로부터 생성된다.
옥수수 전분은 비가역성 겔을 형성하려는 경향이 있거나 겔이 되지 않는다. 이론에 구애받지 않고 이는 전분 과립 내 아밀로펙틴 및 아밀로스의 상호작용 (또는 그의 결여)의 결과이다. 긴, 직쇄 분자인 아밀로스는 그 자체로 겔과 같은 조직된 분자 복합체로 보다 쉽게 배열할 수 있으며, 이는 너무 강하게 결합되면 (수소 결합과 같은 분자간 힘을 통해) 비가역적이다. 따라서 아밀로스 함유 옥수수 전분은 비가역성 겔을 형성하는 경향이 있다. 무겁게 분지된 분자인 아밀로펙틴은 그 자체로 쉽게 조직화할 수 없다. 따라서 이것은 겔이 되지 않는 경향이 있다. 따라서 아밀로스를 거의 또는 전혀 함유하지 않는 왁시 옥수수는 겔이 되지 않거나, 특정 조건 하에 약한 겔을 형성하는 경향이 있다.
또한 본원에 열-가역성 겔을 형성할 수 있는 겔화제를 형성하도록 상기 개시된 전분을 개질시키는 공정을 개시한다. 일반적으로, 개시된 공정은 아밀로펙틴을 시닝하는 것, 가수분해하는 것, 또는 분지를 제거하는 것을 포함한다. 이들 효과는 화학적으로 달성되거나, 효소적으로 달성되거나, 전단을 통해 달성될 수 있다.
하나의 실시양태에서 개시된 전분은 효소를 사용하여 개질된다. 하나의 실시양태에서 효소 반응은 아밀로펙틴의 분지를 제거할 수 있다, 즉 반응은 1-6 글리코시드 결합을 절단한다. 또 다른 실시양태에서, 효소 반응은 시닝 반응일 수 있다, 즉 반응은 1-4 글리코시드 결합을 절단한다. 또한 반응은 1-4 및 1-6 글리코시드 결합을 모두 절단할 수 있다. 적합한 효소는 α-아밀라제, 풀룰라나제 유형 I 및 유형 II, 이소아밀라제, 일반적으로 엔도아밀라제 및 1-4 글리코시드 결합 및/또는 1-6 글리코시드 결합을 절단할 수 있는 기타 효소를 포함한다.
통상의 기술자는 반응이 사용된 효소에 의해 규정된다는 것을 이해할 것이고, 이러한 기술자는 사용된 효소 및 구체적인 필요성에 맞도록 본원에 기재된 일반적 방법을 조정할 수 있다. 전형적으로 반응은 산성 용액 (즉 pH 7 이하)에서 일어날 것이고, 보다 전형적으로 4 내지 6의 pH에서 반응이 일어날 것이지만, 적합한 pH는 4 내지 10일 수 있다. 적합한 온도는 전형적으로 약 45 ℃ 내지 95 ℃일 것이다.
반응은 사용된 효소의 유형 및 겔의 원하는 최종 성질에 따라 다양한 길이의 시간 동안 실행될 수 있다. 전형적으로 반응 시간은 0.5 내지 5 시간이 된다. 극단적일 때 충분히 오래 실행되지 않은 반응은 열-가역성 겔화제를 제조하기에 전분을 충분히 소화시키지 않고, 너무 오래 실행되는 반응은 전분을 과도하게 소화시킬 것이고 또한 열-가역성 겔화제를 제조하지 못할 것이다.
하나의 실시양태에서 전분은 α-아밀라제와 같이 1-4 글리코시드 결합을 절단하는 효소에 의해 개질된다. 전분 슬러리는 산성 용액 (즉 pH 7 미만)에서 용액 내 10 % 내지 50 % (w/w) 전분으로 제조된다. 바람직하게는 전분의 농도는 20 % 내지 40 % (w/w) 및 가장 바람직하게는 약 30 % (w/w)이다. 또한, 바람직하게는 용액은 4 내지 6, 및 가장 바람직하게는 약 6의 pH를 갖는다. 효소는 1.0 % 내지 0.01 % (w/w, dsb) 및 보다 바람직하게는 약 0.1 % (w/w, dsb)의 농도에서 전분 슬러리에 첨가된다. 산성 전분/효소 슬러리는 50 ℃ 내지 95 ℃, 보다 바람직하게는 약 90 ℃ 내지 95 ℃ 범위의 제어된 온도에서 인큐베이션된다. 반응은 0.5 시간 초과, 보다 바람직하게는 1 시간 초과 동안 실행되도록 한다. 반응은 슬러리를 끓이거나 동결시키는 것과 같은 통상적인 수단에 의해 중단된다. 그 다음 소화된 전분은 동결 건조 또는 다른 증발 수단에 의해 회수된다. 바람직하게는 전분이 α-아밀라제와의 반응 전 젤라틴화되지 않지만, 전분은 효소를 첨가하기 전 젤라틴화될 수 있다. 추가로 전분은 이것이 용액에 첨가되기 전 가용성이도록 사전-젤라틴화될 수 있다.
또 다른 실시양태에서 전분은 풀룰라나제 또는 이소아밀라제와 같이 1-6 글리코시드 결합을 절단하는 효소에 의해 분지가 제거된다. 전분 슬러리는 증류수에서 10 % 내지 50 % (w/w) 전분, 바람직하게는 20 % 내지 40 % (w/w) 전분, 및 가장 바람직하게는 약 20 % (w/w) 전분으로 제조된다. 슬러리는 7 이하의 pH를 갖는 산성으로 조정되고, 바람직하게는 pH가 5 이하이고, 가장 바람직하게는 약 4.5이다. 이 실시양태에서 분지 제거 반응은 전형적으로 상기 기재된 효소적 소화 반응보다 낮은 온도에서 실행되어 전분이 바람직하게는 효소를 첨가하기 전 용액에서 젤라틴화된다. 대안으로, 전분은 슬러리에 첨가되기 전 가용화될 수 있다 (예를 들어 제트 쿠킹(jet cooking)에 의해). 효소를 첨가할 때, 슬러리 온도는 45 ℃ 내지 65 ℃, 바람직하게는 50 ℃ 내지 60 ℃, 및 보다 바람직하게는 약 55 ℃이다. 슬러리는 온도에서 유지되고 효소가 1 % 내지 5 % (w/w, dsb), 및 바람직하게는 약 2 % (w/w, dsb) 농도로 슬러리에 첨가된다. 반응은 1 내지 6 시간, 보다 바람직하게는 2 내지 5 시간, 및 가장 바람직하게는 3 내지 4 시간 동안 실행된다. 반응은 용액을 끓이거나 동결시키는 것과 같은 통상적인 수단에 의해 중단된다. 전분은 표준 증발 수단에 의해 회수된다.
또 다른 실시양태에서 개시된 전분은 글리코시드 연결을 절단함으로써 전분 과립을 파괴하는 것 및 전분 그 자체를 시닝하는 것을 모두 하는 산 가수분해에 의해 개질될 수 있다. 효소 반응과 마찬가지로 전분은 용액에 첨가되기 전 사전-쿠킹될 수 있거나 용액에서 젤라틴화될 수 있다. 산이 과립 구조를 파괴할 뿐만 아니라 전분을 소화시키기 때문에, 전분이 용액에 첨가되기 전 가용화되지 않는 것 및 반응이 과립 전분에 대해 실행되는 것이 바람직하다.
산 가수분해는 강산성 용액, 즉 4 미만의 pH, 및 바람직하게는 4보다 훨씬 작은 pH에서 실행된다. 하나의 실시양태에서, 용액은 1 미만의 pH를 가질 수 있다. 전분 슬러리는 10 % 내지 50 % (w/w)의 전분, 바람직하게는 20 % 내지 40 % (w/w) 전분, 및 가장 바람직하게는 약 35 % (w/w) 전분으로 제조된다. 슬러리는 염산 또는 황산과 같은 강산과 혼합된다. 산은 0.5 % 내지 2.5 % (w/w), 바람직하게는 1 % 내지 2 % (w/w), 및 가장 바람직하게는 약 1.5 % (w/w)의 범위로 첨가된다. 슬러리는 45 ℃ 내지 65 ℃, 바람직하게는 50 ℃ 내지 60 ℃, 및 가장 바람직하게는 약 55 ℃의 온도에서 유지된다. 반응은 2 내지 36 시간, 바람직하게는 4 내지 24 시간 동안 실행되게 한다. 하나의 실시양태에서 반응은 약 8 시간 동안 실행될 수 있고, 또 다른 실시양태에서 반응은 약 16 시간 동안 실행될 수 있다. 반응은 충분한 양의 염기성 용액을 첨가하여, 예를 들어 1 % 내지 10 % (w/v)의 수산화나트륨 용액을 사용하여 용액을 중화함으로써 중단된다. 전분은 여과에 의해 회수되고 증류수로 세척된다. 개질된 전분은 전분의 젤라틴화를 회피하는 온도에서, 즉 약 60 ℃ 이하에서 건조된다.
또 다른 실시양태에서 전분은 전분의 분지를 제거하기 위해 전단에 의해 개질될 수 있다. 대부분 물리적 처리 방법은 예를 들어 전분을 고속 혼합기, 펌프, 압출기 또는 균질화기로 처리하여 이것을 할 수 있다. 이러한 공정은 전분의 분지를 제거하기 위해 작용한다. 물리적 전단 공정은 효소적 또는 산성 개질보다 용액의 pH에 덜 의존적이다. 따라서 용액은 염기성, 산성 또는 중성일 수 있다. 하나의 실시양태에서 전분은 추가의 공정을 위해 식품으로의 후속 혼입 전에 물리적 전단으로 처리된다. 또한 전분은 전단 전 혼입될 수 있고 음식 처리의 일부로서 물리적 전단을 받을 수 있다. 식품 내 전분 농도는 전형적으로 0.1 % 내지 50 % (w/w)의 전분이다. 전분은 제트 쿠킹과 같은 알려진 방법에 의해 젤라틴화되거나, 사전-젤라틴화될 수 있다. 물리적 처리 전, 전분은 완전히 쿠킹 (젤라틴화)되거나 활성화되도록 가열되어 (사전-젤라틴화된 전분), 이것은 페이스트를 형성할 것이다. 생성된 페이스트는 전분의 분지를 제거하기 위해 전단된다. 하나의 실시양태에서 생성된 페이스트는 약 1 분 이상, 바람직하게는 5 분 초과 동안 고속 혼합기에서 처리된다.
본원에 개시된 개질된 전분은 열-가역성 겔을 제조하기에 유용하다. 열-가역성 겔의 성질은 개질법에 따라 다르다. 그러나 종래 기술인 옥수수-기재 겔화제와 비교하여 개시된 전분은 개질법과 관계없이 더 강한 열-가역성 겔을 형성한다. 본 출원에 사용된 열-가역성 겔은 재가열하면 용액이 되고 냉각하면 다시 겔을 형성하는 겔이다. 겔은 상당한 퇴행이 발생하기 전에 적어도 5 용융/겔 주기 및 바람직하게는 적어도 10 주기를 겪을 만큼 충분히 안정하다.
겔은 10 % 내지 50 % (w/w)의 전분, 바람직하게는 20 % 내지 40 % (w/w) 전분인 전분 농도로 용액과 전분을 혼합시킴으로써 제조된다. 하나의 실시양태에서 겔은 15 % (w/w)의 전분 농도를 갖는 슬러리로부터 제조되었다. 또 다른 실시양태에서 겔은 30 % (w/w)의 전분 농도를 갖는 슬러리로부터 제조되었다. 전분은 10 내지 30 분 동안 90 ℃ 내지 99 ℃로 슬러리를 가열함으로써 젤라틴화된다. 대안으로 전분은 용액과의 혼합 전 사전-젤라틴화될 수 있다. 그 다음 사전-젤라틴화된 전분 슬러리는 전분을 활성화하기 위해 상기 기재된 공정과 유사하게 가열된다. 그 다음 전분 용액은 이것이 겔이 될 때까지 냉각되며, 이는 전분을 개질하기 위해 사용된 공정에 따라 60 ℃ 내지 85 ℃이다.
개질된 전분으로부터 제조된 겔의 강도는 용액 내 전분의 농도에 따라 및 전분을 개질하기 위한 방법에 따라 상이하다. 그러나, 특정 일반성이 관찰되었다. 겔은 시간이 흐름에 따라 강도가 증가하고, 일부 용액은 즉시 겔이 되지 않지만, 용액은 1 일 내지 1 주 휴지한 후 겔이 된다. 추가로, 효소적으로 분지가 제거된 전분은 조사된 방법 중 가장 강한 겔을 발생시켰다. 시험된 3 개의 반응 시간 중, 3.5 시간 동안 효소로 분지가 제거된 전분이 2 또는 5 시간 동안 실행된 반응보다 더 강했다. 이는 반응이 전분의 분지를 제거할 만한 충분한 시간 동안 실행되어야 하지만, 너무 오래 방치하면 전분의 분지를 과도하게 제거하는 경향이 있다는 것을 보여준다. 산 가수분해에 대해, 겔은 8 시간 이하 동안 가수분해될 때 가장 강한 경향이 있다. α-아밀라제에 의한 것과 같은 효소적 소화는 1 시간 초과 동안 실행하게 되면 더 강한 겔을 형성시켰다. 그리고 전단된 전분은 1 분 동안 전단 후 겔을 형성할 수 있었지만, 5 분의 전단 후 훨씬 더 강했다. 겔은 15 분의 전단 후 여전히 더 강했지만, 5 분의 전단과 비교하여 겔 강도의 증가는 1 분 및 5 분 동안 전단된 용액 간에 증가된 겔 강도보다 작았다.
통상의 기술자가 겔이 다양한 성질을 얻기 위해 다양한 농도를 사용하여 다양한 방법에 따라 제조될 수 있다고 이해할 수 있지만, 개시된 겔화제를 사용하는 열 가역성 겔의 비배타적 실시양태가 다음의 공정에 따라 제조될 수 있고 다음의 성질을 갖는다:
겔 제조: 개질된 aewx 전분 15 % (증류수 내 w/w)가 20 분 동안 끓는 수조에서 슬러리를 가열함으로써 완전히 젤라틴화되고 가열로부터 제거되고 이것이 겔이 될 때까지 냉각된다.
겔 품질: 겔이 실시예 1에 기재된 펀치력 시험 세트에 의해 측정된 바와 같이, 4 ℃에서 1 주 휴지 후 100 g 이상, 및 보다 바람직하게는 100 g 이상의 견고함을 나타낸다.
개시된 방법에 의해 제조된 개질된 전분은 다양한 음식 응용에 유용한 겔을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 실시예는 모조 치즈, 수프, 디저트, 소스, 그레이비, 파이 필링, 요구르트, 푸딩 및 드레싱을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 개시된 전분이 겔화제로서 단독으로 또는 다른 겔화제와 조합하여 사용될 수 있다. 본 발명의 겔화제는 단독으로 또는 증점제(viscosifier) 또는 다른 구성성분과 사용되어 음식에 독특한 질감을 제공할 수 있다. 전분은 개질된 전분으로서 첨가되거나 음식 처리 동안 개질될 것인 개질되지 않은 전분으로서 첨가될 수 있다. 전분 또는 개질된 전분은 응용의 필요성에 따라 그러나 일반적으로 0.1 % 내지 50 % (w/w) 전분의 양으로 첨가될 것이다.
또한 본 발명의 특정 측면은 다음의 실시예에 의해 기재되며, 이는 예시로서 제공되고 임의의 방식으로 본 발명의 범위를 제한하도록 해석되어서는 안 된다. 통상의 기술자는 본 발명의 사상 및 범위에 여전히 속하는 일상적 변형이 실시예에 사용된 방법 및 재료에 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.
방법 및 결과
실시예
1 - 겔 강도
겔 강도는 질감 분석기 (TA.XT)를 사용하여 측정되었다. 전분 용액은 10 mL 비커로 부어지고 1 또는 7 일 동안 4 ℃에서 저장된다. 5 mm 구형 프로브 (TA-8B)가 겔 내 15 mm의 깊이를 뚫기 위해 사용되었고 요구된 힘이 기록되었다. 샘플은 시험 직전 냉장고로부터 꺼내져 겔은 측정 동안 여전히 냉장 온도였다.
시험 파라미터:
촉발력(trigger force): 2 g;
시험 속도: 1 mm/초 (6 cm/분);
시험 거리: 15 mm.
실시예
2 -
효소적
분지 제거
전분은 증류수와 혼합되었다 (20 w/w%). 슬러리의 pH는 0.5 M HCl 용액을 사용하여 4.6으로 조정되었다. 슬러리는 전분의 완전한 젤라틴화를 달성하기 위해 15 분 동안 연속 교반되면서 끓는 수조에서 쿠킹되었다. 그 다음 생성된 페이스트는 수조로 옮겨지고 58.5 ℃에서 인큐베이션되고, 경우에 따라 교반되면서 10 분 동안 58.5 ℃로 냉각되도록 했다. 프로모자임(Promozyme)® D2 (노보자임(Novozyme)) (2 % dsb, 밀도 1.208 g/ml)가 페이스트에 첨가되고 잘 혼합되고, 3.5 시간 동안 58.5 ℃에서 인큐베이션되었다. 분지 제거 반응은 5 분 동안 끓는 수조에서 샘플을 가열함으로써 종결되었다. 분지가 제거된 샘플은 동결-건조되었다.
분지가 제거된 전분의 겔은 증류수에서 10 % (w/w) 전분으로 제조되었다. 용액은 전분이 젤라틴화될 때까지 20 분 동안 끓는 수조에서 가열되었다. 용액은 가열로부터 제거되고 겔화 온도 이하로 냉각되도록 했다. 열 가역성은 겔이 용융될 때까지 온수조에서 겔을 재가열함으로써 나타났다. 모든 겔의 용융점은 80 ℃였다.
표 1
나타난 바와 같이 열-가역성 겔은 1 개 또는 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 내배유로부터, 효소적으로 분지가 제거된 개질된 전분을 사용하여 성공적으로 제조되었다. 두 겔은 모두 시간이 지남에 따라 강화되었다. 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 전분으로부터 제조된 겔이 1 일 및 7 일 휴지 후 모두 가장 큰 강도를 나타냈다.
동일한 분지 제거 절차가 분지 제거 시간이 변경된 것: 반응이 2, 3.5 및 5 시간 동안 실행되도록 한 것을 제외하고, 왁시 옥수수 전분 및 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 전분에 대해 실행되었다. 또한 열-가역성 겔이 15 % (w/w)의 수중 전분(starch-in-water) 농도로 제조되었다.
표 2
나타난 바와 같이 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 전분이 80 ℃ 내지 85 ℃에서 용융되는 열-가역성 겔을 형성하였다. 겔은 반응 기간에 관계없이 왁시 옥수수보다 더 큰 강도를 나타냈다. 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 전분으로부터 제조된 겔이 3.5 시간 동안 반응한 후 가장 큰 강도를 나타냈다.
실시예
3 - 산 가수분해
전분 (증류수 내 35 w/w% 전분)은 HCl (1.5 w/w%)과 혼합되어 슬러리를 제조하였다. 슬러리는 16 시간 동안 교반되면서 52 ℃에서 수조에서 인큐베이션되었다. 반응은 중화에 의해 종결되었다. 산에 의해 시닝된 전분은 여과 및 3 회 세척에 의해 회수되었다.
가수분해된 전분으로부터 제조된 겔은 15 % (증류수 내 w/w)를 사용하여 제조되었다. 전분은 20 분 동안 끓는 수조에서 슬러리를 가열함으로써 완전히 젤라틴화되었다. 전분 용액은 가열로부터 제거되고 겔화될 때까지 냉각되었다. 겔화된 모든 용액은 약 60 ℃에서 이와 같이 겔화되었다. 열 가역성은 수조에서 겔을 가열함으로써 나타났다. 모든 겔은 약 60 ℃에서 용융하는 것으로 관찰되었다.
표 3
보이는 바와 같이 산 가수분해된 왁시 옥수수는 겔을 형성하지 않았다. 1 개 및 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 내배유로부터의 산 가수분해된 전분은 1 주 휴지 후 겔을 형성하였다. 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 내배유로부터의 산 가수분해된 전분은 1 일 및 1 주 후 겔을 형성하였다.
동일한 산 가수분해 반응이 가수분해 반응이 각각 변경된 시간, 8, 16 및 24 시간 동안 실행된 것을 제외하고, 왁시 옥수수 전분 및 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 전분에 대해 실행되었다. 겔은 15 % (w/w)의 수중 전분의 용액으로부터 다시 제조되었다.
표 4
2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 내배유로부터의 산 가수분해된 전분이 1 일 후 겔을 형성하였으며, 이는 모든 반응 기간 동안 1 주 후 강화되었다. 겔은 반응 8 시간 후 가장 강했다. 왁시 옥수수는 1 일 휴지 후 겔을 형성하지 않았고, 1 주 휴지 후 매우 약한 겔만을 형성하였다.
실시예
4 - 물리적 분지 제거
물리적 분지 제거는 15 % (w/w)의 전분 농도로 증류수 용액 내 전분에 대해 이루어졌다. 전분 슬러리는 전분을 완전히 젤라틴화하기 위해 20 분 동안 끓는 수조에서 완전히 쿠킹되었다. 생성된 페이스트는 1, 5 또는 15 분 동안 휴대용 블렌더를 사용하여 전단되었고, 그 다음 호일 로프-팬(loaf-pan)으로 부어지고 동결-건조되어 전분을 회수하였다.
겔은 상기 기재된 바와 같이 물리적으로 분지가 제거된, 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 전분으로부터 제조되었고, 분지가 제거되지 않은 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 전분으로부터 제조된 겔과 비교되었다. 겔은 전분 슬러리 (증류수 내 15 w/w%)를 혼합함으로써 제조되었다. 전분 슬러리는 끓는 수조에서 가열되어 전분을 완전히 젤라틴화하였다. 그 다음 전분 용액은 이것이 겔화될 때까지 냉각되었다. 열 가역성은 이것이 용융될 때까지 수조에서 겔을 재가열함으로써 나타났다. 모든 겔은 약 75 ℃에서 용융되었다.
표 5
보이는 바와 같이 모든 용액이 겔을 형성하였다. 전단된 전분으로부터 형성된 겔은 1 일 휴지된 겔과 비교하여 1 주 후 강도가 상당히 증가되었다. 추가로, 5 분 이상 동안 전단된 겔은 1 주 동안 휴지된 후, 1 분 동안 전단되고 유사하게 휴지된 겔의 적어도 2 배의 겔 강도를 나타냈다.
실시예
5 -
효소적
소화
전분 슬러리는 30 % (w/w) 농도에서 제조되었고 슬러리의 pH는 5.8로 조정되었다. 슬러리에, α-아밀라제 (스페자임®프레드 엘(Spezyme®Fred L), 듀폰(DuPont))가 0.08 % (w/w, dsb)의 농도에서 슬러리에 추가되고 잘 혼합되었다. 슬러리는 자동 온도 제어기가 장착된 오일 배스에서 인큐베이션되었다. 효소적 가수분해는 0.5 또는 1 시간 동안 교반되면서 95 ℃에서 수행되었고, 생성된 가수분해물은 호일 로프팬으로 즉시 부어지고 동결기에서 동결되었다. 샘플은 동결 건조에 의해 회수되었다.
겔은 α-아밀라제 왁시 옥수수 전분으로부터 제조되었고 2 개의 ae를 갖는 aewx 옥수수 전분은 상기 기재된 바와 같이 개질되었다. 겔은 전분 (30 w/w%) 및 증류수를 혼합함으로써 제조되었다. 전분 슬러리는 끓는 수조에서 가열되어 전분을 완전히 젤라틴화하였다. 그 다음 전분 용액은 이것이 겔화될 때까지 냉각되었다. 열 가역성은 이것이 용융될 때까지 수조에서 겔을 재가열함으로써 나타났다. 모든 겔은 약 50 ℃에서 용융되었다.
표 6
보이는 바와 같이 2 개의 ae를 갖는 개질된 aewx 옥수수 전분이 반응 시간에 관계없이 1 주 후 겔을 형성하였지만, 겔은 1 주 동안 휴지된 후 더 강했다. 또한, 1 시간 동안 반응한 2 개의 ae를 갖는 개질된 aewx 옥수수 전분은 1 일 동안 휴지된 후 겔을 형성하였다.
Claims (16)
- 열-가역성 겔을 형성할 수 있는 1 개 또는 2 개(dose)의 열성 아밀로스-연장제 대립유전자(ae)를 갖는 내배유 유전자형을 갖는 aewx 옥수수로부터 개질된 전분.
- 제1항에 있어서, 내배유 유전자형을 갖는 aewx 옥수수가 2 개의 ae를 갖는 것인 개질된 전분.
- 제2항에 있어서, 개질된 전분이 시험 겔을 제조하기 위해 사용될 때, 적어도 시험 겔이 4 ℃에서 1 주 저장 후 100 g 이상의 펀치 강도를 갖는 것을 특징으로 하며, 여기서 시험은 물에서 약 15 중량% 이하의 개질된 전분으로 구성되는 것인 개질된 전분.
- 유체; 및
1 개 또는 2 개의 ae를 갖는 내배유 유전자형을 갖는 aewx 옥수수로부터 개질된 전분
을 포함하는 열-가역성 겔. - 제4항에 있어서, 전분이 2 개의 ae를 갖는 내배유 유전자형을 갖는 aewx 옥수수로부터 개질되는 것인 열 가역성 겔.
- 제5항에 있어서, 개질된 전분이 시험 겔을 제조하기 위해 사용될 때, 적어도 시험 겔이 4 ℃에서 1 주 저장 후 100 g 이상의 펀치 강도를 갖는 것을 특징으로 하며, 여기서 시험은 물에서 약 15 중량% 이하의 개질된 전분으로 구성되는 것인 열 가역성 겔.
- 전분이 열-가역성 겔을 제조할 수 있도록 1 개 또는 2 개의 ae를 갖는 내배유 유전자형을 갖는 aewx 옥수수로부터 전분을 개질시켜 개질된 전분을 제조하는 것
을 포함하는 방법. - 제7항에 있어서, 전분이 2 개의 ae를 갖는 내배유 유전자형을 갖는 aewx 옥수수로부터 생성되는 것인 방법.
- 제8항에 있어서, 전분이 풀룰라나제, 이소아밀라제, 또는 α-아밀라제 중 하나에 의해 효소적으로 개질되는 것인 방법.
- 제9항에 있어서, 전분이 풀룰라나제를 사용하여 개질되는 것인 방법.
- 제8항에 있어서, 개질된 전분이 개질 전 젤라틴화되지 않는 것인 방법.
- 제8항에 있어서, 개질된 전분이 산 가수분해에 의해 개질되는 것인 방법.
- 제8항에 있어서, 개질된 전분이 시험 겔을 제조하기 위해 사용될 때, 적어도 시험 겔이 4 ℃에서 1 주 저장 후 100 g 이상의 펀치 강도를 갖는 것을 특징으로 하며, 여기서 시험은 물에서 약 15 중량% 이하의 개질된 전분으로 구성되는 것인 방법.
- 제8항에 있어서, 전분이 전단에 의해 개질되고, 여기서 개질된 전분이 시험 겔을 제조하기 위해 사용될 때, 적어도 시험 겔이 4 ℃에서 1 주 저장 후 100 g이상의 펀치 강도를 갖는 것을 특징으로 하며, 여기서 시험은 물에서 약 15 중량% 이하의 개질된 전분으로 구성되는 것인 방법.
- 2 개의 ae를 갖는 내배유 유전자형을 갖는 aewx 옥수수로부터 개질된 전분
을 포함하는 식품. - 제15항에 있어서, 개질된 전분이 시험 겔을 제조하기 위해 사용될 때, 적어도 시험 겔이 4 ℃에서 1 주 저장 후 100 g 이상의 펀치 강도를 갖는 것을 특징으로 하며, 여기서 시험은 물에서 약 15 중량% 이하의 개질된 전분으로 구성되는 것인 식품.
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