KR20180103921A - 완두콩 단백질 단리물을 포함하는 영양 제형물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 완두콩 단백질 단리물을 함유하는 영양 제형물에 관한 것이고, 완두콩 단백질 단리물은: 0.5 내지 2%의 유리 아미노산을 가지고, 10 s-1의 전단 속도에서 13 내지 16.10-3 Pa.s., 40 s-1의 전단 속도에서 10 내지 14.10-3 Pa.s., 및 600 s-1의 전단 속도에서 9.8 내지 14.10-3 Pa.s.의 점도를 가지고, 4 내지 5의 pH 범위에서 30 내지 40% 및 6 내지 8의 pH 범위에서 40 내지 70%의 용해도를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 또한 유아용, 아동용 및/또는 성인용으로 의도된 단일 단백질 공급원 또는 식품 보충제로서의 상기 영양 제형물의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 완두콩 단백질 단리물을 포함하는 영양 제형물에 관한 것이다.
더욱 특히, 본 발명은 이들 영양 제형물의 용도에 관한 것이다:
- 특히 식이요법 영양용(스포츠용, 체중 감량용) 조제 분말 혼합물의 방식에 의한 음료,
- 식이요법 또는 임상 영양용 즉석 음료,
- 임상 영양용 액체(장용 백 또는 음료),
- 요거트형 발효유(교반식, 그리스식, 음용식 등의 요거트),
- 유제품/식물성 음료,
- 유제품/식물성 크림(예컨대, 커피 크림 또는 "커피 화이트너(coffee whitener)"), 디저트 크림, 아이스 디저트 또는 셔벗(sorbet),
- 비스킷, 머핀, 핫케이크(griddle cake) 또는 영양바(특수 목적용/체중 감량용 또는 스포츠 영양용으로 의도됨),
- 단백질-고함유 빵 또는 글루텐-무함유 빵,
- 압출 조리법에 의해 얻어진 고-단백 씨리얼(내포물/조식용 씨리얼/스낵용 "크리스프"),
- 치즈.
영양 분말 및 액체
유아용 또는 성인용으로 소아과에서 제조된 영양 분말 및 액체는 영양 구성성분(탄수화물, 단백질, 지방, 섬유, 비타민 및/또는 미량의 구성요소 등)의 잘 규정된 선택을 포함한다.
일부는 단일 식품 공급원으로 사용되고, 다른 일부는 식품 보충제로서 사용된다.
이들 영양 제품은 영양액, 예컨대, 장용 백 또는 즉석 음료로서, 물 또는 또 다른 수성 액체에 의해 조제될 수 있다.
즉석 음료 및 장용 백을 위한 분말 및 액체 형태의 영양 제형물은 영양 분야에서 특히 널리 사용되며, 그 사용은 전 세계적으로 증가하고 있다.
분말 형태의 영양 제형물은 통상적으로 다양한 분말을 직접적으로 혼합함으로써, 제조된다.
즉석 또는 장내 투여용 영양 제형물은 통상적으로 1 또는 2개의 별도 용액을 제조한 후, 함께 혼합한 다음, 열처리하여, 실온에서 적어도 12개월 동안 보존할 수 있도록 하여, 제조된다.
제1 용액은 탄수화물, 단백질, 섬유, 미네랄 및 수용성 유화제를 함유하는 수성 상에 상당하며, 제2 용액은 오일 및 지용성 유화제를 함유하는 지질 상에 상당한다.
이렇게 제2 지질 상에 첨가하는 단계가 표적 영양 제형물에 따라 달라진다는 것은 널리 인식되어 있다.
분말 및 액체 형태의 이들 영양 제형물은 단백질 공급 및 활력증진 영양 공급을 위해 특히 필요하다.
통상적으로, 상기의 모든 용도에 우유 단백질이 사용되어 오고 있다.
그러나, 비용 및 환경적 고려를 감안하면, 분말 믹스 음료(powder mix beverage) 및 즉석 음료에서 단백질 고함유를 위한 우유 단백질 대안으로서 식물성 단백질을 사용하는 것이 바람직하다.
대두콩 단백질(단리물, 가수분해물)이 대부분 광범위하게 사용되나, 쌀, 밀 및 감자 단백질(특히, 최종 제품의 채소 맛을 개선하기 위함)이 또한 사용되고 있다.
시장 제품의 개발 및 비용 절감의 맥락에서, 최종 제품 예컨대, 음료(식이요법 영양용(스포츠용/체중 감량용) 조제 분말 믹스 및 임상 및 식이요법 영양용 즉석 음료), 및 장용 백에서, 단백질 고함유를 위한 우유 단백질의 대안으로서, 완두콩 단백질을 베이스로 한 신규한 용액의 개발이 제안될 수 있다.
이 경우, 완두콩 단백질은 양호한 용해도, 용액 중 저 점도, 열처리 액체의 경우에 열처리에 대한 양호한 내성, 및 또한 시간 경과에 따른 양호한 점도 안정성과 같은 특정 기능성을 충족시켜야 한다.
또한, 이는, 아미노산 프로파일 및 소화율 프로파일 관점에서, FAO/WHO가 권장하는 영양 권장 사항을 충족시켜야 한다.
현재, 영양 분말 베이스에서 건조 믹스로서, 심지어 매우 저농도의, 완두콩으로부터 추출된 단백질을 사용하는 것을 선택한 경우 및 영양 제형물을 조제하고자 하는 경우, 상기 제형물은 상기 단백질의 입자 크기, 용해도 및 조성과 관련된, 입안에서 원치 않는 입자감을 가질 수 있다.
완두콩 단백질을 함유하는 단백질 함량이 높은 제형물의 과도한 점도가 또한 불만족의 원인이 되고 있다.
따라서, 우유 단백질의 대안 용액은, 우유 단백질이 자연적으로 충족시키는 양호한 감각적 및 기능적 특성에 필수적으로 부합해야 한다.
교반식, 그리스식 및 세트 요거트와 같은 발효유 또는 디저트
요거트는 농밀화 및 더 장기간 보존을 위해, 젖산 발효균을 접종한 우유이다.
요거트라고 하기 위해서는, 2종의 특이적 발효균, 락토바실루스 델브루에키이 아종 불가리쿠스(Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus) 및 스트렙토코쿠스 써모필루스(Streptococcus thermophilus)만을 필수적으로 함유하여야 하고, 이는 맛 특이성 및 질감을 제공하며, 또한 특정 영양 및 건강상 이점을 제공한다.
다른 발효유(요거트 질감)가 최근 몇 년 사이에 개발되었다. 이는 이들 2종의 박테리아 및 락토바실루스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실루스 카제이(Lactobacillus casei), 비피도박테리움 비피둠(Bifidobacterium bifidum), B. 롱굼(B. longum), B. 인판티스(B. infantis) 및 B. 브레베(B. breve)와 같은 추가의 균주를 함유하거나, 함유하지 않을 수 있다.
따라서, 요거트는 프로바이오틱스(probiotics), 즉, 살아있는 미생물의 훌륭한 공급원이며, 이는 충분한 양으로 섭취하는 경우, 통상적인 영양상 효과 이상으로 건강에 긍정적인 영향을 미친다.
세트이든, 교반식이든 또는 액체이든 간에, 규정된 정의 이외에, 사실상, 이의 제조가 최종 질감에 영향을 미치므로, 요거트라는 명칭은 유지된다.
따라서, 세트 요거트를 얻기 위해서는, 우유를 통에 직접 접종한다.
다른 한편으로, 교반식 요거트(또한, "불가리아" 요거트라고도 일컬어짐)의 경우, 우유를 탱크에 접종한 후, 교반하고, 통에 주입한다.
마지막으로, 또한 음용식 요거트로도 일컬어지는 액체 요거트는 교반한 후, 적절한 질감이 얻어질 때까지 블렌딩하여, 병에 주입한다.
그러나, 더 농밀한 질감을 갖는 그리스식 요거트와 같은 다른 유형의 플레인 요거트가 또한 존재한다.
지방의 백분율이 또한 요거트의 질감을 개질시킬 수 있으며, 이는 전유, 세미-탈지유 또는 탈지유를 베이스로 하여 제조될 수 있다("요거트"라는 단어만을 포함하는 라벨은 세미-탈지유로 제조된 요거트를 의미함).
모든 경우에 유통기한은 30일을 초과할 수 없으며, 항상 0° 내지 6°의 냉장고에 저장해야 한다.
3종의 주요 요거트 종류는 하기와 같이 구분된다:
o 교반식 요거트
액체가 다량일수록, 이는 종종 플레인 요거트보다 더 신맛이 난다. 단지, 그 질감만이 상이하다. 이는 또한, 우유에서 요거트로의 변환에 관여하는 2종의 발효균 중 하나인 락토바실루스 불가리쿠스 및 이른바 요거트의 유래를 기준으로 하여 - 불가리아 요거트로 일컬어진다. 이는 탱크 내에서 제조한 후, 통 안에 포장한다.
이는 특히 래시(lassi), 과일 칵테일 등과 같은 음료의 제조에 적합하다.
o 그리스식 요거트
이러한 특히 농밀한 요거트는, 상당량의 수분이 제거되었거나(전통 기법), 크림이 고함유된 플레인 요거트이다. 이러한 매우 맛이 좋은 고급 요거트는 차스키(tsatsiki) 및 동유럽 요리의 제조에 필수적이고, 매우 맛이 좋은 아페리티프 딥(aperitif dip)인 핀제르브(fines herbes)와 매우 간편하게 혼합된다. 차갑게 사용하는 경우, 이는 농밀한 크렘 프레슈(creme fraiche)로서 사용될 수 있다.
o 음용식 요거트
플레인 형태인 경우, 이는 일반적으로 단맛을 가미하고, 향을 첨가하여, 블렌딩 교반식 요거트에 의해 제조한다. 1974년을 기해, 이는, 요거트를 스푼 없이, 병으로부터 직접 음용함으로써, 청소년들로 하여금, 우유의 즐거움을 재발견할 수 있게 하였다. 조식용으로 씨리얼 및 요거트를 조합하기를 원하는 이들을 위해, 950 g 카톤(carton) 내의 "주입 요거트(pouring yoghurt)"가 또한 최근 등장하였다.
이러한 저열량의 - 탈지유로부터 제조된 무지방 요거트의 경우 52 kcal이고; 전유 요거트의 경우 88 kcal임 - "플레인" 요거트는 자연적으로 지방량 및 탄수화물량이 적으나, 상당량의 단백질을 함유한다. 이는 또한, 비타민 B2, B5, B12 및 A뿐만 아니라, 미량영양소(특히, 칼슘 및 인)의 공급원이다. 80%의 물로 구성된 요거트는 신체에의 수분 공급에 적극적으로 관여한다.
따라서, 요거트의 정기적인 섭취는 락토스의 분해 및 흡수를 개선하는 것으로 인식되어 있다(2010년 10월 19일자 EFSA 의견). 다른 연구들은 소아의 경우, 설사증을 개선하고, 노인과 같은 특정인의 경우, 면역계에 잠재적인 이점을 나타낸다.
그러나, 젖소의 우유를 섭취하는 것에 대해서는 부정적인 의견이 증가하고 있고, 문제점이 지적되고 있으며, 락토스 불내증이나 알레르기 유발 문제를 이유로, 이를 단순히 그들의 식단에서 배제하기로 결정하는 이들이 증가하고 있다.
따라서, 식물성 우유가 젖소의 우유보다 분해가 훨씬 더 용이하고, 비타민, 미네랄 및 불포화 지방산을 고함유하므로, 식물성 우유 베이스 요거트 용액이 제안되었다.
본 기재내용의 나머지 부분에서, 간편성을 위해, 심지어, 단백질의 유래가 유제품이 아닌 경우에도, "요거트"라는 용어는 계속하여 사용될 것이다(정식으로는, 발효유, 유제품 구성성분 또는 통상의 발효균, 예컨대, 락토바실루스 델브루에키이 아종 불가리쿠스 및 스트렙토코쿠스 써모필루스 이외의 구성성분으로부터 제조된 "요거트"를 이와 같이 명명하는 것은 정확하지 않음).
가장 통상적으로 사용되는 식물 공급원은 대두콩이다. 그러나, 대두콩 우유는 칼슘 및 단백질을 가장 많이 함유하나, 이는 또한 매우 분해가 잘 안되며, 이러한 이유로, 소아의 경우에는 권장되지 않는다.
추가로, 다량 섭취한 경우, 건강에 대해 역효과가 발생할 수 있으므로, 대두콩 베이스 제품의 과도한 섭취는 권장되지 않는다.
이에 더하여, 세계적으로 대두콩 생산의 70%가 GMO 공급원으로부터 유래된 것이라는 것이 일반적으로 인정되고 있다.
우유 및 유제품 음료; 식물성 음료
우유는 생물학적으로 고품질의 상당한 단백질 공급원을 함유하는 식품이다. 오랫 동안, 동물성 단백질은, 필수 아미노산 모두를 적정 비율로 함유하므로, 뛰어난 영양 특성으로 인해, 압도적으로 선호되었다.
그러나, 특정 동물성 단백질은 알레르기를 유발할 수 있거나, 특히 문제가 되는 반응을 수반할 수 있거나, 심지어 일상 생활을 위협할 수 있다.
유제품 알레르기는 가장 광범위한 알레르기 반응 중 하나이다. 연구에 의하면, 식품 알레르기를 앓고 있는 이들 중 65%가 우유에 대한 알레르기인 것으로 나타났다. 본 명세서에서, "유제품 알레르기"로 지칭되는 우유 알레르기의 성인 형태는, 바람직하지 않은 식품을 방어하기 위해, 항체를 생성하는 면역계의 반응이다. 이러한 알레르기는, 신생아 및 유아에 영향을 미치는, CMPA로도 지칭되는 젖소의 우유 단백질(소과 동물의 단백질) 알레르기와 상이하다. 이러한 알레르기의 임상 증상은 주로 위장관(50 내지 80%의 경우), 및 또한 피부(10 내지 39%의 경우) 및 호흡기(19%의 경우)이다.
유제품 단백질의 섭취와 관련하여 상기에 언급된 모든 단점에 비추어 볼 때, 식물성 단백질 중에서도, 대안 단백질로도 일컬어지는 대체 단백질의 사용에 대한 관심이 증대되고 있다.
식물 구성성분으로부터 얻어지는 식물성 우유는 동물 유래의 우유에 대한 대안일 수 있다. 이는 CMPA를 극복하고, 이를 방지한다. 이는 카제인, 락토스 및 콜레스테롤을 함유하지 않고, 비타민 및 미네랄 염을 고함유하며, 또한 필수 지방산을 고함유하나, 포화 지방산은 적다. 일부는 또한 상당량의 섬유를 갖는다.
특정 식물성 우유는 칼슘이 적고, 일부는 식물성 희귀성으로 인해 상업적으로 이용할 수 없다는 사실 외에도, 특정 식물성 우유의 경우, 또한 알레르기가 유발될 수 있음이 또한 지적되어야 한다. 이는, 유질 식물, 예를 들어 대두콩 우유로부터 제조된 식물성 우유의 경우이다.
유제품 단백질의 단점뿐만 아니라, 특정 식물성 단백질에 의해 기인되는 위험한 알레르기성에 비추어 볼 때, 반론의 여지 없이, 무해한 것으로 인식되고, 결과적으로, 전 가족 구성원이 섭취할 수 있는 식물성 우유에 대해, 현재까지 만족되지 못한 소비자의 실질적인 요구가 존재한다. 기존 제조사들은 또한 자사의 제품을 고함유화하기 위한 신규한 단백질 공급원에 대한 연구를 시작하고 있다.
본 출원인은 또한, 유리한 영양 특성을 가지나, 기존에 존재하는 특정 화합물의 단점을 갖지 않는 조성물에 대한 제조사 및 소비자의 증가하는 요구를 충족시키기 위해, 본 연구를 다루었다. 본 출원인의 연구는, 반론의 여지 없이, 무해한 것으로 인식되어 있고, 결과적으로, 전 가족 구성원이 섭취할 수 있는 신규한 식물성 우유의 제형물에 관한 것이다.
커피 크림, 버터, 치즈, 샹티이 크림(chantilly cream), 소스, 케이크 토핑 및 데코레이션을 위한 유제품 크림
유제품 크림은 우유를 농축시킴으로써, 얻어지는 30% 초과의 지방을 함유하는 제품이며, 탈지유 내의 오일 액적의 유화액 형태이다. 이는 다양한 용도, 직접적으로는, 소비자 제품(예를 들어, 커피 크림으로서 사용됨) 또는 다른 제품, 예컨대, 버터, 치즈, 샹티이 크림, 소스, 아이스크림, 또는 대안적으로 케이크 토핑 및 데코레이션의 제조를 위한 산업 원료로서 사용될 수 있다.
다양한 종류의 크림이 존재한다: 크렘 프레슈, 저지방 크림, 싱글 크림, 더블 크림, 저온 살균(pasteurization) 크림. 크림은 이의 지방 함량, 이의 보존 및 이의 질감에 따라 상이하다.
생크림은 우유와 크림을 분리한 후, 스키밍(skimming) 직후, 저온 살균 단계의 수행 없이 얻어지는 크림이다. 이는 액체이며, 30 내지 40%의 지방을 함유한다.
액체 질감이 유지되는 저온 살균 크림은 저온 살균 방법이 적용된 것이다. 따라서, 이는 인간에 유해한 미생물을 제거하기 위해, 72℃에서 약 20초 동안 가열된다. 이 크림은 특히 팽창에 적합하다. 따라서, 휘핑(whipping)하여, 내부에 기포를 혼입시키는 경우, 이는 더 가볍고, 더욱 부피감이 있는 질감을 갖는다. 이것은, 예를 들어 샹티이 크림에 적합하다.
시중에서 판매되는 특정 유체성 크림은 "유통기한이 장기간"인 것으로 일컬어진다. 이는 저온의 건조한 장소에서 수주 동안 저장 가능하다. 이렇게 장기간 동안 보존되도록 하기 위해, 이들 크림을 멸균하거나, UHT 방법을 통해 가열한다. 멸균의 경우, 이는 크림을 15 내지 20분 동안 115℃에서 가열하는 과정이다. UHT(또는, 초고온) 방법의 경우, 크림을 2초 동안 150℃에서 가열한다. 그 후, 크림을 급속 냉장하고, 그 결과, 이의 맛 품질이 더 잘 보존된다.
크림은 스키밍 후, 우유로부터 분리되면, 이는 자연스럽게 유체가 된다. 농밀한 질감을 갖도록 하기 위해, 이는 접종 단계를 거친다. 따라서, 젖산 발효균을 혼입시키고, 숙성시킨 후에는, 더 농밀한 질감 및 더 시고, 더 풍부한 맛이 크림에 제공된다.
우유로부터 크림을 얻기 위한 전통적인 기법(천년 또는 수세기 전부터 전래되어 옴)에 따라, 유제품 구성성분으로부터 크림을 조립하거나, 조제하기 위한 기법이 지난 10년간 개발되었다.
유제품 크림을 조제하기 위한 이들 신규한 기법은 원료의 저장 비용이 저렴하고, 제형물의 가동성이 더 크며, 우유의 조성이 계절적 영향으로부터 독립적이라는 점에서, 크렘 프레슈와 비교하여, 산업적 방법에서 분명한 이점이 있다.
따라서, 이의 제조 규정에 음용수가 첨가되거나, 첨가되지 않은 유제품 구성성분의 배타적 사용 및 유크림과 동일한 최종 제품의 특성이 명기되어 있으므로, 조제 유제품 크림은 유제품의 일반적 속성인 자연적 이미지로부터 이점을 가질 수 있다(문헌[Codex Alimentarius, 2007]).
조제 유제품 크림 분야의 개발은 크림 제형물의 신규한 가능성, 특히 식물성 크림 개념의 탄생의 신규한 가능성을 열어주었다.
식물성 크림은 유제품 크림와 유사한 제품으로, 유제품 지방은 식물성 지방으로 대체된다(문헌[Codex Alimentarius, codex Stan 192, 1995]).
이는 소정량의 물, 식물성 지방, 유제품 또는 식물성 단백질, 저분자량의 안정화제, 증점제 및 유화제로 출발하여, 제형화된다.
물리화학적 매개변수, 예컨대, 입자 크기, 유변학, 안정성 및 팽창성은, 식물성 크림에 의한 유제품 크림의 대체 분야에서 제조자 및 연구자들의 주요 관심대상인 특성이다.
예를 들어, 임의의 유화액에서와 같이, 분산 액적의 크기(입자 크기)는 일차적으로는 다른 물리화학적 특성, 예컨대 유변학 및 안정성 및 이차적으로는 크림의 질감 및 색상과 같은 이차적 특성에 상당한 영향을 주므로, 이는 크림의 특성화의 주요 매개변수이다.
유화제의 유형의 영향은 저분자량 유화제, 예컨대 모노글리세라이드, 디글리세라이드 및 인지질 및 고분자량 유화제, 예컨대 단백질 및 또한 단백질/저분자량 유화제 상호작용 둘 모두를 포함한다.
따라서, 또한, 지질 유화제의 농도가 크림의 액적 크기에 영향을 준다고 인식되어 있다. 단백질-안정화 시스템에서, 매우 고농도의 지질 유화제는 단백질의 탈착에 따른 상당량의 액적의 응집으로 인해, 평균 액적 크기의 현저한 증가를 야기할 수 있다.
제형물에 사용된 단백질의 유형이 또한 크림의 입자 크기에 영향을 줄 수 있다. 구체적으로, 동일한 유화 조건하에, 탈지유 분말과 같은 카제인-고함유 단백질 공급원을 베이스로 한 크림은 일반적으로 유청 분말과 같은 유청 단백질-고함유 단백질 공급원을 베이스로 한 것보다 더 작은 평균 액적 직경을 갖는다.
2종의 단백질 공급원(카제인 또는 유청 단백질)으로부터 제조된 크림 간의 입자 크기의 차이는 오일/물 계면의 계면 특성에서의 차이와 관련되며, 카제인은 계면 장력을 감소시키는 능력이 유청 단백질보다 더 크다.
이에 더하여, 제형물의 단백질 농도는 크림의 입자 크기에 영향을 준다. 구체적으로, 오일의 일정한 질량 분율에서, 단백질 농도가 증가함에 따라, 액적 크기가 감소하며, 특정 농도를 넘으면 크기가 거의 변하지 않는다는 것이 증명되었다.
크림 제형물에 저 분자량(계면 활성제) 및 고 분자량(단백질)의 양친매성 분자가 동시에 존재하는 것은 일반적으로 유화 중 액적 크기의 감소에 의해 반영된다. 이에 더하여, 계면활성제와 단백질 사이의 오일/물 계면에서의 경쟁적 흡착은 일반적으로 숙성 중 액적 표면에서의 단백질의 탈착으로 이어지며, 이는 입자 크기 변화를 수반할 수 있다.
마지막으로, 유화 조건, 제형물에 사용된 구성성분(단백질 및 지방 둘 모두)의 선택 및 온도가 크림의 최종 특성에 영향을 미치는 것으로 나타난다.
식물성 크림은 신규한 기술적-기능성을 야기할 수 있는 것으로 나타난다. 따라서, 아이스크림에 큰 안정성을 부여할 수 있는 동결에 대한 내성이 그 예이다. 이는 또한 쿡-앤드-서브(cook-and-serve) 또는 쿡-앤드-칠(cook-and-chill)을 나타낼 수 있으며, 이는, 이들 크림이 뜨거운 음식 또는 차가운 음식의 제조에 사용될 수 있으므로, 상당한 이점이 있다.
식물성 크림은 신규한 기능성을 제공할 수 있고, 유제품 크림과 유사하거나, 그보다 흥미로운 질감 특성을 나타낼 수 있으나, 그럼에도 불구하고, 이는 여전히, 심지어 때때로 향미료가 첨가된 후에도, 특히 이의 맛 및 이의 향과 관련하여, 감각적 결함을 가질 수 있다(대두콩 단백질 또는 완두콩 단백질의 경우).
따라서, 본 출원인은 이의 구성성분, 예컨대 완두콩 단백질 및 서로에 대한 이들의 상호작용(단백질-단백질, 단백질-지방, 단백질-물 등)의 크림의 최종 특성에 대한 영향에 대한 이해를 높이기 위해, 식물성 크림에 대한 연구("비유제품" 커피 크리머 분야를 포함함)를 수행하였다.
본 출원인은 또한 극단채식주의자용 치즈 레시피를 개발하였다.
치즈는 일반적으로, 우유 또는 유제품 크림을 응고시킨 후, 수분을 제거한 다음, 선택적으로 발효시키고, 선택적으로 숙성시킴으로써, 얻어진 식품이다.
따라서, 치즈는 주로 젖소의 우유로부터 제조되나, 또한 염소, 양, 버팔로 또는 다른 포유류의 우유로부터 제조된다. 일반적으로 박테리아 배양을 사용하여, 우유를 산성화시킨다. 효소, 레넷(rennet) 또는 아세트산 또는 식초와 같은 대체물을 첨가하여, 응고를 유발시키고, 응결된 우유 및 유청을 형성시킨다.
우유 카제인염을 천연 및 개질 전분, 더욱 특히 아세트산염-안정화 전분으로 대체함으로써, 치즈(특히, 모짜렐라형 치즈)의 극단채식주의자용 대안을 제조하는 것은 익히 실시되고 있다.
그러나, 여전히 찢김성(shreddability), 용융성, 동결/해동에 대한 안정성 및 맛에 대한 개선이 모색되고 있다(특히, 미국에서 피자 제조시).
오일, 개질 전분 및 완두콩 단백질을 조합하여, 시험을 수행하였으나, 완전히 만족스럽지는 않았다.
본 출원인은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물을 사용하는 경우, 특히 찢김성, 용융성 및 맛의 관점에서 이들 명기 사항이 충족될 수 있음을 발견하였다.
아이스크림
아이스크림은 통상적으로 동물성 또는 식물성 지방, 단백질(우유 단백질, 계란 단백질) 및/또는 락토스를 함유한다.
그 후, 단백질은 아이스크림에 맛을 제공하는 것 이외에, 질감의 요인으로서 작용한다.
이는 필수적으로, 구성성분을 정량하고, 이를 사전 혼합하고, 균질화하고, 저온 살균하고, 4℃에 이를 냉장(숙성되도록 함)한 후, 동결시킨 다음, 포장하여, 저장함으로써, 생성된다.
그러나, 다수의 개인들은 유제품 또는 다른 구성성분에 대해 불내성을 앓고 있으며, 이로 인해, 우유 또는 일반 아이스크림을 섭취할 수 없다.
이러한 소비자 집단의 경우, 유사한 감각 값을 가진, 우유를 함유하는 아이스크림의 대안은 현재까지 존재하지 않는다.
주로 대두콩을 베이스로 한, 식물성 구성성분을 함유하는 현재까지 공지된 아이스크림 제조에서, 동물성 유화제를 식물성 단백질로 대체하기 위한 시도가 이루어졌다.
건조 후, 분말 형태의, 통상의 수성 또는 수성-알코올성 추출 방법에서 얻어지는 건조 식물성 단백질이 종종 사용되었다.
이들 단백질은 폴리펩타이드의 이종 혼합물인 것으로 확인되었으며, 이중 특정 분율은, 예컨대 유화제 또는 겔-형성제, 물-결합제, 발포제 또는 질감-개선제로서 다양한 정도의 특히 양호한 특성을 갖는다.
현재까지, 식물성 단백질 제품은 이의 특정 기능적 특성에 따라서, 분별됨이 없이, 대두콩으로부터 거의 독점적으로 얻어졌다.
이에 더하여, 상기 대두콩 단백질에 의해 제조된 아이스크림의 맛은 좋지 않다.
따라서, 본 출원인은 식물성 크림에 대한 연구를 수행하였으며, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물이 요망되는 명기 사항을 충족시킬 수 있음을 발견하였다.
고-단백 비스킷 제품, 페이스트리(pastry) 제품, 제과 제품 및 씨리얼 제품
"단백질 고함유"라는 명칭을 획득하기 위해서는, 시행중인 규정에 따라, 단백질과 관련된 칼로리 공급량이 최종 제품의 총 에너지 공급량의 20% 이상이어야 한다.
이는, 비스킷 또는 케이크와 같은 지방 함량이 상당한 제품(최저 함량인 10% 내지 최고 함량인 25%, 평균 지방 함량은 18%임)에서, 이 명칭을 획득하기 위한 단백질의 혼입 정도는 실질량으로, 20% 초과임을 의미한다.
그러나, 단백질과 상관없이, 그리고 매트릭스(비스킷/케이크)와 상관없이, 제형물의 적어도 1/5을 단백질로 대체하는 것은, 이들 재제형화가 하기의 결과에 영향을 미치므로, 실질적인 기술적 도전이다:
- 이렇게 생성된 고단백 제조물(특히, 이의 수화 수준과 관련됨) 및 또한 최종 제품의 구조 및/또는 질감 특성,
- 고단백 제조물의 제조 방법(성형에 의한 형성력, "가공성"),
- 고단백 제조물 및 최종 제품의 감각 품질.
본 출원인은 제조물 및 최종 제품에 대한 부정적 영향을 제한하면서, 비스킷의 단백질 함량을 증가시키기 위한 것으로서, 완두콩 단백질인 NUTRALYS® BF를 이미 제시한 바 있다.
이 용액은 기능성 특성(유화력/겔화력)이 거의 또는 전혀 없고, 물과 거의 상호작용하지 않는 완두콩 단백질로부터 유래하였으며, 이 단백질은 가용성이 부족하다.
그러나, 이 단백질은 상기에 언급된 기술적 문제를 완전히 충족시킬 수 없다.
따라서, "단백질 공급원" 비스킷, 즉, 총 칼로리 공급량 중 12%가 단백질에 의해 제공되는 비스킷에 대해 양호한 결과를 얻을 수 있다.
그러나, "단백질-고함유"라는 명칭에 대해, 이러한 단백질 NUTRALYS® BF는 한계를 가지고, 이 제품은 질감의 관점에서 최적의 것이 아니며, 이 질감은 무르게 유지된다.
따라서, 본 출원인은, 베이킹 제품의 단백질 고함유와 같은 기술적 난제를 우수하게 충족시키는 신규한 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물을 제시함으로써, 특히 완두콩으로부터 유래된 식물성 단백질의 품질을 최적화하는 작업을 지속하였다.
구체적으로, 본 발명에 따라 얻어진 완두콩 단백질 단리물은, 이른바 거의 기능성(유화력/겔화력)이 없으나, 용해도가 높은 NUTRALYS® BF의 이점과 조합할 수 있다.
따라서, 본 출원인은, 현재까지 공지된 바로는, 조합된 적이 없는 이들 2가지 특성이, 제조물 또는 최종 제품의 제조 방법 또는 질감에 부정적인 영향을 주지 않으면서, 고 단백질 고함유를 가능하게 하는 단백질 공급원을 제공하기 위해, 조합될 수 있음을 발견하였다.
본 발명은 우유 또는 대두콩 단백질을 전체 또는 일부 대체할 수 있고, 하기에 적합한 특성을 갖는 중성 맛의 완두콩 단백질 단리물을 함유하는 신규한 영양 제형물을 제시한다:
o 혼합 분말,
o 단백질을 함유하는 (또는, 심지어 단백질-고함유 또는 "고-단백") 즉석 UHT 멸균 음료, 및
o 음료의 저점도 및 완두콩 단백질 용해도의 개선이 요망되고, 또한,
- 요거트형 발효유(교반식, 그리스식, 음용식 등의 요거트),
- 유제품/식물성 음료
중의 장내 투여용 영양액,
o 유제품/식물성 크림(예컨대, "커피 화이트너"), 아이스 디저트 또는 셔벗으로서,
상기 완두콩 단백질 단리물의 유화능은 이들 유제품의 매트릭스 중 유제품 단백질의 일부 또는 전체 대체에서의 이의 용도면에서 흥미로우며,
o 극단채식주의자용 치즈로서,
상기 완두콩 단백질 단리물을 첨가하면, 모짜렐라형 극단채식주의자용 치즈의 찢김성, 용융성 및 맛을 개선할 수 있다.
본 발명은 또한 하기에 적합한 특성을 갖는 완두콩 단백질 단리물을 함유하는 신규한 영양 제형물을 제시한다:
- 비스킷, 머핀, 핫케이크 또는 영양바(특수 목적용/체중 감량용 또는 스포츠 영양용으로 의도됨),
- 단백질-고함유 빵 또는 글루텐-무함유 빵,
- 압출 조리법에 의해 생성된 고-단백 씨리얼(내포물/조식용 씨리얼/스낵용 "크리스프").
본 발명은 또한 우유 단백질의 일부 또는 전체 대체에 완두콩 단백질 단리물을 사용하여, 적용/최종 제품(단백질 고함량 및 표준)에서 더욱 중성이 되도록, 완두콩 단백질의 맛의 개선(식물성 요소(green note)인 완두콩 요소의 감소)을 야기하며, 이는 전 유형의 유제품, 유제품 또는 식물성 음료, 요거트형 발효유, 유제품 또는 식물성 크림 등에 중요한 특성이다.
본 발명의 대상은:
o 0.5 내지 2%의 유리 아미노산을 함유하고,
o 20℃에서:
· 10 s-1의 전단 속도에서 11 내지 18 x 10-3 Pa.s.,
· 40 s-1의 전단 속도에서 9 내지 16 x 10-3 Pa.s., 및
· 600 s-1의 전단 속도에서 8 내지 16 x 10-3 Pa.s.
의 점도를 가지고,
o
· 4 내지 5의 pH 영역에서 30 내지 40%,
· 6 내지 8의 pH 영역에서 40 내지 70%
의 용해도를 갖는 완두콩 단백질 단리물을 포함하는 영양 제형물이다.
바람직하게는, 완두콩 단백질 단리물은 93.5 내지 95%의 소화 이용 계수(Coefficient of Digestive Use, CDU)에 따라 표시되는 소화율을 갖는다.
바람직하게는, 완두콩 단백질 단리물은 5 내지 10%의 가수분해도(DH)를 갖는다.
특히, 완두콩 단백질 단리물은 SYMPHID 시험에 따라, "급속 점도"의 단백질로서 제시되며, 이는 상기 단리물의 구성성분 아미노산의 급속 십이지장 흡수를 반영한다.
바람직하게는, 완두콩 단백질 단리물을 고온에서 단시간 동안 저온 살균한 후, 분무 건조하였다.
본 발명의 일 구현예에서, 영양 제형물은 적어도 하나의 완두콩 단백질 단리물 및 적어도 하나의 우유 단백질을 포함한다. 영양 제형물이 분말 형태인 경우, 우유 단백질은 바람직하게는 총 단백질 중량에 대비하여, 적어도 10, 15, 20, 25, 30, 40, 45 또는 50 중량%에 상당한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 영양 제형물은 적어도 하나의 완두콩 단백질 단리물, 또 다른 식물성 단백질, 예컨대, 대두콩, 쌀 및/또는 밀 단백질, 및 적어도 하나의 우유 단백질을 포함한다.
완두콩 단백질 단리물은
o 분말 형태의 영양 제형물의 총 단백질의 40 내지 100%, 바람직하게는 50 내지 100%, 60 내지 100%, 70 내지 100%, 80 내지 100% 또는 50 내지 90%,
o 임상 영양 및 감량용 즉석 음료의 총 단백질의 0.1% 내지 100%, 바람직하게는 영양 제형물의 총 단백질의 20 내지 100%, 30 내지 100%, 40 내지 100%, 50 및 100%, 60 내지 100%, 70 내지 100%, 80 내지 100% 또는 50 내지 90% 및
o 스포츠 영양용 즉석 음료의 총 단백질의 52% 내지 100%, 영양 제형물의 총 단백질의 60 내지 100%, 70 내지 100%, 80 내지 100% 또는 50 내지 90%,
o 요거트형 발효유의 총 단백질의 0.1% 내지 100%, 바람직하게는 영양 제형물의 총 단백질의 20 내지 100%, 30 내지 100%, 40 내지 100%, 50 및 100%, 60 내지 100%, 70 내지 100%, 80 내지 100%, 20 내지 60%, 30 내지 50% 또는 50 내지 90%,
o 유제품 음료의 총 단백질의 0.1% 내지 100%, 바람직하게는 영양 제형물의 총 단백질의 20 내지 100%, 30 내지 100%, 40 내지 100%, 50 및 100%, 60 내지 100%, 70 내지 100%, 80 내지 100% 또는 50 내지 90%,
o 유제품 크림의 총 단백질의 0.1% 내지 100%, 아이스 디저트 또는 셔벗, 더욱 특히, 커피 화이트너의 총 단백질의 50 내지 100%, 60 내지 100%, 70 내지 100%, 80 내지 100% 또는 50 내지 90% 및 유제품 크림, 아이스 디저트 또는 셔벗의 총 단백질의 20 내지 100%, 30 내지 100%, 40 내지 100%, 50 내지 100%, 또는 40 내지 90%,
o 비스킷, 머핀, 핫케이크 또는 영양바(특수 목적용/체중 감량용 영양 또는 스포츠 영양용으로 의도됨)의 총 단백질의 5% 내지 100%, 바람직하게는 영양 제형물의 총 단백질의 20 내지 100%, 30 내지 100%, 40 내지 100%, 50 및 100%, 60 내지 100%, 70 내지 100%, 80 내지 100% 또는 50 내지 90%,
o 단백질-고함유 빵 또는 글루텐-무함유 빵의 총 단백질의 5% 내지 100%, 바람직하게는 영양 제형물의 총 단백질의 10 내지 100 %, 20 내지 100%, 30 내지 100%, 40 내지 100%, 50 및 100%, 60 내지 100%, 70 내지 100%, 80 내지 100% 또는 50 내지 90%,
o 압출 조리법에 의해 생성된 고-단백 씨리얼(내포물/조식용 씨리얼/스낵용 "크리스프")의 총 단백질의 5% 내지 100%, 바람직하게는 영양 제형물의 총 단백질의 20 내지 100%, 30 내지 100%, 40 내지 100%, 50 및 100%, 60 내지 100%, 70 내지 100%, 80 내지 100% 또는 50 내지 90%
에 상당한다.
극단채식주의자용 치즈의 경우, 레시피의 약 5 중량%의 완두콩 단백질 단리물이 이의 기술적 및 감각적 특성을 개선하기에 충분하다.
예를 들어, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 영양 제형물의 총 단백질의 0,1 내지 10%, 10 내지 20%, 20 내지 30%, 40 내지 50%, 50 내지 60%, 60 내지 70%, 70 내지 80%, 80 내지 90% 또는 90 내지 100%, 특히 중량%, 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합에 상당할 수 있다.
본 발명의 대상은 또한 유아용, 아동용 및/또는 성인용으로 의도되는 단일 단백질 공급원 또는 식품 보충제로서 사용하기 위한 전술된 바와 같은 영양 제형물이다.
본 발명의 대상은 또한 유아용, 아동용 및/또는 성인용으로 의도되는 단일 단백질 공급원 또는 식품 보충제로서 이러한 영양 제형물의 용도이다.
도 1: 본 발명에 따른 임상 영양용 영양 제형물을 형성하는 유화액의 입자 크기 분포
도 2: 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의해 제형화된 분말 믹스의 감각 분석
도 3: 임상 영양용 즉석 음료의 감각 분석
도 4: 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 시험관내 분해 동안 점도의 모니터링
도 5: pH의 함수로서, 완두콩 단백질 단리물의 용해도 프로파일
도 6: 스포츠용 즉석 음료의 감각 분석
도 7: 임상 영양용 디저트 크림의 감각 분석
도 8: 아이스 디저트 제조용의, 100%의 우유 단백질에 의해 제조된 유화액의 지방 소구체의 크기 분포
도 9: 아이스 디저트 제조용의, 50%의 우유 단백질 및 50% 완두콩 단백질 NUTRALYS® S85F에 의해 제조된 유화액의 지방 소구체의 크기 분포
도 10: 아이스 디저트 제조용의, 50%의 우유 단백질 및 50%의 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1에 의해 제조된 유화액의 지방 소구체의 크기 분포
도 11: 아이스 디저트 제조용의, 50%의 우유 단백질 및 50%의 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2에 의해 제조된 유화액의 지방 소구체의 크기 분포
도 12: 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의해 제조된 극단채식주의자용 아이스크림의 용융성 프로파일
도 13: 아이스 디저트의 감각 분석
도 14: 카제인나트륨과 비교하여, pH의 함수로서, 완두콩 단백질 단리물의 용해도
도 15: 교반식 요거트의 감각 분석 - 맛 양태
도 16: 교반식 요거트의 감각 분석 - 질감 양태
도 17: 딸기향 유제품 음료의 감각 분석: 맛 양태
도 18: 딸기향 유제품 음료의 감각 분석: 질감 양태
도 19: 초콜릿 머핀 반죽의 점도 분석
도 20: 핫케이크 반죽의 점도 분석
도 21: NIZO로부터의 SIMPHYD 장치를 사용한 점도 모니터링에 의한 소화율 분석
본 발명은 예시적이고 비 제한적으로 의도되는 하기의 실시예의 지원 하에 더욱 명확하게 이해될 것이다.
도 2: 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의해 제형화된 분말 믹스의 감각 분석
도 3: 임상 영양용 즉석 음료의 감각 분석
도 4: 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 시험관내 분해 동안 점도의 모니터링
도 5: pH의 함수로서, 완두콩 단백질 단리물의 용해도 프로파일
도 6: 스포츠용 즉석 음료의 감각 분석
도 7: 임상 영양용 디저트 크림의 감각 분석
도 8: 아이스 디저트 제조용의, 100%의 우유 단백질에 의해 제조된 유화액의 지방 소구체의 크기 분포
도 9: 아이스 디저트 제조용의, 50%의 우유 단백질 및 50% 완두콩 단백질 NUTRALYS® S85F에 의해 제조된 유화액의 지방 소구체의 크기 분포
도 10: 아이스 디저트 제조용의, 50%의 우유 단백질 및 50%의 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1에 의해 제조된 유화액의 지방 소구체의 크기 분포
도 11: 아이스 디저트 제조용의, 50%의 우유 단백질 및 50%의 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2에 의해 제조된 유화액의 지방 소구체의 크기 분포
도 12: 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의해 제조된 극단채식주의자용 아이스크림의 용융성 프로파일
도 13: 아이스 디저트의 감각 분석
도 14: 카제인나트륨과 비교하여, pH의 함수로서, 완두콩 단백질 단리물의 용해도
도 15: 교반식 요거트의 감각 분석 - 맛 양태
도 16: 교반식 요거트의 감각 분석 - 질감 양태
도 17: 딸기향 유제품 음료의 감각 분석: 맛 양태
도 18: 딸기향 유제품 음료의 감각 분석: 질감 양태
도 19: 초콜릿 머핀 반죽의 점도 분석
도 20: 핫케이크 반죽의 점도 분석
도 21: NIZO로부터의 SIMPHYD 장치를 사용한 점도 모니터링에 의한 소화율 분석
본 발명은 예시적이고 비 제한적으로 의도되는 하기의 실시예의 지원 하에 더욱 명확하게 이해될 것이다.
본 발명은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물을 함유하는 영양 제형물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 단리물, 및 특히 영양 제형물의 제조를 위한 본 발명에 따른 단리물의 용도에 관한 것이다.
더욱 특히, 본 발명은, 음료의 저 점도 및 완두콩 단백질의 용해도의 개선이 요구되는, 식이요법 영양용(스포츠용, 체중 감량용) 조제 분말 믹스의 방식에 의한 음료 및 임상 영양용(경구적 경로 또는 장용 백) 및 식이요법 영양용의 즉석 음료로서, 이들 영양 제형물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 요거트형 발효유(교반식, 그리스식 또는 음용식 요거트)의 유제품 또는 식물성 음료 및 유제품 또는 식물성 크림, 아이스 디저트 또는 셔벗으로서, 이들 영양 제형물의 용도에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 비스킷, 머핀, 핫케이크 또는 영양바(특수 목적용/체중 감량용 영양 또는 스포츠 영양), 단백질-고함유 빵 또는 글루텐-무함유 빵, 압출 조리법("크리스프")에 의해 생성된 고-단백 소 씨리얼로서, 이들 영양 제형물의 용도에 관한 것이며, 제조물 또는 최종 제품의 제조 방법 또는 질감에 부정적인 영향을 주지 않는 고-단백 용액이 더욱 특히 요구된다.
맛과 관련하여, 본 출원인은, 특정 완두콩 단백질 단리물을 도입함으로써, 분말 형태의 단백질-고함유 영양 제형물 중 완두콩 단백질을 건조 혼합함으로써, 야기되는 입안에서의 조제 분말의 바람직하지 않은 입자감이 감소하거나, 제거될 수 있음을 발견하였다.
또한, 본 발명의 완두콩 단백질 단리물의 상기 영양 제형물 내로 혼입시키면, 완두콩 요소 및 채소 요소가 감소하여, 완두콩 단백질의 맛이 개선될 수 있음을 발견하였다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "분말 형태의 영양 제형물"은:
o 적어도 하나의 식물성 단백질, 특히 완두콩으로부터의 식물성 단백질,
o 선택적으로, 유제품 유래의 적어도 하나의 단백질, 및
o 선택적으로, 지방 및 탄수화물류의 적어도 하나의 구성성분
을 포함하고, 수성 액체에 의해 조제 가능하며, 인간에의 경구 투여용으로 적합한 분말 형태의 제형물을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "건조 혼합"은 달리 명시되지 않는 한, 성분 또는 구성성분을 혼합하여, 베이스 영양 분말을 형성하거나, 분말 또는 과립 형태의 건조 성분 또는 분말 베이스 구성성분을 첨가하여, 분말 형태의 영양 제형물을 형성하는 것을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 백분율, 부 및 비율은 모두 달리 명시되지 않는 한, 총 제형물의 중량에 대비한 것이다.
본 발명의 분말 형태의 식품 제형물 및 이에 상응하는 제조 방법은 본 발명에 기재된 바와 같은 본 발명의 필수 성분 및 또한 본 발명에 기재되거나, 달리는, 영양 제형물의 용도에 유용한 추가적이거나, 선택적인 임의의 성분을 포함하거나, 이로 이루어지거나, 이로 필수적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 분말 형태의 영양 제형물은 완두콩 단백질 단리물을 포함한다.
본 발명의 분말 형태의 영양 제형물은 일반적으로, 유동 가능하거나, 실질적으로 유체인 입자성 조성물, 또는 적어도, 용이하게 성형 가능하며, 스푼 또는 또 다른 유사한 장치를 사용하여, 측정될 수 있는 입자성 조성물의 형태이며, 조성물은 의도된 사용자에 의해, 수용액, 통상적으로 물과 함께 용이하게 조제되어, 경구 또는 장용으로 즉시 사용되는 액체 영양 제형물이 형성될 수 있다.
이러한 맥락상, "즉시" 사용은 일반적으로, 조제 후 48시간 이내, 더욱 통상적으로는 약 24시간 이내, 바람직하게는 조제 직후를 의미한다.
분말 형태의 영양 제형물은, 특정 구현예에서, 공급 단백질 중 최대 100%에 상당할 수 있는 완두콩 단백질 단리물을 포함한다.
분말 형태의 식품 제형물은 스포츠 식이요법 및 체중 감량용으로 의도된 특정 식단 후, 개인에 의해 사용되는 것으로 의도되는 식품 보충제 또는 특수 목적용 영양 제형물을 형성하기에 충분한 영양소의 모든 유형 및 양에 의해 제형화될 수 있다.
일 구현예에서, 분말 형태의 영양 제형물은 하기의 용도를 위해 제형화될 수 있다:
o 예를 들어, 운동 선수의 경우, 격렬한 운동 후 근육 회복용, 또는
o 운동 선수의 근육량의 유지 또는 형성 확증용, 또는
o 포만감-유발 효과를 통한, 중량 손실을 요망하는 개인의 식사 대체물.
대부분의 경우, 조제 분말은 약 350 내지 약 400 kcal/100 ml를 포함하나, 분말 형태의 식품 제형물은 최종 사용자의 영양 요구량으로 조정된 칼로리 밀도를 가질 수 있다.
대부분의 경우, 조제 분말은 약 40 내지 약 65 g의 단백질/100 g을 포함하여, 약 20 내지 약 91 g의 단백질/100 g을 포함하나, 분말 형태의 식품 제형물은 최종 사용자의 영양 요구량으로 조정된 단백질 함량을 가질 수 있다.
따라서, 제형물은 제형물의 총 중량에 대비하여, 20 내지 95%의 단백질, 예를 들어 20 내지 90%, 30 내지 80% 또는 40 내지 60%를 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 제형물의 총 단백질의 40 내지 50%, 50 내지 60%, 60 내지 70%, 70 내지 80%, 80 내지 90% 또는 90 내지 100% 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합에 상당할 수 있다.
이에 더하여, 대부분의 경우, 조제 분말은 약 3 내지 약 7 g/100 g을 포함하여, 약 0.5 내지 약 13 g/100 g을 포함하나, 분말 형태의 식품 제형물은 최종 사용자의 영양 요구량으로 조정된 지방 함량을 가질 수 있다.
따라서, 제형물은 제형물의 총 중량에 대비하여, 0 내지 20%의 지방, 예를 들어 0.5 내지 15%, 1 내지 10% 또는 3 내지 7%(특히, 중량%)를 포함할 수 있다.
본 발명의 분말 형태의 영양 제형물은 1회 사용 또는 다회 사용 용기에 포장되고, 밀봉될 수 있으며, 그 후, 주위 조건하에 최대 36개월 이상, 더욱 통상적으로는 약 12 내지 약 24개월 동안 저장될 수 있다.
다회 사용 용기의 경우, 이는 개봉 후, 최종 사용자에 의해, 반복 사용을 위해, 밀폐될 수 있으며, 단, 밀폐된 패킷(packet)은 그 후 주위 조건하에 저장되고(예를 들어, 극한 온도 방지), 내용물은 약 1 또는 2개월 이내에 사용되어야 한다.
본 발명에 따른 영양 제형물의 적용 분야는 특히 하기와 같다:
o 식이요법 영양(스포츠용, 체중 감량용),
o 임상 영양(음료, 디저트 크림 또는 장용 백 형태),
o 유제품(요거트, 유제품 음료, 유제품 크림, 아이스 디저트 또는 셔벗 형태),
o 고-단백 비스킷 제품, 페이스트리 제품, 제과 제품 및 씨리얼 제품.
스포츠 분야에서, 단백질이 근육의 유지 및 증가에 관여하는 것으로 인식되어 있다. 단백질의 공급은 또한 보디빌딩 또는 근육 강화 훈련을 하는 선수에 중요하다.
이러한 단백질은 아미노산 프로파일의 관점에서 균형이 이루어져야 하고, FAO/WHO의 권고를 준수하여야 한다. 그의 소화율은 중요한 요인으로서, 단백질이 공급되는 시점에 따라, 급속한 소화율 내지 더 저속의 소화율로 진행된다.
즉석 단백질 또는 고-단백 음료는 그 후, 칼로리가 제한된 단백질 공급 선택에 의해, 신체에 유익한 영향을 줄 수 있다.
이들 고-단백 음료는:
- 단백질이 고함유되어야 하고, 탄수화물 및 지방은 저함유되어야 하고;
- 맛이 좋아야 하고;
- 지방 손실을 자극하고, 근육 회복을 보조함으로써, 중량 손실이 보조되도록 설계되어야 하고;
- 포만감을 유발하여야 하고;
- 설탕 또는 지방이 첨가되지 않은 경우에도, 공복통이 해소될 수 있어야 하고;
- 필수 아미노산, 섬유, 비타민 및 미네랄의 함량이 균형을 이루어야 하며;
- 칼로리가 낮아야 한다.
이들 즉석 음료는 유리하게는 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의해 제조될 수 있다. 이는 이에 더하여 단일 단백질 공급원으로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 젖소의 우유 대안으로서, 식물성 음료는 평균적으로 100 ml의 음료당 4.5 내지 11 g의 단백질, 바람직하게는 100 ml당 약 7 g의 단백질을 함유하며, 섬유량이 매우 낮다(100 ml당 약 0.5 내지 1 g).
따라서, 음료는 음료의 총 중량에 대비하여, 1 내지 20%의 단백질, 예를 들어 3 내지 15% 또는 6 내지 8%를 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 총 단백질의 50 내지 60%, 60 내지 70%, 70 내지 80%, 80 내지 90% 또는 90 내지 100%, 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합에 상당할 수 있다. 바람직하게는, 이는 적어도 52%에 상당한다. 특히, 완두콩 단백질의 공급량은 총 단백질 공급량의 52 내지 100%이다.
즉석 음료의 경우, 완두콩 단백질의 공급량은 0 내지 100%, 바람직하게는 0.01 또는 0.1 내지 100%의 범위일 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 총 단백질의 0.1 내지 10%, 10 내지 20%, 20 내지 30%, 40 내지 50%, 50 내지 60%, 60 내지 70%, 70 내지 80%, 80 내지 90% 또는 90 내지 100%, 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합에 상당할 수 있다.
뚜렷한 채소 요소가 함유되지 않은 맛으로 인해, 이러한 단백질 공급원은 모든 유형의 음료에 매우 적합하며, 적당한 점도로 인해, 최종 맛을 손상시키지 않으면서, 100%까지 혼입될 수 있다(단, 매우 고함량인 경우, 향미료를 첨가하는 것이 유리할 수 있음).
전술된 바와 같이, "체중 감량용" 음료, 즉, 저 칼로리 식단 또는 중량 손실 목적으로 사용되도록 의도된 음료 분야에서, 이들 단백질 베이스 또는 단백질 고함유 음료는 급속한 근육 획득을 위해서만 효과적인 것은 아니다. 이러한 유형의 음료는 또한, 단백질 섭취를 기반으로 한 체중 감량용 식단의 맥락에서 매우 유리하다.
체중 감량용 음료가 중량 손실 보조에 이상적이라는 것은 인식되어 있다. 이는 더욱 특히
- 포만감 효과를 제공할 수 있으며,
- 근육을 보호하고, 신체에 탄력을 제공하여, 중량의 환원을 방지할 수 있다.
"스포츠" 음료로서, 이들 체중 감량용 음료는
o 필수 아미노산, 섬유, 비타민 및 미네랄의 함량이 균형을 이루고,
o 당, 지방 및 칼로리의 함량이 감소된다.
따라서, 단백질 베이스 음료는 실제로 수 킬로의 급속한 배출에 매우 효과적이다. 이들 단백질 고함유 제조물은, 이를 섭취하는 개인의 공복감을 매우 간편하게 감소시키거나, 이를 중단시킨다. 예를 들어, 사용자는 이러한 음료를 음용함으로써, 섭취한 식품의 양을 현저하게 감소시킬 수 있으며, 중량을 더 빠르게 손실시킬 수 있다(중량 조절을 위한 식사 대용 또는 중량 조절을 위한 총 일일 식사량 대체 방법의 맥락상).
임상 영양에서, 장 영양은, 소화관이 기능하고, 이용 가능하나, 환자가 정상적으로 식사할 수 없거나, 심한 영양 실조인 경우에 사용되는 탐침에 의한 영양 치료액으로 인식되어 있다.
이러한 기법은 영양이 소화관 내로 직접 공급될 수 있도록 한다. 이는, 신체가 요구하는 모든 영양을 공급하는 "완전한" 영양 제형물에 의해, 통상의 경구 섭취를 전체 또는 일부 대체한다.
이들 제형물은 일반적으로 가요성(PVC) 백에 포장되어 있으며, 경비, 또는 위루, 비공장루, 소공 또는 공장루 탐침에 의해 투여된다.
이들 영양 믹스는 섬유의 존재 또는 부재 하에, 단백질, 지방, 탄수화물, 비타민 및 미네랄로 구성된다.
수개의 범규로 구분된다: 중합체(표준) 믹스 및 반-기본("사전분해(predigested)" 믹스, 후자는 매우 특수한 경우(단장 증후군, 외분비 췌장 부전증 등)에 처방된다:
중합체 믹스
o 섬유의 존재 또는 부재 하에, 저칼로리(0.5 - 0.75 kcal /ml), 정상 또는 고-단백,
o 섬유의 존재 또는 부재 하에, 이소칼로리(isocalorie)(1 kcal /ml), 정상 또는 고-단백,
o 섬유의 존재 또는 부재 하에, 고칼로리(1.25 내지 1.5 kcal /ml), 정상 또는 고-단백,
o 특수 제형물(혈당 대사 장애, 호흡 부전증).
준-기본 믹스는 중간 길이 사슬의 트리글리세라이드 및 펩티드를 베이스로 한 이소칼로리 또는 고칼로리, 정상 또는 고-단백 믹스이다.
기능적 특성으로 인해, 완두콩 단백질 단리물은 단백질 공급원으로서 이러한 용도에 특히 적합하다.
이에 더하여, 우유 단백질과 동일한 특성을 유지하면서, 비용을 절감할 수 있다.
요거트, 유제품 음료, 유제품 크림, 아이스크림 또는 셔벗에서 유제품 단백질의 (전체 또는 일부) 대체 분야에서, 기능적 특성이 유제품 단백질과 균등하거나, 우수한 식물성 단백질이 요구된다.
본 특허 출원에서, 용어 "기능적 특성"은 유제품의 구성성분의 유용성에 영향을 미치는 임의의 비 영양적 특성을 의미한다.
이러한 다양한 특성은 요망되는 유제품의 최종 특성의 생성에 기여한다. 이들 기능적 특성 중 일부는 용해도, 점도, 발포성 및 유화성이다.
단백질은 또한 이것이 사용되는 식품 매트릭스의 감각적 특성에 중요한 역할을 하며, 기능적 특성과 감각적 특성 사이에 실질적 상승작용이 존재한다.
따라서, 단백질의 기능적 특성 또는 기능성은 기술적 변환, 저장 또는 가정식 준비 과정 동안 생성된 식품 시스템의 감각적 특성에 영향을 미치는 물리적 또는 물리화학적 특성이다.
상기 단백질은 단백질의 유래와 상관없이, 제품의 색상, 향 및/또는 질감에 영향을 미친다는 점에 유의해야 한다. 이들 관능 특성은 소비자의 선택에 결정적인 영향을 미치며, 이 경우, 이는 제조사에 의해 심도있게 고려된다.
단백질의 기능성은 후자와 그의 환경(다른 분자, pH, 온도 등)의 분자 상호작용의 결과이다.
이 경우, 표면 특성의 관점에서, 액체 또는 기체 상태의 다른 극성 또는 비극성 구조와 단백질의 상호작용 특성과 함께 그룹화된다: 이는 유화성, 발포성 등의 특성을 포괄한다.
본 출원인은, 유익한 기능적 특성을 갖고, 유제품 단백질의 적어도 일부 대체물로서 유제품 제조에 사용될 수 있는 영양 제형물에 대한 충족되지 않은 실질적 필요성이 존재함을 지적한 바 있다.
특히, 맛 특성의 개선으로 인해, 완두콩 단백질 단리물은 단백질 공급원으로서, 이 용도에 특히 적합하다.
더욱 특히, 이러한 특정 적용 분야, 즉
o 요거트형 발효유(교반식, 그리스식, 음용식 등의 요거트),
o 유제품/식물성 음료,
o 유제품/식물성 크림(예컨대, "커피 화이트너"), 아이스 디저트 또는 셔벗에서,
본 출원인은 하기와 같은 사실을 발견하였다:
- 하기에서 제시되는 바와 같이, "비 유제품 커피 크리머"라고도 일컬어지는 "비 유제품 커피 화이트너"와 관련하여,
o 저온 살균 후, 건조 단계 전의 유화액의 점도는 NUTRALYS® 유형의 완두콩 단백질보다 우유 대조군에 더 근사하며, 이로 인해, 고형분 함량이 높은 저점도 유화액의 건조가 가능할 수 있으며;
o 커피에서의 응결은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물이 NUTRALYS® 유형의 완두콩 단백질보다 덜 뚜렷하였으나, 이는 커피의 산성 pH에서의 용해도의 개선과 연관성이 있거나, 커피 조제수에 함유된 2가 이온에 대한 우수한 안정성에 의한 것일 수 있다.
이에 더하여, 선택적으로, 응결력을 개선하기 위해, 시트르산나트륨과 같은 완충제, 단백질 용해도를 증진시키는 NaCl 유형(염)의 염 또는 인산염보다 더욱 효율적인 2가 이온 착화제의 첨가가 선택될 수 있다.
o 이러한 특정 용도에 대한 상기 단리물의 유화력과 관련하여, 유리하게는, 추가 유화제, 예를 들어 E472(지방산 모노글리세라이드 및 디글리세라이드의 모노아세틸타르타르산 및 디아세틸타르타르산의 에스테르)를 사용하거나, E471의 농도를 변화시키거나, 단백질 농도를 조정하거나, 균질화 방법을 조정하는 것이 선택될 수 있다.
- "교반식 요거트"와 관련하여, 하기에 예시되는 것과 같은 제조 레시피에서,
o 균질화 전 온도는 65 내지 80℃의 범위일 수 있고,
o 균질화 압력은 150 내지 250 bar의 범위일 수 있고,
o 저온 살균 온도는 30분 동안 80 내지 85℃에서 5 내지 10분 동안 90 내지 95℃ 사이의 범위일 수 있고,
o 발효 온도는 30 내지 45℃, 우선적으로는 38 내지 42℃의 범위일 수 있으며,
o "요거트" 규정에 명시된 바와 같이, 요거트 부문에서 사용되는 전반으로 발효 유형을 확대할 수 있다.
상기 요거트의 제형물과 관련하여,
o 개질 전분 및 펙틴 이외에, 안정화제로서 다양한 비율의 로커스트 콩(locust bean) 또는 구아 검이 선택될 수 있고,
o 선택된 전분은 개질 전분, 우선적으로는, 점도가 거의 발생하지 않거나, 심지어 완전 용해된 전분이다. 그 비율은 총 조성물의 2.5 내지 5 중량%, 바람직하게는 2.8 내지 3.5 중량%의 범위일 수 있다.
o 유리하게는, 우유 향미료를 첨가하여, 완두콩 단백질과 관련하여, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물을 사용하여, 채소 요소가 훨씬 더 감소하더라도, "더 많은 유제품" 요소 또는 과일 제조물이 제공될 수 있도록 하는 것이 선택될 수 있다.
- "음용식 요거트"와 관련하여, 본 발명에 따른 레시피는 "교반식 요거트"에 사용되는 것과 유사하나, 단백질의 양은 교반식 요거트보다 훨씬 더 적으며, 전분의 양은 우선적으로는 총 조성물 중 1.5 중량% 내지 2.5 중량%이고, 이러한 매트릭스의 경우, 전분은 용해된 형태이거나, 용해된 형태가 아닐 수 있다.
단백질 고함유 분야에서, 베이킹 제품에서, 단백질로부터의 칼로리의 공급이 어려운 것으로 나타날 수 있다:
- 비스킷과 같은 지방이 함유된 건조 제품에서, 제형물에 고농도의 단백질을 사용할 것이 요구된다. 이는 하기에 대해 특정 영향을 미친다:
o 최종 제품의 질감(단단함의 증가/바삭함의 손실, 무른 질감)
o 최종 제품의 맛(쓴맛, 콩 맛 등), 및
o 제조 방법(방식 문제/반죽 유변학/ 다른 구성성분과 물의 경쟁 등)
- 빵과 같은 촉촉한 제품에서, 단백질의 혼입은 반죽 유변학에 영향을 미친다. 첨가된 단백질이 글루텐 망과 경쟁관계에 진입하므로, 빵의 부피가 저하되고, 더욱 조밀하고, 무른 질감이 생성된다.
더욱 더 중요한 용도는 고단백 크리스프, 즉 압출에 의해 생성되며, "클러스터(cluster)" 또는 뮤즐리(muesli)와 같은 씨리얼 바 또는 다른 씨리얼 응집물 내의 내포물에 사용되도록 의도되는 소 씨리얼의 생성이다.
고단백 크리스프의 경우, 70% 초과의 단백질 함량이 요구되며, 이는 레시피에서, 전분의 비율을 현저히 감소시켜, 결과적으로, 팽창 및 그에 따른 바삭함의 원인이 된다. 전분이 없으면, 고단백 크리스프는 조밀하고, 매우 단단해 진다.
단백질 고함유 베이킹 제품의 질감에 가장 적은 영향을 미치는 단백질을 선택하기 위해, 단백질의 기능성에 대한 연구가 수년간 수행되었다.
본 출원인의 경우, 용해도가 낮고, 물과의 상호작용이 적음을 이유로, 완두콩 단백질 NUTRALYS® BF를 개발한 것은 이러한 맥락에서 이다.
그러나, 이 완두콩 단백질은 전술된 기술적인 문제를 완전히 충족시킬 수 없다.
따라서, NUTRALYS® BF에 의한 "단백질 고함유" 비스킷은 질감의 관점에서 최적의 것이 아니며, 질감이 무르게 유지된다.
고단백 크리스프에서, NUTRALYS® BF는 요망되는 바삭한 질감의 달성이 불가능하다.
빵의 경우, 구은 후에 빵 부피가 증가하더라도, 그럼에도 불구하고, 부피는 대조군 빵보다 훨씬 더 작게 유지된다.
이 문제를 해결하기 위해, 본 출원인은 따라서, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물이 다음을 가능하게 함을 발견하였다:
- 완두콩 단백질에 대비하여, 용해도의 개선,
- 완두콩 단백질에 대비하여, 물 중 점도의 감소.
개발된 완두콩 단백질 단리물은 고 용해도 및 저 점도 둘 모두를 가지며, 이는 신규한 조합의 특성을 구성한다.
이렇게 함으로써, 본 출원인은, 베이킹 제품의 문제점을 해소하기 위해, 물과 거의 상호작용하지 않는 완두콩 단백질을 선택하는 것이 오히려 필요하다는 기술적인 선입견을 극복하였으며, 한편, 가용성이나, 점도가 부족한 단백질이 더 잘 적용되는 것으로 판명되었다.
완두콩 단백질 단리물의 특성
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 우선, 유리 아미노산 함량(표준 NF EN ISO13903:2005에 따라 결정됨)에 의해 특성화된다.
이 값은 0.5 내지 2%이다. 예를 들어, 이 값은 0.5 내지 1%, 1 내지 1.5% 또는 1.5 내지 2%, 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합일 수 있다.
비교 목적을 위해, 완두콩 단백질(예컨대, NUTRALYS® S85F)은 약 0.18%의 유리 아미노산 함량을 갖는다.
완두콩 단백질 단리물은 건조 제품 중 적어도 70 중량%, 바람직하게는 적어도 80 중량% 초과, 예를 들어 80 내지 99 중량%, 80 내지 95 중량%, 80 내지 90 중량% 또는 80 내지 85 중량%의, N.6.25로서 표시되는 총 단백질 함량을 갖는다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 또한
o 전단 속도의 함수로서 결정되는, 15% 고형분 및 20℃에서의 물 중 점도 프로파일;
o pH의 함수로서, 바람직하게는 20℃에서의 물 중 용해도 프로파일
에 의해 특성화된다.
물 중 점도 프로파일의 결정을 위해,
o 15% 고형분에서의 완두콩 단백질 단리물의 수용액에 대해,
o TA Instruments사로부터의 AR2000 유동계에 의해,
o 동심 실린더 형상을 사용하여,
o 3분 내에 600 s-1에서 0.6 Х 10-3의 전단 속도(log)에 의해,
o 20℃의 온도(시험 전 3분의 온도 평형)에서
측정을 실시한다.
유동계에 생성된 전단 속도는 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 용액이 적용될 수 있는 처리 조건의 모방을 가능하게 한다:
o 따라서, 1 내지 10 s-1의 전단 속도는 평상시 음료의 특성(점도가 더 큰 제품의 경우, 스푼 질감)이고,
o 40 내지 50 s-1의 전단 속도는 입안에서의 질감이며,
o 300 내지 1000 s-1의 전단 속도는 제품 전달 펌프에서의 전단과 동일하다.
따라서, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은:
o 10 s-1의 전단 속도에서 11 내지 18 x 10-3 Pa.s., 바람직하게는 12 내지 17 x 10-3 Pa.s., 더욱 더 바람직하게는 13 내지 16 x 10-3 Pa.s.,
o 40 s-1의 전단 속도에서 9 내지 16 x 10-3 Pa.s., 바람직하게는 10 내지 15 x 10-3 Pa.s., 더욱 더 바람직하게는 10 내지 14 x 10-3 Pa.s., 및
o 600 s-1의 전단 속도에서 8 내지 16 x 10-3 Pa.s., 바람직하게는 9 내지 15 x 10-3 Pa.s., 더욱 더 바람직하게는 9.8 내지 14 x 10-3 Pa.s.
의 점도를 갖는다.
이는 이에 적용되는 전단력에 관계없이, 상기 단리물의 특기한 안정성을 반영한다.
그 후, 완두콩 단백질 단리물은 pH의 함수로서 수용성 프로파일에 의해 특성화된다.
사용된 방법의 원리는 하기와 같으며, 이는 실시예 절에 설명되는 바와 같다:
o 증류수 중에 완두콩 단백질 단리물을 2.5 중량%로 현탁시키고,
o 0.1 N NaOH 또는 0.1 N HCl에 의해, 요망되는 pH로서, 이 경우, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8로 조정하고,
o 30분 동안 1100 rpm으로 혼합하고,
o 15분 동안 3000 g에서 원심분리하고,
o 일 분량의 상청액의 고형분 함량을 측정한다.
따라서, 완두콩 단백질 단리물의 용해도는
o 4 내지 5의 pH 영역에서 30 내지 40%,
o 6 내지 8의 pH 영역에서 40 내지 70%
이며, 이는 이들 pH 영역 이내에서의 특기한 용해도를 반영한다.
비교 목적을 위해, 완두콩 단백질(예컨대, NUTRALYS® S85F)은
o 4 내지 5의 pH 영역에서 10 내지 15% 용해도,
o 6 내지 8의 pH 영역에서 20 내지 50% 용해도
를 갖는다.
완두콩 단백질 단리물은 또한 무손상 완두콩 단백질과 관련된 총 소화율 프로파일 및 분해 동역학에 의해 특성화된다.
본 명세서의 하기에서 예시되는 바와 같이, 생체내에서 측정된 소화율은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 93.5 내지 95%의 값의 소화 이용 계수(CDU)를 부여할 수 있다.
완두콩 단백질 단리물의 분해 동역학을 측정하기 위해, 위장 및 이후의 소장과 균등한 생리적 조건하에서 동적 분해의 시험관내 모델을 사용한다(4절, 실시예 1 참조).
본 명세서의 하기에서 예시되는 바와 같이, 이러한 모델에서 본 발명에 따른 단리물의 거동은 무손상 완두콩 단백질("중간 급속" 형의 분해)과 유청 단백질("급속" 형의 분해) 사이의 원래 위치를 제시한다.
완두콩 단백질 단리물은 최종적으로, 시험관내 소화율 모델에서 "급속-소화율 단백질"로서 특성화된다.
이러한 결과를 생성하기 위해, 5종 단백질(완두콩 단백질, 유청 단백질 및 카제인나트륨, 및 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 2개의 배치(batch))의 위장내 거동을 시험관내 분해 모델에서 평가한다(5절, 실시예 1, 32페이지의 예 참조).
단백질의 분해 동력학은 위장내 체류 시간 및 위 배출 시간에 따라 크게 다르다.
점도는 위 배출 속도를 결정하는 중요한 특성이다. 따라서, 위 조건하에서 시험관내 점도 측정을 단백질을 특성화하기 위한 관련 매개변수로서 선택한다.
단백질 제조물은, 위장내 분해를 시뮬레이션하는 시험관내 시스템, 본 발명의 경우, 문헌[Appl. Environ. Microbiol. 2007, Jan.; 73(2) : 508-15]에 개재된 논문을 참조로 하는 표제 Bioavailabilty of your ingredients 하의 브로셔의 웹사이트 www.nizo.com에 제공된 바와 같은, NIZO사에 의해 개발된 시스템(SIMPHYD 시스템, SIMulation of PHYsiological Digestion을 의미함) 내로 도입된다.
이 장치는 시험 단백질의 거동을 비교하기 위한 일련의 유변학적 측정 시스템을 제공한다.
시간에 따른 점도 프로파일은 위장내 pH 및 효소 방출 조건하에서 측정된다.
본 명세서의 하기에서 예시되는 바와 같이, 유청 단백질("저점도" 카테고리로 분류됨) 및 카제인나트륨("연장된 고점도" 단백질 중에 분류됨)과 비교하는 경우,
- 완두콩 단백질은 산성화 동안 점도가 급속도로 증가하는 것으로 나타나고, 이는 pH 2에서 기준선으로 회복되며("중간 급속 점도" 단백질), 한편,
- 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 산성화 후 점도가 매우 소폭 증가한 후, 30분 경과시, 유청 단백질에 근사한 값에 도달한다("급속 점도" 단백질).
이들의 시험관내 위장내 거동을 기반으로 하여, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 따라서 십이지장 내로 급속도로 수송되며, 이에 의해, 아미노산의 급속 흡수가 야기될 것이다.
완두콩 단백질 단리물의 유화성의 평가를 완두콩 단백질 및 우유 단백질과 비교하여 수행한다.
액체 경로를 통해 Malvern Mastersizer 2000E 입자 크기 분석기를 사용하여 이를 수행하였다.
측정 원리는 광 산란을 기반으로 한다.
분말을 6시간 동안 750 rpm으로 교반하면서, 아지드-함유 물 중에 1 중량%로 용해시킨다.
4종의 식물성유(해바라기유, 유채유, "올레이졸(oleisol)유", 하이브리드 해바라기(hybrid sunflower)유, 포도씨유)(예를 들어, Lesieur Isio 4 오일)를 조합한 식용유 4 ml를 1%의 단백질(또는, 단백질 단리물) 20 ml에 첨가한다.
전체를 균질기(Ultra-Turrax)에서 13,500 rpm으로 3분 동안 블렌딩하고, 이렇게 형성된 유화액을 입자 크기 분석기로 분석하여, 지방 소구체의 크기를 결정한다.
본 명세서의 하기에서 예시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 우유 단백질보다 우수한 유화성을 갖는다.
이에 더하여, 카제인염과 균등한 유화성은 이들 대부분을 "커피 화이트너" 유형의 건조 유화액의 제조에 특히 유리하게 한다.
본 발명은 전술한 바와 같은 완두콩 단백질 단리물 및 영양 제형물을 제조하기 위한 그의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 제조
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 제조는 상기 완두콩 단백질 단리물이 5% 내지 10%, 바람직하게는 6% 내지 8% 및 더욱 더 구체적으로는 6.5% 내지 7%의 가수분해도(DH)를 갖도록 하는 완두콩 단백질의 효소적 또는 비효소적 가수분해 단계를 포함한다.
제1 구현예에서, 가수분해는 엔도펩티다제에 의해 수행한다.
아스페길루스(Aspergillus)의 균주, 특히 아스페길루스종의 균주 또는 아스페길루스 오리자에(Aspergillus oryzae)로부터 유래된 비특이적 엔도펩티다제를 선택한다.
더욱 특히, 엔도펩티다제 EC 3-4-11을 선택한다.
요망되는 특성의 완두콩 단백질 단리물을 생성하기 위해, 현탁액에 첨가되는 효소의 정확한 양은 하기와 같은 특정 특성에 따라서 다양할 것이다:
(1) 사용되는 효소 또는 효소 시스템;
(2) 요망되는 최종 가수분해도; 및/또는
(3) 요망되는 분자량/최종 분포.
이러한 매개변수가 제시되어 있는 경우, 당업자는 완두콩 단백질 단리물의 요망되는 특성을 생성하기 위한 적절한 조건을 용이하게 결정할 수 있다.
특정 일 구현예에서, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물을 제조하는데 사용되는 초기 완두콩 단백질은 특허 출원 WO 2007/17572에 기재된 완두콩 단백질 조성물이거나, 특허 출원 WO 2007/17572(교시내용은 참조로 포함됨)에 기재된 바와 같은 방법을 통해 제조한다. 특정 일 구현예에서, 초기 완두콩 단백질 조성물은 상표명 NUTRALYS® S85F 하에 Roquette Freeres에 의해 판매되는 조성물이다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 완두콩 단백질 현탁액은 5 내지 20 중량%의 고형분, 특히 15 내지 20 중량%의 값으로 유도된다.
반응 온도는 50 내지 60℃, 바람직하게는 약 55℃의 값으로 조정된다.
일반적으로, 효소 시스템 또는 효소는 약 0.3 내지 1% 중량/부피의 범위의 양으로 현탁액에 첨가된다.
가수분해 반응은 통상적으로, 요망되는 가수분해도 및/또는 요망되는 분자량 프로파일이 생성되는 데 요망되는 시간 동안, 본 발명의 경우, 약 45분 내지 약 2시간 30분, 바람직하게는 약 1시간의 시간 동안 수행된다.
반복시, 가수분해 반응에 필요한 시간은 상기 명시된 바와 같은 특성에 따라 다르나, 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
다른 구현예에서, 완두콩 단백질을 함유하는 현탁액을, 비효소적 수단을 사용하여, 예를 들어 기계적(물리적) 및/또는 화학적 가수분해에 의해, 가수분해할 수 있다. 이 기법은 또한 종래 분야에서 널리 공지되어 있다.
완두콩 단백질이 요망되는 정도로 가수분해된 경우, 가수분해 반응을, 예를 들어 효소를 불활성화시키거나, 다른 표준 수단을 통해 중단시킨다.
일 구현예에서, 효소의 불활성화는 열처리에 의해 수행된다.
확립된 실행 방법에 따라, 효소 제조물은, 효소가 불활성화되는 온도, 예를 들어 약 70℃로 약 10분 동안 인큐베이션 현탁액의 온도를 증가시킴으로써, 적절하게 불활성화될 수 있다.
그 후, 이렇게 생성된 완두콩 단백질 단리물을 고온에서 단시간 동안(HTST) 처리한 후, 저온 살균하고, 선택적으로 10 내지 30%의 고형분 함량으로 농축시킨 다음, 분무 건조한다. 예를 들어, 단리물을 130℃ 내지 150℃의 온도에서 약 1초 내지 약 30초의 시간 동안 저온 살균할 수 있다.
본 발명은 따라서, 전술된 방법을 통해, 생성되거나, 생성될 수 있는 완두콩 단백질 단리물에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물을 함유하는 영양 제형물 및 또한 영양 제형물을 제조하기 위한 이러한 단리물의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 본 발명에 따른 영양 제형물 중에 최대 100 중량%의 범위의 양으로, 특히 영양 제형물 중에 특히 52 내지 60 중량%의 양으로 존재한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 영양 제형물의 총 단백질의 0.1 내지 10%, 10 내지 20%, 20 내지 30%, 40 내지 50%, 50 내지 60%, 60 내지 70%, 70 내지 80%, 80 내지 90% 또는 90 내지 100%, 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합에 상당할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 영양 제형물 중 0.1 내지 10 중량%, 10 내지 20 중량%, 20 내지 30 중량%, 40 내지 50 중량%, 50 내지 60 중량%, 60 내지 70 중량%, 70 내지 80 중량%, 80 내지 90 중량% 또는 90 내지 100 중량%, 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합에 상당할 수 있다. 바람직하게는, 이는 0.1 내지 60%, 1 내지 50%, 1 내지 20% 또는 1 내지 10% 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합에 상당한다.
특정 일 구현예에서, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 영양 제형물 중 0.1 내지 10 중량%, 10 내지 20 중량%, 20 내지 30 중량%, 40 내지 50 중량%, 50 내지 60 중량%, 60 내지 70 중량%, 70 내지 80 중량%, 80 내지 90 중량% 또는 90 내지 100 중량%, 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합에 상당할 수 있으며, 영양 제형물의 총 단백질의 0.1 내지 10%, 10 내지 20%, 20 내지 30%, 40 내지 50%, 50 내지 60%, 60 내지 70%, 70 내지 80%, 80 내지 90% 또는 90 내지 100%, 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합에 상당할 수 있다. 바람직하게는, 이는 0.1 내지 60%, 1 내지 50%, 1 내지 20% 또는 1 내지 10% 또는 이들 백분율 범위의 임의의 조합에 상당한다.
분말 형태의 식품 제형물에 존재하는 완두콩 단백질 단리물의 적어도 일부는 분무 건조된 후, (건조 혼합 등에 의해) 분말 형태의 영양 제형물 내로 도입된다.
다른 구성성분의 특성
분말 형태의 영양 제형물은 적어도 하나의 지방, 하나의 단백질 또는 하나의 탄수화물을 포함할 수 있으며, 적어도 일부의 단백질은 완두콩 단백질 단리물이다.
액체 영양 제형물은 적어도 하나의 단백질, 탄수화물 및 지방을 포함할 수 있으며, 적어도 일부의 단백질은 완두콩 단백질 단리물이다.
일반적으로, 본 명세서에서, 완두콩 단백질 단리물 이외의 지방, 탄수화물 및 단백질의 공급원은, 또한, 이들 다량 영양소가 본 발명에 따른 영양 제형물의 필수 성분과 상호화합성인 조건하에서, 사용될 수 있다.
지방, 단백질 및 탄수화물의 총 농도 또는 양은 사용자의 영양 요구량에 따라 달라질 수 있으나, 본 명세서에 기재된 바와 같은 임의의 다른 필수 지방, 단백질, 탄수화물 및/또는 구성성분을 포함하여, 이들 농도 또는 양은 일반적으로, 하기의 범위 중 하나 이내에 해당한다:
1) 음료용 분말 믹스의 경우:
o 지방 농도는 분말 형태의 영양 제형물 중 약 0.5 중량% 내지 약 13 중량%, 우선적으로는 약 1 중량% 내지 약 9 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 1 중량% 내지 약 3 중량%이고;
o 단백질 농도는 분말 형태의 영양 제형물 중 약 20 중량% 내지 약 91 중량%, 우선적으로는 약 40 중량% 내지 약 90 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 40 중량% 내지 약 65 중량%이고;
o 탄수화물 농도는 분말 형태의 영양 제형물 중 약 0.9 중량% 내지 약 70 중량%, 우선적으로는 약 2 중량% 내지 약 7 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 20 중량% 내지 약 40 중량%이다.
2) 액체의 경우:
o 지방 농도는 액체 형태의 영양 제형물 중 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 우선적으로는 약 1.5 중량% 내지 약 7 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 1.5 중량% 내지 약 5 중량%이고;
o 단백질 농도는 액체 형태의 영양 제형물 중 약 1 중량% 내지 약 15 중량%, 우선적으로는 약 3 중량% 내지 약 11 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 4 중량% 내지 약 7 중량%이고;
o 탄수화물 농도는 액체 형태의 영양 제형물 중 약 5 중량% 내지 약 45 중량%, 우선적으로는 약 9 중량% 내지 약 20 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 13 중량% 내지 약 17 중량%이다.
3) 유제품(요거트, 유제품 음료, 유제품 크림, 아이스 디저트 또는 셔벗 형태)의 경우,
o 지방 농도는 액체 형태의 영양 제형물 중 약 0 중량% 내지 약 15 중량%, 우선적으로는 약 1.5 중량% 내지 약 10 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 3 중량% 내지 약 6 중량%이고;
o 단백질 농도는 액체 형태의 영양 제형물 중 약 1 중량% 내지 약 25 중량%, 우선적으로는 약 2 중량% 내지 약 20 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 2.5 중량% 내지 약 15 중량%이고;
o 탄수화물 농도는 액체 형태의 영양 제형물 중 약 5 중량% 내지 약 45 중량%, 우선적으로는 약 9 중량% 내지 약 25 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 13 중량% 내지 약 20 중량%이다.
4) 고-단백 비스킷 제품, 페이스트리 제품, 제과 제품 및 씨리얼 제품:
o 지방 농도는 액체 형태의 영양 제형물 중 약 0 중량% 내지 약 25 중량%, 우선적으로는 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 10 중량% 내지 약 18 중량%이고;
o 단백질 농도는 액체 형태의 영양 제형물 중 약 1 중량% 내지 약 30 중량%, 우선적으로는 약 2 중량% 내지 약 25 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 2.5 중량% 내지 약 15 중량%이고;
o 탄수화물 농도는 액체 형태의 영양 제형물 중 약 15 중량% 내지 약 75 중량%, 우선적으로는 약 20 중량% 내지 약 60 중량%, 더욱 더 우선적으로는 약 20 중량% 내지 약 55 중량%이다.
본 명세서에 개시된 분말 및 액체 형태의 식품 제형물에 사용하기 위한 지방(분말 또는 액체 형태) 또는 그의 적합한 공급원의 비 제한적인 예는 코코넛유, 분별 코코넛유, 대두콩유, 옥수수유, 올리브유, 홍화유, 올레산 고함유 홍화유, 해바라기유, 올레산 고함유 해바라기유, 팜유 및 팜핵유, 팜올레인유, 카놀라유, 수산유지, 면화유, 유제품 유래의 지방 및 이들의 조합을 포함한다.
본 명세서에 개시된 분말 및 액체 형태의 식품 제형물에 사용하기 위한 탄수화물 또는 그의 적합한 공급원의 비 제한적인 예는 말토덱스트린, 덱스트린, 옥수수 전분 또는 가수분해 또는 개질 옥수수 전분, 글루코스 중합체, 옥수수 시럽, 쌀 유래 탄수화물, 글루코스, 프룩토스, 락토스, 고-프룩토스 시럽, 꿀, 당알코올(예를 들어, 말티톨, 에리트리톨 또는 소르비톨), 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
분말 및 액체 형태의 식품 제형물에 사용하기 위한 완두콩 단백질 단리물을 포함하는 단백질의 비 제한적인 예는 임의의 인지 공급원으로부터 유래할 수 있는 가수분해, 일부 가수분해 또는 비가수분해 단백질 또는 단백질 공급원, 예컨대, 우유(예를 들어, 카제인 또는 유청), 동물(예를 들어, 육류 또는 어류) 유래, 씨리얼(예를 들어, 쌀 또는 옥수수) 유래, 유질 식물(대두콩 또는 유채) 유래, 종자 함유 콩과 식물(렌틸콩, 병아리콩 또는 콩) 또는 이들의 조합을 포함한다.
이러한 단백질의 비 제한적인 예는 우유 단백질 단리물, 우유 단백질 농축물, 예컨대, 유청 단백질 농축물, 카제인, 유청 단백질 단리물, 카제인염, 젖소의 전유, 탈지유, 대두콩 단백질, 일부 또는 전체 가수분해 단백질 단리물, 농축 대두콩 단백질 등을 포함한다.
특정 일 구현예에서, 분말 형태의 영양 제형물은 완두콩 단백질 단리물 및 우유 베이스 단백질의 조합을 포함한다.
이러한 특정 구현예의 일 실시예에서, 우유 베이스 단백질은 분말 형태의 영양 제형물 중 총 단백질 중량에 대비하여, 적어도 10, 15, 20, 25, 30, 40, 45 또는 50 중량%, 총 단백질 중량에 대비하여, 바람직하게는 약 45 중량%의 양으로 존재한다. 예를 들어, 우유 베이스 단백질 분말 형태의 영양 제형물 중 총 단백질 중량에 대비하여, 10 내지 60 중량%, 20 내지 50 중량%, 30 내지 40 중량%의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 나머지 단백질은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의해 제공된다.
이러한 특정 구현예의 또 다른 실시예에서, 우유 베이스 단백질 임상 영양용 액체 형태의 영양 제형물 중 총 단백질 중량에 대비하여, 적어도 10, 15, 20, 25, 30, 40, 45 또는 50 중량%, 바람직하게는 약 50 중량%의 양으로 존재한다. 예를 들어, 우유 베이스 단백질 임상 영양용 액체 형태의 영양 제형물 중 총 단백질 중량에 대비하여, 10 내지 60 중량%, 20 내지 50 중량%, 30 내지 40 중량% 또는 45 내지 55 중량%의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 나머지 단백질은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의해 제공된다.
이러한 특정 구현예의 또 다른 실시예에서, 우유 베이스 단백질 스포츠용 액체 형태의 영양 제형물 중 총 단백질 중량에 대비하여, 적어도 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60 또는 75 중량%, 바람직하게는 약 75 중량%의 양으로 존재한다. 예를 들어, 우유 베이스 단백질 스포츠용 액체 형태의 영양 제형물 중 총 단백질 중량에 대비하여, 10 내지 60 중량%, 20 내지 50 중량%, 30 내지 40 중량% 또는 45 내지 55 중량%의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 나머지 단백질은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의해 제공된다.
선택적 구성성분의 특성
본 발명에 따른 영양 제형물은 또한 제품의 화학적, 물리적, 헤도닉(hedonic) 또는 가공 특성을 개질시킬 수 있거나, 특정 표적 집단에 의해 사용되는 경우, 약제학적 또는 추가의 영양 성분으로 기능할 수 있는 다른 구성성분을 포함할 수 있다.
이들 선택 구성성분의 대부분은 다른 식품에 사용하기 위한 것으로 공지되어 있거나, 달리는, 그 용도를 위해, 조정되며, 또한, 이들 선택 구성성분이 경구 투여용으로 안전하고, 효과적이며, 선택 제품의 다른 필수 구성성분과 상호화합성인 조건하에, 본 발명에 따른 영양 제형물에 사용될 수 있다.
이러한 선택 구성성분의 비 제한적인 예는 보존제, 항산화제, 유화제, 완충제, 약제학적 활성제, 추가 영양제, 염료, 향미료, 증점제 및 안정화제 등을 포함한다.
분말 또는 액체 형태의 영양 제형물은 또한 비타민 또는 관련 영양소, 예컨대 비타민 A, 비타민 E, 비타민 K, 티아민, 리보플라빈, 피리독신, 비타민 B12, 카로티노이드, 니아신, 엽산, 판토텐산, 비오틴, 비타민 C, 콜린, 이노시톨, 이들의 염 및 이들의 유도체, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
분말 또는 액체 형태의 영양 제형물은 또한 미네랄, 예컨대 인, 마그네슘, 철, 아연, 망간, 구리, 나트륨, 칼륨, 몰리브덴, 크롬, 셀레늄, 염화물 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
분말 또는 액체 형태의 영양 제형물은, 예를 들어, 조제 분말에서의 쓴맛을 감소시키기 위한 하나 이상의 마스킹제(masking agent)를 또한 포함할 수 있다.
적합한 마스킹제는 천연 및 인공 감미제, 염화나트륨과 같은 나트륨 공급원 및 친수성 콜로이드, 예컨대 구아검, 잔탄검, 카라기난 및 이들의 조합을 포함한다.
분말 형태의 영양 제형물 중 마스킹제의 양은 선택된 특정 마스킹제, 제형물의 다른 구성성분 및 다른 제형화 변수 또는 표적 제품의 함수로서 다양할 수 있다.
본 발명의 분말 형태의 영양 제형물의 제조 방법
베이스 영양 분말(본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 포함)은, 그 자체가 분말 형태인 전 구성성분의 건조 혼합에 의해 제조할 수 있다.
변형 예로서, 베이스 영양 분말은, 일반적으로 2종 이상의 현탁액을 사용하여, 최종적으로 혼합하고, 가공한 후, 건조시키는 단계를 포함하는 통상적인 습식-경로 방법을 사용하여 제조할 수 있다.
건조-믹스 분말 형태의 영양 제형물 중에 존재하는 식물 단백질 중 적어도 일부를 분무 건조한 후, 일반적으로 적어도 탄수화물, 비타민 및 미네랄을 포함하는 완두콩 단백질 단리물인 영양 분말 베이스와 건조-혼합한다.
특정 구현예에서, 완두콩 단백질 단리물을 고온에서 단시간 동안(HTST) 처리할 수 있으며, 그 후, 저온 살균한 다음, 분무 건조한다.
더욱 정확하게는, 완두콩 단백질 단리물을 물에 첨가하여, 수화되도록 하고; 물을 가열하거나, 가열하지 않을 수 있다.
그 후, 이 현탁액을 HTST에 의해 처리한 후, 분무 건조한다. 선택적으로, 완두콩 단백질 단리물을 통상적으로 HTST 처리 후, 균질화한 다음, 분무 건조할 수 있다. 예를 들어, 단리물을 약 1초 내지 약 30초의 시간 동안 130℃ 내지 150℃의 온도에서 저온 살균할 수 있다.
분무 건조 단계는, 분무 건조된 식물 단백질을 생성하기 위해, 널리 인식되어 있는 통상의 온도 및 시간으로 수행되는 통상의 분무 건조 단계이다.
분말 형태의 영양 제형물의 용도의 분야
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물을 포함하는 기재된 분말 형태의 건조-믹스 영양 제형물은 조제 후, 개선된 식감을 갖는다.
개체는 바람직하게는 분말 형태의 조제 영양 제형물의 적어도 하나의 분량을 매일 섭취할 수 있으며, 특정 구현예에서, 하루에 2, 3개 이상의 분량을 섭취할 수 있다.
분량을 또한 2개 이상의 일부 분량으로 분할하여, 1일 경과시에 2회 이상 섭취할 수 있으나, 각 분량은 바람직하게는 단일 투여량으로 투여한다.
분말 형태의 영양 제형물은 유아용, 아동용 및 성인용으로 조제될 수 있다.
용어 "약(about)"은 그 값의 + 또는 - 10%, 바람직하게는 + 또는 - 5%를 의미한다.
실시예
재료 및 방법
DH(가수분해도)의 측정
이 측정은 MEGAZYME 키트(참조 K-PANOPA)에 의한 본 발명에 따른 단백질 및 단백질 단리물에 대한 아미노질소의 결정 및 가수분해도의 계산 방법을 기반으로 한다.
원리:
샘플 중 유리 아미노산의 "아미노질소"기는 N-아세틸-L-시스테인 및 o-프탈릴디알데하이드(OPA)와 반응하여, 이소인돌 유도체를 형성한다.
이 반응 중에 형성된 이소인돌 유도체의 양은 유리 아미노질소의 양과 화학양론적 관계에 있다. 이는 340 nm에서 흡광도의 증가에 의해 측정되는 이소인돌 유도체이다.
절차:
분석할 샘플의 정확히 정량한 시험 샘플 P*를 100 ml 비커에 도입한다(이 시험 샘플은 샘플의 아미노기 함량의 함수로서 0.5 내지 5.0 g이 될 것임).
약 50 ml의 증류수를 첨가하고, 균질화하고, 100 ml 눈금 실린더에 옮기고, 5 ml의 20% SDS를 첨가하고, 증류수로 부피를 맞추고; 15분 동안 자석 교반기에서 1000 rpm으로 교반한다.
Megazyme 키트의 플라스크(flask) 1의 1개의 정제를 3 ml의 증류수에 용해시키고, 완전히 용해될 때까지 교반한다. 시험당 1개의 정제를 제공한다.
이 용액 No. 1은 즉석으로 제조되어야 한다.
반응은 분광광도계 큐벳에서 직접 이루어진다.
o 블랭크(Blank):
3.00 ml의 용액 No. 1 및 50 μl의 증류수를 도입시킨다.
o 표준:
3.00 ml의 용액 No. 1 및 50 μl의 Megazyme 키트의 플라스크 3을 도입시킨다.
o 샘플:
3.00 ml의 용액 No. 1 및 50 μl의 샘플 제조물을 도입시킨다.
큐벳을 혼합하고, 340 nm의 분광광도계(340 nm의 파장에서 측정할 수 있으며, 이에 관한 제조사의 기술 매뉴얼에 기재된 절차에 따라 검증할 수 있는 1.0 cm 광경로의 큐벳이 장착된 분광광도계)에서 약 2분 후에 용액의 흡광도 측정값(A1)을 확인한다.
분광광도계 큐벳에 100 μl의 Megazyme 키트의 OPA 용액 플라스크 2를 첨가하여 즉시 반응을 개시시킨다.
큐벳을 혼합하고, 약 20분 동안 암소에 배치한다.
그런 다음, 340 nm에서 분광광도계에서, 블랭크, 표준 및 샘플에 대한 흡광도 측정치를 확인한다.
계산 방법:
제품 자체의 질량 백분율로 표시되는 유리 아미노질소의 함량은 하기의 식에 의해 주어진다:
상기 식에서: △A = A2 - A1
V = 플라스크의 부피
m = 시험 샘플의 질량(g)
6803 = 340 nm에서의 이소인돌 유도체의 흡광 계수(L.mol-1.cm-1).
14.01 = 질소의 몰질량(g.mol-1)
3.15 = 큐벳의 최종 부피(ml)
0.05 = 큐벳의 시험 샘플(ml)
가수분해도(DH)는 하기의 식에 의해 주어진다:
상기 식에서, 단백질 질소는 표준 ISO 16634에 따른 DUMAS 방법에 따라 결정한다.
다양한 pH 값에서 물 중 용해도 측정
이 측정은 샘플을 증류수 중에 희석하고, 이를 원심분리하고, 상청액을 분석한 것을 기반으로 한다.
절차:
20℃ ± 2℃의 온도에서 400 ml 비커에 150 g의 증류수를 도입시키고, 자석 막대에 의해 혼합하고, 5 g의 시험 샘플을 정밀하여 첨가한다.
필요에 따라, 0.1 N NaOH을 사용하여, pH를 요망되는 값으로 조정한다.
물을 사용하여, 함량을 200 g으로 맞춘다.
30분 동안 1000 rpm으로 혼합하고, 3000 g에서 15분 동안 원심분리한다.
25 g의 상청액을 수집한다.
미리 건조된 테어드 결정화 접시(tared crystallizing dish)에 도입시킨다.
103℃ ± 2℃의 오븐에 1시간 동안 배치한다.
그런 다음, 데시케이터(desiccator)(탈수제 포함)에 배치하고, 실온으로 냉각시키고, 정량한다.
중량%로 표시되는 가용성 고형분의 함량은 하기의 식에 의해 주어진다:
상기 식에서:
o P = 샘플의 중량(g) = 5 g
o m1 = 건조 후 결정화 접시의 중량(g)
o m2 = 빈 결정화 접시의 중량(g)
o P1 = 수집된 샘플의 중량(g) = 25 g
시험관내 소화율의 측정
NIZO로부터의 SIMPHYD 장치는 위장관을 따라 분해 과정을 시뮬레이션하는 정적 모델이다.
위장 분해를 시간 경과에 따른 일련의 점도 측정과 조합한다. 생리적 조건으로 조정하여, 진한 HCl로 위장 산성화를 개시시키고, 효소적 분해의 효소(펩신 및 리파아제)를 첨가한다.
모든 샘플을 SIMPHYD 장치에 3%(m/v) 농도로 적용한다.
하기와 같이 측정을 실시한다:
o 점도 기준선을 중성 pH 및 37℃에서 5분 동안 결정하고,
o 그 후, pH 2로의 산성화를 HCl을 사용하여 수행하고, 시스템을 37℃에서 15분 동안 유지하고,
o 펩신 및 리파아제를 20분째에 첨가한다.
75 s-1의 전단 속도에서 AR-2000 TA Instruments 유동계를 사용하여, 3시간 동안 점도를 모니터링한다.
측정은 2회 반복 실시한다. 2개의 측정치 간의 차이가 너무 큰 경우, 3회차 측정을 실시한다.
시험 단백질의 프로파일을 "급속" 및 "저속" 단백질(각각, 유청 단백질 및 카제인나트륨)에 대해 Hall 등(문헌[Br. J. Nutr. 89: 239-248]에 개재된 표제 Casein and whey exert different effects on plasma amino acid profiles, gastrointestinal hormone secretion and appetite 하의 2003년 논문)에 의해 획득된 것과 비교한다.
얻어진 점도 프로파일은 도 21에 제시되어 있다.
대조군 유청 단백질 샘플의 겉보기 점도는 위장내 과정 동안 변하지 않으나, 카제인나트륨 대조군의 겉보기 점도는 위장 산성화 후 증가하고, 소화 효소를 첨가 한 후에는 높게 유지된다.
5분의 산성화 후에, 완두콩 단백질(NUTRALYS® S85M)은 제1 점도 피크를 나타내고, 15분째에 제2 피크가 나타난 후, 점도 프로파일은 약간 더 높은 값에서 유청 단백질의 피크와 다시 조우한다.
점도는 소화 효소를 첨가하기 전에 하락하기 시작한다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 겉보기 점도의 매우 소폭 증가를 나타내며, 이는 유청 단백질보다 약간 높은 값으로 다시 30분 동안 저하된다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 거동은, "저속" 단백질보다 더 큰 포만감을 유발하는 단백질의 "급속"성 특성을 반영한다. 이는 더 빠른 위장 배출 및 혈장 아미노산의 흡수 후 증가를 유도한다.
유화력의 측정
상기에 명시된 바와 같이, 측정은 재용해된 단백질 분말의 광산란에 의해 실시하고, 얻어진 유화액을 입자 크기 분석기에 의해, 형성된 지방 소구체의 크기에 대해 분석한다.
결과는 다음과 같이 표시된다:
o D모드, 주요 집합의 직경,
o D(4.3), 산술평균 직경
o D10, D50 및 D90, 10%, 50% 및 90%가 통과된 것의 직경.
하기의 표는 다음을 사용하여 제조된 유화액의 지방 소구체의 크기를 대조한 것이다:
o 본 발명에 따른 2개의 완두콩 단백질 단리물은, No. 1 및 No. 2,
o 다양한 우유 단백질
o 카제인나트륨의 배치.
△D는 D90과 D10의 차이에 상응하며; 이는 유화액의 분산 상태를 반영한다.
이 값이 작을수록, 액적 크기가 더 근사해지며, 유화액은 더욱 균질하다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은
o 양호한 유화 특성(더 작은 D모드: 각각 23.4 및 23.6 μm)
o 특정 농축 우유 단백질 또는 카제인나트륨과 동일한 정도이거나, 심지어 더 낮은 유화액 안정성(DD) 및
o 우유 단백질과 균등한 유화액 균질성
을 갖는다.
이에 더하여, 이의 특성으로 인해, 카제인염이 필요한 아이스 디저트 제조물 또는 비유제품 커피 화이트너와 같이, 특정 수준의 유화력이 요구되는 용도에 전적으로 전용될 수 있다.
실시예
1: 본 발명에 따른 완두콩 단백질
단리물의
제조 및 본 발명에 따른 참조번호 "1" 및 "2"의 완두콩 단백질
단리물의
특성화
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1의 제조 방법
1500 kg의 완두콩 단백질(상표명 NUTRALYS® S85F 하에 본 출원인에 의해 판매됨)을 55℃로 예열한 8500 리터의 물에 혼합한다.
혼합물을 55℃에서 3시간 동안 교반한다.
0.5%(중량/중량)의 엔도프로테아제(endoprotease) FLAVORPRO 750 MDP(BIOCATALYST사)를 첨가한다.
혼합물을 55℃에서 1시간 동안 교반한다.
그 후, 얻어진 가수분해도는 7이다.
매질을 70℃로 가열하고, 이 온도에서 최소 10분 동안 유지하여, 반응을 억제한다.
UHT 처리를 적용한다(용법: 140℃ - 10초).
혼합물을 약 93%의 고형분 함량으로 분무 건조한다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2의 제조 방법
1500 kg의 완두콩 단백질(상표명 NUTRALYS® S85F 하에 본 출원인에 의해 판매됨)을 55℃로 예열한 8500 리터의 물에 혼합한다.
혼합물을 55℃에서 3시간 동안 교반한다.
0.3%(중량/중량)의 엔도프로테아제 ENZECO FUNGAL PROTEASE(EDC사)를 첨가한다.
혼합물을 55℃에서 1시간 동안 교반하고, 그 후, 얻어진 가수분해도는 6.5이다.
매질을 70℃로 가열하고, 이 온도에서 최소 10분 동안 유지하여, 효소적 반응을 억제한다.
UHT 처리를 적용한다(용법: 140℃ - 10초).
그 후, 혼합물을 약 93%의 고형분 함량으로 분무 건조한다.
이에 따라 제조된 완두콩 단백질 단리물의 특징
1. 유리 아미노산의 함량
표준 NF EN ISO13903:2005에 따라 획득된 측정치
2. 점도 프로파일
물 중의 점도 프로파일을 측정하기 위해,
o 15% 고형물을 함유하는 완두콩 단백질 단리물의 수용액(임의의 세균학적 위험을 억제하기 위해, 200 ppm의 삼투 및 아지드 처리 수)에 대해,
o TA Instruments사로부터의 AR2000 유동계를 사용하여,
o 동심 실린더 형상을 사용하여,
o 3분 내에 600 s-1에서 0.6 Х 10-3의 전단 속도(log)에 의해,
o 20℃의 온도(시험 전 3분의 온도 평형)에서
측정을 실시한다.
측정 전에, 용액을 적어도 10시간 동안 20℃에서 750 rpm으로 교반한다.
pH는 조정하지 않는다.
하기 표는 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 점도 프로파일을 대조군 우유 단백질 및 완두콩 단백질 NUTRALYS® S85F와 비교한 것이다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 우유 단백질과 같은 뉴턴 거동을 나타내며, 완두콩 단백질 NUTRALYS® S85F는 현저한 전단-박화 거동(shear-thinning behavior)을 나타낸다.
추가로, 완두콩 단백질 단리물 No. 1 및 2의 점도는 우유 단백질의 점도와 매우 근사하거나, 심지어 더 작다.
3. pH의 함수로서 물 중 용해도 프로파일
결과는 하기 표에 제시되어 있으며, 도 5에 예시되어 있다.
4. 안정성 연구
무손상 완두콩 단백질에 대한 이의 거동을 측정하기 위해, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 시간 경과에 따른 안정성 연구를 수행한다.
이 연구는 하기의 온도/상대 습도 용법에 따라 6개월 동안 저장 후 수행한다:
o 40℃ ± 2℃
o 75% ± 5% 상대 습도.
측정치는 용해도의 손실 백분율로 표시된다(상기 절차에 따라 측정됨).
따라서, pH 7에서 NUTRALYS® S85F는 이의 용해도의 약 절반을 손실하고, 완두콩 단백질 단리물은 이의 용해도의 최대 1/5만을 손실하며, 모든 경우에 초기 NUTRALYS® S85F보다 더 높은 용해도를 유지하는 것으로 밝혀졌다.
4-소화율 프로파일
이 연구의 목적은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1 및 2의 총 단백질 소화율을 평가하고, 이를 NUTRALYS® S85F와 비교하는 것이다.
이 연구에서, 연구 개시시에 중량이 100 내지 125 g인 Sprague Dawley 래트(Charles River, 프랑스 리옹 소재) 48마리를 이들 중량의 함수로서, 래트 12마리의 4개의 그룹으로 무작위 분류하였다.
이 실험은 동물 실험 및 동물 복지에 대한 유럽 법령(APAFIS 프로젝트 번호 0000501)에 따라 수행하였다.
종료시에, 래트는 7일의 검역 기간에 적용되었으며, 이 기간 동안, 래트의 성장을 위해, 래트에 표준 사료를 제공하였다.
연구 첫날부터, 래트에 하기의 식단을 10일 동안 제공하였다.
사료 및 음료의 섭취량과 중량 변화를 연구 1일차 및 5일차에 모니터링한 다음, 연구 10일차 및 최종일까지 매일 모니터링한다.
또한, 연구의 처음 5일 동안, 소변 및 분변을 매일 수집한다. 사료 및 분변의 단백질 함량을 Kjeldahl 방법(표준 ISO 1871:2009)을 통해 결정한다.
분변 및 사료의 질소 분석에 의해, 소화 이용 계수(CDU)를 계산할 수 있다:
모든 래트가 예상된 성장을 하였다. 이 실험 계획에서 항상 그러한 바와 같이, 단백질 결핍 대조군에서 유의하게 더 낮았다.
음료 섭취량은 다수의 식단에서 변형되지 않았다.
다른 소변 및 분변 매개변수의 변화는 대조군 또는 실험 식단과 직접적으로 관련되어 있다.
다수의 실험 일의 함수로서, 하기의 소화율을 계산하였다:
통계적 관점에서 볼 때, NUTRALYS® S85F의 단백질 소화율은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1과 유의하게 상이하다(p = 0.0003).
그러나, 생물학적 관점에서 보면, 이들 차이는 전혀 유의하지 않다.
따라서, 소화율은 하기와 같이 반올림한 경우, NUTRALYS와 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1 및 No. 2 사이에 유사하다고 결론지을 수 있다:
5- 분해 동역학
이 시험은 하기의 방법에 따라, 단백질 분해의 시뮬레이션의 시험관내 기법을 사용한다.
시험관내 분해 방법을 사용하면, 위장 및 소장을 통한 이의 통과 과정 동안, 이의 물리화학적 특성 및 이의 거동에 따라서, 다양한 단백질-고함유 식품을 효과적으로 스크리닝할 수 있다.
여기서, NUTRALYS® S85F, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1 및 No. 2 및 이러한 유형의 시험에 통상적으로 사용되는 대조군, 즉 카제인 및 유청의 3%(m/m) 단백질 용액을 비교한다.
따라서, 이 5종의 용액을 위장 및 이 후의 소장과 균등한 생리학적 조건하에서 동적 분해의 시험관내 모델에서 시험한다.
이 분해 모델을 스테인레스 스틸 핀 로터(stainless-steel fin rotor)(높이 39 mm 및 직경 28 mm)가 장착된 제어-응력 유동계(AR-2000, TA Instruments, 미국 델라웨어주 뉴캐슬 소재)를 사용하여, 점도의 실시간 모니터링과 커플링한다.
단백질 용액을 동일한 조건, 즉 37℃의 규칙적인 전단 및 150 s-1의 속도로 3시간 동안 시험하였다.
베이스 점도를 5분 동안 모니터링한 후, 1.5 내지 2의 pH로 용액의 점진적 산성화를 수행한다.
이 산성화에는 일반적으로 15분이 소요된다.
용액의 pH가 1.5 내지 2 사이에서 안정화되면, 위 펩신(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트루이스 소재) 및 리파아제(Novozyme, 덴마크 글라드삭세 소재)의 효소 칵테일을 첨가한다. 점도 모니터링 곡선이 도 4에 제시되어 있다.
시험관내 분해 동안의 점도 모니터링은 단백질의 분해 동역학을 명징하게 반영한다. 따라서, 유청은 급속하게 분해되는 단백질이므로, 유청의 분해는 점도의 변화를 야기하지 않는다. 카제인은 부분적으로, 산성화 후 점도가 크게 증가하는 것으로 나타나며, 이는 저속 분해를 반영한다.
NUTRALYS® 유형의 완두콩 단백질은 이들 2개의 표준 사이의 중간 거동을 나타내며; 이는 "중간 급속"으로 분류된다.
그러나, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1 및 No. 2는 다시 NUTRALYS® S85F와 유청 사이의 중간의 거동을 나타낸다.
급속 단백질과 중간 단백질의 조합은 분해를 촉진할 수 있고, 혈액 순환에서 아미노산이 확산되는 시간을 연장시킬 수 있으며, 이는 장기간의 작동 후, 근육에서 단백질 합성에 유리하다는 것에 주목해야 한다.
실시예 2: 임상 영양용 UHT-처리 즉석 음료에서 완두콩 단백질 단리물에 의한 우유 단백질의 대체
우유 단백질, 완두콩 단백질 및 완두콩 단백질 단리물을 베이스로 한 영양 제형물이 하기 표에 제시되어 있다:
이의 100 ml당 영양가는 하기와 같다.
미네랄 조성(100 ml당):
이 음료의 제조 방법은 하기와 같다:
o 모든 분말(우유 단백질, 완두콩 단백질, 완두콩 단백질 단리물, 말토덱스트린 및 수크로스)을 건조 혼합하고,
o 55℃에서, 90%의 물을 정량하고,
o 55℃에서 물 중에 분말 믹스를 첨가하고, 1분 동안 휘핑하여, 분산시킨 후, 55℃에서 30분 동안 SILVERSON 혼합기에 의해 혼합하고,
o 별도의 혼합 용기에서, 50℃에서 미네랄을 나머지 물에 의해 용해시키고, 즉시 용액에 첨가하고,
o 상기 용액에 바닐라 향미료를 첨가하고,
o 레시틴 및 오일을 별도의 혼합 용기에 배치하고, 교반하고, 약 55℃로 가열하고,
o 35분의 수화 후, 5분 동안 10,000 rpm의 전단을 사용하여, 레시틴 및 오일 혼합물을 주 배치에 첨가하고,
o 수조의 비커에 3 리터의 배치 당 75℃로 제품을 예열하고(약 10분의 온도 상승), 10 리터/시간의 균질기에서 200 bar(1 단계)로 균질화하고(배치당 약 20분),
o 배치에 따라, 5분 내지 45분 동안 제품을 30℃로 냉각시키고,
o 30℃에서 30% 수산화나트륨을 사용하여, pH 6.8 내지 7로 조정하고,
o 75℃의 수조에서 제품을 재가열하고(10분 동안의 온도 상승),
o 관형 교환기에서 142℃에서 5초 동안 제품을 멸균한 후, 교환기에서 25℃로 냉각시키고,
o 제품을 병에 포장하고,
o + 4℃에 저장한다.
제형물에 대해 수행된 분석은 하기와 같다:
1. 본 발명에 따른 영양 제형물에 의해 형성된 유화액에 대한 입자 크기 분석
본 실험의 목적은 우유 단백질 베이스 대조군과 관련하여, 완두콩 단백질 단리물 베이스 영양 제형물의 양태를 분석하는 것이다.
분석은 MALVERN으로부터의 참조 2000 입자 크기 분석기를 사용하여, 분석을 수행하였다. 얻어진 결과는 도 1 및 하기의 표에 제시되어 있다(표의 값은 3회 측정치의 평균임).
D모드는 주요 입자 직경이다. d10, d50 및 d90은 각각 총 입자의 10%, 50% 및 90%에 상당하는 입자 직경 값이다.
4개의 샘플은 쌍봉형 입자 분포를 나타낸다. 0.3 μm를 중심으로 하는 제1 피크(제1 입자 집합)가 처음 3개의 제형물에서 우세하다. 완두콩 단백질에 의한 영양 제형물의 경우,이 집합은 소수이다.
쌍봉형 분포의 제2 피크(제2 입자 집합)는 샘플에 따라 다르다:
o 본 발명에 따른 제형물 1 및 2의 경우, 3 μm를 중심으로 하는 집합이 존재하나, 상기 집합의 부피는 제형물 No. 1의 경우보다 더 크고;
o 대조군 제형물의 경우: 제2 피크는 10 μm를 중심으로 하고;
o 완두콩 단백질에 의한 영양 제형물은 46 μm를 중심으로 하는 제2 피크를 가짐으로써, 그 차이가 나타난다.
이에 따라, 완두콩 단백질 단리물 No. 1 및 No. 2에 의하면, 우유 단백질에 의해 얻은 것에 근사한 음료의 유화액 크기를 얻을 수 있을 것으로 추론된다.
이에 더하여, 완두콩 단백질 단리물 No. 2는 심지어, 완두콩 단백질 단리물 No. 1보다 우수한 유화액 크기 분포(더 약한 쌍봉형 분포 및 D90과 D10 사이의 차에 의해 나타나는 우수한 유화액 안정성)를 제공한다.
2. 점도 분석
본 실험의 목적은 우유 단백질 베이스 대조군과 관련하여, 완두콩 단백질 단리물 베이스 영양 제형물의 안정성을 보여주고, 또한, 완두콩 단백질과 관련하여, 이들 단리물의 선택시의 기술적 이점을 입증하는 것이다.
측정 매개변수는 하기와 같다:
o 유동계: Physica MCR301
o 기기: 기기: 동심 실린더 CC27
o 온도: 20℃(5분의 평형화)
o 전단: 6분 동안 0.05 내지 1000 s-1
점도 측정의 결과는 하기의 표에 제시되어 있다(본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1이 이 실험에서 분석됨):
열처리는 3종의 영양 제형물에 동일한 방식으로 영향을 주지 않는다:
o 대조군 제형물의 경우, 열처리는 점도의 저하를 야기하고;
o 제형물 No. 1의 경우, 점도가 증가하고, 전단-박화 거동이 증가하였으나, 이러한 점도 증가는 낮게 유지되며, 대조군 제형물에 근사하다.
사실상, 열처리 전에, 대조군 제형물은 최고 점도를 가지며, 완두콩 단백질 베이스 제형물은 그 이하인 것으로 나타났다.
한편, 열처리 후, 대조군 제형물은 최저 점도를 가지며, 본 발명에 따른 제형물 No. 1은 그 이상이다.
결과적으로, 본 발명에 따른 영양 제형물 No. 1 및 우유 단백질 베이스 대조군 제형물은 점도 및 내열성 관점에서 유변학적 거동이 유사하다.
동일한 음료 레시피에 대해 다른 점도 측정을 하였고, 이 경우에는, 또한, 완두콩 단백질 단리물 No. 2에 의해 제조된 영양 제형물(특히, 조리법에 변화를 줌, 이 경우, 20 리터/시간 온라온으로의 UHT 멸균(142℃ - 5초)하고, 열처리 후, 200 bar에서 75℃로 하락시켜, 동상 균질화(in-phase homogenization)함)을 사용하여, 음료를 +4℃에서 1개월 동안 저장한 후, 이루어졌다.
이들 결과는, 모든 제형물이 4℃에서 1개월 후, 점도가 증가함을 시사한다. 제형물 No. 1 및 2는 1개월 후, 완두콩 단백질 제형물과 비교하여, 대조군 제형물과 동일한 정도의 크기로 매우 약간 점도가 증가한다.
완두콩 단백질 단리물 No. 1 및 2를 함유하는 음료는 완두콩 단백질을 함유하는 음료보다 훨씬 더 안정하며, 우유 단백질을 함유하는 음료의 안정성에 근접한다.
실시예 3: 스포츠
영양용
UHT
-
처리 즉석 음료에서
완두콩 단백질 단리물에
의한 우유 단백질
의
대체
영양 제형물은 하기의 조성을 갖는다:
100 ml당 영양가는 하기와 같다.
상기 음료의 제조 조건은 실시예 2와 동일하다.
상기 즉석 스포츠 음료에 대해 점도를 측정한다.
본 실험의 목적은 또한, 우유 단백질 베이스 대조군과 관련하여, 완두콩 단백질 단리물 베이스 영양 제형물의 안정성을 보여주고, 또한, 완두콩 단백질과 관련하여, 이들 단리물을 선택할 경우의 기술적 이점을 나타내는 것이다.
측정 매개변수는 하기와 같다:
o 유동계: Physica MCR301
o 기기: 기기: 동심 실린더 CC27
o 온도: 20℃(5분의 평형화)
o 전단: 6분 동안 0.05 내지 1000 s-1
점도 측정 결과가 하기 표에 제시되어 있다:
따라서, 하기와 같이 추론된다:
- UHT 전에, 완두콩 단백질 단리물을 함유하는 제형물은 우유 단백질과 완두콩 단백질 사이의 중간의 점도를 가지며,
- UHT 후에, 완두콩 단백질 단리물을 함유하는 제형물은 점도가 손실되고, 완두콩 단백질은 점도를 획득하며; 우유 단백질은 점도가 가장 크게 유지된다.
따라서, 완두콩 단백질 단리물은 완두콩 단백질보다 열처리에 대해 더 안정하며, UHT 즉석 스포츠 음료에 요구되는 특성인 저 점도로 인해, UHT 즉석 스포츠 음료에 더욱 적합하다.
실시예 4: 장내
임상 영양용
UHT
-
처리 액체 영양 제형물에서 완두콩 단백질 단리물에
의한 우유 단백질
의
대체
그 후, 영양 제형물은 하기의 조성을 갖는다:
100 ml당 영양가는 하기와 같다.
음료의 제조 방법은 하기와 같다:
o 50℃에서 물 중에 카제인염을 혼합하고, 단백질을 첨가하고, 10분 동안 자석판 상에서 혼합하고,
o 탄수화물 및 미네랄을 첨가하면서, SILVERSON 혼합기에 의해 혼합하고,
o 5분 동안 SILVERSON 혼합기에 의해 혼합하면서(10,000 rpm), 오일을 첨가하고,
o NIRO SOAVI 2K 고압 균질기에서 60℃, 250 bar에서 균질화하고(2 단계),
o 50% 시트르산 용액에 의해, pH를 6.9로 조정하고,
o 오토클레이브(autoclave)에서 120℃에서 15분 동안 유리 항아리에서 멸균하며,
o 실온으로 냉각시킨다.
이러한 작업 조건하에, 완두콩 단백질 단리물은 유리하게는 우유 단백질의 대체물로 사용될 수 있다.
실시예 5: 본
발명에 따른
운동선수용 완두콩 단백질 단리물에
의해 제형화된 4종의 분말 믹스의 감각 특성의 비교
패널은 13명의 개인으로 구성되었다.
패널에 완두콩 단백질에 의해 제형화된 제품을 시험할 권한을 부여한다. 패널을 하기의 관점에서 그의 수행성을 확인하도록 교육한다:
· 제품의 변별 능력
· 합치성, 설명어의 정확한 사용
· 반복가능성, 2회 제출된 제품의 검출 능력
구체적으로, 이들을, 예를 들어 하기와 같은 맛 및 질감의 감각 설명어를 정확히 사용하도록 교육한다:
이 방법은 또한, 이들이, 이 목록에 전제되지 않은 다른 설명어로 표명하는 것을 허용한다.
제품
영양 제형물은 하기의 조성을 갖는 운동선수용으로 의도된 분말 믹스이다:
이를 시험 직전에 실온에서 물 중에 조제한다.
시험 조건
- 감각 분석 실험: 개별 시험 큐비클(cubicle), 백색 벽, 정적 환경(집중을 촉진하기 위함)
- 백색광(제품이 정확히 동일한 성상을 갖도록 하기 위함)
- 오전 또는 오후의 종료 시점(감각 능력이 최고조가 되도록 하기 위함)
- 3자리 숫자 코드로 익명 처리된 제품(코드가 제품의 평가에 영향을 미치는 것을 방지하기 위함)
- 무작위 순서로 제시되는 제품(순서 및 잔상 효과를 방지하기 위함)
시험
결과를 비교하기 위해 사용된 방법은 Flash Profile(문헌[J.M. Sieffermann, 2000 - Le profil Flash: Un outil rapide et innovant d'eevaluation sensorielle descriptive.[The Flash Profile: a rapid and innovative tool for descriptive 감각 evaluation] In: L'innovation: de l'idee au succes [Innovation: from the idea to success] - 12th AGORAL Meeting. Pages 335-340, March 22-23, 2000. Paris, France: Lavoisier, Tec & Doc.])이었다.
모든 제품은 동시에 제시된다. 이는 연속적으로 분류함으로써, 제품을 비교하는 과정이다: 패널리스트들은 제품 간을 변별하기 위해, 가장 적절한 것으로 도출되는 설명어를 선택하고, 이들 설명어에 따라 제품을 분류하며; 여러 개의 제품을 동일한 열에 그룹화할 수 있다.
예:
감각 설명어: 바삭함
데이터 처리
이러한 유형의 데이터에 적합한 통계 처리 방법은 제품의 데이터-열에 대한 다중 요인 분석(문헌[J. Pages, 1994 - Multiple factor analysis ( AFMULT package). In: Computational Statistics & Data Analysis, Volume 18, Issue 1, August 1994, Pages 121-140])이다.
결과를 더욱 명료하게 하기 위해, MFA를 수회 수행하였다; 전체, 및 기준당(양태, 향, 맛, 질감). 제시된 그래프는 이 방법에 의해 제공된 모든 결과를 요약한 것이다.
R 소프트웨어(공개 시판됨)를 사용하여, 분석을 수행하였다:
R 버전 2.14.1(2011-12-22)
Copyright (C) 2011 The R Foundation for Statistical Computing
ISBN 3-900051-07-0
20 Platform: i386-pc-mingw32/i386 (32-bit)
이 소프트웨어는 FactoMineR 버전 1.19 패키지와 같은 계산 기능이 포함된 모듈을 로딩해야 하는 작업 환경이다.
결과
그래프 형태의 결과의 대표 예가 도 2에 제시되어 있다.
3개의 그룹으로 구분된다: COSUCRA사에 의해 판매되는 완두콩 단백질 PISANE®, 완두콩 단백질 NUTRALYS® S85F, 및 실시예 1의 본 발명에 따른 2종의 완두콩 단백질 단리물.
패널리스트들은 실시예 1의 본 발명에 따른 2종의 완두콩 단백질 단리물 간에 차이가 거의 없는 것으로 확정하였다.
이는 대조군 제품보다 입자감이 더 적은 완두콩 및 종이/판지 양태를 가지고, 쓴맛이 더 강하며, 딸기/바나나향(이 제형물에 사용되는 향)이 더 강하다.
PISANE®에 의한 믹스는 이의 적용이 발포를 유발하므로, 질감의 관점에서, 두드러진다.
NUTRALYS® S85F에 의한 믹스는 부분적으로, 이의 단맛이 두드러진다.
실시예 6: 임상
영양용
즉석 음료의
감각 특성의 비교
패널은 14명의 개인으로 구성되었다.
실시예 3에서와 같이, 패널에, 완두콩 단백질에 의해 제형화된 제품을 시험할 권한을 부여한다. 패널을 하기의 관점에서 그의 수행성을 확인하도록 교육한다:
· 제품의 변별 능력
· 합치성, 설명어의 정확한 사용
· 반복가능성, 2회 제출된 제품의 검출 능력
구체적으로, 패널을, 예를 들어 하기와 같은 맛 및 질감의 감각 설명어를 정확히 사용하도록 교육한다:
이 방법은 또한, 패널이 이 목록에 전제되지 않는 다른 설명어로 표명하는 것을 허용한다.
제품
이 제품은 레시피가 실시예 2의 것인 즉석 음료이다.
이는 실온에서 패널리스트에 제시된다.
시험 조건
- 감각 분석 실험: 개별 시험 큐비클, 백색 벽, 정적 환경(집중을 촉진하기 위함)
- 백색광(제품이 정확히 동일한 성상을 갖도록 하기 위함)
- 오전 또는 오후의 종료 시점(감각 능력이 최고조가 되도록 하기 위함)
- 3자리 숫자 코드로 익명 처리된 제품(코드가 제품의 평가에 영향을 미치는 것을 방지하기 위함)
- 무작위 순서로 제시되는 제품(순서 및 잔상 효과를 방지하기 위함)
수행 예
제품을 비교하기 위해 사용된 방법은 Flash Profile(문헌[J.M. Sieffermann, 2000])이었다.
모든 제품은 동시 제시된다. 이는 연속적으로 분류함으로써, 제품을 비교하는 과정이다: 패널리스트들은 제품 간을 변별하기 위해, 가장 적절한 것으로 도출되는 설명어를 선택하고, 이들 설명어에 따라 제품을 분류하며; 여러 개의 제품을 동일한 열에 그룹화할 수 있다.
예:
감각 설명어: 바삭함
데이터 처리
이러한 유형의 데이터에 적합한 통계 처리 방법은 제품의 데이터-열에 대한 다중 요인 분석(문헌[J. Pages, 1994])이다. 결과를 더욱 명료하게 하기 위해, MFA를 수회 수행하였다; 전체, 및 기준당(양태, 향, 맛, 질감). 제시된 그래프는 이 방법에 의해 제공된 모든 결과를 요약한 것이다.
R 소프트웨어(공개 시판됨)를 사용하여, 분석을 수행하였다:
R 버전 2.14.1(2011-12-22)
Copyright(C) 2011 R Foundation for Statistical Computing
ISBN 3-900051-07-0
20 Platform: i386-pc-mingw32/i386(32-bit)
이 소프트웨어는 FactoMineR 버전 1.19 패키지와 같은 계산 기능이 포함된 모듈을 로딩해야 하는 작업 환경이다.
결과
그래프 형태의 결과의 대표 예가 도 3에 제시되어 있다.
패널의 반복가능성을 시험하기 위해, NUTRALYS® S85F를 2회 제시한다: 그래프에서, 1차원(최대치)의 경우, 2개의 점이 근사하나, 2차원의 경우 그러하지 않은 것을 확인할 수 있으며; 따라서, 2차원은 측정 잡음으로 구성된 것으로 판단된다. 따라서, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 1차원에서 근사하므로, 이들 간에는 유의한 차이가 없다.
본 발명에 따른 2종의 완두콩 단백질 단리물은, 맛에서 완두콩/채소 및 떫은 맛이 더 강하고; 질감에서 부드러움/코팅성, 농밀도, 끈적거림이 더 큰 것으로 판명된 NUTRALYS® S85F보다 바닐라/카라멜 및 짠맛이 더 강한 것으로 확인된다.
실시예 7: 운동선수용
즉석 음료의
감각 특성의 비교
패널은 12명의 개인으로 구성되었다.
실시예 3에서와 같이, 패널에 완두콩 단백질에 의해 제형화된 제품을 시험할 권한을 부여한다. 패널을 하기의 관점에서 그의 수행성을 확인하도록 교육한다:
· 제품의 변별 능력
· 합치성, 설명어의 정확한 사용
· 반복가능성, 2회 제출된 제품의 검출 능력
제품
이 제품은 레시피가 실시예 3의 것인 즉석 음료이다. 이는 패널리스트들에 실온에서 제시된다.
수행 예
제품을 비교하기 위해 사용된 방법은 Flash Profile(문헌[J.M. Sieffermann, 2000])이었다.
모든 제품은 동시 제시된다. 이는 연속적으로 분류함으로써, 제품을 비교하는 과정이다: 패널리스트들은 제품 간을 변별하기 위해, 가장 적절한 것으로 도출되는 설명어를 선택하고, 이들 설명어에 따라 제품을 분류하며; 여러 개의 제품을 동일한 열에 그룹화할 수 있다.
예:
감각 설명어: 신선한 호두
패널리스트들에 가이드로서 제시되는 설명어의 목록이 제공된다:
데이터 처리
이러한 유형의 데이터에 적합한 통계 처리 방법은 제품의 데이터-열에 대한 다중 요인 분석(문헌[J. Pages, 1994])이다. 이를 판단한 자에 의해 생성된 설명어 세트는 변수 그룹이다. 제시된 그래프는 이 방법에 의해 제공된 모든 결과를 요약한 것이다.
소프트웨어 R 버전 2.14.1(2011-12-22)을 사용하여, 통계 처리를 수행하였다.
결과
그래프 형태의 결과의 대표 예가 도 6에 제시되어 있다.
본 발명에 따른 2종의 완두콩 단백질 단리물/2종의 완두콩 단백질의 2개의 부류가 1차원에서 구분되고, 2차원에 의해, 4개의 샘플이 이의 질감, 양 및 맛에 따라 특성화될 수 있다.
질감과 관련하여, PISANE® 및 NUTRALYS® S85F에 의한 즉석 음료는 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물보다 더 농밀하다.
향과 관련하여, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1에 의한 음료는 완두콩 단백질 단리물 No. 2보다 바닐라향이 더 강하며, PISANE®에 의한 경우, 완두콩향이 더 강하다.
맛과 관련하여, PISANE®은 맵고, 화학적이며, 향으로서는, 완두콩, 호두 및 채소 향이 더 강한 것으로 도출된다. PISANE 및 NUTRALYS® S85F에 의한 즉석 음료는 공통적으로 쓴맛이 더 강하고, 종이-판지 특성을 갖는다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의한 음료와 관련하여, 음료 No. 1(단리물 No. 1)은 우유 및 바닐라향이 더 강하고, 음료 No. 2는 씨리얼 및 우유 잼/카라멜향이 더 강하다.
실시예 8: 임상
영양용
UHT
-
처리 디저트 크림에서
완두콩 단백질 단리물에 의한 우유 단백질
의
대체.
우유, 완두콩 및 경쟁적 완두콩 단백질 및 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물을 베이스로 한 영양 제형물이 하기의 표에 제시되어 있다(23%의 정도의 대체):
100 g당 영양가는 하기와 같다:
음료의 제조 방법은 하기와 같다:
o 물을 50℃로 예열하고,
o 모든 분말(우유 단백질, 완두콩 단백질, 완두콩 단백질 단리물, 말토덱스트린, 덱스트린, 수크로스 및 전분)을 건조 혼합하고,
o 50℃에서 물에 분말 믹스를 첨가하고, 1분 동안 휘핑하여, 분산시킨 후, 50℃에서 30분 동안 SILVERSON 혼합기에 의해 3000 rpm으로 혼합하고,
o 상기 용액에 향미료를 첨가하고,
o 레시틴 및 오일을 별도의 혼합 용기에 배치하고, 교반하고, 50℃로 가열하고,
o 30분의 수화 후, 5분 동안 10,000 rpm의 전단을 사용하여, 레시틴 및 오일 혼합물을 주 배치에 첨가하고,
o 관형 교환기에서 133℃에서 55초 동안 제품을 멸균한 후, 70℃에서 포장하고,
o 4℃에 저장한다.
임상 영양용 디저트 크림의 감각 특성의 비교.
패널에 제형화된 제품을 시험할 권한을 부여한다. 패널을 하기의 관점에서 그의 수행성을 확인하도록 교육한다:
· 제품의 변별 능력
· 합치성, 설명어의 정확한 사용
· 반복가능성, 2회 제출된 제품의 검출 능력
패널은 Roquette 스태프 중 26명의 개인으로 구성되며, 시험 당일, 11명의 개인이 참석하였으며, 이들 중, 6명을 구체적으로는 디저트 크림의 대상물에 대해 교육하였다.
제품을 제조한 후, 냉장고에 저장하였다.
이를 패널리스트들에 실온에서 제공하였다.
시험 조건
감각 분석 실험: 개별 시험 큐비클, 백색 벽, 정적 환경(집중을 촉진하기 위함)
· 백색광(제품이 정확히 동일한 성상을 갖도록 하기 위함)
· 오전 또는 오후의 종료 시점(감각 능력이 최고조가 되도록 하기 위함)
· 3자리 숫자 코드로 익명 처리된 제품(코드가 제품의 평가에 영향을 미치는 것을 방지하기 위함)
· 무작위 순서로 제시되는 제품(순서 및 잔상 효과를 방지하기 위함)
수행 예
제품을 비교하기 위해 사용된 방법은 Flash Profile(문헌[J.M. Sieffermann, 2000])이었다.
모든 제품은 동시 제시된다. 이는 연속적으로 분류함으로써, 제품을 비교하는 과정이다: 패널리스트들은 제품 간을 변별하기 위해, 가장 적절한 것으로 도출되는 설명어를 선택하고, 이들 설명어에 따라 제품을 분류하며; 여러 개의 제품을 동일한 열에 그룹화할 수 있다.
예:
감각 설명어: 살살 녹음(Fondant)
패널리스트들에 가이드로서 제시되는 설명어의 목록이 제공된다:
데이터 처리
이러한 유형의 데이터에 적합한 통계 처리 방법은 제품의 데이터-열에 대한 다중 요인 분석(문헌[J. Pages, 1994])이다. 결과를 더욱 명료하게 하기 위해, MFA를 수회 수행하였다; 전체, 및 기준당(양태, 향, 맛, 질감). 제시된 그래프는 이 방법에 의해 제공된 모든 결과를 요약한 것이다.
소프트웨어 R 버전 2.14.1(2011-12-22)을 사용하여, 통계 처리를 수행하였다.
결과
도 7에서 인식되는 바와 같이, 디저트 크림은 모든 패널리스트들에 의해, 거의 64%의 매우 높은 1차원으로 합치하여 변별되며, 이는 이 궁극의 제품을 하기의 방식으로 기재한다.
우유 대조군은 가장 윤기나는 외형을 가지며, 입안에서 용융되나, 농밀도가 가장 낮고, 단맛이 가장 강하다.
질감과 관련하여, PISANE® C9 및 NUTRALYS® S85F에 의한 디저트 크림은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의한 것보다 더 농밀하다.
맛과 관련하여, 완두콩 단백질 단리물에 의한 디저트 크림은 PISANE® C9 및 NUTRALYS® S85F에 의해 시험된 것보다 완두콩맛이 더 약하다.
실시예
9. 아이스크림/아이스 디저트에서 완두콩 단백질
단리물에
의한 우유 단백질의 대체
4종의 레시피가 개발되어 있다:
o 대조군: 100%의 우유 단백질
o 레시피 No. 1: 50%의 우유 단백질이 완두콩 단백질 NUTRALYS® S85F에 의해 대체된다;
o 레시피 No. 2: 50%의 우유 단백질이 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1에 의해 대체된다;
o 레시피 No. 3: 50%의 우유 단백질이 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2에 의해 대체된다;
제조 방법은 하기와 같다:
o 탈지유를 용기에 첨가하고(40/45℃),
o 분말 구성성분을 용기에 첨가하고, CHOCOTEC 배치 조리기에서, 80 Hz에서 15분 동안 교반하고,
o 안정화제 및 당을 함께 혼합한 후, 혼합물을 용기 내로 혼입시키고,
o 80 Hz에서 20분 동안 혼합하고,
o 크림 및 글루코스 시럽을 혼입하고,
o 80 Hz에서 15분 동안 혼합하고,
o 80℃에서 3분 동안 저온 살균하고,
o 70℃로 냉각시키고 - 얻어진 혼합물의 반을 직접 균질화하고; 나머지 반을 50℃로 냉각시킨다. 첫 번째 배치를 균질화하고, 두 번째 배치를 70℃로 가열한 후, 균질화하고,
o 200 bar에서 균질화하고,
o 숙성 용기에서 4℃로 냉각시키고, 향미료를 첨가하고,
o 23시간 동안 숙성되도록 하고,
o 비팅(beating)하여, 95 내지 100%의 오버런(overrun)을 얻어, -30℃에서 1시간까지 동결시키고,
o 아이스크림을 -20℃에서 저장한다.
분석
제조 방법 동안 혼합물의 특성화
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의해 제조된 제조물의 팽창성은 대조군과 동일하고, 완두콩 단백질에 의해 제조된 것과 유의하게 상이하지 않은 것에 주목한다.
점도 측정
완두콩 단백질에 의한 레시피는 최고의 점도를 나타낸다. 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의한 레시피는 대조군 레시피와 균등하다.
입자 크기 분석
유화액의 유화능 및 안정성을 평가할 목적으로, 다수의 아이스크림 제조 단계에서, 입자 크기 분석을 수행하였다:
o 균질화 단계 후 지방 소구체의 크기 분포,
o 숙성 단계 후 지방 소구체의 크기 분포,
o 아이스크림의 지방 소구체의 크기 분포(비팅 단계 후 지방 소구체의 크기 분포와 균등함).
또한, 이들 분석을, 유화액이 응집/응결 또는 융합에 의해 생성되었는지를 결정하기 위해, 0.1% SDS를 첨가하여, 수행하였다.
결과는 도 8 내지 도 11에 제시되어 있다.
각 레시피에서, 입자 크기 분포는 숙성 후 저하되거나, 더 강한 쌍봉형이 되는 경향이 있다.
완두콩 단백질 NUTRALYS ® S85F에 의한 레시피의 경우, 이러한 변화는 매우 용이하게 인식된다. 이는, 완두콩 단백질 NUTRALYS® S85F가 지방 소구체의 계면에서의 이동시에 최저 속도의 유화제라는 것을 나타낸다.
이와 달리, 레시피 No. 3(본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2)은 100%의 우유 단백질을 함유하는 레시피와 정확히 동일한 정도의 유화제이다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1은 균질화 후, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2보다 더 약하게 유화되나, 숙성 후, 정확히 동일하게 유화되는 경향을 갖는다.
실시예 10: 아이스크림
/아이스 디저트에서 완두콩 단백질
단리물에
대한 우유 단백질의 전체 대체
이들 레시피는 이들 극단채식주의자용 아이스크림용으로 개발되었다:
o 대조군: 100% 완두콩 단백질 NUTRALYS® S85F,
o 레시피 1: 100%의 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1,
o 레시피 2: 100%의 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2
영양가(100 g당)는 하기와 같다:
제조 방법은 하기와 같다:
o 물을 45℃로 가열하고,
o 구성성분을 혼합하고,
o 안정화제를 수크로스와 함께 혼합하고,
o 물을 첨가하고, 및 20분 동안 혼합하고,
o 지방(용융된 코코넛유)을 도입시켜, 혼합하고,
o 80℃에서 3분 동안 저온 살균하고,
o 70℃로 냉각시키고,
o 200 bar에서 혼합물을 균질화하고(2 단계) - 30%는 제2 단계에서 균질화하고,
o 향미료를 첨가하고,
o 4℃에서 20분 동안 교반하면서, 숙성되도록 하고,
o 90 내지 100%로 비팅하고, -30℃에서 1시간 동안 냉각시키고,
o - 18℃에 저장한다.
분석
오버런 능력의
측정(아이스 디저트)
o 일정한 부피 V의 빈 도가니의 중량,
측정 질량 = mc(여기서, mc는 빈 도가니의 질량임),
o 오버런 전에 혼합물로 가득 충전된, 일정한 부피 V의 도가니의 중량,
측정 질량 = mc + m믹스(여기서, m믹스는 부피 V에 상응하는 혼합물의 질량임)
o 오버런 후, 혼합물로 가득 충전된, 일정한 부피 V의 도가니의 중량(냉동고로부터 꺼냄),
측정 질량 = mc + m아이스(여기서, m아이스는 부피 V에 상응하는 얼음(냉동고로부터 꺼낸 오버런 혼합물)의 질량).
그 후, 오버런 측정치는 하기의 식에 의해 주어진다:
제조 방법의 특성화
점도 측정
o 4℃에서 측정한다.
o 유동계: Physica MCR 301 Anton Paar
o 형상: 동심 실린더 CC27
o 공칭값: 5분 동안 0 내지 200 s-1
따라서, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물을 포함하는 레시피의 경우, 점도가 더 낮음에 주목한다.
질감의 측정
o 측정 온도: 냉동고 출고시
o 유동계: INSTRON 9506 기계
o 형상: 원추형
o 공칭값: 20분까지 부과된 변형.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의한 레시피의 경우, 전체적으로 더 단단한 것으로 나타난다. 더욱 특히, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2는 이의 더 높은 오버런 능력(101%)과 관련하여, 의심의 여지 없이, 현저하게 더 단단하다.
혼합물의 유화액 및 아이스 디저트의 크기의 측정
프로토콜:
o MALVERN 3000 액체-경로 입자 크기 분석기(과립계)(용매는 탈염수임)
o 광학 모델: 1900 rpm의 교반 속도의 1.46+0.001i.
숙성 전 및 후의 혼합물을 SDS의 존재 및 부재하에 특성화한다:
o SDS 부재: 샘플을 단지 물만을 함유하는 입자 크기 분석기 비커 내로 직접 도입시킨다.
o SDS 존재: SDS의 용해 후, 0.1%, 즉, 0.6 g의 SDS를 입자 크기 분석기 비커 내로 직접도입하고, 분석하기 위한 샘플을 첨가한다.
최종 아이스크림을 입자 크기 분석기 통 내로 해동시키지 않은 채 도입시킨다. 아이스크림의 용융 및 분산 후, 측정을 실시한다.
숙성 전 및 후에, SDS의 존재 및 부재하에 유화액의 크기가 하기 표에 제시되어 있다.
SDS가 부재하는 경우, 완두콩 단백질을 함유하는 혼합물의 유화액(대조군)은 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물로부터 제조된 유화액보다 더 작은 입자 크기를 갖는다.
SDS가 존재하는 경우, 지방 덩어리가 분산되며, 따라서, 3종의 시험의 D모드가 더 근사하다. 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1에 의한 제형물이 더 큰 입자에 의한 입자 크기 분석 피크를 갖는다는 점에 주목해야 한다.
숙성 후, 주요 변화는 관찰되지 않는다. 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의한 제형물은 완두콩 단백질에 의한 제형물보다 더 다분산된다.
변형되지 않은 형태의 아이스크림의 유화액 크기를 SDS의 부재하에 측정한다.
주요 피크의 크기(D모드)는 3종의 아이스크림에서 유사하다. 그러나, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물, 특히 단리물 No. 2에 의한 제형물은 더 다분산된다.
비교 연구를 시판 아이스크림을 사용하여 수행하였으며, 이에 의해, 이들 아이스크림이 이의 지방 소구체의 고함량과 관련하여, 대조군 레시피 및 레시피 1 및 2보다 훨씬 더 많은 수의 거친 입자를 함유하는 것으로 확인된다.
용융 거동의 측정
프로토콜:
실증적으로, 일정한 부피의 아이스 디저트 샘플을 비커 상의 격자에 배치한다. 그 후, 다음을 측정한다:
o 첫 번째 액적이 비커 내로 적하되는 시간,
o 3시간의 경과 동안, 시간에 따라 용융된 아이스크림의 백분율.
도 12는 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의해 제조된 아이스크림의 경우, 더 적게 용융된다는 사실을 명료하게 예시한다.
감각 분석
패널은 15명의 개인으로 구성되었다.
앞선 실시예에서와 같이, 패널에, 완두콩 단백질에 의해 제형화된 제품을 시험할 권한을 부여한다. 패널을 하기의 관점에서 그의 수행성을 확인하도록 교육한다:
· 제품의 변별 능력
· 합치성, 설명어의 정확한 사용
· 반복가능성, 2회 제출된 제품의 검출 능력
완두콩 단백질에 의해 제조된 아이스크림과 비교하는 경우, 본 발명의 아이스크림은 쓴맛이 더 약하고, 완두콩 맛이 더 약하며, 색상이 연하다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1에 의한 아이스 디저트는 다른 제품보다 얼음 결정 수가 적고, 바닐라 맛이 더 풍부하고, 더 달며, 지방량이 더 많다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2에 의한 아이스 디저트는 달고, 지방량이 많으며, 더 부드럽다. 이는 "녹차" 맛이 조금 더 풍부하다.
결론
아이스 디저트의 제조 방법 동안, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 완두콩 단백질과 비교하여, 점도가 더 낮아지도록 한다.
단리물 No. 1의 질감은 더 단단하나, 패널리스트들은 인식하지 못한다.
2종의 단리물은 특히, 상응하는 아이스 디저트의 용융성이 감소하도록 한다.
맛의 관점에서, 단리물 No. 1에 의해 제조된 아이스 디저트의 경우, 가장 좋게 인식되는 것은 단맛이 나고, 향이 풍부하고, 쓴맛이 더 약하며, "완두콩" 맛이 더 약하다는 것이다.
실시예 11: 아이스크림의
감각 특성의 비교
패널은 20명의 개인으로 구성되었다.
패널에, 완두콩 단백질에 의해 제형화된 제품을 시험할 권한을 부여한다. 패널을 하기의 관점에서 그의 수행성을 확인하도록 교육한다:
· 제품의 변별 능력
· 합치성, 설명어의 정확한 사용
· 반복가능성, 2회 제출된 제품의 검출 능력
구체적으로, 패널을, 예를 들어 하기와 같은 맛 및 질감의 감각 설명어를 정확히 사용하도록 교육한다:
이 방법은 또한, 패널이 이 목록에 전제되지 않는 다른 설명어로 표명하는 것을 허용한다.
제품
이 아이스크림은 실시예 9의 레시피 No. 1, No. 2 및 No. 3이다.
시험 조건
- 감각 분석 실험: 개별 시험 큐비클, 백색 벽, 정적 환경(집중을 촉진하기 위함)
- 백색광(제품이 정확히 동일한 성상을 갖도록 하기 위함)
- 오전 또는 오후의 종료 시점(감각 능력이 최고조가 되도록 하기 위함)
- 3자리 숫자 코드로 익명 처리된 제품(코드가 제품의 평가에 영향을 미치는 것을 방지하기 위함)
- 무작위 순서로 제시되는 제품(순서 및 잔상 효과를 방지하기 위함)
수행 예
제품을 비교하기 위해 사용된 방법은 Flash Profile(문헌[J.M. Sieffermann, 2000])이었다.
모든 제품은 동시 제시된다. 이는 연속적으로 분류함으로써, 제품을 비교하는 과정이다: 패널리스트들은 제품 간을 변별하기 위해, 가장 적절한 것으로 도출되는 설명어를 선택하고, 이들 설명어에 따라 제품을 분류하며; 여러 개의 제품을 동일한 열에 그룹화할 수 있다.
예:
감각 설명어: 바삭함
데이터 처리
이러한 유형의 데이터에 적합한 통계 처리 방법은 제품의 데이터-열에 대한 다중 요인 분석(문헌[J. Pages, 1994])이다. 결과를 더욱 명료하게 하기 위해, MFA를 수회 수행하였다; 전체, 및 기준당(양태, 향, 맛, 질감). 제시된 그래프는 이 방법에 의해 제공된 모든 결과를 요약한 것이다.
R 소프트웨어(공개적으로 시판됨)을 사용하여, 분석을 수행하였다.
R 버전 2.14.1 (2011-12-22)
Copyright (C) 2011 The R Foundation for Statistical Computing
ISBN 3-900051-07-0
20 Platform: i386-pc-mingw32/i386(32-bit)
이 소프트웨어는 FactoMineR 버전 1.19 패키지와 같은 계산 기능이 포함된 모듈을 로딩해야 하는 작업 환경이다.
결과
결과는 도 13에 제시되어 있다.
3종의 샘플 모두를 부드러운 질감, 차가움 및 살살 녹는지의 관점 및 완두콩, 바닐라 및 쓴맛의 관점에서 평가한다.
그러나, 이들은 소수의 설명어에 의해 구별될 수 있다:
· NUTRALYS® S85F에 의한 아이스크림은 더 단단하고, 완두콩 및 판지 맛인 것으로 도출된다.
· 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1은 기름지고, 발포성이며, 호두 요소를 포함한다.
· 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2에 의한 것은 단맛이 더 강한 것으로 확인된다.
실시예
12: "비유제품 커피
크림머
/
화이트너
" 매트릭스에서의 완두콩 단백질
단리물의
용도
a.
카제인나트륨에
대한 100% 대체
본 실험의 목적은 100%의 카제인나트륨을 대체하고, 커피 중에서 안정한 제품을 얻는 것이다.
저온 살균 후 유화액의 점도를 측정하고, 커피 중의 안정성을 측정해 보면, 카제인나트륨을 대체하는 이의 능력에서, 완두콩 단백질 단리물의 기능적 특성이 NUTRALYS®에 대비하여, 개선되었음이 예시될 수 있다.
생성 레시피는 하기와 같다:
제조 방법은 하기와 같다:
o 일정하게 교반하면서, 80°에서 지방을 용융시키고,
o 용융된 지방에 Dimodan HP를 첨가하여, 모노글리세라이드를 용해시키고,
o 90%의 물을 50℃로 가열하고, 단백질을 첨가하여, 30분 동안 일정하게 교반하면서, 수화시키고,
o 40℃에서 나머지 물 중에 인산염을 용해시키고,
o 30분의 수화 후, 글루코스 시럽 및 인산염을 주 혼합물에 첨가하고,
o 5분 동안 주 혼합물 중 지방/Dimodan HP의 혼합물을 10,000 rpm으로 사전 유화하고,
o Niro Panda 2K Soavi(GEA) 고압 균질기에서 제1 단계에서는 160 bar의 압력으로, 제2 단계에서는 30 bar의 압력으로 75℃에 제품을 배치하고,
o 80℃에서 수 초 동안 저온 살균한 후, 제품을 냉수에 배치하여, 열처리를 중단시킨다.
제형물에 수행된 분석은 하기와 같다:
1. 점도 분석
열처리 단계 후 농축 유화액에 대한 점도 측정을 일반적인 분무 온도인 65℃에서 수행한다.
장치:
o Physica MCR 301 Anton Paar 유동계
o 형상: CC27
o 방법 660초 동안 0 내지 1000 s-1
다양한 레시피에서 얻어진 결과는 하기와 같다:
저온 살균 후, 레시피 2 및 3의 유화액의 점도는, 완두콩 단백질에 의해 제조된 레시피 4보다 우유 대조군에 더 근사하며, 이는 60 중량%에서 이와 같은 고함량의 고형분을 갖는 저점도 유화액을 건조시킬 수 있게 한다.
2. pH의 함수로서의 용해도
도 14는 pH의 함수로서, 카제인에 대비하여, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 용해도 변화를 예시하며, 이는 그의 월등한 거동을 반영한다.
커피에서의 안정성 평가
커피의 조제
o 2 g의 가용성 커피를 정량하고:
o 80℃에서 음용수(136 mg의 칼슘 함량 및 60 mg의 마그네슘 함량)를 가열하고, 상기 물 135 g을 앞선 2 g에 첨가하고,
o 12.7 g의 농축 유화액을 커피에 첨가한다.
커피 내에서의 응집은 완두콩 단백질에 의해 얻어진 것에 대비하여, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물을 함유하는 레시피에서 현저히 더 적은 것으로 나타난다. 그러나, 이는 완두콩 단백질에 대비하여, 상기 단리물의 용해도에서의 개선과 관련이 있을 수 있다.
b.
카제인나트륨에 대한 50% 대체
본 실험의 목적은 50%의 카제인나트륨을 대체하고, 커피 내에서 안정한 제품을 얻는 것이다.
저온 살균 후 유화액의 점도의 측정 및 커피 내에서의 안정성의 측정에 의해, 카제인나트륨을 대체하는 이의 능력에서 NUTRALYS®에 대비하여, 완두콩 단백질 단리물의 기능적 특성에서의 개선을 예시할 수 있다.
생성 레시피는 하기와 같다:
100 g당 영양가는 하기와 같다.
제조 방법은 하기와 같다:
o 일정하게 교반하면서, 80°에서 지방을 융용시키고,
o 모노글리세라이드 및 디글리세라이드를 액체 오일 중에 용해시키고,
o 50℃에서 30분에 걸쳐, 물 중에 분말 단백질을 용해시키고,
o 미리 분량의 물 중에 용해시킨 글루코스 시럽 및 인산염을 첨가하고,
o 10,000 rpm으로 교반함으로써, 수용액 중 용융된 지방을 사전 유화시키고,
o 80℃에서 수 초 동안 저온 살균하고,
o Niro Panda 2K Soavi(GEA) 고압 균질기에서 제1 단계에서는 160 bar의 압력으로, 제2 단계에서는 30 bar의 압력으로 75℃에 제품을 배치하고,
o 혼합물을 50% 고형분으로 희석하여, 증발 용량이 10 내지 12 l/h인 장치에서, 180℃(T입구) 및 90℃(T출구)에서 분무한다.
제형물에 수행된 분석은 하기와 같다:
1) 유화액의 pH
2) 유화액의 능력
지방 소구체의 크기의 측정(레이저 입자 크기 분석기)에 의해, 가능한 최소 크기의 지방 소구체를 형성하는 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물의 능력을 결정할 수 있다.
이들 결과는 50/50 혼합물이 100% 카제인염 대조군과 유사한 입자 크기 분포를 가짐을 명확하게 보여준다.
3) 65℃에서 60% 고형분을 함유하는 유화액의 점도(분무 전)
장치:
o Physica MCR 301 Anton Paar 유동계
o 형상: CC27
o 방법 660초 동안 0 내지 1000 s-1
50/50 혼합물의 최저 점도는, 통상적으로 카제인염에 요구되는 것보다 더 높은 고형분 함량에서의 분무를 가능하게 한다.
4) 커피에서 분말 "비유제품 커피 크리머"의 멸균
커피의 조제:
a. 2 g의 가용성 커피를 정량하고,
b. 80℃에서 8 g의 유화액 및 150 ml의 음용수(136 mg의 칼슘 함량 및 60 mg의 마그네슘 함량)를 첨가한다.
커피에서 유화액의 안정성을, 제조물의 색상 변화 측정 - L(백색 밸런스), a(황색 밸런스) 및 b(녹색 밸런스) 좌표에 따른 색상 측정에 의해 결정하며, 커피 내의 백색은 제조자 및 소비자에 의해 추구되는 주요 기준 중 하나이다.
카제인염에 의해 제조된 대조군 커피(L = +98)와 관련하여, 50/50 혼합물에 의해 제조된 커피의 L 매개변수(L = +96)의 측정에서의 2점의 차이는 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의한 혼합물의 월등한 안정성을 반영한다.
실시예 13. 교반식
요거트
의
제조를 위한 완두콩 단백질
단리물의
용도
본 실험의 목적은 30%의 우유 단백질을 대체하는 것이다.
생성 레시피는 하기와 같다:
제조 방법은 하기와 같다:
o 물을 60℃로 가열하고,
o 단백질을 첨가하고, 1시간 동안 수화되도록 방치하고,
o POLYTRON 균질기에 의해 2분 동안 혼합하면서, 크림을 첨가하고,
o 당/전분 혼합물을 10 내지 15분에 걸쳐 첨가하고,
o 75 내지 80℃에서, 고압에서 균질화하고(2 단계: 제1 단계 180 bar - 제2 단계 200 bar),
o Power Point International 관형 교환기에 의해, 95℃에서, 6분 - 20 l/h로 저온 살균하고,
o 발효균(YoFlex® YF-L812 - 50 U/250L)을 첨가하고,
o 42℃에서 pH 4.6으로 산성화시키고(5 내지 6시간의 산성화 시간),
o 42℃에서 3600 rpm으로 교반하고,
o 37/38℃에서 Spindle 2G에 의해, 3600 rpm으로 평활화(smoothing)하고,
o 통 안에 배치하고, 4℃에 저장한다.
점도 측정
값은 ± 5% 이내의 값으로 주어진다.
레시피 3은 대조군 레시피와 가장 근사하게 거동하나, 그러나, D+7 및 D+14에서 대조군 레시피의 점도 변화에 대한 점도 곡선이 전도된다.
구체적으로, 레시피 3은 D+14에서 점도를 회복하고, D+14에서 전단에 대해 가장 내성이다.
레시피 1은 D+7에서 레시피 3보다 점도가 더 크고, 전단에 대해 더 내성이나, 이는 D+14로부터 역전된다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 의한 레시피 2는 4개의 레시피 중 점도가 가장 크고, 대조군 레시피보다 점도가 더 크다. 이의 점도는 시간이 경과함에 따라 저하된다.
이들 결과에 의해, 이의 거동에 비추어, 대조군 레시피의 점도와 유사하도록 하는 것이 요망되는 경우, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물이 이 레시피의 전분의 양을 저하시킬 수 있는 것으로 나타난다.
레시피 1 및 3의 경우에도 동일하나, 그 정도는 더 작다.
실시예 14: 교반식
요거트의
감각 특성의 비교
맛 평가를 위한 패널은 11명의 개인으로 구성되었다. 질감 평가를 위한 패널은 12명의 개인으로 구성되었다.
패널에 완두콩 단백질에 의해 제형화된 제품을 시험할 권한을 부여한다. 패널을 하기의 관점에서 그의 수행성을 확인하도록 교육한다:
· 제품의 변별 능력
· 합치성, 설명어의 정확한 사용
· 반복가능성, 2회 제출된 제품의 검출 능력
구체적으로, 패널을, 예를 들어 하기와 같은 맛 및 질감의 감각 설명어를 정확히 사용하도록 교육한다:
맛 설명어:
질감 설명어
제품
실시예 11의 시험된 3종의 제품(대조군 레시피, 레시피 1 및 레시피 2)을 생성 후 3일째에 평가하였으며, 약 10℃의 온도에서 제시하였다(운반되어 평가되는 경우, 냉장고에 저장된 제품).
시험 조건
- 감각 분석 실험: 개별 시험 큐비클, 흰색 벽, 정적 환경(집중을 촉진하기 위함)
- 백색광(제품이 정확히 동일한 성상을 갖도록 하기 위함)
- 오전 또는 오후의 종료 시점(감각 능력이 최고조가 되도록 하기 위함)
- 3자리 숫자 코드로 익명 처리된 제품(코드가 제품의 평가에 영향을 미치는 것을 방지하기 위함)
- 무작위 순서로 제시되는 제품(순서 및 잔상 효과를 방지하기 위함)
수행 예
제품을 비교하기 위해 사용된 방법은 Flash Profile(문헌[J.M. Sieffermann, 2000])이었다.
모든 제품은 동시 제시된다. 이는 연속적으로 분류함으로써, 제품을 비교하는 과정이다: 패널리스트들은 제품 간을 변별하기 위해, 가장 적절한 것으로 도출되는 설명어를 선택하고, 이들 설명어에 따라 제품을 분류하며; 여러 개의 제품을 동일한 열에 그룹화할 수 있다.
예:
감각 설명어: 바삭함
맛 또는 질감과 관련하여, 2개의 설명어 목록이 가이드로서 패널리스트들에 제시되었으며; 이는 이 리포트의 부록으로 첨부되어 있다.
데이터 처리
이러한 유형의 데이터에 적합한 통계 처리 방법은 제품의 데이터-열에 대한 다중 요인 분석(문헌[J. Pages, 1994])이다. 결과를 더욱 명료하게 하기 위해, MFA를 수회 수행하였다; 전체, 및 기준당(양태, 향, 맛, 질감). 제시된 그래프는 이 방법에 의해 제공된 모든 결과를 요약한 것이다.
소프트웨어 R 버전 2.14.1(2011-12-22)을 사용하여, 통계 처리를 수행하였다.
결과:
결과는 도 15(맛) 및 도 16(질감)에 제시되어 있다:
· NUTRALYS® S85F를 함유하는 교반식 요거트는 완두콩, 판지, 신선한 호두 맛에 의해 수반되는 묽은 과립 질감을 갖고;
· 우유 단백질에 의한 요거트는 지방량이 더 많고, 더 부드럽고, 더 농밀하고, 과립형 양태를 가지며, 이의 맛은 통상의 요거트보다 단맛이 더 강한 우유류이고;
· 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1에 의한 요거트는 대조군과 NUTRALYS® S85F에 의한 시험대상 사이에 위치하며, 입안에서 씨리얼 및 발효유 맛 및 또한 특히 코팅 질감을 가짐으로써, 두드러진다.
실시예
15. 딸기향 유제품 음료의 제조를 위한 완두콩 단백질
단리물의
용도
본 실험의 목적은 50%의 우유 단백질을 대체하는 것이다.
생성 레시피는 하기와 같다:
제조 방법은 하기와 같다:
o 우유 및 물을 50℃로 가열하고,
o 단백질을 혼합물에 첨가하고,
o 50℃에서 1시간 동안 교반하면서, 수화시키고,
o 지방을 45분 후, 50℃까지 예열하고,
o 당 및 전분을 주 제조물에 첨가하고,
o 착색제, 향미료 및 딸기 퓨레를 주 제조물에 첨가하고,
o 5분 동안 혼합하고,
o 주 제조물 중의 지방을 5분 동안 10,000 rpm으로 사전 유화시키고,
o 제품을 65℃에서 - 190 bar로 일련의 균질화에 적용하고(2 단계)
o 제품을 관형 교환기에서 138℃에서 잔류 시간을 7초로 하여, 30 리터/시간으로 멸균하고,
o 40℃로 냉각하고, +4℃에 저장한다.
실시예 16: 딸기향 유제품
음료의 감각 특성의 비교
맛 평가를 위한 패널은 12명의 개인으로 구성되었다.
패널에 완두콩 단백질에 의해 제형화된 제품을 시험할 권한을 부여한다. 패널을 하기의 관점에서 그의 수행성을 확인하도록 교육한다:
· 제품의 변별 능력
· 합치성, 설명어의 정확한 사용
· 반복가능성, 2회 제출된 제품의 검출 능력
구체적으로, 패널을, 예를 들어 하기와 같은 맛 및 질감의 감각 설명어를 정확히 사용하도록 교육한다:
설명어 목록:
향 및 맛
시험 조건
- 감각 분석 실험: 개별 시험 큐비클, 흰색 벽, 정적 환경(집중을 촉진하기 위함)
- 백색광(제품이 정확히 동일한 성상을 갖도록 하기 위함)
- 오전 또는 오후의 종료 시점(감각 능력이 최고조가 되도록 하기 위함)
- 3자리 숫자 코드로 익명 처리된 제품(코드가 제품의 평가에 영향을 미치는 것을 방지하기 위함)
- 무작위 순서로 제시되는 제품(순서 및 잔상 효과를 방지하기 위함)
수행 예
제품을 비교하기 위해 사용된 방법은 Flash Profile(문헌[J.M. Sieffermann, 2000])이었다.
모든 제품은 동시 제시된다. 이는 연속적으로 분류함으로써, 제품을 비교하는 과정이다: 패널리스트들은 제품 간을 변별하기 위해, 가장 적절한 것으로 도출되는 설명어를 선택하고, 이들 설명어에 따라 제품을 분류하며; 여러 개의 제품을 동일한 열에 그룹화할 수 있다.
예:
감각 설명어: 바삭함
맛 또는 질감과 관련하여, 2개의 설명어 목록이 가이드로서 패널리스트들에 제시되었으며; 이는 이 리포트의 부록으로 첨부되어 있다.
데이터 처리
이러한 유형의 데이터에 적합한 통계 처리 방법은 제품의 데이터-열에 대한 다중 요인 분석(문헌[J. Pages, 1994])이다. 결과를 더욱 명료하게 하기 위해, MFA를 수회 수행하였다; 전체, 및 기준당(양태, 향, 맛, 질감). 제시된 그래프는 이 방법에 의해 제공된 모든 결과를 요약한 것이다.
소프트웨어 R 버전 2.14.1(2011-12-22)을 사용하여, 통계 처리를 수행하였다.
결과:
결과는 도 17(맛) 및 도 18(입안에서의 양태 및 질감)에 제시되어 있다.
맛의 관점에서, 패널리스트들은 대조군을 완두콩 단백질에 의해 제형화된 시험대상보다 단맛, 우유류(향 및 맛), 및 딸기(향 및 맛)가 더 강한 것으로 분류함으로써, 이를 명확하게 확인하였다.
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1에 의한 시험대상은 향 및 맛에서 우유류 향을 유지하면서, 채소-씨리얼로서 분류되며, NUTRALYS에 의한 시험대상은 채소-완두콩 향 및 맛을 보유한다.
질감의 관점에서, 전 제품은 수성인 것으로 판명되었다. 이의 특성화는 필수적으로 1차원에서 이루어지며; 그 후, 2종의 부류가 구분된다:
- 우유 대조군, NUTRALYS®에 의한 시험대상 다음으로, 입안 코팅성이 더 강한 것으로 판명된다.
- 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 1은 더 기름진 것으로 판명된다.
실시예 17: 비스킷
(특수 목적용/체중
감량용 또는 스포츠 영양용
으로 의도됨)의 단백질
고함유
제형물은 하기의 조성을 갖는다:
이들 제형물의 영양가는 하기와 같다:
제조 방법은 하기와 같다:
- 중탄산나트륨 및 중탄산암모늄을 물 중에 용해시킨다. 당 및 글루코스 시럽을 첨가하고, 평형 패들(paddle)이 장착된 Hobart 유성 믹서기에서 1분 동안 속도 1로 혼합하여, 당을 완전히 용해시킨다.
- 지방 및 레시틴을 첨가하고, 2분 동안 속도 2로 혼합한다.
- 1회 분량으로 나머지 분말을 첨가하고, 2분 동안 속도 1로 혼합한 후, 1분 동안 속도 2로 혼합한다.
- 반죽을 15분 동안 방치하여, 분말의 수화 및 제조물의 균질성이 완료되도록 한다.
- 반죽을 비스킷 기계의 호퍼(hopper)에 배치하여, 반죽을 주형 공동에서 2개의 롤러 사이에 가압하여, 비스킷을 형성시킨다.
- 비스킷을 컨베이어 벨트에서 회수한 후, 이를 베이킹 트레이에 배치한다.
- MIWE Econo 유형의 팬 오븐에서 170℃에서 9분 동안 베이킹한다(팬 속도 2).
수행된 분석은 하기와 같다:
비스킷 기계에서 비스킷을 생산할 때 제일 중요한 기준 중 하나는 반죽의 "가공성"이다.
과도하게 수화된 반죽은 끈적거리게 되어, 주형 공동으로부터 분리되지 않을 것이다.
너무 건조한 반죽은 주형 공동이 채워지지 않으며, 형태가 변형된 비스킷을 형성할 것이다.
다량의 단백질을 첨가하는 경우, 반죽의 질감에 영향을 준다. 하기의 표는 비스킷 반죽 내로 다양한 단백질이 혼입되는 것을 보완하기 위해 필요한 수화 조정을 예시한다.
구체적으로, 일정 정도 실질적으로 친수성인 단백질은 제형물의 물 부분과 결합할 것이다. 이 물은 더이상 반죽의 "가소화"에 사용될 수 없으며, 이는 그 후 너무 건조하여, 형성될 수 없을 것이다. 그 후, 반죽의 수화 정도를 증가시키는 것은 이러한 결함을 시정하기 위해 필수적이다.
불행하게도, 건조한 비스킷(최종 제품의 3% 미만의 물)의 경우, 너무 많은 물을 첨가하는 것은 베이킹 시간 및 조건에 영향을 주므로, 이는 바람직하지 않다.
추가로, 더 많은 물을 첨가하는 것은 당의 농도 및 재결정화의 동역학에 영향을 줄 것이다. 이제, 이 마지막 요점은 비스킷의 질감, 특히 바삭함을 결정짓는 요인이다.
따라서, 가용성이나, 기능성이 부족한 단백질, 예컨대 본 발명의 완두콩 단백질 단리물은 비기능성의 불용성 단백질의 경우의 12% 및 가용성의 기능성 단백질의 경우의 23% 초과에 대비되는 것으로, 이러한 시정 과정을 단지 +8%의 물만 첨가해도 되는 것으로 한정할 수 있다.
생성된 비스킷에 대해 수행된 급속 감각 분석에 의해 하기의 결과가 제공되었다.
실시예 18: 초콜릿 머핀
(특수 목적용/체중
감량용 또는 스포츠
영양용으로 의도됨)의 단백질 고함유
제형물은 하기의 조성을 갖는다:
제조 방법은 하기와 같다:
- 혼합물 B를 가열하여, 초콜릿을 용융시키고,
- 평형 패들이 장착된 Hobart 유성 믹서기에서 분말 A를 1분 동안 속도 1로 혼합하고,
- 용융된 혼합물 B를 분말에 첨가하고, 2분 동안 속도 1로 혼합하고,
- 마지막으로, C를 첨가하고, 2분 동안 속도 1로 혼합한다. 통을 긁어 내고, 2분 동안 속도 2로 다시 혼합하고,
- 종이 머핀 주형에 제조물을 바르고(70 g/주형),
- MIWE Econo 유형 팬 오븐에서 180℃에서 15분까지 베이킹한다(팬 속도 2, 급기구 밀봉).
수행된 분석은 하기와 같다:
머핀 반죽의 점도:
TA Instruments사로부터의 AR2000 유동계를 사용하여, 측정을 실시하며, 프로파일은 하기와 같다:
o 시간: 600초
o 속도: 160 rpm
o 온도: 25℃.
결과는 도 19에 제시되어 있다.
머핀에서, 제조물의 점도는 베이킹 동안 부풀어 오르는 과정에 영향을 주며, 따라서, 최종 부피에 영향을 준다. 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물은 다른 완두콩 단백질보다 훨씬 낮은 점도를 갖는다.
실시예
19: 핫케이크 즉석
믹스(특수 목적용/체중 감량용 또는
스포츠 영양용으로 의도됨)의 단백질
고함유
본 실험의 목적은 50%의 우유 단백질을 대체하는 것이다.
제형물은 하기의 조성을 갖는다:
이들 제형물의 영양가는 하기와 같다:
제조 방법은 하기와 같다:
· 모든 분말을 혼합하고,
· 물을 첨가하고, 이를 휘핑에 의해 혼합하여, 균질한 제조물을 얻고,
· 2분 동안 방치한다.
· 팬케이크 팬 또는 다중-핫케이크 프라이팬에서 약 2분 동안 조리하고, 절반이 조리된 경우, 핫케이크를 뒤집는다.
수행된 분석은 하기와 같다:
제조물의 점도에 대한 영향
RVA 유동계를 사용하여 측정을 실시하며, 프로파일은 하기와 같다:
결과는 도 20에 제시되어 있다.
단백질 고함유 제조물에 대한 RVA 점도 측정은, 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물이 다른 완두콩 단백질보다 점도가 더 낮음을 보여준다.
점도에 대한 이러한 영향은 조리 동안 핫케이크의 부풀어 오르는 과정에 영향을 준다.
생성된 핫케이크에 대해 수행된 급속 감각 분석에 의해 하기와 같은 결과가 제공되었다.
실시예 20: 단백질
-
고함유 글루텐
-
무함유
빵
통상의 빵의 단백질 함량은 약 10%이다.
그러나, 글루텐 무함유 제품의 경우, 단백질 함량은 매우 낮다. 이어서, 글루텐 무함유 단백질, 예컨대, 완두콩 단백질에 의한 영양의 재평형화를 위해 이들 제품의 단백질 보충이 필요하다.
제형물은 하기의 조성을 갖는다:
이들 제형물의 영양가는 하기와 같다:
수행된 분석은 하기와 같다:
4종의 상이한 유래의 완두콩 단백질(본 발명에 따른 단리물 포함)로부터 얻어진 반죽의 점도:
본 실험에서 
믹스는 글루텐-무함유 빵의 대조군 참조에 상응한다. 결과는, 제조물의 점도 또는 최종 부피에 영향을 주지 않은 본 발명에 따라 얻어진 완두콩 단백질 단리물을 제외하고, 이 믹스의 단백질 고함유가 제조물의 점도 및 최종 부피(최대 높이)에 영향을 줌을 시사한다.
실시예 21: 단백질
고함유
빵
제형물은 하기의 조성을 갖는다:
이들 제형물의 영양가는 하기와 같다:
수행된 분석은 하기와 같다:
더 잘 부풀어 오르게 함으로써, 발포성이 더 큰 더 연질의 저밀도의 빵이 되도록 하는 부피 및 밀도가 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물에 유리하다.
생성된 빵에 대해 수행된 급속 감각 분석에 의해 하기의 결과가 제공되었다.
실시예 22: 고
-
단백 크리스프(단백질 함량
> 60%)
고-단백 크리스프는 단백질 함량이 60%를 초과하는, 압출에 의해 얻어지는 소 씨리얼이다.
이들 씨리얼은 씨리얼 바 또는 씨리얼 클러스터와 같은 씨리얼 제조물에서의 내포물로서 사용된다.
분말 형태의 단백질이 혼입되는 경우, 최종 제품의 질감에 과도한 영향을 주므로, 이들 고-단백 크리스프는 경우에 따라, 단지, 이들 씨리얼 제품의 단백질 고함유를 위한 용액이다.
고-단백 크리스프의 기술적 난점은 바삭함을 유지하면서, 60%, 또는 심지어 70%를 초과하는 단백질 함량을 달성하는 것에 있다.
압출 제품의 바삭함은 팽창 과정과 직접적으로 관련된다. 압출 조리법에 의해 얻어진 씨리얼에서, 팽창은 수증기압 하에서 금형 출구에서 이루어진다.
75% 단백질을 함유하는 고-단백 크리스프 제형물은 하기의 조성을 갖는다:
절차는 하기와 같다:
크리스프 또는 압출 씨리얼은 전단 스크류 프로파일을 갖춘 CLEXTRAL Evolum 25의 상표명의 동시 회전식 트윈-스크류 압출기에서 얻었다.
시험을 비교하기 위해, 제1 단계에서, 매개변수는 단지 "단백질의 유형" 변수만을 갖도록 설정하였다.
압출은 하기와 같이 수행한다.
수행된 분석은 하기와 같다.
크리스프의 품질 평가 방법은 하기에서 상세히 기재되는 참조의 프레임에 따라, 다양한 외형 및 질감 기준과 관련하여 얻어진 점수의 합계를 기반으로 한다.
크리스프의 일반적 외형에 대한 첫 번째 요소는 다음을 합산하여 얻어진다:
- 크리스프의 형태와 관련하여, 1 내지 4의 요소, 요소 1은 매우 불규칙적인 형태이고, 4는 정확한 원형이다.
- 색상과 관련하여, 1 내지 2의 요소, 1은 불량 색상(너무 어두운 경우/불규칙적인 경우)이고, 2는 허용 가능한 색상이다.
다음을 합산함에 의한, 질감 및 팽창 수준의 평가와 관련된 두 번째 요소:
- 단단한 정도와 관련하여, 1 내지 5의 요소, 요소 1은 "매우 단단한" 제품이고/3은 "바삭한" 제품이며, 5는 "크리스프" 제품이다.
- 크리스프의 평균 직경 대 금형의 직경의 비율에 의해 획득되는 방사형 팽창의 수준의 측정.
하기의 표는 얻어진 결과를 요약한 것이다. 최고점은 최상의 결과에 상당한다.
상기 결과는, 본 발명에 따라 얻어진 완두콩 단백질 단리물에 의해, 최상의 제품이 얻어졌음을 보여준다.
완두콩 단백질 NUTRALYS® BF와 같은 기능성이 부족하고, 가용성이 부족한 단백질은 질감의 관점에서는 평균적이나, 외형의 관점에서는 허용 불가능한 제품을 제공한다. NUTRALYS® S85F와 같은 가용성의 기능성 단백질은 외형 및 질감의 관점에서 열악한 결과를 제공한다.
실시예 23: 운동선수용
고-
단백 영양바
고-단백 영양바에서의 기술적 도전은 제품의 저장 기간 동안 질감을 제어하는 것이다.
그 이유는 고-단백 영양바가 시간 경과에 따라 단단해지는 경향이 있기 때문이다.
이러한 현상, 특히, 구성성분과 단백질 응집물 사이의 수분의 이동을 설명하는 다양한 가설이 문헌에서 확인된 바 있다.
따라서, 단백질(들)의 선택은 최종 제품의 품질에 중요하다.
다양한 레시피에 따른 영양바의 제조:
분석:
영양바의 단단한 정도의 측정
단단한 정도(INSTRON® 경도계에서 결정됨 - 일정한 속도로 바의 두께의 40% 내로 나이프를 관통시키기 위해 필요한 힘)의 모니터링을, 상기에 제시된 다양한 레시피에 대해 D+ 1, D+ 7, D+ 14, D+ 21, D+28에 측정하여, 1개월에 걸쳐 수행한다.
결과는 하기와 같다:
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2의 혼입 정도를 증가시키면, 저장 시간에 상관없이, 이에 반비례하여, 바의 단단한 정도는 감소한다.
37.5%의 본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2/12.5% NUTRALYS® S85XF / 50% WPC의 비율의 경우, 최적의 것이 얻어진다.
실시예 24. 완두콩 단백질 단리물을
함유하는
모짜렐라형
극단채식주의자용
치즈
본 발명에 따른 완두콩 단백질 단리물 No. 2를 함유하는 극단채식주의자용 치즈 레시피가 하기의 표에 제공되어 있다.
대조군은 NUTRALYS F85F 유형의 완두콩 단백질을 함유하는 레시피이다.
레시피의 제조 방법은 하기와 같다:
o 가열 재킷(예컨대, Stephan Bowl - www.stephan-machinery.com/index.php?id=3)이 장착된 용기에 물을 첨가하고, 50℃로 가열하고,
o 시트르산을 제외하고, 모든 분말 구성성분을 첨가하고,
o 50℃에서 2분 동안 750 rpm으로 혼합하고,
o 오일을 첨가하고, 2분 동안 750 rpm으로 혼합하고,
o 시트르산을 첨가하고, 1분 동안 750 rpm으로 혼합하고,
o 갈변을 방지하기 위해, 수동으로 규칙적으로 혼합하면서, 혼합물을 75℃로 가열하고,
o 재킷 내로의 증기의 유입을 중단시키고,
o 규칙적으로 혼합하면서, 5분 동안 조리하고,
o 조리를 중단하고, +6℃에 저장한다.
색상, 질감, "찢김성" 및 동결/해동에 대한 안정성 및 용융성의 분석을 착수하였다.
2종의 레시피의 색상 및 질감은 균등하나, 완두콩 단백질 단리물 No. 2에 의한 레시피가 더 우수한 "찢김성" 거동 및 더 우수한 용융 안정성을 갖는다. 이에 더하여, 레시피 No. 2의 경우, 맛이 더 우수한 것으로 인정된다.
Claims (16)
- 완두콩 단백질 단리물을 함유하는 영양 제형물로서, 완두콩 단백질 단리물은:
o 0.5 내지 2%의 유리 아미노산을 함유하고,
o 20℃에서:
· 10 s-1의 전단 속도에서 11 내지 18 x 10-3 Pa.s.,
· 40 s-1의 전단 속도에서 9 내지 16 x 10-3 Pa.s., 및
· 600 s-1의 전단 속도에서 8 내지 16 x 10-3 Pa.s.
의 점도를 가지고,
o
· 4 내지 5의 pH 영역에서 30 내지 40%,
· 6 내지 8의 pH 영역에서 40 내지 70%
의 용해도를 갖는 것을 특징으로 하는, 영양 제형물. - 제1항에 있어서, 완두콩 단백질 단리물은 93.5 내지 95%의 소화 이용 계수(CDU)에 따라 표시되는 소화율을 갖는 것을 특징으로 하는, 제형물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 완두콩 단백질 단리물은 5 내지 10%의 가수분해도(DH)를 갖는 것을 특징으로 하는, 제형물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 완두콩 단백질 단리물은 SYMPHID 시험에 따라, 상기 단리물의 구성성분 아미노산의 급속 십이지장 흡수를 반영하는 "급속 점도"의 단백질로서, 제공되는 것을 특징으로 하는, 제형물.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 완두콩 단백질 단리물은 고온에서 단시간 동안 저온 살균(pasteurization)된 후, 분무 건조되는, 제형물.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 완두콩 단백질 단리물은 영양 제형물 내 총 단백질의 0.1 내지 10 중량%, 10 내지 20 중량%, 20 내지 30 중량%, 40 내지 50 중량%, 50 내지 60 중량%, 60 내지 70 중량%, 70 내지 80 중량%, 80 내지 90 중량% 또는 90 내지 100 중량%에 상당하는, 제형물.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 우유 단백질을 추가로 포함하는, 제형물.
- 제7항에 있어서, 제형물은 분말 형태이고, 적어도 하나의 완두콩 단백질 단리물 및 적어도 하나의 우유 단백질을 포함하며, 우유 단백질은 분말 형태의 영양 제형물 내 총 단백질 중량에 대비하여, 적어도 10, 15, 20, 25, 30, 40, 45 또는 50 중량%에 상당하는, 영양 제형물.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 완두콩 단백질 단리물을 포함하는 분말 형태의 영양 제형물의 제조 방법으로서,
- 적어도 탄수화물, 비타민 및 미네랄을 포함하는 분말 베이스를 제조하는 단계;
- 완두콩 단백질 단리물을 분말 베이스 내로 건조-혼합하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제9항에 있어서, 분말 베이스는, 바람직하게는 분말 형태의 영양 제형물의 총 단백질 중량에 대비하여, 적어도 10, 15, 20, 25, 30, 40, 45 또는 50 중량%의 우유 단백질을 포함하는, 방법.
- 제10항에 있어서, 완두콩 단백질 단리물은 분무 건조되고, 고온에서 단시간 동안 저온 살균된 후, 분말 베이스 내로 건조-혼합되는, 방법.
- 제11항에 있어서, 완두콩 단백질 단리물은 130℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 약 1초 내지 약 30초의 시간 동안 고온에서 단시간 동안 저온 살균되는, 방법.
- 유아용, 아동용 및/또는 성인용으로 의도되는 단일 단백질 공급원 또는 식품 보충제로서 사용하기 위한, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 제형물.
- 제13항에 있어서, 제형물은:
- 조제용 분말 형태 음료 또는 즉석 음료,
- 식이요법 영양용(스포츠용, 체중 감량용) 또는 임상 영양용 음료, 또는
- 임상 영양용 디저트 크림,
- 장내 투여 영양액,
- 요거트형 발효유(교반식, 그리스식, 음용식 등),
- 유제품/식물성 음료,
- 유제품/식물성 크림(예컨대, "커피 화이트너(coffee whitener)"), 아이스 디저트(iced dessert) 또는 셔벗(sorbet),
- 비스킷, 머핀, 핫케이크(griddle cake) 또는 영양바(nutritional bar),
- 단백질-고함유 빵 또는 글루텐-무함유 빵,
- 압출 조리법에 의해 생성된 고-단백 씨리얼
인, 제형물. - 제14항에 있어서, 완두콩 단백질 단리물은:
o 분말 형태의 영양 제형물의 총 단백질의 40 내지 100%, 바람직하게는 50 내지 100%,
o 임상 영양 및 체중 감량용 즉석 음료의 총 단백질의 0.1% 내지 100%, 및
o 스포츠 영양용 즉석 음료의 총 단백질의 52% 내지 100%,
o 요거트형 발효유의 총 단백질의 0.1% 내지 100%,
o 유제품 음료의 총 단백질의 0.1% 내지 100%,
o 유제품 크림, 아이스 디저트 또는 셔벗의 총 단백질의 0.1% 내지 100%, 더욱 특히 커피 화이트너의 총 단백질의 50 내지 100%,
o 비스킷, 머핀, 핫케이크 및 영양바의 총 단백질의 5% 내지 100%,
o 단백질-고함유 빵 또는 글루텐-무함유 빵의 총 단백질의 5% 내지 100%,
o 압출 조리법에 의해 생성된 고-단백 씨리얼의 총 단백질의 5% 내지 100%
에 상당하는, 제형물. - 유아용, 아동용 및/또는 성인용으로 의도되는 단일 단백질 공급원 또는 식품 보충제로서의 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 영양 제형물의 용도.
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