KR20190031482A - 우유 단백질 및 우유 당류를 함유하는 개선된 영양 제품의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 수득된 제품 - Google Patents

우유 단백질 및 우유 당류를 함유하는 개선된 영양 제품의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 수득된 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우유 단백질 및 우유 당류를 함유하는 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식의 개선된 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 탈염된 영양 제품의 제조에 특히 유용하며, 최종 영양 제품뿐만 아니라, 이러한 영양 제품의 제조에 유용한 우유 당류-함유 우유 단백질 혈청 성분 둘 다를 제공한다.

Description

우유 단백질 및 우유 당류를 함유하는 개선된 영양 제품의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 수득된 제품
본 발명은 우유 단백질 및 우유 당류를 함유하는 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식의 개선된 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 탈염된 영양 제품의 제조에 특히 유용하며, 최종 영양 제품뿐만 아니라 이러한 영양 제품의 제조에 유용한 우유 당류-함유 우유 단백질 혈청 성분 둘 다를 제공한다.
미세여과(MF)는 우유 단백질의 분별, 보다 구체적으로는 최적화된 아미노산 프로파일을 갖는 영양 제품을 형성하기 위하여 재조합될 수 있는 미셀라(micellar) 카제인 및 유청 단백질의 분리를 위한 효과적인 도구로서 인식되어 왔다. 이러한 영양 제품의 예는, 예를 들어 (0개월 내지 6개월 사이의 유아에게 최적화된) 유아용 조제식, (6개월 내지 12개월 사이의 유아에게 최적화된) 후속(follow-on) 조제식, 및 (12개월 이상의 아기에게 최적화된) 성장(growing up) 조제식 또는 임상 영양 제품이다.
WO 2013/068653에는 1) 탈지유의 MF; 2) MF 투과물(permeate)의 한외여과(UF); 3) UF 투과물의 나노여과(NF), 및 4) UF 투석유물(retentate)(혈청 단백질) 및 NF 투석유물(락토스) 및 유아용 조제식 제품을 형성하기 위한 기타 다른 성분의 재조합의 조합을 사용하는 탈지유의 분별 방법이 개시되어 있다.
WO 2013/137714에는 1) 4 내지 8의 부피 농축 계수(volume concentration factor)를 사용한 탈지유의 MF; 2) 3 내지 7의 부피 농축 계수를 사용한 MF 투과물의 한외여과(UF); 및 3) 30/70 내지 50/50의 카제인/유장 중량비를 갖는 조성물이 수득되도록 MF 투석유물 및 UF 투석유물의 조합의 조합을 사용하는 유사한 방법이 개시되어 있다.
FR2809595에는 다음의 구성 성분들: 총 단백질 10% 내지 80%, 무기 물질 1% 내지 5%, 나트륨 0.02% 내지 0.4%, 칼륨 0.1% 내지 1.5%, 총 아미노산 100 g 당 트레오닌 6 g 미만 및 아미노산 100 g 당 트립토판 적어도 1.8 g을 포함하는 우유 파생물이 개시되어 있다. 우유 파생물은 (a) 우유의 가용성 상을 수득하는 단계; (b) 나노여과에 의해 가용성 상을 선택적으로 탈염하는 단계; 및 (c) 나노여과에 의해 분리된 침전물로부터 우유 파생물을 수득하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다.
US 2016/044933 A1은 다음의 단계 (a), (b) 및 (c)를 포함하는 동물성 탈지유 및 감미 유장(sweet whey) 및/또는 산 유장의 처리 방법에 관한 것이다. 단계 (a)는 1.5 내지 6의 부피 농축 계수를 사용하여 2.5 kDa 내지 25 kDa의 분자량 컷오프를 갖는 제1 한외여과 막에 대해 전체 단백질을 기준으로 70 wt% 내지 90 wt%의 카제인 및 10 wt% 내지 30 wt%의 유장 단백질을 갖는 동물성 탈지유를 포함하는 제1 액체 조성물을 한외여과(UF1)하여 투석유물(UFR1) 및 투과물(UFP1)을 수득하는 것으로 이루어진다. 단계 (b)는 2 내지 15의 부피 농축 계수를 사용하여 2.5 kDa 내지 25 kDa의 분자량 컷오프를 갖는 제2 한외여과 막에 대해 감미 유장 및/또는 산 유장을 포함하는 제2 액체 조성물을 한외여과(UF2)하여 투석유물(UFR2) 및 투과물(UFP2)을 수득하는 것으로 이루어진다. 단계 (c)는 단계 (a)로부터의 UF 투석유물을 단계 (b)로부터의 UF 투석유물과 혼합하여 UF 투석유물의 혼합물을 수득하는 것으로 이루어진다.
본 발명자들은 선행기술의 유아용 조제식 베이스(base), 예를 들어 WO 2013/068653 및 WO 2013/137714의 것이 2가 또는 3가 금속 이온 형태로 제공되는 무기물의 생체이용률의 의도하지 않은 변화를 제공한다는 징후를 보았다.
본 발명자들은 WO 2013/068653 및 WO 2013/137714의 선행 기술의 유아용 조제식 베이스의 시트레이트의 함량이 높고, 또한 예를 들어 계절 변화, 수유의 일반적인 단계 및 소에게 제공되는 먹이의 유형의 변화의 영향으로 인하여 상당한 변화를 겪는다는 것을 발견하였다.
또한, 본 발명자들은 영양적으로 완전하고, 유아에게 명확하고 고도로 제어된 양의 다량 영양소(단백질, 지방 및 탄수화물) 및 미량 영양소(예를 들어, 비타민 및 무기물)를 제공할 것으로 예상되는 최종 유아용 조제식을 조제할 때 시트레이트의 변화가 문제라는 것을 인지하였다.
유아용 조제식에서 시트레이트의 농도는 중요한 무기물, 예컨대 철, 칼슘, 마그네슘 및 아연의 생체이용률에 영향을 미치는 것으로 입증되었다(예를 들어, 문헌[Glahn et al and Fairweather-Tait et al] 참조). 따라서, 유아용 조제식 제품의 시트레이트의 양의 변화는 2가 또는 3가 금속 이온 형태로 제공되는 무기물의 생체이용률의 의도하지 않은 변화를 초래할 것이다.
본 발명자들은 상기 문제가 다가 이온의 제거를 위해 전기 투석(ED) 및 바람직하게는 1가, 2가 및 3가 음이온을 모두 제거하도록 구성된 ED를 사용함으로써 해결될 수 있다는 것을 발견하였다.
따라서, 본 발명의 일 양태는
a) 우유 공급물을 제공하는 단계,
b) 우유 공급물을 미세여과(MF) 또는 미세여과/투석여과(diafiltration)하여 미셀라 카제인에 대해 풍부한 MF 투석유물 및 혈청 단백질에 대해 풍부한 MF 투과물을 제공하는 단계,
c) MF 투과물을 1가 이온의 통과를 허용하지만 우유 당류를 보유하는 막을 사용하여 나노여과(NF) 또는 나노여과/투석여과하여 NF 투석유물 및 NF 투과물을 수득하는 단계,
d) NF 투석유물을 전기 투석하여 감소된 수준의 칼슘, 마그네슘 및 인을 갖는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 수득하는 단계,
e) 카제인 공급원, 및 선택적으로 1종 이상의 추가의 성분을 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물에 첨가하여 영양 제품을 수득하는 단계, 및
f) 선택적으로 영양 제품을 분말로 전환시키는 단계
를 포함하는, 영양 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명자들은 또한 상기 방법이 예를 들어 유아용 조제식 제품에서 요구되는 무기물 감소 수준을 여전히 달성하면서, 영양 제품 및/또는 단계 d)의 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 제조를 상당히 간소화시킨다는 것을 발견하였다. 특히, 본 발명은 단계 b) 후에 유청 단백질-함유 스트림의 한외여과의 사용을 필요로 하지 않고, 유청 단백질-함유 스트림에서 직접 탈염을 수행한다.
또한, 본 발명의 장점은, 우유 공급물의 매우 높은 수준의 유청 단백질 및 우유 당류를 사용하고, 유청 단백질 및 우유 당류 둘 다의 매우 높은 비율이 영양 제품에 들어간다는 점이다. 이것은, 예를 들어 유기농 영양 제품, 예컨대 유기농 유아용 조제식을 제조할 때 매우 유리한데, 이는 정제된 유기농 성분, 예를 들어 유기농 락토스가 상업적으로 찾기 어렵고/어렵거나 매우 비싸기 때문이다. 유기농 우유 공급물이 사용될 경우, 유기농 우유 공급물의 유청 단백질 및 우유 당류는 통상적으로 일부 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식에 적어도 90%(w/w)의 유청 단백질 및 적어도 90%(w/w)의 탄수화물을 제공하기에 충분하다.
또한, 본 발명의 일 양태는
i) 우유 공급물을 제공하는 단계,
ii) 우유 공급물을 미세여과(MF) 또는 미세여과/투석여과하여 MF 투석유물 및 MF 투과물을 제공하는 단계,
iii) MF 투과물을 나노여과 또는 나노여과/투석여과하여 NF 투석유물 및 NF 투과물을 수득하는 단계,
iv) NF 투석유물을 전기 투석하여 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 수득하는 단계,
v) 선택적으로 탈염된 우유 당류-함유 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 건조시키는 단계
를 포함하는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는
1) 유청 단백질 또는 유장 단백질을 함유하는 액체 단백질 공급원을 제공하는 단계,
2) 액체 단백질 공급원에 무기 다가 이온의 감소를 수행하고, 여기서 감소는 액체 단백질 공급원을 적어도 6의 pH로 조정하고, 액체 단백질 공급원을 적어도 30℃의 온도까지 가열하고, 액체 단백질 공급원으로부터 생성된 침전물을 분리하여 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물 또는 유장 단백질 제품을 수득하는 것을 포함하는 단계,
3) 선택적으로 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물 또는 유장 단백질 제품을 건조시키는 단계
를 포함하는, 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물 또는 유장 단백질 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 단백질, 우유 당류 및 지방 및 무기물을 포함하고,
- 40% 내지 55%(w/w 총 고체) 범위의 탄수화물의 총량,
- 9% 내지 14%%(w/w 총 고체) 범위의 단백질의 총량,
- 40% 내지 55%%(w/w 총 고체) 범위의 우유 당류의 총량,
- 50:50 내지 70:30 범위, 바람직하게는 55:45 내지 65:45 범위, 및 보다 더 바람직하게는 약 60:40의 유청 단백질과 카제인 사이의 중량비,
- 최대 0.7%(w/w 총 고체)의 칼슘의 총량,
- 최대 0.1%(w/w 총 고체)의 마그네슘의 총량,
- 최대 0.5%(w/w 총 고체)의 인의 총량,
- 최대 0.3%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
- 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량, 및
- 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
을 포함하는, 예를 들어 본원에 기재된 방법에 의해 수득가능한 영양 제품에 관한 것이다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "염소"는 원소 염소 및 염소의 총량에 관한 것이고, 임의의 형태의 원소 염소의 총량에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 양태는
- 65% 내지 85%(w/w 총 고체) 범위의 락토스의 총량,
- 10% 내지 25%(w/w 총 고체) 범위의 유청 및 유장 단백질의 총량,
- 적어도 95:5의 유청 단백질과 미셀라 카제인 사이의 중량비,
- 최대 1.0%(w/w 총 고체)의 칼슘의 총량,
- 최대 0.1%(w/w 총 고체)의 마그네슘의 총량,
- 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 인의 총량,
- 최대 0.4%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
- 최대 1.3%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량, 및
- 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
을 포함하는, 예를 들어 본원에 기재된 방법에 의해 수득가능한 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 일반적인 양태는
a) 우유 공급물을 제공하는 단계,
b) 우유 공급물을 미세여과(MF) 또는 미세여과/투석여과하여 미셀라 카제인에 대해 풍부한 MF 투석유물 및 유청 단백질에 대해 풍부한 MF 투과물을 제공하는 단계,
c) MF 투과물을 1가 이온의 통과를 허용하지만 우유 당류 및 유청 단백질을 보유하는 막을 사용하여 나노여과 또는 나노여과/투석여과하여 나노여과(NF) 투석유물 및 NF 투과물을 수득하는 단계,
d) NF 투석유물에서 무기 다가 이온을 감소시켜 감소된 수준의 칼슘, 마그네슘 및 인을 갖는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 수득하는 단계,
e) 카제인 공급원 및 선택적으로 1종 이상의 추가의 성분을 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물에 첨가하여 영양 제품을 수득하는 단계, 및
f) 선택적으로 영양 제품을 분말로 전환시키는 단계
를 포함하는, 영양 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명자들은 분별된 우유 단백질을 기재로 하는 무기물-감소된 우유 단백질-함유 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식의 제조를 위한 선행 기술의 방법이, 예를 들어 MF 단계 후에 우유 당류로부터 유청 단백질을 분리하여 후속 단계에서 우유 당류를 재조합하는 WO 2013/068653 및 WO 2013/137714와 달리, 유청 단백질이 단백질 분별 단계 후에 우유 당류로부터 분리되지 않는 본 발명의 방법에 의해 상당히 개선될 수 있다는 것을 발견하였다.
단계 d)가 전기 투석 단계를 포함하거나 심지어 이것으로 이루어지는 것이 특히 바람직하다.
따라서, 본 발명의 바람직한 양태는
a) 우유 공급물을 제공하는 단계,
b) 우유 공급물을 미세여과(MF) 또는 미세여과/투석여과하여 미셀라 카제인에 대해 풍부한 MF 투석유물 및 혈청 단백질에 대해 풍부한 MF 투과물을 제공하는 단계,
c) MF 투과물을 1가 이온의 통과를 허용하지만 우유 당류를 보유하는 막을 사용하여 나노여과(NF) 또는 나노여과/투석여과하여 NF 투석유물 및 NF 투과물을 수득하는 단계,
d) NF 투석유물을 전기 투석하여 감소된 수준의 칼슘, 마그네슘 및 인을 갖는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 수득하는 단계,
e) 카제인 공급원 및 선택적으로 1종 이상의 추가의 성분을 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물에 첨가하여 영양 제품을 수득하는 단계, 및
f) 선택적으로 영양 제품을 분말로 전환시키는 단계
를 포함하는, 영양 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "영양 제품"은 적어도 단백질 및 탄수화물, 및 선택적으로 또한 지질을 함유하는 식용 제품에 관한 것이다. 영양 제품은, 예를 들어 소아 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식, 후속 조제식 또는 성장-조제식일 수 있다. 영양 제품은 의도된 소비자, 예를 들어 0개월 내지 6개월 사이의 유아 또는 6개월 내지 12개월 사이의 유아에게 영양적으로 완전할 수 있거나, 영양 제품은 영양 보조제일 수 있다.
영양 제품은 액체 제품, 농축된 액체 제품, 페이스트 또는 분말 형태일 수 있다.
본 발명의 또 다른 장점은 가공된 우유 공급물 kg 당 또는 우유 당류-함유 유청 단백질 조성물 kg 당 필요한 에너지 소비를 감소시킨다는 점이다.
또한, 본 발명은 특히 선행 기술이 락토스 결정화를 사용하여 MF 또는 UF 투과물로부터 유래된 락토스를 정제할 경우, 선행 기술보다 영양 제품 kg 당 또는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물 kg 당 더 낮은 우유 공급물 소비를 제공한다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 액체이다. 액체 영양 제품은 종종 분말화된 영양 제품보다 사용이 더 편리한 것으로 여겨지며, 섭취를 위한 준비가 되어 있다.
액체 영양 제품의 경우, 영양 제품은 영양 제품의 중량에 대해 적어도 75%(w/w)의 양으로 물을 포함하고, 영양 제품의 고체 함량은 영양 제품의 중량에 대해 최대 25%(w/w)이다. 예를 들어, 액체 영양 제품은 영양 제품의 중량에 대해 적어도 85%(w/w)의 양으로 물을 포함할 수 있고, 영양 제품의 고체 함량은 영양 제품의 중량에 대해 최대 15%(w/w)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 농축된 영양 제품이다.
농축된 영양 제품의 경우, 영양 제품은 영양 제품의 중량에 대해 30% 내지 74%(w/w)의 범위의 양으로 물을 포함하고, 영양 제품의 고체 함량은 통상적으로 영양 제품의 중량에 대해 26% 내지 70%(w/w)의 범위이다. 예를 들어, 농축된 영양 제품은 영양 제품의 중량에 대해 40% 내지 60%(w/w)의 범위의 양으로 물을 포함할 수 있고, 영양 제품의 고체 함량은 영양 제품의 중량에 대해 40% 내지 60%(w/w)의 범위일 수 있다.
영양 제품 중 물 및 총 고체의 함량은 문헌[NMKL 110 2nd Edition, 2005 (Total solids (Water) - Gravimetric determination in milk and milk products)]에 따라 측정된다. NMKL은 "Nordisk Metodikkomite for Naeringsmidler"에 대한 약어이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 페이스트-유사 영양 제품이다.
페이스트-유사 영양 제품의 경우, 영양 제품은 영양 제품의 중량에 대해 7% 내지 29%(w/w)의 범위의 양으로 물을 포함하고, 영양 제품의 고체 함량은 통상적으로 영양 제품의 중량에 대해 71% 내지 93%(w/w)의 범위이다. 예를 들어, 페이스트-유사 영양 제품은 영양 제품의 중량에 대해 15% 내지 25%(w/w)의 범위의 양으로 물을 포함할 수 있고, 영양 제품의 고체 함량은 영양 제품의 중량에 대해 75% 내지 85%(w/w)의 범위일 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 분말화된 영양 제품이다.
분말화된 영양 제품의 경우, 영양 제품은 영양 제품의 중량에 대해 1% 내지 6%(w/w)의 범위의 양으로 물을 포함하고, 영양 제품의 고체 함량은 통상적으로 영양 제품의 중량에 대해 94% 내지 99%(w/w)의 범위이다. 예를 들어, 분말화된 영양 제품은 영양 제품의 중량에 대해 2% 내지 4%(w/w)의 범위의 양으로 물을 포함할 수 있고, 영양 제품의 고체 함량은 영양 제품의 중량에 대해 96% 내지 98%(w/w)의 범위일 수 있다.
방법은 바람직하게는 a), b), c), d) 및 e)의 순서로 수행되거나, 영양 제품이 분말로 전환될 경우, a), b), c), d), e) 및 f)의 순서로 수행된다.
방법 단계 a) 내지 f)의 도식적인 예가 도 1에 예시되어 있다. 여기서, 우유 공급물을 미세여과하여 주로 유청 단백질, 우유 당류, 물 및 무기물을 함유하는 투과물(P) 및 주로 카제인 미셀, 물 및 추가로 소량의 유청 단백질, 우유 당류 및 무기물을 함유하는 투석유물(R)을 생성한다. 투과물을 나노여과하여 1가 이온 및 물을 함유하는 NF 투과물(P) 및 유청 단백질, 우유 당류, 물 및 잔류 무기물을 함유하는 NF 투석유물(R)을 제공한다. NF 투석유물에서 예를 들어 무기물 침전 또는 전기 투석에 의해 다가 무기 이온의 양을 감소시키고, 무기물-함유 침전물 및 무기물-감소된 우유 당류-함유 유청 단백질을 제공한다. 이 예에서, 우유 당류는 주로 락토스를 함유한다. 이어서, 무기물-감소된 우유 당류-함유 유청 단백질을 카제인 공급원, 예컨대 탈지유와 혼합하고, 혼합물을 분무-건조에 의해 분말화된 영양 제품으로 전환시킨다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 우유 공급물에 존재하는 우유 당류의 적어도 60%를 포함한다. 바람직하게는, 영양 제품은 우유 공급물에 존재하는 우유 당류의 적어도 70%를 포함한다. 보다 더 바람직하게는, 영양 제품은 우유 공급물에 존재하는 우유 당류의 적어도 80%를 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 우유 공급물에 존재하는 우유 당류의 적어도 80%를 포함한다. 바람직하게는, 영양 제품은 우유 공급물에 존재하는 우유 당류의 적어도 90%를 포함한다. 보다 더 바람직하게는, 영양 제품은 우유 공급물에 존재하는 우유 당류의 적어도 95%를 포함한다.
영양 제품이 우유 공급물에 존재하는 우유 당류의 적어도 97%를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "우유 당류"는 a) 때때로 유당으로도 칭해지는 락토스, b) 락토스 가수분해로부터 수득된 단당류 반응 생성물인 글루코스 및 갈락토스, 및 c) 예를 들어, 몇가지 베타-갈락토시다제 효소에 의한 락토스의 가수분해 동안 수득될 수 있는 갈락토올리고당(GOS)에 관한 것이다.
우유 공급물 및 우유 당류를 함유하는 스트림은 또한 통상적으로 우유 당류 이외에 우유-올리고당을 함유하며, 본 방법의 장점은 락토스 정제를 위하여 락토스 결정화를 사용하는 선행 기술의 방법보다 가공 동안 더 적은 우유-올리고당이 손실된다는 점이다.
GOS는 처음부터 우유 공급물에 존재하거나, 우유 공급물 및/또는 후속 생성물 스트림의 가공 동안 생성될 수 있다. GOS는 락토스, 글루코스 및 갈락토스의 트랜스-갈락토실화의 결과이며, 통상적으로 주로 이당류, 삼당류 및 사당류를 함유한다.
따라서, 우유 당류의 총량은 갈락토스, 글루코스, 락토스 및 GOS(GOS 사당류까지 포함)의 총량을 나타낸다. 우유 당류의 총량은 실시예 1에 따라 측정된다.
단계 a)에서 제공된 우유 공급물은 액체 공급물이고, 이것은 미세여과 단계를 거치며, 여기서 카제인 미셀 및 유청 단백질이 분리된다.
우유 당류의 함량은 예를 들어 우유 공급원의 계절 변화 및 우유 공급원이 우유 공급물의 제조 동안 겪는 전처리에 따라 광범위한 범위로 달라질 수 있다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 우유 공급물은 0.5% 내지 10%(w/w)의 범위로 우유 당류의 총량을 포함한다. 바람직하게는, 우유 공급물은 2% 내지 7%(w/w)의 범위로 우유 당류의 총량을 포함한다. 보다 더 바람직하게는, 우유 공급물은 2% 내지 6% 범위로 우유 당류의 총량을 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에서, 우유 공급물은 0.5% 내지 7%(w/w)의 범위로 우유 당류의 총량을 포함한다. 바람직하게는, 우유 공급물은 1.0% 내지 5%(w/w)의 범위로 우유 당류의 총량을 포함한다. 예를 들어, 우유 공급물은 1.0% 내지 3% 범위로 우유 당류의 총량을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 우유 공급물은 4% 내지 10%(w/w)의 범위로 우유 당류의 총량을 포함한다. 바람직하게는, 우유 공급물은 5% 내지 9%(w/w)의 범위로 우유 당류의 총량을 포함한다. 예를 들어, 우유 공급물은 6% 내지 8% 범위로 우유 당류의 총량을 포함한다.
본 발명의 다수의 바람직한 구현예에서, 우유 공급물은 0.5% 내지 10%(w/w)의 범위로 락토스의 총량을 포함한다. 바람직하게는, 우유 공급물은 2% 내지 7%(w/w)의 범위로 락토스의 총량을 포함한다. 보다 더 바람직하게는, 우유 공급물은 2% 내지 6% 범위로 락토스의 총량을 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에서, 우유 공급물은 0.5% 내지 7%(w/w)의 범위로 락토스의 총량을 포함한다. 바람직하게는, 우유 공급물은 1.0% 내지 5%(w/w)의 범위로 락토스의 총량을 포함한다. 예를 들어, 우유 공급물은 1.0% 내지 3% 범위로 락토스의 총량을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 우유 공급물은 4% 내지 10%(w/w)의 범위로 락토스의 총량을 포함한다. 바람직하게는, 우유 공급물은 5% 내지 9%(w/w)의 범위로 락토스의 총량을 포함한다. 예를 들어, 우유 공급물은 6% 내지 8% 범위로 락토스의 총량을 포함한다.
기타 다른 탄수화물이 우유 공급물에 첨가될 수 있지만, 우유 공급물의 탄수화물이 적어도 95%의 우유 당류를 포함하고, 보다 더 바람직하게는 본질적으로 우유 당류로 이루어지는 것이 바람직하다.
우유 공급물은 우유 당류 이외에, 카제인 및 유청 단백질 둘 다를 포함하는 우유 단백질을 포함한다.
우유 공급물의 카제인은 주로 예를 들어 탈지유에서 발견되는 카제인 미셀과 유사한 또는 심지어 동일한 카제인 미셀 형태로 존재한다.
용어 "유청"은 카제인 미셀 및 우유 지방 소구체가 분산된 우유의 액체 상에 관한 것이다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "유청 단백질" 또는 "혈청 단백질"은 유청에서 발견되는 단백질에 관한 것이다. 유청 단백질은 통상적으로 베타-락토글로불린, 알파-락트알부민, 소 혈청 알부민, 면역 글로불린 및 오스테오폰틴뿐만 아니라 락토페린 및 락토페록시다제를 포함한다. 또한, 유청 단백질은 우유 공급물이 단백질-분별 미세여과 단계 전에 후속적인 열 처리 없이 저온에서 보관될 경우 상당량의 베타-카제인을 함유할 수 있다.
용어 "단백질"은 적어도 10개의 아미노산을 함유하는 폴리펩티드에 관한 것이며, 단일 폴리펩티드뿐만 아니라 폴리펩티드의 응집체 둘 다를 포함한다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 우유 공급물의 유청 단백질은 변성되지 않은 천연 형태, 즉 변성 열처리되지 않은, 원유(raw milk)에서와 동일한 형태로 존재한다. 따라서, 또한 우유 공급물 및 우유 공급물이 유래된 생성물 스트림이 유의한 단백질 변성을 야기하는 조건, 예컨대 장기간 동안 고온에 처하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 맥락에서, 용어 "유의한 단백질 변성"은 베타-락토글로불린의 변성도가 적어도 10%(w/w)임을 의미한다. 베타-락토글로불린의 변성도는 WO 2012/010699에 기재된 방법에 따라 측정된다.
용어 "비-단백질 질소"(NPN)는 단백질이 아닌 분자에서 발견되는 질소에 관한 것이다. 우유에서, NPN의 상당 부분은 우레아, 암모늄 염 및 10개 미만의 아미노산을 함유하는 작은 펩티드를 함유한다.
용어 "유장"은 카제인이 예를 들어 (예를 들어, 치즈의 제조 동안 레닛(rennet) 효소를 사용한) 산성화 및/또는 단백질 분해에 의해 우유에서 침전될 때 액체 상에 남게 되는 액체에 관한 것이다. 카제인의 레닛-기재 침전으로부터 수득된 유장은 통상적으로 감미 유장으로 칭해지고, 카제인의 산 침전으로부터 수득된 유장은 통상적으로 산 유장, 사워(sour) 유장 또는 카제인 유장으로 칭해진다.
용어 "유장 단백질"은 유장에서 발견되는 단백질이다. 유장 단백질은 통상적으로 베타-락토글로불린, 알파-락트알부민, 소 혈청 알부민 및 면역 글로불린, 락토페린, 락토페록시다제 및 우유 지방 소구체 막 단백질을 포함한다. 또한, 감미 유장에서 발견되는 유장 단백질은 통상적으로 또한 카제인오마크로펩티드(caseinomacropeptide)를 포함한다. 용어 유장 단백질은 물론 유청 단백질을 또한 포함한다.
본 발명의 일부 구현예에서, 우유 공급물은 1% 내지 12%(w/w)의 범위로 단백질의 총량을 포함한다. 바람직하게는, 우유 공급물은 2% 내지 10%(w/w)의 범위로 단백질의 총량을 포함한다. 보다 더 바람직하게는, 우유 공급물은 3% 내지 8% 범위로 단백질의 총량을 포함한다.
우유 공급물은 바람직하게는 70:30 내지 90:10 범위, 예컨대 75:25 내지 85:15 범위, 및 통상적으로 77:23 내지 83:17 범위의 카제인과 유청 단백질 사이의 중량비를 갖는다.
우유의 지방 함량이 다양할 수 있지만, 그것이 약 6% 미만인 것이 종종 바람직하다. 본 발명의 일부 구현예에서, 우유 공급물은 0.01% 내지 5%(w/w)의 범위로 지방의 총량을 포함한다. 바람직하게는, 우유 공급물은 0.01% 내지 2%(w/w)의 범위로 지방의 총량을 포함한다. 보다 더 바람직하게는, 우유 공급물은 0.01% 내지 0.5%(w/w)의 범위로 지방의 총량을 포함한다.
우유 공급물의 고체 함량은 사용된 공급물에 따라 달라질 수 있지만, 통상적으로 1% 내지 30%(w/w)의 범위이다. 바람직하게는, 우유 공급물의 고체 함량은 4% 내지 25%(w/w)의 범위이다. 보다 더 바람직하게는, 우유 공급물의 고체 함량은 5% 내지 15%(w/w)의 범위이다.
다수의 상이한 공급물 유형이 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들어, 우유 공급물은, 예를 들어 전유(whole milk), 탈지유, 지방-무함유 우유, 저지방 우유, 전지 우유(full fat milk) 및 농축된 우유를 포함하거나, 심지어 이들로 이루어질 수 있다.
용어 "농축된 우유"는 증발에 의해 또는 한외여과, 나노여과 및/또는 역삼투에 의해 농축된 우유에 관한 것이다. 농축된 우유가 농축된 비-증발된 우유, 즉 여과에 의해 농축된 우유인 것이 특히 바람직하다.
우유 공급물의 pH는 바람직하게는 적어도 5.0이고, 통상적으로 우유 공급물의 pH는 탈지유의 것과 비슷하며, 즉 25℃에서 측정했을 때 6.1 내지 6.8 범위이다.
우유 공급물은 일반적으로 반추 동물 우유로부터, 예컨대 젖소, 양, 염소, 버팔로, 낙타, 순록 및/또는 라마로부터 유도된다. 젖소로부터 유도된 우유 공급물이 현재 바람직하다.
우유 공급물은 통상적으로 적어도 약간의 시트레이트를 함유한다. 우유 공급물은, 예를 들어 우유 공급물의 중량에 대해 0.01% 내지 1.0%(w/w)의 범위, 바람직하게는 우유 공급물의 중량에 대해 0.05% 내지 0.5% 범위 및 보다 더 바람직하게는 0.1% 내지 0.4%(w/w)의 범위로 시트레이트의 양을 함유할 수 있다.
본 발명은 유기농 우유를 유기농 영양 제품으로 가공하는데 특히 유용하다. 따라서, 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 우유 공급물은 유기농 우유 공급원으로부터 유도된 유기농 우유 공급물이다. 본 발명의 일부 특히 바람직한 구현예에서, 우유 공급물은 유기농 탈지유 또는 유기농 농축된 탈지유이다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "유기농 우유"는 다음에 따라 사육된 소에 의해 생성된 우유에 관한 것이다: 소는 전체 방목 시즌 동안 인증된 유기농 목초지에 자유롭게 접근할 수 있어야 한다. 이 기간은 농장의 지리적 환경에 따라 다르지만, 적어도 연간 120일 및 바람직하게는 적어도 150일 이어야 한다. 날씨, 계절 또는 기후로 인해, 방목 시즌이 지속되거나 지속되지 않을 수 있다. 유기농 소 먹이는 인증된 유기농 목초지로부터 (평균적으로) 적어도 30%의 건조 물질을 함유하여야 한다. 건조 물질 섭취량(DMI)은 수분-무함유 기준으로 하루에 동물이 소비하는 먹이의 양이다. 또한 건초, 곡물 및 기타 다른 농작물을 포함하는 먹이의 나머지는 인증된 유기농이어야 한다. 가축은 항생제, 첨가된 성장 촉진제(growth hormone), 포유동물 또는 조류 부산물, 또는 기타 다른 금지된 먹이 성분(예를 들어, 우레아 또는 비소 화합물) 없이 관리되어야 한다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 a)에서 우유 공급물의 제공은 우유 공급원을 한외여과(UF) 및 선택적으로 UF/투석여과하여
- UF 우유 투석유물, 및
- UF 우유 투과물
을 제공하는 단계를 포함하며, UF 우유 투석유물의 적어도 일부분은 우유 공급물로서 사용된다.
본 발명의 일부 구현예에서, UF 우유 투석유물의 일부분은 우유 공급물로서 사용되고, 잔류 UF 우유 투석유물의 적어도 일부분은 단계 e)에서 카제인 공급원으로서 사용된다. 예를 들어, UF 우유 투석유물의 일부분은 우유 공급물로서 사용될 수 있고, 모든 잔류 UF 우유 투석유물은 단계 e)에서 카제인 공급원으로서 사용될 수 있다.
UF 우유 투석유물은 그대로 우유 공급물로서 사용되거나, UF 우유 투석유물이 우유 공급물로서 사용되기 전에 물, NF 투과물 및/또는 RO 투과물로 희석될 수 있다.
부피 농축 계수는 바람직하게는 상당히 낮게 유지되고, 통상적으로 최대 3, 바람직하게는 최대 2.5 및 보다 더 바람직하게는 최대 2.0에서 유지된다. 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 우유 공급원의 UF 처리는 투석여과를 포함하지 않는다.
유용한 UF 막은 락토스 및 작은 펩티드의 통과를 허용하지만, 유청 단백질은 보유한다.
UF 우유 투과물의 락토스는 예를 들어 건조 물질에 대해 적어도 90%(w/w)의 락토스, 바람직하게는 적어도 95%(w/w)의 락토스의 농도로 정제될 수 있다.
단백질-무함유 UF-우유/유장 투과물 스트림으로부터 락토스의 정제를 위한 기술은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있으며, 예를 들어 락토스 결정화 및 탈염을 포함할 수 있다(예를 들어, 문헌["Membrane filtration and related molecular separation technologies", published by APV Systems, 2000, ISBN 87-88016 757] 참조).
단계 b)에서, 혈청 단백질, 우유 당류 및 무기물의 통과를 허용하지만, 카제인 미셀을 보유하는 막 유형을 사용하여 우유 공급물을 미세여과(MF) 또는 미세여과/투석여과(MF/DIA)한다. 따라서, 단계 b)는 미셀라 카제인에 대해 풍부한 MF 투석유물 및 유청 단백질, 락토스 및 무기물에 대해 풍부한 MF 투과물을 제공한다.
용어 "미세여과/투석여과"는 미세여과 공정 동안 우유 공급물 및/또는 하나 이상의 중간체 투석유물 스트림을 희석시켜 투석유물 스트림으로부터 유청 단백질 및 우유 당류의 제거를 향상시키는 것을 포함한다.
MF/DIA 동안 희석을 위하여 사용될 수 있는 희석제의 유용하지만 비제한적인 예는 수돗물, 탈염수, 역삼투(RO) 투과물, 단계 c)로부터의 NF 투과물이다. RO 투과물은 예를 들어 단계 c)의 NF 투과물의 RO 처리로부터 수득된 RO 투과물일 수 있다.
당업자에게 명백할 바와 같이, 단계 b)의 MF 또는 MF/DIA는 단일 MF 막을 사용하여 또는 예를 들어 연속적으로 배열된 몇개의 MF 막을 사용하여 수행될 수 있다. MF/DIA의 경우, 단계 b) 동안 동일한 MF 막이 여러번 사용될 수 있다.
용어 "MF 투석유물" 및 "MF 투과물"은 MF 또는 MF/DIA로부터 수득된 최종 투석유물 및 조합된 투과물에 관한 것이다.
단계 b)의 MF 또는 MF/DIA는 광범위한 범위의 부피 농축 계수(VCF) 내에서 작동될 수 있다. 본 발명의 일부 구현예에서, 단계 b)의 MF 또는 MF/DIA의 부피 농축 계수(VCF)는 0.3 내지 5 범위이다. 바람직하게는, 단계 b)의 MF 또는 MF/DIA의 VCF는 0.5 내지 4 범위이다. 보다 더 바람직하게는, 단계 b)의 MF 또는 MF/DIA의 VCF는 0.5 내지 3 범위이다.
VCF는 공급물 부피를 투석유물 부피로 나눔으로써 계산된다.
MF 또는 MF/DIA는 바람직하게는 MF 투석유물의 총 중량에 대해 최대 15%(w/w), 바람직하게는 최대 12%(w/w), 및 보다 더 바람직하게는 최대 10%(w/w)의 MF 투석유물 중 총 단백질 농도를 수득하도록 작동된다. MF 투석유물의 단백질의 총 농도는 통상적으로 MF 투석유물의 총 중량에 대해 1% 내지 15%(w/w)의 범위, 바람직하게는 3% 내지 12%(w/w)의 범위, 및 보다 더 바람직하게는 MF 투석유물의 총 중량에 대해 5% 내지 10%(w/w)의 범위이다.
본 발명의 일부 구현예에서, 단계 b)의 MF 또는 MF/DIA 동안 우유 공급물의 온도는 1℃ 내지 66℃ 범위이다. 바람직하게는, 단계 b)의 MF 또는 MF/DIA 동안 우유 공급물의 온도는 45℃ 내지 66℃ 범위이다. 보다 더 바람직하게는, 단계 b)의 MF 또는 MF/DIA 동안 우유 공급물의 온도는 55℃ 내지 66℃ 범위이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 b)의 MF 또는 MF/DIA 동안 우유 공급물의 온도는 45℃ 내지 55℃ 범위이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 b)의 MF 또는 MF/DIA 동안 우유 공급물의 온도는 1℃ 내지 20℃ 범위, 및 보다 더 바람직하게는 4℃ 내지 15℃, 예컨대 5℃ 내지 10℃ 범위이다. 저온 MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물이 MF 또는 MF/DIA 직전 적어도 0.5시간 동안 최대 10℃에서 저장될 때 특히 유용하다. 바람직하게는, 우유 공급물은 MF 또는 MF/DIA 직전 적어도 1시간 동안 최대 5℃에서 저장된다. 냉각된 우유 공급물은 그것을 30℃ 초과의 온도까지 가열하지 않고, 바람직하게는 그것을 20℃ 초과의 온도까지 가열하지 않고, 보다 더 바람직하게는 15℃ 초과의 온도까지 가열하지 않고 MF 또는 MF/DIA로 옮겨진다.
베타-카제인은 저온에서 카제인 미셀로부터 해리되고, 고온에서 카제인 미셀과 결합한다. 따라서, 우유 공급물이 저온에서 저장될 경우, 더 많은 베타-카제인이 카제인 미셀에서 유청으로 방출된다. 냉각된 우유 공급물이 저온에서 MF 또는 MF/DIA에 의해 분별될 경우, 해리된 베타-카제인은 MF 투과물로 옮겨진다. 베타-카제인은 인간 모유가 대부분 베타-카제인 및 유청 단백질로 이루어지기 때문에 유아 영양에서 카제인 미셀에 대한 매력적인 대안으로 생각된다. 따라서, 카제인 총량에 대해 유아용 조제식에서 베타-카제인의 증가된 양의 사용은 유아용 조제식 제품을 인간 모유에 더 가깝게 만든다.
MF 또는 MF/DIA에 사용된 막간 압력(trans-membrane pressure)(TMP)은 일반적으로 0.1 bar 내지 5 bar 범위, 바람직하게는 0.2 bar 내지 2 bar 및 보다 더 바람직하게는 0.3 bar 내지 1 bar, 예컨대 0.3 bar 내지 0.8 bar 범위이다.
상기 언급된 바와 같이, MF 또는 MF/DIA에 사용된 MF 막(들)은 유청 단백질, 락토스 및 무기물은 투과하도록 하면서 카제인 미셀은 보유하는 능력을 가져야 한다.
MF 막(들)의 공극 크기는 통상적으로 0.01 미크론 내지 1.0 미크론 범위이다. 바람직하게는, MF 막(들)의 공극 크기는 0.05 미크론 내지 0.8 미크론 범위이다. 보다 더 바람직하게는, MF 막(들)의 공극 크기는 0.1 미크론 내지 0.5 미크론 범위이다.
MF 막(들)의 여과 특징이 분자량 컷오프에 관하여 제공될 경우, MF 막(들)은 통상적으로 200 kDa 내지 2000 kDa 범위의 분자량 컷오프를 갖는다. 바람직하게는, MF 막(들)은 300 kDa 내지 1500 kDa 범위의 분자량 컷오프를 갖는다. 보다 더 바람직하게는, MF 막(들)은 400 kDa 내지 1000 kDa 범위의 분자량 컷오프를 갖는다.
MF 막(들)은, 예를 들어 중합체 막 또는 세라믹 막일 수 있다.
유용한 막의 비제한적인 예는, 예를 들어 약 0.14 미크론의 공극 크기를 갖는 세라믹 막(인사이드 세람(Inside Ceram)TM, 프랑스 니옹 소재 타미 인더스트리즈(Tami Industries)) 또는 약 800 kDa의 분자량 컷오프를 갖는 중합체 FR 막(PVDF 800 kDa; 미국 신더 필트레이션(Synder Filtration)으로부터)이다.
우유 공급물의 우유 당류의 상당량이 MF 투과물로 옮겨지는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 우유 당류의 총량의 적어도 80%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다. 바람직하게는, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 우유 당류의 총량의 적어도 90%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다. 보다 더 바람직하게는, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 우유 당류의 총량의 적어도 95%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다. 가장 바람직하게는, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 우유 당류의 총량의 적어도 98%(w/w), 예컨대 약 100%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 락토스의 총량의 적어도 80%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다. 바람직하게는, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 락토스의 총량의 적어도 90%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다. 보다 더 바람직하게는, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 락토스의 총량의 적어도 95%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다. 가장 바람직하게는, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 락토스의 총량의 적어도 98%(w/w), 예컨대 약 100%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다.
또한, 우유 공급물의 유청 단백질의 상당한 양이 MF 투과물로 옮겨지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 유청 단백질의 총량의 적어도 50%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다. 바람직하게는, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 유청 단백질의 총량의 적어도 60%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다. 보다 더 바람직하게는, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 유청 단백질의 총량의 적어도 70%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다. 예를 들어, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 유청 단백질의 총량의 적어도 80%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용될 수 있다. 대안적으로, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 유청 단백질의 총량의 적어도 90%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용될 수 있다. 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, MF 또는 MF/DIA는 우유 공급물의 유청 단백질의 총량의 적어도 95%(w/w)를 MF 투과물로 옮기도록 충분하게 적용된다.
MF 또는 MF/DIA의 실행에 관한 보다 상세한 설명은 문헌["Dairy Processing Handbook", 2015, (ISBN 978-9176111321)] 및 ["Membrane filtration and related molecular separation technologies", Werner Kofod Nielsen, APV Systems, 2000, ISBN 87-88016757]에서 알 수 있으며, 상기 문헌은 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
단계 c)는 1가 이온의 통과를 허용하지만 적어도 락토스 및 유청 단백질을 보유하는 막을 사용하여 MF 투과물을 나노여과(NF) 또는 나노여과/투석여과(NF/DIA)하여 나노여과(NF) 투석유물 및 NF 투과물을 수득하는 것을 포함한다. 따라서, NF 또는 NF/DIA는 MF 투과물로부터 1가 이온 및 작은 NPN 분자, 예컨대 우레아의 제거, 및 선택적으로 또한 MF 투과물의 농축 둘 다의 효율적인 방법을 제공한다.
용어 "나노여과/투석여과"는 나노여과 공정 동안 MF 투과물 및/또는 하나 이상의 중간체 투석유물 스트림을 희석하여 투석유물 스트림으로부터 1가 이온의 제거를 향상시키는 것을 포함한다.
NF/DIA 동안 희석에 사용될 수 있는 희석제의 유용하지만, 비제한적인 예는 수돗물, 탈염수, 역삼투(RO) 투과물이다. RO 투과물은, 예를 들어 단계 c)의 NF 투과물의 RO 처리로부터 수득된 RO 투과물일 수 있다.
당업자에게 명백할 바와 같이, 단계 c)의 NF 또는 NF/DIA는 단일 NF 막을 사용하여 또는 예를 들어 연속적으로 배열된 몇개의 NF 막을 사용하여 수행될 수 있다. NF/DIA의 경우, 단계 c) 동안 동일한 NF 막이 여러번 사용될 수 있다.
용어 "NF 투석유물" 및 "NF 투과물"은 NF 또는 NF/DIA로부터 수득된 최종 투석유물 및 조합된 투과물에 관한 것이다.
MF 투과물은 직접 NF 또는 NF/DIA을 적용하거나, MF 투과물의 고체의 조성을 실질적으로 변화시키지 않는 NF 또는 NF/DIA 이전의 공정 단계를 거칠 수 있다. 이러한 공정 단계는 예를 들어 저온 살균, 항균 미세여과, 원심제균, 희석 또는 농축일 수 있다.
미세여과와 유사하게, 당업자는 나노여과 또는 나노여과/투석여과의 실행에 대한 지침을 문헌["Dairy Processing Handbook", 2015, (ISBN 978-9176111321)] 및 ["Membrane filtration and related molecular separation technologies", Werner Kofod Nielsen, APV Systems, 2000, ISBN 87-88016757]에서 알 수 있으며, 상기 문헌은 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
NF 또는 NF/DIA의 VCF는 방법의 실제 실행에 따라 달라진다. NF 또는 NF/DIA의 VCF는 종종 0.1 내지 30 범위, 예컨대 0.5 내지 20 범위 또는 1 내지 15 범위이지만, 반드시 항상 그런 것은 아니다.
NF/DIA 동안 우유 공급물의 온도는 통상적으로 1℃ 내지 20℃ 범위, 바람직하게는 2℃ 내지 18℃ 범위, 및 보다 더 바람직하게는 5℃ 내지 15℃ 범위이다.
NF 또는 NF/DIA에 사용되는 막간 압력은 방법의 실제 실행 및 사용된 막(들)에 따라 달라진다. 막간 압력은 종종 5 bar 내지 35 bar 범위, 및 바람직하게는 15 bar 내지 22 bar 범위이다.
NF 또는 NF/DIA에 사용되는 NF 막은 1가 염으로부터 락토스 및 선택적으로 또한 글루코스 및 갈락토스를 분리하는데 유용한 임의의 NF 막 유형일 수 있다. 이러한 막의 유용한 예는 NF245 막(다우 필름테크(DOW Filmtec), 미국) 또는 DL 막(지이 워터(GE Water), 미국)이다.
사용된 NF 막(들)은 통상적으로 적어도 80% 및 바람직하게는 적어도 90%의 락토스의 보유율 및 최대 약 50%의 Na, K 및 Cl의 보유율을 갖는다. 유용한 NF 막은 종종 150 달톤 내지 500 달톤 범위 및 바람직하게는 150 달톤 내지 300 달톤 범위의 분자량 컷오프를 갖는다.
본 발명의 일부 구현예에서, NF 투과물의 적어도 일부는 단계 b)의 MF/DIA 동안 투석여과 희석제로서 사용된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, NF 또는 NF/DIA는 MF 투과물의 나트륨, 칼륨 및 염소 각각의 적어도 50%(mol/mol)를 제거하도록 충분하게 적용된다. 바람직하게는, NF 또는 NF/DIA는 MF 투과물로부터 나트륨, 칼륨 및 염소 각각의 적어도 60%(mol/mol)를 제거하도록 충분하게 적용된다. 보다 더 바람직하게는, NF 또는 NF/DIA는 MF 투과물로부터 나트륨, 칼륨 및 염소 각각의 적어도 70%(mol/mol)를 제거하도록 충분하게 적용된다.
예를 들어, NF 또는 NF/DIA는 MF 투과물로부터 나트륨, 칼륨 및 염소 각각의 적어도 80%(mol/mol)를 제거하도록 충분하게 적용될 수 있다. NF 또는 NF/DIA는 예를 들어 MF 투과물로부터 나트륨, 칼륨 및 염소 각각의 적어도 85%(mol/mol)를 제거하도록 충분하게 적용될 수 있다. 대안적으로, NF 또는 NF/DIA는 MF 투과물로부터 나트륨, 칼륨 및 염소 각각의 적어도 90%(mol/mol)를 제거하도록 충분하게 적용될 수 있다.
Na, K, Ca, Mg, Cl 및 P의 농도는 유도 결합 플라즈마-원자 방출 분광학(ICP-AES)에 의해 측정된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, NF 투석유물은
- 최대 0.4%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
- 최대 1.3%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량 및
- 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
을 함유한다.
바람직하게는, NF 투석유물은
- 최대 0.4%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
- 최대 1.1%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량 및
- 최대 0.7%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
을 함유한다.
예를 들어, NF 투석유물은
- 최대 0.2%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
- 최대 0.5%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량 및
- 최대 0.4%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
을 함유할 수 있다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, NF 투석유물은
- 0.01% 내지 0.4%(w/w 총 고체) 범위의 나트륨의 총량,
- 0.01% 내지 1.3%(w/w 총 고체) 범위의 칼륨의 총량 및
- 0.01% 내지 0.8%(w/w 총 고체) 범위의 염소의 총량
을 함유한다.
바람직하게는, NF 투석유물은
- 0.05% 내지 0.4%(w/w 총 고체) 범위의 나트륨의 총량,
- 0.0.5% 내지 1.1%(w/w 총 고체) 범위의 칼륨의 총량 및
- 0.02% 내지 0.7%(w/w 총 고체) 범위의 염소의 총량
을 함유한다.
예를 들어, NF 투석유물은
- 0.05% 내지 0.2%(w/w 총 고체) 범위의 나트륨의 총량,
- 0.1% 내지 0.5%(w/w 총 고체) 범위의 칼륨의 총량 및
- 0.02% 내지 0.4%(w/w 총 고체) 범위의 염소의 총량
을 함유한다.
단계 d)에서, NF 투석유물에서 무기 다가 이온을 감소시켜 NF 투석유물에 대해 감소된 수준의 칼슘, 마그네슘 및 인을 갖는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 수득한다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "다가 무기 이온의 감소"는 2가 양이온 Ca2+, Mg2+ 및 인을 함유하는 무기 분자의 감소에 관한 것이다.
NF 투석유물은 다가 무기 이온의 감소를 직접 겪거나, NF 투석유물의 고체의 조성을 실질적으로 변화시키지 않는 감소 이전의 공정 단계를 겪을 수 있다. 이러한 공정 단계는 예를 들어 저온 살균, 항균 미세여과, 원심제균, 희석 및/또는 농축일 수 있다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 b) 후 유청 단백질-함유 스트림은 한외여과를 겪지 않는다. 단계 b) 후 유청 단백질-함유 스트림은 우유 당류로부터 유청 단백질을 분리하는 한외여과를 겪지 않는 것이 특히 바람직하다.
본 발명자들은 이것이 우유 당류 스트림 및 유청 단백질 스트림의 별도의 취급을 방지하기 때문에 유리하다는 것을 발견하였다.
다가 무기 이온의 감소는 바람직하게는 NF 투석유물로부터 상당한 양의 우유 당류 또는 유청 단백질을 제거하지 않는다.
예를 들어, 단계 d)의 다가 무기 이온의 감소는 전기 투석, 무기물 침전 및/또는 이온 교환을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에서, 단계 d)의 다가 무기 이온의 감소는 전기 투석(ED)을 포함하거나 심지어 이것으로 이루어진다. 전기 투석은 당업자에게 널리 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌["Membrane filtration and related molecular separation technologies", published by APV systems, 2000, ISBN 87-88016 757], ["Ion exchange membranes Fundamentals and Applications", Yoshinobu Tanaka, 2nd edition,Elsevier, 2015, ISBN: 978-0-444-63319-4], 및 ["Ion Exchange Membranes Preparation, characterisation, modification and application", Toshikatsu Sata, The Royal Society of Chemistry, 2004, ISBN 0-85404-590-2]에 기재되어 있으며, 상기 문헌은 모든 목적을 위하여 본원에 포함된다.
전기 투석은 다수의 상이한 구성으로 시행될 수 있고, 본 발명의 경우, ED는 작은 1가 금속 양이온 및 음이온뿐만 아니라, 다가 이온, 예컨대 Ca2+, Mg2+ 및 포스페이트를 제거하도록 구성되는 것이 중요하다. 본원에 기재된 바와 같이, ED는 시트레이트를 제거하도록 구성되는 것이 또한 바람직하다.
간략하게 설명하면, ED는 통상적으로 적용된 전기 DC 장의 영향하에 공급 용액으로부터의 이온의 이온 교환 막을 통한 1종 이상의 인접한 용액으로의 이동을 사용한다. 이것은 전기 투석 셀로 칭해지는 구성으로 수행된다. 셀은 통상적으로 음이온 교환 막 및 양이온 교환 막에 의해 한정된 공급 구획(종종 희석 구획으로 칭해짐)으로 구성되고, 2개의 농축 구획(종종 브라인(brine) 구획으로 칭해짐) 사이에 개재된다. 전기 DC 장은 공급물의 양이온을 음극으로 끌어들이고, 음이온을 양극으로 끌어들이고, 적어도 더 작은 양이온 및 음이온은 각각 양이온 교환 막 및 음이온 교환 막을 통해 투과할 수 있다. 이러한 방식으로, 하전된 분자 종이 공급물로부터 제거된다.
거의 모든 실제적인 전기 투석 공정에서, 다수의 전기 투석 셀이 전기 투석 스택(stack)으로 칭해지는 구성으로 배열되고, 교번하는 음이온 및 양이온 교환 막은 다수의 전기 투석 셀을 형성한다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 전기 투석 장비는 적어도 공급 구획 및 선택적으로 또한 농축 구획을 함유하며, 전기 투석 장비는 미립자 이온 교환 물질, 예컨대 이온 교환 수지를 포함한다. 미립자 이온 교환 물질은 이온을 보유하는 작용을 하며, 이온이 이온 교환 막을 가로질러 이동되게 하고, 특히 낮은 전도성 액체에서 유용하다. 전기 투석의 이러한 변법은 때때로 전기탈이온(electrodeionization)으로 칭해진다.
본 발명자들은 시트레이트의 이동을 허용하는 음이온 교환 막을 사용하는 것이 특히 바람직하다는 것을 발견하였다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 음이온 교환 막은 시트레이트의 투과선택성 계수가 적어도 0.01, 바람직하게는 적어도 0.05, 보다 바람직하게는 적어도 0.1, 및 보다 더 바람직하게는 적어도 0.2이다. 예를 들어, 음이온 교환 막은 시트레이트의 투과선택성 계수가 적어도 0.3, 바람직하게는 적어도 0.4, 보다 바람직하게는 적어도 0.5, 및 보다 더 바람직하게는 적어도 0.6이다.
음이온 교환 막의 "시트레이트의 투과선택성 계수"는 실시예 1.2에 따라 측정된다. 막의 시트레이트의 투과선택성 계수의 측정은 참고 음이온으로서 클로라이드 음이온을 사용하고, 따라서, 용어 "시트레이트의 투과선택성 계수"는 또한 "클로라이드에 대한 시트레이트의 투과선택성 계수"로 칭해질 수 있다.
또한, 이온 교환 막은 그의 투과선택성, 즉 코-이온(co-ion)의 투과(예를 들어, 음이온 교환 막을 통한 양이온의 투과)에 대하여 반대 이온의 투과(예를 들어, 음이온 교환 막을 통한 음이온의 투과)에 대한 선택성에 대해 특성화될 수 있다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 전기 투석에 사용되는 음이온 교환 막은 적어도 0.4, 바람직하게는 적어도 0.5, 보다 바람직하게는 적어도 0.6, 및 보다 더 바람직하게는 적어도 0.7의 투과선택성을 갖는다. 전기 투석에 사용되는 음이온 교환 막은 바람직하게는 적어도 0.8, 보다 바람직하게는 적어도 0.9, 및 보다 더 바람직하게는 적어도 0.95의 투과선택성을 갖는다.
양이온 교환 막이 비교적 높은 투과선택성을 갖는 것이 똑같이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 전기 투석에 사용되는 양이온 교환 막은 적어도 0.4, 바람직하게는 적어도 0.5, 보다 바람직하게는 적어도 0.6, 및 보다 더 바람직하게는 적어도 0.7의 투과선택성을 갖는다. 전기 투석에 사용되는 양이온 교환 막은 바람직하게는 적어도 0.8, 보다 바람직하게는 적어도 0.9, 및 보다 더 바람직하게는 적어도 0.95의 투과선택성을 갖는다.
유용한 막의 비제한적인 예는, 예를 들어 MEGA(체코)로부터의 라렉스(Ralex) CM(H)-PES 양이온 막 및 라렉스 AM(H)-PES 음이온 막이다. 막의 다른 예는 다나까(Tanaka) 2015에서 알 수 있다.
처음에 전기 투석에 적용될 경우, NF 투과물의 pH는 통상적으로 적어도 5.5, 및 바람직하게는 적어도 6.0이다. 본 발명의 일부 구현예에서, 처음에 침전에 사용되는 전기 투석에 적용될 경우, NF 투과물의 pH는 5.5 내지 7.0 범위, 5.7 내지 6.8 범위, 및 보다 바람직하게는 6.0 내지 6.5 범위이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, ED의 농축물 스트림은 최대 6.0, 바람직하게는 최대 5.6, 보다 바람직하게는 최대 5.2, 및 가장 바람직하게는 최대 5.0의 pH를 갖는다. 농축물 스트림의 비교적 낮은 pH는 농축물 스트림에서 칼슘 포스페이트의 침전에 대항한다.
전기 투석 동안 액체 공급물 및 농축물의 온도는 통상적으로 0℃ 내지 70℃ 범위이다. 바람직하게는, 전기 투석 동안 액체 공급물 및 농축물의 온도는 2℃ 내지 40℃ 범위이다. 보다 더 바람직하게는, 전기 투석 동안 액체 공급물 및 농축물의 온도는 4℃ 내지 15℃ 범위, 예컨대 바람직하게는 5℃ 내지 10℃ 범위이다.
ED 전압은 ED 시스템의 실제 설정에 따라 달라지며, 예를 들어 1 V 내지 500 V 범위, 예를 들어 50 V 내지 400 V 범위, 예컨대 100 V 내지 300 V 범위일 수 있다. 본 발명의 일부 구현예에서, ED는 ED 전기 투석 단계 동안 일정하게 유지된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 d)의 ED는 NF 투석유물의 전도성이 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 50%, 보다 바람직하게는 적어도 60%, 보다 더 바람직하게는 적어도 70% 및 가장 바람직하게는 적어도 80% 감소될 때까지 수행된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 d)의 ED는 NF 투석유물의 전도성이 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 50%, 보다 바람직하게는 적어도 60%, 보다 더 바람직하게는 적어도 70% 및 가장 바람직하게는 적어도 80% 감소될 때까지 수행된다.
또한, 시트레이트의 감소 수준에 의해 ED 공정을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 구현예에서, 단계 d)의 ED는 초기 NF 투석유물의 시트레이트의 양이 적어도 30%, 바람직하게는 적어도 50%, 보다 바람직하게는 적어도 70%, 보다 더 바람직하게는 적어도 80% 및 가장 바람직하게는 적어도 90% 감소될 때까지 수행된다.
본 발명의 일부 구현예에서, 단지 단계 c)에 의해 제공된 NF 투석유물의 시알릴락토스의 제한된 양만이 제거되는 것이 또한 바람직하다. 이것은 시알릴락토스에 대해 불투과성인 음이온 교환 막을 선택하고/선택하거나 시알릴락토스가 제거되기 전에 ED 공정을 중단함으로써 수행될 수 있다. 바람직하게는 단계 d)의 ED 공정은 NF 투석유물의 시알릴락토스의 최대 50%(w/w), 바람직하게는 최대 40%(w/w), 보다 바람직하게는 최대 30%(w/w), 보다 더 바람직하게는 최대 20%(w/w) 및 가장 바람직하게는 최대 10%(w/w)를 제거한다. 바람직하게는 단계 d)의 ED 공정은 임의의 시알릴락토스를 제거하지 않는다.
본 발명의 다른 구현예에서, 단계 d)의 다가 무기 이온의 감소는 이온 교환을 포함하거나 심지어 이것으로 이루어진다. 또한, 이온 교환은 당업자에게 널리 공지되어 있는 공정이며, 예를 들어 문헌[Protein Purification: Principles and Practice; Robert K. Scopes; 3rd edition, Springer Verlag New York, Inc., ISBN 0-387-94072-3] 또는 ["Membrane filtration and related molecular separation technologies", published by APV Systems, 2000, ISBN 87-88016 757]에 기재되어 있으며, 상기 문헌은 모든 목적을 위하여 본원에 포함된다. 모든 목적을 위하여 본원에 포함된다.
그러나, 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 d)의 다가 무기 이온의 감소는 전기 투석을 포함하지 않는다. 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 d)의 다가 무기 이온의 감소는 이온 교환을 포함하지 않는다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 d)의 다가 무기 이온의 감소는 전기 투석, 이온 교환 또는 유청 단백질로부터 우유 당류를 분리하는 한외여과를 포함하지 않는다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 d)의 다가 무기 이온의 감소는 다음:
- NF 투석유물의 pH를 적어도 6.0으로 조정,
- NF 투석유물을 적어도 30℃의 온도까지 가열, 및
- NF 투석유물을 농축
중 적어도 하나를 사용하여 무기물-함유 침전물을 형성하고, NF 투석유물로부터 무기물 침전물을 분리하여 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물 및 무기물-함유 침전물을 수득하는 것을 포함하는 무기물 침전을 포함하거나, 심지어 이것으로 이루어진다.
침전에 사용되는 pH는 적어도 6.0, 및 바람직하게는 적어도 6.3이다. 본 발명의 일부 구현예에서, 침전에 사용되는 pH는 적어도 6.5이다. 바람직하게는, 침전에 사용되는 pH는 적어도 7.0이다. 보다 더 바람직하게는, 침전에 사용되는 pH는 적어도 8.0이다.
본원에 제공된 pH 값은 달리 명시되지 않는다면, 25℃에서 측정된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 침전에 사용되는 pH는 일반적으로 우유에서 발견되는 pH와 동일하다. 이것은 pH 조정에 대한 필요성을 감소시키거나 제거하기 때문에 특히 유리하다. 예를 들어 NaOH 또는 KOH 형태의 알칼리화제의 첨가는 또한 이후에 제거될 수 있는 더 많은 무기물 양이온에 기여한다.
따라서, 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 침전에 사용되는 pH는 6.0 내지 7.0 범위이다. 바람직하게는, 침전에 사용되는 pH는 6.2 내지 6.9 범위이다. 보다 더 바람직하게는, 침전에 사용되는 pH는 6.3 내지 6.8 범위이다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에서, 침전에 사용되는 pH는 일반적으로 우유에서 발견되는 pH보다 높다.
따라서, 본 발명의 다른 바람직한 구현예에서, 침전에 사용되는 pH는 6.9 내지 9 범위이다. 바람직하게는, 침전에 사용되는 pH는 7.2 내지 8.5 범위이다. 보다 더 바람직하게는, 침전에 사용되는 pH는 7.5 내지 8.0 범위이다. 증가된 pH는 보다 효율적인 침전을 초래하고/초래하거나 더 낮은 pH가 사용될 경우보다 더 낮은 온도에서 침전 단계를 수행할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 침전에 사용되는 pH는 6.0 내지 9 범위, 바람직하게는 6.2 내지 8.0 및 보다 더 바람직하게는 6.5 내지 7.5 범위이다.
침전에 사용되는 온도는 적어도 30℃이다. 바람직하게는, 침전에 사용되는 온도는 적어도 40℃이다. 보다 더 바람직하게는, 침전에 사용되는 온도는 적어도 50℃이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 침전에 사용되는 온도는 30℃ 내지 75℃ 범위이다. 바람직하게는, 침전에 사용되는 온도는 45℃ 내지 65℃ 범위이다. 보다 더 바람직하게는, 침전에 사용되는 온도는 55℃ 내지 65℃ 범위이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 침전에 대한 pH는 6.1 내지 6.8, 바람직하게는 6.3 내지 6.7 범위이고, 온도는 55℃ 내지 75℃ 범위에서 유지된다. 예를 들어, 침전에 대한 pH는 6.3 내지 6.7 범위이고, 온도는 60℃ 내지 70℃ 범위에서 유지된다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에서, 침전에 대한 pH는 6.9 내지 9, 바람직하게는 7.0 내지 8.0 범위이고, 온도는 55℃ 내지 75℃ 범위에서 유지된다. 예를 들어, 침전 동안 pH는 7.0 내지 8.0 범위일 수 있고, 온도는 60℃ 내지 70℃ 범위에서 유지된다.
침전물의 형성을 위한 조건은 바람직하게는 상당량의 칼슘, 마그네슘 및 인을 침전시키기에 충분한 기간 동안 유지되어야 한다. 예를 들어, 침전물의 형성을 위한 조건은 통상적으로 적어도 1분 및 바람직하게는 더 긴 시간, 예컨대 적어도 10분 또는 심지어 적어도 15분 동안 유지된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 침전물의 형성을 위한 조건은 적어도 20분 동안 유지된다. 바람직하게는, 침전물의 형성을 위한 조건은 적어도 30분 동안 유지된다. 예를 들어, 침전물의 형성을 위한 조건은 적어도 1시간 동안 유지된다.
본 발명의 일부 구현예에서, 침전물의 형성을 위한 조건은 1분 내지 48시간 동안 유지된다. 예를 들어, 침전물의 형성을 위한 조건은 5분 내지 5시간 동안 유지된다. 대안적으로, 침전물의 형성을 위한 조건은 10분 내지 2시간 동안 유지된다. 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 침전물의 형성을 위한 조건은 15분 내지 1시간 동안 유지된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 침전물의 형성을 위한 조건은 NF 투석유물의 칼슘의 적어도 30%(w/w), 바람직하게는 적어도 35%(w/w) 및 보다 더 바람직하게는 적어도 40%(w/w)를 침전시키기에 충분한 기간 동안 유지된다.
더 많은 칼슘이 침전될 수 있고, 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 침전물의 형성을 위한 조건은 NF 투석유물의 칼슘의 적어도 50%(w/w), 바람직하게는 적어도 60%(w/w) 및 보다 더 바람직하게는 적어도 70%(w/w)를 침전시키기에 충분한 기간 동안 유지된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 침전물의 형성을 위한 조건은 NF 투석유물의 인의 적어도 30%(w/w), 바람직하게는 적어도 35%(w/w) 및 보다 더 바람직하게는 적어도 40%(w/w)를 침전시키기에 충분한 기간 동안 유지된다.
더 많은 인이 침전될 수 있고, 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 침전물의 형성을 위한 조건은 NF 투석유물의 인의 적어도 50%(w/w), 바람직하게는 적어도 60%(w/w) 및 보다 더 바람직하게는 적어도 70%(w/w)를 침전시키기에 충분한 기간 동안 유지된다.
무기물 침전물은 통상적인 분리 기술, 예컨대 원심분리, 미세여과 또는 디캔테이션(decantation)에 의해 잔류 NF 투석유물로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "탈염된" 및 "무기물-감소된"은 상호 교환가능하게 사용되며, 적어도 일부의 무기물이 공급물로부터 제거되어 문제의 조성물에 도달되는 것을 의미한다. "탈염된" 및 "무기물-감소된" 제품 또는 조성물은 바람직하게는 최대 0.6%(w/w TS)의 칼슘, 바람직하게는 최대 0.4%(w/w)의 칼슘 및 보다 더 바람직하게는 최대 0.2%(w/w)의 칼슘, 예컨대 바람직하게는 최대 0.1%(w/w)의 칼슘을 함유한다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 d)로부터 수득된 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물은
- 최대 1.0%(w/w 총 고체)의 칼슘의 총량,
- 최대 0.1(w/w 총 고체)의 마그네슘의 총량 및
- 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 인의 총량
을 포함한다.
예를 들어, 단계 d)로부터 수득된 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물은
- 최대 0.6%(w/w 총 고체)의 칼슘의 총량,
- 최대 0.1(w/w 총 고체)의 마그네슘의 총량 및
- 최대 0.4%(w/w 총 고체)의 인의 총량
을 포함할 수 있다.
단계 d)로부터 수득된 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물은, 예를 들어
- 0.01% 내지 1.0%(w/w 총 고체) 범위의 칼슘의 총량,
- 0.001 내지 0.1(w/w 총 고체) 범위의 마그네슘의 총량 및
- 0.01% 내지 0.6%(w/w 총 고체) 범위의 인의 총량
을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 d)로부터 수득된 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물은
- 0.1% 내지 0.6%(w/w 총 고체) 범위의 칼슘의 총량,
- 0.01 내지 0.1(w/w 총 고체) 범위의 마그네슘의 총량 및
- 0.05% 내지 0.4%(w/w 총 고체) 범위의 인의 총량
을 포함한다.
단계 e)에서, 카제인 공급원, 및 선택적으로 1종 이상의 추가의 성분이 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물에 첨가되어 영양 제품이 수득된다. 또한, 단계 e)는 가공 단계, 예컨대 혼합, 균질화, 증발, 및/또는 열-처리를 포함할 수 있다.
다양한 카제인 공급원이 사용될 수 있다. 본 발명의 일부 구현예에서, 카제인 공급원은 우유, 농축된 우유, 분유, 우유의 UF 투석유물, 우유 단백질 농축물, 베타-카제인 단리물, 미셀라 카제인 단리물, 카제이네이트 또는 이들의 조합 중 하나 이상을 포함한다. 카제인 공급원의 카제인은 예를 들어 탈지유에서 발견되는 미셀라 카제인 및/또는 베타-카제인인 것이 바람직하다.
액체 탈지유 또는 탈지 분유 분말 형태의 탈지유가 특히 바람직하다.
또한, 탈지유의 UF 투석유물이 카제인의 특히 바람직한 공급원이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 단계 e)의 카제인 공급원 및 단계 a)의 우유 공급물 둘 다는 우유의 UF 투석유물이며, 예를 들어 동일한 우유 배치 또는 동일한 범주의 우유, 예컨대 유기농 우유로부터의 것이다.
영양 제품으로 포함될 수 있는 1종 이상의 추가의 성분은 유리하게는 소아용 제품에 통상적으로 사용되는 성분들 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 유아용 조제식 형태의 영양 제품은, 예를 들어 모유 올리고당(HMO), 예컨대 2'-FL 및 LNnT 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 연구는 중추 신경계(CNS) 기능의 개선에서 HMO에 대한 다수의 역할을 보여주었다. 상기 기재된 2'-FL 및 LNnT 중 적어도 1종을 포함하는 것 이외에, 특정 양태에서, 영양 제품은 추가의 시알릴레이트화된 또는 푸코실레이트화된 모유 올리고당(HMO)을 포함한다.
영양 제품에 사용된 임의의 또는 모든 HMO(들)는 인간, 소, 양, 돼지 또는 염소 종을 포함하나, 이에 한정되지 않는 포유동물에 의해 분비된 우유(들)로부터 단리 또는 강화될 수 있다. 또한, HMO는 미생물 발효, 효소 방법, 화학 합성 또는 이들의 조합을 통해 제조될 수 있다.
유아용 조제식에 포함되기에 적합한 시알릴레이트화된 HMO는 예를 들어 올리고당 백본(backbone)에 적어도 1개의 시알산 잔기를 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 시알릴레이트화된 HMO는 2개 이상의 시알산 잔기를 포함한다.
대안적으로 또는 추가로, 영양 제품은 또한 기타 다른 유형의 올리고당, 예컨대 트랜스-갈락토올리고당(GOS), 프룩토스-올리고당(FOS) 및/또는 폴리덱스트로스를 함유할 수 있다.
예를 들어 유아용 조제식 형태의 영양 제품은 또한 1종 이상의 다불포화 지방산(PUFAs), 예컨대 도코사헥사에노산(DHA), 아라키돈산(AA), 에이코사펜타엔산(EPA), 도코사펜타엔산(DPA), 리놀레산, 리놀렌산(알파 리놀렌산) 및 감마-리놀렌산을 포함할 수 있다.
연구는 유아에서 뇌 및 시각 발달의 지원에서 PUFA에 대한 다수의 역할을 보여 주었다. 유아용 조제식에서 DHA 및 AA의 포함이 신경 기능, 예컨대 인지, 학습 및 CNS와 관련된 기억을 개선시킬 수 있다는 것이 본 출원인의 생각이다.
특정 양태에서, PUFAs는 트리글리세리드 형태, 디글리세리드 형태, 모노글리세리드 형태, 인지질 형태 또는 상기한 것 중 하나 이상의 혼합물로서 바람직하게는 트리글리세리드 형태의 유리 지방산으로 제공된다. PUFAs는 오일 공급원, 예컨대 식물성유, 해양 플랑크톤, 진균 오일 및 어유로부터 유도될 수 있다. 특정 양태에서, PUFA는 어유, 예컨대 멘헤이든, 연어, 멸치, 대구, 핼리벗, 참치 또는 청어 오일로부터 유도된다.
예를 들어, 유아용 조제식 형태의 영양 제품은 또한 예를 들어 뉴클레오티드 이노신 모노포스페이트, 시티딘 5'-모노포스페이트, 우리딘 5'-모노포스페이트, 아데노신 5'-모노포스페이트, 구아노신 5'-1-모노포스페이트, 보다 바람직하게는 시티딘 5'-모노포스페이트, 우리딘 5'-모노포스페이트, 아데노신 5'-모노포스페이트 및 구아노신 5'-모노포스페이트를 포함하는 1종 이상의 뉴클레오티드를 포함할 수 있다.
예를 들어, 유아용 조제식 형태의 영양 제품의 탄수화물 농도는 예를 들어 영양 제품의 중량 기준으로 약 10% 내지 약 25%를 포함하는 약 7% 내지 약 30%를 포함하는 약 5% 내지 약 40%(w/w)의 범위일 수 있다. 존재할 경우, 지방 농도는 가장 통상적으로 유아용 조제식의 중량 기준으로 약 2% 내지 약 15%를 포함하고 또한 약 3% 내지 약 10%를 포함하는 약 1% 내지 약 30% 범위이다. 존재할 경우, 단백질 농도는 가장 통상적으로 영양 제품의 중량 기준으로 약 1% 내지 약 15%를 포함하고 또한 약 2% 내지 약 10%를 포함하는 약 0.5% 내지 약 30% 범위이다.
본 발명의 일부 구현예에서, 예를 들어, 유아용 조제식 형태의 영양 제품은 상기 기재된 PUFAs 이외에, 지방의 공급원 또는 공급원들을 포함한다. 본원에서 사용하기 위한 지방의 적합한 공급원은 경구용 유아용 조제식에 사용하기에 적합하고 이러한 조제식의 필수 요소 및 특징과 상용성인 임의의 지방 또는 지방 공급원을 포함한다.
본원에 기재된 영양 제품에 사용하기에 적합한 지방 또는 그의 공급원의 추가의 비제한적인 예는 코코넛 오일, 분별된 코코넛 오일, 대두유, 옥수수유, 올리브유, 홍화유, 고 올레산 홍화유, 올레산(에머솔(EMERSOL) 6313 올레산, 말레이시아 소재 코그니스 올레오케미칼즈(Cognis Oleochemicals)), MCT 오일(중간 사슬 트리글리세리드), 해바라기유, 고 올레산 해바라기유, 팜유 및 팜 커넬유, 팜 올레인, 카놀라유, 수산유지, 어유, 진균 오일, 해조유, 면실유 및 이들의 조합을 포함한다.
영양 제품은 유청 단백질 및 카제인 이외에, 또한 기타 다른 유형의 단백질을 함유할 수 있다. 예를 들어, 유아용 조제식 형태의 영양 제품에 사용하기에 적합한 단백질 또는 그의 공급원의 비제한적인 예는 임의의 공지된 또는 다른 적합한 공급원, 예컨대 동물(예를 들어, 육류, 어류), 곡류(예를 들어, 쌀, 옥수수), 식물(예를 들어, 대두) 또는 이들의 조합으로부터 유도될 수 있는 가수분해된, 부분적으로 가수분해된 또는 비-가수분해된 단백질 또는 단백질 공급원을 포함한다. 이러한 단백질의 비제한적인 예는 광범위하게 가수분해된 카제인, 대두 단백질 단리물 및 대두 단백질 농축물을 포함한다.
영양 제품은, 예를 들어 가수분해된 단백질, 즉 단백질 가수분해물을 함유할 수 있다. 이러한 맥락에서, 용어 "가수분해된 단백질" 또는 "단백질 가수분해물"은 본원에서 상호 교환가능하게 사용되며, 가수분해의 정도가 가장 흔하게는 약 20% 내지 약 80%를 포함하고 또한 약 30%) 내지 약 80%), 보다 더 바람직하게는 약 40% 초과 내지 약 60% 초과를 포함하는 적어도 약 20%인 광범위하게 가수분해된 단백질을 포함한다. 가수분해의 정도는 펩티드 결합이 가수분해 방법에 의해 파괴되는 정도이다. 이러한 구현예의 광범위하게 가수분해된 단백질 성분을 특성화하기 위한 목적을 위한 단백질 가수분해의 정도는 선택된 액체 조제식의 단백질 성분의 아미노 질소 대 총 질소 비(AN/TN)를 정량화함으로써 조제식 분야의 당업자에 의해 용이하게 측정된다. 아미노 질소 성분은 아미노 질소 함량을 측정하기 위한 USP 적정법에 의해 정량화되는 한편, 총 질소 성분은 테카토르 켈달법(Tecator Kjeldahl method)에 의해 측정되며, 상기 방법 모두는 분석 화학 분야의 당업자에게 널리 공지된 방법이다.
적합한 가수분해된 단백질은 대두 단백질 가수분해물, 카제인 단백질 가수분해물, 유장 단백질 가수분해물, 쌀 단백질 가수분해물, 감자 단백질 가수분해물, 어류 단백질 가수분해물, 난백 가수분해물, 젤라틴 단백질 가수분해물, 동물 및 식물 단백질 가수분해물의 조합, 및 이들의 조합을 포함한다. 특히 바람직한 단백질 가수분해물은 유장 단백질 가수분해물 및 가수분해된 나트륨 카제이네이트를 포함한다.
영양 제품은 우유 당류 이외에, 추가의 탄수화물을 함유할 수 있다. 적합한 탄수화물 또는 그의 공급원의 비제한적인 예는 말토덱스트린, 가수분해된 또는 변성 전분 또는 콘스타치, 글루코스 중합체, 옥수수 시럽, 옥수수 시럽 고형물, 쌀-유래 탄수화물, 완두콩-유래 탄수화물, 감자-유래 탄수화물, 타피오카, 수크로스, 프룩토스, 락토스, 고 프룩토스 옥수수 시럽, 꿀, 당 알코올(예를 들어, 말티톨, 에리트리톨, 소르비톨), 인공 감미료(예를 들어, 수크랄로스, 아세설팜 칼륨, 스테비아) 및 이들의 조합을 포함한다. 특히 바람직한 탄수화물은 낮은 덱스트로스 당량 (DE) 말토덱스트린이다.
카제인 공급원은 통상적으로 영양 제품에서 카제인과 유청 단백질 사이에 목적하는 중량비를 수득하기에 충분한 양으로 탈염된 우유 당류-함유 유청 제품에 첨가된다. 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 우유 당류-함유 유청 제품 및 카제인 공급원은 1 내지 9, 바람직하게는 1 내지 3, 및 보다 더 바람직하게는 1.2 내지 1.9 범위, 예컨대 약 1.5의 유청 단백질과 카제인 사이의 중량비를 수득하도록 혼합된다.
본 발명의 맥락에서, 두 성분 A와 B 사이의 중량비는 성분 A의 중량을 성분 B의 중량으로 나눔으로써 결정된다. 따라서, 조성물이 9%(w/w)의 A 및 6%(w/w)의 B를 함유할 경우, 중량비는 9%/6%=1.5일 것이다.
본 발명의 일부 구현예에서, 단계 a)에서 수득된 UF 우유 투과물로부터 정제된 우유 당류(예를 들어, 락토스)의 적어도 일부가 단계 e) 동안 성분으로서 첨가된다.
본 발명의 일부 구현예에서, 영양 제품의 우유 당류(예를 들어, 락토스)는 우유 공급물과 동일한 우유 공급원, 즉 우유 배치로부터의 것이다.
본 발명의 일부 구현예에서, 영양 제품의 단백질은 우유 공급물과 동일한 우유 공급원으로부터의 것이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품의 단백질 및 우유 당류는 유기농 성분에 의해 제공된다. 바람직하게는, 영양 제품은 유기농 제품이다.
영양 제품이 액체 제품으로서 시판 또는 사용되도록 의도될 경우, 영양 제품에 15초 동안 적어도 72℃에 상당하는 F0 값을 갖거나, 더 우수하게는 4초 동안 적어도 142℃에 상당하는 F0 값을 갖는 열 처리를 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 열 처리는, 예를 들어 액체 영양 제품을 살균하는 UHT 처리일 수 있다.
영양 제품의 pH는 바람직하게는 6 내지 7 범위 및 보다 더 바람직하게는 6.0 내지 7.0 범위, 예컨대 6.2 내지 7.0 범위이다.
영양 제품의 pH는 제품을 90 g의 탈염수 중 약 10 g의 고체에 상응하는 고체 함량으로 표준화하고, 25℃에서 pH를 측정함으로써 측정된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 방법은 또한 단계 e)로부터 수득된 영양 제품을 액체 형태에서 분말 형태로 전환시키는 단계 f)를 함유한다. 임의의 유용한 분말 전환 방법, 예를 들어 분무-건조 또는 동결 건조가 사용될 수 있다. 적합한 방법 및 실행에 대한 상세한 설명은, 예를 들어 문헌[Westergaard, Milk Powder Technology - evaporation and spray drying, 5th edition, 2010, Gea Niro, Copenhagen]에서 알 수 있다.
또한, 액체, 농축 또는 분말 형태의 영양 제품이 포장되는 것이 바람직하다. 포장은, 예를 들어 무균 또는 살균 조건하에 수행될 수 있고, 예를 들어 영양 제품을 살균 용기에 충전 및 밀봉시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명자들은 또한 무기물-감소된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 제조하기 위한 상기 단계 a) 내지 d)를 사용하는 방법을 중단시키는 것이 유리할 수 있다는 것을 발견하였다. 이러한 유청 단백질 생성물은 예를 들어 유아용 조제식 제품의 제조를 위한 관심 성분이며, 본 발명을 사용하여 효율적으로 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 양태는
i) 우유 공급물을 제공하는 단계,
ii) 우유 공급물을 미세여과(MF) 또는 미세여과/투석여과하여 MF 투석유물 및 MF 투과물을 제공하는 단계,
iii) MF 투과물을 나노여과(NF) 또는 나노여과/투석여과(NF/DIA)하여 NF 투석유물 및 NF 투과물을 수득하는 단계,
iv) NF 투석유물에서 무기 다가 이온을 감소시켜 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 수득하는 단계, 및
v) 선택적으로 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 건조시키는 단계
를 포함하는, 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 제조 방법에 관한 것이다.
단계 i)는 단계 a)와 동일하며, 단계 a)의 맥락에서 언급된 모든 특징은 또한 단계 i)에 적용된다.
단계 ii)는 단계 b)와 동일하며, 단계 b)의 맥락에서 언급된 모든 특징은 또한 단계 ii)에 적용된다.
단계 iii)은 단계 c)와 동일하며, 단계 c)의 맥락에서 언급된 모든 특징은 또한 단계 iii)에 적용된다.
단계 iv)는 단계 d)와 동일하며, 단계 d)의 맥락에서 언급된 모든 특징은 또한 단계 iv)에 적용된다.
방법 단계 i) 내지 iv)의 도식적인 예가 도 2에 예시되어 있다. 여기서, 우유 공급물을 미세여과하여 주로 유청 단백질, 우유 당류, 물 및 무기물을 함유하는 투과물(P) 및 주로 카제인 미셀, 물 및 추가로 소량의 유청 단백질, 우유 당류 및 무기물을 함유하는 투석유물(R)을 생성한다. 투과물을 나노여과하여 1가 이온 및 물을 함유하는 NF 투과물(P) 및 유청 단백질, 우유 당류, 물 및 잔류 무기물을 함유하는 NF 투석유물(R)을 제공한다. NF 투석유물에서 예를 들어 무기물 침전에 의해 다가 무기 이온의 양을 감소시키고, 무기물-함유 침전물 및 무기물-감소된 우유 당류-함유 유청 단백질을 제공한다. 이 예에서, 우유 당류는 주로 락토스를 함유한다. 무기물-감소된 우유 당류-함유 유청 단백질은 액체 성분 그대로 사용되거나, 예를 들어 분무-건조에 의해 분말로 전환될 수 있다.
따라서, 방법은 또한 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 건조시키고, 이로써 그것을 분말로 전환시키는 단계 v)를 함유할 수 있다. 임의의 유용한 분말 전환 방법, 예를 들어 분무-건조 또는 동결 건조가 사용될 수 있다. 적합한 방법 및 실행에 대한 상세한 설명은 예를 들어 문헌[Westergaard, Milk Powder Technology - evaporation and spray drying, 5th edition, 2010, Gea Niro, Copenhagen]에서 알 수 있다.
또한, 통상적으로 분말 형태의 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 포장하는 것이 바람직하다. 포장은, 예를 들어 무균 또는 살균 조건하에 수행될 수 있고, 예를 들어 영양 제품을 살균 용기로 충전 및 밀봉시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명자들은 상기 기재된 무기물 침전이 또한 상기 단계 a) 내지 c)에 의해 제공된 것 이외의 기타 다른 유형의 우유 단백질 용액, 특히 기타 다른 유형의 유청 단백질 용액 또는 유장 단백질 용액에 대해 사용될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명의 또 다른 양태는
1) 유청 단백질 또는 유장 단백질, 및 바람직하게는 또한 우유 당류를 함유하는 액체 단백질 공급원을 제공하는 단계,
2) 액체 단백질 공급원에서 무기 다가 이온을 감소시키며, 여기서 감소는 액체 단백질 공급원을 적어도 6의 pH로 조정하고, 액체 단백질 공급원을 적어도 30℃의 온도까지 가열하고, 생성된 침전물을 NF 투석유물로부터 분리시켜 유청 단백질 생성물 또는 유장 단백질 제품을 수득하는 것을 포함하는 단계,
3) 선택적으로, 유청 단백질 생성물 또는 유장 단백질 제품을 건조시키는 단계
를 포함하는, 탈염된 유청 단백질 생성물 또는 유장 단백질 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
단계 2)는 단계 d)와 동일하며, 단계 d)의 맥락에서 언급된 모든 특징은 또한 단계 2)에 적용되며, 유일한 차이점은 NF 투석유물이 아닌 액체 단백질 공급원에서 무기 다가 이온을 감소시킨다는 점이다.
본 발명의 일부 구현예에서, 액체 단백질 공급원은 1% 내지 15%(w/w)의 범위로 유청 단백질 및 유장 단백질의 총량을 포함한다. 바람직하게는, 액체 단백질 공급원은 2% 내지 10%(w/w)의 범위로 유청 단백질 및 유장 단백질의 총량을 포함한다. 보다 더 바람직하게는, 액체 단백질 공급원은 3% 내지 8% 범위로 유청 단백질 및 유장 단백질의 총량을 포함한다.
액체 단백질 공급원은 바람직하게는 5%(w/w 총 단백질) 미만의 카제인을 함유하고, 바람직하게는 실질적으로 카제인을 함유하지 않으며, 이 경우 그것은 최대 1%의 카제인(w/w 총 단백질)을 함유한다.
본 발명의 추가의 양태는
- 20% 내지 90%(w/w TS)의 탄수화물,
- 5% 내지 40%(w/w TS)의 단백질,
- 0% 내지 40%(w/w TS)의 지질, 및
- 총 단백질에 대해 적어도 15%(w/w)의 유장 단백질 및
- 최대 1%(w/w TS)의 시트레이트
를 포함하는, 예를 들어 본원에 기재된 방법에 의해 수득가능한 영양 제품에 관한 것이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 소아 영양에 적합하다.
영양 제품은 바람직하게는 적어도 1종의 단백질 반추 동물 우유 단백질을 포함한다. 바람직하게는 적어도 영양 제품의 유장 단백질은 반추 동물 유장 단백질 및 바람직하게는 소 유장 단백질이다. 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품의 단백질은 소 기원이며, 바람직하게는 소 우유로부터 유래된다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 유아용 조제식, 후속 조제식 또는 성장 조제식과 같은 영양 제품이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 유아용 조제식이다.
바람직하게는, 영양 제품은
- 35% 내지 70%(w/w TS)의 탄수화물
- 5% 내지 15%(w/w TS)의 단백질,
- 20% 내지 40%의 지질(w/w TS),
- 총 단백질에 대해 30% 내지 70%(w/w)의 유장 단백질 및
- 총 단백질에 대해 30% 내지 70%(w/w)의 카제인
을 포함하는 유아용 조제식이다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "유아용 조제식"은 0개월 내지 6개월의 유아를 위한 영양적으로 완전한 식품에 관한 것이며, 식품은 문헌[US Code of Federal Regulations, Title 21, CHAPTER I, SUBCHAPTER B, PART 107 (INFANT FORMULA), Subpart D (Nutrient Requirements);Sec. 107.100 Nutrient specifications as in force on 1 April 2015]을 준수한다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 예를 들어, 유아용 조제식 형태의 영양 제품은 단백질, 우유 당류 및 지방 및 무기물을 함유하며,
· 40% 내지 55%(w/w 총 고체) 범위의 탄수화물의 총량,
· 9%% 내지 14%%(w/w 총 고체) 범위의 단백질의 총량,
· 40%% 내지 55%%(w/w 총 고체) 범위의 우유 당류의 총량,
· 50:50 내지 70:30 범위, 바람직하게는 55:45 내지 65:45 범위, 및 보다 더 바람직하게는 약 60:40의 유청 단백질과 카제인 사이의 중량비,
· 최대 0.7%(w/w 총 고체)의 칼슘의 총량,
· 최대 0.1%(w/w 총 고체)의 마그네슘의 총량,
· 최대 0.5%(w/w 총 고체)의 인의 총량,
· 최대 0.3%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
· 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량 및
· 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
을 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 통상적으로 영양적으로 완전한 유아용 조제식을 제공하는데 필요한 일부 성분이 부족한, 유아용 조제식 베이스로도 칭해지는 유아용 조제식 성분이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품은
- 총 단백질에 대해 30% 내지 70%(w/w)의 유장 단백질 및
- 총 단백질에 대해 30% 내지 70%(w/w)의 카제인
을 포함하는 유아용 조제식 베이스 제품이다.
바람직하게는, 유아용 조제식 베이스는
- 35% 내지 70%(w/w TS)의 우유 당류,
- 5% 내지 15%(w/w TS)의 단백질,
- 20% 내지 40%의 지질(w/w TS),
- 총 단백질에 대해 30% 내지 70%(w/w)의 유청 단백질 및
- 총 단백질에 대해 30% 내지 70%(w/w)의 카제인
을 포함한다.
보다 더 바람직하게는, 유아용 조제식 베이스는
- 35% 내지 70%(w/w TS)의 우유 당류
- 5% 내지 15%(w/w TS)의 단백질,
- 20% 내지 40%의 지질(w/w TS),
- 총 단백질에 대해 50% 내지 70%(w/w)의 유청 단백질 및
- 총 단백질에 대해 30% 내지 50%(w/w)의 카제인
을 포함한다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "유아용 조제식 베이스"는 적어도 유아용 조제식에 필요한 단백질, 탄수화물 및 선택적으로 또한 지질을 함유하는 성분에 관한 것이지만, 이것은 영양적으로 완전하지 않으며, 이는 문헌[US Code of Federal Regulations, Title 21, CHAPTER I, SUBCHAPTER B, PART 107 (INFANT FORMULA), Subpart D (Nutrient Requirements);Sec. 107.100 Nutrient specifications as in force on 1 April 2015]에 따라 요구되는 미량 영양소의 적어도 일부가 부족하다는 것을 의미한다.
바람직하게는, 유아용 조제식 베이스는 단지 우유 고체, 즉 단지 우유로부터 유래된 고체만을 함유한다.
본 발명의 일부 구현예에서, 영양 제품은 후속 조제식 또는 성장 조제식이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품은
- 20% 내지 90%(w/w TS)의 우유 당류,
- 5% 내지 40%(w/w TS)의 단백질,
- 0% 내지 10%의 지질(w/w TS),
- 총 단백질에 대해 적어도 60%(w/w)의 유장 단백질 및
- 총 단백질에 대해 최대 40%의 카제인(바람직하게는 그의 적어도 50%(w/w)는 베타-카제인임)
을 포함하는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물은
- 20% 내지 90%(w/w TS)의 우유 당류,
- 5% 내지 40%(w/w TS)의 단백질,
- 0% 내지 10%의 지질(w/w TS),
- 총 단백질에 대해 적어도 70%(w/w)의 유장 단백질 및
- 총 단백질에 대해 최대 30%의 카제인
을 포함한다.
대안적으로, 또한 바람직하게는, 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물은
- 20% 내지 90%(w/w TS)의 우유 당류,
- 5% 내지 40%(w/w TS)의 단백질,
- 0% 내지 10%의 지질(w/w TS),
- 총 단백질에 대해 60% 내지 80%(w/w)의 유장 단백질 및
- 총 단백질에 대해 20% 내지 40%(w/w)의 카제인(그의 적어도 50%(w/w)는 베타-카제인임)
을 포함할 수 있다.
탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물은, 예를 들어
- 20% 내지 80%(w/w TS)의 우유 당류,
- 10% 내지 30%(w/w TS)의 단백질,
- 0% 내지 10%의 지질(w/w TS),
- 총 단백질에 대해 적어도 90%(w/w)의 유장 단백질 및
- 총 단백질에 대해 최대 10%의 카제인
을 포함할 수 있다.
예를 들어, 영양 제품은
· 65% 내지 85% 범위의 락토스의 총량,
· 10% 내지 25% 범위의 유청 및 유장 단백질의 총량,
· 적어도 95:5의 유청 단백질과 미셀라 카제인 사이의 중량비,
· 최대 1.0%(w/w 총 고체)의 칼슘의 총량,
· 최대 0.1%(w/w 총 고체)의 마그네슘의 총량,
· 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 인의 총량,
· 최대 0.4%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
· 최대 1.3%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량 및
· 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
을 포함하는, 예를 들어 본원에 정의된 방법에 의해 수득될 수 있는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물일 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 성분의 백분율은 달리 명시되지 않는다면 문제의 조성물의 총 중량에 대한 성분의 중량 백분율이다.
영양 조성물의 탄수화물은 임의의 영양적으로 유용한 탄수화물로부터 선택될 수 있고, 단당류, 이당류, 올리고당 및/또는 다당류 모두를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 특히 바람직한 구현예에서, 영양 조성물 및 특히 유아용 조제식 베이스 및/또는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 탄수화물은 탄수화물의 총량에 대해 적어도 80%(w/w)의 우유 당류, 바람직하게는 탄수화물의 총량에 대해 적어도 90%(w/w)의 우유 당류, 및 보다 더 바람직하게는 탄수화물의 총량에 대해 적어도 95%(w/w)의 우유 당류를 포함한다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 탄수화물은 우유 당류 및 시알릴락토스로 구성되며, 단지 미량의 기타 다른 소 우유 올리고당을 함유한다.
우유 당류는 통상적으로 상당량의 가소화 우유 당류, 즉 락토스, 글루코스 및 갈락토스 전부를 함유한다. 본 발명의 일부 특히 바람직한 구현예에서, 영양 조성물 및 특히 유아용 조제식 베이스 및/또는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 탄수화물은 탄수화물의 총량에 대해 적어도 80%(w/w)의 가소화 우유 당류, 바람직하게는 탄수화물의 총량에 대해 적어도 90%(w/w)의 가소화 우유 당류, 및 보다 더 바람직하게는 탄수화물의 총량에 대해 적어도 95%(w/w)의 가소화 우유 당류를 포함한다.
락토스는 특히 바람직한 유형의 우유 당류이고, 본 발명의 일부 구현예에서, 영양 조성물 및 특히 유아용 조제식 베이스 및/또는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 탄수화물은 탄수화물의 총량에 대해 적어도 50%(w/w)의 락토스, 바람직하게는 탄수화물의 총량에 대해 적어도 80%(w/w)의 락토스, 및 보다 더 바람직하게는 탄수화물의 총량에 대해 적어도 95%(w/w)의 락토스를 포함한다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 조성물은 탄수화물의 총량에 대해 적어도 0.01%(w/w)의 양으로 시알릴락토스를 포함한다. 바람직하게는, 영양 제품은 탄수화물의 총량에 대해 적어도 0.02%(w/w), 보다 바람직하게는 적어도 0.03, 및 보다 더 바람직하게는 적어도 0.06%(w/w)의 양으로 시알릴락토스를 포함한다.
시알릴락토스의 양은 3'-시알릴락토스 및 6'-시알릴락토스의 합으로서 측정되며, 문헌[Lee at al, J Dairy Sci. 2015 November; 98(11): 7644-7649]에 따라 측정된다. 시험되는 샘플이 단백질 및/또는 지방을 포함할 경우, 이것은 샘플(또는 그의 용액)을 약 3 kDa의 공칭 분자량 컷오프를 갖는 원심 필터(예를 들어, 아미콘(Amicon) 울트라-0.5 원심 필터 3K; 머크(Merck) KGaA)에서 여과하고, 투과물을 분석함으로써 제거될 수 있다.
고 함량의 시알릴락토스가 보다 더 바람직하다. 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 조성물은 탄수화물의 총량에 대해 적어도 0.10%(w/w)의 양으로 시알릴락토스를 포함한다. 바람직하게는, 영양 제품은 탄수화물의 총량에 대해 적어도 0.15%(w/w), 보다 바람직하게는 적어도 0.2%(w/w), 및 보다 더 바람직하게는 적어도 0.3%(w/w)의 양으로 시알릴락토스를 포함한다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 예를 들어 영양 조성물이 추가의 시알릴락토스로 보충되지 않을 경우, 영양 조성물은 탄수화물의 총량에 대해 0.01% 내지 0.5%(w/w) 범위의 양으로 시알릴락토스를 포함한다. 바람직하게는, 영양 제품은 탄수화물의 총량에 대해 0.02% 내지 0.4%(w/w) 범위, 보다 바람직하게는 0.03% 내지 0.3%(w/w) 범위, 및 보다 더 바람직하게는 0.05% 내지 0.3%(w/w) 범위의 양으로 시알릴락토스를 포함한다.
이것은 영양 제품이 유아용 조제식 베이스 또는 유청 단백질일 때 특히 유리한데, 이는 소 우유의 시알릴락토스의 고유 함량을 사용하면 인간 모유의 시알릴락토스의 농도에 도달하기 위하여 유아용 조제식에 첨가될 필요가 있는 추가의 시알릴락토스의 양을 감소시키기 때문이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품, 예를 들어 유아용 조제식, 유아용 조제식 베이스 또는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 카제인의 적어도 50%(w/w)는 베타-카제인이고, 카제인의 바람직하게는 적어도 60%(w/w), 보다 바람직하게는 적어도 70%(w/w), 보다 더 바람직하게는 적어도 80%(w/w), 및 가장 바람직하게는 적어도 90%(w/w)는 베타-카제인이다. 이러한 구현예는 고 함량의 베타-카제인이 영양 제품의 단백질 조성을 모유의 단백질 조성에 더 근접하게 만들기 때문에 특히 바람직하다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 다음:
- 최대 0.7%(w/w 총 고체)의 칼슘의 총량,
- 최대 0.1%(w/w 총 고체)의 마그네슘의 총량,
- 최대 0.5%(w/w 총 고체)의 인의 총량,
- 최대 0.3%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
- 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량 및
- 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
중 하나 이상을 포함한다.
바람직하게는, 영양 제품은
- 최대 0.7%(w/w 총 고체)의 칼슘의 총량,
- 최대 0.1%(w/w 총 고체)의 마그네슘의 총량,
- 최대 0.5%(w/w 총 고체)의 인의 총량,
- 최대 0.3%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
- 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량 및
- 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
을 포함한다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품, 예를 들어 유아용 조제식 베이스 또는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물은 최대 0.8%(w/w TS), 바람직하게는 최대 0.6%(w/w TS), 및 보다 더 바람직하게는 최대 0.4%(w/w TS)의 시트레이트의 양을 포함한다. 훨씬 더 낮은 함량의 시트레이트가 바람직할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 영양 제품은 최대 0.3%(w/w TS), 바람직하게는 최대 0.2%(w/w TS), 및 보다 더 바람직하게는 최대 0.1%(w/w TS)의 시트레이트의 양을 포함한다.
영양 제품은, 예를 들어 최대 0.06, 바람직하게는 최대 0.04, 보다 바람직하게는 최대 0.02, 및 보다 더 바람직하게는 최대 0.01의 시트레이트와 총 단백질 사이의 중량비를 가질 수 있다.
본 발명자들은 단계 d) 동안 일어날 수 있는 무기물 침전 동안 형성된 침전물이 우유 무기물 공급원, 및 예를 들어 우유 공급물이 유기농일 경우 유기농 우유 무기물 공급원으로서 사용될 수 있다는 징후를 보았다.
따라서, 본 발명의 또 다른 양태는 본원에 기재된 방법에 의해 수득될 수 있는 우유 무기물 생성물에 관한 것이다. 보다 특히, 우유 무기물 생성물은 무기물 침전물의 건조 물질을 포함하거나, 심지어 이것으로 이루어지고, 최대 10%(w/w)의 물을 함유하는 분말 형태 또는 적어도 11%(w/w)의 물을 함유하는 습윤 슬러지 형태로 존재할 수 있다.
또한 한 양태는
- 본원에 정의된 바와 같은 유아용 조제식 베이스 및/또는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 제공하는 단계,
- 유아용 조제식 베이스 및/또는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 1종 이상의 추가의 성분(들)과 조합하는 단계,
- 유아용 조제식 베이스 및/또는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물과 1종 이상의 추가의 성분(들)의 조합물을 가공하여 영양 제품, 예를 들어 유아용 조제식을 수득하는 단계
를 포함하는 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식의 제조 방법에 관한 것이다.
영양 제품, 예컨대 유아용 조제식의 제조를 위해 사용되는 추가의 성분(들)은 예를 들어 문헌[US Code of Federal Regulations, Title 21, CHAPTER I, SUBCHAPTER B, PART 107 (INFANT FORMULA), Subpart D (Nutrient Requirements);Sec. 107.100 Nutrient specifications as in force on 1 April 2015]에 언급된 1종 이상의 영양소일 수 있다. 예를 들어, 추가의 성분은 실시예 9의 표 8에 언급된 영양소로부터 선택될 수 있다.
조합물을 가공하는 단계는 통상적으로 다음의 단계: 혼합, 균질화, 가열, 건조 및/또는 포장 중 하나 이상을 포함한다.
또한 본 발명의 한 양태는 유청을 탈염하기 위한 전기 투석의 용도에 관한 것이며, 여기서 유청은 선택적으로 나노여과에 의해 농축된 것이고, 전기 투석은 적어도 0.01의 시트레이트의 투과선택성 계수를 갖는 음이온 교환 막을 사용한다.
본 발명은 상기에 특정 구현예를 참조로 기재되었다. 그러나, 상기 기재된 것과 다른 구현예가 본 발명의 범위내에서 동등하게 가능하다. 본 발명의 다양한 구현예 및 양태의 여러 가지 특성 및 단계는 달리 언급되지 않는다면 본원에 기재된 것과 다른 방식으로 조합될 수 있다.
도 1은 카제인-함유 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식의 제조를 위한 본 발명의 방법의 변법을 나타낸다.
도 2는 예를 들어 유아용 조제식의 제조에 적합한 카제인-무함유 유청 단백질 성분의 제조를 위한 본 발명의 방법의 또 다른 변법을 나타낸다.
실시예
실시예 1.1: 우유 당류의 정량화
영양 제품 중 우유 당류를 정량화하기 위해서 다음의 방법이 사용되었다.
분석될 영양 제품의 샘플 10 g을 탈염수의 첨가에 의해(또는 저압 증발에 의해) 약 10%(w/w)의 고체 함량으로 조정하고, 조정된 샘플의 서브-샘플 2 g을 취하였다.
카레즈(Carrez) 시약 1 및 2를 모든 고체의 응집을 야기하기에 충분한 양으로 서브-샘플에 첨가하였다. 후속 2상 혼합물을 표준 필터 페이퍼를 사용하여 여과하고, 1회용 PTFE 시린지 마이크로-필터(0.45 미크론의 공극 크기)를 사용하여 한번 더 여과하였다. 이 때, 투명한 용액을 가열(10분 동안 90℃)하여 임의의 잔류 단백질을 변성시키고, 용액을 1회용 PFVD 시린지 마이크로-필터(0.1 미크론의 공극 크기)를 사용하여 여과하였다. 이어서, 당류의 최종 투명한 용액을 HPLC 바이알에 넣고, 분석하였다.
사용된 HPLC 방법은 다음과 같았다:
시스템: 애질런트(Agilent)
컬럼 애질런트 하이플렉스(HiPlex) Na 중합체 이온 교환 컬럼
용리액: 밀리큐(MilliQ) 물
컬럼: 온도: 85℃
유속: 0.2 mL/분
압력: 21bar(이 컬럼에 대해 최대 25)
검출기: 35℃에서 RID
글루코스, 갈락토스, 이당류(락토스 및 DP2 갈락토올리고당 포함), 삼당류 (DP3 갈락토올리고당) 및 사당류(DP4 갈락토올리고당)의 정량화는 피크 면적을 기초로 하였다. 또한, 모든 당류에 대한 반응 인자를 계산하였다. 글루코스, 갈락토스, 락토스(DP2), GOS 삼당류(4-갈락토실락토스) 및 GOS 사당류(말토테트라오스 - DP4 GOS에 대한 모델로서 사용됨)의 분석 표준물을 사용하여 상기한 당류의 보유 시간 및 상응하는 반응 인자를 측정하였다. 이러한 표준물은 예를 들어 카르보신트 (Carbosynth)(영국) 또는 덱스트라 래버러터리즈 엘티디(Dextra Laboratories Ltd)(영국)로부터 얻을 수 있다.
락토스의 양은 문헌[COULIER et al, J. Agric. Food Chem. 2009, 57, 8488-8495]에 따라 측정되었다.
분석으로부터 수득된 결과는 영양 제품의 샘플의 분석된 질량과 연관성이 있으며, 글루코스, 갈락토스, 락토스, 이당류(락토스 포함), 삼당류 및 사당류의 농도는 영양 제품의 총 중량에 대한 당류의 유형의 중량%로서 제공되었다.
실시예 1.2: 막 특성화: 시트레이트의 투과선택성 계수의 측정
음이온 교환 막의 시트레이트의 투과선택성 계수를 다나까 2015(Ion exchange membranes Fundamentals and Applications; 2nd edition,Elsevier, 2015, ISBN: 978-0-444-63319-4, pages 41-43)에 따라 측정하였다.
측정을 위한 참고 음이온은 클로라이드이고, 시험을 위해 사용된 전해질 용액은 탈염수에 염을 용해시킴으로써 제조된 0.5 M 나트륨 시트레이트 및 0.5 M 나트륨 클로라이드의 수용액이었다.
공정 동안 액체의 온도는 25℃로 설정되었다.
음이온 교환 막의 시트레이트의 투과선택성 계수는 다음과 같이 결정되었다:
Figure pct00001
여기서,
Figure pct00002
는 다나까 2015에 기재된 리저브 탱크(reserve tank)의 전해질의 시트레이트와 클로라이드의 농도의 비이고,
Figure pct00003
는 농축된 용액의 전해질 용액이 일정해졌을 때 농축물 용액의 시트레이트와 클로라이드의 농도의 비이다.
실시예 1.3: 시트레이트 농도의 측정
다음의 키트 성분을 함유하는 시험 키트 "엔지플러스(Enzyplus) EZA 785+, 시트르산"(이탈리아 소재 바이오콘트롤(Biocontrol))을 사용하여 시트레이트의 농도를 측정하였다:
R1: (냉동건조됨) 글리실글리신 완충제, ZnCl2, NADH, L-MDH, L-LDH, 방부제로서 나트륨 아지드(0.1%). 재구성됨.
R2: (분말) 시트레이트 리아제(13 U). 재구성됨.
R3: (1 mL) 시트르산 표준 용액(0.30 g/L). 사용할 준비가 됨.
방법은 시트레이트의 측정을 위하여 UV 흡수를 사용하였다.
시트레이트의 양은 원래 샘플의 총 중량에 대한 중량%로 제공되었다.
분석 원리:
시트레이트는 효소 시트레이트 리아제(CL)에 의해 촉매화된 다음의 반응에서 옥살로아세테이트 및 아세테이트로 전환되었다. 반응 (1)을 참조한다:
(1) 시트레이트 + CL => 옥살로아세테이트 + 아세테이트 + CL
효소 L-말레이트 데히드로게나제(L-MDH) 및 L-아세테이트 데히드로게나제(L-LDH)는 니코틴아미드-아데닌 디뉴클레오티드(NADH)의 환원에 의해 옥살로아세테이트 및 그의 탈카르복실화 유도체 피루베이트를 L-말레이트 및 L-락테이트로 환원시켰다. 반응 (2, 3)을 참조한다:
(2) 옥살로아세테이트 + NADH + H+ + L-LDH -> L-말레이트 + NAD+
(3) 피루베이트 + NADH + H+ L-MDH -> L-락테이트 + NAD+
반응 (2) 또는 (3)으로부터 산화된 NADH의 양은 화학량론적으로 초기 샘플 중 시트레이트의 양에 상응한다. NADH의 농도는 파장 340 nm에서 그의 흡광도에 의해 측정된다.
샘플 전처리:
시험되는 분말 1 g을 150 mL 비이커로 옮겼다. 그램 단위의 분말 샘플의 정확한 중량(m원래 샘플)은 4자릿수로 표시되었다. 샘플이 액체 샘플일 경우, 총 고체 1 g에 상응하는 샘플 부피를 사용하고, 총 고체의 정확한 양을 m원래 샘플로 나타내었다.
1 M 과염소산 20 mL를 첨가하고, 샘플 및 혼합물을 적당한 교반하에 5분 동안 두었다.
초순수 40 mL를 첨가하고, pH를 2 M KOH-용액에 의해 10.0으로 조정하였다. 이어서, 혼합물을 100 mL 메스플라스크(volumetric flask)로 옮기고, 비이커를 초순수로 세척하고, 초순수를 메스플라스크에 첨가하여 100 mL의 액체 부피에 도달하게 하였다. 지방층이 형성될 경우, 지방층은 메스플라스크의 100 mL 눈금 위에 존재하여야 한다. 메스플라스크를 밀폐시키고, 진탕하여 메스플라스크의 내용물을 철저하게 혼합하였다.
메스플라스크를 냉동하에 20분 동안 두어 지방 상이 잔류 액체로부터 분리되게 한 후, 혼합물을 여과하였다. 필터를 통과한 액체의 초기 mL를 폐기하였지만, 나머지 여과액은 후속 분석을 위하여 수집되었으며, 희석된 샘플로 칭하였다.
효소 반응 및 흡광도 측정:
효소 반응 및 흡광도 측정을 하기 표에 따라 수행하였다. 표에서 용어 "샘플"은 "희석된 샘플"을 칭하는 것임을 유의한다:
Figure pct00004
계산:
블랭크 및 샘플 둘 다에 대한 흡광도 차(A1-A2)를 측정하였다. 샘플의 흡광도 차로부터 블랭크의 흡광도 차를 빼서 △A시트르산을 얻었다.
△A시트르산= (A1-A2)샘플 또는 표준물 - (A1-A2)블랭크
△A시트르산의 값은 충분히 정확한 결과를 달성하도록 일반적으로 적어도 0.100 흡광도 단위이어야 한다.
희석된 샘플의 시트레이트의 농도, C희석된 샘플은 다음과 같이 계산될 수 있다:
C 희석된 샘플 = ((V * MW)/(ε * d * v* 1000)) * △A 시트르산 [g/L]
상기 식에서:
V= 최종 부피(mL)[3.02 mL]
v= 희석된 샘플의 부피(mL)[0.02 mL]
MW= 시트르산의 분자량[192.10 g/mol]
ε = 340 nm에서 NADPH의 소광 계수 = 6.3[lХmmol-1Хcm-1]
d= 광 경로(cm)[1 cm]
희석된 샘플의 시트레이트의 농도는 다음을 따랐다:
C희석된 샘플 = (3.02Х192.10)/(6.3Х1Х0.2Х1000)) Х △A시트르산 [g/L] = 0.4604 Х △A시트르산 [g/L]
원래 샘플의 시트레이트의 농도(% w/w), C원래 샘플은 다음의 식에 의해 결정되었다:
C원래 샘플 [% w/w] = (0.46 Х△A시트르산)/m원래 샘플)
시트레이트의 측정은 항상 2회 수행되었다.
실시예 1.5: 단백질의 총량의 측정
샘플의 총 단백질 함량(진성 단백질)은
1) ISO 8968-1/2|IDF 020-1/2- 우유 - 질소 함량의 측정 - 파트 1/2: 켈달법을 사용한 질소 함량의 측정에 따라 샘플의 총 질소를 측정하고,
2) ISO 8968-4|IDF 020-4- 우유 - 질소 함량의 측정 - 파트 4: 비-단백질-질소 함량의 측정에 따라 샘플의 비-단백질 질소를 측정하고,
3) 단백질의 총량을 (m총 질소 - m비-단백질-질소)*6.38로 계산함으로써 측정되었다.
실시예 1.6: 카제인의 양의 측정
카제인의 양은 ISO 17997-1:2004, 우유 - 카제인-질소 함량의 측정 - 파트 1: 간접적인 방법(참고 방법)에 따라 측정되었다.
실시예 1.7: 유청 단백질의 양의 측정
샘플의 유청 단백질(또는 유장 단백질)의 양은 총 단백질의 양에서 카제인의 양을 빼는 것으로 계산되었다.
실시예 2: 유기농 탈지유의 가공
우유 공급물:
저온 살균된(73℃/15초) 유기농 탈지유(우유 공급물) 1200 kg을 52℃까지 예열하였다. 우유 공급물의 pH는 6.7이었다.
미세여과:
예열된 우유 공급물을 막간 압력(TMP) 0.45 bar로 50℃에서 800 kDa의 공극 크기를 갖는 신더 필트레이션(미국)으로부터의 중합체 FR 막 상에서 배치 방식으로 미세여과(MF)하였다. 720 리터의 투과물의 수집 후, 역삼투(RO) 여과된 수돗물을 MF 투과물의 유속과 동일한 유속으로 첨가함으로써 투석여과를 시작하였다. 3.000 리터의 RO 여과된 수돗물을 첨가한 후, 여과를 끝냈다. 480 kg의 MF 투석유물 및 3.720 kg의 MF 투과물이 수집되었다. 우유 공급물로부터 98%의 락토스 및 79%의 유청 단백질이 MF 투과물에서 수집되고, 우유 공급물로부터 97%의 미셀라 카제인이 MF 투석유물에서 수집되었다.
나노여과:
MF 투과물을 나노여과(NF)에 의해 농축하고, 19 bar의 TMP를 사용하여 다우 케미컬(DOW Chemical)로부터의 NF245 막 상에서 10℃에서 배치 방식으로 NF/투석여과하였다. 3.000 리터의 NF 투과물의 수집 후, NF 투과물 유속과 동일한 유속으로 RO 여과된 수돗물을 NF 투석유물에 첨가함으로써 투석여과를 시작하였다. 1.420 리터의 RO 여과된 수돗물을 첨가한 후, 투석여과를 끝냈다. 투석여과된 NF 투석유물을 마지막으로 농축하여 360 kg의 NF 투석유물을 제공하였다. 농축된 NF 투석유물은 우유 공급물로부터의 97%의 락토스 및 66%의 유청 단백질을 함유하였다. NF/DIA 공정 동안, MF 투과물의 약 86%의 1가 이온(Na, K 및 Cl) 및 13%의 다가 이온(Ca, Mg 및 P)이 NF 투과물로 옮겨졌다. NF 투석유물의 pH는 약 6.7이었다.
무기 다가 이온의 감소:
이어서, NF 투석유물을 65℃까지 가열하고, 이 온도에서 40분 동안 유지시킨 후, 10℃까지 냉각시켰다. 이러한 열 처리는 칼슘 및 마그네슘 염이 침전되게 하였으며, 침전된 염은 통합된 TMP 구배로 타미(Tami)로부터의 세라믹 1.4 my 막 상에서 10℃에서 배치 방식으로 MF 여과에 의해 제거되었다. 330 리터의 투과물이 수집되었을 때, 투석유물은 투과물 유속과 동일한 유속으로 첨가되는 30 리터의 RO 여과된 수돗물로 투석여과되었다. 360 kg의 MF 투과물(탈염된 NF 투석유물로 칭해짐) 및 30 kg의 MF 투석유물이 전부 수집되었다. 우유 공급물로부터의 97%의 락토스 및 66%의 유청 단백질이 탈염된 NF 투석유물에 수집되었다. MF 여과 동안, 약 44%의 다가 이온(Ca, Mg 및 P)이 MF 투석유물로 옮겨졌다.
유기농 유아용 조제식 제품의 제조:
360 kg의 탈염된 NF 투석유물을 202 kg의 유기농 탈지유 및 36.3 kg의 유기농 식물성 지방 혼합물과 혼합하였다. 이러한 블렌드를 저온 살균하고, 증발시키고, 분무 건조시켜 62/38의 유청 단백질/카제인 비율 및 분말 100 g 당 2130 kj의 에너지 함량을 갖는 128 kg의 최종 유기농 유아용 조제식 분말을 생성하였다. 우유 공급물, 정화된 NF 투석유물 및 유아용 조제식의 조성이 표 1에 나타나 있다.
우유 공급물, 탈염된 NF 투석유물, 및 유아용 조제식의 조성
성분 단위 우유 공급물 탈염된 NF 투석유물 유아용 조제식
단백질 % 3.4 2.0 11.3
카제인 단백질 % 2.6 0.1 4.3
유청 단백질 % 0.9 1.9 7.0
NPN*6.25 % 0.2 0.2 0.8
락토스 % 4.8 15.6 51.4
지방 % <0.1 <0.1 28.3
애쉬 % 0.7 0.5 2.6
건조 물질 % 9.3 18.6 97.0
칼슘 % 0.12 0.08 0.42
마그네슘 % 0.01 0.01 0.05
인 % 0.09 0.08 0.38
니트륨 % 0.05 0.02 0.13
칼륨 % 0.16 0.06 0.43
염소 % 0.10 0.04 0.28
통상적으로, 추가의 유기농 기능성 성분, 예컨대 비타민, 뉴클레오티드, 올리고당 및 다불포화 지방산 (PUFA) 등이 유아용 조제식에 첨가되었다.
유기농 우유 칼슘 포스페이트 생성물의 제조:
무기 다가 이온의 감소 단계로부터 수득된 30 kg의 MF 투석유물을 증발시키고, 분무 건조시켜 상당량의 칼슘, 마그네슘 및 인을 함유하는 1.1 kg의 유기농 우유 무기물 생성물을 수득하였다. 이러한 생성물을 사용하여 모든 유형의 유기농 식품에 우유 무기물 및 특히 칼슘, 마그네슘 및 인을 강화시킬 수 있다.
실시예 3: 농축된 유기농 탈지유의 가공
우유 공급물:
6.4%(w/w)의 단백질, 4.7%(w/w)의 락토스 및 0.1%(w/w)의 지방 및 12.5%(w/w)의 총 고체(우유 공급물)를 함유하는 저온 살균된(73℃/15초), 유기농 농축된 탈지유 500 kg을 52℃까지 예열하였다. 우유 공급물의 pH는 6.7이었다.
미세여과:
예열된 우유 공급물을 막간 압력(TMP) 0.45 bar로 50℃에서 800 kDa의 공극 크기를 갖는 신더 필트레이션(미국)으로부터의 중합체 FR 막 상에서 배치 방식으로 미세여과(MF)하였다. 100 리터의 투과물의 수집 후, MF 투과물의 유속과 동일한 유속으로 역삼투(RO) 여과된 수돗물을 투석유물에 첨가함으로써 투석여과를 시작하였다. 3.000 리터의 RO 여과된 수돗물을 첨가한 후, 여과를 끝냈다. 400 kg의 MF 투석유물 및 3.100 kg의 MF 투과물이 수집되었다. 우유 공급물로부터 96%의 락토스 및 78%의 유청 단백질이 MF 투과물에 수집되고, 우유로부터 98%의 미셀라 카제인이 MF 투석유물에 수집되었다.
나노여과:
MF 투과물을 나노여과(NF)에 의해 농축시키고, 19 bar의 TMP를 사용하여 다우 케미컬로부터의 NF245 막 상에서 10℃에서 배치 방식으로 NF/투석여과하였다. 2.790 리터의 NF 투과물의 수집 후, NF 투과물 유속과 동일한 유속으로 RO 여과된 수돗물을 NF 투석유물에 첨가하여 투석여과를 시작하였다. 775 리터의 RO 여과된 수돗물을 첨가한 후, 투석여과를 끝냈다. 투석여과된 NF 투석유물을 마지막으로 농축시켜 155 kg의 NF 투석유물을 얻었다. 농축된 NF 투석유물은 우유 공급물로부터 95%의 락토스 및 72%의 유청 단백질을 함유하였다. NF/DIA 공정 동안, MF 투과물의 약 78%의 1가 이온(Na, K 및 Cl) 및 약 11%의 다가 이온(Ca, Mg 및 P)이 NF 투과물로 옮겨졌다. NF 투석유물의 pH는 약 6.7이었다.
무기 다가 이온의 감소:
이어서, 농축된 NF 투석유물을 65℃까지 가열하고, 이 온도에서 40분 동안 유지시킨 후, 그것을 10℃까지 냉각시켰다. 이러한 열 처리는 칼슘 및 마그네슘 염을 침전시키고, 침전된 염은 통합된 TMP 구배로 타미로부터의 세라믹 1.4 my 막 상에서 10℃에서 배치 방식으로 MF 여과에 의해 제거되었다. 140 리터의 투과물이 수집되었을 때, 투석유물을 투과물 유속과 동일한 유속으로 첨가되는 15 리터의 RO 여과된 수돗물로 투석여과하였다. 155 kg의 MF 투과물(탈염된 NF 투석유물로 칭해짐) 및 15 kg의 MF 투석유물이 전부 수집되었다. 우유 공급물로부터 94%의 락토스 및 72%의 유청 단백질이 탈염된 NF 투석유물에 수집되었다. MF 여과 동안, 약 54%의 다가 이온(Ca, Mg 및 P)이 MF 투석유물로 옮겨졌다.
유아용 조제식 제품의 제조:
155 kg의 탈염된 NF 투석유물을 42 kg의 탈지유, 17.6 kg의 식물성 지방 혼합물 및 71%의 건조 물질을 갖는 8.1 kg의 GOS 시럽과 혼합하였다. 이러한 블렌드를 저온 살균하고, 증발시키고, 분무 건조시켜 81/19의 유청 단백질/카제인 비율 및 분말 100 g 당 2160 kj의 에너지 함량을 갖는 60 kg의 최종 유아용 조제식 분말을 생성하였다. 탈지유, 우유 공급물, 탈염된 NF 투석유물 및 유아용 조제식의 조성이 표 2에 나타나 있다.
탈지유, 우유 공급물, 탈염된 NF 투석유물, 및 유아용 조제식의 조성
성분 단위 우유 공급물 탈지유 탈염된
NF 투석유물		 유아용 조제식
단백질 % 6.4 3.2 3.6 11.7
카제인 단백질 % 4.9 2.4 0.2 2.1
유청 단백질 % 1.5 0.8 3.5 9.6
NPN*6.25 % 0.2 0.2 0.2 0.6
락토스 % 4.7 4.6 14.3 45.2
지방 % 0.1 <0.1 <0.1 29.3
애쉬 % 1.0 0.7 0.6 2.0
건조 물질 % 12.5 8.8 19.0 97.0
칼슘 % 0.20 0.12 0.11 0.36
마그네슘 % 0.02 0.01 0.01 0.04
인 % 0.14 0.09 0.09 0.30
나트륨 % 0.05 0.05 0.03 0.12
칼륨 % 0.17 0.16 0.10 0.37
염소 % 0.11 0.10 0.06 0.24
GOS 4.8
통상적으로, 추가의 유기농 기능성 성분, 예컨대 비타민, 뉴클레오티드 및 다불포화 지방산(PUFA) 등이 유아용 조제식에 첨가되었다.
유기농 우유 칼슘 포스페이트 생성물의 제조:
무기 다가 이온을 감소시키는 단계로부터 수득된 15 kg의 MF 투석유물을 증발시키고, 분무 건조시켜 상당량의 칼슘, 마그네슘 및 인을 함유하는 0.7 kg의 유기농 우유 무기물 생성물을 얻었다. 이러한 생성물을 사용하여 모든 유형의 유기농 식품을 우유 무기물 및 특히 칼슘, 마그네슘 및 인으로 강화시킬 수 있다.
결론:
실시예 2 및 3 둘 다로부터, 미세여과, 나노여과 및 (예를 들어, 무기물 침전에 의한) 무기, 다가 이온의 후속 제거의 조합이 놀랍게도 미세여과, 한외여과 및 나노여과의 조합에 대한 효율적인 대안을 제공한다는 결론을 내렸다. 기본적으로, 본 발명은 미세여과 단계 후 유청 단백질-함유 스트림에서 유청 단백질로부터 우유 당류를 분리하는 것을 피할 수 있게 하므로, 훨씬 더 간단한 공정이 얻어진다.
실시예 4: 유기농 저 무기물 - 락토스 농축물(LMLC)의 제조
본 실시예는 실시예 5에서 사용되는 유기농 저 무기물, 락토스 농축물(LMLC)의 제조를 설명한다.
우유 공급원:
2.000 kg의 저온 살균된(73℃/15초) 유기농 탈지유(우유 공급원)를 10℃까지 예열하였다. 우유 공급원의 pH는 6.7이었다.
예열된 우유 공급원을 막간 압력(TMP) 4.0 bar로 10℃에서 10 kDa의 공극 크기를 갖는 알파 라발(Alfa Laval)(덴마크)로부터의 중합체 GR73PE 막 상에서 배치 방식으로 한외여과(UF)하였다. 1000 리터의 UF 투과물의 수집 후, 여과를 끝냈다. 1.000 kg의 UF 투석유물 및 1.000 kg의 UF 투과물이 수집되었다. 우유 공급원으로부터 49%의 락토스 및 45%의 NPN이 UF 투과물에 수집되고, 우유 공급원으로부터 99% 초과의 카제인 및 유청 단백질이 UF 투석유물에 수집되었다.
단백질-무함유 UF 투과물을 나노여과(NF)에 의해 농축하고, 19 bar의 TMP를 사용하여 다우 케미컬로부터의 NF245 막 상에서 10℃에서 배치 방식으로 NF/투석여과하였다. 730 리터의 NF 투과물의 수집 후, NF 투과물 유속과 동일한 유속으로 RO 여과된 수돗물을 NF 투석유물에 첨가하여 투석여과를 시작하였다. 3.000 리터의 RO 여과된 수돗물을 첨가한 후, 투석여과를 끝냈다. 투석여과된 NF 투석유물을 마지막으로 농축하여 270 kg의 NF 투석유물을 얻었다. NF 투석유물의 pH는 약 6.7이었다. 농축된 NF 투석유물은 UF 투과물로부터 98%의 락토스 및 48%의 NPN을 함유하였다. NF/DIA 공정 동안, UF 투과물의 약 73%의 1가 이온(Na, K 및 Cl) 및 약 10%의 다가 이온(Ca, Mg 및 P)이 NF 투과물로 옮겨졌다.
이어서, 농축된 NF 투석유물을 80℃까지 가열하고, 이 온도에서 45분 동안 유지시킨 후, 10℃까지 냉각시켰다. 이러한 열 처리는 칼슘 및 마그네슘 염을 침전시키고, 침전된 염은 통합된 TMP 구배로 타미로부터의 세라믹 1.4 my 막 상에서 10℃에서 배치 방식으로 MF 여과에 의해 제거되었다. 240 리터의 투과물이 수집되었을 때, 투석유물을 투과물 유속과 동일한 유속으로 첨가되는 30 리터의 RO 여과된 수돗물로 투석여과하였다. 270 kg의 MF 투과물이 전부 수집되었다(저 무기물 락토스 농축물(LMLC)로 칭해짐). UF 투과물로부터 98%의 락토스 및 45%의 NPN이 LMLC에 수집되었다. MF 여과 동안, 약 61%의 다가 이온(Ca, Mg 및 P)이 MF 투석유물로 옮겨졌다.
유아용 조제식에서 LMLC의 용도:
이러한 LMLC는 그의 저 무기물 함량 및 고 락토스의 건조 물질(93%)로 인하여 유아용 조제식에서 락토스 공급원으로 사용될 수 있다. 우유 공급원(유기농 탈지유) 및 LMLC의 조성이 표 3에 나타나 있다.
우유 공급원 및 탈염된 NF 투석유물의 조성
성분 단위 탈지유 LMLC
단백질 % 3.4 0.3
카제인 단백질 % 2.6 <0.1
유청 단백질 % 0.9 <0.1
NPN*6.25 % 0.2 0.3
락토스 % 4.8 17.1
지방 % <0.1 <0.1
애쉬 % 0.7 0.4
건조 물질 % 9.2 18.3
칼슘 % 0.12 0.03
마그네슘 % 0.01 <0.01
인 % 0.09 0.08
나트륨 % 0.05 0.04
칼륨 % 0.16 0.14
염소 % 0.10 0.09
실시예 5: 유아용 조제식 제품의 제조
유아용 조제식 제품의 제조:
실시예 4로부터의 157 kg의 LMCL을 실시예 3으로부터의 80 kg의 우유 공급물(카제인 공급원), 실시예 3으로부터의 155 kg의 탈염된 NF 투석유물 및 27.3 kg의 식물성 지방과 혼합하였다. 이러한 블렌드를 저온 살균하고, 증발시키고, 분무 건조시켜 63/37의 유청 단백질/카제인 비율 및 분말 100 g 당 2145 kj의 에너지 함량을 갖는 99 kg의 최종 유아용 조제식 분말을 생성하였다. 실시예 2로부터의 우유 공급물, 실시예 3으로부터의 탈염된 NF 투석유물, 실시예 4로부터의 LMLC 및 유아용 조제식의 조성이 표 4에 나타나 있다.
우유 공급물, 탈염된 NF 투석유물 및 유아용 조제식의 조성
성분 단위 농축된
우유 공급물
(실시예 3)		 저 무기물 락토스 농축물
(Ex. 4)		 탈염된
NF 투석유물
(실시예 3)		 유아용
조제식
단백질 % 6.3 0.3 3.6 11.2
카제인 단백질 % 4.8 <0.1 0.2 4.1
유청 단백질 % 1.5 0.3 3.5 7.1
NPN*6.25 % 0.2 0.3 0.2 0.9
락토스 % 4.7 17.1 14.3 53.3
지방 % 0.1 <0.1 <0.1 27.6
애쉬 % 1.0 0.4 0.6 2.3
건조 물질 % 12.5 18.31 19.0 97.1
칼슘 % 0.20 0.02 0.11 0.36
마그네슘 % 0.02 <0.01 0.01 0.04
인 % 0.14 0.08 0.09 0.38
나트륨 % 0.05 0.04 0.03 0.16
칼륨 % 0.17 0.14 0.10 0.51
염소 % 0.11 0.09 0.06 0.33
통상적으로, 추가의 기능성 성분, 예컨대 비타민, 뉴클레오티드, 올리고당 및 다불포화 지방산(PUFA) 등이 유아용 조제식에 첨가되었다.
결론:
본 실시예 및 실시예 4로부터, 농축된 탈지유(실시예 3으로부터), 저 무기물 락토스 농축물(실시예 4로부터) 및 탈염된 NF 투석유물(실시예 3으로부터)을 조합함으로써 저 무기물 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식이 효율적으로 제조될 수 있다고 결론을 내릴 수 있다.
실시예 6: 유기농 유아용 조제식 성분의 제조
유기농 유아용 조제식 제품에 사용하기 위한 유기농 성분의 제조:
실시예 2로부터의 우유 공급물 218 kg을 실시예 2로부터의 탈염된 NF 투석유물 360 kg과 혼합하였다. 혼합물을 증발시키고, 저온 살균하고, 분무 건조하여 60/40의 유청 단백질/카제인 비율을 갖는 유기농 유아용 조제식 성분 92 kg을 얻었으며, 이것은 식물성 지방 및/또는 크림을 성분에 첨가함으로써 최종 유아용 조제식 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 우유 공급물, 탈염된 NF 투석유물 및 유아용 조제식 성분의 조성이 표 5에 나타나 있다.
우유 공급물, 탈염된 NF 투석유물, 및 유아용 조제식 성분의 조성
성분 단위 우유 공급물 탈염된
NF 투석유물		 유아용 조제식
성분
단백질 % 3.5 2.1 16.4
카제인 단백질 % 2.6 0.1 6.6
유청 단백질 % 0.9 2.0 9.9
NPN*6.25 % 0.2 0.2 1.2
락토스 % 4.8 15.6 72.2
지방 % <0.1 <0.1 0.1
애쉬 % 0.7 0.5 3.7
건조 물질 % 9.3 18.7 95.0
칼슘 % 0.12 0.08 0.60
마그네슘 % 0.01 0.01 0.07
인 % 0.09 0.08 0.54
나트륨 % 0.05 0.02 0.20
칼륨 % 0.16 0.06 0.62
염소 % 0.10 0.04 0.40
결론:
본 실시예로부터, 탈염된 NF 투석유물(본 발명에 따른 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 예) 및 카제인 공급원(예를 들어, 탈지유)의 조합이 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식 제품의 제조를 위한 매력적인 성분이라는 결론을 내렸다.
실시예 7: 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 제조
유아용 조제식 제품에 사용하기 위한 성분의 제조:
실시예 3으로부터의 탈염된 NF 투석유물 155 kg을 저온 살균하고, 증발시키고, 분무 건조하여 95:5의 유청 단백질/카제인 비율을 갖는 30 kg의 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물 t를 얻었으며, 이것은 카제인 공급원, 식물성 지방 및/또는 크림을 성분에 첨가함으로써 최종 유아용 조제식 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 탈염된 NF 투석유물 및 유아용 조제식 성분의 조성이 표 6에 나타나 있다.
우유 공급물, 탈염된 NF 투석유물, 및 유아용 조제식 성분의 조성
성분 단위 탈염된 NF 투석유물 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물
단백질 % 3.7 18.5
카제인 단백질 % 0.2 0.8
유청 단백질 % 3.5 17.6
NPN*6.25 % 0.2 0.9
락토스 % 14.3 71.5
지방 % <0.1 <0.1
애쉬 % 0.6 2.8
건조 물질 % 19.0 95.0
칼슘 % 0.11 0.53
마그네슘 % 0.01 0.06
인 % 0.09 0.46
나트륨 % 0.03 0.16
칼륨 % 0.10 0.50
염소 % 0.06 0.32
결론:
본 실시예로부터, 탈염된 NF 투석유물(본 발명에 따른 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 예) 그대로가 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식 제품 및 우유 당류 및 비-변성된 유청 단백질의 조합으로부터 이점을 얻는 기타 다른 제품의 제조를 위한 매력적인 성분이라는 결론을 내렸다.
실시예 8: 유기농 탈지유를 기재로 하는 유아용 조제식의 제조
우유 공급원:
1.500 kg의 저온 살균된(73℃/15초) 유기농 탈지유(우유 공급원)를 10℃까지 예열하였다. 우유 공급원의 pH는 약 6.7이었다.
우유 공급원의 농축:
4.0 bar의 막간 압력(TMP)으로 10℃에서 10 kDa의 공극 크기를 갖는 알파 라발(덴마크)로부터의 중합체 GR73PE 막을 사용하여 배치 방식으로 여과함으로써 예열된 우유 공급원을 농축시켰다. 1.000 리터의 농축 투과물의 수집 후, 여과를 중단하였다. 500 kg의 농축 투석유물 및 1.000 kg의 농축 투과물이 수집되었다. 우유 공급원으로부터 67%의 락토스 및 65%의 NPN이 농축 투과물에 수집되고, 우유 공급원으로부터 99% 초과의 카제인 및 유청 단백질이 농축 투석유물에 수집되었다.
락토스를 정제하기 위한 농축 투과물의 나노여과:
농축 투과물을 나노여과(NF)에 의해 농축시키고, 19 bar의 TMP를 사용하여 다우 케미컬로부터의 NF-FF 막 상에서 10℃에서 배치 방식으로 NF/투석여과하였다. 제1 300 kg의 NF 투과물을 수집하여 이후에 농축 투석유물을 희석하기 위하여 사용하였다. 440 리터의 NF 투과물의 수집 후, RO 여과된 수돗물을 NF 투과물 유속과 동일한 유속으로 NF 투석유물에 첨가함으로써 투석여과를 시작하였다. 1.680 리터의 RO 여과된 수돗물이 첨가된 후, NF 여과를 중단하고, 560 kg의 NF 투석유물을 얻었다. 농축된 NF 투석유물은 농축 투과물로부터 98%의 락토스 및 47%의 NPN을 함유하였다. NF/DIA 공정 동안, 농축 투과물의 약 53%의 1가 이온(Na, K 및 Cl) 및 약 5%의 다가 이온(Ca, Mg 및 P)이 NF 투과물로 옮겨졌다.
농축 투과물로부터 유래된 락토스의 추가의 정제:
이어서, 주로 물, 락토스, 다가 이온 및 잔류 1가 이온을 함유하는 농축된 NF 투석유물을 80℃까지 가열하고, 이 온도에서 45분 동안 유지시킨 후, 10℃까지 냉각시켰다. 이러한 열 처리는 인, 칼슘 및 마그네슘을 함유하는 염을 침전시켰으며, 침전된 염은 통합된 TMP 구배로 타미로부터의 세라믹 1.4 my 막 상에서 10℃에서 배치 방식으로 MF에 의해 제거되었다. 520 리터의 투과물이 수집되었을 때, 투석유물을 투과물 유속과 동일한 유속으로 첨가되는 40 리터의 RO 여과된 수돗물로 투석여과하였다. 560 kg의 MF 투과물(저 무기물 락토스 농축물로 칭해짐, LMLC)을 전부 수집하였다. 농축 투과물로부터 97%의 락토스 및 47%의 NPN이 LMLC에 수집되었다. MF 여과 동안, 약 40%의 다가 이온(Ca, Mg 및 P)이 MF 투석유물로 제거되었다.
우유 공급물:
500 kg의 상기 농축 투석유물을 300 kg의 상기 NF 투과물과 혼합하고 혼합물을 52℃까지 예열함으로써, 우유 공급물을 제조하였다. 800 kg의 우유 공급물은 5.6%(w/w)의 단백질 및 2.7%(w/w)의 락토스를 포함하는 9.3%의 건조 물질을 함유하였다. 우유 공급물의 pH는 약 6.7이었다.
우유 공급물의 미세여과:
예열된 우유 공급물을 막간 압력(TMP) 0.45 bar로 50℃에서 800 kDa의 공극 크기를 갖는 신더 필트레이션(미국)으로부터의 중합체 FR 막 상에서 배치 방식으로 미세여과(MF)하였다. 300 리터의 투과물의 수집 후, 농축 투과물의 나노여과로부터의 상기한 NF 투과물을 MF 투과물의 유속과 동일한 유속으로 본 발명의 MF 투석유물로 첨가함으로써 투석여과를 개시하였다. 2.000 리터의 NF 투과물을 첨가한 후, 여과를 중단하였다. 500 kg의 MF 투석유물 및 2.300 kg의 MF 투과물이 수집되었다. 우유 공급물의 96%의 락토스 및 75%의 총 혈청 단백질이 MF 투과물에 수집되고, 우유로부터 97%의 미셀라 카제인이 MF 투석유물에 수집되었다.
MF 투과물의 나노여과:
MF 투과물을 나노여과(NF)에 의해 농축하고, 다음과 같이 다우 케미컬로부터의 NF-FF 막 상에서 10℃에서 배치 방식으로 NF/투석여과하였다:
300 리터의 NF 투과물의 수집 후, NF 공정을 시작하여 NF 투과물을 희석제로서 MF 투과물 흐름과 동일한 흐름으로 우유 공급물의 MF/DIA를 위해 전달하였다. TMP를 6 bar에서 시작하고, 15 bar로 증가시켰다.
MF/DIA가 중단되었을 때, NF를 계속하여 농축시키고, MF 투과물을 투석여과시켰다. 먼저, MF 투과물을 9%의 건조 물질로 농축시켰다. 이어서, RO 여과된 수돗물을 NF 투과물 유속과 동일한 유속으로 NF 투석유물에 첨가함으로써 NF/투석여과를 시작하였다. 900 리터의 RO 여과된 수돗물의 첨가 후, 투석여과를 끝냈다. 투석여과된 NF 투석유물을 마지막으로 농축시켜 180 kg의 NF 투석유물을 얻었다. 농축된 NF 투석유물은 우유 공급물로부터 95%의 락토스 및 62%의 유청 단백질을 함유하였다.
유청 단백질-함유 NF 농축물에서 무기 다가 이온의 감소:
농축된 NF 투석유물을 65℃까지 가열하고, 이 온도에서 40분 동안 유지시킨 후, 10℃까지 냉각시켰다. 이러한 열 처리는 칼슘, 마그네슘 및 인의 염을 침전시키고, 침전된 염은 원심분리에 의해 제거되었다. 수득된 상청액은 탈염된 NF 투석유물로서 칭해졌다. 우유 공급물로부터 94%의 락토스 및 61%의 총 혈청 단백질이 탈염된 NF 투석유물에 수집되었으며, 이것은 본 발명에 따른 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 한 예이다.
유아용 조제식 제품의 제조:
180 kg의 탈염된 NF 투석유물을 70 kg의 상기 농축 투석유물(농축된 탈지유), 374 kg의 LMLC, 33.2 kg의 식물성 지방 혼합물 및 71%의 건조 물질을 함유하는 15.1 kg의 GOS 시럽과 혼합함으로써 상기 생성물 스트림으로부터 유아용 조제식 제품을 제조하였다. 이러한 블렌드를 저온 살균하고, 증발시키고, 분무 건조하여 62/38의 유청 단백질/카제인 비율 및 분말 100 g 당 2070 kJ의 에너지 함량을 갖는 118 kg의 최종 유아용 조제식 분말을 생성하였다. 탈지유(우유 공급원), 농축 투석유물(유아용 조제식을 위한 카제인 공급원 및 MF 분별을 위한 우유 공급물 둘 다로서 사용됨), LMLC, 탈염된 NF 투석유물 및 유아용 조제식의 조성이 표 7에 나타나 있다.
유기농 탈지유(우유 공급원), 농축된 투석유물(MF 분별을 위한 우유 공급물 및 유아용 조제식을 위한 카제인 공급원 둘 다로서 사용됨), LMLC(저 무기물 락토스 농축물), 탈염된 NF 투석유물, 및 유아용 조제식의 조성
성분 단위 탈지유 농축된 투석유물 LMCM 탈염된
NF 투석유물		 유아용
조제식
단백질 % 3.02 8.97 0.14 3.60 11.20
카제인 단백질 % 2.24 6.91 <0.05 0.11 4.25
총 유청단백질 % 0.68 2.06 0.14 3.49 6.10
NPN*6.25 % 0.17 0.18 0.14 0.20 0.85
락토스 % 4.24 4.24 7.38 11.23 47.30
지방 % 0.05 0.15 <0.05 <0.05 28.10
애쉬 % 0.69 1.14 0.45 0.90 3.46
건조 물질 % 8.07 14.66 8.84 16.61 97.00
칼슘 % 0.11 0.26 0.02 0.10 0.36
마그네슘 % 0.01 0.02 0.01 0.02 0.08
인 % 0.08 0.19 0.05 0.12 0.44
나트륨 % 0.03 0.03 0.03 0.05 0.20
칼륨 % 0.14 0.16 0.15 0.26 0.97
염소 % 0.08 0.07 0.02 0.03 0.15
GOS 4.5
상기한 바와 같이, 추가의 유기농 기능성 성분, 예컨대 비타민, 뉴클레오티드 및 다불포화 지방산(PUFA) 등이 통상적으로 유아용 조제식에 첨가되었다.
결론:
유기농 유아용 조제식 제품이 우유 공급물의 MF 분별 후 유청 단백질-함유 스트림에 대한 한외여과의 사용 없이 MF 분별에 의해 제조될 수 있다는 것이 입증되었다. 방법이 우유 공급물의 유청 단백질 및 락토스의 높은 수율을 제공하고, 또한 영양 제품, 예컨대 유아용 조제식의 제조에 유용할 수 있는 충분한 정도의 탈염을 제공한다는 것이 입증되었다. 무기물 침전에 의한 다가 무기 이온의 감소는 특히 유용한 것으로 입증되었으며, 선행 기술의 방법에 비해 방법의 상당한 간소화를 제공하였다.
유청 단백질의 훨씬 더 높은 수율이 단계 b)에서 더 많은 MF/DIA에 의해 수득될 수 있다. 또한, 상기 유아용 조제식 제품 또는 상기 탈염된 NF 투석유물의 1가 이온의 수준은 단계 c)의 NF/DIA 동안 더 많은 1가 이온의 세척에 의해 추가로 감소될 수 있다.
실시예 9: 전기 투석을 사용한 유기농 탈지유를 기재로 한 저 시트레이트 유아용 조제식의 제조
우유 공급원:
67,962 kg의 저온 살균된(73℃/15초) 유기농 탈지유
한외여과(UF)에 의한 우유 공급물의 예비농축
우유 공급원을 막간 압력(TMP) 3.5 bar로 10℃에서 10 kDa의 컷오프 값을 갖는 코치(Koch)(미국)로부터의 중합체 HFK131 막 상에서 연속 방식으로 한외여과(UF)하였다. UF 투석유물의 브릭스 도 (degree Brix)를 굴절계에 의해 제어되는 조절 밸브에 의해 17.6으로 조정하였다. 27,202 kg의 투석유물 및 41,950 kg의 투과물이 수집되었으며; 이것은 2.53의 농축 계수(CF)를 초래하였다.
나노여과(NFI)에 의한 UF 투과물의 농축:
UF 투과물을 CO2에 의해 pH를 5.8로 조정하고, 19 bar의 TMP를 사용하여 다우 케미컬로부터의 NF245 막 상에서 10℃에서 연속 방식으로 나노여과(NF)에 의해 농축하였다. NF 투석유물의 브릭스 도를 굴절계에 의해 제어되는 조절 밸브에 의해 23.0으로 조정하였다. 7,350 kg의 투석유물이 수집되었으며, 투과물은 폐기하였다.
전기 투석 (EDI)에 의한 NFI 투석유물의 탈염:
NFI로부터의 NF 투석유물을 10℃에서 MEGA(체코)로부터의 전기 투석(ED) 유닛 P15 EWDU 1x EDR-II/250-0.8 상에서 배치 방식으로 탈염시켰다. ED 유닛에 라렉스 CM(H)-PES 양이온 막 및 라렉스 AM(H)-PES 음이온 막을 설치하였다.
전극 스트림에 사용된 전해질은 NaNO3 15.6 g/L를 함유하였다.
AM(H)-PES 음이온 막의 시트레이트의 투과선택성 계수는 0.01보다 상당히 큰 것으로 추정되었다.
전도성(cm/S)과 브릭스 도 사이의 비(전도성을 브릭스로 나눔)가 희석물(생성물)에서 0.034에 도달하였을 때 ED 공정을 중단시켰으며, 이는 약 85%의 전도성 감소(2.78 mS에서 0.424 mS로)에 상응하였다. 6,615 kg의 탈염된 NF 투석유물(락토스)을 수집하고, 6℃까지 냉각시켰다. 최종 생성물에서 락토스 표준화에 사용되는 락토스의 조성은 표 8에서 알 수 있다.
ED가 중단되었을 때, 농축물 스트림은 다음의 특징들을 가졌다:
애쉬: 1.83%(w/w); 시트레이트의 양: 1.61%(w/w); Ca의 양: 측정되지 않음; Mg의 양: 0.054%(w/w); Cl의 양: 0.04%(w/w); Na의 양: 0.106%(w/w); K의 양: 0.331%(w/w); 및 P의 양: 0.14%(w/w).
탈염된 희석물(탈염된 우유 당류 생성물)은 통상적으로 0.02 g의 시알릴락토스/100 g을 함유하는 것으로 나타났다.
UF 투석유물의 미세여과(미생물여과):
UF 투석유물을 55℃로 예열하고, 0.5 bar에서 시작하고 0.8 bar로 증가하는 TMP를 사용하여 50℃에서 연속 방식으로 타미(TAMI)(프랑스)로부터의 1.4 미크론 세라믹 이소플럭스 막을 통해 여과하였다. 미세여과는 40의 농축 계수(CF)로 작동되었다.
27,100 kg의 투과물(MPC)을 6℃까지 냉각시키고, 수집하였다. 최종 생성물에서 카제인 공급원으로 사용되는 MPC의 조성은 표 8에서 알 수 있다. 미생물-여과된 UF 투석유물은 MF-기재 단백질 분별을 위한 우유 공급물로서 사용되었다.
우유 공급물의 단백질-분별 미세여과:
27,000 kg의 냉각된 우유 공급물(미생물-여과된 UF 투석유물)을 55℃까지 예열하고, 0.45 bar의 막간 압력(TMP)으로 50℃에서 약 0.1 미크론의 공극 크기 및 좁은 공극 크기 분포를 갖는 중합체 MF 막을 사용하여 연속 방식으로 미세여과(MF)하였다. 500% 투석여과 물을 4 루프 여과 플랜트에서 연속적인 여과 동안 첨가하였다. 여과 동안 CF는 1.0이었다. 27,500 kg의 MF 투석유물을 6℃까지 냉각시키고, 수집하였다. 이러한 투석유물은 미생물 여과된 UF 투석유물로부터 99% 초과의 미셀라 카제인 단백질 및 20%의 구형 유장 단백질을 함유하였다. 투과물을 다음 섹션에 기재된 바와 같이 동시에 10℃까지 냉각시키고, 농축하였다.
나노여과(NFII)에 의한 MF 투과물의 농축:
MF 투과물을 19 bar의 TMP를 사용하여 다우 케미컬로부터의 NF245 막 상에서 10℃에서 연속 방식으로 나노여과(NF)에 의해 농축시켰다. NF 투석유물의 브릭스 도를 굴절계에 의해 제어되는 조절 밸브에 의해 27.0으로 조정하였다. 5,450 kg의 투석유물을 수집하고, 투과물을 50℃까지 가열하고, 이전의 MF 섹션에서 투석여과 물로서 사용하였다. 과량의 투과물은 폐기되었다.
전기 투석(EDII)에 의한 NFII 투석유물의 탈염:
NFII로부터의 NF 투석유물을 10℃에서 전기 투석(ED) 유닛 P15 EWDU 1x EDR-II/250-0.8 상에서 배치 방식으로 탈염시켰다. ED 유닛에 라렉스 CM(H)-PES 양이온 막 및 라렉스 AM(H)-PES 음이온 막을 설치하였다. 희석물(생성물)에서 전도성과 브릭스 도 사이의 비가 0.028에 도달하였을 때 ED 공정을 중단시켰으며, 이는 약 82%의 전도성 감소(3.02 mS/cm에서 0.541 mS/cm로)에 상응하였다. 4,905 kg의 탈염된 NF 투석유물(탈염된, 우유 당류-함유 유청 단백질 농축물, SPC)을 수집하고, 6℃까지 냉각시켰다. 최종 생성물에서 유장 단백질 공급원으로 사용되는 SPC의 조성을 표 8에서 알 수 있다.
SPC는 통상적으로 0.02 g의 시알릴락토스/100 g을 함유하는 것으로 나타났다.
ED가 중단되었을 때, 농축물 스트림은 다음의 특징을 가졌다:
애쉬: 1.45%(w/w); 시트레이트의 양: 1.3%(w/w); Ca의 양: 0.286%(w/w); Mg의 양: 0.05%(w/w); Cl의 양: 측정되지 않음; Na의 양: 0.127%(w/w); K의 양: 0.19%(w/w); 및 P의 양: 0.073%(w/w).
액체 유아용 조제식 베이스 생성물의 제조:
10.0 kg의 탈염된 NFII 투석유물(SPC), 4.5 kg의 미생물여과된 UF 투석유물(MPC) 및 8.5 kg의 탈염된 NFI 투석유물(락토스)을 50 l 스테인리스강 용기에서 조심스럽게 교반함으로써 혼합하였다. 이러한 블렌드는 유아용 베이스 조제식으로서 사용될 수 있는데, 이는 상기 블렌드가 유아용 조제식 중 단백질의 65%의 유장 및 60%의 모든 건조 물질과 함께 유아용 조제식에서 필요한 모든 카제인 단백질, 유장 단백질 및 락토스를 함유하기 때문이다. 액체 유아용 조제식 베이스 생성물의 조성은 표 8에 나타나 있다.
분말 유아용 조제식 베이스 생성물의 제조:
5.0 kg의 액체 유아용 조제식 베이스 생성물을 텔스타, 리오베타 마이크로사이트랩(Telstar, Lyobeta Micrositelab) 3.0 동결 건조기 상에서 동결 건조시켜 1.0 kg의 분말을 생성하였다. 분말 유아용 조제식 베이스 생성물의 조성이 표 8에 나타나 있다.
3가지 성분(락토스, MPC 및 WPC) 및 액체 및 분말로서 유아용 조제식 베이스 블렌드의 화학 조성
단위 락토스
NFI 투석유물		 MPC
UF 투석유물		 SPC
NFII 투석유물		 유아용 조제식 베이스
액체 분말
단백질 g/100 g 0.25 8.18 4.69 3.76 18.63
카제인 g/100 g 0.00 6.54 0.00 1.32 6.52
혈청 단백질 g/100 g 0.25 1.64 4.69 2.44 12.11
총 단백질에 대한 혈청 단백질 g/100 g 100 20 100 65 65
락토스 g/100 g 19.35 4.81 15.72 15.10 74.21
지방 g/100 g <0.04 0.12 <0.04 <0.04 0.12
건조 물질 g/100 g 20.21 14.51 21.19 19.44 96.00
애쉬 g/100 g 0.19 1.16 0.15 0.35 1.85
pH 5.54 6.68 6.00 6.43 6.58
시트레이트 g/100 g 0.16 0.23 0.17 0.17 0.81
칼슘 g/100 g 0.031 0.249 0.054 0.087 0.411
마그네슘 g/100 g 0.007 0.017 0.011 0.011 0.053
클로라이드 g/100 g 0.04 0.08 0.04 0.04 0.08
나트륨 g/100 g 0.010 0.036 0.014 0.017 0.080
칼륨 g/100 g 0.012 0.165 0.013 0.043 0.207
인 g/100 g 0.029 0.177 0.027 0.059 0.280
구리 mg/kg <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 0.26
아연 mg/kg <0.5 9.6 <0.5 1.8 12.0
요오드 mg/kg <0.05 0.16 <0.05 <0.05 <0.05
셀레늄 mg/kg <0.005 0.035 0.018 0.015 0.035
몰리브덴 mg/kg 0.006 0.073 0.107 0.062 0.327
망간 mg/kg <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1
우레아 mg/100 g 15.3 18.5 7.0 11.9 55.6
비타민 B2 mg/100 g 0.40 0.25 0.616 0.497 2.06
비타민 B5 mg/100 g 1.02 0.44 0.23 0.56 2.80
비타민 B6 mg/100 gr 0.061 0.045 0.063 0.050 0.258
비타민 B8 microg/100 g <1 <1 <1 <1 4.25
비타민 B12 microg/100 g <0.25 0.97 0.79 0.53 2.48
콜린 mg/kg 340 119 265 259 1310
콜레스테롤 mg/100 g <1 11.9 <1 1.2 4.3
미오이노시톨 mg/100 g 11.4 4.42 8.58 8.65 42.1
카르니틴 mg/kg 80.6 19.9 58.4 58.3 291
세린 g/16 g N - 5.76 4.71 4.95 4.68
글루탐산 g/16 g N - 22.13 17.95 19.12 18.36
프롤린 g/16 g N - 9.99 5.01 6.91 6.87
글리신 g/16 g N - 1.92 1.92 1.86 1.81
알라닌 g/16 g N - 3.47 5.14 4.31 4.11
발린 g/16 g N - 6.58 5.29 5.59 5.42
이소류신 g/16 g N - 5.32 5.50 5.13 5.36
류신 g/16 g N - 10.32 13.13 11.46 10.95
타이로신 g/16 g N - 4.87 2.92 3.48 3.35
페닐알라닌 g/16 g N - 5.06 3.65 4.18 4.09
리신 g/16 g N - 8.84 11.3 9.65 9.29
히스티딘 g/16 g N - 2.90 2.22 2.34 2.31
아르기닌 g/16 g N - 3.58 2.49 2.69 2.73
아스파라긴산 g/16 g N - 8.09 12.41 10.00 9.66
트레오닌 g/16 g N - 4.56 5.29 4.71 4.56
트립토판 g/16 g N - 1.42 2.41 1.95 1.88
시스테인 g/16 g N - 0.71 2.69 1.81 1.93
메티오닌 g/16 g N - 2.70 2.35 2.15 2.47
총합 g/16 g N - 108.2 106.38 102.59 99.84
결론:
본 발명자들은 우유의 MF-분별을 기초로 하는 선행 기술의 유아용 조제식이 놀랍게도 고 함량의 시트레이트를 함유한다는 징후를 보았다. 본 발명자들은 이러한 이유를 조사하고, 시트레이트가 NF 공극 크기가 또한 락토스를 제거하도록 선택되지 않는다면, NF-기반 탈염에 의해 혈청 단백질 스트림 또는 락토스-함유 스트림으로부터 제거되지 않는다는 것을 발견하였다.
그러나, 본 발명자들은 전기 투석을 사용하고, 클로라이드 및 포스페이트뿐만 아니라, 시트레이트도 통과시키는 전기 투석 막을 선택함으로써, 유아용 조제식을 위한 가치있는 탄수화물인 락토스의 손실없이 시트레이트가 감소될 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명은 저 시트레이트 유아용 조제식 베이스 및 저 함량의 시트레이트를 갖는 최종 유아용 조제식의 효율적인 제조 방법을 제공하며, 유청 단백질 스트림으로부터 우유 당류를 분리하는 것을 방지한다.
또한, 본 발명은 원유의 시트레이트의 함량의 변화가 감소되고, 생성된 유아용 조제식이 보다 안정한 함량의 시트레이트를 갖는다는 뚜렷한 이점을 갖는다. 시트레이트는 예를 들어, 철, 칼슘, 마그네슘 및 아연의 생체이용률에 영향을 미치는 것으로 나타났다(Glahn et al, Fairweather-Tait). 따라서, 본 발명은 유아에게 상기한 금속 이온의 보다 균일한 생체이용률을 제공하는 유아용 조제식을 제조할 수 있게 한다.
참고 문헌:
Figure pct00005

Claims (24)

  1. a) 우유 공급물을 제공하는 단계,
    b) 우유 공급물을 미세여과(MF) 또는 미세여과/투석여과하여 미셀라 카제인에 대해 풍부한 MF 투석유물 및 유청 단백질에 대해 풍부한 MF 투과물을 제공하는 단계,
    c) MF 투과물을 1가 이온의 통과를 허용하지만 우유 당류를 보유하는 막을 사용하여 나노여과(NF) 또는 나노여과/투석여과하여 NF 투석유물 및 NF 투과물을 수득하는 단계,
    d) NF 투석유물을 전기 투석하여 감소된 수준의 칼슘, 마그네슘 및 인을 갖는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 수득하는 단계,
    e) 카제인 공급원, 및 선택적으로 1종 이상의 추가의 성분을 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물에 첨가하여 영양 제품을 수득하는 단계, 및
    f) 선택적으로 영양 제품을 분말로 전환시키는 단계
    를 포함하며, 바람직하게는 여기서 단계 b) 후 유청 단백질-함유 스트림은 우유 당류로부터 유청 단백질을 분리하는 한외여과를 겪지 않는, 영양 제품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 우유 공급물은 1% 내지 10%(w/w) 범위, 바람직하게는 2% 내지 7%(w/w) 범위, 및 보다 더 바람직하게는 2% 내지 6% 범위로 우유 당류의 총량을 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 우유 공급물은 1% 내지 12%(w/w) 범위, 바람직하게는 2% 내지 10%(w/w) 범위, 및 보다 더 바람직하게는 3% 내지 8% 범위로 단백질의 총량을 포함하는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 우유 공급물은 전유, 탈지유, 지방-무함유 우유, 저지방 우유, 전지 우유 또는 농축된 우유를 포함하거나, 심지어 이것으로 이루어진 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)는 우유 공급원을 한외여과(UF) 및 선택적으로 UF/투석여과하여
    - UF 우유 투석유물, 및
    - UF 우유 투과물
    을 제공하는 단계를 포함하고, UF 우유 투석유물의 적어도 일부분이 우유 공급물로서 사용되는 것인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, NF 투석유물은
    - 최대 0.4%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
    - 최대 1.3%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량, 및
    - 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
    을 함유하는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 NF 투석유물의 pH는 5.5 내지 7.0 범위인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 투석을 위해 사용된 음이온 교환 막은 적어도 0.01의 시트레이트의 투과선택성 계수를 갖는 것인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물은
    - 최대 1.0%(w/w 총 고체)의 칼슘의 총량,
    - 최대 0.1%(w/w 총 고체)의 마그네슘의 총량, 및
    - 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 인의 총량
    을 함유하는 것인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물은 최대 1%(w/w 총 고체)의 시트레이트의 양을 함유하는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카제인 공급원은 우유, 농축된 우유, 분유, 우유 단백질 농축물, 베타-카제인 단리물, 미셀라 카제인 단리물, 카제이네이트 또는 이들의 조합 중 하나 이상을 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카제인 공급원은 우유의 UF 투석유물 및/또는 우유의 MF 투석유물 형태의 농축된 우유인 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 우유 당류-함유 유청 생성물 및 카제인 공급원은 50:50 내지 70:30 범위, 바람직하게는 55:45 내지 65:45 범위, 및 보다 더 바람직하게는 약 60:40의 유청 단백질과 카제인 사이의 중량비를 수득하도록 혼합되는 것인 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영양 제품은 유기농 제품인 방법.
  15. i) 우유 공급물을 제공하는 단계,
    ii) 우유 공급물을 미세여과(MF) 또는 미세여과/투석여과하여 MF 투석유물 및 MF 투과물을 제공하는 단계,
    iii) MF 투과물을 나노여과 또는 나노여과/투석여과하여 NF 투석유물 및 NF 투과물을 수득하는 단계,
    iv) NF 투석유물을 전기 투석하여 탈염된 우유 당류-함유 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 수득하는 단계,
    v) 선택적으로, 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물을 건조시키는 단계
    를 포함하고, 바람직하게는 여기서 단계 ii) 후 유청 단백질-함유 스트림이 우유 당류로부터 유청 단백질을 분리하는 한외여과를 겪지 않는, 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물의 제조 방법.
  16. - 20% 내지 90%(w/w TS)의 탄수화물,
    - 5% 내지 40%(w/w TS)의 단백질,
    - 0% 내지 40%(w/w TS)의 지질, 및
    - 총 단백질에 대해 적어도 15%(w/w)의 유장 단백질, 및
    - 최대 1%(w/w TS)의 시트레이트
    를 포함하는 소아 영양에 적합한 영양 제품.
  17. 제16항에 있어서, 시알릴락토스를 탄수화물의 총량에 대해 적어도 0.01%(w/w)의 양으로 포함하는 영양 조성물.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제품은
    - 20% 내지 90%(w/w TS)의 우유 당류
    - 5% 내지 40%(w/w TS)의 단백질,
    - 0% 내지 10%의 지질(w/w TS),
    - 총 단백질에 대해 적어도 70%(w/w)의 유장 단백질, 및
    - 총 단백질에 대해 최대 30%의 카제인
    을 포함하는 탈염된 우유 당류-함유 유청 단백질 생성물인 영양 제품.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제품은
    - 총 단백질에 대해 30% 내지 70%(w/w)의 유장 단백질, 및
    - 총 단백질에 대해 30% 내지 70%(w/w)의 카제인
    을 포함하는 유아용 조제식 베이스 생성물인 영양 제품.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제품은
    - 35% 내지 70%(w/w TS)의 탄수화물,
    - 5% 내지 15%(w/w TS)의 단백질,
    - 20% 내지 40%의 지질(w/w TS),
    - 총 단백질에 대해 30% 내지 70%(w/w)의 유장 단백질, 및
    - 총 단백질에 대해 30% 내지 70%(w/w)의 카제인
    을 포함하는 유아용 조제식인 영양 제품.
  21. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 50%(w/w)의 카제인은 베타-카제인이고, 바람직하게는 적어도 60%(w/w), 보다 바람직하게는 적어도 70%(w/w), 보다 더 바람직하게는 적어도 80%(w/w), 및 가장 바람직하게는 적어도 90%(w/w)의 카제인은 베타-카제인인 영양 제품.
  22. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제품은
    - 최대 0.7%(w/w 총 고체)의 칼슘의 총량,
    - 최대 0.1%(w/w 총 고체)의 마그네슘의 총량,
    - 최대 0.5%(w/w 총 고체)의 인의 총량,
    - 최대 0.3%(w/w 총 고체)의 나트륨의 총량,
    - 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 칼륨의 총량, 및
    - 최대 0.8%(w/w 총 고체)의 염소의 총량
    중 하나 이상을 포함하는 것인 영양 제품.
  23. 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영양 제품은 최대 0.06, 바람직하게는 최대 0.04, 보다 바람직하게는 최대 0.02, 및 보다 더 바람직하게는 최대 0.01의 시트레이트와 총 단백질 사이의 중량비를 갖는 것인 영양 제품.
  24. 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영양 제품은 최대 0.8%(w/w TS), 바람직하게는 최대 0.3% (w/w TS), 및 보다 더 바람직하게는 최대 0.1%(w/w TS)의 시트레이트의 양을 포함하는 것인 영양 제품.
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