KR20220017079A

KR20220017079A - 액상 조제유 조성물

Info

Publication number: KR20220017079A
Application number: KR1020200097146A
Authority: KR
Inventors: 김승수; 최윤식; 박상기; 최창일
Original assignee: 주식회사 엘지생활건강
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2022-02-11
Also published as: KR102536585B1

Abstract

본 발명은 영유아의 성장에 필요한 영양성분이 강화된 액상 조제유 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 액상 조제유 조성물은 종래의 조제유에 비해 영유아에게 필요한 영양성분이 강화될뿐만 아니라, 소화 흡수성, 알러지 저감 효과, 및 상안정성이 현저하게 우수하다.

Description

액상 조제유 조성물{Liquid milk composition}

본 발명은 영유아의 성장에 필요한 영양성분이 강화되고, 소화 흡수성 및 상안정성이 우수하며, 알러지 저감 효과가 우수한 액상 조제유 조성물에 관한 것이다.

인간의 성장 발달 과정은 태아기, 영아기, 유아기, 아동기, 청소년기, 성인기, 및 노인기로 구분된다. 특히 영유아기의 경우 신체 성장속도가 빠르고 종합적인 영양소를 상당히 필요로 하는 기간이므로, 이때의 영양분 섭취는 충분하게 고려되어야 한다. 영아가 성장 또는 발달하는데 있어서의 우유는 적절한 양과 필수조성의 영양소를 가지고 있다는 점에서 가장 바람직하고 전통적인 영양 섭취 방법으로 인식되고 있다. 그러나 우유는 태생적으로 소젖에서 출발하므로 인간의 신체에 완전할 수 없으며 성분상 결함을 가진다. 또한 우유는 과거와 현재의 식생활 차이, 영양 섭취원 및 발육수준의 변화 등이 전혀 고려되지 않으므로, 보다 완전한 식품이 되기 위해서는 보충 및 개선이 필요하다. 예를 들면, 경제 및 사회환경의 발전에 따른 식습관의 변화에 의해 단백질 또는 지방 등의 영양섭취량은 1일 기준 섭취량에 비해 과다해질 수 있으나, 미네랄, 특정 비타민 등의 섭취량은 감소할 수 있다.

예를 들면, 2015년 한국인 영양소 섭취기준에 따르면 만 1~2세 기준을 대상으로 조사한 결과, 칼슘의 일일 권장섭취량 500mg에 비해 조사된 평균섭취량은 412mg으로 다소 부족한 결과를 나타내었다. 또한, 칼륨의 일일 충분섭취량 2,000mg 대비 조사된 평균섭취량은 1,442mg으로 부족한 경향을 나타내었다. 단백질은 만 1~2세 일일 권장섭취량 대비 평균섭취량은 약 231% 수준의 과잉섭취의 결과를 나타내었다. 따라서 이러한 식습관 및 영양섭취 변화에 따른 대응 제품이 필요하게 되었으며, 이러한 식습관 및 영양섭취 변화에 대응하고자 우유 제품에 있어서 종래의 우유영양성분의 조정을 통한 분말제품 등이 출시되었다. 그러나, 대부분 사용시 음용을 위해 액상으로 용해 및 음용하도록 설계되어 있으며, 이러한 경우에 소비자의 사용방법에 따라 농도, 용해성, 분산성, 또는 온도 등의 차이가 발생하여 실제 음용되는 농도 및 영양성분에 차이가 필연적으로 발생하였다.

경제의 급속한 발전과 함께 나타난 식생활의 변화로 인해, 단백질이 과량 섭취되는 사례가 증가되고 있다. 단백질은 인체의 정상적인 성장 및 생명 유지를 위해서 반드시 필요한 필수 영양소이나, 소화기관이 약한 영유아 또는 아동은 단백질을 과잉 섭취할 경우 소화에 좋지 않은 단점도 가지고 있다. 따라서 이러한 식생활의 변화를 반영하여, 우유에도 소화에 최적화된 단백질의 설계 및 섭취가 필요한 실정이다.

단백질은 아미노산의 펩타이드 결합구조를 형성하고 있는 복합 분자이며, 인체의 정상적인 성장, 생리적 기능, 및 생명 유지를 위해 필요한 아미노산과 질소화합물의 공급원이다. 식사로 섭취된 단백질은 유리 아미노산과 작은 펩타이드 분자로 소화되고, 소장에서 흡수되어 간과 다른 조직으로 운송된다. 이후, 이들은 단백질 및 질소 화합물의 합성에 이용되고, 나머지는 이화 작용을 거쳐 포도당 및 지방질과 함께 요소 합성을 위해 사용된다. 생애 주기별로 특히 성장기, 임신기, 및 수유기에 추가적인 단백질 섭취가 요구되며, 이 때에 단백질 섭취가 충분히 이루어지지 않으면 성장 지연 또는 뇌기능 감퇴 등이 나타날 수 있다. 만약 노인들이 단백질을 불충분하게 섭취할 경우, 근육 감소증이 보다 빨리 진행되며, 이는 각종 장애와 사망의 원인이 된다. 단백질 결핍은 저개발국가나 저소득층 아동들에게 흔히 나타나며, 이는 발육 부진 또는 질병 감염에 대한 민감도 상승 등을 야기할 수 있다.

우유 안에 포함되어 있는 우유 단백질은 카세인(casein) 및 유청 단백질(whey protein)로 구분할 수 있다. 우유 단백질의 약 80%는 카세인이며 약 20%는 유청 단백질이다. 우유에 포함되는 카세인의 조성은 β-카세인이 약 36%, κ-카세인이 약 13%, αS1-카세인이 약 33%, 및 αS2-카세인이 약 18% 수준이다. 우유에 포함되는 카세인은 모유에 비해 αS1-카세인이 많고 부드러운 커드를 형성하는 β-카세인이 비교적 적은 편이다. 일반적으로 αS1-카세인은 커드를 형성하는 주된 성분으로 함량 과다 시 소화율이 저하되고 알러지에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 한편, 우유에 포함되는 유청 단백질의 조성은 약 50%의 β-락토글로블린(lactoglobulin), 약 20%의 α-락트 알부민(Lactalbumin), 혈청알부민(blood serum albumin), 면역글로블린 (Immunoglobulins), 락토페린(Lactoferrin), 및 트랜스페린(Transferrin) 등 다양한 종류의 미량 단백질과 효소로 구성되어 있으며, 따라서 영양학적으로 그 가치가 매우 크다고 할 수 있다(김효희, 박영서, 윤성식, 산양유의 조성과 그 식품영양학적 의의, 한국식품과학회지. Vol.46, No2, pp. 121~126(2014) 참조).

우유와 모유의 단백질을 비교하면, 우유는 주로 카세인 성분이 전체 단백질의 약 80%를 차지하는 반면, 모유는 카세인 비율이 약 40% 정도를 차지하고 나머지 60%는 유청 단백질로 이루어져 있다. 그 중 카세인의 구성 성분은 환경 및 개인에 따라 편차가 발생하지만, 모유의 카세인 조성은 β-카세인이 약 75%, κ-카세인이 약 25% 수준이며, αS1-카세인은 전혀 포함되지 않는다. 모유의 유청 단백질 조성은 β-락토글로블린이 없고 α-락트알부민의 함량이 약 50% 이상으로 우유의 유청 단백질 조성과 차이가 크다(Adriano Henrique do Nascimento RANGEL, Danielle Cavalcanti SALES, Lactose intolerance and cow's milk protein allergy, Food Science and Technology(2015) 참조). 이러한 단백질 조성 차이로 인해 모유는 우유에 비해 소화 특성이 상대적으로 우수하다고 알려져 있다. 인간이 음용하는 우유 단백질은 여러 가지 필수 아미노산이 풍부하게 들어있는 훌륭한 영양원이지만, 모유 단백질과 완전히 일치하는 것은 아니다. 이러한 구조적 차이(예를 들어, 아미노산의 배열순서가 다름)가 있는 우유 단백질은 음용할 때, 인체는 이를 이물질로 인식하고 방어 기작을 작동할 수도 있는데, 이러한 면역 반응이 알러지로 나타나기도 한다.

유청 단백질은 위에서 부드러운 커드를 형성하게 하며, 이에 따라 소화 및 흡수율이 증가하고 체내에 흡수한 단백질의 이용 효율도 높아질 수 있다. 또한, 유청 단백질에는 필수 아미노산인 시스틴과 메티오닌의 비율이 높으며, 대사가 잘 안되는 티로신이나 페닐알라닌의 비율은 낮다. 통상적으로, 유청 단백질은 필수 아미노산을 다량 함유한 영양가 높은 단백질이며, 이는 근육 형성에 이용되는 측쇄 아미노산 등이 풍부하여 영유아의 성장 및 발달에 좋은 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

유청 단백질은 수많은 유리 아미노기 및 카르복실기에 의한 분자간 이온 및 디설파이드 결합 등에 의해 복합적으로 형성된 3차원의 입체 구조 형태이다. 이러한 유청 단백질은 여러 물리적 또는 화학적 작용에 의해 형태 변화, 응고, 및 침전 등의 복합적인 불안정성이 나타날 수 있다. 이는 공유 결합의 비가역적인 단백질-단백질 상호 작용 및 비공유 결합의 단백질-단백질 상호작용을 포함한다. 공유 결합의 대표적인 예시는 β-락토글로불린의 이황화 결합이다. 또한 시스테인 등에 포함된 디설파이드 결합(S-S)은 β-락토글로불린과 결합하여 강력한 응집을 형성하여 침전으로 이어진다.

유제품에서의 단백질 변성의 가장 큰 요인은 높은 온도에 의한 열처리로 알려져 있으나, 교반 또는 고압 등의 기계적인 물리력도 단백질 변성의 요인이 될 수 있다. 유청 단백질의 함량을 높인 액상 처방의 경우, 열변성에 민감한 유청 단백질의 특성상 가교 결합이 일어나는 경향을 최대한 억제해야 하기 때문에, 이를 해결하기 위한 공정 및 원료 사용에 있어서 상당한 어려움이 따르게 된다.

유화, 분산, 및 용해 등의 복합적인 공정을 통해 액상 유제품의 안정성을 향상시키기 위해서는, 적절한 유화제의 선택, 분산 입자의 미세화, 및 입자 표면의 코팅 등을 통해 입자간 응집을 막거나 지연시키는 것이 매우 중요하다. 통상적으로 액상 유제품은 에멀전 제형으로 제조될 수 있으며, 이러한 에멀전은 두 가지 상, 즉 분산매인 액체에 녹지 않는 다른 액체가 분산상으로 분산되어 있는 콜로이드 용액을 말한다. 에멀전의 상이 불안정할 경우, 분산 입자의 불균일성으로 인해 단백질의 응집 및 침전을 유발하게 되고, 이에 따라 액상 유제품이 일정한 농도를 유지하지 못할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 적절한 유화제의 사용 및 분산 입자의 재응집 방지 기술이 매우 중요하다.

액상 유제품에서의 유화는 단백질 안정화를 주된 목적으로 하며, 이는 일반적인 유화와는 다른 패턴이다. 식품에 사용되는 유화제는 상대적으로 보조 역할로 사용되며, 식품용 유화제는 유수계면에 순간적으로 배열되어 계면장력을 저하시키므로 식품의 안정성에 지대한 영향을 미친다. 특히 통상적으로 사용되는 유화제는 저분자 및 양친매성으로 유상과 수상의 계면에 배열되어 지방구의 합일 및 상 안정화에 기여하지만, 적정 함량을 사용하지 않으면 탈리되거나 지나치게 많은 유화제 함량은 오히려 상안정성에 악영향을 줄 수 있다.

또한 액상 유제품을 안정화시키기 위해, 제조 공정 중에 균질화(homogenization)를 통해 입자를 미세화 및 균일화시키는 방법이 있다. 적절한 균질화에 의한 입자의 미세화 및 균일화는 경시에 따라 발생하는 입자 사이의 응집을 최소화할 수 있다. 즉, 미세화 및 균일화된 입자는 상대적으로 크고 불균일한 입자에 비해, 입자간의 응집이 상당시간 지연됨으로써, 응집, 분리, 및 침전 현상을 현저하게 개선시킨다. 하지만 미세화 및 균일화된 입자는 응집, 분리, 또는 침전 현상을 개선시키지만, 유통 과정 중 다양한 온도 및 경시 조건에서 재응집이 발생할 수 있다. 따라서 유통 과정 중 재응집이 발생하지 않도록, 적절한 유화제, 분산 안정화제, 및 단백질을 선택하는 것은 매우 중요하다.

액상 조제유 제품에 있어서, 살균 또는 멸균 등의 가열 처리 조건의 적절한 설정은 단백질 및 기타 유원료의 고온에 의한 변성을 저감시키며, 이는 상안정성과 미생물 안전성을 유지하고 이취, 변색, 및 맛 등의 변화를 최소화하는데 있어서 매우 중요한 요소이다. 기존 시판되고 있는 국내외 대부분의 액상 조제유는 레토르트 방식으로 과도한 열처리 방식을 통하여 제조되므로, 상 불안정성을 야기하거나 맛, 이취, 및 변색 등의 문제를 발생시킬 수 있다. 또한 이러한 현상을 회피하기 위해 필수 영양성분의 함량을 낮춤으로써 영양 불균형을 초래하기도 하는 사례도 발생되었다.

영유아에게 제공되는 액상 조제유에 우수한 영양성분을 포함시키면서, 이를 영아의 소화 흡수를 위해 최적화시키고, 동시에 경시에 따른 상안정성이 확보된 액상 조제유 조성물의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 영유아의 성장에 필요한 영양성분이 강화되고, 소화 흡수성 및 상안정성이 향상되며, 알러지 저감 효과가 우수한 액상 조제유 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 액상 조제유에 있어서 영유아의 성장에 필수적인 영양성분을 강화시키고, 소화 흡수성 및 상안정성을 개선시키기 위해 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 액상 조제유 조성물에 특정한 유청 단백질 및 카세인 단백질을 특정한 함량 비율로 포함시키는 경우, 영양성분이 강화될뿐만 아니라, 영유아가 섭취시 소화 흡수에 용이하며, 상안정성이 향상되고, 일반적인 우유 단백질에 민감한 영유아의 알러지가 현저하게 저감되는 놀라운 발견을 하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 α-락트알부민 및 αS1-카세인을 1 : 0.3 내지 5의 중량비(α-락트알부민 : αS1-카세인)로 포함하는 액상 조제유 조성물을 제공한다. 본 발명의 액상 조제유 조성물은 α-락트알부민 및 αS1-카세인을 상기와 같은 특정한 중량비로 포함함으로써, 영양성분의 강화, 소화 흡수성 향상, 상안정성 향상, 및 알러지 저감 효과가 현저하게 상승될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 α-락트알부민 및 αS1-카세인은 바람직하게 1 : 0.5 내지 4, 더욱 바람직하게 1 : 0.7 내지 3, 가장 바람직하게 1 : 0.9 내지 2의 중량비(α-락트알부민 : αS1-카세인)로 포함될 수 있다. 상기 αS1-카세인의 중량이 α-락트알부민의 중량 대비 1 : 0.3 (α-락트알부민 : αS1-카세인) 미만일 경우에는, α-락트알부민이 과다함으로 인해 단백질 침전이 생기거나 상 분리 현상이 발생할 수 있다. 상기 αS1-카세인의 중량이 α-락트알부민의 중량 대비 1: 5 (α-락트알부민 : αS1-카세인) 초과일 경우에는 소화 흡수성이 저해될 뿐만 아니라, 침전 및 상분리 현상이 발생할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 α-락트알부민의 함량은 총 단백질 중량 대비 5 내지 30 중량%, 바람직하게 6 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게 7 내지 20 중량%, 가장 바람직하게 8 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 α-락트알부민의 함량이 5 중량% 미만일 경우에는 총 단백질의 소화 흡수성이 떨어질 수 있다. 상기 α-락트알부민의 함량이 30 중량% 초과일 경우에는 열변성도가 높아져 침전 및 상분리와 같은 제품의 불안정성을 야기하는 요인이 되거나, 현실적으로 적용이 쉽지 않다.

일 실시예에서, 상기 αS1-카세인의 함량은 총 단백질 중량 대비 1 내지 30 중량%, 바람직하게 5 내지 28 중량%, 더욱 바람직하게 7 내지 25 중량%, 가장 바람직하게 8 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 αS1-카세인의 함량을 1 중량% 미만으로 제조하는 것은 우유를 포함하는 액상 조제유에서는 현실적으로 실현되기 어려우며, 상기 αS1-카세인의 함량이 30 중량% 초과일 경우에는 커드가 생성되는 등 소화 흡수성이 저해되고 침전 및 상분리 현상이 발생할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물의 총 단백질 함량은 조성물 총 중량 대비 0.1 내지 2.8 중량%, 바람직하게 0.5 내지 2.6 중량%, 더욱 바람직하게 0.8 내지 2.3 중량%로 포함될 수 있다. 상기 총 단백질 함량이 0.1 중량% 미만일 때는 영양성분이 결핍될 수 있으며, 2.8 중량% 초과일 경우에는 소화 흡수성이 저해되고 침전 및 상 분리 현상이 발생할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 우유 유래 우유류, 분유류, 및 단백질류로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 우유 유래 우유류는 살균유(시유), 멸균유, 저지방우유, 무지방우유, 및 강화우유 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 우유 유래 분유류는 탈지분유, 전지분유, 가당분유, 및 혼합분유 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 우유 유래 단백질류는 우유단백, 농축단백, 분리단백, 유청단백, 탈염유청단백, 농축유청단백, 분리유청단백, 유단백, 및 우유유청단백 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 우유 유래 분유류, 단백질류, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 우유 유래 분유류, 단백질류, 또는 이들의 혼합물은 조성물 총 중량 대비 0.1 내지 7 중량%, 바람직하게 0.2 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게 0.3 내지 3 중량%로 포함될 수 있다. 상기 우유 유래 분유류, 단백질류, 또는 이들의 혼합물이 0.1 중량% 미만일 경우에는 액상 조제유 조성물 내 α-락트알부민의 함량을 충분하게 증가시킬 수 없어, 영양성분 및 소화 흡수성을 강화시키기 어렵다. 상기 우유 유래 분유류, 단백질류, 또는 이들의 혼합물이 7 중량% 초과일 경우에는 침전 또는 상분리 현상이 발생할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 우유 유래 우유류를 조성물 총 중량 대비 5 내지 50 중량%, 바람직하게 10 내지 45 중량%, 더욱 바람직하게 15 내지 40 중량%로 포함할 수 있다. 상기 우유 유래 우유류가 5 중량% 미만일 경우에는 영양성분이 불충분할 수 있으며, 상기 50 중량% 초과일 경우에는 영아의 소화 흡수성이 저해되고 침전 및 상분리 현상이 발생할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 고형분을 조성물 총 중량 대비 5 내지 40 중량%, 바람직하게 6 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게 7 내지 25 중량%로 포함할 수 있다. 상기 고형분이 5 중량% 미만일 경우에는 영양성분이 결핍될 수 있으며, 40 중량% 초과일 경우에는 상안정성이 저해되고 영양성분의 과잉이 문제된다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 글리세린지방산에스테르, 레시틴, 또는 이들의 혼합물을 추가적으로 포함할 수 있으며, 이를 통해 분산 안정성을 증진시킬 수 있다. 레시틴은 구조적으로 헤드 부분의 콜린이 친수성 특징을 가지고 몸체 부분의 지방산은 오일 친화력이 있으므로, 계면활성제 성질을 가진 양친매성 안정화제로 사용되는 천연 유화제이다. 또한 레시틴은 친수부에 양이온성을 가지고 있으므로 유제품의 특징인 카세인 마이셀 음전하와 흡착하여 입자 사이의 응집을 방지함으로써 조성물을 효과적으로 분산 안정화할 수 있다. 상기 글리세린지방산에스테르는 조성물 총 중량 대비 0.05 내지 0.8 중량%, 바람직하게 0.08 내지 0.7 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 레시틴은 조성물 총 중량 대비 0.005 내지 1.5 중량%, 바람직하게 0.007 내지 1.3 중량%, 더욱 바람직하게 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있으며, 이러한 경우 분산 안정성이 현저하게 증진될 수 있다. 상기 레시틴이 0.005 중량% 미만일 경우에는 분산 안정화 효과가 극히 미미할 수 있으며, 1.5 중량% 초과일 경우에는 레시틴 특유의 진한 색상으로 인해 내용물의 색상 및 맛이 변화되는 문제가 발생할 수 있다.

바람직하게, 상기 조성물은 글리세린지방산에스테르 및 레시틴의 혼합물을 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 글리세린지방산에스테르 및 레시틴은 1 : 0.05 내지 1, 바람직하게 1 : 0.08 내지 0.8의 중량비(글리세린지방산에스테르 : 레시틴)로 포함될 수 있으며, 이러한 경우 액상 조제유의 유화 및 분산 안정화 효과가 현저하게 개선된다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 영유아에게 포화지방, 불포화지방, 및 필수지방산을 공급하기 위해 유지를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 유지는 대두유, 카놀라유, 팜올레인유, 야자유, 팜핵유, 해바라기유, 현미유, 옥수수유, 및 정제가공유지 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물 내 글리세린지방산에스테르 및 유지의 중량비는 1 : 1 내지 25, 바람직하게, 1 : 2 내지 20 (글리세린지방산에스테르 : 유지)일 수 있다. 상기 유지의 중량이 글리세린지방산에스테르의 중량에 비해 1 : 25 (글리세린지방산에스테르 : 유지)의 중량비를 초과할 경우에는 양친매성인 유화제가 액상 조제유의 유수계면에 효과적으로 흡착되기 어려우며, 상기 유지의 중량이 1 : 1의 중량비 미만일 경우에는 과도한 흡착으로 인해 상안정성에 오히려 악영향을 나타낼 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 영양성분의 강화를 위해 비타민을 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 비타민은 비타민 A, E, D 및 K 등을 포함하는 지용성 비타민; 및 비타민 B1, B2, B6, B12, C, 판토텐산, 나이아신, 엽산, 및 비오틴 등을 포함하는 수용성 비타민으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 영양성분의 강화 및 조제유의 안정화를 위해 미네랄 성분을 추가로 포함할 수 있다. 상기 미네랄은 탄산칼슘, 수산화칼슘, 제일인산칼륨, 제이인산칼륨, 염화칼륨, 제이인산마그네슘, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 산화아연, 피로인산제이철, 황산망간, 구연산삼나트륨, 및 요오드칼륨 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 기술한 바에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 조성물은 미네랄을 추가적으로 함유함으로써 단백질의 열처리에 의한 변성 및 응고를 저감할 수 있으며, 액상 조제유의 pH 버퍼링 역할도 수행할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 입자 미세화를 통한 소화 흡수능 향상과 제형 안정화 목적으로 균질화(homogenization)를 거쳐 제조될 수 있다. 일반적으로 최적화된 균질 효과에 의한 입자의 미세화와 균질화는 경시에 따라 발생하는 조성물 입자 사이의 응집을 최소화한다. 이를 통해 상대적으로 크고 불균일한 입자에 비해 입자간의 응집을 상당 시간 지연시키는 효과를 나타내게 되어, 균질화를 거친 조성물은 제형상의 응집, 분리, 및 침전 현상이 현저히 개선된다. 또한 입자의 미세화 및 균일화는 액상 조제유의 안정화에 큰 영향을 미칠 뿐만 아니라, 영양학적으로 소화 흡수능 향상에도 매우 효과적이다.

상기 균질화는 처리 방법에 따라 상안정성에도 큰 영향을 미치게 되는데, 본 발명에서는 효과적인 균질화를 위해 균질압을 100 내지 600 bar, 바람직하게 150 내지 400 bar로 설정할 수 있다. 균질압이 100 bar 미만이면 균질 효과가 미미하여 입자의 크기가 커지고 이에 따라 불균일한 분포를 갖게 되어 상안정성이 결여된다. 반면 균질압이 600 bar를 초과하면 입자가 극도로 미세화되어 오히려 입자간 응집을 야기시켜 오히려 경시안정성이 급격히 저하된다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 입자 크기가 1μm 미만인 입자가 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상일 수 있다. 본 발명의 액상 조제유 조성물은 소화흡수 향상 및 알러지 저감을 위한 영양성분을 구성했을 뿐만 아니라, 상안정성 향상을 위하여 최종 완제품 단계에서의 1μm 미만의 입자크기의 비율이 90% 이상의 분포를 가지는 입도 미세화 공정을 통해 제조될 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 액상 조제유 조성물은 미생물의 사멸을 위해 초고온단시간열처리(Ultra High Temperature, UHT)가 처리될 수 있다. 본 발명의 액상 조제유 조성물은 다량의 탄수화물, 지방, 단백질을 함유하여, 상온 및 장시간 보관 시 미생물의 번식이 쉬운 고영양의 조성물이다. 액상 조제유에는 다량의 미생물이 존재할 수 있으며, 냉장 온도에서 생존하는 내냉성균과 고온의 열처리에도 사멸하지 않는 내열성균도 존재할 수 있다. 초고온단시간열처리법은 단시간 내에 초고온의 온도 범위 수준에서 ?F고 강력한 가열에 의하여 액상 제품을 보존하기 위한 처리 기술이며, 이는 기존의 레토르트 방식에 비해 단백질 변성이 적으므로 맛, 이취, 변색 등이 레토르트 방식에 비해 양호하다. 상기 초고온단시간열처리는 120 내지 150℃, 바람직하게는 125 내지 140℃의 온도에서 1 내지 60초, 바람직하게는 5 내지 50초의 멸균조건으로 처리될 수 있다. 상기 초고온단시간멸균처리가 120℃ 미만 또는 1초 미만일 경우에는 미생물 사멸 효과가 미미하며, 150℃ 초과 또는 60초 초과일 경우에는 열변성으로 인해 침전물이 생기거나 열 손상으로 인해 상안정성이 나빠진다.

또한, 본 발명은 (s1) 용해된 유지에 우유 유래 우유류, 분유류, 및 단백질류로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 첨가하여 용해시키는 단계; (s2) 상기 (s1) 단계의 혼합물을 균질화하는 단계; 및 (s3) 상기 (s2) 단계의 생산물을 초고온단시간열처리로 멸균하는 단계를 포함하며, α-락트알부민 및 αS1-카세인을 1 : 0.1 내지 5의 중량비(α-락트알부민 : αS1-카세인)로 포함하는 액상 조제유 조성물의 제조방법을 제공한다.

일 실시예에서, 상기 (s1) 단계는 용해된 유지에 추가적으로 지용성 비타민, 글리세린지방산에스테르, 레시틴 또는 이들의 혼합물을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 (s1) 단계 이후의 생산물에 물을 첨가하여 냉각시킨 후 수용성 비타민, 미네랄, 또는 이들의 혼합물을 추가적으로 첨가하여 제조할 수 있다. 상기 (s2) 균질화 단계는 (s1) 단계의 혼합물을 입자 크기가 1μm 미만인 입자가 90% 이상이 되도록 균질화할 수 있다. 또한 상기 제조방법은 균질화 효과를 높이기 위해, 상기 (s2) 단계 전에 혼합물을 예열하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 또한 상기 제조방법의 (s2) 단계의 균질화는 100 내지 600 bar의 균질압으로 수행될 수 있다. 또한 상기 제조방법의 (s3) 단계의 초고온단시간열처리는 120 내지 150℃의 온도에서 1 내지 60초 동안 수행될 수 있다.

본 발명의 액상 조제유 조성물은 기존의 조제유에 비해 영유아에게 필요한 영양성분이 강화되었으며, 소화 흡수성, 알러지 저감 효과, 및 상안정성이 현저하게 우수하다.

도 1은 실험예 2에서 비교예 1 및 실시예 5에 대한 인공위액 첨가실험의 결과를 나타낸 사진이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

실시예의 제조

하기 표 1에 나타난 조성 및 공정에 따라 액상 조제유 조성물을 제조하였다. 본 실시예 및 비교예는 설계하고자 하는 처방에 따라 시중에서 판매되는 살균유(우유), 우유 유래 농축유청단백분말, 및 α-락트알부민의 성분을 단독 혹은 혼합하여 사용하여, αS1-카세인 및 α-락트알부민의 비율을 조정하였다. 비교예 1 및 비교예 2는 단백질 조성은 동일하지만 단백질 총 함량을 다르게 제조하였다.

하기 표 1의 액상 조제유 실시예의 처방에서는 단백질 함량을 동일하게 유지하면서, 우유 유래 농축유청단백 함량과 α-락트알부민 원료의 함량을 점차적으로 증가시켜, αS1-카세인은 낮아지고 α-락트알부민 함량이 높아지도록 설계하였다. 하기 표 2의 실시예에서는 글리세린지방산에스테르와 레시틴의 함량을 다르게 구성하여, 조성물의 경시안정성을 비교하였다.

실시예 및 비교예 조성물의 제조 방법은 아래와 같다. 고온에서 완전히 용해된 유지에 지용성 비타민, 유화제, 및 레시틴류 등을 정량 투입하고 고온 교반하여 완전히 용해한 후, 약 70℃의 정제수에 서서히 투입하면서 호모믹서로 교반을 시작하였다. 일정 시간 교반 후 온도를 약 40℃ 수준으로 유지하여 교반하면서, 설계하고자 하는 처방에 따라 원료를 혼합 또는 단독으로 정량 투입 교반하였다. 이후 물을 첨가하여 냉각한 후 수용성 비타민 및 미네랄 등을 혼합하여 교반을 완료하고 예열, 균질, 및 초고온단시간열처리(UHT)를 거쳐 완결하였다.

실험예 1: 단백질 조성 비율에 따른 소화 흡수 및 경시안정성 평가

실시예	비교예1	비교예2	실시예1	실시예2	실시예3	비교예3
식용혼합유지함량(%)	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0
글리세린지방산에스테르(%)	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
살균유(%)	46	96	35	20	18	10
농축유청단백분말(%) (Whey Protein Concentrate 80)	-	-	0.5	1.1	1.2	1.2
알파락트알부민(%) (Alpha lactoalbumin Hilmar8800)	-	-	-	-	-	0.4
정제수 등 기타	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100
단백질 총량(%)	1.5	3.0	1.5	1.5	1.5	1.5
전체 단백질 대비 αS1-카세인 비율(%)	33	33	16.8	13.5	12.07	6.76
전체 단백질 대비 α-락트알부민 비율(%)	4	4	9.6	10.8	11.40	17.2
인공위액 첨가실험 결과	-	X	○	○	◎	◎
침전정도	-	X	△	△	△	X
상분리	-	X	△	△	△	X

상기 표 1에 따라 단백질 조성 비율이 다르게 제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 조성물에 대하여 인공위액 첨가실험 및 경시안정성 평가를 진행하였다. 인공위액 첨가실험에서는 실시예 1 내지 3이 비교예 1 내지 2에 비해 양호하게 나타났다. 특히 상대적으로 α-락트알부민 함량이 높고, αS1-카세인 함량이 낮은 처방의 실시예 3은 인공위액에 의한 응고가 거의 나타나지 않는 것으로 확인되었다. 비교예 1에 비해 단백질 총량이 높은 비교예 2는 소화흡수성이 비교예 1에 비해 보다 저조하게 나타났다.

소화 흡수성이 현저하게 우수하면서 경시 안정성도 양호한 실시예 3의 처방을 기준으로, 유화제인 글리세린지방산에스테르의 함량을 늘리거나 레시틴을 추가하여 실시예 4 내지 6을 제조하였다.

실험예 2: 글리세린지방산에스테르 및 레시틴의 첨가에 따른 경시안정성 및 소화 흡수성 평가

실시예	비교예1	실시예3	실시예4	비교예 4	실시예5	실시예6
식용혼합유지함량(%)	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0
글리세린지방산에스테르(%)	0.1	0.1	0.4	0.9	0.4	0.4
레시틴(%)	-	-	-	-	0.04	0.12
살균유(%)	46	18	18	18	18	18
농축유청단백분말(%) (Whey Protein Contentrate 80)	-	1.2	1.2	1.2	1.2	1.2
알파락트알부민(%) (Alpha lactoalbumin Hilmar8800)	-	-	-	-	-	-
정제수 등 기타	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100
단백질 총량(%)	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
전체 단백질 대비 αS1-카세인 비율(%)	33	12.07	12.07	12.07	12.07	12.07
전체 단백질 대비 α-락트알부민 비율(%)	4	11.40	11.40	11.40	11.40	11.40
인공위액 첨가실험 결과	-	◎	◎	◎	◎	◎
침전정도	-	△	○	○	○	○
상분리	-	△	△	X	○	◎

상기 표 2의 결과를 볼 때, 동일한 유지 함량에서 글리세린지방산에스테르와 레시틴의 비율에 따라 침전과 상분리가 개선됨을 확인하였다. 실시예 3 및 4를 비교할 때, 글리세린지방산에스테르를 증가시키면 침전 및 상 분리와 같이 상안정성 결과가 확연히 개선되는 효과를 확인하였다. 실시예 5 및 6과 같이 레시틴과 혼합하여 사용할 경우, 레시틴을 적용하지 않은 실시예 4에 비해 경시안정성이 보다 개선됨을 확인하였다. 비교예 4와 같이 유화제를 증량하여 처방할 경우, 시간이 지남에 따라 상부층에 막이 형성되어 상분리가 일어났다. 실시예 6은 경시안정성이 가장 우수하였다.

상기 인공위액 첨가실험과 경시안정성 평가를 종합적으로 검토한 결과, 본 발명의 액상 조제유 조성물이 α-락트알부민 함량이 높고, αS1-카세인 함량이 낮음으로 인해, 소화 흡수성이 우수하고, 글리세린지방산에스테르와 레시틴의 분산 안정화 효과로 인해 경시안정성이 우수함을 확인하였다.

상기 실험예 1 및 2에 사용된 실험 방법을 하기에 구체적으로 나타내었다.

(1) 카세인 분석

우유(또는 제품)에서 단백질을 추출하기 위해 -20℃에 보관된 샘플을 해동한 후, 1000g에서 10분간 원심분리하여 상층에 분리된 지방을 제거하여 측정에 사용하였다. 전처리된 용액은 8 M의 요소, 165 mM의 Tris, 44 mM의 구연산나트륨, 0.3% (v/v)의 메르캅토에탄올 수용액을 가한 후 공극 0.45 ㎛의 여과지에 통과시켜 단백질을 분리하였다. 이 용액은 지용성 카세인 단백질과 유청단백질을 모두 포함하며 여과된 단백질은 AxION^® TOF 질량 분석기로 고속 구배 HPLC(fast gradient HPLC)하여 분석되었다. 이동상으로는 0.1% (v/v) 트리플루오로아세트산 수용액과 0.1% (v/v) 아세토니트릴 수용액을 사용하였다. 측정결과는 마이크로매스 Q-TOF 질량 분석기(Micromass Q-TOF mass spectrometer)로 측정범위 질량 1000-2000m/z인 단백질을 검출하였다. 샘플에서 나타난 α, β, 및 κ-카세인 단백질 피크는 우유에서 추출된 표준 피크와 각각 대조하여 정량하였다.

(2) α-락트알부민 분석

우유 또는 제품에 존재하는 α-락트알부민을 분리하기 위하여 한외여과법으로 농축시켰다. 원심분리를 거쳐 베타-락토글로블린을 제거하고, 겔여과법으로 알파락트알부민을 분리하고 HPLC를 이용하여 정제한 후 동결건조 시켰다. 침전을 촉진시키고 반응시킨 다음 원심분리하여 산성유청을 얻고 이 유청을 한외여과하여 농축시킨 다음 염을 첨가하고 저온에서 원심분리해서 침전물을 얻었다. 이 침전물의 pH를 8.0~9.0에 맞춘 다음 β-락토글로블린을 분해시키기 위하여 트립신을 단백질에 대해 일정량 첨가하여 일정시간 반응시켰다. 이렇게 처리한 시료를 전기영동, 겔여과, HPLC 등에 이용하여 분석하였다.

전기영동실험(SDS-Polyacrylamide electrophoresis(PAGE))은 분리겔을 사용하여 실시하였다. 전기영동은 20Ma의 전류에서 60분간 실온에서 수행한 후 겔은 Coomasiee brilliant blue(R-250)로 발색시킨 다음 탈색시켰다. 시료의 α-락트알부민의 분리를 위해 겔여과(gel filtration)를 실시하였다.

시료에서 활성물질을 정량하기 위해 HPLC를 사용하였으며 Protein-PakTM125 컬럼을 사용하였다. 상기와 같이 α-락트알부민의 함량을 표준물질의 peak와 비교하여 계산하였다.

(3) 인공위액 제조방법

대한약전 및 관련논문을 참고하여 제조하였으며, 염화나트륨 2g에 염산 7mL 및 물을 투입하여 1L로 하여 교반하였다(강순아, 장기효, 조윤희, 홍경희, 서지혜, 조여원, 대두와 쥐눈이콩의 비배당체 이소플라본 함량에 대한 인공위액과 소화효소 처리효과, 한국영양학회지, Vol.36(1), pp. 32 ~ 39(2003) 참조).

(4) 인공위액 첨가실험

각 제조된 액상 조제유에 대한약전 및 관련논문을 통해 제조된 인공위액을 동량 투입하여 교반하였다. 이 혼합액을 일정시간 방치 후 이를 현미경으로 200배 확대하여 관찰하였다. 평가 시 기존 대조군(비교예) 대비 매우 우수한 수준을(◎). 양호한 수준을(○), 동등 수준을(△), 저조한 수준을 불량(X)로 평가하였다.

(5) 침전 정도 평가

제품을 제조 후 동일한 경시 기간에 따른 상온의 내용물을 120메쉬에 거른 후 남는 침전 잔류량을 측정하여 수치로 기입하였다. 120메쉬에 남는 침전량이 가장 적은 경우 매우 우수(◎), 양호한 수준이면(○), 일반 시판제품수준의 보통(△), 불량(X)으로 표기하여 평가하였다.

(6) 상분리 정도 평가

제품을 제조 후 동일한 경시 기간에 따른 상온의 내용물을 육안 관찰하여 상층부 또는 하층부로부터 분리되는 상 분리 높이를 측정하여 기입하였다. 가장 분리가 적은 경우 매우 우수(◎), 양호한 수준이면(○), 일반 시판제품수준의 보통(△), 불량(X)으로 표기하여 평가하였다.

Claims

α-락트알부민 및 αS1-카세인을 1 : 0.3 내지 5의 중량비(α-락트알부민 : αS1-카세인)로 포함하는 액상 조제유 조성물.
제1항에 있어서, 상기 α-락트알부민의 함량은 총 단백질 중량 대비 5 내지 30 중량%인 액상 조제유 조성물.
제1항에 있어서, 상기 αS1-카세인의 함량은 총 단백질 중량 대비 1 내지 30 중량%인 액상 조제유 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 총 단백질 함량이 조성물 총 중량 대비 0.1 내지 2.8 중량%인 액상 조제유 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 우유 유래 분유류, 단백질류 또는 이들의 혼합물을 조성물 총 중량 대비 0.1 내지 7 중량%로 포함하는 액상 조제유 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 우유 유래 우유류를 조성물 총 중량 대비 5 내지 50 중량%로 포함하는 액상 조제유 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 고형분을 조성물 총 중량 대비 5 내지 40 중량%로 포함하는 액상 조제유 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 글리세린지방산에스테르, 레시틴, 또는 이들의 혼합물을 추가적으로 포함하는 액상 조제유 조성물.
제8항에 있어서, 상기 조성물은 글리세린지방산에스테르를 조성물 총 중량 대비 0.05 내지 0.8 중량%로 포함하는 액상 조제유 조성물.
제8항에 있어서, 상기 조성물은 글리세린지방산에스테르 및 레시틴을 1 : 0.05 내지 1의 중량비(글리세린지방산에스테르 : 레시틴)로 포함하는 액상 조제유 조성물.
(s1) 용해된 유지에 우유 유래 우유류, 분유류, 및 단백질류로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 첨가하여 용해시키는 단계;
(s2) 상기 (s1) 단계의 혼합물을 균질화하는 단계; 및
(s3) 상기 (s2) 단계의 생산물을 초고온단시간열처리로 멸균하는 단계
를 포함하며,
α-락트알부민 및 αS1-카세인을 1 : 0.3 내지 5의 중량비(α-락트알부민 : αS1-카세인)로 포함하는 액상 조제유 조성물의 제조방법.