KR20220093711A - 칼슘 유래의 유화 품질을 개선한 크리머의 제조방법 및 이의 방법으로 제조된 크리머 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 칼슘 봉쇄제를 이용한 유화개선 크리머의 제조방법 및 이의 방법으로 제조된 크리머에 관한 것으로서, 본 발명의 구성을 상세하게 설명하면 먼저 65~70℃ 물(정제수)에 칼슘봉쇄제 1 또는 2 이상 넣은 용액을 제조하는 단계, 상기 칼슘봉쇄제 용액에 미셀라 카제인을 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 단계를 포함하여 구성되는 크리머 제조방법을 제공함을 목적으로 한다. 그리고 상기 물과 칼슘봉쇄제 용액 제조단계에서 물엿 또는 완충염을 함께 혼합하여 제조하며, 상기 칼슘봉쇄제(Ca Chelator)는 sodium phosphate(SP), trisodium citrate(TSC), sodium hexametaphosphate(SHMP) 중 1 또는 2이상을 투여하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
추가하여, 본 발명의 다른 구성은 65~70℃ 물(정제수) 10중량부, 물엿 60중량부에 완충염인 제이인산칼륨(DPP) 1.7중량부와 칼슘 봉쇄제 1 또는 2 이상을 각각 0.4~0.5중량부 넣어 용액을 제조하고(온수가 들어있는 용해조에 물엿과 완충염 및 칼슘 봉쇄제를 투입한 후), 상기 용액에 미셀라 카제인을 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따른 해결과제로 상기의 어느 한 구체적인 방법으로 제조한 미셀라 카제인과 칼슘 봉쇄제를 혼합 교반하여 수용화 및 균질화됨으로써 유화개선 커피 크리머의 탁도를 현저하게 감소되는 효과가 있다.
추가하여, 본 발명의 다른 구성은 65~70℃ 물(정제수) 10중량부, 물엿 60중량부에 완충염인 제이인산칼륨(DPP) 1.7중량부와 칼슘 봉쇄제 1 또는 2 이상을 각각 0.4~0.5중량부 넣어 용액을 제조하고(온수가 들어있는 용해조에 물엿과 완충염 및 칼슘 봉쇄제를 투입한 후), 상기 용액에 미셀라 카제인을 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따른 해결과제로 상기의 어느 한 구체적인 방법으로 제조한 미셀라 카제인과 칼슘 봉쇄제를 혼합 교반하여 수용화 및 균질화됨으로써 유화개선 커피 크리머의 탁도를 현저하게 감소되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 칼슘 봉쇄제를 이용한 유화개선 크리머의 제조방법 및 이의 방법으로 제조된 크리머에 관한 것으로서, 종래의 일반적으로 널리 이용되는 커피 크리머는 우유 단백질인 카제인 또는 카제인염을 이용한 것으로 상기 우유 단백질 카제인외 오일, 감미제, 향미제 및 산조절제 등을 혼합하여 풍미와 향, 산도나 탁도 및 커피 크리머의 점성 등을 조절 및 연구하여 커피 크리머의 조성물을 제조하였다. 다만, 최근에는 우유 단백질(乳蛋白質) 카제인 등의 커피 크리머의 제조에서도 소비자의 웰빙의 관심이 많아져 화학적 또는 생물학적 공정을 거치지 않은 천연의 카제인을 제조하는 연구를 진행하고 있으며, 특히 본 발명에서는 커피 크리머의 제조 시 칼슘을 많이 포함한 마이크로필터 유단백질, 특히 이 중 천연 미셀라 카제인 함유의 크리머를 제조하는 경우 다량의 칼슘염 등으로 인한 탁도 및 풍미 등의 문제를 해결하기 위하여 칼슘 봉쇄제를 이용한 유화개선 크리머의 제조방법 및 이의 방법으로 제조된 크리머에 관한 것이다.
본 발명에 관련한 커피 크리머는 주로 우유 단백질인 카제인 또는 카제인염을 이용하는 것이 일반적이었다. 보다 상세하게는 비낙농 크리머(Non-diary creamer)의 주요 원료는 식물성 유지, 탄수화물 및 단백질이다. 이중 단백질의 원료로서는 유원료가 가장 널리 사용되며, 일반적으로 산카제인(Acid Casein) 또는 카제인나트륨(Sodium Caseinate)이 여기에 해당된다.
상기 카제인은 우유 단백질의 약 80%를 차지하며, 나머지 약 20%를 차지하는 유청 단백질과 함께 우유 단백질을 구성하는 주요 성분이다. 카제인은 크리머의 유화안정성, 백탁도 부여, 적절한 바디감 등을 제공하는 중요한 원료 중 하나로, 크리머 뿐 아니라 치즈 등 가공유류 식품, 단백질 강화식품, 제과/제빵 및 아이스크림 믹스 등에 널리 사용되고 있다. 우유 중의 카제인은 칼슘과 결합하여 카제인 칼슘의 형태가 되고, 다시 인산 칼슘과 결합하여 카제인 칼슘 인산 복합체가 형성되어 콜로이드(colloid) 상태로 분산되며, 이를 카제인 마이셀 (Casein Micelle)이라고 한다. 우유의 총 칼슘량은 ℓ 당 약 30 mM (100~140 μg/100 mL) 이며, 약 2/3는 불용성으로 일부는 인산 칼슘 상태로 존재하고 일부는 카제인 마이셀에 함유되어 있어서 그 구조를 유지하고 있다. 나머지 1/3 (10mM) 은 가용성 칼슘이며, 이 중 2~3 mM은 이온성 칼슘이다. 칼슘을 비롯한 미네랄은 우유에서 카제인 마이셀의 구조와 안정성에 중요한 역할을 한다(Frederic Gaucheron, The minerals of milk, Reprod. Nutr. Dev. 45, 473-483 (2005)).
상기 마이셀 구조와 유화능의 관계를 살펴보면, 단백질이 유화제로서의 기능을 갖기 위해서는 기름과 물 사이의 계면에 흡착될 수 있는 구조를 가져야 하는데, 칼슘 인산 복합체인 카제인 마이셀은 표면적이 좁아 유화 계면에 결합하는 능력이 떨어지며, 견고한 형태를 유지하지 못하고 낮은 유화능을 갖게 된다. 따라서 마이셀 구조를 갖는 탈지분유나 농축우유단백분말을 사용할 때, 유화능 부여를 위해 산 카제인 또는 카제인 염 대비 상대적으로 많은 단백질을 사용할 수밖에 없다.
또한, 상기 크리머에 광범위하게 사용되는 산 카제인 또는 카제인 염은 카제인의 산 침전 또는 산성 카제인을 알칼리 용액과 반응시키는 제조 공정을 거친다. 산 카제인 또는 카제인 염의 구조는 가공하지 않은 천연의 우유 단백질과 비교하여 마이셀(micelle) 구조가 개열되어 베타-시트(Beta-sheet) 구조를 형성함으로써 우수한 유화능을 보유하게 된다(Euston, S. R., & Hirst, R., The Emulsifying Properties of Commercial Milk Protein Products in Simple Oil-in-Water Emulsions and in a Model Food System. Journal of Food Science, 65(6), 934-940. (2010)).
최근 소비자들은 ‘label friendly’ (라벨 친화적) 원료에 대한 관심이 상승하여 트렌드가 변화하고 있다. ‘label friendly’는 성분이 비독성 및 천연이며 어려운 화학적인 용어가 아닌 소비자에게 익숙한 표현을 라벨에 사용하였음을 의미한다.
우유 단백질 가공 분야에서도 이와 같은 트렌드에 따라 화학적 또는 생물학적 공정을 거치지 않은 천연의 카제인을 제조하는 연구를 진행하고 있으며, 마이크로필터된 유단백질, 특히 미셀라 카제인이 그중 하나이다. 미셀라 카제인은 카제인염과 달리 미세 여과 및 초미세 여과와 같은 물리적 처리 공정인 여과 공정에 의해 제조된다.
상기 제조공정 상 특징 때문에 미셀라 카제인은 카제인 염과 비교하여 높은 미네랄 함량을 갖고 있으며, 특히 칼슘 함량이 상대적으로 높다. 칼슘 이온은 카제인 마이셀에서 여러 카세이네이트 음이온에 결합하고, 이들의 더욱 광범한 가교를 허용한다.
상대적으로 칼슘 함량이 높은 미셀라 카제인을 원료로 최종 크리머를 제조하는 경우 크리머의 탁도(커피 표면에 하얗게 뭉쳐 뜨는 물질 및 침전 물질)와 유화능이 좋지 않은 문제가 형성된다. 특히 천연 미셀라 카제인을 가공할 경우 칼슘과 카제이네이트 음이온의 이온 평형이 불안정해지고 소수성 결합을 형성하여 제품의 불안정성을 유발할 수 있다. 또한 상기에서 기술한 바와 같이 미셀라 카제인은 산 카제인 또는 카제인염과는 달리 단백질이 마이셀 형태의 구조를 가지고 있기 때문에 유화 계면에서의 결합력이 상대적으로 떨어진다. 따라서 미셀라 카제인을 산 카제인 또는 카제인 염을 단순히 대체하여 크리머의 원료로 사용하게 되면 oil 성분이 표면에 노출되는 oil-off 나 단백질 등이 응고, 분리되는 feathering 같은 유화 불안정이 발생하여 기존의 산카제인 또는 카제인 염을 사용한 크리머와는 다른 제조 방법이 요구된다.
그래서, 본 발명은 이러한 칼슘과 카제이네이트 음이온의 이온 평형이 불안정해지고 oil 성분이 표면에 노출되는 oil-off 나 단백질 등이 응고, 분리되는 feathering 같은 유화 불안정이 발생하는 문제를 해결하기 위하여 최적의 칼슘봉쇄제(chelating calcium agents, Ca Chelator)를 이용하여 천연 미셀라 카제인의 단점을 극복한 최상의 커피 크리머를 제공하고자 하였다.
1. Euston, S. R., & Hirst, R., The Emulsifying Properties of Commercial Milk Protein Products in Simple Oil-in-Water Emulsions and in a Model Food System. Journal of Food Science, 65(6), 934-940. (2010)
2. Frederic Gaucheron, The minerals of milk, Reprod. Nutr. Dev. 45, 473-483. (2005)
전술한 문제점을 해소함에 있어, 본 발명의 목적은 이러한 칼슘과 카제이네이트 음이온의 이온 평형이 불안정해지고 oil 성분이 표면에 노출되는 oil-off 나 단백질 등이 응고, 분리되는 feathering 같은 유화 불안정이 발생하는 문제를 해결하기 위하여 최적의 칼슘봉쇄제를 이용하여 천연 미셀라 카제인의 단점을 극복한 최상의 커피 크리머를 제조하는 방법 및 이의 제조방법으로 제조한 커피 크리머를 제공하고자 하였다.
또한, 본 발명의 목적은 i ) 65~70℃ 물(정제수)에 칼슘봉쇄제 1 또는 2 이상 넣은 용액을 제조하는 단계, ii) 상기 칼슘봉쇄제 용액에 미셀라 카제인을 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 것을 포함한 크리머 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 물과 칼슘봉쇄제 용액 제조단계에서 물엿 또는 완충염을 함께 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 크리머 제조방법을 제공함에 있다.
나아가, 본 발명의 다른 목적은 상기 칼슘봉쇄제(Ca Chelator)는 sodium phosphate(SP), trisodium citrate(TSC), sodium hexametaphosphate(SHMP) 중 1 또는 2이상을 투여하여 제조하는 것을 특징으로 하는 크리머 제조방법을 제공함에 있다.
추가하여, 본 발명의 다른 목적은 65~70℃ 물(정제수) 10중량부, 물엿 60중량부에 완충염인 제이인산칼륨(DPP) 1.7중량부와 칼슘 봉쇄제 1 또는 2 이상을 각각 0.4~0.5중량부 넣어 용액을 제조하고(온수가 들어있는 용해조에 물엿과 완충염 및 칼슘 봉쇄제를 투입한 후), 상기 용액에 미셀라 카제인을 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 것을 포함한 유화개선 크리머의 제조방법을 제공함에 있다.
마지막으로, 상기의 어느 한 구체적인 방법으로 제조한 미셀라 카제인과 칼슘 봉쇄제를 혼합 교반하여 수용화 및 균질화되어 탁도를 감소시킨 유화개선 커피 크리머의 조성물을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미셀라 카제인과 칼슘 봉쇄제를 혼합 교반하여 수용화한 크리머 조성물을 포함하여 구성된다. 크리머 조성물은 구체적으로 커피 크리머의 조성물에 관한 것으로, 그 제조방법은 i ) 65~70℃ 물(정제수)에 칼슘봉쇄제 1 또는 2 이상 넣은 용액을 제조하는 단계, ii) 상기 칼슘봉쇄제 용액에 미셀라 카제인을 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 것을 포함한 크리머 제조방법을 포함하여 구성한다. 그리고 상술한 물과 칼슘봉쇄제 용액 제조단계에서 물엿 또는 완충염을 함께 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 크리머 제조방법도 포함하는 구성을 가진다.
상기 칼슘 봉쇄제(Ca Chelator)는 sodium phosphate(SP), trisodium citrate(TSC), sodium hexametaphosphate(SHMP) 중 1 또는 2 이상을 투여하여 제조하는 것을 특징으로 하며, 특히 본 발명의 실시예들에서는 칼슘 봉쇄제 중 미셀라 카제인의 특성에 부합하는 것을 선정하여 0.3~0.9중량부, 바람직하게는 0.4~0.8중량부를 크리머 제조 공정 중 미셀라 카제인 수(용)화 공정에 사용하여 최적의 커피 크리머를 제조하였다. 위 칼슘 봉쇄제 중 미셀라 카제인의 특성에 부합하는 범위로 0.3중량부 미만으로 칼슘 봉쇄제를 혼합하는 경우 oil 성분이 표면에 노출되는 oil-off 나 단백질 등이 응고, 분리되는 feathering 같은 유화 불안정이 발생하는 문제가 여전히 남아 있고, 0.9중량부를 초과하여 칼슘 봉쇄제를 혼합하는 경우 칼슘이온 등의 해리도가 지나쳐 커피 크리머의 풍미나 고유의 커피맛이 떨어지는 문제가 있어 칼슘 봉쇄제를 0.4~0.8중량부를 크리머 제조 공정 중 미셀라 카제인 수(용)화 공정에 사용하는 것이 커피 크리머 등의 풍미 등 최적의 제조방법에 해당한다.
상술한 커피 크리머의 제조방법을 구체적으로 제시하면, 도 1에 나타난 바와 같이 온수(정제수) 65~70℃ 10중량부, 물엿 60중량부에 완충염인 제이인산칼륨(DPP) 1.7중량부를 넣어 혼합하고(S10), 칼슘 봉쇄제 1 또는 2 이상을 각각 0.4~0.5중량부 넣어 용액을 제조하고(온수가 들어있는 용해조에 물엿과 완충염 및 칼슘 봉쇄제를 투입한 후(S20)), 상기 용액에 미셀라 카제인을 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 것(S30)을 포함한 크리머 제조방법(S40)으로 구성되어 있다.
이러한 제조방법에 의거 미세여과된 천연 미셀라 카제인을 칼슘 봉쇄제를 혼합 교반하여 수용화 및 균질화되어 탁도가 감소된 유화개선 커피 크리머의 조성물을 제조한 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 미셀라 카제인 함유 크리머는 상기에서 언급한 칼슘이온 봉쇄제 중 미셀라 카제인의 특성에 부합하는 것을 선정하여 0.3~0.9중량부, 바람직하게는 0.4~0.8중량부를 크리머 제조 공정 중 미셀라 카제인 수(용)화 공정에 사용하였으며, 그에 따라 칼슘과 카제이네이트 음이온의 이온 평형이 불안정해지고 oil 성분이 표면에 노출되는 oil-off 나 단백질 등이 응고, 분리되는 feathering 같은 유화 불안정이 발생하는 문제를 해결하기 위하여 최적의 칼슘봉쇄제를 이용하여 천연 미셀라 카제인의 단점을 극복한 최상의 커피 크리머를 제조하는 효과를 가진다.
또한, 산카제인을 사용한 크리머를 대조군으로 하여 본 발명에 의한 미셀라 카제인을 사용한 크리머와 비교하여 입자 크기(D[4,3]), 유화안정성(stability index), 표면 상태(feathering) 등을 평가하였고, 대조군과 유사한 유화 안정성을 갖는 크리머를 획득효과를 가지며, 또한 도 3(관능평가)에서 확인된 바와 같이 종래 우유카제인을 사용한 기존 커피 크리머와 상기 우유카제인을 미셀라 카제인으로 대체하고 칼슘봉쇄제를 혼합한 신규 커피 크리머를 내부 관능평가 요원 50명에게 QDA flavor profile(관능평가)를 확인한 결과, 종래 우유카제인을 대체한 신규 크리머의 커피향미, 뒷맛 깔끔함 및 맛풍부함은 다소 높아졌고 텁텁한 맛와 우유 향미는 다소 적어졌다. 종래 우유 카제인의 대체제로서 천연 미셀라 카제인이 건강 친화적이며 커피 크리머로서의 커피 풍미, 맛의 풍부함 등이 우수한 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 형태에 따른 칼슘봉쇄제 용액에 미셀라 카제인을 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 것을 포함한 크리머 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미셀라 카제인 함유 커피 크리머에 대한 외관 관능평가 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 크리머의 맛에 관한 관능평가는 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미셀라 카제인 함유 커피 크리머에 대한 외관 관능평가 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 크리머의 맛에 관한 관능평가는 나타낸 도면이다.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위하여 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로써, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예와 비교예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 즉, 본 발명에 관련하여 이하 실시예들에 따른 칼슘봉쇄제 함유 미셀라 카제인 수용화 방법 및 위의 방법에 의해 수용화된 미셀라 카제인을 다른 원료와 혼합하여 커피 크리머를 제조하는 방법을 제공한다.
[ 실시예 1 ] 미셀라 카제인 함유 크리머 제조방법
(1) 미셀라 카제인 함유 크리머의 칼슘 함량
본 발명은 미셀라 카제인 함유 크리머의 높은 칼슘 함량에 의한 불안정성을 제어하기 위해 칼슘의 효과를 봉쇄하는 칼슐 봉쇄제를 사용하는 것으로서, 원료 자체의 칼슘 함량을 비교하면 아래 표 1과 같다.
| Lactic casein | Micellar casein | |
| Ca (mg/100g) | 19 | 2,190 |
기존의 크리머에 사용되는 카제인 또는 카제인염 대신 미셀라 카제인을 단순 대체하여 사용할 경우, 높은 칼슘 함량에 의해 미네랄 평형에 변화가 일어나며 단백질 음전하가 정전기적으로 차폐로 인한 소수성 상호작용 매게 응집, 단백질-칼슘-단백질 가교 형성에 의한 응집 등 크리머 제조를 위한 열 처리시 안정성의 저하가 발생한다.
(2) 칼슘 봉쇄제 처리시
따라서 높아진 칼슘에 의한 효과를 억제하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 칼슘 봉쇄제를 사용함으로써 불안정성을 억제하게 된다.
상기 칼슘 봉쇄제는 2개 이상의 원자가 동일한 금속 이온에 동시에 부착되어 하나 이상의 고리를 생성하는 구조를 갖는 화합물이다. 식품에서 금속 이온은 불용성 또는 유색 화합물을 형성하거나, 성분의 분해를 촉진하여 침전, 변색, 냄새 등 바람직하지 않은 효과를 초래할 수 있어 봉쇄제를 사용하여 왔다.
본 발명의 실시예 1에서 사용되는 칼슘 봉쇄제의 종류는 구연산염, 인산염 등이 있으며, 우유에 봉쇄제를 사용할 경우 열안정성을 부여하고 유통기한을 향상시키며, 가공치즈의 경우 치즈 경도를 증가시키는 효과가 있다. 또한 공정상에서도 열 교환기나 막표면의 침전 방지를 위해 사용하기도 한다.
추가하여, 카제인 또는 카제인 염을 대체하여 미셀라 카제인을 사용하는 크리머를 제조할 경우 칼슘 함량 외에 카제인이 크리머의 유화 계면에서 유화제로 작용할 수 있음도 고려하여야 한다. 다만, 미셀라 카제인은 카제인 또는 카제인 염 대비 입자의 구조가 다르기 때문에 (micelle 구조 vs. single casein) 봉쇄제 사용에 의한 유화 안정효과에 대한 고려도 필요하다.
칼슘 봉쇄제를 미셀라 카제인에 사용하면 칼슘 및 마이셀을 구성하고 있는 칼슘 포스페이트와의 상호 작용에 의해 일부 카제인 마이셀은 서브 마이셀과 싱글 카제인으로 분리되며, 이를 수중유(oil-in-water) 계면에 사용하면, 계면에 흡착하여 유화능을 제공할 수 있다. 이 때 봉쇄제 사용량에 따라 카제인 마이셀의 응집 상태가 변화하고 많이 사용할수록 non-micellar 카제인 비율이 증가하여 표면적이 증가하여 결합력은 증가되지만, 계면의 두께가 감소하게 된다. 따라서 적절한 수준의 칼슘 이온 봉쇄를 통한 유화 안정성 달성 또한 중요하다.
도 1은 본 발명의 일 형태에 따른 칼슘봉쇄제 용액에 미셀라 카제인을 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 것을 포함한 크리머 제조방법의 순서도이다.
도 1에 의하면 본 발명의 일 형태에 따른 1) 65~70℃ 정제수 (카제인은 낮은 온도에서 수화가 잘 안됨) 10중량부를 먼저 준비한다. 상기 준비된 온수에 물엿 60중량부, 완충염인 제이인산칼륨(DPP) 1.7중량부와 2) 칼슘 봉쇄제 2종을 각각 0.4~0.5중량부 넣어 칼슘봉쇄제 혼합용액을 제조하였다(S10, S20). 상기 칼슘봉쇄제(Ca Chelator)는 trisodium citrate(TSC), sodium hexametaphosphate (SHMP) 중 2이상의 종류를 투여하여 제조한다. 상기 칼슘봉쇄제(Ca Chelator) 중 SHMP는 칼슘 바인딩 능력이 우수하며, 카제인 마이셀 해리 능력이 튀어난 장점이 있고, TSC는 SHMP와 혼합할 경우 최적의 칼슘봉쇄제로 사용되며 커피 크리머의 풍미나 최종 커피의 관능평가에서 가장 적합한 것으로 시험되었다(도 2와 3 참조). 먼저 70℃ 온수조 안의 용해조에 65~70℃ 온수를 넣어 온수가 일정한 온도를 유지하였다. 65~70℃ 온수가 들어있는 용해조에 물엿과 완충염 및 칼슘 봉쇄제를 투입하고 교반 날개가 용해조에 잠긴 상태로 교반기를 1000 RPM으로 운전하여 용해 및 균질화하였다(S10, S20).
본 발명에서는 상기에서 언급한 칼슘 봉쇄제와 관련하여 칼슘에 결합하는 봉쇄제의 능력, 칼슘 봉쇄제 사용 시 카제인 마이셀이 분리되어 유화능 및 안정성에 기여하는 정도를 고려하였다. Na2HPO4는 카제인 마이셀 분리 능력이 현저히 떨어져 유화능 및 안정성을 부여할 수 없어 본 실시예 1에서는 제외하고 실시하였다.
| Chelator | Ca binding capacity | Casein micelle |
| Na2HPO4 | ++ | 0 |
| TSC | ++ | + |
| SP | +++ | ++ |
| SHMP | +++ | +++ |
이렇게 만들어진 칼슘봉쇄제 혼합용액에 미셀라 카제인 2중량부를 투입한 후 교반기를 1000RPM으로 30분 동안 운전한 후 pH를 측정하여 pH가 6.4~7.2에 도달하고 미용해된 미셀라 카제인 분말 입자가 없음을 확인하여 미셀라 카제인 수화를 종료하였다(S30). 그리고 상기 미셀라 카제인이 수화가 완료된 용해조에 식물성유지 및 유화제 등을 투입하여 혼합한 후 균질, 살균 공정을 거쳐 분무 건조를 통해 커피 크리머를 제조하였다(S40).
[ 실시예 2 ] 미셀라 카제인 함유 크리머 제조방법 2
본 실시예2에서는 상술한 실시예1의 통상적인 커피 크리머의 제조방법 기초하여 실시하였다. 따라서 본 실시에 2에 기재되지 않은 사항은 위 실시예 1에 따른다.
먼저, i) 65~70℃ 정제수 10중량부를 준비한다. 상기 준비된 온수에 물엿 60중량부, 완충염인 제이인산칼륨(DPP) 1.7중량부와 칼슘 봉쇄제를 0.4~0.5중량부 넣어 칼슘봉쇄제 혼합용액을 제조하였다. 상기 칼슘봉쇄제(Ca Chelator)는 sodium hexametaphosphate (SHMP)을 투여하는 것을 제조한다. 상기 칼슘봉쇄제(Ca Chelator) 중 SHMP는 칼슘 바인딩 능력이 우수하며, 카제인 마이셀 해리 능력이 뛰어난 장점이 있다. 먼저 70℃ 온수조 안의 용해조에 65~70℃ 온수를 넣어 온수가 일정한 온도를 유지하였다. 온수가 들어있는 용해조에 물엿과 완충염 및 칼슘 봉쇄제를 투입하고 교반 날개가 용해조에 잠긴 상태로 교반기를 1000 RPM으로 운전하여 용해 및 균질화하였다.
이렇게 만들어진 칼슘봉쇄제 혼합용액에 미셀라 카제인 2중량부를 투입한 후 교반기를 1000RPM으로 30분 동안 운전한 후 pH를 측정하여 pH가 6.4~7.2에 도달하고 미용해된 미셀라 카제인 분말 입자가 없음을 확인하여 미셀라 카제인 수화를 종료하였다(S30). 그리고 상기 미셀라 카제인 수화가 완료된 용해조에 식물성유지 및 유화제 등을 투입하여 혼합한 후 균질, 살균 공정을 거쳐 분무 건조를 통해 커피 크리머를 제조하였다(S40).
[ 비교예 1 ] 칼슘봉쇄제 미혼합 미셀라 카제인 함유 크리머
먼저 준비한 65~70℃ 정제수 10중량부에 완충염 2종 제이인산칼륨(DPP), 폴리인산칼륨(KTPP)을 각각 1.7중량부, 0.4중량부 넣어 완충염 용액을 제조하였다. 상기 온수가 들어 있는 용해조에 완충염인 DPP, KTPP를 투입하고 교반날개가 용해조에 잠긴 상태로 교반기를 1000RPM으로 운전하여 완충염을 용해하고 균질화하였다. 이렇게 만들어진 완충염 용액에 미셀라 카제인 분말을 투입하였다(칼슘봉쇄제 미투입, 비교예 1).
완충염 용액에 미셀라 카제인 분말을 투입한 후 다시 교반기를 1000RPM으로 20분 동안 운전한 후, pH를 측정하여 pH가 7.2~7.8에 도달하고 미용해된 카제인 분말 입자가 없음을 육안으로 확인하여 수화를 종료하였다. 수화가 완료된 용해조에 수상 및 유상 원료를 투입하여 혼합한 후 균질, 살균 공정을 거쳐 분무 건조를 통해 커피크리머를 제조하였다.
실시예 1, 2 및 비교예 1에 따른 물성에 대한 시험결과는 아래 표3과 같다.
| pH | 완충능 | 유화상태 | Stability index | |
| 기존 크리머 | 7.9 | 1.79 | 양호 | 0.75 |
| 실시예 1 | 7.2 | 1.86 | 양호 | 0.70 |
| 실시예 2 | 7.2 | 1.82 | 양호 | 0.72 |
| 비교예 1 | 7.8 | 1.77 | 불량 | - |
위의 관능시험에서는 pH 및 완충능은 크리머 1중량부 용액으로 측정하였으며, 유화상태는 커피 1.6중량부, 크리머 5.1중량부을 사용할 때 커피믹스 형태로 확인한 결과이다.
도 2는 크리머를 커피와 혼합한 후 뜨거운 물에 용해하여 제조한 용액의 표면을 나타낸 도면이다. 이를 통해 육안으로 크리머의 유화 안정성을 관찰할 수 있으며, 기존 크리머의 카제인 원료를 미셀라 카제인으로 단순 대체한 칼슘봉쇄제 미혼합 미셀라 카제인 함유 크리머(비교예 1)의 경우 칼슘과 카제이네이트 음이온의 이온 평형이 불안정해지고 oil 성분이 표면에 노출되는 oil-off 나 단백질 등이 응고, 분리되는 feathering 같은 유화 불안정이 발생하는 문제를 확인할 수 있다.
또한, 도 3(관능평가)에서 확인된 바와 같이, 종래 우유카제인을 사용한 기존 커피 크리머와 상기 우유카제인을 미셀라 카제인과 칼슘봉쇄제를 혼합한 신규 커피 크리머를 커피, 설탕과 혼합하여 내부 관능평가 요원 50명에게 flavor profile(관능평가)를 확인한 결과, 종래 우유카제인을 대체한 커피향미, 뒷맛깔끔함 및 맛풍부함은 다소 높아졌고 텁텁한 맛와 우유 향미는 다소 적어졌다. 그리고 쓴맛이나 단맛은 거의 변동이 없었다. 따라서 칼슘함량이 많은 미셀라 카제인은 칼슘봉쇄제를 사용하지 않는 경우 칼슘이 응고되어 커피가 텁텁해지는 현상이 생겼으나, 칼슘봉쇄제를 사용한 경우 관능평가에서 커피향미, 뒷맛 깔끔함 및 맛풍부함은 다소 높아지는 효과를 확인하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 기초로 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하 기술할 청구범위에 의하며, 상술한 발명의 구체적 내용을 토대로 정해져야 할 것이다.
또한, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 모두 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
Claims (7)
- 미셀라 카제인과 칼슘 봉쇄제를 수용화한 크리머 조성물.
- (1) 65~70℃ 물(정제수)에 칼슘 봉쇄제 1 또는 2 이상 넣은 용액을 제조하는 단계; 및
(2) 상기 칼슘 봉쇄제 용액에 미셀라 카제인을 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 단계; 를 포함한 크리머 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 물과 칼슘 봉쇄제 용액 제조단계에서 물엿 또는 완충염을 함께 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 크리머 제조방법.
- 제3항에 있어서,
상기 칼슘봉쇄제(Ca Chelator)는 sodium phosphate(SP), trisodium citrate(TSC), sodium hexametaphosphate(SHMP) 중 1 또는 2 이상을 0.3~0.9중량부 투여하여 제조하는 것을 특징으로 하는 크리머 제조방법.
- 제4항에 있어서,
65~70℃ 물(정제수) 10중량부, 물엿 60중량부에 완충염인 제이인산칼륨(DPP) 1.7중량부와 칼슘 봉쇄제 2종을 각각 0.4~0.5중량부 넣어 칼슘봉쇄제 혼합용액을 제조한 후, 상기 칼슘봉쇄제 혼합용액에 미셀라 카제인 0.7~2.2중량부를 교반하여 수용화 및 균질화 한 혼합액을 제조하는 것을 포함한 크리머 제조방법
- 제2항 또는 제3항의 제조방법으로 미셀라 카제인과 칼슘 봉쇄제를 혼합 교반하여 수용화 및 균질화한 유화개선 크리머 조성물.
- 제6항에 있어서, 상기 미셀라 카제인은 미세여과된 천연 미셀라 카제인을 칼슘 봉쇄제를 혼합 교반하여 수용화 및 균질화한 유화개선 크리머 조성물.
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