KR20220167828A - 아몬드 단백질 발효물 및 콩 단백의 효소 반응물을 주 단백질원으로 함유하는 식물성 치즈 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물성 치즈의 제조에 있어서, 아몬드 단백질 발효물 20~40중량부 및 콩 단백의 효소 반응물 10~30중량부를 주성분으로 이용함을 특징으로 하는 경질 식물성 치즈의 제조방법을 개시한다.
Description
본 발명은 종래의 치즈 제조의 발효, 효소공정을 이용하여 원료에서 기인하는 치즈의 맛, 풍미, 질감을 재현하고, 단백질 함량을 높여 관능적 품질과 영양이 우수한 아몬드 단백 발효물 및 콩류 단백의 효소 반응물을 주 단백질원으로 함유하는 식물성 치즈 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
단백 함량이 높은 육류, 계란, 유제품과 같은 동물성 식품은 가격 상승이나 광우병 및 조류 인플루엔자 등 질병으로 인한 안전성 및 알레르기 문제, 환경오염, 동물보호 문제, 비만 등이 사회적 이슈로 대두되고 있어 최근 동물성 식품 대신에 안전성이 높은 식물성 소재로 대체하려는 추세가 강하게 나타나고 있다.
최근 글로벌 트렌드 및 빅데이터 분석에서도 식물성 대체식품은 지속 가능성이 있는 것으로 주목받고 있으며, 육류 대체품의 경우에는 푸드테크 기반 기업들의 활동으로 힘입어 상용화 기술과 제품 품질이 많이 향상되고 있다.
그러나 이러한 사회적 요구에도 불구하고, 유가공 대체제품 개발에 대한 연구 및 상품화의 진전은 아직까지 만족할 만한 정도는 아니다. 일부 개시된 특허문헌이나 논문의 내용을 살펴보면, 사용된 원료가 식물성 유지, 전분, 유화제 등으로 한정적 되고, 혼합 등의 단순한 공정으로 제조되어 치즈의 주요 영양 특성인 단백질 함량은 거의 없고, 탄수화물 함량은 지나치게 높은 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여, 식물성 단백질을 분말 또는 액상 형태로 첨가하는 경우, 원료로부터 기인하는 풍미가 제품에 직접적인 영향을 부여하여 이미(異味), 이취(異臭) 등이 발생하고, 또한 불용분이 잔존하여 식감이 크게 저하되는 또 다른 문제점이 발생한다.
종래 식물성 치즈, 동·식물 성분을 첨가된 치즈, 합성 치즈에 관한 특허들은 하기 특허문헌들에 기재된 바와 같이, 대부분 대두 등의 콩과의 콩을 분쇄하여 카제인, 식용유 등을 혼련하고, 통상의 첨가제를 첨가하여 조직상 치즈와 유사한 제품을 제조하거나(특허문헌 1~3), 두유 등에 발효균을 가해 발효물을 얻고, 여기에 식물성 오일 등을 가하여 식물성 치즈를 제조하는 것이 개시되어 있으며(특허문헌 5~6), 하기 특허문헌 16에는 대두를 발효시켜서 완성되는 식물성 치즈 및 그 제조방법에 대한 내용을 개시하였다.
전술한 특허문헌들 및 상기에서 설명을 생략한 하기 특허문헌들의 대부분은 대두 콩물에 탈지분유를 혼합, 여과 후 렌넷, 스타터 등을 넣고 발효 및 냉각하여 식물성 치즈를 제조하는 방법 또는 이러한 성분을 함유하는 치즈로 설명될 수 있으며, 이들 식물성 치즈들은 통상의 우유 유래의 치즈와 비교하여 이화학성분, 아미노산 등의 영양성분 결과는 나타내고 있지만, 유성분(乳成分)이 함유되어 있어 채식주의자 및 알레르기를 가진 사람에게 제공할 수 없다는 점이 있다.
특히 특허문헌 13에는 불용성 고형물의 85% 이상 제거된 아몬드 등으로부터 에멀젼을 제조하고, 여기에 트랜스글루타미나제 등의 가교 효소를 첨가하여 에멀젼이 겔을 형성하도록 하고, 이 겔로부터 치즈 모조물을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 특허에서는 식물성 성분만을 사용하므로 동물성 식품을 섭취하지 못하는 소비자들에게 제품을 공급할 수 있는 장점은 있으나, 카제인이 없는 견과류 유액 특성상 단단하고 탄성이 있는 커드(curd) 형성이 어려워 신선 치즈 유사의 부서지는 질감이 형성된다는 단점이 있다.
또한, 국내외 수요가 높은 동물성 가공치즈의 경우 원료로 사용하는 자연치즈는 6개월 이상의 숙성을 해야 하므로 이러한 자연 치즈의 방법만을 이용하여 식물성 치즈를 만들기에는 설비 투자와 제조 시간 및 비용이 크다는 문제도 있다.
특히, 전술한 특허에 의해 얻어지는 식물성 치즈의 대부분은 경도(hardness), 점착성(adhesiveness) 및 응집성(cohesiveness)의 치즈의 물성 중의 적어도 하나가 지나치게 떨어져 슬라이스 형태로 할 수 없어, 크림, 리코타 등의 연성 형태가 대부분이다. 다만, 시판되는 식물성 치즈 중 슬라이스 형태가 가능한 제품을 입수하여 분석해 보았을 때 단백질 함량이 1중량부 이하로 낮아 영양가치가 저해됨을 확인하였다. 따라서 우유를 기반으로 하는 슬라이스 치즈를 대체할 수 있을 만큼 슬라이스화가 가능하고 풍미, 영양 등에서 동물성 우유 등을 기반으로 하는 치즈와 유사하여 소비자가 만족할만한 식물성 치즈는 아직까지 개발되어 있다고 말할 수는 없다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 영양 특성 및 관능 특성의 양면을 모두 충족하며, 또한 동물성 치즈를 대체할 수 있고, 그의 경도, 점착성 및 응집성이 종래의 시판품에 비해 모두 우수하고, 슬라이스 형태로도 제형화가 가능한 식물성 치즈를 제공하고자 하는 것이다.
통상적으로 동물성 치즈는 우유, 양 젖, 염소 젖 등(이하, 단순히 '우유'라 칭한다.)의 지방과 단백질 농축물을 얻기 위하여 우유로부터 수분, 유당, 무기질 등을 제거하는 과정이라고 할 수 있으며, 주원료인 우유에 응유효소(렌넷), 유산균 배양액(스타터)이 작용하여 치즈 특유의 풍미 및 온도에 따른 경도, 연성 등의 물성을 나타낸다. 렌넷은 유단백질 중 카파카제인을 분해하여 액상인 우유를 반고체인 겔상으로 전환하여 응고물인 커드를 형성하게 하며, 스타터는 우유를 발효하여 유산을 생성하도록 함으로써 커드와 유청의 분리를 용이하게 하고 특유의 발효 풍미를 발현하여 치즈의 맛과 향을 증진시킨다.
이러한 통상의 치즈 제조의 공정을 식물성 단백질에 적용하여 식물성 치즈를 제조할 경우, 첫째는 카제인이 없는 식물 단백 특성상 렌넷 첨가만으로 치즈 조직과 유사한 커드가 형성되지 않고, 둘째로는 식물성 단백질 공급원인 콩, 견과류 등을 이용하는 경우 원료 자체의 풍미와 거친 느낌이 최종 제품에까지 영향을 미쳐 관능 특성이 크게 저하된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고 상용화가 비교적 쉬운 연질 치즈뿐 아니라 슬라이스 형태가 가능한 경질 치즈까지 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여 예의 연구한 결과,
1)
아몬드 단백 분말의 수성 현탁액에 당류를 첨가한 후, 스타터로 발효시켜 얻어진 아몬드 단백질 발효물,
2)
별도의 발효조에서 대두 등의 콩과(이하, '대두'로 통칭한다) 식물 단백의 수성 현탁액을 트랜스글루타미나아제를 첨가하여 얻어진 대두 단백의 효소 반응물을 주성분으로 함유시킴으로써 경질의 식물성 치즈를 제조할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 의해 얻어지는 식물성 치즈는 영양 특성 및 관능 특성의 양면을 모두 충족하여 동물성 치즈를 대체할 수 있으며, 상용화가 비교적 쉬운 연질 치즈뿐 아니라 슬라이스 형태가 가능한 경질 치즈까지 제공할 수 있는 효과를 나타낸다.
도 1은 대두 단백의 트랜스글루타미나제 처리 후, SDS-PAGE 분석 결과를 나타내는 도이다.
도 2는 실시예 1에서 함유되는 아몬드 단백의 발효 전 및 발효 후의 단백 발효물의 풍미 성분인 부탄-2,3-디온 및 부탄-2-온의 피크의 향 성분을 나타내는 가스 크로마토그라프다.
도 3은 본 발명의 식물성 치즈의 제조에 있어서, 고함량의 유지를 첨가하였을 때, 물리적 유화 조건이 기준(온도: 60~90℃, 교반 속도: 1,000rpm) 이하일 경우 고형화가 되지 않음을 나타내는 사진이다.
도 4는 실시예 1에서 제조한 본 발명품의 성상을 나타내는 사진이다.
도 2는 실시예 1에서 함유되는 아몬드 단백의 발효 전 및 발효 후의 단백 발효물의 풍미 성분인 부탄-2,3-디온 및 부탄-2-온의 피크의 향 성분을 나타내는 가스 크로마토그라프다.
도 3은 본 발명의 식물성 치즈의 제조에 있어서, 고함량의 유지를 첨가하였을 때, 물리적 유화 조건이 기준(온도: 60~90℃, 교반 속도: 1,000rpm) 이하일 경우 고형화가 되지 않음을 나타내는 사진이다.
도 4는 실시예 1에서 제조한 본 발명품의 성상을 나타내는 사진이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 방법은 식물성 치즈 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 식물성 치즈에 주성분으로 함유되는 아몬드 단백질 발효물 및 대두 단백의 효소 반응물을 먼저 설명하고, 이어서 본 발명의 식물성 치즈에 첨가되는 전분, 치즈풍미소재 등에 관하여 설명한다.
이하, 이들 성분들 및 그의 제조에 관하여 구체적으로 설명한다.
1) 아몬드 단백질 발효물
아몬드 단백 분말 10.0~25.0중량부에 글루코오스, 수크로오스, 갈락토오스, 만노오스 등의 단당류로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 0.5~5.0중량부 및 정제수 75.0~89.5중량부를 호모 믹서에 넣어 혼합, 교반하고, 80~100℃에서 10~20분간 살균 및 여과하여 아몬드 단백의 수성 현탁액을 얻는다. 이 수성 현탁액 중의 단백질 농도는 약 8.0~16.0중량부로 얻어진다. 이러한 고형분의 농도는 수성 현탁액 물성, 발효속도에 영향을 미친다.
상기에서 이용되는 아몬드 단백의 양이 10.0중량부 미만으로 사용하는 경우에는 수율 및 단백질 함량이 저하되며, 25.0중량부 초과 농도에서는 발효속도가 저해되어 바람직하지 않다.
<아몬드 이외의 견과류 및 아몬드와 다른 견과류 혼합물의 적용의 적절성 여부를 참고로 기술한다.>
본 발명자들은 상기 아몬드 단백 대신에 외피를 제거하지 아니한 아몬드 페이스트, 대두 단백, 땅콩 페이스트, 완두 등을 사용하여 실험한 결과, 아래와 같은 결과를 얻었다. 즉,
대두 단백은 대두취가 약간 있고,
대두 단백과 아몬드 페이스트를 배합하여 제조한 경우에는 아몬드 껍질로 인한 식감, 외관이 저하되었으며,
대두 단백, 아몬드 페이스트, 아몬드 단백을 배합하여 제조한 경우에는 분말감(sandess)이 높고, 외관이 부적합하였으며,
아몬드 단백과 아몬드 페이스트를 배합하여 사용한 경우에는 대두취는 없으나, 페이스트 물성이 잔류하여 식감이 저하하였으며,
아몬드 단백과 땅콩 페이스트를 배합하여 사용한 경우에는 경도가 저하하고, 짙은 색상을 띄어 바람직하지 않았다.
특히 기질 종류가 최종 발효 산물 및 최종 pH에 큰 차이를 나타내는데 식물성 치즈에 적합한 풍미, 색상, 물성과 발효속도 측면에서도 대두, 완두, 아몬드 페이스트 혼합 아몬드보다는 아몬드 단백 분말이 우수한 것으로 확인된다(참고, 하기 표 1).
상기 결과로부터 견과류로서는 아몬드 단백만을 사용하였을 경우, 색상 및 식감이 가장 양호하였다. 이에 따라 본 발명에서는 아몬드 단백 분말만을 사용하여 발효물을 조제하여 사용하였다.
상기에서 얻어진 수성 현탁액에 비피도박테리움, 락토바실러스 불가리쿠스, 락토바실러스 애시도필러스, 락토바실러스 파라카제이, 스트렙토코커스 써모필러스 등의 스타터 0.005~0.1중량부를 접종한 후, 35~43℃, 5~20시간 동안 발효시킨 후, 메쉬 또는 원심분리를 사용하여 수분과 식물성 단백 응고물을 분리하고, 응고물을 아몬드 단백질 발효물로 사용한다.
상기 공정에서 발효가 진행되면서 발생되는 산의 영향으로 pH는 저하되고, 단백질 응고물 및 발효 풍미가 생성되는데 발효조건이 상기
조건을 벗어나는 경우, 응고물이 생성되지 않거나 과발효가 진행하여 이에 따른 이취(異臭), 이미(異味)가 발생하게 되어 바람직하지 않다. 발효조건에 영향을 미치는 인자는 기질 농도, 기질 종류, 발효시간, 접종량 등에 따라 다르나, 종료 시점은 발효 풍미 및 커드 생성을 기준으로 하여 pH 4~5로 설정한다.
표 1. 기질 종류 및 발효시간에 따른 pH 변화
이러한 아몬드 단백질 발효물의 식물성 치즈에 배합량은 전량에 대해 20.0~40.0중량부, 바람직하기로는 30.0~35.0중량부이다. 20.0중량부 이하로 배합하면 단백질 함량 및 색상, 풍미 등의 관능특성이 저해되고 40.0중량부 이상 배합하면 경도 및 탄력성이 낮아진다.
2) 대두 단백의 효소 반응물의 조제
대두 단백의 효소 반응물은 렌넷의 효소작용에 따른 겔 형성 특성을 구현하기 위한 공정으로 트랜스글루타미나아제(이하, TG라 약칭하기도 한다.)를 이용하였다. 트랜스글루타미나아제의 종류는 식품용도로 가능한 것이면 특히 한정하지 않으며, 대표적으로 Streptoverticillium mobaraense 등을 이용할 수 있다.
트랜스글루타미나아제는 글루타민과 라이신의 R-측쇄(R-side chain)와의 공유결합에 촉매 작용하여 견고한 단백질 분자 간의 가교 중합반응을 촉진시키는 효소이다. 즉, TG 작용에 의해 단백질 분자의 글루타민 잔기와 라이신 잔기 사이의 가교 결합과 중합화가 촉진된다. 산에 의해 응고물로 제조한 식물성 치즈는 바싹 부서지는(brittle) 식감을 나타내는 등의 단점이 있으므로, 본 발명에서는 경도 및 탄력성이 있는 치즈의 특성을 부여하기 위해 겔 형성능이 높은 대두 단백의 효소 반응물을 배합한다.
대두 단백의 효소 반응물은 TG반응 온도 및 시간 등 조건에 따라 가교 결합의 형태 및 겔 형성능이 매우 다양하게 나타난다.
이하, 대두 단백의 효소 반응물의 제조 공정에 대하여 구체적으로 설명한다.
대두 단백에 정제수를 혼합하여 고형분 5~20중량부가 되도록 수성 현탁액을 조제한 다음, 발효조에 넣는다. 발효조 내의 수성 현탁액이 40~55℃에 도달하면 TG를 단백질에 대해 0.1~10.0중량비로 가하고, 0.5~6.0시간 동안 효소반응을 진행시킨다. 반응 진행 시, 식물성 소재 및 단백질 종류, 함량에 따라서 겔의 단단함 정도가 큰 차이가 있음을 확인하였으며, 견과류 계열의 일부 단백질 및 단백질 함량이 낮은 원료는 가교 결합이 원활하게 진행되지 않았다.
식물성 소재 중 대두 단백질이 TG에 따른 가교 결합 능력이 가장 우수하였는데, 이는 TG 가교 결합 기작에 특정 아미노산의 영향이 있으므로 원료의 아미노산 구성에 따라 특성 차이가 나타나는 것으로 생각된다. 도 1의 SDS-PAGE 분석 결과를 보면, 70kDa 및 25~33kDa 부근의 주요 대두 단백들의 밴드(band)가 TG 처리 후 양이 감소하고, 고분자량 부위에 단백질이 새롭게 형성되는 것으로부터 저분자량의 콩 단백질이 효소에 의해 중합되면서 고분자량 단백질로 전환됨을 확인할 수 있다.
전술한 대두 단백의 효소 반응물의 식물성 치즈의 전 조성에 대해 10.0~30.0중량부 배합하는 것이 바람직하다. 10.0중량부 이하로 배합하면 단백질 함량이 감소하고 겔 형성능이 낮아져 경도 및 탄력성이 있는 치즈의 특성을 부여하기 어렵고, 30중량부 이상 배합하면 색상, 풍미 등 관능특성을 저해한다.
이하, 본 발명의 식물성 치즈에 첨가되는 성분들에 대하여 설명한다. 이러한 성분들은 특히 한정적인 것은 아니고, 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 반복 실험에 의해 선택할 수 있으나, 그의 함량비는 용이하게 도출할 수 있는 것은 아니다.
1) 전분
본 발명의 식물성 치즈의 경도, 연성, 부피감, 유화력 등을 고려하여 전분을 첨가할 수 있다. 전분 성분은 상기 아몬드 단백질 발효물 및 대두 단백의 효소 반응물과의 혼화성을 고려하여 변성 전분을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 변성 전분으로서는 식품 분야에서 알려진 아세트산 전분, 알파화 옥수수 전분, 히드록시프로필화 타피오카 전분, 아세틸아디프산2전분, 아세틸인산2전분, 옥테닐숙신산나트륨전분, 인산2전분, 인산1전분, 인산화인산2전분, 히드록시프로필인산2전분, 히드록시프로필전분 등을 들 수 있으며, 이들 중, 아세트산 전분 및 옥테닐숙신산나트륨전분이 치즈 물성 및 유화안정성 측면에서 바람직하다. 이러한 전분의 배합량은 본 발명의 식물성 치즈의 전량에 대해 12 내지 25중량부이다. 12.0중량부 이하로 첨가하면 경도, 탄력성 및 유화력이 저하하여 경질 식물성 치즈를 형성하기 어려우며, 25중량부 이상 배합하면 점성, 경도 등이 지나치게 높아져 배출이 용이하지 않고 치즈로서의 조직감이 저하하여 바람직하지 않다.
2) 유지
본 발명의 식물성 치즈의 제조에서 배합되는 유지는 식품에 사용되는 것으로, 특이한 냄새, 배합의 어려움 등이 없는 것이라면 특히 한정되는 것은 아니며, 그의 예로서는, 야자유, 해바라기유, 카놀라유, 대두유, 포도씨유, 옥수수유, 올리브유, 코코넛유, 팜유, 땅콩유 등을 들 수 있다. 이러한 유지는 본 발명의 식물성 치즈의 제조에 있어서 크리미한 풍미를 증가시키고 물성을 안정화시키는데 유리하다. 이러한 유지의 배합비는 식물성 치즈의 전량에 대해, 선택되는 유지에 따라 다르나, 상기 예시한 유지의 경우 15~25중량부가 바람직하다. 15중량부 이하에서는 크리미한 풍미 및 식감과 물성이 저하되고, 25중량부 이상에서는 유화안정성이 무너지는 등의 문제가 발생한다.
3) 치즈 풍미 소재의 제조
동물성 치즈의 풍미는 원유에서 기인하는 것과 원유의 숙성과정 중 단백질, 지방. 탄수화물 성분이 변화하는 것에서 발현된다. 치즈의 단백질은 숙성과정에서 렌넷 및 젖산균의 효소에 의해 펩티드, 아미노산으로 분해되고, 생성된 아미노산은 탈아미노화와 탈카르복실화되어 아민, 알데히드 등을 생성시키고 풍미를 부여한다. 유지방은 치즈의 풍미와 조직에 매우 중요한 기여를 하는데 신선한 유지방은 깊은 버터 향과 유사한 풍미를 내고, 숙성 중 분해되어 생성되는 유리지방산은 치즈 풍미를 형성하는 방향성 물질 생성에 직접적인 전구물질로서 중요한 역할을 한다.
원료의 직, 간접적인 영향으로 생성되는 풍미 성분은 최종 제품의 기호도에 큰 영향을 미치므로 균형 있는 치즈의 맛과 향을 구성하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다. 특히 식물성 치즈는 동물성 원료의 사용이 배제되므로 풍미를 내기 위해 향이나 조미원료가 사용되나 대두, 견과류 등의 원료에서 기인하는 풍미가 제품에 잔존하는 것이 대부분인데 이런 경우 인위적인 치즈 풍미가 재현되어 상품적 가치가 저하된다.
본 발명자는 자연스럽고 풍부한 치즈의 맛과 향을 발현하기 위해 치즈 풍미 소재를 개발하고, 이를 식물성 치즈에 배합하였다.
균형 있는 향의 구성은 톱(top), 미들(middle), 베이스(base)로 구성되는데(참고, www.produits-laitiers-de-france.com, https://m.facebook.com/perfunada/posts/166448560104585 등), 치즈와 같이 다양한 성분이 복합적으로 어우러져 있는 맛을 단일 노트 성분으로는 재현하기 어렵고, 또한, 단일 노트로 구성하는 경우 관능적 기호도가 저하되어 시장성을 기대할 수 없다. 따라서 각 노트의 성분들을 적절히 배합하여 관능적 기호도가 높은 것을 선정할 필요가 있다.
본 발명의 식물성 치즈에 함유될 수 있는 치즈 풍미 소재의 톱 노트 성분은 휘발성이며, 초기 강도가 높은 치즈 향을 선택할 수 있고, 또한, 베이스 노트는 치즈의 기본 맛인 짠맛, 감칠맛, 신맛 등을 선택할 수 있다.
미들 노트는 반응, 조합 등의 화합물이 선정될 수 있는데 치즈 풍미의 지속성을 높여주고, 풍부하고 깊은맛을 부여하는 역할로 기존 단일원료 및 조미소재들과 차별화되는 부분이라 할 수 있다. 이러한 미들 노트 향의 예로는 풍미가 낮거나 거의 없는 식물성 유지를 리파아제 등의 효소로 분해시켜면 유리 지방산으로 분해되어 풍미 패턴이 다양해지고 강도가 높은 향으로 얻어질 수 있다. 특히 유리 지방산이 라우르산, 미리스트산 등의 중쇄 지방산, 팔미트산, 스테아르산 등의 장쇄 지방산이 포함되어 있는 경우, 이취(異臭)가 낮고 지속성이 높은 치즈 풍미를 발현할 수 있다.
상기 향의 구성인 톱, 미들, 베이스 노트는 사용자가 필요에 따라 제조할 수도 있으나, 시판의 것들을 구입하여 적절히 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서는 톱 노트 부분의 향으로서는 지보단, 심라이즈사, 서울향료, 아로마라인, IFF, 제이스 등에서 판해하는 치즈 플레이버를 들 수 있고, 그의 배합량은 치즈 풍미 소재 전량에 대해 약 1~5중량부가 적당하고, 바람직하기로는 2~4중량부이며, 미들 노트 부분의 풍미 원료로서 유지분해분말을 들 수 있으며, 그의 배합량은 풍미 소재 전량에 대해 약 10~30중량부, 바람직하기로는 20~25중량부, 베이스 노트 부분의 원료로서는 통상의 동물성 치즈 함유된 성분을 참고하여 감칠맛을 발현하는 이스트엑기스, 효모추출물, 글루타민산나트륨, 아미노산류 등과 짠맛을 주는 정제염, 신맛을 생성하는 구연산, 젖산, 구연산 등을 최종 제품인 식물성 치즈의 목적하는 맛에 따라 풍미 소재 전량에 대해 약 65~70중량부로 배합한다.
이러한 치즈 풍미 소재를 이용하여 균형감 있는 치즈 풍미 성분들과 식물성 단백질 발효에서 기인하는 원료 유래의 산미와 부탄-2,3-디온(butane~2,3~dione), 부탄-2-온(butan~2~one)과 같은 발효물 유래의 치즈 향이 어우러져 시판 식물성 치즈보다 우수한 관능품질을 확보할 수 있는 것으로 생각된다.
이하, 상기 성분을 함유시킨 식물성 치즈의 제조에 관하여 설명한다.
식물성 치즈의 제조에 있어서, 고함량의 유지를 포함한 치즈 특성상 유화력을 안정화시키는 과정이 매우 중요하고, 물리적, 화학적 조건 및 원료의 배합비가 중요하다. 이 공정에서는 먼저 고속 교반 쿠커에 야자유, 해바라기유, 카놀라유 등에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 유지 15.0~25.0중량부, 정제수 5.0~12.0중량부, 변성전분 12.0~25.0중량부, 아몬드 단백질 발효물 20.0~40.0중량부, 대두류 단백의 효소 반응물 10.0~30.0중량부, 치즈 풍미 소재 1.0~5.0중량부를 가하고, 60~90℃에서 1000rpm 이상의 조건에서 가열 및 고속 교반을 수행한다. 얻어진 조성물을 성형 캐스트에 넣어 성형한 후, 저온에서 4~20일간 숙성시켜 최종 제품인 식물성 치즈를 제조한다.
여기서 가열 및 고속 교반 단계인 물리적 유화 조건, 유화제가 포함되는 화학적 유화 조건 및 배합량이 범위를 벗어날 경우 치즈의 형태가 유지되지 않거나 풍미가 크게 저하되는 문제가 발생한다.
물리적 유화 조건에서 중요한 것은 온도와 교반 속도인데, 온도 하한 범위에서는 원료가 완전히 용해되지 않고 점성 등의 물성이 충분히 발현되지 않아 경도와 탄력성이 저하되는 문제가 있으며, 온도 상한 범위에서는 탄취 등의 이취, 이미 발생의 문제가 발생하였다. 교반 속도의 경우 하한 범위에서는 점도가 높은 제품 특성상 전단속도가 낮아져 결과적으로 유화제, 유상과 수상 원료의 균질성과 분산성이 저하되므로 최종 제품에서의 조직감이 저하되고 유분리가 발생하는 문제가 나타났다. 즉, 도 3에 나타난 바와 같이, 60℃ 이하, 1000rpm 이하에서 유화시켰을 때 도 3의 우편에 나타난 바와 같이 조직감이 풀어지는 것을 확인할 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 본 발명을 예시하는 것이며, 이러한 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
본 발명에서는 식물성 치즈에 본 발명의 아몬드 단백질 발효물 및 대두 단백의 효소 반응물을 함유시키고, 여기에 첨가물로서 전분, 유지, 치즈 풍미 소재를 첨가하였다. 이에 대하여 단계별로 설명한다.
<아몬드 단백질 발효물의 조제>
아몬드 단백 분말 18.0g, 글루코오스 1.2g 및 정제수 120.0g을 반응조에 넣고 혼합하여 균질화한 후, 90±3℃에서 약 20분간 살균하여 고형분 13.8중량%의 아몬드 수성 현탁액을 얻는다.
상기에서 얻어진 수성 현탁액에 비건 스타터 0.12g을 접종한 후 약 43℃, 6시간 동안 발효시킨 후, 50메쉬를 통과시켜 수층과 식물성 단백 응고물을 분리하고, 이 응고물을 후술하는 치즈 제조에서 아몬드 단백질 발효물로 사용한다.
발효에 따른 관능적 효과를 확인하기 위해 상기에서 얻어진 아몬드 단백질의 발효전과 후를 전자코를 이용하여 풍미 성분을 비교하였다. 그 결과, 치즈와 연관된 부탄-2,3-디온, 부탄-2-온의 성분이 발효 후에 증대되는 것을 확인하였으며 이를 도 2에 나타냈다.
<대두 단백의 효소 반응물 조제>
대두 분말 12.0g, 정제수 120.0g을 혼합 및 균질화한 후, 45℃로 가온한다. 품온이 45℃ 도달하면 트랜스글루타미나아제를 단백질에 대해 0.1g을 넣고, 약 1시간 동안 효소 반응한 후 75℃, 15분 이상의 조건에서 실활시켜 대두 단백의 효소 반응물을 얻었다.
상기에서 얻어진 효소 반응물을 후술하는 치즈 제조에서 단백 효소 반응물로 사용한다.
<치즈 풍미 소재 조제>
미들 노트 부분의 원료로서 유지분해분말(심라이즈) 23.0중량부, 베이스 노트부분의 원료로서 정제염 56.0중량부, 효모추출물 18.0중량부를 배합기에서 혼합하고, 톱 노트 부분의 향으로서 치즈 플레이버(서울향료) 3중량부를 소량씩 분무하며 코팅하여 제조한다.
상기에서 얻어진 효소 반응물을 후술하는 치즈 제조에서 치즈 풍미 소재로 사용한다.
<식물성 치즈의 제조>
상기에서 조제한 아몬드 발효액 35중량부, 대두 단백의 효소 반응물 20.0중량부, 야자유 20.0중량부, 아세트산전분 14.0중량부, 정제수 8.0중량부, 옥테닐숙신산나트륨전분 5.0중량부, 상기에서 조제한 치즈 풍미 소재 3.0중량부, 카로틴 0.1중량부를 고속 교반기에 투입한다. 1500rpm에서 75℃, 5분 동안 가열, 유화를 실시한 후, 냉각 성형틀에 충전하고, 5℃ 냉장고에서 14일간 냉각 및 숙성하였다. 제조가 완료된 식물성 치즈는 관능평가 및 이화학 성분을 분석하여 하기 표 2에 나타냈다.
실시예 2
<아몬드 단백질 발효물의 조제>
아몬드 단백 분말 20.0g, 글루코오스 1.4g 및 정제수 120.0g을 반응조에 넣고 혼합하여 균질화한 후, 90±3℃에서 약 20분간 살균하여 고형분 15.1중량%의 아몬드 수성 현탁액을 얻는다. 상기에서 얻어진 수성 현탁액에 비건 스타터 0.12g을 접종한 후 약 43℃, 6시간 동안 발효시킨 후, 50메쉬를 통과시켜 수층과 식물성 단백 응고물을 분리하고, 이 응고물을 후술하는 치즈 제조에서 아몬드 단백질 발효물로 사용한다.
<대두 단백의 효소 반응물 조제>
대두 분말 14.0g, 정제수 120.0g을 혼합 및 균질화한 후, 50℃로 가온한다. 품온이 50℃ 도달하면 트랜스글루타미나아제를 단백질에 대해 0.14g을 넣고, 약 1시간 동안 효소 반응한 후 75℃, 15분 이상의 조건에서 실활시켜 대두 단백의 효소 반응물을 얻었다.
상기에서 얻어진 효소 반응물을 후술하는 치즈 제조에서 단백 효소 반응물로 사용한다.
<식물성 치즈의 제조>
상기에서 조제한 아몬드 발효액 20.0중량부, 대두 단백의 효소 반응물 10.0중량부, 야자유 17.0중량부, 아세트산전분 20.0중량부, 정제수 23.0중량부, 옥테닐숙신산나트륨전분 4.9중량부, 상기에서 조제한 치즈 풍미 소재 5.0중량부, 카로틴 0.1중량부를 고속 교반기에 투입한다. 2000rpm에서 75℃, 5분 동안 가열, 유화를 실시한 후, 냉각 성형틀에 충전하고, 5℃ 냉장고에서 5일간 냉각 및 숙성하였다. 제조가 완료된 식물성 치즈는 관능평가 및 이화학 성분을 분석하여 하기 표 2에 나타냈다.
비교예 1
아몬드 단백 분말 18.0g, 글루코오스 1.2g 및 정제수 120.0g을 반응조에 넣고 혼합하여 균질화한 후, 90±3℃에서 약 20분간 살균하여 고형분 14중량%의 아몬드 수성 현탁액을 얻는다
상기에서 얻어진 수성 현탁액에 비건 스타터 0.12g을 접종한 후 약 43℃, 6시간 동안 발효시킨 후, 50메쉬를 통과시켜 수층과 식물성 단백 응고물을 분리하였다. 분리된 아몬드 단백 응고물은 관능평가 및 이화학 성분 분석을 실시하여 하기 표 2에 나타냈다.
비교예 2
상기 특허문헌 13에 준하여 아몬드 유액을 이용하여 하기와 같이 치즈를 제조하였다.
아몬드 400g에 정제수 1200g을 넣은 후 2분간 분쇄하였다. 회전 속도 10,000g에서 15분간 원심분리하여 상층액과 슬러지를 분리한 후, 크림, 액상으로 형성된 상층액만을 취하여 가열(100℃) 및 냉각하였다. 냉각된 상층액 600g에 스타터(Streptococcus thermophiles) 0.21㎖을 넣은 후, 완만히 교반하고 43℃, 1시간 동안 유지한다. 화이트 식초 2g, 수화 트랜스클루타미나아제(TG 3.3g, 물 6.2g)을 넣고, 혼합한 후 38℃에 온도가 도달하면 실온(25℃)에서 12시간 정치한다. 배수가 가능한 치즈 몰드에 정치가 완료된 액을 부어 유청을 제거하고 남은 응고물을 아몬드 유액 치즈로 하여 관능평가 및 이화학 성분을 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.
표 2. 실시예 및 비교예 이화학 성분 및 관능평가 결과
주) *1: VIOLIFE사 비건치즈
*2: DAIYA 비건치즈
상기 결과로부터 본 발명의 식물성 치즈는 수분, 지방 함량이 적절하여 부드럽고, 시판의 가공 치즈에 비해 단백 함량이 많아 영양가치가 높은 식품으로 인정될 수 있으며, 콜레스테롤도 시판 식물성 치즈와 유사하고 경도나 전반적 기호도도 양호하여 종래의 동물성 치즈의 대체품으로서 손색이 없음을 확인하였다. 이러한 본 발명의 식물성 치즈는 특히 채식주의자나, 비만, 동물성 식품에 알레르기가 있는 사람 등에게 선호도가 높은 식품으로 인정될 수 있을 것으로 생각된다.
Claims (9)
- 식물성 치즈의 제조에 있어서,
전 조성 100중량부에 대해 아몬드 단백질 발효물 20~40중량부 및 콩 단백의 효소 반응물 10~30중량부를 주성분으로 첨가하고, 유화를 행한 후, 냉각 성형하고, 숙성함을 특징으로 하는 경질 식물성 치즈의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
전 조성 100중량부에 대해 변성 전분 12~25중량부, 유지 15~25중량부, 치즈 풍미 소재 1~5중량부를 추가로 첨가함을 특징으로 하는 경질의 식물성 치즈의 제조방법. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
아몬드 단백질 발효물은 아몬드 단백 분말 10~25중량부에 단당류 0.5~5.0중량부 및 정제수 75.0~89.5중량부를 호모 믹서에 넣어 혼합, 교반하고, 80~100℃에서 10~20분간 살균하여 수성 현탁액을 얻고, 여기에 스타터 0.005~0.1중량부를 접종한 후, 35~43℃에서 5~20시간 동안 발효시켜 얻어진 아몬드 단백질 발효물인 것을 특징으로 하는 경질의 식물성 치즈를 제조방법. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
단백의 효소 반응물은 대두 단백에 정제수를 혼합하여 고형분 5~20중량부가 되도록 수성 현탁액을 조제한 다음, 발효조에 넣고 가온하여 수성 현탁액이 40~55℃에 되도록 하고, 여기에 트랜스글루타미나아제를 단백질 함량에 대해 0.1~10중량비로 가하고, 0.5~6시간 동안 효소반응을 시킨 후, 실활시켜 얻어진 것임을 특징으로 하는 경질의 식물성 치즈를 제조방법. - 청구항 4에 있어서,
트랜스글루타미나아제가 스트랩토버티실리움 모바라엔스 (Streptoverticillium mobaraense)임을 특징으로 하는 경질의 식물성 치즈를 제조방법. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
변성 전분이 아세트산 전분, 알파화 옥수수 전분, 히드록시프로필화 타피오카 전분, 아세틸아디프산2전분, 아세틸인산2전분, 옥테닐숙신산나트륨 전분, 인산2전분, 인산1전분, 인산화인산2전분, 히드록시프로필인산2전분, 히드록시프로필전분, 옥테닐숙신산나트륨전분, 아세트산전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 경질의 식물성 치즈를 제조방법. - 청구항 6에 있어서,
변성 전분이 아세트산 전분, 옥테닐숙신산나트륨전분으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상인것을 특징으로 하는 경질의 식물성 치즈를 제조방법. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
유화가 반응기의 온도가 60~90℃이고, 교반 속도가 1,000rpm 이상에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 경질의 식물성 치즈를 제조방법. - 청구항 1 또는 2의 방법에 의해 얻어진 경질의 식물성 치즈.
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