KR20230064614A - 건조 분획된 식물 단백질 농축물 음료의 질감 및 기능성을 개선하는 방법 - Google Patents

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뤼도빅 팡사이르
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Abstract

본 발명은 대체적으로 식물 기반 액체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 식물 단백질 혼합물 중에 트라이글리세라이드를 분산시키는 단계; 에멀젼을 형성하는 단계; 에멀젼에 열 처리를 적용하는 단계; 및 열 처리된 에멀젼에 전단 처리를 적용하여 식물 기반 액체를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

건조 분획된 식물 단백질 농축물 음료의 질감 및 기능성을 개선하는 방법
본 발명은 식물 기반 (비유제품) 밀크 대안 음료 조성물 및 상기 조성물을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
최근의 몇 해 동안 식물 기반 (비유제품) 밀크 대안 제품에 대한 수요가 큰 성장을 보였다. 비유제품 밀크 대안물은 여러 다양한 응용예, 예컨대, 향미부여된 (향미부여되지 않은) 음료, 예를 들어, 커피, 코코아, 차와 같은 온음료 및 냉음료와의 백화제(whitening agent), 또는 시리얼의 상단에 첨가되는 것에서 밀크 대신 사용될 수 있다. 비유제품 밀크 대안물은 각종 상이한 향미(flavour)가 있을 수 있고 입안 느낌(mouthfeel), 바디감(body), 백화감, 및 부드러운 질감을 제공할 수 있다.
소비자는, 지속가능하고 중성 맛, 밀크 유사 외관, 만족스러운 저점도 질감, 및 밀크로 거품을 크림으로 만드는 능력을 제공하는 식물 기반 밀크 대안물을 찾고 있다. 그러나, 식물 기반 성분은 종종 부정적인 아로마 및 불쾌한 맛(off-taste)과 연관된다. 많은 식물 기반 제품의 외관, 질감, 및 기능성은 또한 소비자에 대한 그의 매력을 추가로 제한할 수 있다.
식물 기반 유제품 대안물은 주로, 미가공 식물 가루로부터 단백질을 정제하기 위해 많은 양의 물 및 화학물질을 필요로 하는 단백질 분리물을 사용하여 제조된다. 공급원 단백질 내의 전분 및 섬유질의 존재는 또한, 생성물의 겔화, 또는 전분 및/또는 섬유질의 침강으로 이어질 수 있다. 열 처리 시 점도 증가 및/또는 음료 제품의 겔화는 과도하게 찐득한 질감을 갖는 제품으로 이어져서 소비자 매력 및 제품 기능성 및 가공성을 감소시킨다. 식물 기반 유제품 대안물은 또한, 밀크 백색도에 대한 유사성의 부족으로 인해 소비자 매력에 부정적인 영향을 미치는 갈색 또는 회색 색상을 갖는 것으로 알려져 있다.
매력적인 저점도 및 밀크의 시각적 외관을 갖는 맛있고 영양가 높고 입수 용이한 식물 기반 유제품 대안물을 제공하기 위해 새로운 방법 및 레시피 해법을 개발하기 위한 명백한 필요성이 있다.
본 발명자들은 전술한 문제를 해결하고 우수한 식물 기반 액체 음료로 이어지는 방법을 개발하였다.
제1 태양에서, 본 발명은 식물 기반 액체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 식물 단백질 혼합물 중에 트라이글리세라이드를 분산시키는 단계; 에멀젼을 형성하는 단계; 에멀젼에 열 처리를 적용하는 단계; 및 열 처리된 에멀젼에 전단 처리를 적용하여 식물 기반 액체를 형성하는 단계를 포함한다.
제2 태양에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 바와 같은 방법에 의해 제조된 식물 기반 액체에 관한 것이다.
제3 태양에서, 본 발명은 식물 단백질 혼합물을 포함하는 에멀젼으로부터 식물 기반 액체를 형성하기 위한 열 처리에 이어진 전단 처리의 용도에 관한 것이다.
도 1: 완두콩 농축물 밀크(6.5% 완두콩 농축물, 2.6% 지방, 0.8% 수크로스)의 변화: A) 현미경사진 DIC x10, i) UHT 전 및 ii) UHT 후, B) 점도, 직접 UHT 열 처리(143℃, 5초) 전 및 후.
도 2: 완두콩 농축물 밀크(6.5% 완두콩 농축물, 2.6% 지방, 0.8% 수크로스)의 변화: A) 및 B) 점도, 열 처리의 함수로서 i) 직접 UHT 열 처리(143℃, 5초) 전 및 ii) 그 후, 및 탄수화물 가공의 함수로서 iii) UHT 후 콜로이드 밀(colloid mill) 및 iv) UHT 전 아밀라제 소화, C) UHT 후 현미경사진, i) 콜로이드 밀 ii) 아밀라제 소화.
도 3: 완두콩 농축물 밀크(6.5% 완두콩 농축물, 2.6% 지방, 0.8% 수크로스)의 변화: A) 단백질 함량 및 B) 유리 글루코스 함량, 열 처리의 함수로서 i) 직접 UHT 열 처리(143℃, 5초) 전 및 ii) 그 후, 및 탄수화물 가공의 함수로서 iii) UHT 후 콜로이드 밀 및 iv) UHT 전 아밀라제 소화.
도 4: A) UHT 후 완두콩 참조 밀크의 시각적 외관, B) UHT 후 완두콩 - 효소 밀크의 시각적 외관, 및 C) UHT 후 완두콩 - 전단 밀크의 시각적 외관.
도 5: 잠두(faba bean) 농축물 밀크(5.8% 잠두 농축물, 2.6% 지방, 0.8% 수크로스)의 변화: A) 점도, B) 단백질 함량 및 C) 유리 글루코스 함량, 열 처리의 함수로서 i) 직접 UHT 열 처리(143℃, 5초) 전 및 ii) 그 후, 및 D) 잠두 밀크의 현미경사진 DIC x10, i) UHT 전, ii) UHT 처리 후.
도 6: 잠두 농축물 밀크(5.8% 잠두 농축물, 2.6% 지방, 0.8% 수크로스)의 변화: A) 및 B) 점도, 열 처리의 함수로서 i) 직접 UHT 열 처리(143℃, 5초) 전 및 ii) 그 후, 및 탄수화물 가공의 함수로서 iii) UHT 전 아밀라제 소화, iv) UHT 후 콜로이드 밀, C) 현미경사진 x10 i) UHT 후 아밀라제 소화, ii) UHT 후 아스코르브산나트륨과 아밀라제 소화, D) 현미경사진 x10 및 UHT 후 전단.
도 7: 잠두 농축물 밀크(5.8% 잠두 농축물, 2.6% 지방, 0.8% 수크로스)의 변화: A) 단백질 함량 및 B) 유리 글루코스 함량, 열 처리의 함수로서 i) 직접 UHT 열 처리(143℃, 5초) 전 및 ii) 그 후, 및 탄수화물 가공의 함수로서 iii) 및 iv) UHT 후 콜로이드 밀 및 v) UHT 전 아밀라제 소화.
도 8: A) UHT 후 잠두 참조 밀크의 시각적 외관, B) UHT 후 잠두 - 효소 밀크의 시각적 외관, 및 C) UHT 후 잠두 - 효소 및 아스코르브산나트륨 밀크의 시각적 외관.
도 9: 잠두 농축물 밀크(5.8% 잠두 농축물, 0.8% 수크로스, 2.6% 지방)의 변화: 강철 탱크 내 65℃에서 인큐베이션 동안 색상(밝기*), 첨가의 함수로서 i) 0.07% 아스코르브산나트륨, ii) 무첨가(참조), iii) 0.1% EDTA.
도 10: 병아리콩 농축물 용액(4.2% 병아리콩 농축물, 3.25% 수크로스)의 변화: 점도, 65℃에서 효소와 함께 인큐베이션 시간의 함수로서 i) 0분 후 ii) 2시간 후, 및 병아리콩 농축물 밀크(4.2% 병아리콩 농축물, 3.25% 수크로스, 3.5% 지방)의 변화: 점도, iii) 직접 UHT 열 처리(143℃, 5초) 후 및 UHT 후 콜로이드 밀.
도 11: 잠두 농축물 밀크 대안물(4.15% 잠두 농축물, 3.25% 수크로스, 3.5% 지방)의 변화: 겔란 함량의 함수로서, A) 점도 또는 B) lumifuge 불안정 지수 또는 C) 내지 E) 25℃에서 25일 후 저장 안정성.
도 12: 잠두 커피 크리머(0.85 내지 2.5% 잠두 농축물, 27% 수크로스, 7.5% 지방)의 변화: 0.06 중량% 겔란 및 0.06 중량% 구아 검의 존재 하에서 잠두 단백질 함량(0.5 내지 1.5% 잠두 단백질)의 함수로서, A) 점도 및 B) 내지 D) 25℃에서 25일 후의 저장 안정성.
도 13: 잠두 에멀젼(4.2% 잠두 농축물, 3.5% 지방)의 변화: A) 색상 및 B) 밝기*, 85℃로 강철 탱크 내의 가열 후, 중아황산나트륨 첨가의 함수로서 i) 중아황산나트륨 무첨가 및 ii) 0.03%w/w 중아황산나트륨 첨가.
본 발명의 실시 형태
본 발명은 대체적으로 식물 기반 액체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 식물 단백질 혼합물 중에 트라이글리세라이드를 분산시키는 단계; 에멀젼을 형성하는 단계; 에멀젼에 열 처리를 적용하는 단계; 및 열 처리된 에멀젼에 전단 처리를 적용하여 식물 기반 액체를 형성하는 단계를 포함한다.
특히, 본 발명은 식물 기반 액체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 식물 단백질 혼합물 중에 트라이글리세라이드를 분산시키는 단계 - 식물 단백질 혼합물은 건조 분획된 식물 단백질을 물에 용해시킴으로써 형성됨 -; 에멀젼을 형성하는 단계; 에멀젼에 열 처리를 적용하는 단계; 및 열 처리된 에멀젼에 전단 처리를 적용하여 식물 기반 액체를 형성하는 단계를 포함한다.
구체적으로는, 본 발명은 식물 기반 액체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은
a. 식물 단백질을 물에 용해시켜 pH가 6.7 내지 9, 바람직하게는 6.7 내지 8인 식물 단백질 혼합물을 형성하는 단계;
b. 선택적으로, 식물 단백질 혼합물을 효소와 함께 인큐베이션하는 단계;
c. 선택적으로, 하이드로콜로이드(들)를 식물 단백질 혼합물에 첨가하는 단계;
d. 식물 단백질 혼합물 중에 트라이글리세라이드를 분산시키는 단계;
e. 식물 단백질 혼합물을 균질화하여 에멀젼을 형성하는 단계;
f. 에멀젼에 열 처리를 적용하는 단계; 및
g. 열 처리된 에멀젼에 전단 처리를 적용하여 식물 기반 액체를 형성하는 단계를 포함한다.
더 구체적으로는, 본 발명은 식물 기반 액체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은
a. 분획된 식물 단백질을 물에 용해시켜 pH가 6.7 내지 9, 바람직하게는 6.7 내지 8인 식물 단백질 혼합물을 형성하는 단계;
b. 선택적으로, 식물 단백질 혼합물을 효소와 함께 인큐베이션하는 단계;
c. 선택적으로, 하이드로콜로이드(들)를 식물 단백질 혼합물에 첨가하는 단계;
d. 식물 단백질 혼합물 중에 트라이글리세라이드를 분산시키는 단계;
e. 식물 단백질 혼합물을 균질화하여 에멀젼을 형성하는 단계;
f. 에멀젼에 열 처리를 적용하는 단계; 및
g. 열 처리된 에멀젼에 전단 처리를 적용하여 식물 기반 액체를 형성하는 단계를 포함한다.
더 구체적으로는, 본 발명은 식물 기반 액체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은
a. 건조 분획된 식물 단백질을 물에 용해시켜 pH가 6.7 내지 9, 바람직하게는 6.7 내지 8인 식물 단백질 혼합물을 형성하는 단계;
b. 선택적으로, 식물 단백질 혼합물을 효소와 함께 인큐베이션하는 단계;
c. 선택적으로, 하이드로콜로이드(들)를 식물 단백질 혼합물에 첨가하는 단계;
d. 식물 단백질 혼합물 중에 트라이글리세라이드를 분산시키는 단계;
e. 식물 단백질 혼합물을 균질화하여 에멀젼을 형성하는 단계;
f. 에멀젼에 열 처리를 적용하는 단계; 및
g. 열 처리된 에멀젼에 전단 처리를 적용하여 식물 기반 액체를 형성하는 단계를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 0.5 내지 20 중량%의 건조 분획된 식물 단백질이 용해되어 식물 단백질 혼합물을 형성한다. 바람직하게는, 1 내지 10 중량%의 건조 분획된 식물 단백질이 용해되어 식물 단백질 혼합물을 형성한다.
추가 성분, 예를 들어 아스코르브산나트륨이 첨가되어 식물 기반 액체를 제조할 때 원하지 않는 회색 색상의 형성을 방지할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 아스코르브산나트륨이 식물 단백질 혼합물에 용해된다. 바람직하게는, 아스코르브산나트륨이 단계 f) 전에 식물 단백질 혼합물 또는 에멀젼에 용해된다. 일부 실시 형태에서, 아스코르브산나트륨 또는 아스코르브산나트륨 대안물이 사용될 수 있다.
바람직한 식물 단백질은 식물 단백질 농축물이다. 바람직하게는, 식물 단백질 공급원은 콩과 식물 공급원으로부터 유래된다. 일 실시 형태에서, 식물 단백질 공급원은 콩과 식물 공급원, 예컨대, 완두콩, 잠두, 병아리콩 또는 렌틸콩, 바람직하게는 잠두로부터 유래된다.
일부 실시 형태에서, 건조 분획된 식물 단백질은 공기 분급된 식물 단백질이다.
일부 실시 형태에서, 건조 분획된 식물 단백질은 건조 기준으로 14 중량% 미만, 바람직하게는 건조 기준으로 5 내지 14 중량%의 전분 분획을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 건조 분획된 식물 단백질은 건조 기준으로 적어도 50 중량%, 또는 건조 기준으로 적어도 60 중량%, 또는 건조 기준으로 50 내지 80 중량%, 또는 건조 기준으로 50 내지 70 중량%의 단백질 함량을 갖는다.
당뿐만 아니라 완충제로서 작용하는 추가 성분이 첨가될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 인산염 공급원이 식물 단백질 혼합물에 용해된다. 일부 실시 형태에서, 당이 식물 단백질 혼합물에 용해된다. 바람직하게는, 인산염 공급원은 인산삼칼슘 및 인산이칼륨을 포함한다. 바람직하게는, 당은 수크로스이다. 일부 실시 형태에서, 당은 수크로스 대안물이다.
식물 단백질 혼합물은 선택적으로 효소와 함께 인큐베이션되어 액체 점도를 감소시킨다. 일부 실시 형태에서, 식물 단백질 혼합물은 7 내지 8의 pH로 조정되고 이어서 효소와 함께 인큐베이션된다. 일부 실시 형태에서, 효소는 아밀라제 및 글리코실레이트이다.
식물 단백질 혼합물은 유화된다. 일부 실시 형태에서, 에멀젼은 2단계 고압 균질화기를 사용하여 형성된다. 일부 실시 형태에서, 에멀젼 평균 입자 크기는 d[3,2]의 경우 0.1 내지 1 μm이고 d[4,3]의 경우 0.3 내지 2 μm이다. 바람직하게는, 에멀젼 평균 입자 크기는 d[3,2]의 경우 0.1 내지 0.7 μm이고 d[4,3]의 경우 0.3 내지 1 μm이다.
열 처리가 에멀젼에 적용되어 이것을 미생물학적으로 안정하게 할 뿐만아니라 그의 점도도 감소시킨다. 일부 실시 형태에서, 열 처리는 초고온 처리(ultra high temperature treatment, UHT)이다.
전단 처리가 열 처리된 에멀젼에 적용된다. 일부 실시 형태에서, 전단 처리는 고전단 균질화기를 사용하여 적용된다. 일부 실시 형태에서, 전단 처리 후 식물 기반 액체의 점도는 25℃에서 10s-1의 전단 속도에서 0.1 내지 100mPa.s, 바람직하게는 0.5 내지 30mPa.s 미만, 더 바람직하게는 0.5 내지 15mPa.s이다.
식물 단백질 혼합물은 전형적으로 전분이 적다. 일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 2 중량% 미만의 전분, 바람직하게는 1 중량% 미만의 전분, 더 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 전분을 포함한다.
식물 기반 액체는 몇몇 형태를 취할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 밀크 유사체이다.
본 발명은 또한 본 명세서에 기재된 바와 같은 방법에 의해 제조된 식물 기반 밀크 유사체를 제공한다.
본 발명은 또한 식물 단백질 공급원; 선택적으로 하이드로콜로이드(들); 및 트라이글리세라이드를 포함하는 식물 기반 액체를 제공한다.
일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 아스코르브산나트륨, 또는 아스코르브산나트륨 대안물을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 식물 단백질은 건조 분획된 식물 단백질 농축물이다.
일부 실시 형태에서, 식물 단백질 공급원은 콩과 식물 공급원으로부터 유래된다.
일부 실시 형태에서, 식물 단백질 공급원은 콩과 식물 공급원, 예컨대, 잠두, 완두콩, 병아리콩 또는 렌틸콩, 바람직하게는 잠두로부터 유래된다.
일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 당을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 인산염 공급원을 포함한다.
바람직하게는, 인산염 공급원은 인산삼칼슘 및 인산이칼륨을 포함한다. 바람직하게는, 당은 수크로스이다.
일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 가용성 커피를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 에멀젼 평균 입자 크기가 d[3,2]의 경우 0.1 내지 1 μm이고 d[4,3]의 경우 0.3 내지 2 μm이다. 바람직하게는, 에멀젼 평균 입자 크기는 d[3,2]의 경우 0.1 내지 0.7 μm이고 d[4,3]의 경우 0.3 내지 1 μm이다.
일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 점도가 25℃에서 10s-1의 전단 속도에서 0.1 내지 100mPa.s, 바람직하게는 0.5 내지 30mPa.s 미만, 더 바람직하게는 0.5 내지 15mPa.s이다.
식물 기반 액체는 전형적으로 전분이 적다. 일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 2 중량% 미만의 전분, 바람직하게는 1 중량% 미만의 전분, 더 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 전분을 포함한다.
본 발명은 또한 식물 단백질 및 트라이글리세라이드를 포함하는 에멀젼으로부터 식물 기반 액체를 제조하기 위한 열 처리에 이어진 전단 처리의 용도를 제공한다.
일부 실시 형태에서, 식물 단백질은 효소와 함께 인큐베이션되었다. 바람직하게는, 효소는 아밀라제 및 글리코실레이트이다.
일부 실시 형태에서, 에멀젼은 하이드로콜로이드(들)를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 에멀젼은 아스코르브산나트륨, 또는 아스코르브산나트륨 대안물을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 식물 단백질은 식물 단백질 농축물이다. 바람직하게는, 식물 단백질은 건조 분획된 식물 단백질, 예를 들어 공기 분급된 식물 단백질이다. 바람직하게는, 식물 단백질 공급원은 콩과 식물 공급원으로부터 유래된다. 일 실시 형태에서, 식물 단백질 공급원은 콩과 식물 공급원, 예컨대, 완두콩, 잠두, 병아리콩 또는 렌틸콩으로부터 유래된다.
일부 실시 형태에서, 식물 단백질 농축물은 8%의 최대 수분 함량을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 식물 단백질 농축물은 건조 기준으로 55%의 최소 단백질 함량을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 식물 단백질 농축물은 건조 기준으로 4%의 최소 전분 함량을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 식물 단백질 농축물은 건조 기준으로 4%의 최대 지방 함량을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 당을 포함한다. 바람직하게는, 당은 수크로스이다.
일부 실시 형태에서, 에멀젼 평균 입자 크기는 d[3,2]의 경우 0.1 내지 1 μm이고 d[4,3]의 경우 0.3 내지 2 μm이다. 바람직하게는, 에멀젼 평균 입자 크기는 d[3,2]의 경우 0.1 내지 0.7 μm이고 d[4,3]의 경우 0.3 내지 1 μm이다.
일부 실시 형태에서, 열 처리는 초고온 처리(ultra high temperature treatment, UHT)이다.
일부 실시 형태에서, 전단 처리는 고전단 균질화기를 사용하여 적용된다. 일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체의 점도는 25℃에서 10s-1의 전단 속도에서 0.1 내지 100mPa.s, 바람직하게는 0.5 내지 30mPa.s 미만, 더 바람직하게는 0.5 내지 15mPa.s이다.
일부 실시 형태에서, 식물 기반 액체는 2 중량% 미만의 전분, 바람직하게는 1 중량% 미만의 전분, 더 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 전분을 포함한다.
조성물이 본 명세서에서 중량%로 기재되어 있는 경우, 이는, 달리 나타내지 않는 한, 총 레시피의 중량%를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "약"은 일정 수치 범위 내의 수, 예를 들어 언급된 수의 -30% 내지 +30%, 또는 언급된 수의 -20% 내지 +20%, 또는 언급된 수의 -10% 내지 +10%, 또는 언급된 수의 -5% 내지 +5%, 또는 언급된 수의 -1% 내지 +1%의 범위를 지칭하는 것으로 이해된다. 본 명세서의 모든 수치 범위는 그 범위 내의 모든 정수, 자연수 또는 분수를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 게다가, 이들 수치 범위는 그 범위 내의 임의의 수 또는 수들의 서브세트에 관한 청구항에 대한 지지를 제공하는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 45 내지 55의 개시는 46 내지 54, 48 내지 52, 49 내지 51, 49.5 내지 50.5 등의 범위를 지지하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 물질의 "유사체"는 그의 주요 특징 중 하나 이상에 관하여 그 물질과 유사한 것으로 간주된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 "밀크 유사체"는 목적, 사용 및 영양의 주요 특징에서 밀크와 유사할 것이다. 이는 유사한 수준의 에너지, 단백질, 탄수화물, 비타민 및 미네랄을 갖는다. 바람직하게는, 밀크 유사체는 소젖의 유사체이다.
용어 "비건(vegan)"은 축산물 또는 동물 유래 제품이 완전히 없는 식용 조성물을 지칭한다.
잠두, 완두콩, 병아리콩, 렌틸콩, 광저기(cowpea), 얼룩강낭콩, 녹두, 팥, 일반 콩, 덩굴강낭콩, 까치콩 또는 유사한 고탄수화물(30 중량% 초과)-저지방(15% 미만) 작물 등을 기반으로 하는 식물 단백질 공급원이 사용될 수 있다.
전분 분해 효소, 예컨대, 아밀라제, α-아밀라제(임의의 종으로부터의 것, 바실루스 아밀로리퀴페션스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실루스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis), 아스페르길루스 오리제(Aspergillus oryzae), 아스페르길루스 니제르(Aspergillus niger)로부터의 것), 더 바람직하게는 당화형 a-아밀라제(예컨대, 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis)(아밀로사카리티쿠스(amylosacchariticus))로부터의 것), 또는 가장 바람직하게는 글루코아밀라제와 조합한 아밀라제(또한 아밀로글루코시다스로 알려짐, 예를 들어 novozymes로부터의 AMG 1100 BG) 등이 사용될 수 있다.
지방 공급원은 식물성 오일, 동물성 지방, 유지방, 생선 오일, 조류 오일, 해바라기 오일, 올리브 오일, 카놀라 오일, 면실유, 팜 지방, 팜 스테아린, 팜핵 오일, 옥수수 오일, 코코넛 오일 및/또는 고올레산 해바라기유, 임의의 고체 지방 스톡(stock), 예컨대, 정제 코코넛 오일, 무수 유지방, 경화 식물성 오일, 우지(tallow), 라드(lard), 임의의 견과류 버터/오일, 예컨대, 아몬드 버터, 땅콩 버터, 호두 버터, 캐슈 버터 및/또는 경화 또는 부분 경화 유지를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 지방 공급원은 식물성 기반 지방 공급원, 예를 들어 식물성 오일, 조류 오일, 해바라기 오일, 올리브 오일, 카놀라 오일, 면실유, 팜 지방, 팜 스테아린, 팜핵 오일, 옥수수 오일, 코코넛 오일 및/또는 고올레산 해바라기유, 임의의 고체 지방 스톡(stock), 예컨대, 정제 코코넛 오일, 무수 유지방, 경화 식물성 오일, 임의의 견과류 버터/오일, 예컨대, 아몬드 버터, 땅콩 버터, 호두 버터, 캐슈 버터 및/또는 경화 또는 부분 경화 유지를 포함할 수 있다.
아스코르브산나트륨 대안물은 비타민 C, 아스코르브산나트륨, 칼슘 아스코르베이트, 비타민 C 팔미테이트, 아스코르베이트, 비타민 C(100mL당 500mg 이상의 비타민 C), 아세로라 추출물, 중아황산나트륨(sodium bisulfite), 요오드, 요오드화칼륨, 소르브산, 소르브산칼륨, 아황산염 유도체, 예컨대, 아황산나트륨, 아황산수소나트륨, 메타중아황산나트륨, 메타중아황산칼륨, 아황산칼슘, 아황산수소칼슘을 포함한다.
완충제 대안물은 인산이칼륨, 구연산삼나트륨, 구연산삼칼륨, 인산삼칼륨, 중탄산나트륨, 베이킹 소다, 중탄산 소다, 인산이나트륨, 인산삼나트륨, 인산일칼륨, 구연산, 레몬 주스를 포함한다.
칼슘 공급원은 인산삼칼슘, 탄산칼슘, 글리세롤인산칼슘, 구연산칼슘을 포함한다.
수크로스 대안물은 사탕수수 당, 첨채당, 글루코스 시럽, 말토덱스트린, 꿀 및 다른 천연 당 시럽, 예컨대 아가베를 포함한다. 바람직하게는, 수크로스 대안물은 글루코스 시럽이다.
(고 또는 저 아세틸) 겔란, 구아 검, (고 또는 저 메톡시) 펙틴, 로커스트 빈 검, 알긴산염, 카라기난, 카르복시메틸셀룰로스, 미세결정질 셀룰로스, 커들란, 잔탄 검 등을 기반으로 하는 안정화제를 의미하는 하이드로콜로이드가 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 하이드로콜로이드는 겔란이다.
식물 단백질 혼합물은 유화된다. 일부 실시 형태에서, 에멀젼은 2단계 고압 균질화기를 사용하여 형성된다. 일부 실시 형태에서, 지방 에멀젼 평균 입자 크기는 d[3,2]의 경우 0.1 내지 1μm이고 d[4,3]의 경우 0.3 내지 2 μm이며, 바람직하게는 지방 에멀젼 평균 입자 크기는 d[3,2]의 경우 0.1 내지 0.7 μm이고 d[4,3]의 경우 0.3 내지 1 μm이다.
저온살균 열(heat) 처리는 1초 내지 300초 동안 60℃ 내지 100℃ 범위 내에 있을 수 있다.
열력(thermal) 처리, 예를 들어 직접 및 간접 UHT 열 처리는 3초 내지 60초 동안 110℃ 내지 150℃의 범위 내에 있을 수 있고, 바람직하게는 열력 열 처리는 간접 열 처리일 수 있다.
레토르트 열 처리, 이러한 제품으로 제공되는 열 공정은 5.0 내지 15분(또는 그 초과)의 범위에서 일정 치사율(lethality)(Fo)을 제공하도록 설계되어야 하지만, 어떠한 경우에도 3.0분 미만이어서는 안된다. 레토르트에서 미리결정된 최소 온도에 도달하도록 살균 온도 도달 시간(come-up time, CUT)을 설정할 때, 치사율 범위를 만족할 수 있는 시간 및 온도 범위는 멸균 단계에서 119 내지 125℃에서 7 내지 25분이다. CUT 및 멸균 시간은 적격한 열 공정 기관에 의해 확립되어야 한다.
식물 단백질 혼합물은 전형적으로, 건조 중량 기준으로 최대 20 중량%, 바람직하게는 2 내지 14 중량%의 전분, 및 최대 20 중량%, 바람직하게는 6 내지 18 중량%의 섬유질을 함유한다.
콩과 식물은 파바세애과(또는 콩과)의 식물이며, 이러한 식물의 종자(펄스이라고도 함)이다. 콩과 식물은 농업적으로, 주로 인간 소비를 위해, 가축 사료 및 사일리지(silage)를 위해, 그리고 토양-향상 녹비를 위해 재배된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "콩과 식물"은 완두콩, 잠두, 병아리콩, 렌틸콩, 덩굴강낭콩, 까치콩, 얼룩강낭콩, 강낭콩, 리마콩, 버터콩, 팥, 녹두, 골든 그램(golden gram), 그린 그램(green gram), 블랙 그램(black gram), 우라드(urad), 붉은강낭콩, 예팥, 가르반조콩(garbanzo bean), 크랜베리빈(cranberry bean), 리마콩, 푸른 완두콩, 스노우 완두콩, 스냅 완두콩, 분할 완두콩 및 동부콩을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 콩과 식물은 완두콩, 잠두, 병아리콩, 및 렌틸콩으로부터 선택된다.
음식의 의미에서 누에콩, 파바 빈, 또는 파바 콩, 또는 잠두로서 또한 알려진 비시아 파바(Vicia faba)는 파바세애과 완두콩 및 콩에서의 유화 식물의 종이다.
제한이 아닌 예로서, 하기 실시 형태는 본 발명의 다양한 실시 형태를 예시한다.
실시예
실시예 1
참조 완두콩 기반 액체의 제조
Ingredion 완두콩 농축물 - Vitessence Pulse 1550을 완두콩 단백질 공급원으로서 사용하였다. 제조자에 따르면, 이는 완두콩(피숨 사티붐(Pisum sativum))의 탈피된 분할 황색 완두콩 자엽으로부터 유래된 100% 완두콩 단백질 분말이다. 이것은 8%의 최대 수분 함량, 55%의 최소 단백질 함량(건조 기준), 4%의 최소 전분 함량(건조 기준), 및 4%의 최대 지방 함량(건조 기준)을 갖는다.
4.3 ㎏의 완두콩 단백질 농축물을 50℃에서 56.3 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 235그램의 인산삼칼슘, 100그램의 인산이칼륨, 및 2 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 이어서, 1.7 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 이어서 최종 부피를 65리터로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 도 1에 주어진 현미경 사진을 갖는 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 결과적인 생성물은 색상이 크림색이었고, 점도/질감이 상당히 증가하였고(도 1b의 ii), 일정 기간에 걸쳐 침강되었다(도 4a). UHT 열 처리 동안 생성물의 극적인 농밀함은, 밀크의 질감이 비교적 낮은 점도로 알려져 있기 때문에, 대안 밀크 음료를 원하는 소비자에게 상당한 단점을 제공한다.
실시예 2
효소 처리가 완두콩 기반 액체의 점도 감소에 미치는 영향
이러한 농밀함을 극복하기 위해, 본 발명자들은 생성물 점도가 놀랍게도 효소 처리를 사용하여 감소될 수 있다는 것을 발견하였다. 효소 처리를 사용한 저점도 완두콩 밀크 생성물을 하기와 같이 생성하였다: 4.3 ㎏의 완두콩 단백질 농축물(Ingredion vitessence1550)을 50℃에서 56.3 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 235그램의 인산삼칼슘, 100그램의 인산이칼륨, 및 2 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 52그램의 아밀라제(BAN480 또는 BAN 800) 및 13그램의 글리코실레이트(AMG 1100)를 완두콩 농축물 혼합물에 용해시켰다. 이러한 혼합물을 65℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 이어서, 1.7 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 이어서 최종 부피를 65리터로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 도 2b에 주어진 현미경 사진을 갖는 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 결과적인 생성물은 색상이 크림색이었고, 참조 생성물과 비교하여 훨씬 더 낮은 점도/질감을 가졌고(도 2a), 일정 간에 걸쳐 침강되었다(도 4b). 효소 처리 전 및 후의 생성물에서 유리 글루코스의 분석은 전분의 글루코스로의 전환을 나타내는 유리 글루코스의 적절한 증가를 보여준다(도 3b). 놀라운 것은 최종 생성물이 0.4%의 전분만을 매우 적은 양으로 함유한다는 것이다. 전형적으로, 이러한 액체 생성물에서 25℃에서 10s-1에서 점도를 40mPa.s로 만드는 데 1 중량% 초과의 전분 수준이 필요하다. 이러한 소량의 전분의 가수분해가 이러한 상당한 점도 감소로 이어지는 것은 예상되지 않을 것이다.
실시예 3
전단 처리가 완두콩 기반 액체의 점도 감소에 미치는 영향
본 발명자들은 생성물 점도가 또한 놀랍게도 열-기계적 처리를 사용하여 감소될 수 있다는 것을 발견하였다. UHT 후 고전단을 사용한 저점도 완두콩 밀크 생성물을 하기와 같이 생성하였다: 4.3 ㎏의 완두콩 단백질 농축물(Ingredion Vitessence 1550)을 50℃에서 56.3 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 235그램의 인산삼칼슘, 100그램의 인산이칼륨, 및 2 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 이어서, 1.7 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 이어서 최종 부피를 65리터로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 도 2b에 주어진 현미경 사진을 갖는 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 이어서, 생성물을 회전자 고정자 균질화기(Silverson Verso - 1.6mm 둥근 메시 이중 단계)에 통과시키고, 이를 UHT 냉각 튜브 직후에 그리고 충전 스테이션 전에 배치하였다. 결과적인 생성물은 색상이 크림색이었고, 참조 생성물과 비교하여 훨씬 더 낮은 점도/질감을 가졌고(도 2a), 일정 간에 걸쳐 침강되었다(도 4c). 효소 처리 전 및 후의 생성물에서 유리 글루코스의 분석은 전분의 글루코스로의 전환이 없다는 것을 나타내는 유리 글루코스의 변화가 없었다는 것을 보여준다(도 3b). 놀라운 것은 이러한 기계적 처리가 생성물의 점도를 감소시킬 수 있다는 것이다. 고전단 균질화기를 사용한 UHT 전의 생성물의 사전균질화는 점도가 더 낮은 생성물(실시예 1)로 이어지지 않고, UHT 후에 전단이 적용될 때에만 점도 감소가 존재한다.
실시예 4
참조 잠두 밀크 제품의 제조
Ingredion 잠두 농축물 - Vitessence Pulse 3600 또는 3602를 잠두 공급원으로서 사용하였다. 제조자에 따르면, 이는 잠두(또는 파바 콩)(비시아 파바)의 탈피된 분할 잠두(또는 파바 콩) 자엽으로부터 유래된 100% 잠두 단백질 분말이다. 이것은 9%의 최대 수분 함량, 60%의 최소 단백질 함량(건조 기준), 4%의 최소 전분 함량(건조 기준), 및 4%의 최대 지방 함량(건조 기준)을 갖는다.
3.8 ㎏의 잠두 농축물을 50℃에서 56.3 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 235그램의 인산삼칼슘, 100그램의 인산이칼륨, 및 2 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 이어서, 1.7 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 이어서 최종 부피를 65리터로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 도 5d에 주어진 현미경 사진을 갖는 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 결과적인 생성물은 색상이 밝은 회색이었고(도 8a), 점도/질감이 상당히 증가하였고(도 5a), 일정 기간에 걸쳐 침강되었다(도 8a).
실시예 5: 효소 처리가 잠두 밀크 제품의 점도 감소에 미치는 영향
3.8 ㎏의 잠두 완두콩 단백질 농축물(Ingredion Vitessence 3600 또는 3602)을 50℃에서 56.3 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 235그램의 인산삼칼슘, 100그램의 인산이칼륨, 및 2 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 52그램의 아밀라제(BAN480 또는 BAN 800) 및 13그램의 글리코실레이트(AMG 1100)를 완두콩 농축물 혼합물에 용해시켰다. 이러한 혼합물을 65℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 이어서, 1.7 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 이어서 최종 부피를 65리터로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 도 6c의 i)에 주어진 현미경 사진을 갖는 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 결과적인 생성물은 참조 생성물과 비교하여 훨씬 더 낮은 점도/질감을 가졌고(도 6a 및 도 6b), 색상이 크림 어두운 회색이었고(도 8b), 일정 기간에 걸쳐 침강되었다. 효소 처리 전 및 후의 생성물에서 유리 글루코스의 분석은 전분의 글루코스로의 전환을 나타내는 유리 글루코스의 적절한 증가를 보여준다(도 7b). 놀라운 것은 최종 생성물이 0.5% 이하의 전분을 매우 적은 양으로 함유한다는 것이다. 전형적으로, 이러한 액체 생성물에서 25℃에서 10s-1에서 점도를 50mPa.s로 만드는 데 1 중량% 초과의 전분 수준이 필요하다. 이러한 소량의 전분의 가수분해가 이러한 상당한 점도 감소로 이어지는 것은 예상되지 않을 것이다.
실시예 6: 잠두 밀크 제품에서 효소 처리 + EDTA의 영향
3.8 ㎏의 잠두 단백질 농축물(Ingredion Vitessence 3600 또는 3602)을 50℃에서 56.3 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 235그램의 인산삼칼슘, 100그램의 인산이칼륨, 50그램의 나트륨 에틸렌다이아민테트라아세트산, 및 2 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 52그램의 아밀라제(BAN480 또는 BAN 800) 및 13그램의 글리코실레이트(AMG 1100)를 잠두 농축물 혼합물에 용해시켰다. 이러한 혼합물을 65℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 이어서, 1.7 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 이어서 최종 부피를 65리터로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 놀라운 것은 탄닌산철 착물의 형성을 피하기 위해 철을 킬레이팅하기 위한 EDTA의 첨가에도 불구하고 최종 생성물이 강한 회색으로 유지된다는 것이다(도 9의 iv)).
실시예 7: 잠두 밀크 제품에서 효소 처리 + 아스코르브산나트륨의 영향
3.8 ㎏의 잠두 단백질 농축물(Ingredion vitessence 3600 또는 3602)을 50℃에서 56.3 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 235그램의 인산삼칼슘, 100그램의 인산이칼륨, 45그램의 아스코르브산나트륨, 및 2 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 52그램의 아밀라제(BAN480 또는 BAN 800) 및 13그램의 글리코실레이트(AMG 1100)를 완두콩 농축물 혼합물에 용해시켰다. 이러한 혼합물을 65℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 이어서, 1.7 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 이어서 최종 부피를 65리터로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 도 6c의 ii)에 주어진 현미경 사진을 갖는 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 결과적인 생성물은 색상이 크림색이었고(도 8c), 참조 생성물과 비교하여 훨씬 더 낮은 점도/질감을 가졌고(도 6a), 일정 간에 걸쳐 침강되었다(도 8c). 효소 처리 전 및 후의 생성물에서 유리 글루코스의 분석은 전분의 글루코스로의 전환을 나타내는 유리 글루코스의 큰 증가를 보여준다(도 7a 및 도 7b). 최종 생성물이 회색 색상의 흔적이 없는 크림 색상을 갖는다는 것이다. 아스코르브산나트륨이 철의 최상의 킬레이터(chelator)로서 널리 공지된 EDTA에 비해 우수한 성능을 갖는다는 것은 매우 놀랍다.5 65℃에서 인큐베이션 시 CIE L*a*b* 비색계에 의한 밝기를 분석하여 잠두 밀크 샘플의 변색을 평가하였다(도 9).
실시예 8: 색상 안정성을 위한 아스코르브산나트륨에 대한 대안물로서 중아황산나트륨의 영향:
250g의 잠두 단백질 농축물(Ingredion Vitessence 3600)을 50℃에서 5.54 ㎏의 물에 교반하면서 용해시켰다. 단백질 용액을 2개의 배치(batch)로 분리하였다. 배치 1에는, 105g의 해바라기를 교반 하에 첨가하였다. 배치 2에는, 105g의 해바라기유 및 0.9g의 중아황산나트륨을 교반 하에 첨가하였다. 이어서, 두 혼합물의 pH를 1M NaOH로 pH 7.5로 조정하였다. 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 두 혼합물을 통과시킴으로써 미세 에멀젼을 생성하였다. 2개의 획득된 에멀젼을 강철 탱크 내에서 30분 동안 85℃로 가열하였다. 결과적인 생성물은 가열 단계 후 색상이 상이하였다. 중아황산나트륨이 없는 배치는 밝은 회색으로 된 반면, 중아황산나트륨이 있는 배치는 밝은 베이지색을 유지하였다(도 13). 중아황산나트륨을 첨가한 에멀젼과 첨가하지 않은 에멀젼을 비교하여 CIE L*a*b* 비색계에 의한 밝기를 분석하여 잠두 에멀젼 샘플의 변색을 평가하였다. 이는 동일한 가공 조건에서, 중아황산나트륨이 회색 색상 형성을 방지한다는 것을 보여준다. 따라서, 아스코르브산나트륨 또는 중아황산나트륨과 같은 환원제를 사용하여 잠두 농축물에 존재하는 철의 산화를 방지하고, 이러한 조건에서 탄닌과 철의 착물화를 제한한다.
실시예 9: 전단 처리를 통한 잠두 밀크의 점도 감소
3.8 ㎏의 잠두 단백질 농축물(Ingredion vitessence 3600 또는 3602)을 50℃에서 56.3 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 235그램의 인산삼칼슘, 100그램의 인산이칼륨, 2 ㎏의 수크로스 및 45g의 아스코르브산나트륨을 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 이어서, 1.7 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 이어서 최종 부피를 65리터로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 도 6d에 주어진 현미경 사진을 갖는 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 이어서, 생성물을 회전자 고정자 균질화기(Silverson Verso - 1.6mm 둥근 메시 이중 단계)에 통과시키고, 이를 UHT 냉각 튜브 직후에 그리고 충전 스테이션 전에 배치하였다. 결과적인 생성물은 색상이 크림색이었고, 참조 생성물과 비교하여 훨씬 더 낮은 점도/질감을 가졌고(도 6a 및 도 6b), 일정 간에 걸쳐 침강되었다(도 8d). 효소 처리 전 및 후의 생성물에서 유리 글루코스의 분석은 전분의 글루코스로의 전환이 없다는 것을 나타내는 유리 글루코스의 변화가 없었다는 것을 보여준다(도 7b). 놀라운 것은 이러한 기계적 처리가 생성물의 점도를 감소시킬 수 있다는 것이다. 고전단 균질화기를 사용한 UHT 전의 생성물의 사전균질화는 점도가 더 낮은 생성물(실시예 1)로 이어지지 않고, UHT 후에 전단이 적용될 때에만 점도 감소가 존재한다.
실시예 10: 병아리콩 기반 밀크의 UHT 처리 후 고전단
1.46 ㎏의 병아리콩 단백질 농축물(Innovopro - CP-Pro-70, 약 69 중량%의 단백질을 포함함)을 50℃에서 30.30 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 126그램의 인산삼칼슘, 56그램의 인산이칼륨, 및 1.14 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 28그램의 아밀라제(BAN480 또는 BAN 800) 및 7그램의 글리코실레이트(AMG 1100)를 병아리콩 농축물 혼합물에 용해시켰다. 이러한 혼합물은 65℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였고, 이는 시간 0 내지 2시간의 인큐베이션에서 단백질 용액의 점도의 명확한 감소를 보였다(도 10a). 이어서, 1.26 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 이어서 최종 부피를 35리터로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 이어서, 생성물을 회전자 고정자 균질화기(Silverson Verso - 1.6mm 둥근 메시 이중 단계)에 통과시키고, 이를 UHT 냉각 튜브 직후에 그리고 충전 스테이션 전에 배치하였다. 결과적인 생성물은 색상이 크림색이었고(도 10b), UHT 후 점도의 증가를 나타내지 않았다(도 10a).
실시예 11: 2.2% 단백질을 갖는 잠두 밀크 생성물에서 효소 처리 + 아스코르브산나트륨에 대한 하이드로콜로이드의 영향
2.7 ㎏의 잠두 단백질 농축물(Ingredion vitessence 3600 또는 3602)을 50℃에서 56.3 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 192그램의 인산이칼륨, 45그램의 아스코르브산나트륨, 및 2 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 52그램의 아밀라제(BAN480 또는 BAN 800) 및 13그램의 글리코실레이트(AMG 1100)를 잠두 농축물 혼합물에 용해시켰다. 이러한 혼합물을 65℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 회전자 고정자 혼합기를 사용한 교반 하에서 38 내지 78그램의 고 아세틸 글란(DSM ND-103B)을 혼합물에 첨가하였다. 1.7 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 최종 부피를 65리터까지로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 최종 생성물의 점도는 겔란 함량에 따라 체계적으로 증가하였지만(도 11a) 특히, 매력적인 생성물의 입안 느낌을 생성하는 것과 관련된 (10s-1 초과의) 중간 전단 속도에서 참조 생성물과 비교하여 항상 훨씬 더 낮은 점도/질감이었다(도 5a). 중요하게는, 결과적인 생성물은 Lumisizer, 가속된 저장 수명 시험기에 의해 측정된 바와 같이 우수한 크리밍/침강 안정성을 가졌다(도 11b). 0.06 중량% 초과의 겔란을 갖는 생성물은 25℃에서 25일의 기간에 걸쳐 침강을 겪지 않는 것을 보여주었다(도 11c 내지 도 11e).
실시예 12: 0.06% 구아 및 0.06% 겔란 검을 갖는 잠두 크리머 생성물에서 단백질 및 효소 처리 + 아스코르브산나트륨의 영향
0.5 ㎏ 내지 1.5 ㎏의 잠두 단백질 농축물(Ingredion vitessence 3600 또는 3602)을 50℃에서 38.4 내지 37.4 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 180그램의 인산이칼륨, 120그램의 구연산삼나트륨, 42그램의 아스코르브산나트륨, 및 16 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.5로 조정하였다. 7 내지 21그램의 아밀라제(BAN480 또는 BAN 800) 및 1.7 내지 5그램의 글리코실레이트(AMG 1100)를 잠두 농축물 혼합물에 용해시켰다. 이러한 혼합물을 65℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 회전자 고정자 혼합기를 사용하한 교반 하에서 혼합물에 36g의 고 아세틸 겔란(DSM ND-103B) 및 36그램의 구아 검(Cargill, Viscogum MP41230)을 첨가하였다. 이어서, 4.5 ㎏의 오일을 혼합물에 첨가하고, 최종 부피를 60리터로 되게 하고, 오일을 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(400bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 최종 생성물의 점도는 매력적인 생성물의 입안 느낌을 생성하는 것과 관련된 (10s-1 초과의) 중간 전단 속도에서 참조 생성물(도 5a)과 비교하여 훨씬 더 낮은 점도/질감을 나타냈다(도 12a). 낮은 전단 속도 영역에서, 10s-1 미만에서, 더 낮은 단백질 함량은 더 높은 점도로 이어지는 것으로 보인다. 특히 10s-1의 중간 및 높은 전단 속도 초과에서 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 생성물은 크림 색상을 나타내고, 25℃에서 25일의 기간에 걸쳐 침강 또는 크리밍을 겪지 않는 것을 보여주었다(도 12b 내지 도 12d).
실시예 13: RTD 잠두 카페 라떼를 위한 잠두 밀크 제품에서 커피 첨가의 영향
0.5 ㎏ 내지 2.0 ㎏의 잠두 단백질 농축물(Ingredion vitessence 3600 또는 3602)을 50℃에서 43 ㎏의 물에 교반하면서 용해시키고, 이것에 200그램의 인산이칼륨, 40그램의 아스코르브산나트륨, 100g의 구연산삼나트륨 및 2.5 ㎏의 수크로스를 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃에서 30분 동안 혼합하여 완전한 용해를 보장하였다. 이어서, 혼합물의 pH를 1M NaOH로 7.3로 조정하였다. 52그램의 아밀라제(BAN480 또는 BAN 800) 및 13그램의 글리코실레이트(AMG 1100)를 잠두 농축물 혼합물에 용해시켰다. 이러한 혼합물을 65℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 회전자 고정자 혼합기를 사용한 교반 하에서 40 내지 80그램의 고 아세틸 글란(DSM ND-103B)을 혼합물에 첨가하였다. 1.0 ㎏ 내지 1.4 ㎏의 오일 및 500g 내지 750g의 가용성 커피를 혼합물에 첨가하고, 최종 부피를 NaOH 1M로 pH 7.3으로 조정하고 최대 50리터로 만들었다. 회전자 고정자 혼합기를 사용하여 오일을 거칠게 분산시켰다. 이어서, 2단계 고압 균질화기(350bar/80bar 제1/제2 단계 균질화 압력)에 통과시킴으로써 미세 에멀젼을 생성하였다. 생성물은 143℃, 5초의 초고온 처리(UHT)를 사용한 열 처리에 의해 미생물학적으로 안정하게 되었다. 최종 생성물 커피 잠두 밀크의 점도는, 특히, 매력적인 생성물의 입안 느낌을 생성하는 것과 관련된 (10s-1 초과의) 중간 전단 속도에서, 잠두 밀크 자체와 유사하였다(도 14b). 가용성 커피와 혼합된 잠두 밀크는, 에멀젼 응집 없이, 매우 양호한 산 안정성을 나타내는데(도 14a), 이는 커피가 혼합되는 매력적인 즉석 음료 유제품 대안물을 생성하는 것과 관련된다. 0.10 중량% 초과의 겔란을 갖는 생성물은 38℃에서 4주의 기간에 걸쳐 침강 또는 크리밍을 겪지 않는 것을 보여주었다(도 14c).

Claims (15)

  1. 식물 기반 액체를 제조하는 방법으로서,
    a. 0.5 내지 20 중량%의 건조 분획된 식물 단백질을 물에 용해시켜 pH가 6.7 내지 9, 바람직하게는 6.7 내지 8인 식물 단백질 혼합물을 형성하는 단계;
    b. 선택적으로, 상기 식물 단백질 혼합물을 효소와 함께 인큐베이션하는 단계;
    c. 선택적으로, 하이드로콜로이드(들)를 상기 식물 단백질 혼합물에 첨가하는 단계;
    d. 상기 식물 단백질 혼합물 중에 트라이글리세라이드를 분산시키는 단계;
    e. 상기 식물 단백질 혼합물을 균질화하여 에멀젼을 형성하는 단계;
    f. 상기 에멀젼에 열 처리를 적용하는 단계; 및
    g. 상기 열 처리된 에멀젼에 전단 처리를 적용하여 식물 기반 액체를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 아스코르브산나트륨이 단계 f) 전에 상기 식물 단백질 혼합물 또는 에멀젼에 용해되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식물 단백질 공급원은 콩과 식물 공급원, 예컨대, 완두콩, 잠두(faba bean), 병아리콩 또는 렌틸콩으로부터 유래되는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 분획된 식물 단백질은 공기 분급된 식물 단백질 공급원인, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 인산염 공급원 및 당이 상기 식물 단백질 혼합물에 용해되고, 상기 인산염 공급원은 인산삼칼슘 및 인산이칼륨을 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 단백질 혼합물은 7 내지 8의 pH로 조정되고 이어서 효소와 함께 인큐베이션되는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 효소는 아밀라제 및 글리코실레이트인, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에멀젼은 2단계 고압 균질화기를 사용하여 형성되는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 에멀젼 평균 입자 크기는 d[3,2]의 경우 0.1 내지 1 μm이고 d[4,3]의 경우 0.3 내지 2 μm인, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전단 처리는 고전단 균질화기를 사용하여 적용되는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 전단 처리 후의 상기 식물 기반 액체의 점도는 25℃에서 10s-1의 전단 속도에서 0.5 내지 30mPa.s인, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 기반 액체는 2 중량% 미만의 전분을 포함하는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물 기반 액체는 밀크 유사체인, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 식물 기반 밀크 유사체.
  15. 건조 분획된 식물 단백질인 식물 단백질 및 트라이글리세라이드를 포함하는 에멀젼으로부터 식물 기반 액체를 제조하기 위한 열 처리에 이어진 전단 처리의 용도.
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