KR20240007127A - 아몬드 종자로 제조된 단백질 제제 및 그 제조 방법 - Google Patents

아몬드 종자로 제조된 단백질 제제 및 그 제조 방법 Download PDF

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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

본 발명은 아몬드 종자로 제조된 단백질 제제 및 이를 제조하는 비용 효율적인 방법에 관한 것이다. 상기 단백질 제제는 50 질량% 보다 큰 단백질 함량, 6 질량% 미만의 오일 함량, 8 질량% 미만의 자당 함량, 및 70보다 큰 밝기(L*)를 갖는다. 단백질 제제의 맛은 중립적이며 색상이 밝고 품질이 높기 때문에 유제, 베이커리 제품 등 색상과 맛이 까다로운 식품 용도에 적합하다.

Description

아몬드 종자로 제조된 단백질 제제 및 그 제조 방법
본 발명은 아몬드 종자로 제조된 식품, 애완동물 사료 및 동물 사료용 감각적으로 매력적인 단백질 제제 및 이러한 아몬드 종자 단백질 제제를 얻는 방법에 관한 것이다.
농경지와 기타 자원이 점점 부족해짐에 따라 식물성 단백질 제제는 인간의 영양과 동물 사료에 사용하는 데 점점 더 중요해지고 있다. 고품질 식품에 대한 수요가 증가함에 따라 쉽고 비용 효율적으로 제공할 수 있는 영양학적으로나 테크노 기능적으로 최적화된 단백질 제제에 대한 필요성이 증가하고 있다.
식품, 사료 및 애완동물 사료에 사용되는 비용 효율적인 단백질 공급원은 아몬드 종자로 식용유를 생산할 때 발생하는 압착 및 추출 잔류물이다. 아몬드 종자는 돌 껍질의 분리 후 얇고 연한 갈색부터 어두운 갈색의 테스타(testa)를 갖는데, 이 테스타는 건조되면 종자(배유)에서 기계적으로 분리될 수 없거나 분리되기 어렵다. 오일 추출 전에 이러한 원료로부터 테스타를 분리하는 것은 일반적으로 바람직하지 않은데, 왜냐하면 높은 오일 생산량이 요구되고, 껍질을 벗기면 오일의 배출이 줄어들 수 있기 때문이다. 수율을 높이기 위해, 종래 기술에 따라 아몬드 오일을 얻기 위해 압착할 때, 탈유 전에 종자를 열처리하는 경우가 많으며, 이는 오일의 점도를 감소시키고 수율을 증가시킨다. 100℃가 넘는 고온에서, 15 질량% 미만, 종종 10 질량% 미만의 오일 함량을 갖는 프레스 케이크가 생성된다. 프레스 케이크는 분말로 그라인딩되어 식품 및 동물 사료에 첨가될 수 있다. 고온 처리로 인해, 단백질의 용해도와 같은 테크노 기능적 특성들이 심각하게 손상된다. 불포화 지방산 함량으로 인해, 오일 함유 프레스 케이크는 잔류 지방을 산화시키는 경향이 있으며, 이는 보관 중에 감각적 특성을 빠르게 저하시킬 수 있다. 콩(단백질 함량 > 90%) 또는 완두콩(단백질 함량 > 80%)에서 분리된 것과 비교하여 이러한 아몬드 제제는 40~45 질량%의 단백질 농도만 가지며, 단백질 농축이 필요한 많은 식품 응용 분야에 사용되기 어렵거나 사용되지 않는다.
또한, 초임계 CO2를 이용하여 압착한 후 지방 함량이 2 질량% 미만으로 감소되는 아몬드 제제는 저장 안정성을 향상시키지만 매우 높은 비용을 야기하는 것으로 알려져 있다. 또한, CO2 추출은 매우 값비싼 반응기에서 수 100 bar의 고압에서 이루어지며, 그 제조 및 운영에는 높은 CO2 배출이 포함된다. 이 공정에는 많은 에너지가 필요하고 이완 후 탈유된 가루에서 상당한 양의 CO2가 방출되기 때문에 초임계 CO2를 사용하여 추출된 단백질 가루는 동물성 단백질에 비해 뚜렷한 생태학적 이점이 없으며 때로는 공급 비용을 더 높일 수도 있다. 또한, 이들 제제의 색상은 여전히 갈색이어서 식품 적용에 적합하지 않다. 지금까지는 단백질 함량이 50 질량% 보다 훨씬 크고 산화 안정성이 우수하며 동시에 감각적 특성도 매력적인 아몬드 종자로 만든 밝은 색상의 제제는 없었다.
본 발명의 과제는 아몬드 종자로 제조된 맛이 중립적이고 밝은 색상을 가지며 고품질의 단백질 제제, 및 음료, 요거트, 케이크와 같은 고급 베이커리 제품, 또는 크림과 충전재와 같은 유제와 같은, 맛이 까다로운 식품 응용 분야에 적합한, 간단하고 비용 효율적인 제조 방법을 제공하는 것이다. 제제는 바람직하게는 소량이라도 식품의 단백질 농축에 기여하기 위해 가능한 가장 높은 단백질 함량을 가져야 한다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 단백질 제제 및 청구항 제 15 항에 따른 그 제조 방법에 의해 해결된다. 방법 및 단백질 제제의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들 및 다음 설명 및 실시예에 나타난다.
본 발명에 따른 단백질 제제의 제조에 사용되는 원료로는 세척되고 바람직하게는 적어도 일부 종피 없는 아몬드 종자들이 사용되며, 건조물 중 종피의 비율은 천연 종자에 포함된 종피와 관련해서 100 질량% 이하, 바람직하게는 75 질량% 미만, 더 바람직하게는 50 질량% 미만, 특히 바람직하게는 10 질량% 미만이며, 이는 그것을 사용하여 제조된 제제의 밝기에 긍정적인 영향을 미친다. 본 발명에 따른 제제는 바람직하게는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 얻어질 수 있으며 다음 특성들을 특징으로 한다(측정 방법들은 명세서의 끝에 설명되어 있으며, 지방과 오일은 아래에서 동의어로 사용된다):
- 제제의 지방 함량은 각각 제제의 건조물(TS) 또는 건조 질량을 기준으로 6 질량% 미만, 바람직하게는 4 질량% 미만, 더 바람직하게는 3 질량% 미만, 특히 바람직하게는 2 질량% 미만이다.
- 단백질 함량은 50 질량% 보다 크고, 바람직하게는 55 질량% 보다 크며, 더 바람직하게는 60 질량% 보다 크고, 특히 바람직하게는 65 질량% 보다 크다(팩터 6.25 및 TS 기준).
- 제제에는 단당류, 이당류, 올리고당과 같은 수용성 탄수화물이 일부 포함되어 있다. 자당은 수용성 탄수화물의 가장 높은 비율을 차지하므로 아래에서 자당 함량으로 표시된다. 자당 함량은 8 질량% 미만, 바람직하게는 4 질량% 미만, 더 바람직하게는 2.5 질량% 미만, 더욱 더 바람직하게는 1 질량% 미만, 특히 바람직하게는 0.5질량% 미만이다(TS 기준).
- 제제는 밝은 색상을 갖는다. 250 ㎛ 미만의 평균 입자 크기 d90(d90: 지정된 값보다 작은 모든 입자 질량의 90% 비율)으로 그라인딩 후의 L* 값은 70보다 크고, 바람직하게는 80보다 크고, 더 바람직하게는 90보다 크고, 특히 바람직하게는 94보다 크다.
- 제제의 입자 크기는 바람직하게는 500 ㎛ 미만, 바람직하게는 250 ㎛ 미만, 더 바람직하게는 150 ㎛ 미만, 특히 바람직하게는 100 ㎛ 미만의 d90 값을 갖는다.
- 제제는 양호한 내지 매우 양호한 테크노 기능적 특성을 가지며, 물 결합은 1 mL/g 보다 크고, 바람직하게는 2 mL/g 보다 크며, 특히 바람직하게는 3 mL/g 보다 크고, 오일 결합은 1 mL/g 보다 크고, 바람직하게는 2 mL/g 보다 크며, 특히 바람직하게는 2.5 mL/g 보다 크다. 제제는 150 mL/g 보다 큰, 바람직하게는 250 mL/g 보다 큰, 더 바람직하게는 400 mL/g 보다 큰, 특히 바람직하게는 500 mL/g 보다 큰 유화 용량을 갖는다. 제제는 pH 7에서 10 % 보다 큰, 바람직하게는 20 % 보다 큰, 더 바람직하게는 30 % 보다 큰, 더욱 더 바람직하게는 40 % 보다 큰, 더욱 더 바람직하게는 50 % 보다 큰, 특히 바람직하게는 60 % 보다 큰 단백질 용해도를 갖는다. 놀랍게도, 본 발명에 따른 제제는 pH 4.5에서 때때로 17 % 미만의 (단백질) 용해도에도 불구하고 pH 4.5의 발효 유제품 대체품(예: 요거트 또는 크림 치즈 대체품)의 성분으로서 탁월한 적합성을 나타낸다.
- 제제는 양호한 겔 형성 특성을 갖는다. 제제의 최소 겔 형성 농도는 ≤ 12 질량%, 바람직하게는 ≤ 10 질량%, 더 바람직하게는 ≤ 8 질량%, 특히 바람직하게는 6 질량%이다.
- 선택적으로, 제제는 0.001 질량% 보다 큰, 바람직하게는 > 0.01 질량%, 더 바람직하게는 > 0.1 질량%, 특히 바람직하게는 > 0.5 질량%이지만 각 경우 1 질량% 미만의 알코올, 특히 에탄올의 비율을 함유한다. 이는 0.5 질량%의 함량에서도 제제의 기능적 특성이 매우 높은 수준임을 보여준다.
- 선택적으로, 제제는 0.0005 질량% 보다 큰, 바람직하게는 > 0.001 질량%이지만 각 경우 0.005 질량% 미만의 헥산 비율을 함유한다. 이러한 헥산 함량을 갖는 제제는 헥산 함량이 낮은 제제에 비해 더 나은 기능적 특성을 나타낸다.
본 특허 출원에서 제제의 특성에 대해 질량%로 주어진 값들은 절대 질량 비율로 주어진 용매의 비율을 제외하고 단백질 제제의 건조물 또는 건조 질량에 대한 것이다.
놀랍게도, 표시된 용매 함량의 유기 용매 비율을 갖는 제제는 테크노 기능성 측면에서 여전히 매우 우수한 특성, 예를 들어 압출기에서 고체 겔 구조의 형성과 함께 매우 우수한 질감을 나타낸다. 발명자들은 온화한 처리 조건과 우수한 테크노 기능적 특성에도 불구하고 에탄올로 추출된 제제가 매우 낮은 박테리아 부하, 바람직하게는 제제 그램당 1000 콜로니 형성 단위(kbU) 미만, 더 바람직하게는 그램당 100 kbU 미만, 특히 바람직하게는 10 kbU 미만의 박테리아 부하를 가짐을 보여줄 수 있었다.
바람직한 실시 형태에서, 제제는 다양한 식품 응용 분야에 매우 유용하게 사용될 수 있는 추가 특성을 갖는다. 예를 들어, 종자에 원래 포함된 수용성 탄수화물의 함량은 적절한 공정을 통해 감소될 수 있으므로 단백질 제제의 단백질 대 수용성 탄수화물 함량의 비율은 가공 전 아몬드 종자보다 훨씬 높다. 적절하게 처리하면 두 지표의 비율이 천연 아몬드 종자보다 최대 500% 더 높아질 수 있다. 메일라드 제품이 단백질로 생산된 식품의 색상을 변화시키고 식품이 더 어두운 외관과 메일라드 풍미를 갖기 때문에, 이는 식품 생산 시 바람직하지 않은 메일라드 반응(Maillard reaction)의 형성을 방지하는데 바람직할 수 있다. 이는 우유나 요거트 대체품, 가금류나 생선 대체품, 조제 식품과 같은 색상이 매우 밝은 식품의 경우 특히 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른, 탄수화물이 감소된 아몬드 단백질 제제는 메일라드 제품이 전혀 또는 소량만 포함되어야 하는, 감각적으로 까다로운 식품의 생산에 특히 적합하다. 원료의 수용성 탄수화물 함량과 관련해서 단백질 제제의 수용성 탄수화물 함량을 50% 미만으로 줄이면, 예를 들어 130℃ 이상의 온도에서 단백질을 압출하거나 베이킹하는 경우 메일라드 반응이 크게 감소되고, 최종 제품은 종자에 원래 포함된 수용성 탄수화물 함량으로 가공된 제제보다 더 밝고 감각적으로 중립인 것으로 나타났다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 방법을 바람직하게 수행한 후에 본 발명에 따른 제제에서 60 질량% 보다 큰 단백질 함량이 달성된다. 이는 많은 식품 응용 분야에 시급히 필요한 높은 단백질 함량을 프레스 케이크 매트릭스에서 단백질을 제거하지 않고도 매우 간단하고 비용 효율적이며 지속 가능한 공정을 사용하여 얻을 수 있음을 의미한다.
단백질 제제의 제조 방법에 대한 설명:
본 발명에 따른 방법은 몇 가지 하위 단계를 포함하며, 아몬드 종자의 돌 껍질을 제거하고 세척한 다음, 종자에 원래 붙어 있던 종피의 0~100% 종피 비율을 포함하는 아몬드 종자들이 제공된 다음 가공된다. 이 아몬드 종자들은 선택적으로 사전 분쇄 또는 열수 컨디셔닝 후에, 바람직하게는 스크류 프레스, 압출기 또는 유압 프레스와 같은 연속 또는 준연속 프레스를 갖춘 기계적 탈유 장치에 공급되어 오일이 제거된다. 그 후, 얻은 프레스 케이크에서 용매 추출에 의해(바람직하게는 정의된 입자 크기를 설정하고 프레스 케이크의 정의된 수분 함량을 설정한 후) 오일이 대부분 제거되고 필요한 경우 수용성 탄수화물, 특히 자당이 부분적으로 제거된다. 그 다음, 제제에서 용매가 분리된다. 최종적으로, 제제는 바람직하게는 정의된 입자 크기 분포로 그라인딩된다. 이 프로세스는 바람직하게는 체질(sieving) 및 검사 프로세스를 수반할 수 있다. 프로세스는 아래에 자세히 설명될 것이다:
세척:
제 1 단계에서는 세척된 아몬드 종자들이 제공되거나 기계적 공정을 통해 아몬드 종자의 불순물이나 오염물이 제거된다. 불순물의 비율은 0.5 질량% 미만, 바람직하게는 0.2 질량% 미만, 더 바람직하게는 0.1 질량% 미만, 특히 바람직하게는 0.05 질량% 미만으로 감소되거나, 그에 상응하는 낮은 비율의 불순물을 갖는 아몬드들이 제공된다.
테스타(testa)의 부분 분리(선택 사항):
다음 선택적 단계에서는 아몬드의 테스타가 적어도 부분적으로 제거된다. 이를 위해 문지르기, 가위질 또는 연삭을 사용하여 아몬드 표면에서 테스타 중 적어도 일부를 제거하는 연마 방법이 사용될 수 있다. 이때 발생하는, 자엽 부분이 부착된 껍질은 별도의 오일 생산을 위해 공급되고, 종피가 부분적으로 또는 완전히 제거된 아몬드들은 본 발명에 따른 추가 가공을 위해 공급된다. 테스타의 비율을 줄이기 위한 대안적인 방법으로, 습한 조건, 바람직하게는 상승된 온도에서 분리하는 방법이 사용될 수 있다. 아몬드 종자를 찌거나, 가열하거나 삶아서 단단한 돌 껍질을 분리하고, 단단한 돌 껍질을 분리한 후 종피를 기계적으로 문지른다. 이미 껍질을 벗긴 아몬드 종자들을 물이나 증기에 담그고 가열한 다음 테스타를 제거하는 경우에도 비슷한 방법으로 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 테스타가 부분적으로, 대부분 또는 완전히 제거된 아몬드를 원료로 사용하여 수행된다. 껍질을 완전히 포함하는 아몬드 종자를 사용하여 방법을 수행하고 나중에(예: 탈유 후) 예를 들어 체(sieve)를 사용하여 종피의 부분들을 분리하는 것도 가능하다.
컨디셔닝:
일 실시예에서, 종자는 기계적 부분 탈유 전에 종자의 온도 및 수분을 조절하고 필요한 경우 코어를 분쇄한 후에 컨디셔닝된다. 이를 위해, 종자의 수분 함량은 2 내지 8 질량%, 바람직하게는 3 내지 6 질량%, 특히 바람직하게는 4 내지 5.5 질량%로 설정된다. 기계적 부분 탈유 전에, 코어는 0.5-7 mm, 바람직하게는 0.5-5 mm, 특히 바람직하게는 0.5-2 mm의 가장자리 길이로 거칠게 분쇄된다. 예를 들어 임팩트 밀 또는 절단 밀에서 거친 분쇄로 인해 종피의 해당 부분이 벗겨질 수 있으며, 이는 검사 또는 기타 분리 공정을 사용하여 코어로부터 바람직하게 분리될 수 있다. 이는 아몬드 단백질 제제의 색상을 지속적으로 향상시킨다. 또한 아몬드 종자들이 사전 분쇄되면 오일 생산량이 더 높아지는 것으로 나타났다. 또한, 분쇄 전 또는 후에 그리고 기계적 부분 탈유 전에 종자들을 40℃ 보다 높은, 바람직하게는 50℃ 보다 높은, 더 바람직하게는 60℃ 보다 높은, 특히 바람직하게는 70℃ 보다 높지만 100℃ 미만, 특히 바람직하게는 80℃ 미만의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 이러한 유형의 컨디셔닝 후에 아몬드 종자들은 연속 프레스에서 특히 양호하게 가공될 수 있다. 본 발명에 따르면, 기계적 부분 탈유는 종피를 완전히 포함하고 있는 아몬드 종자 또는 적합한 전처리에 의해 종피가 부분적으로 또는 완전히 분리된 아몬드 종자 모두에 대해 수행될 수 있다.
기계적 부분 탈유:
필요한 경우 사전 컨디셔닝된 아몬드 종자들은 바람직하게는 연속 장치를 사용하여 기계적으로 오일 분리된다. 이러한 장치의 예로는 스크류 프레스, 압출기 또는 준연속 유압 프레스가 있지만 원심 분리 기술과 같은 다른 기계적 오일 분리 장치도 사용될 수 있다. 종자들을 스크류 프레스 또는 압출기를 사용하여 특히 바람직하게 압착하여 프레스 케이크 및 오일을 형성하는 경우, 압착 후 잔류 오일 함량이 8 질량% 보다 크지만 40 질량% 보다 작은 방식으로 압착이 수행된다. 잔류 오일 함량은 8 내지 30 질량%, 바람직하게는 8 내지 25 질량%, 특히 바람직하게는 8 내지 20 질량%가 바람직하다. 이 값들은 프레스가 아닌 다른 유형의 기계적 부분 탈유 장치가 사용되는 경우에도 적용된다. 잔류 오일 함량의 하한선인 8 질량%는 추가 오일 분리를 위해서는 단백질 손상에 기여할 수 있는 상당히 높은 전단 속도, 프레스 압력 및 온도가 필요하기 때문에 발견되었다.
아몬드 종자들은 오일 함량이 최대 60%에 이르며 배출을 위한 구조적 성분이 부족하여 기계적으로 탈유하기가 쉽지 않다. 따라서 용매 추출 중에 필요한 용매의 양을 줄이기 위해, 기계적인 부분 탈유 후 프레스 케이크의 잔류 오일 함량을 20 질량% 미만으로 유지하려는 시도가 이루어진다. 따라서 프레스 케이크를 기계적 부분 탈유 장치, 특히 프레스를 사용하여 다시 압착하거나 추가로 탈유해야 할 수도 있다. 이는 프레스 중에 압착되지 않은 종자들과 함께 제 1 프레스의 입구에 프레스 케이크를 추가함으로써 수행될 수 있거나 프레스 케이크만 더 압착하는 제 2 프레스에서 수행될 수 있다. 원하는 잔류 오일 함량을 달성하기 위해, 프레스 케이크의 프레싱 또는 기계적 부분 탈유가 여러 번 수행될 수도 있다. 여러 번의 프레스 케이크 압착 또는 여러 번의 기계적 부분 탈유를 통해, 온도를 너무 높게 설정할 필요 없이, 결국 원하는 낮은 잔류 오일 함량이 달성될 수 있다.
반복되는 기계적 부분 탈유로 인해 단백질이 너무 많이 손상되는 것을 방지하기 위해, 기계적 부분 탈유는 본 발명에 따라 적당한 온도에서 수행된다. 아몬드들은 바람직하게는 100℃ 미만의 평균 온도, 특히 바람직하게는 80℃ 미만의 온도에서 압착되거나 기계적으로 부분 탈유된다. 여기서, 평균 온도는 프레스 또는 기계적 부분 탈유 장치의 입구에서의 종자 온도와 출구에서의 프레스 케이크 온도의 산술 평균을 의미한다. 이를 통해 여러 번의 압착에도, 제제의 뚜렷한 색상 변화 없이, 오일이 부드럽게 압착될 수 있다.
프레스 케이크 또는 부분 탈유된 아몬드 종자의 선택적인 컨디셔닝:
잔류 오일을 분리하고 프레스 케이크 또는 부분 탈유된 아몬드 종자로부터 자당의 비율을 감소시키기 위한 추가 가공 전에, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 프레스 케이크 또는 부분 탈유된 아몬드 종자는 추출 전에 다시 컨디셔닝될 수 있다. 예를 들어 건조기를 사용하여 프레스 케이크 또는 부분 탈유된 아몬드 종자의 수분을 8 질량% 미만, 바람직하게는 5 질량% 미만, 더 바람직하게는 3 질량% 미만, 특히 바람직하게는 2 질량% 미만의 잔류 수분으로 낮추면, 더 적은 양의 용매로 낮은 수분에서 더 많은 오일을 분리할 수 있어 후속 단계에서 유기 용매를 사용한 탈유가 더 효율적으로 수행될 수 있다. 이는 비용을 절감하고 단백질을 보호하는데 기여한다.
또한, 추출 전이나 추출 중에 프레스 케이크 또는 부분 탈유된 아몬드 종자의 입자 크기와 모양을 변경하는 것이 바람직하다. 이는, 아몬드 종자로 만든 프레스 케이크는가 매우 단단하고 때로는 단단한 조각, 플레이크 또는 프레스 케이크 구조를 형성하는 경향이 있어 유기 용매의 침투가 어렵거나 불가능하기 때문에, 특히 중요하다. 프레스 케이크 또는 부분 탈유된 아몬드 종자를 2 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만, 더 바람직하게는 0.5 mm 미만, 특히 바람직하게는 0.2 mm 미만의 d90 값을 가진 입자 크기로 분쇄하면 추출이 상당히 가속화되는 것으로 나타났다. 이러한 가속은 추출 전 건조기 내 체류 시간 및 용매와 단백질의 접촉 시간을 단축할 수 있어 제제의 기능적 특성을 향상시킨다. 본 발명에 따르면, 분쇄된 프레스 케이크 또는 아몬드 종자 퇴적물에서, 100 ㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 미세 입자의 비율은 50 질량% 미만, 바람직하게는 25 질량% 미만, 특히 바람직하게는 10 질량% 미만이어야 한다.
프레스 케이크 또는 부분 탈유된 아몬드 종자가 그라인딩되지 않고 플레이킹(flaking)되는 것도 가능하고 삼출 추출에 바람직하다. 플레이크 두께는 2 mm 미만, 바람직하게는 0.5 mm 미만, 특히 바람직하게는 0.2 mm 미만으로 설정되는 것이 바람직하다. 여기서, 플레이크 두께는 롤러 밀이나 다른 플레이킹 어셈블리에서 나오는 재료의 평균 두께를 의미한다. 평균 두께는 예를 들어 캘리퍼 또는 마이크로미터 나사로 측정하여 결정될 수 있고, 이는 50회 측정의 평균에 해당한다.
프레스를 이용한 기계적 부분 탈유 중 프레스 케이크의 입자 크기와 모양은 다양한 방법을 사용하여 설정될 수 있다. 적절한 체 인서트를 갖는 밀 또는 분쇄기 또는 정의된 롤러 간격을 갖는 롤러 밀이 사용될 수 있다. 정의된 크기 스펙트럼을 갖는 입자 크기 분포가 달성될 수 있다. 이는 그라인딩 후 또는 그라인딩 동안, 예를 들어 체질에 의해 크기에 따라 분리함으로써 입자 크기 분포 측면에서 균일화될 수 있다.
현탁액에서의 분쇄는 특히 바람직한 것으로 입증되었다. 빠르게 흐르는 액체는 프레스 케이크 입자를 분쇄하기 위한 고체 함유 현탁액 또는 압력 제트로 사용될 수도 있다. 액체 노즐 외에도, 프레스 케이크에 전단 응력을 발생시키는 컨베이어 장치, 교반기 또는 혼합기를 사용하여 입자가 분쇄되고 용매의 침투를 위한 새로운 표면이 항상 생성될 수 있다. 이를 위해 추출제를 운반하는 공정에서 이미 사용된 어셈블리를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 프레스 케이크와 용매로 이루어진 현탁액 내로 고전단력을 도입하는 교반기 또는 다른 형태의 컨베이어 장치 또는 원심 펌프와 같이 실제로 펌핑 또는 교반용으로 설계된 분쇄용 어셈블리가 사용될 수 있다. 이 어셈블리들에서의 적합한 체류 시간을 통해 또는 순환을 통해, 언급된 장치들에서의 분쇄가 조정되여 본 발명에 따른 입자 크기 분포가 얻어질 수 있다.
용매 추출:
프레스 케이크 또는 부분 탈유된 아몬드 종자에서 오일과 자당을 분리하려면 알코올과 물의 혼합물이 용매로 사용되는 것이 바람직하다. 알코올에 의한 처리와 물에 의한 처리는 동일한 추출 단계에서 동시에 수행될 수 있거나(알코올-물 혼합물의 형태), 차례로 배열될 수 있다. 또한, 헥산은, 용매로서 알코올 또는 헥산과 또 다른 용매로서 물의 조합처럼 물이 존재하는 경우 용매로 사용될 수도 있다. 알코올로는 예를 들어 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 등이 사용될 수 있다. 프레스 케이크 또는 부분 탈유된 아몬드 종자로부터 오일을 광범위하게 분리하기 위해, 프레스 케이크 또는 부분 탈유된 아몬드 종자의 질량 분율을 기준으로 한 용매의 질량 분율은 1.5보다 크게, 바람직하게는 3보다 크게, 더 바람직하게는 5보다 크게, 더 바람직하게는 7보다 크게, 특히 바람직하게는 10보다 크게 선택되어야 한다. 이는 2 질량% 미만까지 오일의 상당한 감소가 달성될 수 있음을 의미한다.
추출 중에 유기 용매인 알코올 또는 헥산을 사용하는 경우, 추출 동안 유기 용매 외에 일정 비율의 물이 존재하는 것이 바람직하다. 이는 물을 추가하거나 정의된 수분 함량의 유기 용매를 사용하거나 습한 프레스 케이크를 통해 물을 추가함으로써 달성될 수 있다. 물은 오일의 용매 추출 중에 또는 그 후에만 사용될 수 있다. 유기 용매와 물을 동시에 사용하고 적절한 수분 함량을 선택할 경우, 프레스 케이크나 아몬드 종자에서 오일이 최대한 분리되고 동시에 자당과 극성 및 양친매성 2차 식물 물질의 일부가 제거될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 추출 중 수분 함량은 유기 용매를 기준으로 6 질량% 보다 크게, 바람직하게는 7 질량% 보다 크게, 더 바람직하게는 8 질량% 보다 크게, 더욱 더 바람직하게는 9 질량% 보다 크게, 특히 바람직하게는 10 질량% 보다 크게 선택된다. 놀랍게도, 예를 들어, 알코올, 특히 에탄올을 용매로 사용하는 경우, 수분 함량이 높더라도 단백질에 큰 손상을 주지 않으면서 탈유가 계속 이루어질 수 있다. 알코올을 유기용매로 사용하는 경우에는 오일이 더 이상 충분히 용해되지 않는 것을 방지하기 위해, 수분 함량이 14 질량% 미만으로 선택되어야 한다. 이러한 제한으로 인해, 특히 밝은 색상과 60 질량% 이상의 매우 높은 단백질 함량을 갖는, 테크노 기능적 특성을 지닌 단백질 제제를 얻는 것이 가능하다.
이미 언급한 바와 같이, 추출 과정에서 상기 수분 함량은 수분 함유 용매의 제공에 의해, 잔류 수분이 있는 부분 탈유된 아몬드 종자 또는 프레스 케이크의 첨가에 의해, 또는 용매 추출 전이나 도중에 물의 직접 첨가에 의해 달성될 수 있다. 언급된 조치들의 조합도 선택될 수 있다. 일 실시예에서 유기 용매로서 헥산이 사용되는 경우, 수분 함량은 사용된 헥산과 관련하여 14 질량% 보다 높게 설정될 수도 있다. 헥산의 경우, 수분 함량이 용매와 관련하여 예를 들어 20 질량% 보다 큰 또는 최대 30 질량%, 바람직하게는 < 30 질량%인 경우에도 우수한 오일 용해도가 유지된다. 따라서 본 발명에 따른 수분 함량은 알코올과 같은 양친매성 용매에서만 최대 14 질량%로 제한된다. 이러한 제한은 친유성 용매에서는 발생하지 않는다.
단백질이 풍부한 아몬드 종자나 아몬드 종자로 이루어진 프레스 케이크를 물-알코올 혼합물로 처리하는 동안 오일과 자당의 분리와 동시에 단백질의 변성이 발생할 수도 있다. 이러한 효과를 가급적 피하기 위해, 이 동시 분리 단계에는 작은 프로세스 윈도우만 사용될 수 있다. 여기에는 정해진 수분 함량뿐만 아니라 온도 및 체류 시간도 포함된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 추출 중 용매 또는 용매 혼합물의 온도는 30℃ 내지 75℃, 바람직하게는 45℃ 내지 65℃, 특히 바람직하게는 50℃ 내지 65℃일 것이다. 이 온도 범위에서 선택된, 물과 유기 용매의 혼합물은 단백질의 과도한 변성을 유발하지 않으면서, 아몬드에서 오일과 자당을 모두 분리할 수 있다. 45℃ 이상의 온도에서 유기 용매와 프레스 케이크 또는 단백질 제제 사이의 접촉 지속 기간은 본 발명에 따른 방법에서 30분 내지 12시간, 바람직하게는 1시간 내지 5시간, 특히 바람직하게는 1 내지 2시간이다. 그러나 예를 들어 단백질에 대한 열적 손상을 가급적 피하기 위해 헥산과 같은 비극성 용매를 사용하는 경우에도 위에서 언급한 온도 범위가 선택되어야 한다.
추출에는 기존의 삼출 추출이 사용될 수 있는데, 여기서 용매는 프레스 케이크 입자, 또는 입자 크기/모양 또는 입자 수분에 대해 컨디셔닝된 입자로 이루어진 퇴적물 위로 흘러 오일과 자당이 유기 용매 또는 물 속으로 배출될 수 있다. 이 과정에서 아몬드 프레스 케이크로부터 미세한 입자가 분리되어 용매와 함께 배출될 수 있으므로, 펌프 및 배관의 막힘이나 제품 손실을 방지하기 위해 여과 장치들이 제공되어야 한다. 이 공정을 방지하거나 적어도 제한하기 위해, 컨디셔닝되거나 컨디셔닝되지 않은 프레스 케이크를 추출 전에 펠릿들로 압축하는 것이 바람직할 수 있으며, 상기 펠릿들로부터 추출 중에 방출되는 미세 입자가 상당히 적다. 이는 여과에 필요한 노력을 크게 줄일 수 있음을 의미한다.
삼출 추출 동안 미세 입자들의 손실이 완전히 방지될 수 없기 때문에, 예를 들어 혼합-침강 공정에서 침지 추출이 특별한 이점을 갖는다. 다단계 침지 추출이 특히 바람직하다. 이 공정에서 프레스 케이크 또는 컨디셔닝된 프레스 케이크는 용매에 완전히 침지되어 입자와 접촉되는 가스가 거의 발생하지 않는다. 침지 추출기에서는 추출과 동시에 교반기로 세게 혼합하여 위에서 설명한 대로 입자를 분쇄하는 것이 가능하다. 이는 또한 차례로 배열된 여러 추출 용기에서 프레스 케이크를 다양한 입자 크기로 단계별로 분쇄하는 것을 가능하게 한다.
이는 다음과 같이 수행될 수 있다: 제 1 추출 단계 이후에 용매와 거친 입자 라피네이트는 바람직하게는 침전이나 원심분리(예: 디캔터에서)를 통해 기계적으로 간단하게 분리될 수 있다. 그런 다음 상청액의 오일 함유 미셀라가 증류될 수 있고 회수된 용매는 이미 한 번 또는 여러 번 추출되었으며 이전 추출에서보다 더 작은 입자 크기 분포를 갖는 프레스 케이크 입자의 추출에 다시 사용될 수 있다. 용매에서 분리된 프레스 케이크(라피네이트)는 새로운 용매와 혼합되어 다시 탈유될 수 있다. 더 적은 양의 오일로 오염된 라피네이트를 처리하여 얻은 용매 상청액은 더 많은 오일로 오염된 라피네이트를 추출하여 총 용매량을 줄이는 등에 다시 사용된다. 그 결과 다양한 입자 크기 분포를 포함하는 교반 용기를 사용하여 역류 추출이 이루어진다.
침전 사용의 특별한 이점은 고체-액체 분리를 위한 분리 샤프트를 조정하기 위한 침전 지속 기간을 결정할 수 있다는 것이다. 정의된 입자 크기 분포로 수행되는 추출 후, 교반이 중단된 후 라피네이트 및 상청액의 정의된 부피 비율까지 지구 중력장에서 침전이 발생한다. 50% 이상, 바람직하게는 60% 보다 큰, 특히 바람직하게는 70% 보다 큰, 상청액의 미리 결정된 부피 분율을 사용하여 펌핑, 사이펀 처리 또는 흡입에 의해 예를 들어 위에서부터 라피네이트로부터 상청액을 분리하는 것이 합리적이다.
역류에서, 라피네이트는 다시 용매에 노출될 수 있고 현탁액은 교반 중 전단력으로 인해 새로운 입자 크기 분포가 설정될 때까지 교반될 수 있다. 그런 다음 침전 공정이 다시 발생한다. 라피네이트를 혼합하고 침전시키는 공정은 여러 번 반복될 수 있으며, 바람직하게는 공정이 2회 이상, 바람직하게는 3회 이상, 특히 바람직하게는 4회 이상 수행되어 추출이 여러 단계로 특히 바람직하게는 역류에서 수행된다. 본 방법의 일 실시예에서, 다단계 추출의 상이한 단계에서 유기 용매와 물의 상이한 혼합 비율을 사용하는 것이 바람직하다. 신선한 프레스 케이크가 사용되는 제 1 추출 단계에서는 수용성 성분을 분리하기 위해 더 높은 수분 함량이 사용될 수 있다. 추가 추출 단계에서는 오일 분리를 더 효율적으로 하기 위해 수분 함량이 더 낮게 선택될 수 있는데, 그 이유는 예를 들어 수분 함량이 낮은 에탄올이나 이소프로판올과 같은 용매는 더 많은 오일을 용해할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 에탄올을 용매로 사용하는 경우에 이 과정은 제 1 추출 단계에서 짧은 시간 동안만 수분 함량이 높기 때문에 단백질 변성이 최소화될 수 있다는 장점를 갖는다. 이러한 수분 함량 변화는 제 2 및/또는 제 3 추출 후 각각 상청액의 일부가 다음 추출에 사용되지 않고 미셀라로 처리된다는 사실에 의해 뒷받침된다. 이는 놀랍게도 수분 함량이나 극성이 다른 용매 또는 용매 혼합물을 다양한 추출 단계에서 사용하는 경우 아몬드 종자의 단백질 변성이 감소될 수 있음을 나타낸다.
하나의 추출 단계에서 물 및 에탄올과 같은 유기 용매를 혼합하는 것 외에도 제 1 추출 단계에서 초기에 헥산과 같은 친유성 용매 또는 수분 함량이 5 질량% 미만인 에탄올과 같은 덜 극성인 용매를 사용하고, 용매를 부분적으로 분리하거나 라피네이트를 완전히 탈용매화한 후 친수성 용매나 물을 더 많이 함유한 용매를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 이는 물의 존재로 인해 단백질에 가해지는 부담을 더욱 줄일 수 있다.
제제의 후처리 및 탈용매화:
유기 용매와 물로 추출한 후, 제제는 선택적으로, 기능적 특성을 향상시키기 위해, 효소 수용액으로 또는 발효를 통해 추가로 처리되거나 직접 건조될 수 있다. 건조는 단백질을 보호하고 제제의 색상을 가능한 한 밝게 유지하기 위해 물질의 낮은 온도, 120℃ 미만, 바람직하게는 100℃ 미만, 특히 바람직하게는 80℃ 미만에서 수행되는 것이 바람직하다. 이를 위해 재킷 온도가 100℃ 이상, 바람직하게는 120℃ 이상인 건조기가 사용되는 것이 바람직하지만, 상기 건조기는 진공에서 작동되고 건조가 끝나면 그 압력이 다시 낮아져서 용매 잔류물가 분리된다. 압력은 바람직하게는 500 mbar 미만, 바람직하게는 200 mbar 미만, 특히 바람직하게는 100 mbar 미만의 값으로 강하된다. 건조가 끝날 때 이러한 압력 강하는 용매의 비점을 낮추고 재킷 온도를 낮출 수 있다. 재건조 동안 재킷 온도를 낮추면 단백질이 더욱 보호된다.
건조 후, 건조된 단백질 제제는 기능의 조정을 위해 바람직하게는 그라인딩되는데, 그 이유는 서로 다르게 그라인딩된 제제들이 용해도와 같은 테크노 기능적 특성에서 명확한 차이를 나타내기 때문이다. 따라서, 그라인딩은 적용에 따라 500 ㎛ 미만, 바람직하게는 250 ㎛ 미만, 더 바람직하게는 150 ㎛ 미만, 특히 바람직하게는 100 ㎛ 미만의 d90 입자 크기로 수행된다.
미셀라의 후처리 및 탈용매화:
오일과 물을 함유한 미셀라는 바람직하게는 증류에 의해 분리되고, 필요한 경우 정류를 통해 농축된다. 이는 설탕과 일부 이차 식물 물질이 수상에 남아 있다는 것을 나타낸다. 상기 수상은 기계적으로, 예를 들어 원심 분리로, 또는 중력장에서 유상으로부터 분리될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 아몬드 제제의 안전성에 대한 추가 이점을 제공한다. 스위트 아몬드(시아노제 배당체 함량이 매우 낮은 아몬드)에는 항상 쓴 아몬드(시아노제 배당체 함량이 높은)의 일부가 포함될 수 있으므로, 양친매성 또는 친수성 용매를 사용한 추출 공정을 통해 포함된 시아노제 배당체가 부분적으로 분리될 수 있다. 그 결과, 순수한 프레스 케이크와는 달리, 얻어진 단백질 제제는 인간에게 위험을 초래하지 않는다.
제제의 사용에 대한 설명:
아몬드 종자로 제조된 본 발명에 따른 제제를 사용하는 경우, 단백질 혼합물이 식품 또는 애완동물 사료용 다른 단백질 성분과 함께 생산될 때 특별한 이점이 있다. 매우 매력적인 감각적 특성으로 인해, 혼합물에 포함된 완두콩 단백질과 같은 다른 원료에서 나오는 불쾌한 향이 완화되어 소비자 수용도를 높인다.
본 발명에 따른 제제와, 완두콩, 렌즈콩, 강낭콩, 들콩, 땅콩 또는 대두 그룹의, 바람직하게는 완두콩 및 대두 그룹의, 특히 바람직하게는 완두콩의 콩과식물 단백질로부터 얻은 단백질 성분과의 혼합물이 바람직하다.
언급된 단백질과 본 발명에 따른 아몬드 제제로 이루어진 혼합물은 > 60 질량%, 바람직하게는 > 70 질량%, 특히 바람직하게는 > 80 질량%의 단백질 함량을 가져야 한다. 혼합물의 총 질량에 대한 본 발명에 따른 단백질의 비율은 5 질량% 보다 크고 95 질량% 보다 작아야 하고, 바람직하게는 10 질량% 보다 크고 90 질량% 보다 작아야 하고, 특히 바람직하게는 25 질량% 보다 크고 75 질량% 보다 작아야 하고, 최선으로는 40 질량% 보다 크고 60 질량% 보다 작아야 한다. 이는 콩과식물 단백질의 기능을 본 발명에 따른 제제의 우수한 감각적 특성 및 색상과 결합하고 혼합물 중 개별 단백질의 개별 아미노산 결핍을 보상하는 것을 특히 가능하게 한다.
생산된 단백질 제제의 정량적 특성화를 위해 다음 측정 방법이 사용된다:
- 단백질 함량:
단백질 함량은 Dumas에 따라 질소를 구하고 여기에 팩터 6.25를 곱하여 계산한 함량으로 정의된다. 단백질 함량은 본 출원에서 건조물(TS), 즉 무수 샘플을 기준으로 한 질량%로 표시되어 있다.
- 색상:
인지할 수 있는 색상은 CIE-L*a*b* 색상 측정에 의해 정의된다. L* 축은 밝기를 나타내며 검정색은 값 0 이고 흰색은 값 100 이다. a* 축은 녹색 또는 적색 비율를 나타내고 b* 축은 청색 또는 황색 비율을 나타낸다.
- 단백질 용해도:
단백질 용해도는 Morr 등. 1985에 따른 측정 방법에 의해 측정된다. 다음 잡지 기사 참조:
Morr C.V., German, B., Kinsella, J.E., Regenstein, J.M., Van Buren, J.P., Kilara, A., Lewis, B.A., Mangino, M.E, "A Collaborative Study to Develop a Standardized Food Protein Solubility Procedure. Journal of Food Science", 50권(1985) 페이지 1715-1718). 정의된 pH 값에 대해 단백질 용해도가 표시될 수 있다. pH 값이 언급되지 않은 경우 데이터는 pH 값 7에 대한 것이다.
- 유화 용량:
유화 용량은 pH 7의 단백질 제제의 1% 현탁액 100 ml에 옥수수 기름이 수중유 에멀션의 상 반전까지 첨가되는 측정 방법(이하, EC 측정 방법이라 함)에 의해 측정된다. 유화 용량은 이 현탁액의 최대 오일 흡수 능력으로 정의되며 상 반전 중 전도도의 자발적인 감소에 의해 측정되고(참조: Waesche의 잡지 기사, A., Muller, K., Knauf, U., "New processing of lupin protein isolates and functional properties". Nutrition/Food, 2001, 45, 393-395), 예를 들어 ml 오일/g 단백질 제제, 즉 단백질 제제 1 g당 유화 오일 밀리리터로 표시된다.
- 지방 함량(오일 함량과 동의어):
지방 또는 오일 함량은 헥산을 용매로 사용하여 속슬렛(Soxhlet) 방법에 따라 측정된다.
- 시안화수소(HCN)로서 시아노겐 배당체의 함량:
HCN 함량은 Schilcher, H. & Wilkens-Sauter, M.(1986). Quantitative Bestimmung Cyanogenic Glykoside in Linum usitatissimum mit Hilfe der HPLC. Fette Seifen Anstrichmittel, 88, 287-290에 기초하여 납 물질인 리누스타틴과 네오리누스타틴으로 이루어진 HPLC를 사용하여 결정된, 제제 1 kg당 HCN mg로 표시된다(TS 기준).
- 자당:
자당 함량은 HPLC 방법을 사용하여 DIN 10758:1997-05(2018년 9월의 수정 1 포함)에 따라 수정된 측정에 의해 결정된다. 샘플을 준비하기 위해 뜨거운 물로 샘플 매트릭스에서 설탕이 추출된다. 불순물을 분리한 후 추출물에 물이 정의된 부피로 채워지고, 여과된 다음, 여과액이 HPLC 측정에 공급된다.
- 물 결합:
물 결합력은 American Association of Cereal Chemists, "Approved methods of the AACC". 10판, AACC. 미네소타 주 세인트 폴, 2000b; Methods 56-20. "Hydration capacity of pregelatinized cereal products"에 제시된 바와 같은 방법에 의해 결정된다. 물 결합력은 예를 들어 ml/g로, 즉 제제 1 그램당 결합수 밀리리터로 표시되고, AACC 측정 방법에 따라, 약 2 g의 단백질 제제와 약 40 ml의 물을 10분 동안 혼합하고 1000g을 20℃에서 15분 동안 원심분리한 후에, 물로 포화된 침전물의 무게에서 건조 제제의 무게를 뺀 값으로 결정된다.
- 오일 결합:
오일 결합력은 ml/g, 즉 제제 1 그램당 결합 오일 밀리리터로 표시될 수 있으며, 원심분리 측정 방법에 따라, 단백질 제제 1.5g과 옥수수 기름 15ml를 1분 동안 혼합하고 700g을 20℃에서 15분 동안 원심분리한 후에 오일 결합 침전물의 부피로 측정된다.
- 최소 겔 형성 농도:
최소 겔 형성 농도는 단백질 제제가 열 유도된 겔을 형성할 수 있는 농도를 결정한다. 제제는 시험관에서 다양한 농도로 물에 첨가되어 균일하게 현탁된다. 이어서, 현탁액은 30분 동안 85℃로 가열되고 다시 20℃로 냉각된다. 자유수(free water)가 배출될 수 있도록 시험관을 돌린다. 물이 더 이상 흘러나오지 않는 최저 농도를 최소 겔 형성 농도라고 한다. 단백질 제제의 질량%로 표시되는 최소 겔 형성 농도 값이 낮을수록 단백질 제제가 겔 형성제로서 더 적합하다.
실시예:
프레스를 사용하여 75℃의 평균 온도에서 테스타(종피)가 없는 아몬드 종자를 1회 압착하여 얻은 20 질량%의 오일 함량을 갖는 아몬드 종자 프레스 케이크 800 g을 건조기에서 2.5 질량%의 수분 함량으로 건조시켰고, 프레스 케이크를 막자사발을 사용하여 가장자리 길이가 1 mm인 조각들로 거칠게 분쇄하였다. 분쇄된 프레스 케이크를 3500 mL의 용매(7 질량% 수분 함량을 갖는 에탄올-물 혼합물)로 5회 추출했다. 이를 위해 제 1 단계에서 800 g의 프레스 케이크에 3500 mL를 첨가하고 58℃에서 5분간 교반한 다음 교반기를 껐다.
고체가 30분에 걸쳐 침전된 후 2500 mL의 상청액을 제거하고 추가로 2500 mL의 용매를 첨가했다. 다음 추출 단계도 유사하게 수행되었다. 2500 mL를 첨가했고 2500 mL를 빼냈다. 그 후, 마지막 라피네이트 또는 침전물을 건조 캐비닛에서 24시간 동안 건조한 후 그라인딩하였다. 그라인딩는 250 ㎛의 체 인서트로 수행했다.
이 제제는 기분 좋은 견과류 맛과 TS 기준 단백질 함량 69%, pH 7에서 단백질 용해도 68%, 유화 용량 535 mL/g를 가졌다. L*a*b 측정에서, L* 값은 95로 결정되었다. 시안화수소로 측정된 시아노겐 배당체의 함량은 검출되지 않았다. 얻은 제제의 추가 특성은 아래 표에 나타난다.
표 1: 제제 및 수성 현탁액의 L*a*b* 색상 값
색상값 색상값
L* a* b*
가루로서 아몬드 단백질 제제 95.0 -0.3 5.4
10 질량% 가루를 갖는 수성 현탁액 87.1 -0.8 16.3
표 2: 원료 및 제제의 조성
제제 TS

[%]		 재
(550℃)
[% TS]		 재
(950℃)
[% TS]		 단백질

[% TS]		 오일

[% TS]		 자당

[% TS]
아몬드 단백질 제제,
압착, 에탄올-물 혼합물로 추출		 94.7 7.8 7.4 69.0 3.3 2.3
아몬드 단백질 제제,
물 첨가 없이 헥산으로 추출		 93.3 5.7 5.3 60.5 3.3 11.9
처리 전
아몬드		 96.0 2.9 2.2 24.7 57.9 5.0
표 3: 제제의 기능적 특성
기능적
특성		 단백질 용해도[%]

pH 4.5		 단백질 용해도[%]

pH 7.0		 유화 용량
[mL/g]		 최소 겔
농도[%]		 물 결합
[mL/g]		 오일 결합
[mL/g]
아몬드 단백질 제제, 에탄올-물 혼합물로 추출 16.2 68.3 535 6.0 3.1 1.8
적용예:
실시예로부터의 아몬드 종자 제제 50g을 머핀 레시피에 첨가했다. 반죽으로 머핀를 구워 감각적 평가를 실시했다. 외관은 매우 매력적이었고, 머핀은 가벼운 빵 부스러기와 갈색 빵 껍질을 갖고 있었고 매우 기분 좋은 맛을 가졌다.

Claims (34)

  1. 아몬드 종자로 제조된 단백질 제제로서,
    - 건조물을 기준으로 50 질량% 보다 큰 단백질 함량, 및
    - 용매로서 헥산을 사용하여 속슬렛(Soxhlet) 방법에 따라 결정된, 건조물을 기준으로 6 질량% 미만의 오일 함량을 갖고,
    상기 단백질 제제는
    - 건조물을 기준으로 8 질량% 미만의 자당 비율, 및
    - 250 ㎛ 미만의 단백질 제제의 d90 입자 크기에서 또는 단백질 제제를 250 ㎛ 미만의 d90 입자 크기로 그라인딩한 후 CIE-L*a*b* 색상 측정에 따라 측정된, 70보다 큰 밝기 L*을 갖는, 단백질 제제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단백질 제제는 80보다 큰, 바람직하게는 90보다 큰, 특히 바람직하게는 94보다 큰 밝기 L*을 갖는, 단백질 제제.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 자당 비율은 건조물을 기준으로 4 질량% 미만, 바람직하게는 2.5 질량% 미만, 특히 바람직하게는 1 질량% 미만 또는 0.5 질량% 미만인, 단백질 제제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단백질 함량은 55 질량% 보다 큰, 바람직하게는 60 질량% 보다 큰, 특히 바람직하게는 65 질량% 보다 큰, 단백질 제제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오일 함량은 4 질량% 미만, 바람직하게는 3 질량% 미만, 특히 바람직하게는 2 질량% 미만인, 단백질 제제.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    명세서에 제시된 EC 측정 방법에 따라 측정된 유화 용량은 150 ml/g 보다 큰, 바람직하게는 250 ml/g 보다 큰, 특히 바람직하게는 400 ml/g 보다 크거나 500 ml/g 보다 큰, 단백질 제제.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    명세서에 제시된 AACC 측정 방법에 따라 측정된 수분 결합은 1 ml/g 보다 큰, 바람직하게는 2 ml/g 보다 큰, 특히 바람직하게는 3 ml/g 보다 큰, 단백질 제제.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    명세서에 제시된 원심분리 측정 방법에 따라 측정된 오일 결합은 1 ml/g 보다 큰, 바람직하게는 2 ml/g 보다 큰, 특히 바람직하게는 2.5 ml/g 보다 큰, 단백질 제제.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단백질 제제는 10% 보다 크거나 20% 보다 큰, 바람직하게는 30% 보다 크거나 40% 보다 큰, 특히 바람직하게는 50% 보다 크거나 60% 보다 큰, pH 7의 물속에서의 단백질 용해도를 갖는, 단백질 제제.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단백질 제제는 > 0.001 질량%, 바람직하게는 > 0.01 질량%, 특히 바람직하게는 > 0.1 질량% 또는 > 0.5 질량%이지만, 1 질량% 미만인, 알코올, 특히 에탄올의 비율을 갖는, 단백질 제제.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단백질 제제는 > 0.0005 질량%, 바람직하게는 > 0.001 질량%이지만 0.005 질량% 미만인 헥산의 비율을 갖는, 단백질 제제.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단백질 제제는 500 ㎛ 미만, 바람직하게는 250 ㎛ 미만, 더 바람직하게는 150 ㎛ 미만, 특히 바람직하게는 10 ㎛ 미만인 d90 입자 크기를 갖는, 단백질 제제.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    완두콩, 렌즈콩, 강낭콩, 들콩, 땅콩 또는 대두의 그룹으로부터의, 바람직하게는 완두콩 및 대두의 그룹으로부터의, 특히 바람직하게는 완두콩만으로부터의 추가 콩과식물 단백질이 상기 단백질 제제에 혼합된, 단백질 제제.
  14. 식품, 애완동물 사료 및 동물 사료의 성분으로서 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 단백질 제제의 용도.
  15. 특히 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른, 아몬드 종자로부터 단백질 제제를 얻는 방법으로서, 적어도
    - 상기 아몬드 종자의 기계적 부분 탈유 단계;
    - 선택적으로 그라인딩 또는 플레이킹 후, 부분 탈유된 아몬드 종자를 추가로 탈유하기 위한 하나 이상의 추출 단계를 6질량% 미만의 잔류 오일 함량까지 수행하며 자당의 일부도 분리하는 단계로서,
    상기 하나 이상의 추출 단계는 물의 존재 하에 또는 물의 첨가 하에 용매로서 하나 이상의 알코올-물 혼합물 또는 알코올 또는 헥산을 사용하여 수행되며, 각각 수분 함량은 알코올의 경우 > 6 질량% 내지 < 14 질량%의 범위이고 헥산의 경우 > 6 질량% 내지 < 30 질량%의 범위이거나, 다수의 추출 단계가 제 1 용매로서 알코올 또는 헥산을 사용하고 제 2 용매로서 물을 사용하여 수행되는, 상기 단계; 및
    - 하나 이상의 추출 단계를 수행한 후 얻은 라피네이트를 건조하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    건조물 중 아몬드 종자에 원래 포함된 종피를 기준으로 100 질량% 미만, 바람직하게는 75 질량% 미만, 더 바람직하게는 50 질량% 미만, 특히 바람직하게는 10 질량% 미만의 건조물 중 종피의 잔류 함량을 갖는 상기 아몬드 종자들이 제공되거나, 상기 종피가 상기 잔류 함량까지 제거되는, 방법.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 기계적 부분 탈유 중 상기 아몬드 종자의 평균 온도는 100℃ 미만, 바람직하게는 80℃미만으로 유지되는, 방법.
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    부분 탈유된 아몬드 종자의 추가 탈유는 4 질량% 미만, 바람직하게는 3 질량% 미만, 특히 바람직하게는 2 질량% 미만의 잔류 오일 함량까지 수행되는, 방법.
  19. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추출 단계는 물의 존재 하에 용매로서 하나 이상의 알코올-물 혼합물을 사용하거나 용매로서 알코올을 사용하여 수행되며, 각 경우 수분 함량은 > 7 질량% 내지 < 14 질량%, 바람직하게는 > 10 질량% 내지 < 14 질량%의 범위인, 방법.
  20. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추출 단계는 물의 존재 하에 용매로서 헥산을 사용하여 수행되고, 수분 함량은 > 10 질량% 내지 < 30 질량% 범위인, 방법.
  21. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다단계 추출 중 수분 함량은 제 1 단계에서 가장 높고 하나 이상의 후속 단계에서 더 낮게 선택되는, 방법.
  22. 제 15 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추출 단계를 수행할 때 용매의 온도는 30℃ 내지 75℃, 바람직하게는 45℃ 내지 65℃, 특히 바람직하게는 50℃ 내지 65℃로 선택되는, 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    > 45℃의 용매 온도에서 용매와 부분 탈유된, 선택적으로 그라인딩되거나 플레이킹된 아몬드 종자들 사이의 접촉 지속 시간은 30분 내지 12시간, 바람직하게는 1시간 내지 5시간, 특히 바람직하게는 1시간 내지 2시간으로 선택되는, 방법.
  24. 제 15 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 부분 탈유는 > 8 질량% 내지 < 40 질량%, 바람직하게는 > 8 질량% 내지 < 30 질량%, 특히 바람직하게는 > 8 질량% 내지 < 25 질량% 또는 > 8 질량% 내지 < 20 질량%의 잔류 오일 함량까지 수행되는, 방법.
  25. 제 15 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아몬드 종자는 상기 기계적 부분 탈유 전에 2~8 질량%, 바람직하게는 3~6 질량%, 특히 바람직하게는 4~5.5 질량%의 종자 내 수분 함량으로 종자의 수분 조절에 의해 컨디셔닝되는, 방법.
  26. 제 15 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아몬드 종자는 상기 기계적 부분 탈유 전에 > 40℃, 바람직하게는 > 50℃, 더 바람직하게는 > 60℃, 특히 바람직하게는 > 70℃이지만 < 100℃, 바람직하게는 < 80℃의 온도로 가열되는, 방법.
  27. 제 15 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아몬드 종자는 상기 기계적 부분 탈유 전에 0.5~7 mm, 바람직하게는 0.5~5 mm, 특히 바람직하게는 0.5~2 mm의 가장자리 길이로 거칠게 분쇄되는, 방법.
  28. 제 15 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    부분 탈유된, 선택적으로 거칠게 분쇄된, 그라인딩된 또는 플레이킹된 아몬드 종자는 상기 하나 이상의 추출 단계를 수행하기 전에 < 8 질량%, 바람직하게는 < 5 질량%, 특히 바람직하게는 < 3 질량% 또는 < 2 질량%의 잔류 수분으로 수분을 낮춤으로써 컨디셔닝되는, 방법.
  29. 제 15 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    부분 탈유된 아몬드 종자의 입자 크기는 상기 하나 이상의 추출 단계를 수행하기 전 또는 수행하는 동안 < 2 mm, 바람직하게는 < 1 mm, 특히 바람직하게는 < 0.5 mm 또는 < 0.2 mm의 d90 값으로 되며, 바람직하게는 100 ㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 미세 입자의 비율은 < 50 질량%, 특히 바람직하게는 < 25 질량% 또는 < 10 질량%인, 방법.
  30. 제 15 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    부분 탈유된 아몬드 종자는 상기 하나 이상의 추출 단계를 수행하기 전에 < 2 mm, 바람직하게는 < 0.5 mm, 특히 바람직하게는 < 0.2 mm의 플레이크 두께로 플레이킹되는, 방법.
  31. 제 15 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    라피네이트의 건조는 < 120℃, 바람직하게는 < 100℃, 특히 바람직하게는 < 80℃의 온도에서 수행되는, 방법.
  32. 제 15 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라피네이트의 건조는 진공 건조기에서 수행되고, 건조 종료 시 압력은 < 500 mbar, 바람직하게는 < 200 mbar, 특히 바람직하게는 < 100 mbar로 감소되는, 방법.
  33. 제 15 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라피네이트의 건조 전에 상기 라피네이트는 효소 수용액으로 또는 발효를 통해 처리되는, 방법.
  34. 제 15 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라피네이트는 건조 후 < 500 ㎛, 바람직하게는 < 250 ㎛, 특히 바람직하게는 < 150 ㎛ 또는 < 100 ㎛의 d90 값을 가진 정의된 입자 크기 분포로 그라인딩되는, 방법.
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