KR830001704B1 - 단백질 함유 식품의 제조방법 - Google Patents

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Description

단백질 함유 식품의 제조방법

본 고안은 육류대용품 또는 협력제로서 사용될 수 있는 단백질 함유 발효식품에 관한 것이다.

육류는 그 자체의 영양가뿐만 아니라, 그 특유의 조직과 풍미로 인하여, 세계 여러 나라에서 매우 바람직한 음식물로 평가되고 있다. 그러나, 육류 제품의 원가상승 및 원료육의 결핍으로 대치할수 있는 단백질함유 식품에 대한 연구가 점점 광범위하게 요청되고 있다. 이에 직면한 가장 어려운 문제점은 천연육질과 유사하게 만드는 것이다.

식물성 단백질 조제품에 천연육류와 유사한 육질을 부여하기 위해 두가지 기본적인 방법이 채택되고 있다. 가장 보편적인 방법은 단백질 함유식품 또는 이의 농축물을 상승된 온도와 압력하에서 수분을 제거하고 저온 및 저압하에 압출다이로 물질을 통과시킴으로써 물리적 구조를 변화시켜 천연 육류와 유사한 육질을 얻는 것이다. 사용된 단백질 원(source)과 조건에 따라, 여러 형태의 육질화된 제품을 생산할수 있으나, 천연육질과 유사한 육질이 제조되지는 않는다. 두번째로, 더욱 고도의 방법은 합성섬유 직물을 제조할 때에 사용하는 방법과 유사한 방법으로, 점성 단백질 제품을 방사하는 방법인데, 이때 단백질 섬유질은 함께 다발로 뭉쳐져서 섬유조직의 물질이 제조된다. 이 방법에 의해 제조된 생성물은 거의 천연육질과 유사하나 천연육류를 생산하는데 드는 비용과 비교해 볼때 별 이익이 없다.

곰팡이 발효에 의해서 단백질 특성을 갖는 식품을 생산하는 여러 방법이 많이 알려져 있다. 그러한 방법중 전형적인 예로서 인도네시아의 발효식품 즉 템페(Tempeh)의 제법이 있다. 전통적으로 템페는, 물에 불린 탈피 대두에 라이조푸스(Rhizopus)속을 24내지 36시간 동안 발효시켜 제조한다.

그 전통적인 템페는 대두 그릿으로도 유사한 제품을 얻을 수 있으나 그 2등분한 대두를 사용하여 제조한다. (Martinelli, A & Hesseltine, C. W. Food Technol, 18, 167, 1964) 발효후, 대두 또는 그릿은 곰팡이 균사체에 의해 결속되어 치즈 성상을 갖는 제품이 생산되는데, 여기에서 그 기질입자는 뚜렷하게 나타나며 외양과 조직감에 중요한 역할을 하고 있다. 이물질은 통상 먹을때 엷게 저며서 튀기지만 때로는 숲(sond)에 넣어 끓인다. 그 튀긴 제품은 성상과 풍미면에서 포테이토치(photato chip)과 비슷하다. 끓인 제품은 치즈와 같은 성상이 그대로 콩입자가 두드러지게 나타나기 때문에, 외양과 조직감면에서, 육류와 차이가 많다.

곡류 또는 곡류와 콩류혼합물의 발효에 의한 유사제품은 문헌에 기술되어 있다. (Hesseltine, C. W. U. S. Patent 3,243,801, (1967) ; Dev. Ind. Microbial. 8, 179)이들 제품은 육류에서 연상되는 질기고, 섬유질의 씹히는 듯한 조직감을 가지고 있지 않고, 잔류하는 기질 입자가 두드러지게 나타난다.

식물성 원료물질의 곰팡이 발효에 의한 육류, 어류 및 낙농품의 모조품을 생산하기 위한 방법은 리켓트(Liggett)에 의해 미합중국특어제3,885,048호에 기술되어 있는데, 여기에서는 대두 및 곡류를 헷셀타인에 의해 기술된 것과 유사한 방법으로 발효시킨다음 생성물을 다른 성분과 신규 방법으로 혼합하여 육류와 유사한 제품을 생산한다. 그런 발효물질은 분쇄한 소고기파이의 외양, 조직감 및 풍미를 갖는 것으로 기술되어 있다.

상기 발명자에 의해 생산된 제품은 제품중의 커다란 대두 입자가 나타남으로써 육류파이와 현저하게 다른것으로 평가되고 있다. 그러한 제품은 존재하는 커다란 입자들이 나타나는 경향이 있으므로 잘게 저민 형태로는 사용될 수가 없다.

또다른 유사한 식품 생성물로서, 라이조푸스 속에 의해 고형전분을 기초로한 기질을 발효시켜 제조된 기타 유사식품이 발표되었다. (Stanton W. R. & Wallbridge, A. J. British Patent 1,277,002 ; Trevelyan, W. C., Tropical Science (174) 16, p 179)이들 기질에 비단백성 질소를 진균성 단백질로 전환시킴으로써 발효 식품중의 단백질 함량을 증가시키기 위해 비단백성 질소와 다른 영양소원을 첨가한다. 상기 방법은 카사아버 분말 및 발효하기전에 3내지 5mm의 스파케티 모양의 로드로 압출한 유사 전분원료의 발효에 관한 것이다. 발효후에 얻어진 제품은 단단한 치즈와 같은 성상을 가지며 템페(tem peh)와 유사한 방식으로 요리한다. 상기에 기술된 방법에 따라 실험실에서 생상된 제품은 발효 제품중에 남아 있는 비발효 기질의 커다란 입자들이 드러남으로 인해, 시각적으로나 질감적으로나 육류와 유사점을 가지고 있지않다.

본 발명은 곰팡이 발효방법에 의해 제조되고, 고기를 잘게 저미거나, 네모지게 썰든지 어떤 형태로든 육류를 대치 또는 대안해서 사용할수 있는 조직감과 외양을 가진, 육질화한 단백질 함유 식품에 관한 것이다. 이러한 식품은 대부분의 전분 물질이, 전분이 소모된 기질중에 잔류하는 성분과 함께 얽히고 결속되어 꽤 조밀한 균사매트릭스를 형성하는 곰팡이 단백질 함유 균사체를 적합하게 변성시킴으로써, 예를들면 발효 물질을 가열함으로써 잘게 저미거나 입방 형태로 썰때 현저하게 조직감과 외양면에서 육류와 매우 유사한 탄력성을 갖는 고형물질로 변한다.

상기 제품의 탄력성 조직감 및 육류와 같은 외양은 물질내의 균사체가 꽤 조밀하게 분포되고 큰 입자의 비균사(non-mycelial)가 거의 함유되지 않은 것에 기인되는 것으로 간주된다.

본 발명에 따라, 단백질 함유식품은 다음과 같은 여러단계의 공정을 거쳐 제조되다.

(a) 질소원이 함유되거나 함유되지 않는 전분을 기초로한 입상형태의 전분을 기초로한 물질을 제공하고

(b) 상기 물질중의 전분성분을 물 존재하에 부분적으로 젤라틴화한 후 전반적으로 3mm이하의 크기를 갖는 입자로 구성된 입상기질을 얻고,

(c) (a)단계의 질소원이 함유되지 않거나 불충분하게 함유된 경우, (b)단계 공정 전, 후 또는 도중에 상기 기질의 물리적 상태를 유지시키면서 질소원을 가한다음,

(d) 상기 기질에 하나 이상의 전분분해 곰팡이균주를 접종하고,

(e) 상기 접종된 기질을 산소 및 수분 존재하에 상기 기질의 모든 입자 및/또는 이의 분해 생성물이 균사체의 망상조식에 의해 실제적으로 밀접하게 결합될때까지 배양시키고,

(f) (e)단계의 생성물(배양중 상기 질소원은 상기 곰팡이균에 의해 동화되고 균사체가 적합하게 성장할 수 있도록 비억제적이고 충분한 량으로 존재하며 상기 질소원이 입상인 경우, 상기 질소원의 입자는 전반적으로 2.5mm이하의 크기를 갖게됨)을 변성시킨다. 본 발명의 또 다른 형태로서 전분, 전분분해 생성물, 수분 및 기포가 얽힌 망상위 내분균사 최대거리가 3mm, 바람직하기는 2mm 또는 1mm를 초과하지 않는 변성된 곰팡이 균사체를 특징으로하는 단백질 함유 육질화 제품을 제공하는 것이다.

육류와 유사한 외양과 조직감을 가진 제품을 생산하는데는 다음과 같은 평가기준을 필요로 한다.

1. 기질은 곰팡이가 대부분의 고형 전분함유 성분을 분해시킴으로써 존재하는 고형이 비균사체 입자가 거의 제거되며 최종 생성물에 스폰지 같은 탄력성의 조직감을 부여할 수 있는 물리적 및 화학적 형태로 공급되어야 한다. 이것은 전분함유 성분의 입자 크기가 전반적으로 3mm, 바람직하기는 2,0mm, 더욱 바람직하기는 1.0mm를 초과되지 않도록 전분함유 성분의 입자크기를 주의해서 조절하고 첨가된 물이 전분 함유 입자에 균등히 흡수되고 완전히 침투되도록, (바람직하기는 가열조리시)기질을 제조함으로써 달성될 수 있다.

2. 활발한 곰팡이 균사체의 성장으로 생성물을 통해 곰팡이 균사체의 조밀한 매트릭스를 형성시켜 잔류 물질과 함께 단단히 얽히게 해야 한다.

균사체가 완전히 다른 기질성분과 결속되는 생성물중에서의 곰팡의 균사체의 비율을 한정시키는데 여러가지 문제점이 발생된다. 단백질 질소를 측정함으로써 세포량이 측정되는 것과 같은 통상적인 방법은 단백질이 기질내에 이미 존재할 경우는 사용할수가 없다. 문헌에 기술된 방법(E. Burton Biochem. (1950) Biochem. J. 62, 315-322)을 사용하여 물질중의 헥산량을 측정함으로써 적합한 곰팡이 균사체량을 결정할 수 있음이 판명되었다.

핵산 함량은 종류가 다른 미생물, 동일 미생물이라도 조건과 성장단계가 다를 경우, 변화한다는 것을 주지해야 한다. 그러나, 생성물의 바람직한 균사체의 함량은 부착된 기질 예를들면 고체 배지 또는 수용성 배지상의 표면 배양물을 제거하는 것과 같은 방법으로 실제 이용가능한 방법에서와 매우 유사한 pH, 온도 및 시간과 같은 발육조건하에 발육한, 선택된 곰팡이의 핵산함량으로 생성물의 핵산함량을 조절하고 이어서 세척한다음 곰팡이를 변성화조건에서 사용된 방법과 유사한 조건하에 처리함으로써 수득될수 있다. 초기에 미발효된 기질중에 존재하는 핵산도 고려되어야 한다.

적합한 육질화 생성물은 발효기질내의 핵산이 허용될수 있는 균사체 함량이 생성물의 핵산함량으로서 산정하여, 생성물 총 건조량 기준으로 40중량%에 달할경우 얻어질수 있다. 더욱 우수한 육질화는 균사체 함량이 적어도 45%, 더욱 바람직하게는 50%에서 달성된다.

이 기술분야에 통상의 지식을 가진자에게 알려져 있는, 생성물의 균사체 함량을 측정하는 다른 방법은 초기 기질내의 유사성분과 구별되는 한, 키틴질이나 다른 곰팡이 성분과 같은 소량의 물질을 분리하고 측정하는 것과 같은 방법으로 개선할수 있다.

활발한 곰팡이의 성장은, 쉽게 이용할수 있는 형태로 곰팡이에 의해 동화될수 있는 질소원 및 식물성 물질의 특성과 사용된 형태에 따라 달라지는 다른 성장촉진 영양소를 기질내에 함유시키고, 고형 기질 성분의 입자 크기를 곰팡이 성장에 필수요건인 공기가 제한 접촉됨에 따라 가습화된 기질의 점착성 또는 농밀화의 원인이 되는 작은 입자가 소량 함유되도록 주의하여 조절하고 곰팡이에 의해 용이하게 분해될수 있도록 전분의 충분한 젤라틴화를 이루기 위해 상기에서와 같이 가열조리함으로써 달성된다.

3. 곰팡이 균사체는 다량의 균사매트릭스가 형성된후, 단단하고 질기면서 그러나, 씹히는듯한 섬유질의 응집성을 갖는 구조가 형성되도록 망상 스트랜드가 유지되고 강화 될수 있는 그러한 방법으로 변성 되어져야 한다. 이것은 70℃ 이상의 습식 가열에 의해서 쉽게 달성되는데, 80℃이상이 바람직하고, 100℃이상이 더욱 바람직하다. 유기용매나 다른 공지의 변성 단백질로 처리함으로써 얻을수도 있다. 상술한 구조는 생성물이 변성하는동안에 건조해지지 않는한도 내에서 즉시 이루어질수 있는데, 이경우 탈수된 생성물은 재수화후에 이러한 구조가 형성될수 있다.

곰팡이는 탄수화물의 기질을 이용할수 있는 비독성의 필라멘트상 곰팡이어야 하며, 바람직하게는 불완전균류(Fungi Imperfecti)이다.

라이조푸스 속, 특히 라이조푸스 올리고스포러스(Rhizopus oligosporus) 및 라이조푸스오리제(Rhizopus oryzae)와 같은 뮤코르(Mucor)류의 곰팡이는 템페와 같은 발효식품에서 오랫동안 사용되어 왔던 관습으로 많이 선택되며, 이외에도, 뮤코르종인 라이조푸스 스톨로니퍼(Stolonifer)와 라이조푸스 아리주스(Arrhizus)와 아스퍼길르스종의 계열인 모닐리아(Monilia)와 니우로스포라(Neurospora)는 특히 일본의 발효식품에서 사용되는 아스퍼길루스 오리제나 아스퍼길루스 니거(Aspergillus niger)와 같은 곰팡이도 사용된다. 식용버섯 페니실름과 푸사리옴의 또다른 종이 아가리쿠스(Agaricus) 역시 사용될수 있다.

다른 발효 가능한 전분을 기초로한 물질을 단독으로 또는 혼합해서 사용할수 있다. 이러한 선택은 경제적인 면이나 목적한 생성물의 최종용도에 따라 좌우된다. 바람직한 전분 원료는 곡류, 특히 보리, 밀, 사탕수수, 귀리, 옥수수, 쌀이다. 그러나 카사어버나 고구마 등과 같은 다른 전분원료도 사용될 수 있다.

기질의 발효가능한 전분함유 성분의 물리적 형태는 최종 생성물의 조직에 중요한 영향을 끼친다. 만족할만한 촉감을 가진 음식물을 만들기 위해, 발효하기전에 탈피하여 섬유질을 제거하는 것이 바람직하다. 생성물을 동물에 사용하는 경우, 탈피가 필수적인것은 아니다.

중요한것은 단위체적당 가장 많은 표면적을 차지하는 기질의 입자크기인데 이것은 균사체의 생장과 최소한의 밀도를 가지고 있는 기질의 이용을 촉진시키기 위해 또 모든 입자에서 효율적인 균사체의 성장에 필요한 공기의 적당한 확산을 위한 것이다. 발효에 사용되는 가습 전분함유 성분의 입자크기는 전반적으로 3mm보다 적어야만 한다. 바람직한 형태는 0.5내지 3mm, 더욱 바람직하기는 1내지 2mm이다. 작은 입자의 비율이 너무 높으면 점착성 또는 농밀화가 야기되므로, 0.5mm보이하의 작은 입자들이 함유될 경우 25%이하로 제한해야 된다. 본 명세서와 청구범위에서 "모든 전반적인 크기가 Xmm보다 작다"라는 용어에서 X는 여기에서 사용된 어떤 숫자이며, 커다란 입자가 발효제품에서 나타날만큼 충분한 양으로 존재하지 않는한, 큰 입자를 갖는 식물성 물질을 사용하는 것을 금지하려는 것은 아니다.

본 명세서와 청구범위에서 "주요 균사간의 간격"이란 용어는 본 발명의 제품내의 세포간질의 수분, 기체의 거품, 기질 또는 기질의 분해생성물의 원인이 되는 곰팡이 균사체사이의 간격이 0.5mm을 초과할 경우에 사용되고 있다.

동화할 수 있는 질소원은 단백질성 또는 비단백질성 모두 가능하며 상술한 바와같이 목적하는 조직감을 부여하기 위해 충분한 양의 곰팡이 균사체가 함성될수 있는 양으로 함유해야 한다. 이것은 탄수화물의 곰팡이 덩어리로의 전환 및 질소원의 곰팡이 단백질로의 전환의 효율에 좌우된다. 예를들면 단순히 곰팡이에의해 탄수화물이 이산화탄소 및 기타 휘발성물질로 계속하여 대사됨으로써 최종 생성물의 전체덩어리가 감소되므로, 그 이상의 곰팡이 단백질합성 없이도 발효제품중의 곰팡이 농도가 증가될수 있다.

곰팡이 종류에 따라 여러가지 물기질소원을 이용하는 능력이 달라진다. 질소원중 어느 농도에서는 억제되나 저농도에서의 이용이 가능할수도 있다. 일반적으로 아스페르길루스, 푸사리옴 및 라이조푸스는 암모늄염 및 육류를 광범위하게 이용하며, 곰팡이 중에는 질산염을 이용할수 있는 것도 있다.

어느 경우이든, 선택된 곰팡이의 질소이용 패턴은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자이면 용이하게 결정할수 있다. 모든 곰팡이는 다른 단백질 질소 또는 렙타이드, 아미노산등과 같은 이의 가수분해 생성물을 이용할수 있다. 이러한 적합한 단백질성 질소원은 육류 또는 어류입자, 왕겨, 또는 부산물 입자 또는 곡분말, 입자형태의 대두와 같은 식물성 단백질, 곡류 또는 분말, 단백질 추출물의 분리물 또는 농축물, 이스트와 같은 단세포 단백질 제제 이스트 추출물의 농축물 또는 분리물, 상기 물질의 가수분해물 등이다.

단백질성 및 비단백질성 질소원은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

각 단백질 함유물질의 함량은 입자의 크기 및 조직을 포함한 물리적 특성에 따라 좌우된다. 전반적인 입자의 크기가 0.5mm이하인 가습된 입자를 소량으로 첨가할 경우, 첨가된 단백질 함유물질의 조직은 중요하지 않다. 그러나 입자의 크기는 가습된 기질의 농밀화를 피하는데 있어서 중요하다. 대두와 같은 고형입자가 함유되는 경우, 가습된 입자의 최대크기는 2.5mm이하, 바람직하기는 1.0mm이하이어야 하며, 한편으로는 입자가 최종 제품내에서 뚜렷이 나타나고 육류의 특징이 아닌 입상 외관과 조직을 부여해야 한다.

단백질 함유 물질에서의 큰 입자의 최대함량은 이의 특성 특히, 발효능에 좌우되며 각 경우, 실험적으로 결정되어야 한다. 결정기준은 상술한 바와같이 잔류기질 성분이 단단한 매트릭스에 결합될수 있도록 충분한 균사체가 형성되고 나머지 입자는 제품중에서 실제적으로 나타나지 않아야 한다. 단백질 함유 물질이 발효되는 전기간을 통해 형성된 균사체는 모두 균사체 함량에 포함될수 있다.

균사체 성장을 증진하는 다른 영양소는 사용된 각 곰팡이 에서의 요구량에 적합한 비례로 첨가할 수 있으며 영양소는 용이하게 선택할 수 있다. 이들 영양소에는 인산염, 황산염, 칼륨, 철, 마그네슘, 구리, 아연, 칼슘등의 염이 포함될수 있다.

화합물인 기질내의 수분함량은 대단히 중요하며 곰팡이의 수분 요구량을 충족시키고 곰팡이에 의해 용이하게 작용되어 전분의 충분한 젤라틴화가 이루어질수 있는 충분한 양으로 존재해야 되나 전분의 과도 젤라틴화가 일어나서 입자가 정성이 되어 공기의 적합한 접촉을 억제할 정도로 수분 함량이 높으면 않된다. 최적 수분함량은 기질에 따라 다르나, 각경우 실험에 의해 결정해야 한다.

통상적으로 수분함량은 45 내지 70%, 바람직하기는 55내지 67%이다. 곡류에 있어서, 최적 수분함량은 통상적으로 50내지 67%이며, 밀 및 보리입자의 경우 바람직한 수분함량은 약 60%이다.

가습된 화합물의 기질을 제조하는 방법은 전분의 지나친 국부적 젤라틴 화를 피하면서 전분의 균일한 젤라틴화 및 분리된 전분·함류 입자를 형성할수 있는 방법으로 택해야 한다. 이것은 건조성분에 가용성 영양소를 함유할수 있는 열수를 필요량만큼 가하면서 교반하고 전분함유 입자를 통해 수분이 침투되고 젤라틴화가 일어날때까지, 선택된 전분원료의 상기 젤라틴화 온도에서 기질을 가열하면서 계속하여 혼합시킴으로써 달성할수 있다. 만족할만한 젤라틴화는 55내지 60%의 수분을 함유한 잘게 빻은 보리입자를 90℃로 가끔 교반해주면서 30분간 가열함으로써 얻을 수 있다.

기질의 멸균과 연속적인 무균 과정이 식품 제조과정에서 바람직하지만 반드시 필수적인 것이 아니다. 필요시, 멸균은 혼합, 조리하기전에 주성분을 간헐 산균(예를들면 고체 성분을 건열 살균 및 용해성분의 수용액의 여액을 오토클레이빙 또는 살균여과) ; 적당한 온도 및 충분한 시간동안(15psig 증기압으로 15내지 50분간) 수분이 함유된 기질을 가열하여 살균 및 조리를 동시에 행할수 있다.

발효가 진행되는 동안 습기가 있는 고체기질의 pH조정은 산 또는 알카리를 첨가하여 조정하기 어려우며 대부분의 곰팡이가 4내지 8로 일계적인 것은 아니다. 어느 정도의 완충력은 기질에 의해서 제공되지만 범위가 약간 넘은 것은 발효가 일어나는 동안 조정할 수 있다. 배지의 최초 pH는 최적 성장 pH 및 미생물의 내성에 좌우되지만 정상적으로는 4.5내지 5.5이다.

4이하의 pH는 조리하는 동안 전분의 가수분해를 촉진시켜주고 비무균성 상태를 사용하는 경우 5.5내지 8의 pH는 감염도가 증가된다.

습식 고체 발효는 문헌에 기술된 방법중 어느 것으로나 행할수 있다(예를들면 트레이 또는 점선으로 구멍뚫린 플라스틱백을 사용하는 것) 높은 상태습도, 바람직하게는 90%이상이고 더욱 바람직하게는 95%이상으로 유지시키는 것은 기질이 건조되는 것을 방지하여 아포형성을 지연시키는 요인이 된다 ; 즉 상기의 그 요인은 제품의 외양과 품질에 해로운 영향을 주는 것들이다.

발효온도는 미생물의 최적 성장온도에 가깝도록 유지시켜야만 한다. 곰팡이가 활발히 증식되도록 적당한 산소를 공급해야 한다.

사용한 미생물 및 조건을 변경시켜서 적당한 기간동안 성장시킨후, 전분기질은 잔류 기질물질을 함유하는 모든 공간 부위에 곰팡이 균사체가 서로 얽혀서 조밀한 형태로 되고, 전분기질 입자가 점유하는 공간을 균사체가 침투하는 것을 현미경 검사로 알 수 있다.

그것은 총기질의 6%를 함유하는 암모늄 락테이트를 가진 보리에서 성장한 라이조푸스 올리고스포러스 또는 총기질의 25인 콩에서 발견할 수 있으며 바람직한 질간은 산-가수분해성 전분과 전분 분해 생산물의 함량이 45%이다.

바람직하게는 40%이하이고 더욱 바람직하게는 35% 이하일 경우이다. 산 가수분해성 전분은 2N 염산으로 균질화시키고 2내지 3시간동안 100℃로 가열하여 전분을 가수분해시키고, 특히 가수분해물을 중화시키고 희석하고 여과하고 이어서 표준 방법중 어느 하나의 방법으로 환원당을 분석하는 적당한 방법으로 측정할 수 있다.

(AOAC의 분석방법 p. 532-533(1970년 11판참조). 상기 제품의 헥산 함량은 발효물질의 2.5 내지 3%(건조중량)이다.

상기의 허용량은 비발효 기질에 최초에 존재하는 헥산치이다.

기질이 들어있지 않은 대조구 균사체 제제로는 헥산 5내지 6% 정도 들어있는 수용성 배지를 사용한다. 이와같이 발효제품은 건조중량을 기준으로 하여 균사체가 40내지 60%함유되어 있다. 상기 물질은 단단하고 다소 깨지기 쉬우며 육류와는 유사하지 않고, 단백질 함유균사체의 변성(예를들면 물안에서 가열하는 방법)후에, 상기 물질은 단단하고 씹기에 어려우며, 썰거나 저며서 육류와 외양 및 조직감이 유사하도록 하거나 변성이 일어나는 건조되어 있는 경우 재수화된후 상기 특성을 갖게 된다. 변성은 제품중에 이미존재하는 물의 존재하에서나 또는 부가적인 물 또는 수용액 또는 현탁액의 존재하에서 또는 오일 또는 지방의 존재하에서 바람직하게는 약 70℃이상의 온도, 더욱 바람직이게는 약 100℃이상의 온도에서 상기 특성이 일어날때까지 가열하면 변성이 일어나며 ; 식품 가공에 통상으로 사용하는 형태의 물 혼화성 유기 용매로 처리하여 변성시키거나 ; 단백질을 변성시키는 방법중 일종의 공지 방법으로 변성시킬수 있다.

바람직한 방법은 물 또는 수용액 또는 현탁액 내에서 가열시키는 것이다. 변성에 필요한 시간 및 온도는 발효물질 크기, 양상에 따라 용해 또는 현탁성분의 특성 및 농도에따라, 용액 또는 현탁액의 pH에 따라 결정된다.

바람직하게는 발효물질을 잘게 저미거나 썰거나 또는 큰조각으로 썰어서 물 또는 염화나트륨 용액 또는 적당한 향료를 함유하는 용액에서 15psig(121℃)로 5내지 10분간 가열하거나 대기압으로 10내지 20분간 가열시키는 것이다. 변성된 물질은 변성되는 동안 용해성분중에서 여러가지 손실이 일어나는데, 특히 수용액에서 더욱 그러하다. 제품중에 들어 있는 산가수분해성 전분 및 균사체의 비율에 커다란 영향을 주는것은 아니다. 그러나 제품중의 헥산함량은 변성중에 영향을 받으며, 곰팡이 균사체를 측정하는 방법을 사용하는 경우 더욱 영향을 받으며 이어서 핵산 함량을 측정하기 위해 사용한 기질이 없는 균사체 표준품을 제품과 동일방법으로 처리하는 것이 중요하다는 것을 알게 되었다. 헥산은 변성단계전 또는 변성이 일어나는 동안 환원시킬 수 있다. 변성되는 동안 건조된 경우 재수화된 변성물질은 직접 스트 및 잘게저민 고기내에 혼합하거나 또는 기호 식품과 혼합하여 조직의 손실을 수반하지 않고 통조림으로 만들수 있다. 육류와 유사한 물질을 적당한 방법(예를들면 가열, 감압하에 가열, 동결건조)으로 건조하거나 처리한 물질의 용매를 직접 증발시켜 건조할수 있다.

예를들면 잘게 저민 제품은 50내지 80℃에서 강력오븐내에서 건조시켜 농갈색의 불규칙한 입자를 얻을수 있는데, 이를 재수화시키면 잘게저민 고기와 거의 유사하다.

재수화한후, 잘게저민 쇠고기, 돼지고기, 닭고기, 또는 기타의 고기류와 혼합할 수 있으며, 짭짤한 맛을 가진 저민고기 및 기타의 조리된육류(예를들면 햄버거, 소세지, 파이)를 그대로 사용하거나 향료를 가하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 발효식품의 관능적 평가를 위해 오스트레일리아 식품 연구소(The Food Technelogy Group of Biotechnology Australia)에서 훈련된 15인을 판넬로 선정하여 관능검사를 실시하였다.

평가방법

관능시험에 제공된 시료는 본 발명의 발효식품인 육류 대용품만으로 제조한 블로냐 소스와 천연 육류만을 사용하여 제조한 블로냐 소스로서, 이들의 외관, 조직 및 풍미에 대해 평가한 결과를 다음표 1에 나타내었다. 평가방법에 있어서는, 7가지의 평가지수로 나누어 보통=0, 탁월=3, 매우우수=2, 우수=1, 불량=-1, 매우불량=-2, 아주불량=-3=점으로 하였으며 표의 수치는 관능 시험원의 반응결과에 대한 평균치이다.

[표 1]

관능 검사표

A : 100%천연육류를 사용한 블로냐 소스

B : 100%육류 대용품을 사용(본 발명)한 블로냐 소스 상기표의 두가지 시료에서 나타난 외관, 조직감 및 풍미에 있어서 유의적 차이가 없음을 알수 있다. 따라서 상기표는 본 발명의 식품을 육류대용품으로서 사용할 수 있음을 입증하고 있다.

다음 실시예는 본 발명을 설명한 것이며 이를 제한하는 것은 아니다. 모든 부 및 퍼센트는 달리 언급하지 않는한, 중량으로 표시한 것이다. 온도는 섭씨이다.

[실시예 1]

i) 기질제조.

1175ml의 물에 다음 성불을 함유시킨 영양용액을 제조한다.

요소 34g, KH₂PO₄15g) (NH₄)₂HOP₄3.7g, MgSO₄.7H₂O 10g, Cacl₂.2H₂O 45.3g, (NH₄)₂SO₄3.3g, 나트륨시트레이트. 2H₂O 7.0g, CuSO₄.5H₂O 0.08g, FeSO₄.7H₂O 0.44g, 이 용액을 가열하고 1100g의 분쇄한 밀(수분 10%)을 가한다. 이때 밀의 입자는 모두 12메쉬/인치(Tyler Standard Screen Scale)체에 통과되었으며 14메쉬/인치 체에는 통과되지 않았다. 혼합물을 비등수욕내의 용기에 침적하여 가열하고 20분간 교반하면서 가열하는데, 이때 용액은 모두 흡수된다. 미트밀 250g(수분 7%)을 가하고 가습된 곡분 혼합물과 교반한후 250ml의 물을 더 가한다. 최종 혼합물의 수분함량은 약 55%이다. 가열후의 밀 입자의 평균크기는 최대 1.0내지 2.0mm이다.

혼합물을 직경 25cm, 7cm 깊이의 알루미늄 상자에 약 2.5cm의 깊이로 넣고 알루미늄 은박지로 덮은후 30분 동안 15psig 증기압력으로 가압살균한다. 냉각후, 각각의 상자는 무균상태로 물에 가한 라이조푸스 올리고스포러스의 활발한 포자 현탁액 10ml를 접종한다. 포자는 중량당 (NH₄)₂SO₄(0.72%), Na₂HPO₄(0.16% KH₂PO₄(0.19%)카사버밀가루(0.1%), 한천(0.15%)를 함유하는 한천 배지에서 생성된다. 접종후에 기질을 무균적상태로 잘 교반하고 은박지로 잘 덮어 32℃에서 60시간동안 습도를 조절한 배양기에서 배양한다. 이때에 기질에는 곰팡이 균사체가 활발하게 성장한다.

ii) 발효물질의 가공

발효물질 일부를 1내지 2cm길이의 입방체로 절단하고 옥수수가루(10%), 땅콩오일(6%), 글리세롤 모노스테아레이트(0.06%), 염화나트륨(2%), 고기향신료(Saroline 38-2919, Bush Boake & Allen 2%), 설탕 1%가 함유된 육즙 600g을 10분간 끓인다. 가열 조리된 물질을 500g무게의 병속에 넣고 95분동안 15psig에서 가압 살균하고 보존한다.

생성물은 진한 육즙중에 단단하고 중간색의 탄력있는 고기덩어리 같은 것이었다. 덩어리는 사람에게는 섬유질의 감촉을 느끼게하였으나, 개의 먹이로 적합하였다.

[실시예 2]

i) 기질제조

영양용액은 물 1ℓ에 다음 성분을 함유시켜 제조한다.KH₂PO₄(15g), (NH₄)₂HPO₄(15g), (NH₄)₂HPO₄(3.7g), (NH₄)₂HPO₄(3.7g), MgSO₄.7H₂O(10g), (MH₄)₂SO₄(3.3g) 시트르산(5g), CuSO₄.5H₂O (0.08g), FeSO₄.7H₂O (0.44g), 암모늄락테이트(50% W/V 용액) 120g. 물 400ml에 Cacl₂. 2H₂O를 녹인 용액을 별도로 제조한다. 두용액을 각각 15분동안 15psig. 에서 가압 살균한다.

실시예 1에서와 같은 정도로 분쇄한 보리(1100g, 10%수분포함), 미트밀 100g(7%수분), 대두밀(100g, 7%수분)을 건조 혼합해서 1시간 45분동안 150℃에서 건열로 5mm깊이층에서 살균한다음, 뚜껑이 잘맞는 멸균된 조리용기로 옮긴다. 뜨거운 영양용액을 교반하면서 가하고 조리용기는 비등수욕내에 넣는다. 혼합물을 45분간 가끔씩 교반한다. 모든 액체는 5분 이내에 흡수되지만, 이 곡류 입자내로 영양소와 물이 완전히 침투하기 위해서 또 바람직한 전분의 젤라틴화를 성취하기 위해서는 교반가열을 더하는 것이 필요하다. 가열 후의 수분함량의 거의 57%이다. 가열 조리된 곡류입자의 크기는 직경 0.5내지 2.5mm로 다양하다. 냉각후 가습된 기질에 라이조푸스 롤리고스포러스의 활발한 포자 현탁액 100를 접종하고 잘 교반한다음 0.5cm간격으로 구멍뚫린 깨끗한 플라스틱 통(15cm×30cm)에 넣는다. 이때 기질의 깊이는 2.5내지 3cm이다.

이통들을 60시간동안 32℃에서 잘 통풍되고, 습도가 조절된 상자내에서 배양한다.

ii) 발효물질의 가공

발효된 덩어리들을 1내지 2cm입방체로 잘라서 입방체를 겨우 덮을 정도로 충분히 끓인 물을 넣어 15분간 끓였다(입방체 무게당 1ℓ의 물). 이물은 다음과 같은 성분의 고기국물을 제조하는데 사용한다. 즉 무게당 소고기국물(4.5%) 신선한양파(3.3%), 순수밀가루(5.8%)분쇄한 신선한 소간(8.7%), 소금(1.5%) 모노나트륨글루타메이트(0.1%), 카라멜 착색료(0.7%) 고기가루0.9(3.5%)글리세롤 모노스테아레이트(0.5%), 비타민A/D₃(0.55mg%)끓인 입방체를 무게당 40 : 60의 비율로 고기국물에 첨가한다. 첨가량은 끓이기전 발효물질의 젖은 무게를 기초로 하여 첨가한다. 기호식품을 1시간동 15psig안로 증기솥에서 멸균시킨 300ml용적을 가진 깡통속에 넣고 밀봉한다.

상기 밀봉된 물질은 간의 특이한 냄새를 내며, 짚은 고기국물안에서 고기덩어리의 양상을 나타내었다. 상기의 물질은 개들에게 기본적이고 필수적인 영양원을 지닌 균형된 물질로 개들에게 아주 적당하다. 상기제품의 분석은 다음과 같다. 조단백질(N×6.25) 7.5% 지방 3%, 섬유질 0.5%, 염화나트륨 1%이다.

[실시예 3]

식품(보리를 기초로함)

i) 기질제조

암모늄 락테이트를 락트산(75ml의 50% W/V 용액) 및 암모니아수(45ml의 28% W/V용액)로 대치시켜서 실시예 B와 같은 방법으로 영양 용액을 제조하고 살균한다. 분쇄한 보리가루(1100g)과 콩 200g으로 제조한 콩가루(16메쉬/인치 이하)를 혼합하고 건열로 살균해 영양용액으로 조리해서 실시예 2와같이 냉각 접종, 배양한다.

ii) 과정

발효물질은 배지접시를 사용해 가정용, 고기분쇄기를 사용하여 잘게 저몄다. 상기의 저민 물질을 10분동안 3배당량의 3% 염화 나트륨 용액으로 2번 처리한다. 조리된 물질을 배출시키고 물질의 수분 함유량이 거의 70%로 감소될때까지 거칠은 무명천으로 물기를 짜낸다.

상기 물질은 조직과 색깔면에서 잘게 저며진 상고기와 유사하며, 약간 짠 풍미를 나타낸다. 다음의 예에서 설명하는 것과 같이 각종 요리에서 신선한 저민 고기와 대치시킬수 있다.

(a) 밀봉된 짭짤하게 저민고기

기술한 바와 같이 제조한 물질 1kg을 신선한 고기 500g과 혼합해서 잠시 튀기고 물 1.2ℓ에 지진 양파 100g, 고기국물 100g, 밀가루 100g, 고기향료 10g, 카라멜착색료 5g, 소금 1.6g을 포함한 1.2ℓ의 물에 넣어 가열한다. 상기 조제물을 1시간동안 15psig의 증기솥에서 살균한 300ml용적의 깡통에 넣어 밀봉하여 보존한다.

상기의 밀봉된 제품은 소고기를 저며서 만든 모든 매우 흡사한 외양, 조직, 풍미를 가졌으며, 증기솥에서 멸균한 후에도 특유한 질감을 유지하는 이점을 가졌다.

(b) 볼로냐쏘스(Bolognaise sauce)보기(a)에서 제조한 물질이 볼로냐 쏘스의 제조에도 사용되었는데 풍미와 질감면에서 상응하는 소고기 제품과 구별할 수 없었다.

(c) 햄버거

잘게 저민 발효물질을 염화나트륨용액내에서 가열해서 수분함량을 70%로 감소시킨후 얻은 물질을 신선한 고기(수분함유량 70%)동량과 혼합하고 소금, 후추로 양념해 햄버거와 같이 납작하고 둥근 양상으로 튀긴다.

상기 제품은 풍미를 지니고 있으며 상품의 햄버거이다.

[실시예 4]

단백질 함유조직 물질을 소금용액에서 끓인후에 2배량의 아세톤으로 3회 추출하는 것을 제외하고는, 실시예 3과 같은 방법으로 제조한다. 마지막 추출한후에 가능한한 많은 량의 아세톤을 제거시키기 위해 실온으로 공기중에서 점차적으로 건조시킨다.

상기에서 제조한 제품은 좀 허연 조각으로 이루어졌으며, 사실상 어떤 냄새나 풍미가 없다. 상기제품의 단백질 함량은 약 45%였다. 상기 조각에 수분을 첨가하면 급히 재수화되며, 70내지 75%의 수분함량에서는 색깔 질감과 씹히는 정도가 조리된 저민 소고기와 유사하다.

제품 2에 소고기 1의 비율로 신선한 소고기와 혼합할 경우, 소고기파이, 햄버거, 볼로냐쏘스 또는 기타의 유사한 요리에 사용할수 있으며 그것은 모든 육류제품과 구별할수 없었다.

[실시예 5]

발효물질을 실시예 3과 유사하게 제조한다.

상기 발효물질을 잘게 저미고 젖은 물질 체적당 이소프로필알콜 3배로 3번 처리하고 점차적으로 건조시킨후 물로 3회 세척하여 잔류용매를 제거한다. 물을 배수시키고 고형분의 수분함량이 70%로 감소될때까지 짜낸다. 상기 물질은 색깔과 질감면에서 조리된 저민 소고기와 유사했으며, 가볍고 맛좋은 풍미를 가지고 있다.

[실시예 6]

발효물질을 실시예 3과 유사하게 제조한다.

상기물질을 잘게 저미고, 젖은 상태의 잘게저민 물질용적당 3배의 아세톤 3으로 세번 처리한후, 강력한 통풍실에서 25℃로 점차적으로 풍건시켜 아세톤을 제거한다. 40℃의 따뜻한 물에 넣으면 그 물질은 급히 재수화되에 입에 맞는 풍미를 가지고 있으며 색깔과 질감면에서, 씹히는 정도가 조리한 살고기와 유사한 제품으로 된다.

제품으로부터 모든 용매를 제거하는 것이 중요한 일이며, 그렇지 않으면 풍미에 악 영향을 미친다.

[실시예 7]

발효물질은 미세한 대두 입자대신에, 14메쉬/인치 체는 통과하나 16메쉬/인치 체는 통과하지 않는 입자 크기로 분쇄한 대두입자 25%가 함유된 기질을 사용하는 것 외에는 실시예 3과 마찬가지로 제조한다. 상기 가습된 발효물질(100g)을 10ml물로 습윤상태로 한 다음 잘게 저미고 80℃에서 6시간동안 강력한 통풍오븐에서 건조시킨다. 이 건조생성물은 갈색이며 부서지기 쉽다. 3%염화나트륨을 함유하는 40℃온수에 담금으로써 재수화되어 그 물질은 색깔과 조직면에서 조리한 살고기와 유사하고 효모추출물과 유사한 풍미를 갖는다.

[실시예 8]

발효물질은 실시예 7과 같이 제조한다. 가습된 발효물질(100g)을 고기향료(Bonox Kraft Foods Ltd)의 10%용액 10ml로 축축하게 한후 잘게저며 6시간동안 80℃에서 건조한다. 생성물은 실시예 7에서 기술한 특성과 유사하였으나 더 강한 풍미를 가졌다.

[실시예 9]

발효물질은 보리대신에 비슷한 입자크기를 가진 분쇄한 옥수수를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 3과 마찬가지로 제조한다. 물질을 잘게 저미고 용적당 3% 염화나트륨 용액 3배의 용적중에서 끓인다. 배수시키고 생성물이 약 65%수분을 유지하도록 여분의 수분을 짜냄으로써, 그 물질은 단단하고 씹히는 듯한 조직과 맛이 좋고 약간 열매향기가 나는 엷은 갈색을 갖는다. 접종하고 잘 혼합한후, 구멍뚫린 플라스틱 통안에 약 2.5cm깊이로 넣는다. 이 통을 63시간동안 32℃에서 잘 통기되고 습기가 조절된 상자에서 배양한다.

발효물질을 잘게 저미고 용적당 3%염화나트륨용액 3배의 용적중에서 20분간 끓인다. 최종 생성물은 조직과 외양면에서 죄로딘 저민 소고기와 유사하며, 첨가된 고기입자는 시각적으로 다른 물질과 구별할 수 없었다.

입방체(약 1cm)의 발효물질도 유사하게 처리한다. 가열하고, 배수시킨 생성물을 외양과 조직면에서 입방체로 썰은 고기와 유사했고 맛좋은 풍미를 가졌다.

[실시예 11]

발효물질은 대두분을 사용하지 않는 것 외에는 실시예 3과 마찬가지로 제조한다. 발효물질을 1내지 2cm 입방체로 썰거나 저미고 20분간 3%염화나트륨용액에서 끓인다. 생성물은 콩 단백질 또는 고기를 함유한 생성물.

[실시예 10]

실시예 1에서와 같은 분쇄한 보리를 150℃의 뜨거운 공기 오븐에서 60분간 가열하여 살균한다.

신선한 저민 소고기(70g, 70%수분)를 KH₂PO₄(1.5g), (NH₄)₂HPO₄(0.37g), MgSO₄7H₂O(1.0g), (NH₄)₂SO₄(0.33g), 시트르산(0.5g), CuSO₄5H₂O (0.008g), FeSO₄7H₂O(0.04g), CaCl₂(0.53g)락트산(80% W/V용액, 7.5ml), NH₄OH(38%용액 W/V 용액4.5ml)를 함유하는 용액 124ml에 첨가한다. 소고기 및 영양소 용액을 15분 동안 15psig에서 가압 살균 한다음 물중탕기내의 조리용기에 함유된 뜨거운 곡류에 혼합물을 30분동안 가열하는 동안 자주 교반한다. 가열조리후의 수분함유량은 거의 65%이다. 냉각한후, 가습된 기질을 라이조푸스 올리고 스포터스의 포자 현탁액 10ml로에서보다 색깔이 더 옅으나 조직과 외양은 비슷한다.

[실시예 12]

보리가 주이며 대두를 첨가한 비단백성 질소 12내지 16메쉬로 분쇄된 보리가루(75g)와 14내지 16메쉬로 분쇄한 대두를 30분간 자주 교반하면서, 125ml물과 함께 가열조리한다. 물은 수분함량 58%를 유지하기에 필요한 량을 첨가한다. 냉각후에 기질을 라이조푸스 올리고스포러스의 포자 현탁액으로 접종하고 구멍뚫린 플라스틱 통안에 25cm깊이로 넣고 32℃에서 배양한다. 24시간후의 산 가수분해성 전분은 건조물질기준으로 약 53%이며, 핵산은 1.4%에서 3.2%로 1.8%가 증가한다. 끓인후 물질의 조직은 부드럽고, 과립상이 전분질이었다. 총 48시간동안의 배양으로 33%의 산 가수분해성 탄수화물을 함유한 생성물이 수득되었으며 핵산 함유량은 4.1%로 상승되어 2.7%가 증가되었다.

이물질을 15분가 물에서 끓임으로써 변성되어 씹히는 듯한 탄력있는 생성물이 수득되는데 잘게 저밀경우 저민 고기와 매우 유사했다. 현미경으로 관찰한 결과, 거의 직경 1내지 2mm최대직경으로 둘러싸고 있는 균사체의 밀집군이 나타났다. 어떤 균사체는 종종 공간을 통해 산만하게 성장하고 있다. 대두 입자로 보이는, 물질의 분리된 입자를 함유하는 공간도 나타났다.

[실신예 13]

발효물질은 실시예 3과 마찬가지로 제조하나, 단 여기서는 비슷한 입자크기의 건조한 카사아버 조각(400g), 동일 입자크기의 분쇄된 대두(95g) 및 콩가루(25g)를 사용하는데 암모늄락테이트 용액은 제외한다. 물질을 1내지 2cm입방체로 썰고 15분가 끓이고 잘게 저며서 70℃강력오븐에서 밤새 건조한다. 건조된 물질은 짙은 갈색이였고, 옅은 색갈의 섬유물질을 존재하였다. 2%염화나트륨에서 끓임으로써 재수화된 물질은 색깔과 조직면에서 가열조리된 저민 고기와 유사했으며 맛좋은 풍미를 갖는다.

[실시예 14]

기질은 실시예 12와 마찬가지로 제조한다. 냉각한후 기질을 아스퍼지러스 오리제(Aspergillus oryzae)의 포자현탁액으로 접종하고 구멍뚫린 플라스틱 통안에 25mm의 깊이로 넣은후 3일동안 30℃에서 배양한다. 생성물의 물에 끓이고 잘게 저민후 뜨거운 공기 오븐에서 80℃로 건조한다. 수분함유량이 거의 65%로 재수화됨에 따라 생성물은 저민고기와 유사한 외양을 가지며 단단하고 씹히는 듯한 조직을 갖는다.

본 발명의 생성물이 본 명세서에 한 바와 같이 제조될수 있다 할지라도, 이 명세서의 발표는 제조된 생성물이 인간 또는 동물에서 소비되는 식품에 관련된 어떤 특수한 법령이 반드시 허용되는 것을 의미하는 것으로 해석해서는 안된다.

Claims (1)

1. 질소원이 함유되거나 함유되지 않은 전분을 기초로 한 입상물질중의 전분성분을 물 존재하에 부분적으로 젤라틴화하여 전반적으로 0.5 내지 3mm의 크기를 갖는 입자로 구성된 입상기질을 얻고, 이때 출발물질에 질소원이 함유되지 않거나 불충분하게 함유된 경우에 젤라틴화 공정 전, 후 또는 도중에 상기 기질의 물리적 상태를 유지시키면서 질소원을 가한후, 이 기질에 불완전균류(fungi Imperfecti), 뮤코르류(Muco raceous fungi), 라이조푸스속, 아스퍼길루스속, 페니실륨속, 푸사리움속 및 아가리쿠스 속중에서 선택된 전분분해 곰팡이균주 하나이상을 접종하고, 상기 접종된 기질을 산소 및 수분 존재하에 상기 기질의 모든 입자 및 이의 분해 생성물이 균사체의 망상조식에 의해 실제적으로 밀접하게 결합될 때까지 배양시키고, 배양중 상기 질소원이 상기 곰팡이균에 의해 동화되고 균사체가 적합하게 성장할 수 있도록 비억제적이고 충분한 량으로 존재하며, 상기 질소원이 입상인 경우, 상기 질소원의 입자는 전반적으로 2.5mm이하의 크기를 갖는, 얻어진 생성물을 변성시킴을 특징으로 하는 단백질 함유식품의 제조방법.