KR890003092B1 - 단백질 가수분해물의 조성방법 - Google Patents

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Description

단백질 가수분해물의 조성방법

본 발명은 단백질 가수분해물을 물에 용해하고, 이 용액을 다공성물질로 겔 여과하는 것으로 구성되는 HCl 가수분해된 단백질을 개선하는 방법으로 특히 류신, 이소류신, 발린, 페닐알라닌 등과 같은 소위 무극성 아미노산 및 염화나트륨의 함량을 감소시킴에 의하여 관능적 특성이 개선된 단백질 가수분해 조성물 및 그 조성방법에 관한 것이다.

가수분해된 단백질은 공지의 것으로서 주로 맛을 내는 향미료로서 사용된다. 일반적으로 그 제조는 예를들면 카세인, 글루텐 및 대두 단백질 등과 같은 단백물질을 대략 6N의 염산과 함께 꿇여 가수분해한 후 수산화나트륨으로 중화시킴으로서 제조한다. 이 결과 그 액상 가수분해물에는 건조물질함량으로 약 50%의 염화나트륨이 함유된다. 그러므로 그 맛은 짜며 또한 류신, 이소류신, 발린 및 페닐알라닌 등과 같은 무극성 아미노산의 존재로 인하여 쓴맛도 가지고 있다.

또한 이러한 염분함량의 단점을 감소시키기 위하여 단백질을 가수분해하는 다른 방법들, 예를들면 효소 가수분해 및 황산에 의한 가수분해 후 침전에 의해 황산염 이온을 제거하는 방법등도 개발되었다. 내효소와 외효소를 배합하는 경우라 하더라도 효소에 의한 가수분해는 펩타이드 함량이 높고 미각적 특성이 빈약한 가수분해물을 만들어 내는 결과를 가져오며 한편 황산 가수분해는 가수분해물중에 바람직하지 못한 무미성을 상승시킨다.

그러므로 단백질 가수분해물을 개선하려는 노력이 시도되었다. 독일 연방특허공고 DD-A-157,258호(엘.바에르벨, 케이.거드.에프.랜드-포스트 니룽 위르츠, 미히뷔르치, 오라니엔부르크, GDR등에 의함)는 120μm이하의 평균기공크기를 가지는 분자체(molecular sieve)를 거쳐 겔여과 함에 의하여 pH 2.5-6.0의 가수분해물 수용액으로 부터 염분과 페닐알라닌을 제거하고 이어서 농축시키는 방법으로 단백질 가수분해 물을 개선하는 방법을 제시하고 있따. 이 방법에 평균 기공 크기 120 마이크로미터(=12.10^-5m)이하, 즉 기공 크기 1.10^-8m의 평균 기공 크기를 가지는 분자체 물질을 사용하는 이 방법을 반복함에 의하여 근소한 개선이나마 이룰수 있었다.

또한 영국연방특허공고 GB-A-2,066,265(치노인)에 의해 단백질 가수분해물을 베타-싸이클로 덱스트린 중합체가 충전된 칼럼으로 크로마토그라피함으로써 단백질 가수분해물의 페닐알라닌 함량을 감소시킬수 있다는 것이 알려졌다.

마지막으로, 미국특허공고 US-A-4,243,369(몰렌캄프)는 염화칼륨, 핵산염, 인산칼륨, 설탕 및 염화칼륨등으로 중화시킨 산처리 가수분해된 단백질을 함유하는 무 나트륨염 대용품을 제시하고 있다.

본 발명자들은 평균 기공 0.5 내지 2.5나노미터(10^-9m)의 분자체를 사용하여 수성매질내에서 단백질 가수분해물의 용액을 겔 여과시키면 염화나트륨 및 무극성 아미노산을 실절적으로 거의 제거할 수 있다는 것을 알아냈다.

본 발명은 0 내지 32중량%의 염화나트륨 25 내지 100중량%의 유리아미노산 및 8 내지 60중량%의 글루타민산(모든 계산은 건조물 기준으로 함)을 함유하며 임의에 따라 담체물질등을 함유하는 단백질 가수분해물을 제공한다. 적절한 용출(elution)을 수행하면, 염화나트륨이 전혀 포함되지 않는 유분(fraction)을 얻을 수 있다. 유분크기를 증가시키면 염화나트륨 함량 20 또는 35중량% 이하(건조가수분해물을 기준으로 계산한 w/w)의 제품을 얻을 수 있다. 출발불질의 가수분해 정도에 따라, 예를들면, 밀가루 글루텐을 6N HCl로서 장시간동안 가수분해한 가수분해물을 사용한 경우에 100중량%까지의 유리 아미노산을 함유한 개선된 단백질 가수분해물을 얻을 수 있다. 보통의 경우, 이 제품은 최소한 25중량% 내지 40주량%의 유리 아미노산은 함유하며, 물론 임의에 따라 담체물질도 함유한다. 적당한 담체 물질로는 예를들면 아라비아고무, 말토덱스트린, 전분(임의에 따라 변성됨), 셀룰로우스,덱스트란 및 락토제 등 삭카리드가 있다.

겔 여과 기술의 결과로서, 무염, 무이미노산 화합물(탄수화물 유도체로서 예를들면 휴민(humin)과 같은것)의 양은 20중량%이하의 수준까지, 바람직하게는 10%수준까지 감소된다(모든 계산은 존재하는 담체물질은 제외하고 단백질 가수분해물 기준으로 하였음).

마지막으로 또한 상기 쓴맛을 내는 경향이 있는 무극성 아미노산의 퍼센트는 출발물질함량과 비교할때 최소한 20%, 바람직하게는 최소한 50%감소되었으며 더 바람직한 경우는 최소한 70%나 감소되었다. 상기 담체물질은 0 내지 75%감소되었으며 더 바람직하게는 5-50%가량 함유될 수 있으며, 그 나머지는 본 발명에 의한 개선된 가수분해물인 것이다.

또한 본 발명은 조성물 총중량의 0 내지 75%, 바람직하게는 5 내지 50%의 시카리드 담체물질을 함유하며 그 나머지는 다음과 같은 조성상 특징으로 가지는 개선된 단백질 가수분해물로 구성되는 단백질 가수분해조성물을 제공한다 : 즉 (가) 염화나트륨 함량 0 내지 35중량% (나) 유리아미노산 함량 25 내지 100중량% (다) 글루타민산함량 8 내지 60중량%(건조물질 중량기준)

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 개선된 단백질 가수분해물은 pH2.0 내지 8.0에서 산가수분해한 단백질을 0.5 내지 2.5 바람직하게는 0.5 내지 1.5나노미터의 평균 기공직경을 가지는 분자체를 거쳐 건조물함량 45까지 처리하고 적당한 유분을 용출시킨 다음 농축건조 시킴으로써 제조할 수 있다.

아주 적합한 분자체는 세파덱스 10 및 15(스웨덴 홉살라 소재 파마시아 에이 비 회사의 상품명)와 같은 가교 데스트란이 있다. 그러나 스파덱스 25 및 100은 비효율적이라는 것이 입증되었다.

본 발명에 의한 단백질 가수분해물을 스프, 비프버거, 소세지, 소오스, 글래쉬(goulash)등과 같은 식품에 향미료로서 유용하게 사용할 수 있다. 또한 이 물질은 종래의 성분들과 함께 고금의 대치물로서 유용하게 사용할 수 있다.

특히 이 개선된 단백질 가수분해물은 염화칼륨, 염화암모늄, 아디핀산 칼륨, 등과 같은 소금의 대치물과 배합하여 사용하면 좋으며 이 배합물은 훌륭한 맛을 내는 제품을 만든다.

또한 본 발명에 의한 개선된 가수분해물은 모노- 및 디-사카리드, 시스타인/시스틴, 티아민 등과 반응하는 반응향미료의 제조에 우수한 출발물질로서 사용되며 이 반응 향미료에서 출발 아미노산의 대부분은 변함없이 남아있다.

이하에서 본 발명을 다음 실시예에 의해 설명하려 한다.

[실시예 1]

실기 100cm 및 내경 50mm의 온도조절성 겔-삼투 칼럼(columm)을 평균 기공규격 0.5 내지 1.5mm의 예비팽윤된 세파덱스 G-10 수지(스웨덴 읍살라소재, 파마시아 에이비회사 제품인 가교 덱스트란)로서 87cm높이까지 채웠다. 칼럼의 온도는 섭씨 50℃로 상승시키고 이 수지를 탈이온화하고 탈기화한 더운(섭씨 50℃)물을 사용하여 500ml/hr의 유속으로 2시간 동안 세척하였다. 그 후에는 유석을 정확히 200ml/hr로 조정하였다. HCl에 의해 가수분해된 밀 글루텐 단백질 공급원을 만드는데 있어서는 41%의 고체(그 중 47%는 염화나트륨이며 45.9%는 아미노산임)로 된 밀 글루텐 가수분해물 대 탈이온화 탈기화한 물의 중량비 2:1로 혼합하여 제조하였다. 다음 이 공급원(pH 5.8)의 부분표본을 200ml/hr의 속도로 한 시간 동안 칼럼에 주입하고 탈이온화하고 탈기화한 물을 위와 같은 유속으로 3시간동안 넣었다. 3시간 후에 다시 가수분해한 글루텐의 부분표본을 칼럼에 가하고 다음에 탈이온 탈기화한 물을 같은 유속으로 3시간 동안 주입하였다. 3시간 지난후에 다시 단백질 가수분해물의 부분표본을 칼럼에 가하고 이어서 탈이온화하고 탈기화한 물을 첫째 싸이클에서와 같은 유속과 시간으로 주입하였다. 이러한 조작의 사이클패턴은 염화나트륨과 아미노산의 연속적 분리를 가능케 하였다. 이 모든 사이클중, 칼럼의 온도는 섭씨 50℃로 유지했다.

칼럼에서 나오는 용출액을 20ml유분별로 모아서 염화나트륨 및 아미노산 함량에 대한 분석을 하였다. 그러나 시험초기에서 3시간 동안 취한 용출액 유분에는 아미노산, 염화나트륨 또는 글루텐 가수분해물 등의 성분을 포함하고 있지 않았다. 4시간의 한 와전 싸이클중 수집한 유뷴들의 분석결과는 다음과 같다.

유분 1-14의 결합유분은 원래 건조물의 32.7%를 함유하였다. 이 건조물은 98.5%의 아미노산(류신, 이소류신, 발린 및 페닐알라닌이 아미노산 조성물의 2.5%를 점유하였고, 본래는 12.4%가 함유되었든 것임)으로 구성되었따. 염화나트륨의 비율은 0.1%이하였다. 유분 15 내지 40은 67.3%의 원 건조물을 함유하였다. 이 건조물은 20.4%의 아미노산과 69.8%의 염화나트륨으로 구성되었다.

[실시예 2]

수행한 방법은 실시예 1에서 기술한 것과 같고 단 탈지대 두 가수분해물 (HCl에 의한 것)을 공급원으로 사용했다. 이 콩 단백질 가수분해물은 40.4%의 고형분을 함유하며 그 중에서 47.1%는 염화나트륨이었고 31.2%는 아미노산이었다.

유분 1 내지 14의 합한 유분은 33%의 원 건조물을 함유하였다. 이 건조물질은 68.8%의 아미노산을 함유하여, 그 중에서 22.3%는 글루타민산이었다. 무극성 아미노산은 아미노산 조성물내에 2.4%를 점유하였으며, 본래는 11.8%를 점유하였든 것이다. 염화나트륨의 함량은 0.1%이하였다(염화물 이온으로 측정함). 유분 1내지 14는 25% 고형분으로 농축 후 15중량%의 전분을 가하고 분무건조시겼다. 결합유분 15 내지 40은67%의 원건조물을 함유했다. 이 건조물은 13%의 아미노산과 70%의 염화나트륨37.5%의 전분 담체 제외)으로 구성되었다.

[실시예 3]

수행한 방법은 실시예 1에서 충분히 설명한 바와 같다. 단 옥수수 클루텐(옥수수 단백질)의 HCl 가수분해 물을 공급원으로 사용하였따. 이 가수분해 물은 41%의 고형분을 함유하였으며 이 중에서 47.7%는 염화나트륨이었고 45.3%는 아미노산이었다.

결합유분 1 내지 23전체는 62.1%의 원 건조물을 함유하였다. 이 건조물은 38.0%의 아미노산을 함유하였으며, 이 중에서 11.3%는 글루타민산이었다. 염화나트륨의 함량은 21.1%였다. 무극성 아미노산은 아미노산 조성물 전체의 2.7%를 점유하였으며 본래는 8.3%를 점유하였든 것이다.

유분 1 내지 23은 건조물질함량 60%의 페이스트로 농축시켰다. 결합유분 24-40 전체는 37.9%의 원 건조물을 함유하였다. 이 건조물은 7.3%의 아미노산과 26.6%의 염화나트륨으로 구성되었다.

[실시예 4]

염화나트륨의 역할을 시키기 위해 사용한(염화나트륨 대치물) 향미화합물의 혼합물은 다음과 같이 구성시켰다.

염화칼륨 90g

구연산모노칼륨 5g

글루타민산모노칼륨 5g

이 혼합물을 실시예 1의 탈염한 밀가루 글루텐 가수분해물과 1 : 2(w/w)비로 혼합하였다.

이 혼합물을 수중에 1%의 용량으로 타서 6명의 경험있는 감식가들의 페널테스트에 의하여 평가했을때, 그들은 본 발명의 염화나트륨 대치물/탈염밀가루글루텐 가수분해물 혼합물이 염화나트륨 대치물 혼합체보다 우수한 짜고 맛있는(가수분해물을 제외하는)느낌을 가졌다고 평가하였다. 분명한 것은 탈염 단백질 가수분해물이 칼륨염에 내재하는 쓰고, "나무 같고"무미한 특성을 가리운 것이 확실하다는 것이다.

[실시예 5]

한 반응 향미료를 제조함에 있어서 다음의 혼합물은 섭씨 100°에서 3시간 동안 가열시켜 만들었다.

타아민 염산 염 1g

포도당 8g

글루타민산 모노나트륨 4g

시스타인 HCl H₂O 0.5g

락틴산 0.4g

탈염 탈지대두 가수분해물(실시예2) 10g

물 20g

제2의 향미료는 같은 방법으로 제조하였으며 단 이번에는 원래의 가수분해물을 사용하였다.

뜨거운 물에 액상향미료 2%의 투여용량 수준으로 하여 평가하였을 때, 감식가 6명에 의한 패널테스트 에서 탈염 대 두 단백질 가수분해물을 기재로한 향미료를 선호하였으며, 원 가수분해물로 제조한 비슷환 제품보다 더 고기맛이 나고, 맛이 깨끗하여 덜 거칠다고 진술하였다.

[실시예 6]

염화나트륨 함량이 낮은 옥수수 글루텐가수분해물(실시예 3) 5g을 다음의 스프혼합물이 들어있는 1리터의 물에 가하였다.

염화나트륨 10g

글루타민산 모노나트륨 2g

소기름 5g

버미셀리(vermicelli) 20g

건조한 양파 3g

건조한 당금 1g

허브(herb)혼합물 0.25g

이 조성물 전체를 20분간 꿇였다. 대조표본은 출발물질인 옥수수 글루텐 가수분해물(더 많은 염화나트륨과 무극성 아미노산을 함유함)을 함유하는 것으로 하였다.

전문가 진 6명에 의한 패널테스트 결과는 탈염 단백질 가수분해물이 들어 있는 스프를 선호 하였으며 대조표본 보다는 더 고기맛이 나고 고기스프맛이 난다고 진술하였다.

Claims (4)

1. 염산 가수분해된 단백질을 개선하는 방법에 있어서 가수분해물을 물에 용해하고 이 용액을 평균 기공직경이 0.5 내지 2.5 나노미터로된 다공성물질을 통해 겔 여과하고 (가) 염화나트륨이 0 내지 35중량% (나) 글루타민산을 8 내지 60중량%(건조물로서 계산)함유하는 유리 아미노산을 25 내지 100중량%를 가지는 유분을 용출시킨 것 및 사카리드담체 가수분해물 0 내지 75중량%로 구성되는 단백질 가수분해물의 조성방법.
2. 제1항에 있어서 다공성물질의 기공직경이 0.5 내지 1.5나노미터인 단백질가수분해물의 조성방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서 다공성물질은 가교 텍스트란인 것을 특징으로 하는 단백질 가수분해물의 조성방법.
4. 제1항에 있어서 적당한 다공성물질로 칼럼을 충전하고 단백질 가수분해물과 물의 용출을 교대로 시행하는 것을 특징으로 하는 단백질 가수분해물의 조성 방법.