KR100679614B1 - 제과 및 제빵용 신규한 팽창용 산성 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무수 인산일칼슘을 적합한 온도에서 적합한 시간동안 가열하여 생성되는 결과 조성물에서 P2O7를 약 25 내지 72 중량%로 함유하는 팽창용 산성 조성물을 제공한다.
팽창, 제과, 제빵, 산성 팽창제, 무수인산일칼슘, 베이킹파우더, 베이킹소다
Description
본 발명은 제과 및 제빵 제품용 팽창용 산성 조성물, 특히 가스발생 제어에 우수한 특성을 부여하기에 적합한 시간 및 온도에서 무수 인산일칼슘(anhydrous monocalcium phosphate)을 가열하여 제조되는 조성물에 관한 것이다.
화학 팽창제는 100 여년 전부터 이미 알려진 것이다. 이스트를 대신하여 산의 중화작용을 하도록 적용되는 탄산 알칼리(carbonate alkali)는 제과 및 제빵 제품의 제조동안 요구되는 시간 및 재료의 함량을 저감하도록 한다. 이러한 다양한 초기의 팽창제가 개발되고 팽창용 알칼리 및 상기 알칼리를 중화하기 위해 사용되는 산 뿐 아니라, 이러한 베이킹 파우더를 용이하게 측정하고 취급하고 저장하게 하는 충전제(filler)를 함유하는 베이킹 파우더로 시매되고 있다.
팽창제는 오랫동안 2가지의 기본 성분을 포함하는 것으로 알려져 있다. 첫 번째 성분은 물론 오르소인산, 피로인산, 및 인산일칼슘, 산성 피로인산나트륨과 같은 이의 부분염과 같은 산성 인산염류, 크림상 주석(cream-of-tartar) 및 기타 결과의 제과 및 제빵 제품에 바람직하지 않은 풍미를 부여하지 않는 적절하고 식용 가능하고, 독성이 없는 산과 같은 팽창용 산류이다. 이러한 산은 "산성화제(acidulant)" 또는 "베이킹 산류(baking acids)"로 알려져 있지만, 통상 "팽창용 산류(leavening acids)"로 더욱 잘 알려져 있다.
물반죽(moist batter)이나 반죽(dough)에 첨가하는 경우 산은 물반죽 또는 반죽에 포함된 이산화탄소를 발생하는 화합물과 반응하여 팽창을 위해 필수적인 가스를 발생시킨다. 가스의 발생속도는 최종 제품에 부여될 크기, 밀도 및 풍미의 질감을 결정하는 중요한 인자이다. 이 속도는 미리 제조된 캔저장된 비스킷용 반죽을 제조하는 경우와 같은 용도에서는 좁은 범위로 제한되어야만 한다. 또한 팽창에 요구되는 사항은 이들 각각의 다양한 제과 및 제빵 제품에서 광범위하게 다른 것으로 양질의 제품을 보장받기 위해서 특정 가스 발생 속도를 요구한다. 이산화탄소의 발생 속도에 관한 기본적인 인자 중 하나는 이산화탄소 발생 원료의 반응성이다.
적합한 최종 제과 및 제빵용 제품을 생산하기 위하여 팽창용 산류를 사용하는 일차적인 목적은 이산화탄소 발생 운동을 제어하고 조정하기 위한 것이다. 특히, 물과 팽창용 산의 작용효과를 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 팽창용 산은 반죽하는 동안 또는 반죽을 냉장 저장하는 동안 반응성이 없지만 최종 산물의 팽창이 일어나는 가열동안 반응성이 있도록 설정되는 것이 바람직하다.
특히 유용한 팽창용 산은 인산염류의 물질이고, 더욱 바람직한 것은 인산일칼슘(monocalcium phosphate)이다. 이 산은 나트륨을 가지지 않기 때문에 뒷맛을 남기지 않아서 상업적으로 유용한 것으로 간주되고 있다. 그러나 인산일칼슘은 나 트륨을 가지지 않아서 반응속도를 적합하게 조절하는 것이 어렵기 때문에 베이킹 과정중 여러 단계에서 이산화탄소 염기를 발생한다. 인산일칼슘을 사용하는데 기본적인 문제점은 소망하는 속도보다 너무 빨리 가스를 발생한다는 것이다. 결과적으로, 이 인산일칼슘의 사용은 일반적으로 일부의 팽창용 산의 혼합물의 일부로 제한되어 왔다. 이러한 혼합물은 인산 알루미늄 나트륨(sodium aluminum phosphate) 또는 피로인산 나트륨과 인산일칼슘의 혼합물과 같이 나트륨을 함유하게 되거나 또는 완벽하게 부드러운 풍미를 가지지 못할 수가 있기 때문에 부적절할 수 있다.
팽창용 산의 반응성을 조절하여 이산화탄소 발생 속도를 조절하는 것은 공지되어 있다. 팽창용 산의 반응 속도를 조절하고자 하는 다양한 시도가 본 기술 분야에 알려져 있다. 통상적인 일례로는 반응 속도를 조절하기 위해서 상기 산과 미세 분말의 칼슘염을 혼합하는 Tucker의 미국 특허 제3,034,899호를 들 수 있다.
칼슘염은 초기부터 화학 팽창제에 사용되어 왔다. 이러한 사용의 통상적인 예는 Peters의 미국 특허 제315,831호에서 개시되어 있다. 그러나 Peters에서 교시된 이러한 칼슘염은 상대적으로 느린 작용으로, 알칼리 금속염과 비교하여 탄산염 인자와 같이 만족스러운 성능을 제공하지 못한다. 비록 탄산칼슘과 같은 칼슘염이 미국 특허 제4,388,336호 및 제4,526,801호에서 개시된 바와 같이 팽창용 산의 방부제와 같은 목적으로 사용되었지만, 이러한 탄산염은 제과 및 제빵 제품에서 탄산염 인자로 바람직한 반응성을 제공하지 못한다.
인산일칼슘이 인산염의 얇은 코팅을 이의 산 코어 주변에 코팅한 소위 "코팅된" 인산일칼슘의 사용도 본 기술 분야에서 공지된 것이다. 그러나, "코팅"은 이상적으로 바람직한 반응 운동을 제공하지 않고 통상 혼합 조성물의 일부로서 사용될 수 있을 뿐이다. 이러한 물질은 미국 특허 제2,160,232호에 개시되어 있다. 이 코팅된 물질을 제조하기 위해서 인산일칼슘 출발물질은 140℃ 이상의 온도에서 가열 처리된다. 이 참고 문헌은 팽창용 산이 피로인산염의 형태로 빠르게 전환될 수 있다고 주장되므로 물질은 230℃ 이상으로 가열하여서는 안된다고 언급되어 있다. 이 참고문헌은 또한 산류의 중화가(neutralizing values) 즉, 산성 인산염 100 중량부를 완전히 중화하는데 필요한 중탄산나트륨의 함량이 83 내지 88 중량부라고 개시하고 있다. 그러나 기술의 발달로 인산일칼슘의 제어된 반응성이 개선되고 있지만, 이의 성능은 나트륨을 함유한 팽창용 산류 즉, 산성 피로인산나트륨 및 인산 알루미늄 나트륨에 비교하여 열등하다.
미국 특허 제2,160,700호는 무수 인산일칼슘이 산성 용액에서 결정화에 의해 제조될 수 있다는 것을 개시하였다. 무수 인산일칼슘의 결정을 제조하는 바람직한 방법이 상기 특허에 개시되어 있다. 이 방법에서는 약간 과량의 석회(lime)가 상대적으로 농축된 인산 용액에 첨가되어 자발적으로 140 ℃ 이상의 반응 온도를 만든다. 이 온도는 140℃ 이상 그러나 피로포스페이트의 실질적인 함량이 형성되는 온도 이하의 범위로 조절된 것이다. 이 온도는 석회 첨가 속도에 의해서 조절된다. 이 반응은 고상의 무수 인산일칼슘의 건조 질량이 실질적으로 생산될 때까지 지속된다.
미국 특허 제2,314,090호는 석회를 인산과 반응시켜서 90% 이상의 산성 인산 염류(acid phosphates)를 가지는 결과물을 생산하는 산성 피로인산 칼슘을 제조하 는 방법에 관한 것이다.
미국 특허 제3,109,738호는 인산 알루미늄 나트륨과 무수 인산일칼슘의 혼합물인 팽창용 산성 조성물에 관한 것이다. 조성물은 우수한 가스 발생 특성을 나타내지만 나트륨을 함유하는 산류를 사용할 것을 요구한다.
미국 특허 3,954,939호는 물과 14 내지 17%의 점화손실을 가지는 인산일칼슘 조성물을 예비혼합하고, 물과 인산일칼슘을 충분한 시간 동안 접촉시켜서 17 내지 21.5의 점화손실을 가지는 수화된 인산일칼슘 조성물을 형성하고, 상기 인산일칼슘 조성물을 상기 예비 혼합물이 수분이 없다면, 1% 이하, 바람직하게는 0.5% 이하의 수분을 가지도록 건조시켜서 케이킹 경향을 감소시킨 인산일칼슘에 관한 것이다.
본 출원인의 소유인 미국 특허 제5,554,404호는 팽창용 산성 조성물에 관한 것으로 44 내지 63의 중화가를 가지는 베이킹 적용에 사용되는 용도에 관한 것이다. 이 조성물은 인산일칼슘을 200℃ 내지 310℃에서 0.25 내지 30시간동안 가열하여 제조된다. 그러나 더욱 다양화된 상업 용도에 의해서 높은 중화가를 가진 조성물을 생산하는 것이 더욱 요청된다.
본 출원인의 미국 특허 제5,667,836호는 인산일칼슘을 열처리후의 결과 조성물이 출발 인산일칼슘의 83 내지 93 중량%가 될 정도로 상승된 온도로 가열하여 팽창용 산성 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 높은 중화가(즉, 80 이상)를 가지는 조성물을 생산할 수 있지만, 일수화된 인산일칼슘을 출발물질로 사용하는 경우에 얻어진다. 이어서 본원 발명의 근간이 되는 미국 특허 제5,667,836호에 청구된 바와 같이 무수 인산일칼슘이 출발물질로서 사용되는 경우 우수한 성능이 작은 중량의 손실로도 얻어질 수 있다(즉, 공정 중 1 내지 7%의 중량 손실, 더욱 바람직하게는 1 내지 4 %의 손실이 본 발명에서 획득될 수 있다).
따라서, 여러가지 베이킹 제품에 사용하기에 적합하도록 발생 속도 특성이 잘 조절될 수 있는 무수 인산일칼슘에서 유도된 팽창용 산을 제조하는 것이 요구된다.
본 발명에 따르면, 제과 및 제빵 제품 제조의 여러 단계팽창용 염기와 반응하는 우수한 제어된 가스 발생 특성을 가진 팽창용 산성 조성물이 제공된다. 상기 산성 조성물은 특정 산성 피로인산염 함량, 점화 손실 성능(ignition performance) 및 중화가로 특정되는 열처리된 무수 인산일칼슘 조성물이다.
본 발명의 일 실시예에서는 무수 인산일칼슘을 적합한 온도에서 적합한 시간동안 가열하여 생성되는 결과 조성물에서 P2O7를 25 내지 72 중량%로 함유하는 팽창용 산성 조성물을 포함한다.
본 발명의 조성물은 7 내지 14의 점화 손실 및 50 내지 80의 중화가를 가진다.
본 발명의 인산일칼슘을 제조하기 위해서, 무수 인산일칼슘의 샘플을 상기 프로파일을 가진 물질을 제조하기에 적합한 시간동안 상승된 온도로 가열한다. 이는 통상적으로 200℃ 내지 310℃에서 0.25 시간 내지 30시간동안 무수 인산일칼슘을 가열하여 실행된다.
특히 바람직한 실시예에서, 이 방법에서 출발물질로 사용되는 무수 인산일칼슘은 유리산 및 유리 석회를 출발 조성물의 중량의 최소 함량, 즉 0.5 중량% 미만으로 함유한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 무수 인산일칼슘을 적합한 온도에서 적합한 시간동안 가열하여 생성되는 결과 조성물에서 P2O7를 25 내지 72 중량%로 함유하는 팽창용 산성 조성물을 포함하는 식용가능한 제과 및 제빵 제품을 제조하기 위한 베이킹 파우더 또는 베이킹 믹스를 포함한다.
상기 베이킹 파우더 또는 믹스는 케이크, 머핀, 도넛, 빵, 페스트리, 쿠키, 브라우니, 허시 파피, 팬케이크, 와플, 피자 크러스트 또는 롤을 제조하는데 사용된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 다음을 필수성분으로 포함하는 팽창용 산성 조성물로서, 상기 조성물은
(a) 무수 인산일칼슘을 적합한 온도에서 적합한 시간동안 가열하여 생성되는 결과 조성물에서 P2O7를 25 내지 72 중량%로 함유하는 조성물 1 내지 99 중량%; 및
(b) 인산일칼슘, 일수화물(monocalcium phosphate, monohydrate); 인산일칼슘, 무수물; 코팅된 인산일칼슘; 인산 알루미늄 나트륨; 인산일칼슘과 인산 알루미늄 나트륨의 혼합물; 황산 알루미늄과 인산 알루미늄 나트륨의 혼합물; 산성 피로인산나트륨; 명반(sodium aluminium sulfate); 황산 알루미늄 칼륨; 암모늄 명반(ammonium alum); 나트륨 명반(sodium alum); 칼륨 명반(potassium alum); 인산 일나트륨(monosodium phosphate); 인산일칼륨(monopotassium phosphate); 주석산(tartaric acid); 구연산(citric acid); 아디프산(adipic acid); 푸마르산; 인산이마그네슘; 인산이수소일나트륨(monosodium dihydrogen phosphate); 이수화 인산이칼슘(dicalcium phosphate dihydrate); 인산일암모늄; 주석산일칼륨; 및 글루코노-델타-락톤(glucono-delta-lactone) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 부가적인 팽창용 산성 조성물 99 내지 1 중량%
를 필수성분으로 포함하는 것으로
(a)와 (b)의 중량%의 합은 100이 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 우수한 안정성 및 가스 발생 특성을 가지는 팽창용 산으로 유용한 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 신규한 팽창용 산성 조성물을 제조하기 위한 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 신규한 팽창용 산성 조성물을 사용한 베이킹 파우더 또는 베이킹 믹스를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 도 다른 목적은 신규한 팽창용 산성 조성물의 혼합물을 제공하고자 하는 것이다.
이들 및 기타 목적은 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 참고로 하 여 당업자에게 보다 분명해 질 것이다.
바람직한 실시예
본 발명의 바람직한 실시예에서는, 특정 용어가 명확성을 위해서 사용될 수 있다. 이러한 용어는 인용된 실시예를 포함하도록 의도된 것으로 모든 용어는 유사한 목적에서 유사한 방법으로 작동되어 유사한 결과를 달성하는 것과 균등한 것이다.
본 발명의 주요한 특징은 바람직한 가스 발생 제어특성을 가지는 팽창용 산성 조성물을 개발하고자 하는 것으로 산류는 베이킹 사이클에서 발생하는 적합한 시간에서만 산은 가스를 발생시키는 것이다. 더욱 상세하게는 이산화탄소의 발생은 팽창용 산성 조성물을 함유한 베이킹 혼합물에 물을 혼입하거나 또는 가열시 온도를 상온하여, 또는 이들의 결합된 효과에 의해서 발생될 수 있다. 반대로, 상기 산류는 베이킹 믹스의 제조 또는 다음의 반죽 기간, 예를 들면 반죽 기간 또는 베이킹 전에 저장하는 동안 이산화 탄소 가스를 미리 발생시키지 않는 것이 바람직하다. 본 발명은 결과 물질이 P2O7을 25 내지 72 중량%로 함유하기에 적합한 온도 및 시간 동안 무수 인산일칼슘을 가열하여 상기 목적을 달성하였다. 결과 물질이 풍미를 부드럽게 하고 여러 가지 기능을 가진다.
무수 인산일칼슘 출발물질에서 인을 함유하는 화학기의 거의 모두가 오르소인산염의 형태(PO4)이다. 본 발명의 가열 처리에 의해서 오르소인산염, 피로인산염(P2O7) 및 고급의 인산염(P3O10, P4O
13, 및 하나의 관능기당 4개 이상의 인 원자를 가지는 인산염) 형태의 인산염기를 함유하는 조성물이 생산된다.
결과 조성물에서 피로인산염기의 함량은 25 내지 72 중량%이고, 더욱 바람직하게는 40 내지 70중량%이고, 가장 바람직하게는 50 내지 65 중량%이다.
결과 조성물에서 오르소인산염기의 함량은 10 내지 60 중량%이고, 더욱 바람직하게는 15 내지 40중량%이고, 가장 바람직하게는 20 내지 35 중량%이다.
결과 조성물에서 고급의 인산염기의 함량은 0 내지 5 중량%이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 2.0중량%이다. 가장 바람직한 실시예에서, 고급 인산염기는 결과 조성물에서 0.1 내지 2.0 중량%의 함량으로 존재하는 화학식 P3O10의 폴리인산염이다.
본 발명의 화합물의 중화가는 50 내지 80이다. 특히 바람직한 조성물은 64 내지 80의 중화가, 더욱 바람직한 것은 70 내지 80의 중화가를 가진다.
본 발명의 조성물의 점화 손실(LOI: Loss on Ignition)은 7 내지 14%이고, 더욱 바람직한 것은 10 내지 12%이다.
무수 인산일칼슘 출발 물질은 통상 20 내지 200 미크론의 평균 입자크기를 가지고 상업으로 시판되는 것의 평균 입자크기는 30 내지 120 미크론 또는 50 내지 200 미크론의 것이 있다. 무수 인산일칼슘은 인산과 통상 석회로 알려진 산화칼슘과의 반응에 의해서 제조된다. 이 반응은 잘 공지된 것이다.
그러나, 대부분의 시판되는 무수 인산일칼슘은 각 반응물(즉, P2O5:CaO)의 정확한 화학양론적 함량이 사용되지 않아도 제조된다. 즉, 말하자면, 약간 과량의 인산 또는 과량의 석회가 상기 조성물에 존재한다. 발명자는 출발물질인 무수 인산일칼슘이 과잉의 산 또는 과잉의 석회를 최소한으로 함유하는 것이 바람직하다는 것을 발견하였다. 이러한 출발물질을 사용하는 것으로 바람직하게 높은 중화가(즉, 64 내지 80)를 가지는 결과의 팽창용 산성 조성물을 생산할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 출발물질로 사용된 무수 인산일칼슘이 유리산을 0.5 중량% 미만 및 유리석회를 0.5 중량% 미만으로 함유하고, 더욱 바람직하게는 유리산 또는 석회중 어느 것을 0.1 중량% 미만으로 함유하는 것이 바람직하다.
이 현상을 다른 방법에서 고려하면, 출발물질인 무수 인산일칼슘 제조에 사용되는 P2O5 대 CaO의 중량비를 비교하는 것이다. 완벽한 각각의 화학양론적인 중량비율은 2.53이다. 우수한 결과는 P2O5 대 CaO 의 중량비가 2.42 내지 2.63 사이인 무수 인산일칼슘을 출발물질로 사용하는 경우에 얻어진다.
본 발명의 조성물은 피로인산염을 25 내지 72 중량% 함유하도록 적합한 온도 및 적합한 시간동안 무수 인산일칼슘을 가열하여 제조된다. 이 가열단계는 오븐, 스팀, 토스된 공기 또는 컨벡션 형태, 핫 플레이트, 유동화된 베드 회전식 드럼 건조기 등과 같이 종래에 알려진 가열 수단을 사용하여 간단하게 수행된다.
사용된 가열 조건은 일반적으로 출발물질인 인산일칼슘의 온도가 200℃ 내지 310℃에 도달할 정도로 가열하고 이 물질은 이 온도에서 0.25 시간 내지 30시간 동안 유지하는 것을 포함한다. 가열온도 및 시간은 피로인산염으로 전환하고자 소망하는 함량에 따라 선택된다. 예를 들면, 우수한 산물은 출발물질인 인산일칼슘의 온도가 230 - 265℃로 가열되고 가열시간이 2 내지 5시간인 경우에 제조된다.
출발물질인 무수 인산일칼슘이 적합한 시간동안 가열된 후, 결과의 조성물은 냉각되고 수분을 흡수하지 않는 조건하에서 저장된다. 특히 바람직한 저장 조건은 건조제가 들어있는 방수 포장 또는 저장고를 포함한다.
일단 제조되면 본 발명의 신규한 팽창용 산성 조성물은 식품용 베이킹 믹스에 혼입되어서 상기 산류와 통상 중탄산 나트륨과 같은 염기와 반응하여 기지의 화학 팽창제 또는 이스트와 같은 생물학적 팽창제가 제공하는 팽창 작용을 한다.
본 발명의 화학 팽창제는 건조 파우더 믹스와 같은 산과 염기를 예비 혼합하여 제조된 종래의 베이킹 파우더 제품에 혼입될 수 있다. 건조 파우더 형태의 베이킹 파우더는 파우더의 용적을 부여하고 실재 용도의 양을 위해서 충전제와 함께 제조된다는 것이 잘 알려져 있다. 전분, 황산칼슘 또는 탄산칼슘과 같은 충전제는 일반적으로 본 발명의 베이킹 파우더에 사용된다. 종래의 방부제 및 충전제는 본 기술 분야에 알려진 바와 같이 본 발명의 베이킹 파우더와 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물을 혼입할 수 있는 식료품의 예로는 층으로 나뉘어진 케이크 또는 파운드 케이크를 포함하는 케이크, 머핀, 도넛, 빵, 페스트리, 쿠키, 실 온, 냉장 또는 동결된 반죽, 브라우니, 허시 파피, 팬케이크, 와플, 피자 크러스트 또는 롤을 포함하나 이것으로 제한되는 것은 아니다. 상기 식료품은 실온 또는 저온, 예를 들면 냉장고 또는 냉동기에서 저장될 수 있다.
용도로서, 상기 팽창용 산이 0.2 내지 4.0 중량%가 포함된 베이킹 믹스가 가열되면, 팽창용 산류는 염기와 반응하여 가스를 발생시키고 적절하게 팽창된 식료품을 생산한다. 본 발명의 열처리된 인산일칼슘 물질의 사용으로 특히 양질의 팽창된 제품이 생산되는 것과 같이 조절된 가스 발생 프로파일이 제공된다. 본 발명은 본 발명의 열 처리된 인산일칼슘만을 팽창용 산으로 사용할 수 있다. 이는 나트륨이 없기 때문에 풍미를 부드럽게 하고 바람직한 팽창 특성을 제공하기에 충분하게 서서히 작용하는 것과 같은 현저한 개선이 있다
본 발명의 조성물이 팽창용 산으로 단독으로 사용될 수 있다는 사실에도 불구하고 하나 이상의 다른 팽창용 산과 본 발명의 팽창용 산을 포함하는 혼합 조성물은 만약 다른 팽창용 산이 기여하는 성능이 바람직하다면 본 발명의 범위에 속하는 것으로 고려된다. 본 발명의 조성물에 혼합될 수 있는 다른 팽창용 산은 인산일칼슘, 일수화물(monocalcium phosphate, monohydrate); 인산일칼슘, 무수물; 코팅된 인산일칼슘; 인산 알루미늄 나트륨; 인산일칼슘과 인산 알루미늄 나트륨의 혼합물; 황산 알루미늄과 인산 알루미늄 나트륨의 혼합물; 산성 피로인산나트륨; 명반(sodium aluminium sulfate); 황산 알루미늄 칼륨; 암모늄 명반(ammonium alum); 나트륨 명반(sodium alum); 칼륨 명반(potassium alum); 인산 일나트륨(monosodium phosphate); 인산일칼륨(monopotassium phosphate); 주석산(tartaric acid); 구연산(citric acid); 아디프산(adipic acid); 푸마르산; 인산이마그네슘; 인산이수소일나트륨(monosodium dihydrogen phosphate); 이수화 인산이칼슘(dicalcium phosphate dihydrate); 인산일암모늄; 주석산일칼륨; 및 글루코노-델타-락톤(glucono-delta-lactone) 및 이들의 혼합물을 포함하나 이로 제한되는 것은 아니다. 혼합물이 사용되는 경우, 본 발명의 조성물 1 내지 99중량% 및 상기 조성물 중 하나 이상을 99 내지 1중량% 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 열처리된 무수 인산일칼슘과 Rhodia Inc.에서 V-90의 상품명으로 시판되는 코팅된 인산일칼슘을 혼합하는 경우에 특히 효과적이다. 각각의 산의 함량은 코팅된 인산일칼슘의 80 내지 20 중량부당 본 발명의 조성물 20 내지 80 중량부의 범위에 있다.
신선한 반죽은 본 발명의 팽창제로부터 본 기술 분야에서 실시되고 있는 종래의 방법으로 제조될 수 있다. 통상 성분은 건조 상태에서 혼합되고 편리한 시간 동안 저장될 수 있다. 혼합하고 반죽을 제조하는 사이에 시간이 지연된다면, 건조 혼합 재료를 냉장하는 것이 바람직하다. 건조 믹스는 알려진 바와 같이 우유 및 쇼트닝 물질과 같은 적합한 지질을 혼입하여 새로 반죽을 제조하는데 사용된다.
본 기술분야에 알려진 바와 같이 최종 제과 및 제빵 제품의 바람직한 pH는 신선한 반죽에 팽창용 산 및 공지의 탄산 알칼리를 혼입하여 조절할 수 있다. 일반적으로 최종 제과 및 제빵 제품의 pH는 5.5 내지 9.0의 범위인 것이고, 바람직하게는 6.9 내지 7.5이다. 첨가되는 탄산 알칼리의 함량은 상기 범위 내의 pH를 제공하기에 충분하여야 한다. 통상 식용가능한 알칼리제가 사용된 분말 성분의 중량을 기준으로 0.3 중량% 내지 3중량%가 포함된다.
본 발명은 다음의 실시예를 참조로 하여 보다 잘 이해될 것이다.
실시예 1
무수 인산일칼슘은 수산화칼슘과 산화칼슘을 인산과 반응시켜서 생산된다. 각 반응물의 함량은 형성된 무수 인산일칼슘이 유리산을 0.5 중량% 미만 그리고 유리 석회를 0.5 중량% 미만으로 함유하도록 주의하여 조절된다. 이 물질은 가열된 물질의 온도가 230 내지 265℃가 될 때까지 가열되는 회전식 건조기에 공급되어 이 온도에서 3시간동안 유지시킨다. 이 물질이 건조기에서 제거되고 분쇄되고 테스트를 위해서 스크리닝된다. 이 과정은 수회 반복되고 샘플은 화학적 분석을 위해서 실험된다. 이 물질은 최종 조성물에서 오르소인산염을 15.8 내지 31.3 중량%(평균은 23.6 중량%), 최종 조성물에서 피로인산염을 50.0 내지 63.3 중량%(평균은 54.0 중량%), 최종 조성물에서 트리폴리인산염을 0.20 내지 0.45 중량%(평균은 0.30 중량%), 및 테트라 및 테트라 이상의 폴리인산염의 흔적량을 가진다.
중화가는 얼마나 많은 중탄산 나트륨의 중량부가 이 조성물 100 중량부를 중화하는데 필요한지 결정하기 위해서 측정된다. 측정된 값은 65.6 내지 72.0이었다.
실시예 1 조성물의 특성
반죽의 반응의 속도(DRR)는 베이킹하기 전에 반죽을 혼합하고 숙성하는 동안 발생되는 이산화탄소의 발생속도를 정의하는 용어이다. 개량된 Chittick 장치에서 27℃의 항온하에서 베이킹 소다와 팽창용 산의 기지의 함량을 함유하는 표준 반죽 제제에서 발생되는 이산화탄소의 함량을 측정하여 결정된다. DRR은 종종 특정 제품 용도에 가장 적합한 팽창용 산의 종류를 선택하는 지시자로서 사용된다. 2, 6, 및/또는 10 내지 15분 반응 회수에 걸쳐서 50 미만의 DRR의 낮은 수치는 우수한 조절된 반응속도를 나타내는 것이다.
실시예 1의 조성물용 탄산수소 나트륨과의 반응에 의해 발생되는 CO2의 함량을 측정하기 위해서, 밀가루, 탈지분유, 염 및 쇼트닝을 포함하는 유사 건조 반죽 믹스 73.5 중량부, NaHCO3 0.75 중량부, 및 실시예 1의 조성물 0.93 중량부가 반응 용기에 부가되었다. 물 43 중량부가 첨가되고 내용물이 혼합되었다. 개량된 Chittick Apparatus(또는 가스 발생을 측정할 수 있는 유사한 장치)를 사용하여, 발생될 총함량과 비교한 CO2의 함량(DRR)이 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 40, 50 및 60분의 시간에서 측정되었다. 상기 실험은 5℃의 숙성 온도에서 반복되었다. DRR 수치는 다음의 표에 나타나 있다.
| 시간(분) | DRR(27℃) | DRR(5℃) |
| 0 | 0.0 | 0 |
| 1 | 22.6 | 8.2 |
| 2 | 25.8 | 8.7 |
| 4 | 31.4 | 8.7 |
| 6 | 36.0 | 9.2 |
| 8 | 39.1 | 10.1 |
| 10 | 41.3 | 10.6 |
| 12 | 43.5 | 11.1 |
| 15 | 45.7 | 12.5 |
| 20 | 49.4 | 13.7 |
| 25 | 52.7 | 14.9 |
| 30 | 54.9 | 15.9 |
| 40 | 58.7 | 16.4 |
| 50 | 61.1 | 17.4 |
| 60 | 62.8 | 18.3 |
점화 손실(LOI)은 팽창용 산의 샘플이 도가니에서 800℃로 가열(점화)되어 점화의 결과에 의해서 중량의 손실을 측정하는 표준화된 테스트를 이용하여 측정되었다. 이 물질의 LOI는 10.5 내지 11.5이다.
제조 데이터- 황색의 케이크
상기 실시예의 팽창용 산성 조성물이 베이킹 믹스에서 잘 작용하는 가를 측정하기 위해서, 다음의 황색의 케이크 믹스를 제조하였다.
케이크 가루 236.00 중량부
과립상 설탕 280.84 중량부
쇼트닝 53.57 중량부
탈지 분유 18.17 중량부
고상의 난황 22.89 중량부
고상의 난백 9.20 중량부
NaCl 6.37 중량부
본 발명의 팽창용 산성 조성물 9.0-13.0 중량부
중탄산 나트륨 5.66 중량부
예비젤라틴화된 밀전분 2.60 중량부
에멀젼화제 5.00 중량부
물반죽은 상기 혼합물을 우선 170.00 중량부의 물에 첨가하고 이후 142.00 중량부의 물에 첨가하여서 제조된다. 상기 물반죽은 즉시 베이킹용 용기에 부가되어서 375℉에서 25분간 베이킹되어서 황색의 케이크를 제조한다.
상기 물반죽이 양질의 케이크를 제조할 수 있는지 알아보기 위해서, 다음의 인자: 물반죽 비중(Batter Specific Gravity), 케이크 비용적(Cake Specific Volume) 및 케이크 pH(Cake pH)에 대해서 정량적으로 분석되었다. 케이크 비용적은 3.25가 상업적으로 허용될 수 있는 것으로 고려된다. 실험은 물반죽이 베이킹되기 전에 30분, 60분, 120분 및 24시간의 시간에 대해서 숙성된 것을 제외하고 반복되었다. 결과는 다음의 표에 나타나 있다.
| 시간 | 비중 | 케이크 비용적 | 케이크 pH |
| 0 분 | 0.87 | 3.72 | 7.24 |
| 30분 | 0.87 | 3.72 | 7.28 |
| 60분 | 0.87 | 3.66 | 7.29 |
| 120분 | 0.87 | 3.61 | 7.31 |
| 24시간 | 0.87 | 3.34 | 7.37 |
상기 케이크는 크러스트 색상, 입자, 대칭성, 및 분열(crack)에 대해서 정량적으로 분석되었다. 물반죽이 12시간 동안 숙성된 후 제조된 케이크에서 크라운이 약간 파인 것을 제외하고는 모든 샘플은 물반죽을 24시간동안 숙성한 후 제조된 케이크는 우수한 정량적 결과를 내는 것으로 평가되었다.
첫 번째 비교로서, 케이크 비용적(O 시간에서)은 일수소화 인산일칼슘인 Regent 12XX로 제조된 케이크는 2.59이고, 인산 알루미늄 나트륨인 Levair로 제조된 케이크는 3.55이다. Regent 12X 및 Levair는 Rhodia Inc.에 의해서 시판되는 상업적으로 허용되는 물질이다.
제조 데이터-비스킷
본 발명의 조성물을 비스킷에서 팽창용 산의 용도에 관하여 실험하였다. 비스킷을 제조하는 제제 및 과정은 다음과 같다.
스스로 팽창하는 가루(self-rising flour)는 100 중량부의 밀가루, 1.375 중량부의 베이킹 소다, 상기 베이킹 소다를 완전히 중화할 수 있다고 산출된 본 발명의 팽창용 산의 함량 및 2.25 중량부의 NaCl을 혼합하여 제조된다. 스스로 팽창하는 가루는 3/4 Hobart 용기에 부가된다. 무거운 스테인레스 스틸의 패들을 사용하여 12.7 중량부의 쇼트닝이 첨가되고 혼합물이 Speed #1에서 5분동안 혼합된다. 차가운 우유 65.5 중량부가 밀가루-쇼트닝 혼합물에 첨가되고 혼합물은 Speed #2에서 15초 동안 혼합된다. 반죽은 용기의 측면과 바닥에서 패들에 의해서 끌어 모아져서 반죽이 이 용기에서 제거된다. 반죽은 공모양으로 이후 가볍게 롤링되고 완전하게 밀가루를 뿌려준다. 밀 방망이를 반죽의 중간에 놓고 반죽을 한 번은 앞으로 뒤로 민다. 이 반죽을 반으로 접고 90°로 돌리고 앞의 단계와 같이 다시 롤링한다. 이 접고 롤링하는 단계를 반복한다. 4개의 비스킷을 2-1/2 인치 밀가루 커터에 의해서 자르고 425℉에서 14분동안 즉시 베이킹한다.
이 과정은 커팅된 것을 굽기 전 15분과 30분의 시간에서 숙성되고 상기 방법을 반복한다. 비스킷의 비용적(specific volume) 및 pH는 다음의 표에 도시된다. 이 수치는 상업적으로 성공적인 팽창용 산에 대해서 얻어진 것과 비교될 만한 것이다.
| 숙성 시간 | 비용적 | pH |
| 0 | 2.60 | 6.85 |
| 15분 | 2.69 | 6.90 |
| 30분 | 2.77 | 6.97 |
정량적으로, 비스킷은 우수한 크러스트 색상 및 수용가능한 크러스트 표면 및 측벽 분열을 가진다.
실시예 2
본 발명의 제2 팽창용 산성 조성물은 실시예 1의 조성물 80중량부를 Rhodia Inc.에서 시판되고 있는 코팅된 무수 인산일칼슘의 상품명 V-90 20중량부와 혼합하여 제조된다. 이 조성물의 중화가는 74.0 내지 74.9이다. 이 물질은 최종 조성물에서 오르소인산염을 40.6 중량%, 최종 조성물에서 피로인산염을 41.5 중량%, 최종 조성물에서 트리폴리인산염을 0.24 중량%, 및 테트라 및 테트라 이상의 폴리인산염의 흔적량을 가진다. 이 물질의 LOI는 11.4 내지 12.2%이다.
실시예 3
본 발명의 제3 팽창용 산성 조성물은 실시예 1의 조성물 50중량부를 Rhodia Inc.에서 시판되고 있는 코팅된 무수 인산일칼슘의 상품명 V-90 50중량부와 혼합하여 제조된다. 이 조성물의 중화가는 77.4 내지 77.8이다. 이 물질은 최종 조성물에서 오르소인산염을 54.6 중량%, 최종 조성물에서 피로인산염을 26.3 중량%, 최종 조성물에서 트리폴리인산염을 0.15 중량%, 및 테트라 및 테트라 이상의 폴리인산염의 흔적량을 가진다. 이 물질의 LOI는 12.7 내지 13.4%이다.
실시예 2 및 3 조성물의 테스트
테스트는 실시예 1의 조성물에 관해서 설명된 것과 같이 상기 조성물에 대해서 실행된다.
DRR 프로파일
| 시간(분) | DRR(27℃) 실시예 2 | DRR(5℃) 실시예 2 | DRR(27℃) 실시예 3 | DRR(5℃) 실시예 3 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 21.2 | 6.8 | 22.9 | 6.8 |
| 2 | 24.2 | 7.8 | 26.9 | 7.8 |
| 4 | 33.1 | 8.3 | 39.2 | 8.8 |
| 6 | 39.7 | 9.3 | 51.6 | 9.5 |
| 8 | 43.2 | 9.8 | 54.9 | 10.3 |
| 10 | 45.0 | 10.7 | 56.7 | 11.2 |
| 12 | 47.0 | 11.7 | 57.8 | 12.2 |
| 15 | 49.2 | 13.2 | 59.3 | 13.7 |
| 20 | 55.6 | 15.1 | 60.3 | 16.6 |
| 25 | 58.5 | 17.1 | 61.4 | 19.1 |
| 30 | 60.3 | 19.1 | 62.7 | 21.5 |
| 40 | 62.1 | 22.0 | 64.1 | 25.4 |
| 50 | 65.2 | 23.9 | 65.4 | 28.3 |
| 60 | 66.8 | 24.4 | 66.1 | 30.3 |
황색 케이크 데이터 - 실시예 2
| 시간 | 비중 | 케이크 비용량 | 케이크 pH |
| 0 분 | 0.86 | 3.74 | 7.23 |
| 30분 | 0.86 | 3.57 | 7.24 |
| 60분 | 0.86 | 3.60 | 7.26 |
| 120분 | 0.86 | 3.52 | 7.26 |
| 24시간 | 0.86 | 3.33 | 7.28 |
이 케이크는 0 시간에서 대조물에 비교할 만하게 작용하나, 24시간 숙성한 경우에 이의 크라운이 내려간다. 케이크는 실시예 1의 케이크보다 우수하지 않고; 이것은 실시예 1의 조성물에 비해서 실시예 2의 조성물의 DRR이 증가하여 초래된 것으로 추측된다.
황색 케이크 데이터 - 실시예 3
| 시간 | 비중 | 케이크 비용량 | 케이크 pH |
| 0 분 | 0.85 | 3.32 | 7.21 |
| 30분 | 0.85 | 3.36 | 7.17 |
| 60분 | 0.85 | 3.36 | 7.19 |
| 120분 | 0.85 | 3.35 | 7.17 |
| 24시간 | 0.85 | 3.24 | 7.19 |
실시예 3의 조성물을 이용하여 제조된 케이크는 모든 시간에서 대조물보다 작은 부피를 가지고 실시예 1의 조성물을 이용한 케이크에 비교하여 불량하다. 이것은 실시예 1의 조성물에 비해서 실시예 3의 조성물의 DRR이 증가하여 초래된 것 으로 추측된다.
비스킷 테스트
| 숙성 시간 | 비용적 실시예 2 | pH 실시예 2 | 비용적 실시예 3 | pH 실시예 3 |
| 0 | 2.62 | 6.93 | 2.65 | 6.97 |
| 15분 | 2.75 | 6.96 | 2.67 | 6.90 |
| 30분 | 2.80 | 6.95 | 2.73 | 6.91 |
정량적으로, 비스킷은 우수한 크러스트 색상 및 수용가능한 크러스트 표면 및 측면 분열을 가진다.
데이터 분석
상기 무수 인산일칼슘의 열처리에 의해서 데이터는 피로인산염을 25 내지 72 중량%로 함유하도록 무수 인산일칼슘을 열처리하여 얻은 제품인 결과 조성물은 높은 비용적을 가지는 케이크를 제조하고 우수한 가스 발생 특성을 가진다. 이들 수치는 7 내지 14%, 특히 바람직하게는 10 내지 12%의 낮은 점화 손실을 가지는 조성물에 해당하는 것이다.
또한 본 발명의 조성물은 다른 시판되는 팽창용 산류, 특히 높은 중화가를 가지는 조성물을 제공하며, 나트륨 또는 알루미늄을 함유하지 않는 다른 시판되는 팽창용 산류와 혼합될 수 있다.
간단히 하면, 본 발명은 제조하기에 용이한 다양한 팽창용 산성 조성물을 제조하여 제조에 용이하고 건강상의 위험을 최소화하고 풍미를 부드럽게 하고 다른 팽창용 산 물질과 혼합을 요구하지 않는다.
바람직한 실시예를 참조로 하여 상세하게 본 발명을 설명하였기 때문에 보정 및 변경이 첨부된 특허청구의 범위에서 이탈됨 없이 가능하다는 것이 분명해질 것이다.
Claims (25)
- 0.5 중량% 미만의 유리 석회 및 0.5 중량% 미만의 유리산을 함유하는 무수 인산일칼슘을 230℃ 내지 265℃에서 2 내지 5 시간 동안 가열하여 생성되며, P2O7를 25 내지 72 중량%로 함유하고, 중화가가 70 내지 80이고, 점화 손실이 7 내지 14%인 것을 특징으로 하는, 제과 및 제빵 제품용 팽창용 산성 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 P2O7을 40 내지 70중량%로 함유하는 조성물.
- 제2항에 있어서,상기 P2O7을 50 내지 65중량%로 함유하는 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 점화 손실이 10 내지 12%인 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,인산일칼슘, 일수화물(monocalcium phosphate, monohydrate); 인산일칼슘, 무수물; 코팅된 인산일칼슘; 인산 알루미늄 나트륨; 인산일칼슘과 인산 알루미늄 나트륨의 혼합물; 황산 알루미늄과 인산 알루미늄 나트륨의 혼합물; 산성 피로인산나트륨; 명반(sodium aluminium sulfate); 황산 알루미늄 칼륨; 암모늄 명반(ammonium alum); 나트륨 명반(sodium alum); 칼륨 명반(potassium alum); 인산 일나트륨(monosodium phosphate); 인산일칼륨(monopotassium phosphate); 주석산(tartaric acid); 구연산(citric acid); 아디프산(adipic acid); 푸마르산; 인산이마그네슘; 인산이수소일나트륨(monosodium dihydrogen phosphate); 이수화 인산이칼슘(dicalcium phosphate dihydrate); 인산일암모늄; 주석산일칼륨; 및 글루코노-델타-락톤(glucono-delta-lactone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 부가적인 팽창용 산성 조성물을 추가로 포함하는 조성물.
- 제8항에 있어서,상기 부가적인 팽창용 산의 함량이 상기 총 팽창용 산의 20 내지 50중량%로 포함되는 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 생성되는 조성물이 P2O7를 25 내지 72 중량%로 함유하고, 70 내지 80의 중화가를 가지고, 7 내지 14%의 점화 손실을 가지도록,0.5 중량% 미만의 유리 석회 및 0.5 중량% 미만의 유리산을 함유하는 무수 인산일칼슘을 230℃ 내지 265℃에서 2 내지 5 시간 동안 가열하는 단계를 포함하는 제과 및 제빵용 팽창용 산성 조성물의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 0.5 중량% 미만의 유리 석회 및 0.5 중량% 미만의 유리산을 함유하는 무수 인산일칼슘을 230℃ 내지 265℃에서 2 내지 5 시간 동안 가열하여 생성되며, P2O7를 25 내지 72 중량%로 함유하고, 중화가가 70 내지 80이고, 점화 손실이 7 내지 14%인 것을 특징으로 하는 제과 및 제빵 제품용 팽창용 산성 조성물을 포함하는 식용가능한 제과 및 제빵을 제조하기 위한 베이킹 파우더 또는 베이킹 믹스.
- 제17항에 있어서,케이크, 머핀, 도넛, 빵, 페스트리, 쿠키, 실온, 냉장 또는 동결된 반죽, 브라우니, 허시 파피, 팬케이크, 와플, 피자 크러스트 또는 롤을 제조하는데 사용되는 베이킹 파우더 또는 베이킹 믹스.
- 제17항에 있어서,상기 물질의 조성물이 상기 믹스를 0.2 내지 4.0 중량% 포함하는 베이킹 파우더 또는 베이킹 믹스.
- 제18항에 있어서,인산일칼슘, 일수화물(monocalcium phosphate, monohydrate); 인산일칼슘, 무수물; 코팅된 인산일칼슘; 인산 알루미늄 나트륨; 인산일칼슘과 인산 알루미늄 나트륨의 혼합물; 황산 알루미늄과 인산 알루미늄 나트륨의 혼합물; 산성 피로인산나트륨; 명반(sodium aluminium sulfate); 황산 알루미늄 칼륨; 암모늄 명반(ammonium alum); 나트륨 명반(sodium alum); 칼륨 명반(potassium alum); 인산 일나트륨(monosodium phosphate); 인산일칼륨(monopotassium phosphate); 주석산(tartaric acid); 구연산(citric acid); 아디프산(adipic acid); 푸마르산; 인산이마그네슘; 인산이수소일나트륨(monosodium dihydrogen phosphate); 이수화 인산이칼슘(dicalcium phosphate dihydrate); 인산일암모늄; 주석산일칼륨; 및 글루코노-델타-락톤(glucono-delta-lactone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 부가적인 팽창용 산성 조성물을 추가로 포함하는 베이킹 파우더 또는 베이킹 믹스.
- 제20항에 있어서,상기 조성물에서 상기 부가적인 팽창용 산성 조성물의 함량이 상기 총 팽창용 산류를 20 내지 50중량%로 포함하는 베이킹 파우더 또는 베이킹 믹스.
- 삭제
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