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KR100804018B1 - 식품의 지방 배합물에 사용하기 위한 텍스츄어화 조성물 - Google Patents

식품의 지방 배합물에 사용하기 위한 텍스츄어화 조성물 Download PDF

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KR100804018B1
KR100804018B1 KR1019997003969A KR19997003969A KR100804018B1 KR 100804018 B1 KR100804018 B1 KR 100804018B1 KR 1019997003969 A KR1019997003969 A KR 1019997003969A KR 19997003969 A KR19997003969 A KR 19997003969A KR 100804018 B1 KR100804018 B1 KR 100804018B1
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잉마르 웨스터
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라이시오 베네콜 리미티드`
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Abstract

마가린, 마요네즈, 쿡킹 오일, 치즈, 버터 및 쇼팅과 같은 식용 식품에 하드스톡을 제공하는 구조로서 사용되는 바람직하지 않은 포화 및 트랜스 불포화 지방의 상당 부분 또는 모든 부분에 대한 대체물로서 스테롤 및/또는 스타놀의 불포화 지방산 에스테르와 같은 지방산 에스테르를 사용한다. 상기 에스테르들은 상기 바람직하지 않은 하드스톡 지방과 유사한 결정성 및 물리적 성질들을 가지고 있기 때문에 상기 대체물은 식품의 향, 구조(texture), 및 기타 감각적인 성질들에 유리하게 기여한다. 본 명세서에서 텍스츄어화제로서 정의되는 피토스테롤(phytosterol) 지방산 부분만이 소화 또는 흡수되고, 스테롤 부분의 흡수될 수 없기 때문에 총 칼로리 섭취의 감소가 이루어진다. 또한, 상기 피토스테롤 지방산 에스테르는 소화관에서의 규정식 및 담즙 콜레스트롤 모두의 흡수를 감소시켜 주고, 그 결과 혈청 콜레스트롤 레벨, 특히 LDL-콜레스트롤을 저하시켜 준다.

Description

식품의 지방 배합물에 사용하기 위한 텍스츄어화 조성물{Texturizing compositions for use in fat blends in food}
본 발명은 식품 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 종래에 사용되는 지방 배합물의 하드스톡(hardstock)에 함유되는 포화 지방 또는 트랜스-불포화 지방과 같은 유해한 트리글리세리드에 비해 쉽게 소화 또는 흡수되지 않는 물리적 성질을 갖는 특정의 지방성 에스테르(fat-like ester)에 관한 것이다. 이러한 지방성 에스테르는 식품의 텍스츄어화제(texturizer)로서 상기 하드스톡의 일부를 대체한다.
지방은 사람의 식이의 전체 칼로리의 실제적인 부분을 구성한다. 많은 사람들에 있어서, 지방은 소비되는 칼로리의 약 40중량% 정도를 구성한다. 지방은 중요한 에너지원으로서, 리놀레산 및 리놀렌산과 같은 필수 지방산을 함유한다. 또한, 지방은 지용성 비타민 또는 다른 영양소를 운반하는 운반체이다. 이러한 기능적 성질 외에도, 지방은 색상, 텍스츄어(texture), 구조, 맛, 입안의 느낌과 같은, 식품의 전체 품질을 개선하기 위해 흔히 사용되고 있다. 그러나, 최근 수 십년간의 연구 결과, 지방의 높은 소비량과, 동맥경화증, 관상 동맥 질환 및 비만과 같은 질병의 증가 속도사이에는 상관관계가 있음이 밝혀졌다. 또한, 포화 지방산 및 트랜스-불포화 지방산은 다른 유형의 지방에 비해, 관상 동맥 질환과 같은 질병의 더욱 큰 원인이 되는 것으로 관찰되었다. 따라서, 수년에 걸쳐서, 사람의 식이의 지방-유도 칼로리의 양뿐 아니라, 대중이 소비하는 불포화 지방에 대한 포화 지방의 비율은 상당히 변화하였다. 시스-불포화 지방산이 풍부한 식물성 기름으로부터 유도한 지방의 소비량은 수년간에 걸쳐서 현저히 증가했다. 그러나, 다수의 식품에 있어서, 포화 지방산을 불포화 지방산으로 대체하는 것은 다른 문제들을 발생시킨다.
마가린, 스프레드 및 스프레드성 치즈와 같은 지방 함유 식품의 제조에 사용되는 지방 배합물은 지방 기름 부분과 소위 하드스톡으로 불리워지는 것으로 이루어진다. 대표적으로 상기 지방 기름 부분은 콩기름, 해바라기 기름, 저에쿠르산 평지씨 기름(Canola), 옥수수 기름 및 식물성 기름들의 배합물과 같은 변경되지 않은 액체 식물성 기름을 포함한다. 대표적으로, 상기 하드스톡은 실온에서 고체상을 유지하는 지방들의 배합물을 포함한다. 이러한 하드스톡은, 결정화됨으로써 최종 제품에, 입안에서의 텍스츄어, 크림성(creaminess) 및 녹음과 같은 특정의 원하는 성질들을 부여하는 트리글리세리드를 높은 비율로 함유한다. 대표적으로, 텍스츄어는 점도, 가소성, 온도에 대한 고체 지방 함량 및 녹는 점과 같은 다수의 원하는 성질들을 포함한다. 마가린, 스프레드 및 잼과같은 많은 지방 함유 식품에 있어서는 인체의 체온에 근접한 37℃ 내지 40℃의 온도에서 거의 완전한 녹음이 있는 급경사 녹음 곡선(steep melting curve)을 나타내는 것이 바람직하다. 일반적으로, 상기 하드스톡은 열대성 지방 및 동물 지방과 같은 자연 발생 경질 지방으로 이루어지거나, 또는 지방 기름을 부분 또는 완전 수소화하여 제조하거나 또는 나중에 지방 기름을 이용하여 공동에스테르화(co-esterification)하여 제조한 지방으로 이루어진다. 또한, 상기 경질 지방 부분들은 서로 상이한 분별 과정들에 따라 얻어질 수 있는데, 이것들은 그대로 사용되거나 또는 상호- 또는 공동-에스테르화와 같은 더 이상의 변경 과정에 처해진다. 통상적으로, 상기 하드스톡은 최종 제품의 원하는 물리적 성질 및 β''-안정성 지방 결정을 얻기 위하여 몇 개의 상이한 경질 지방으로 이루어진다. 많은 지방 함유 식품의 미적성질을 위한 상기 경질 스톡의 중요성 때문에, 상기 고체 포화 지방의 단지 특정한 부분만이 제품의 감각 품질(sensory quality)을 해침이 없이 불포화 기름으로 대체될 수 있다. 또한, 포화 및 트랜스-불포화 지방의 녹는점은 상응하는 시스-불포화산의 녹는점보다 더 높다. 따라서, 이와 같이 더 높은 녹는점의 지방은 텍스츄어의 손실이 없이는, 더 바람직한 불포화 지방으로 쉽게 대체될 수 없다.
포화 지방산 및 트랜스 불포화 지방산의 바람직하지 않은 부작용이 없이 식품에 동일한 감각 효과를 제공할 수 있는 다른 성분으로, 상기 하드스톡의 최소한 일부분을 대체하기 위한 시도로서 다수의 노력이 기울여졌다. 미합중국 특허 제 5,354,473호는 식품의 텍스츄어화제로서 지용성 중합체의 사용을 가르치고 있다. 이러한 중합체의 예로는 큐틴과 같은 천연 중합체, 히드록시산에 근거한 중합체, 다가 알코올과 다염기산의 축합에 의해 제조한 중합체, 및 폴리비닐알콜, 아크릴레이트의 지방산 에스테르 및 폴리에틸렌 글리콜 지방산 유도체로부터 유도한 중합체가 있다.
유럽 특허 공개 공보 제 4070658A1호는 식용 스프레드중 경질스톡의 중량%를 최소로 감소시키려고 꾀하고 있는데, 낮은 트랜스- 불포화 지방산 함량을 갖는 10중량%이하의 완전 수소화 지방을 기재하고 있다.
트리글리세리드를 완전히 흡수될 수 있거나 또는 단지 부분적으로 흡수될 수 있는 합성 지방으로 대체하려는 많은 노력이 기울여졌다. 미합중국 특허 제 3,600,186호는 4개 이상의 지방산 에스테르기를 갖는 합성 당지방산 에스테르 및 당알콜 지방산 에스테르를 개시하고 있다. 이러한 화합물은 보통의 트리글리세리드 지방의 물리적 성질을 가지지만 먹었을 때에는 천연 지방과 동일한 정도로 소화 또는 흡수되지 않는다고 나타내고 있다. 유럽특허공보 제 0375027B1호는 식품에서 트리글리세리드를 대체하기 위해서 사용될 수 있는 고체 및 액체 비소화성 지방 물질의 배합물을 포함하는 식품 조성물을 개시하고 있다. 이러한 비소화성 지방 물질은 당지방산 에스테르, 당알콜 지방산 에스테르 폴리에스테르, 폴리글리세롤 지방산 폴리에스테르 및 이들의 혼합물과 같은 폴리올 지방산 폴리에스테르이다. 10미크론 이하의 입도 및 37℃이상의 녹는점을 갖는 상기 지방 물질은 37℃이하의 녹는점을 갖는 액체의 비소화성 지방 물질과 일제히 배합됨으로써, 미합중국 특허 제 3,600,186호에 기재된 것과 같은, 낮은 녹는점의 당지방산 에스테르 또는 당알콜 지방산 에스테르와 관련된 항문-누출(anal-leakage) 문제가 해결된다.
지방 함유 식품에 사용될 지방 배합물의 건강상 더 좋은 지방 프로파일(profile)을 얻기 위한 또다른 방법은, 라우르산 및 미리스트산과 같은 지방산 수준이 최소로 감소되도록 하드스톡의 조성을 바꾸는 것이다. 이러한 유형의 지방산은 혈액에서 콜레스테롤의 수준을 증가시킬 수 있는 것으로 알려져있다. 대표적으로, 상기 하드스톡은 완전 수소화 식물성 기름을 액체 불포화 식물성 기름을 이용하여 공동상호에스테르화(cointeresterification)함으로써 제조된다. 이러한 과정은 다음문헌(the Journal of the American Oil Chemists' Society(AOCS)72, (1995), page379-382)에서 설명되어있다.
젤라틴, 펙틴, 올리고과당 및 상이한 겔(예, 크산탄 검, 구아르 검, 알긴산염, 카라게닌 및 셀룰로오스 유도체)을 안정화제로 이용하여 마가린 또는 스프레드의 지방 함량을 감소시키기 위한 다른 시도가 있었다. 또한, 포화 및 트랜스-불포화 지방의 전체 함량을 감소시키면서 최종 제품의 입안 느낌을 의태하기위하여 다른 지방 대체물이 사용되었다.
미합중국 특허 제 5,502,045호는 콜레스테롤의 흡수를 감소시키기 위하여 시토스타놀 지방산 에스테르를 사용하는 것을 개시하고 있다. 상기 특허의 실시예 5는 60중량%의 평지씨 기름, 35중량%의 부분 경화된 콩기름 및 5중량%의 코코넛 기름으로 이루어진 80중량%의 지방을 함유하는 마가린을 기재하고있다. 지방의 중량을 기준으로 10 내지 20중량%의 양의 β-시토스타놀 지방산 에스테르가 지방 배합물의 액체 부분 뿐아니라 하드스톡을 희석하기 위하여 지방 배합물에 희석제로서 부가되었다. 상기 방법 모두는, 식품으로부터 유해한 지방을 제거하면서도, 식품에 존재하는 경우의 지방에 의해 부여되는 감각 품질을 유지하는 문제에 대한 완전한 해결 방법에 못미치게하는 특정의 결점들을 가지고있다.
본 발명은, 스타놀 및 스테롤 지방산 에스테르 또는 이들의 배합물(본원에서는 텍스츄어화제(texturing agent)로 정의함)이 통상의 하드스톡 트리글리세리드와 유사한 성질을 갖는 결정 망상구조(crystal network)를 형성한다는, 놀라운 발견에 기초한 것이다. 이러한 발견은, 하드스톡의 결정화 지방이 전체 감각 품질에 가장 중요하게되는 지방 함유 제품에 사용하기 위한 지방 배합물에서의 통상의 하드스톡에 대한 대체물로서 상기 텍스츄어화제를 완전히 또는 부분적으로 사용하는 것을 가능하게 한다.
따라서, 본 발명은 흡수성 포화 또는 트랜스-불포화 지방이 풍부한 통상적인 하드스톡을 감소된 수준으로 포함하는 지방 배합물을 함유한 식품에 관한 것인데, 본원에서 텍스츄어화 조성물로서 정의되는 본 발명의 하드스톡은 본원에서 텍스츄어화제로서 정의되는 식물스테롤 에스테르 또는 에스테르 배합물로 전부 이루어지거나, 또는 상기 텍스츄어화제와 통상의 하드스톡의 배합물로서 이루어진다. 얻어지는 텍스츄어화 조성물은 통상의 하드스톡과 유사한 물리적 성질을 나타내고, 최종 제품에서, 통상적인 하드스톡과 유사한 성질을 갖는 결정 망상구조를 형성한다. 상기 지방 배합물은 지방 기름 성분 및 텍스츄어화 조성물을 포함한다. 이러한 텍스츄어화 조성물은 본원에서, 통상의 하드스톡과 동일한 물리적 성질을 나타내는 조성물로서 정의된다. 상기 텍스츄어화 조성물은 텍스츄어화제 및 선택적으로 하드스톡을 포함한다. 이러한 텍스츄어화 조성물은 바람직하게 40중량% 이상, 더 바람직하게는 50 중량%이상의 텍스츄어화제를 포함한다. 지방이 감소된 식품에 있어서, 텍스츄어화 조성물에서 텍스츄어화제는 60중량%이상인 것이 아주 더 바람직하고, 70중량%이상인 것이 가장 바람직하다. 바람직하게, 텍스츄어화 조성물은 아주 소량의 하드스톡을 포함하며, 가장 바람직하게는 하드스톡을 전혀 포함하지 않는다. 종종, 텍스츄어화제는 지방 배합물에서 동일량이상의 하드스톡을 대체하기 위해 사용된다. 식품에서 사용하기 위한 지방 배합물은 바람직하게는 15중량%이상, 더 바람직하게는 25중량%이상의 텍스츄어화제를 함유한다.
본원에서 식물스테롤 에스테르는 텍스츄어화제로서 정의되고, 스테롤 및 스타놀의 포화 및 불포화 지방산 에스테르뿐 아니라, 이들의 혼합물을 포함한다. 용어 식물스테롤은 식물(식물 스테롤)에서 유도한 포화 및 불포화 스테롤 알코올 및 이들의 배합물뿐 아니라, 천연 발생 알코올의 성질을 복제하는 성질을 갖는 합성적으로 제조된 스테롤 알코올들 및 이들의 배합물을 의미하기 위한 것이다. 이러한 스테롤 알코올은 17 개의 탄소 원자 고리계, 곁사슬 및 히드록시기를 포함하는 폴리시클릭 스테로이드 핵으로 특징 지워진다. 이러한 핵은 포화( 이때, 스테롤 알코올은 스타놀이라함)되거나, 또는 불포화(이때, 알코올은 스테롤이라함)된다. 본 발명에 있어서, 스테롤은 스테롤 또는 스테롤들의 배합물을 의미하는 것이고, 스타놀은 스타놀 또는 스타놀들의 배합물을 의미하는 것이다.
텍스츄어화제는 해로운 콜레스테롤을 일으키는 지방 대체물(고체 지방)의 일부분 또는 전부에 대한 대체물로서 식품에 부가된다. 텍스츄어화제로 대체되는 상기의 유해한 지방 대체물은 주로 트리글리세리드로 이루어진다. 상기 유해한 지방 대체물의 40중량% 내지 100중량%, 바람직하게는 50중량%이상이 상기 텍스츄어화제로 대체된다. 이것은 텍스츄어화제와 텍스츄어화 조성물사이의 비가 바람직하게는 0.4 이상, 더 바람직하게는 0.5 이상이라는 것을 의미한다. 지방 배합물에 통상의 하드스톡이 없는 것이 가장 바람직하다. 상기 텍스츄어화제는 하나 이상의 스타놀 지방산 에스테르로 이루어지는 것이 가장 바람직하지만, 변화하는 양의 하나 이상의 스테롤 지방산 에스테르를 포함할 수도 있는데, 에스테르의 제조에 사용되는 이러한 스테롤 지방산 에스테르가 평지씨 기름, 해바라기 기름, 콩기름, 옥수수 기름 또는 이들의 혼합물과 같은 식물성 기름으로부터 유도되는 경우에는 그 양은 30중량%이하인 것이 바람직하다. 원하는 녹음 특성을 얻기 위해 지방산 조성물을 최적화한 후 100중량%에 아주 근접한 양의 스테롤 지방산 에스테르가 사용될 수 있다.
캄페스타놀은, 브라씨카스테롤(brassicasterol) 또는 22,23-디히드로브라씨카스테롤로부터 유도한, 캄페스타놀 및 이것의 에피머인 24-메틸 콜레스테롤을 포함하는 일반적인 기액 크로마토그래피에 의해 얻은 피이크로서 나타내어진다. 스타놀 지방산 에스테르는 시토스타놀 지방산 에스테르이거나, 또는 시토스타놀 지방산 에스테르와 캄페스타놀 지방산 에스테르의 혼합물인 것이 바람직하다. 그렇지 않으면, 녹는점 및 다른 물리적 성질이 고체 지방의 물리적 성질을 복제한다는 조건으로 특정의 스테롤 지방산 에스테르 또는 이들의 배합물이 사용될 수 있다. 이러한 스타놀 또는 스테롤 지방산 에스테르는 유리 스타놀 또는 유리 스테롤 또는 이들의 배합물을 포화 또는 불포화 지방산을 이용하여 에스테르화함으로써 제조될 수 있다. 본 발명에 있어서, 지방산은 단일 지방산을 의미하거나 또는 두 개 이상의 지방산들의 배합물을 의미하는 것이다. 마찬가지로, 스테롤 또는 스타놀의 지방산 에스테르는 단일 지방산 에스테르를 의미하거나 또는 두 개 이상의 지방산 에스테르들의 배합물을 의미하는 것이다. 이러한 지방산은 지방산 사슬에서 대표적으로 는 4 내지 24 개 탄소족, 바람직하게는 16 내지 20 개 탄소족을 갖는다. 이러한 텍스츄어화제는 실온에서 결정 구조 또는 기질을 가지는 것이 바람직하며, 놀랍게도, 마가린, 스프레드 및 스프레드성 치즈의 제조와 같은 식품 제조 공정동안 통상적인 결정화 지방과 유사하게 거동한다.
식품의 텍스츄어화제로 사용하기 위하여, 상기 텍스츄어화제는 통상적인 NMR법에 따라 측정하였을 때 20 내지 30℃사이의 온도에서 높은 수준의 고체 지방 함량을 가져야 하고 또, 직접 결정화 과정후 차동 주사 열량측정법에 따라 측정하였을 때 37℃ 내지 40℃의 온도에서 바람직하게 완전히 녹게되는 급경사 녹음 곡선을 나타내어야 한다. 또한, 상기 텍스츄어화제는 제품의 전체 저장 기간동안 더욱 낮은 녹는점의 다형 형태(polymorphic forms)에서 안정하여야 한다. 상기 스테롤 지방산 및 스타놀 지방산은 통상적인 결정화 지방과 유사한 다형 거동을 가짐을 주목하여야 한다. 따라서, 그들의 에스테르를 주성분으로 하는 지방 함유 제품을 취급하고 제조하기위하여는 통상적인 지방에 대하여 사용되는 것과 동일한 기본 과정이 사용된다. 가장 안정한 다형 형태인 단일 시토스테롤 및 시토스타놀(스티그마스타놀) 지방산 에스테르의 녹는점은 다음문헌[Kuksis 및 Beveridge, J. Org. Chem: 25, (1960)1209-1219]에서 발표되어있다. 지방 함유 식품의 제조시에 통상적으로 사용되는 직접 결정화 과정동안에 낮은 녹는점의 안정한 다형 형태를 형성하는 스테롤 에스테르, 스타놀 에스테르 또는 이들의 배합물이 본 발명에서 유용한 것이다. 다형 형태의 녹는점이 상기 문헌에서 기재된 것보다 더 높으면, 최종 제품이 입안에서 녹기가 어렵고 단단하고 부서지기 쉬운 구조가 됨으로써 제품을 맛없게 한다.
놀랍게도 본 발명에 따라, 스타놀 및/또는 스테롤 지방산의 에스테르는 마가린, 스프레드 및 스프레드성 치즈와 같은 식품의 제조에 사용하기 위한 지방 배합물의 하드스톡을 완전히 대체함으로써, 유사한 물리적 성질들 및 입안에서 녹는 성질을 갖는 결정 망상구조를 제공한다는 것이 발견되었다. 최종 제품의 원하는 감각 특성 및 물리적 성질을 얻기 위해 결정화 지방-함유 지방 배합물을 필요로 하는 어떠한 식품에서, 본 명세서에 개시되는 텍스츄어화 조성물이 사용될 수 있음이 당업자에게 명백한 것이다. 통상적인 하드스톡의 트리글리세리드 성분은 근본적으로, 포화 및 트랜스-불포화 지방산으로 이루어진다. 이러한 지방산은 선형 구조를 가지기 때문에, 결정화동안 결정 격자내에 쉽게 채워질 수 있다. 다른 한편으로, 본 명세서에서 개시되는 스타놀 및/또는 스테롤 에스테르는, 구부러지거나 또는 포개짐으로써 통상적으로 사용되는 트리글리세리드 하드스톡과 유사한 녹는점을 가지는 결정 망상구조를 생성하는 것으로 예상될 수 없었던 대부분이 불포화된 지방산을 포함한다. 또한, 통상적인 트리글리세리드 하드스톡은 안정한 β''-결정을 생성한다. β''-결정은 결정 망상구조가 생성되도록 일제히 성장(sintring)하는 작은 바늘 모양의 결정이다. 이러한 결정 망상구조의 중요한 특징은 전체 결정 표면이 매우 크기 때문에 지방 기름 및 작은 물방울을 보유하는 것이 가능하다는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 스타놀 및/또는 스테롤 에스테르가 통상의 하드스톡 트리글리세리드와 유사한 성질을 가지는 망상구조를 형성한다는 사실은 놀라운 것이다.
본 발명에 있어서, 텍스츄어화 조성물은, 결정 망상구조가 형성되도록 결정화됨으로써 최종 제품에 원하는 구조적 성질 및 감각적 성질을 부여하는 것으로서, 지방 배합물의 비액체 부분을 의미하는 것이다. 본 명세서에 있어서, 이러한 텍스츄어화 조성물은 본원에서 식물스테롤 에스테르 또는 에스테르 배합물로서 정의되는 텍스츄어화제로 전부 이루어지거나 또는 상기의 텍스츄어화제와 통상의 하드스톡의 배합물로 이루어진다. 이러한 텍스츄어화 조성물의 조성 및 물리적 성질은 트리글리세리드에 전체적으로 근거하는 종래 사용되는 하드스톡과 유사한 물리적 성질이 제공되도록 맞추어진다. 예를 들어, 식물스테롤 에스테르는 본 명세서의 실시예 1에서 기재되는 방법에 따라 제조될 수 있다. 통상적인 하드스톡 지방이 텍스츄어화 조성물의 일부로서 사용될 수 있는데, 당업자는 서로 상이한 조성들의 사용 가능한 하드스톡들을 잘 알고 있다. 따라서, 본 발명의 가르침을 실시하는데 있어서 텍스츄어화 조성물을 어떻게 제조하는 가는 당업자에게 명백하게된다.
지방 배합물의 하드스톡의 일부 또는 전부를 대체하는 것 외에도, 본 발명은 최종 식품에서 사용하기 위한 지방 배합물의 지방산 조성을 개선하기 위한 방법을 포함한다. 일반적으로, 텍스츄어화제의 원하는 물리적 성질을 얻기 위해 필요한 지방산은 불포화 지방산이 풍부한 식물성 지방 기름으로부터 유도된다. 통상적으로 사용되는 유해한 대체물이 본 발명의 텍스츄어화제로 대체되는 경우, 포화 및 트랜스-불포화 지방산의 전체 또는 일부분은, 주로 영양학적으로 요구되는 시스-불포화 지방산으로 대체된다.
또한, 본 발명은 식품에서 흡수성 지방의 양을 감소시키면서, 지방 배합물을 함유하는 식품의 텍스츄어를 유지하기 위한 방법을 포함한다. 식품의 텍스츄어 및 다른 감각 특성을 개선하기 위해 식품에 대표적으로 부가되는 소위 하드스톡이라 불리워지는 것에는 다량의 흡수성의 유해한 포화 및 트랜스-불포화 지방산이 함유되어있다. 본 발명의 상기 방법은 상기 하드스톡의 일부 또는 전부를 대신하여, 스테롤의 지방산 에스테르, 스타놀의 지방산 에스테르 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 텍스츄어화제를 사용하는 것을 포함한다. 포화 및 트랜스-불포화 지방산이 풍부하고 트리글리세리드를 높은 수준으로 함유하는 상기 하드스톡의 전체 또는 일부분은 상기 텍스츄어화제로 대체된다. 텍스츄어화제와 텍스츄어화 조성물사이의 비는 바람직하게는 0.4이상, 더 바람직하게는 0.5이상, 아주 더 바람직하게는 0.6 이상, 가장 바람직하게는 0.7이상이다. 아주 가장 바람직한 것은 지방 배합물에 하드스톡이 없는 것이다. 텍스츄어화제는 상이한 양, 바람직하게는 30중량%이하정도의 양으로서 스테롤 지방산 에스테르를 임의로 함유하는 스타놀 지방산 에스테르를 포함하는 것이 바람직하다. 그밖에, 텍스츄어화제는 지방산 조성을 적당히 최적화한 후에는 100중량%이하의 스테롤 지방산 에스테르를 포함할 수도 있다. 이러한 방법에서 사용되는 스타놀 및/또는 스테롤 지방산 에스테르는 식품 등급 촉매의 존재하에 스타놀 및/또는 스테롤과 지방산을 에스테르화하여 제조할 수 있다. 대표적으로 이러한 방법은 스타놀과 지방산 에스테르 또는 지방산 에스테르 배합물의 상호에스테르화를 수반한다.
또한, 본 발명은 흡수성 지방을 감소된 수준으로 함유하는 식품의 제조 방법을 포함하는데, 상기 방법은, 영양학적으로 바람직하지 않은 통상의 하드스톡의 일부 또는 전부가, 스테롤의 지방산 에스테르, 스타놀의 지방산 에스테르 또는 이들의 배합물로 이루어진 텍스츄어화제로 대체되어있는, 텍스츄어화 조성물을 식품에 이용하는 것을 포함한다. 본 발명에서 유용한 바람직한 텍스츄어화 조성물은 평지씨와 같은 식물성 지방 기름과 배합되는 나무 및 식물 기름의 스타놀 에스테르를 포함한다. 하나의 구현예에 있어서, 지방 배합물은 약 29 내지 35중량%의 나무 스타놀 에스테르, 약 54 내지 약 75중량%의 평지씨 기름 및 약 3 내지 약 17중량%의, 포화 및/또는 트랜스 불포화 지방산이 풍부한 하드스톡을 포함한다. 바람직하게, 40중량%이상의 텍스츄어화제를 함유하는 텍스츄어화 조성물의 텍스츄어 및 녹음 특성은, 영양학적 관점에서 현저히 개선되는 지방산 조성을 가지면서도, 통상의 하드스톡을 갖는 지방 배합물에 근거한 식품과 유사한 감각 특성을 갖는 식품을 제공한다.
또한 본 발명은 식품에 유용한 텍스츄어화 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물은, 바람직하게 불포화 지방산이 풍부한 식물성 지방 기름을 또한 함유하는 지방 배합물에 혼입되는, 텍스츄어화제 및 약간량의 임의적인 하드스톡을 포함한다. 텍스츄어화 조성물은 40중량%이상의 텍스츄어화제를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 텍스츄어화 조성물은 포화 및/또는 트랜스-불포화 지방이 풍부한 소량의 하드스톡을 함유할 수 있다. 상기 텍스츄어화제는 스테롤 지방산 에스테르 또는 스타놀 지방산 에스테르 또는 이들의 혼합물이다. 상기 에스테르는 나무 또는 식물성 기름으로부터 유도한 스타놀 및/또는 스테롤을 에스테르화하여 제조하는 것이 바람직하지만, 다른 소오스로부터 유도한 스테롤 및 스타놀 배합물로부터 제조할 수도 있다. 그밖에, 상기 스테롤 또는 스타놀 배합물은 서로 상이한 소오스로부터 유도한 스테롤과 스타놀을 배합함으로써 얻어질 수도 있다. 매우 낮은 함량의 포화 지방산을 갖는 평지씨 기름과 같은 식물성 지방 기름(SEAR)이, 에스테르화를 위해 그리고 또, 스타놀 에스테르 또는 스테롤 에스테르와의 배합을 위해 유용한 지방산의 바람직한 소오스이다. 사용될 수 있는 다른 포화 또는 불포화 지방산은 식용 식물성 기름 또는 지방, 바람직하게는 해바라기 기름, 콩기름, 옥수수 기름 및 이들의 혼합물과 같은 식물성 지방 기름으로부터 유도되는 것이다. 어떠한 식용 지방 기름들 또는 이들중 둘 이상의 것들의 배합물이 에스테르화를 위한 지방산의 소오스로서 사용될 수 있음이 당업자에게 명백해 진다. 가장 바람직한 텍스츄어화 조성물은, 대부분의 결정화된 물질들이 직접 결정화 과정후 차동 주사 열량분석법에 따라 측정하였을 때 약 37℃ 내지 약 40℃의 온도 범위에서 완전히 녹게되는, 녹는점 프로필을 갖는 것이다. 일부의 사용에 있어서, 더 높은 온도에서 녹는 텍스츄어화제가 요구될 수 있다. 이러한 경우에 있어서는, 코코넛 기름, 야자 기름, 부분적으로 수소화된 식물성 기름 또는 밀크 기름과 같은 식용 경질 기름이 에스테르화를 위한 지방산의 소오스로서 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 지방 배합물에서 흡수성 지방의 양을 감소시킴과 동시에, 텍스츄어화 조성물 및 지방 기름 성분을 포함하는 지방 배합물의 영양적 및/또는 건강적 가치를 증가시키는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 지방 배합물중 최소한 동등량의 하드스톡을 대체하기 위해 40중량% 이상, 바람직하게는 50중량%이상의 텍스츄어화제를 텍스츄어화 조성물에 사용하는 것을 포함한다. 이러한 텍스츄어화제는 근본적으로, 상이한 양의 하나 이상의 스테롤 지방산 에스테르, 바람직하게는 30중량%이하의 스테롤 지방산 에스테르, 가장 바람직하게는 약 10중량%이하의 스테롤 지방산 에스테르를 함유하는 하나 이상의 스타놀 지방산 에스테르로 이루어진다. 이러한 텍스츄어화제는, 증가된 양의 포화 지방산을 사용하는 것을 포함하여 지방산 조성을 최적화한 후에는 100중량%이하의 스테롤 지방산 에스테르를 함유할 수도 있다. 이러한 에스테르 또는 에스테르들의 배합물은 C-16 내지 C-20의 평균 탄소 사슬길이를 갖는 것이 바람직한 지방산 또는 지방산 배합물을 이용하여 상응하는 스타놀 및/또는 스테롤을 에스테르화함으로써 제조될 수 있다. 이러한 텍스츄어화제는 실온에서 결정구조를 가지며 바람직하게 약 37℃ 내지 약 40℃의 녹는점을 갖는다. 상기의 녹는점은 당업계에 잘 알려져있는 과정에 따라 텍스츄어화제를 직접 결정화한 후 차동 주사 열량분석법에 의해 측정되는 것이다.
본 발명의 목적은 하드스톡의 감각 특성을 의태하는 텍스츄어화제를 하드스톡의 일부분을 대신하여 사용하면서 종래 방법의 결점들을 해소하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 식품의 텍스츄어 및 다른 바람직한 특성을 희생함이 없이 식품의 포화 지방 또는 트랜스-불포화 지방의 양을 감소시키는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 하드스톡의 텍스츄어 및 다른 감각 특성을 의태하도록 맞추어질 수 있는 건강상 유익한 식물스테롤 지방산 에스테르계 물질을 이용하여, 식품 및 식품 첨가물에서의, 유해한 포화 및 트랜스-불포화 지방산 에스테르를 함유하는 하드스톡을 대체하는데 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 식물성 지방 기름으로부터 유도한 불포화 지방산을 함유하는 지방 배합물에서 단독 흡수성 지방으로 하드스톡의 일부 또는 전부가 식물스테롤 지방산 에스테르를 포함한 텍스츄어화제로 대체되는 식품을 제공함에 있다.
여전히, 본 발명의 또 다른 목적은 장관으로부터 콜레스테롤의 흡수를 차단하고 흡수성 지방의 양을 감소시키는 부수적인 효과를 갖는 건강상 유익한 대체물을 이용하여, 식품에서의 포화 및 트랜스-불포화 지방산을 대체하는데 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적들은 도면을 참조하여 발명의 상세한 설명을 읽어봄으로써 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 유용한 두 조성물의 녹는점 프로필을 보여준다.
본 발명은 스타놀 지방산 에스테르, 스테롤 지방산 에스테르, 또는 이러한 에스테르들의 혼합물을 식품의 텍스츄어화제로 사용하는 것을 설명한다. 식이에 부가되는 때 스타놀 지방산 에스테르는 남성의 혈액 혈청 콜레스테롤 수준, 특히 LDL-콜레스테롤을 효과적으로 저하시킨다는 것이 예전의 연구결과 확인되었다(미합중국 특허 제 5,502,045호 참조). 이러한 이로운 효과는 유리 스타놀로 계산하였을 때 하루에 약 2 내지 2와 1/2 그램의 스타놀 지방산 에스테르를 섭취하는 경우에 얻어진다.
콜레스테롤 수준을 감소시키는 스타놀 지방산 에스테르의 이로운 효과외에도, 놀랍게도 이러한 에스테르는 최종 제품에서 결정성 망상구조를 형성한다는 것 이 발견되었다. 상기의 결정성 망상구조는 종래 사용되는 하드스톡 트리글리세리드에 의해 얻은 결정성과 유사한 결정성을 가진다. 따라서, 스타놀 및/또는 스테롤 지방산 에스테르는 마가린, 스프레드, 마요네즈, 요리용 기름, 쇼트닝 및 스프레드성 치즈와 같은 식품에 사용하기 위한 지방 배합물중의 경질 부분의 일부 또는 전부를 대체할 수 있다.
이러한 목적을 위한 스타놀 또는 스테롤 지방산 에스테르를 사용하는데 있어서의 장점은 지방산 조성을 변화시킴으로써 상기 에스테르의 물리적 성질이 맞추어질 수 있다는 것이다. 이것은 식물스테롤 에스테르에 필요한 녹는점 프로필을 제공하는 지방산을 선택함으로써 달성된다. 이러한 지방산의 탄소 사슬 길이는 상기 에스테르의 녹는점에 영향을 미친다. 즉, 상기 녹는점은 최소한 C16-C20 영역에 도달할 때까지는 상기 지방산 의 분자량 증가에 따라 감소한 후 증가하기 시작한다. 또한, 지방산의 포화 또는 불포화 정도도 녹는점 프로필을 제공하는 인자인데, 포화 정도가 클수록 녹는점은 높아진다.
마찬가지로 상기 물리적 성질들은 지방산 에스테르에서 스타놀과 스테롤의 비를 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 지방산의 경우와 마찬가지로, 포화 스타놀은 사응하는 스테롤보다 더 높은 녹는점 프로필을 나타낸다. 본 발명의 목적은 포화 지방을 불포화 지방으로 대체하는 것이기 때문에, 불포화, 바람직하게는 고도로 불포화되었거나 또는 다중 불포화된 지방산을 사용한 것에 근거하는 에스테르가 바람직하다. 그러나, 상기 지방산 에스테르의 스테롤 또는 스타놀 부분은 인체내에 소화되거나 또는 흡수될 수 없기 때문에, 포화도에 근거하여 스타놀 또는 스테롤을 선택하는 것은 중요한 인자가 아님에 주목하여야 한다. 그러나, 스테롤과 스타놀사이의 녹는점 프로필의 차이는 지방산 에스테르의 제조에 유용한 적당한 텍스츄어화제를 선택하는데 있어서 중요한 역할을 차지한다. 이러한 목적을 달성하기 위한 가장 적절한 방법은 식물성 지방 기름으로부터 유도한 지방산을 사용하는 것이다. 예를 들어, 에루크산 함량이 낮은 평지씨 기름(Canola 종류)의 스타놀 지방산 에스테르는 종래에 사용되는 경질 지방 부분과 유사한 물리적 성질을 나타내는 에스테르이다. 이러한 스타놀 지방산 에스테르 배합물은 80중량% 내지 35중량%의 지방 함량을 갖는 마가린 및 스프레드의 제조에 적당하게 사용될 수 있다. 이러한 스타놀 지방산 에스테르의 물리적 거동으로부터, 통상의 겔화 또는 안정화 계를 포함하는 아주 낮은 지방 함량을 갖는 제품이, 텍스츄어를 희생하지 않고 제조될 수 있음이 명백해 진다.
미합중국 특허 제 5,502,045호는 장관으로부터 콜레스테롤의 흡수를 감소시키는데 있어서의 스타놀 지방산 에스테르의 효과를 명백하게 나타내고 있다. 이와 같이 콜레스테롤의 흡수가 감소됨으로써 남성에 있어서 전체 콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤 수준이 상당히 감소한다. 따라서, 지방 배합물에서 텍스츄어화제로 작용하여 식이에서 유해한 흡수성 지방의 일부분을 확실하게 대체하는 것 외에도, 본 발명은, 유효 투여량의 스타놀 에스테르를 매일 식이에 도입하여, 모든 식품원으로부터 콜레스테롤의 흡수를 전체적으로 감소시키는 수단을 제공한다. 또한, 상기 에스테르의 스타놀 부분, 즉 스타놀 지방산 에스테르의 60중량%는 실제적으로 흡수되지 않기 때문에 칼로리를 공급하지 않는다.
미합중국 특허 제 5,502,045호에 개시된 콜레스테롤 수준을 저하시키기 위해 사용되는 식물 스테롤 에스테르를 함유하는 지방 배합물은, 마가린의 제조에 사용하기 위한 지방 배합물에, 전체 지방 배합물의 양을 기준으로 20중량%이하의 지용성 시토스타놀 에스테르가 부가될 수 있음을 증명하도록 제조되었음에 주목하여야 한다. 영양학적으로 바람직하지 않은 트리글리세리드 하드스톡의 전부 또는 일부분의 대체를 가능하게 하는 식물스테롤 에스테르의 놀라운 물리적 성질은 미합중국 특허 제 5,502,045호에 기재된 발명이 이루어진 시기에는 명백한 것이 아니었다. 통상적인 하드스톡의 실제적인 대체를 가능하게 하고 및 심지어는 전체적인 대체까지도 가능하게 하는, 본 명세서에서 예측되는 식물스테롤 지방산 에스테르의 놀라운 물리적 성질은 미합중국 특허 제 5,502,045호로부터 자명한 것이 아니었다.
본 발명을 가르침을 위한 것으로, 스테롤 및 스타놀 지방산 에스테르를 제조하는 바람직한 방법이 미합중국 특허 제 5,502,045호에 설명되어있다. 이러한 방법은, 종래의 방법들이 식품의 영양소로 사용하기 위한 제품의 제조에 허용될 수 없는 약품을 이용한다는 점에서, 종래의 방법들과 비교하여 장점을 가진다. 상기 종래의 방법들에 있어서 지방산의 티오닐 클로라이드 또는 무수물 유도체와 같은 독성 약품을 사용하는 것은 일반적인 것이다. 상기의 특허에 설명된 바람직한 제조 방법은 식용 지방 및 기름 산업에서 폭넓게 사용되고있는 상호에스테르화법에 기초하고 있다. 이러한 방법은 유리 스타놀, 지방산 에스테르 또는 지방산 에스테르 혼합물 및 에틸산나트륨과같은 상호에스테르화 촉매이외에 다른 물질은 사용하지 않는다. 이러한 방법의 한 가지 중요한 특징은 지방산 에스테르가 과량으로 사용되고 용매로 작용하여, 사용되는 조건(5-15mmHg의 진공)하에서 스타놀을 용해시킨다는 것이다. 이러한 반응은 지방산 에스테르와 스타놀 지방산 에스테르의 혼합물을 제공한다. 상기 스타놀 지방산 에스테르는 과량의 지방산 에스테르를 제거하는 진공 증류에 의해 거의 순수한 스타놀 지방산 에스테르로 쉽게 응축될 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 혼합물은 최종 지방 배합물에 그대로 부가된 후, 탈취 공정에 처해질 수도 있다.
스타놀은 밀, 호밀, 옥수수 및 트리티케일(triticale)과 같은 산물로서 천연에서 소량으로 입수된다. 또한, 스타놀은 식물성 기름에 근거한 스테롤 혼합물과 같은 천연 스테롤 혼합물 또는 상업적으로 입수가능한 나무 스테롤의 수소화에 의해서 쉽게 제조될 수도 있다. 이렇게 얻어진 식물 스테롤은 유기 용매에서 Pd/C 촉매를 사용하는 것에 근거하는 것들과 같은 잘 알려져있는 수소화법에 따라 스타놀로 전환될 수 있다. 이러한 수소화를 수행하기 위해 당업자에게 알려져있는 넓은 종류의 팔라듐 촉매 및 용매가 사용될 수 있다. 다른 기원의 스테롤 또는 스타놀 또는 이들의 혼합물이 본 발명에 따른 식물스테롤 에스테르를 제조하기 위해 사용될 수 있음은 당업자에게 명백한 것이다.
본 발명에 유용한 적당한 식물스테롤의 예로는 시토스테롤, 캄페스테롤, 브라씨카스테롤, 22,23-디히드로브라씨카스테롤 및 스티그마스테롤이 있다. 이러한 식물스테롤은 대응하는 포화 화합물인 시토스타놀, 캄페스타놀, 24β-메틸 콜레스타놀이 형성되도록 수소화되는 것이 바람직하다.
본 발명에 유용한 지방산 및 지방산 에스테르는 포화 직쇄 지방산, 포화 측 쇄 지방산 및 불포화 지방산으로 이루어진 그룹에서 선택된다. 본 발명에 유용한 지방산의 탄소 사슬 길이는 대표적으로 2 내지 4이다. 그러나, 본 발명에 유용한 지방산 또는 지방산들의 배합물은, 스테롤 지방산 에스테르, 스타놀 지방산 에스테르 또는 이들의 배합물의 녹는점, 텍스츄어 및 다른 감각 특성이, 대체되는 하드스톡의 대응하는 성질을 비슷하게 모사하도록 선택되는 것이 바람직하다. 12 내지 24의 평균 탄소 길이, 바람직하게는 16 내지 20의 평균 탄소 길이, 더 바람직하게는 약 18의 평균 탄소 길이를 갖는 지방산이 본 발명에 특히 적당하다.
하기의 실시예는 본 발명 및 그 실시의 더욱 충분한 이해를 얻게하기 위하여 제시되는 것이다.
실시예 1
스테롤 혼합물의 수소화
식물성 기름 증류물로부터 얻은 상업적으로 입수가능한 식물 스테롤 혼합물(조성:캄페스테롤+22,23-디히드로브라씨카스테롤 26.7중량%, 캄페스타놀 1.7중량%, 스티그마스테롤 18.4중량%, 시토스테롤 49.1중량% 및 시토스타놀 2.9중량%)을 시험적 규모의 반응기(25리터)에서 수소화했다. 상기 반응기에, 26g의 섬유상 Pd 촉매(Smop-20; Pd 함량 10중량%, 핀란드, 터어쿠소재의 스모프테크사 제조), 촉매의 활성화를 위한 26g의 증류수 및 11.7kg의 프로판올을 공급했다. 상기 반응기를 질소로 플러싱(flushing)하고, 1bar의 압력 및 65℃의 온도에서 30분간 수소 가스하에서 촉매의 활성화를 수행했다. 이러한 활성화 후, 상기 혼합물을 40℃까지 냉각한 후, 1.3kg의 스테롤 혼합물을 부가했다.
상기 프로판올 식물 스테롤 혼합물을 질소 분위기하에서 65℃까지 가열한 다음, 질소를 수소로 교체했다. 그 후, 수소에 의한 철저한 플러싱을 실시했다. 수소화 반응을 1bar의 수소압에서 수행했다. 정상 전환 시간은 약 120분이다. 전환율은 분획을 취하고 이를 HPLC에 의해 분석함으로써 쉽게 측정할 수 있다.
상기 수소압을 떨어뜨리고 상기 반응기를 질소를 이용하여 플러싱했다. 상기 섬유상 촉매를 질소압을 이용하여 여과 제거했다. 얻어지는 프로판올 스타놀 배합물을 10℃에서 밤새 결정화시킨 후 스타놀 결정을 여과하여 그 케이크를 0.5kg의 차가운 프로판올로 세척하였다. 얻어지는 식물성 기름 스타놀 혼합물을 진공 컵보오드에서 60℃로 건조시켰다. 수율은 75중량%였다. 얻어지는 스타놀 혼합물의 조성은 모세관 GC 분석에 따라 측정하였을 때 다음과 같았다: 캄페스테롤 0.2중량%, 캄페스타놀 28.9중량%, 스티그마스테롤 0.1중량%, 시토스테롤 0.2중량%, 시토스타놀 70.1중량%. 브라씨카스테롤 및 22,23-디히드로브라씨카스테롤은 캄페스테롤의 에피머인 24β-메틸 콜레스테롤로 수소화되지만, 이들은 통상의 모세관 기체 크로마토그래피 과정에서, 키랄성에 따라 분리될 수 없는 동일 피이크로 나타나기 때문에, 보통 캄페스타놀로 계산된다는 것에 주의하여야 한다.
스타놀 지방산 에스테르의 제조
스타놀 지방산 에스테르 혼합물을 실험적 규모로 제조하였다. 위에서 제시한 수소화 과정에 따라 수득한 몇 개의 배치(batch)들을 결합하여 얻은 6kg의 식물성 기름의 스타놀을 60℃에서 밤새 건조시키고 8.6kg의 낮은 에루크산 함량의 평지씨 기름과 메틸 에스테르 혼합물을 이용하여 에스테르화시켰다. 사용되는 스타놀 배합물의 조성은 아래와 같았다: 캄페스테롤 0.4중량%, 캄페스타놀 (+24β-메틸 콜레스테롤)29.7중량%, 스티그마스테롤 0.1중량%, 시토스테롤 0.4중량% 및 시토스타놀 68.0중량%. 상기 배합물의 스타놀 함량은 98.2중량%였다. 상기 에스테르화는 하기와 같이 수행되었다. 반응기에서, 식물성 기름 스타놀과 낮은 에루크산 함량의 평지씨 기름 지방산 메틸에스테르 혼합물을 90 내지 120℃에서 5-15mmHg 의 진공하에 가열했다. 1시간동안 건조시킨 후, 21g의 에틸산나트륨은 부가하고 반응을 약 21시간동안 계속했다. 90℃에서 30중량% 물을 부가하여 촉매를 분해시켰다. 상분리후, 수성상을 제거하고 제 2 세척을 수행했다. 수성상을 분리한 후, 유성상을 200rpm으로 교반하면서 95℃에서 진공건조시켰다. 스타놀 지방산 혼합물을 1.0중량%의 표백토(Tonsil Optinium FF, 독일연방공화국 Sudchemie 소재)를 이용하여 200rpm으로 교반하면서 30mmHg 및 110℃에서 20분간 약간 표백 및 탈취하였다. 상기 표백토를 여과제거하고 통상의 탈취법에 의해 상이한 식품 제조 공정에서 더욱더 사용하기 위한 맛없는 스타놀 지방산을 얻었다. 그렇지 않으면, 상기 스타놀 지방산 에스테르-지방산 에스테르 혼합물은 최종 지방 배합물의 탈취에 앞서 최종 지방 배합물에 부가될 수 있다. 또는 그렇지 않으면, 사용에 앞서 진공 증류에 의해 과량의 메틸 에스테르를 제거할 수도 있다.
상기 에스테르화 공정의 전환율은 신속 HPLC법에 따라 측정하였을 때 보통 99중량%이상이었다.
스타놀 지방산 에스테르의 녹는점 곡선
도 1은 상기의 과정에 따라 나무 스타놀 및 식물성 기름 스타놀을 에스테르화하여 제조한 두 개의 스타놀 에스테르에 대한 녹는점 곡선을 보여준다. 상기 에스테르들은 C14 내지 C24가 약 90중량%인 지방산 조성을 갖는 낮은 에루크산 함량의 평지씨 기름과 각각의 스타놀을 C18:1→C18:3의 범위로 상호에스테르화하여 제조하였다. 상기 스타놀 에스테르들의 조성(중량%)는 아래와 같다.
나무 스타놀 에스테르 식물성 기름 스타놀 에스테르
캄페스테롤(1) 0.8 0.8
캄페스타놀(2) 8.5 30.0
시토스테롤 4.8 1.8
시토스타놀 85.7 67.0
기타 0.1 0.4
(1) 캄페스테롤 및 22,23-디히드로브라씨키스테롤을 포함함.
(2) 브라씨카스테롤 및 22,23-디히드로브라씨카스테롤의 포화로부터 유도한 캄페 스타놀 및 이것의 에피머인 24-메틸 콜레스테롤을 포함함.
차동 주사 열량분석법(DSC)으로 얻은 녹는점 곡선이 도 1에서 보여진다. 상기 녹는점 곡선은 75℃에서 10분간 시료(약8g)을 녹인다음, 상기 시료를 10℃/분으로 -50℃까지 냉각하고 상기 온도에서 5분간 유지한 후에 얻었다. 이러한 녹는점 곡선은 10℃/분으로 70℃까지 가열함으로써 얻어진 것이다. 도 1에서 도시하는 바와 같이, 둘 모두의 스타놀 에스테르들은 약 36℃에서 완전히 녹는 나무 스타놀 에 스테르의 주된 피이크(곡선 A) 및 약 39℃에서 완전히 녹는 식물성 스타놀 에스테르의 주된 피이크(곡선B)를 가지면서 35℃의 범위에서 매우 신속하게 녹는다. 이러한 급경사 녹는점 곡선은 우수한 융해 특성, 특히 최종 제품의 입안에서의 융해 특성을 위해 매우 바람직하다.
실시예 2
텍스츄어화제로서의 스타놀 지방산 에스테르
나무 또는 식물성 기름 스타놀의 에스테르화를 위해 상이한 지방산 조성을 사용했다.
1. 평지씨 기름으로부터 유도한 지방산을 갖는 나무 스타놀 에스테르
2. 평지씨 기름으로부터 유도한 지방산을 갖는 식물성 기름 스타놀
3. 콩기름으로부터 유도한 지방산을 갖는 나무 스타놀 에스테르
4. 평지씨 기름-야자 기름 배합물(85:15)로부터 유도한 지방산을 갖는 나무 스 타놀 에스테르
5. 평지씨 기름-야자 기름 배합물(70:30)로부터 유도한 지방산을 갖는 나무 스 타놀 에스테르
6. 버터 기름으로부터 유도한 지방산을 갖는 나무 스타놀 에스테르
여러 가지의 온도에서 고체인 각각의 에스테르의 고체 지방 함량(지방의 중량%)을 통상의 시리얼 템퍼링법을 이용하여 통상의 NMR 법에따라 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
표 I
텍스 츄어화제 10℃ 20℃ 30℃ 35℃ 40℃ 45℃
1 84.1 70.4 26.6 7.0 4.6 2.5
2 82.3 70.4 34.9 9.4 5.2 2.6
3 74.3 52.8 35.3 26.3 21.7 17.9
4 90.6 85.0 60.2 31.6 22.7 17.4
5 88.1 82.0 64.3 49.5 38.0 29.8
6 83.0 75.6 66.8 64.9 62.4 55.2
나무 스타놀 에스테르 및 식물성 기름 스타놀 에스테르는, 이들이 적당한 녹는점 프로필 및 , 지방 배합물의 테스츄어 및 기타 감각 특성에 우선적으로 기여하는 다른 성질들을 가지는 경우 본 발명에 유용한 것이다. 따라서, 해바라기 기름, 옥수수 기름, 콩기름, 버터 기름, 평지씨 기름 뿐 아니라 식물성 기름과 식물성 지방의 배합물로부터의 지방산과 스타놀을 에스테르화하여 제조한 에스테르는 지방 배합물에서 포화 또는 트랜스-불포화 지방의 거의 전부에 대한 대체물로서 지방 배합물과 배합되는 것을 가능하게 하는 녹는점 프로필을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
실시예 3
텍스츄어화제로서의 스테롤 에스테르
본 발명은 소량의 스테롤 지방산 에스테르를 갖거나 또는 갖지 않는 스타놀 지방산 에스테르를 사용하는 경우에 특히 유익하지만, 대체되는하드스톡과 유사한 고체 함량이 제공되도록 배합되어진 스테롤 지방산 에스테르를 이용하여서도 마찬가지로 실시될 수 있다. 하기의 스테롤 에스테르의 배합물은 텍스츄어화제로 사용될 수 있는 예이다.
스테롤 에스테르의 배합물
1. 평지씨 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 90중량%, 야자 기름 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 10중량%.
2. 평지씨 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 80중량%, 야자 기름 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 20중량%.
3. 평지씨 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 70중량%, 야자 기름 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 30중량%.
4. 평지씨 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 80중량%, 야자 기름 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 10중량%, 코코넛 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르10중량%.
5. 평지씨 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 90중량%, 코코넛 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 10중량%.
6. 평지씨 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 80중량%, 코코넛 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 20중량%.
7. 평지씨 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 70중량%, 코코넛 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 30중량%.
8. 평지씨 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 85중량%, 야자 기름 지방산을 갖는 나무 스테롤 에스테르 15중량%.
배합물 1-7에 있어서, 일반적 기액 크로마토그래피법으로 얻은 스테롤 조성( 중량%)는 아래와 같다:
캄페스테롤 7.8중량%
캄페스타놀 1.2중량%
스티그마스테롤 0.5중량%
시토스테롤 77.3중량%
시토스타놀 13.0중량%
배합물 8에서 스테롤 조성은 아래와 같다:
브라씨카스테롤 2.8중량%
캄페스테롤 28.2중량%
스티그마스테롤 16.5중량%
시토스테롤 49.7중량%
기타 불포화 스테롤 2.8중량%
여러 가지의 온도에서 상기 스테롤 에스테르 배합물의 고체 지방 함량은 표 Ⅱ에서 나타나있다.
표 Ⅱ
스테롤 배합물 10℃ 20℃ 30℃ 35℃ 40℃ 45℃
1 63.0 24.9 12.1 9.0 7.0 4.7
2 68.1 33.2 19.7 16.0 12.8 10.1
3 71.1 41.3 26.6 22.2 18.6 15.8
4 71.1 25.7 13.5 10.2 7.4 5.3
5 69.4 15.5 6.1 3.7 1.7 0.0
6 69.3 35.9 8.3 4.7 1.8 0.0
7 69.7 50.3 15.1 10.9 6.2 2.1
8 69.7 33.8 18.5 14.5 11.2 8.6
표 Ⅱ에서의 데이터는, 나무 및 식물성 기름 스테롤 지방산 에스테르의 지방산 조성을 최적화함으로써, 상기 배합물의 융해 특성이, 식품에 텍스츄어 및 기타 감각 특성을 부여하도록 포화 및 트랜스-불포화 지방산이 풍부한 하드스톡의 성분에 대한 대체물로서 상기 배합물을 만든다는 것을 명백히 보여주고 있다. 이러한 스테롤 에스테르는 소량의 스타놀 에스테르를 함유하긴 하지만, 불포화 스테롤에 완전히 근거하는 스테롤 에스테르 배합물은 지방산 조성을 최적화한 후, 텍스츄어화제로서 사용하기에 상기 배합물을 만드는 바람직한 융해 특성을 얻을 수도 있다.
실시예 4
평지씨 기름을부터 유도한 지방산 부분을 갖는 텍스츄어화제
하기의 데이터는, 스테롤 지방산 에스테르가 스타놀 지방산에스테르와의 배합물의 보조 성분으로 사용될 수 있음을 나타내고 있다. 스타놀 및 스테롤 에스테르는 낮은 에루크산의 평지씨 기름으로부터 유도한 지방산을 이용하여 제조한 것이 다. 이러한 배합물은 지방-함유 마가린, 치즈, 스프레드등에서의 하드스톡의 대체물로서 유용하다. 하기의 식물 스테롤 에스테르 및 하드스톡을 제조하고 테스트하여 그 녹는점 프로필을 측정하였다:
스테롤 및 스타놀 지방산 에스테르 또는 이들의 배합물
1. 나무 스타놀 에스테르
2. 식물성 기름 스타놀 에스테르
3. 나무 스테롤 에스테르
4. 식물성 기름 스테롤 에스테르
5. 식물성 기름 스테롤 에스테르 15중량%, 식물성 기름 스타놀 에스테르 85중량%
6. 식물성 기름 스테롤 에스테르 25중량%, 식물성 기름 스타놀 에스테르 75중량%
7. 나무 스테롤 에스테르 15중량%, 나무 스타놀 에스테르 85중량%
8. 나무 스테롤 에스테르 25중량%, 식물성 기름 스타놀 에스테르 75중량%
9. 부분적으로 수소화된 콩기름(강하점 42℃)
10. 부분적으로 수소화된 평지씨 기름/야자 기름 배합물(강하점 42℃)
11. 야자 스테아린(강하점 약 42℃)
12. 야자 스테아린/코코넛 기름 배합물, 성호에스테르화되엇음(강하점 42℃)
상기 배합물들을 실시예 2에서 기재된 바와 같이 고체 지방 함량에 대하여 측정하고 그 결과를 다음 표에 나타내었다:
표 Ⅲ
스테롤 배합물 10℃ 20℃ 30℃ 35℃ 40℃ 45℃
1 84.1 70.4 26.6 7.0 4.6 2.5
2 82.3 70.2 34.9 9.4 5.2 2.6
3 25.5 5.2 1.9 0.7 0.5 0.3
4 40.4 11.6 3.5 1.7 1.1 0.3
5 76.6 60.8 20.5 6.8 3.9 2.4
6 73.4 55.7 13.5 6.3 3.2 1.7
7 72.7 56.0 13.7 5.5 3.5 2.5
8 68.7 49.3 9.0 5.3 3.2 1.9
9* nd** 68-72 38-42 18-22 5-9 ≤1
10* nd** 50-54 20-24 7-11 ≤1.5 0
11* nd** 51-56 26-31 17-21 11-16 6-10
12* 68-72 47-51 24-26 14-16 5-7 ≤4
* 식물 배합물의 상업적인 제조에 통상적으로 사용되는 하드스톡의 비교 성분 에 대한 것임.
** 측정되지 않았음
상기의 결과는, 스타놀 에스테르 및 스타놀 에스테르와 30중량% 이하의 스테롤 에스테르와의 배합물은 상업적인 지방 배합물의 하드스톡에서 종래 사용되는 고불포화 및/또는 트랜스-지방산 함유 성분의 지방 값과 동일한 범위를 갖는 고체 지방 함량 값을 가짐을 명백히 알 수 있다. 100중량% 나무 및 식물성 기름 스테롤 에스테르(3 및 4)는 감각 특성의 최소한 일부분의 손실도 없이 하드스톡에 대한 대체물로서 사용하기에는 너무 낮은 녹는점 프로필을 가진다. 그러나, 배합물 3 및 4의 지방산 조성을 최적화함으로써 바람직한 물리적 성질을 갖는 스테롤 지방산 에스테르가 표 Ⅱ의 배합물 8에서 나타낸 바와 같이 얻어질 수 있다.
실시예 5
텍스츄어화 조성물을 함유하는 지방 배합물
하드스톡을 갖거나 갖지 않으면서 여러 가지의 중량비의 나무 스타놀 에스테르 및 평지씨 기름에 근거하는 몇 가지의 지방 배합물을 제조하였다. 여러 가지의 비율이 아래에서 보여진다.
지방 배합물 1: 나무 스타놀 에스테르 35중량%, 평지씨 기름(LEAR) 65중량%
지방 배합물 2: 나무 스타놀 에스테르 30중량%, 평지씨 기름 70중량%
지방 배합물 3: 나무 스타놀 에스테르 25중량%, 평지씨 기름 75중량%
지방 배합물 4: 나무 스타놀 에스테르 35중량%, 평지씨 기름 62중량%, 트랜스 유리 하드스톡 3중량%
지방 배합물 5: 나무 스타놀 에스테르 29중량%, 평지씨 기름 66중량%, 트랜스 유리 하드스톡 5중량%
지방 배합물 6: 나무 스타놀 에스테르 29중량%, 평지씨 기름 60중량%, 트랜스 유리 하드스톡 11중량%
지방 배합물 7: 나무 스타놀 에스테르 29중량%, 평지씨 기름 57중량%, 트랜스 유리 하드스톡 14중량%
지방 배합물 8: 나무 스타놀 에스테르 29중량%, 평지씨 기름 54중량%, 트랜스 유리 하드스톡 17중량%
지방 배합물 9: 놀 에스테르 25중량%, 평지씨 기름 60중량%, 트랜스 유리 하드스톡 15중량%
지방 배합물 10: 나무 스타놀 에스테르 20중량%, 평지씨 기름 60중량%, 트랜스 유리 하드스톡 20중량%
지방 배합물 11: 나무 스타놀 에스테르 16중량%, 평지씨 기름 60중량%, 트랜스 유리 하드스톡 24중량%
지방 배합물 12: 나무 스타놀 에스테르 15중량%, 평지씨 기름 63중량%, 트랜스 유리 하드스톡 22중량%
* 트랜스 유리는 트랜스 지방산이 실제적으로 없는 지방 배합물을 의미함.
실시예 2에서 기재된 방법을 사용하여, 10℃ 내지 45℃의 온도에서 각각의 배합물의 고체 지방 함량을 측정하고 그 결과를 표 Ⅳ에 나타내었다.
표 IV
지방 배합물 10℃ 20℃ 30℃ 35℃ 40℃ 45℃
1 18.2 8.5 1.6 1.1 0.9 0.1
2 14.3 5.5 1.3 1.0 0.5 0.0
3 10.6 2.4 0.9 0.7 0.0 0.0
4 19.2 8.6 1.7 1.1 0.5 0.3
5 15.3 5.2 1.1 0.4 0.2 0.1
6 17.5 6.2 1.4 0.2 0.2 0.1
7 19.4 7.5 1.7 0.4 0.2 0.1
8 20.9 8.4 2.5 0.8 0.3 0.0
9 16.6 5.6 2.6 1.1 0.5 0.0
10 17.0 6.4 3.3 1.7 0.2 0.0
11 16.9 7.5 3.4 2.0 0.4 0.0
12 14.7 6.3 3.1 1.8 0.6 0.0
상기 제 1 내지 제 12 지방 배합물들에서 얻어지는 고체 지방 함량을 보면 그러한 지방 배합물들을 최종 구조에서 딱딱한 지방이 요구되는 지방함유 제품들의 제조에 사용할 수 있다는 것을 명확히 알 수 있다. 단지 제 3 지방 배합물의 경우에만 통상의 마가린 및 스프레드에 사용할 수 없을 정도로 너무 부드럽다. 제 1 내지 제 3 지방 배합물들의 경우는 하드스톡이 모두 스타놀 에스테르/평지씨 기름으로 대체되어 상기 흡수성 기름의 모두를 하드스톡의 아주 덜 바람직한 포화 트리글리세리드가 아닌 고도 불포화 평지씨 기름에서 얻을 수 있다는 점에서 매우 바람직하다.
또한, 본 발명은 두개이상의 스테롤 에스테르들을 배합하여 상기 지방 배합물내의 포화 또는 트랜스 불포화 지방산의 대부분 또는 모두를 대체시킬 수 있게 불포화 지방산에서 풍부한 식물성 기름과 배합할 수 있는 대체물을 제공하도록 실시될 수 있다. 약 85중량%의 스테롤을 캄페스테롤(campesterol) 또는 시토스테롤(sitosterol)로서 함유하고 잔부가 스타놀로 되어 있는 나무 스테롤 지방산의 배합물을 다양한 지방산들과 반응시켜 스테롤 에스테르를 생성시킨다. 여러가지의 이러한 에스테르들을 다음의 조제 방법에 따라 함께 배합하여 하드스톡내의 유해 지방에 대한 대체물로서 작용하는데 알맞은 온도 프로파일(profile)을 갖는 제품을 제공할 수 있게 한다.
1. 70 내지 90중량%의 평지씨 지방산 스테롤 에스테르와 30 내지 10중량%의 야자기름 지방산 스테롤 에스테르의 혼합물.
2. 70 내지 90중량%의 평지씨 지방산 스테롤 에스테르와 30 내지 10중량%의 코코넛 지방산 스테롤 에스테르의 혼합물.
3. 80중량%의 평지씨 지방산 에스테르와, 10중량%의 야자기름 지방산 스테롤 에스테르와, 10중량%의 코코넛 지방산 스테롤 에스테르의 혼합물.
실시예 6
스타놀 에스테르를 사용하여 60중량% 마가린의 제조
평지씨 기름으로부터 유도한 지방산을 함유하는 식물성 기름 스타놀 지방산 에스테르 35 중량%와 평지씨 기름 65중량%로 구성되는 지방 배합물을 사용하여 Gerstenberg & Agger 3 x 57 파일럿 스케일 퍼펙터(perfector)에서 60중량% 마가린을 제조하였다. 상기 지방 배합물은 표백 및 탈취된 스타놀 지방산 에스테르와 종래방식으로 정제된 평지씨 기름을 배합하여 준비하였다. 사용된 용량은 60kg/h였다. 상기 생성물의 스타놀 함량은 20g/일(day)의 마가린 사용레벨에서 약 2.4g의 스타놀 일일 섭취량을 제공할 수 있을 정도인 약 12g/생성물 100g가 되도록 정하였다. 상기 생성물은 다음의 처방에 따라 생성시켰다.
식물성기름스타놀지방산에스테르를 포함하는 지방 배합물 60중량%
물 39중량%
염 0.5중량%
에멜시화제 }
pH조절제로서의 탄산수소나트륨 및 구연산 } 총 0.5중량%
착색제로서의 β-캐로틴 }
향료 }
제조한 마가린을 250g 폴리프로필렌 통들내에 충전한 후 알루미늄박으로 밀봉시켰다. 이 제품들의 맛 및 느낌은 시판되고 있는 60중량% 마가린과 동일하였다. 3개월간 저장한 경우에도 기름화가 보이지 않았다. 상기 제품은 액체 평지씨 기름의 지방산 조성과 유사한 지방산 조성(고도 불포화지방산 34중량%, 단도 불포화지방산 59.2중량%, 그리고 포화지방산 6.8중량%)을 갖는 약 48중량%의 흡수성 지방을 포함한다. 이 제품의 지방산 조성은 다음과 같았다:
고도 불포화지방산 15.1g/제품 100g
단도 불포화지방산 26.9g/제품 100g
포화지방산 3.1g/제품 100g
트랜스 지방산 0.3g/제품 100g
실시예 7
스타놀 에스테르를 사용하여 40중량% 지방 스프레드의 제조
사용한 지방 배합물의 조성은 다음과 같았다: 평지씨 기름으로부터 유도한 지방산을 함유하는 나무 기름 스타놀 지방산 에스테르 33.3 중량%, 평지씨 기름 59.7중량%, 그리고 야자 스테아린과 코코넛 기름의 상호에스테르화 배합물 7중량%. 상기 배합물은 용융 상태의 탈취된 나무 스타놀 지방산 에스테르를 평지씨 기름과 하드스톡 성분과 함께 배합하여 준비하였다. 상기 스프레드는 Gerstenberg & Agger 3 x 57 파일럿 스케일 퍼펙터에서 제조하였다. 사용된 용량은 45kg/h였다. 상기 생성물은 다음의 처방에 따라 생성시켰다.
스타놀지방산에스테르를 포함하는 지방 배합물 40.0중량%
물 56.4중량%
젤라틴 2.5중량%
염 0.5중량%
에멜시화제 0.2중량%
소르브산 칼륨 0.1중량%
버터밀크분말 0.25중량%
향료 }
pH조절제로서의 구연산 } 총 0.05중량%
착색제로서의 β-캐로틴 }
제조한 스프레드를 250g 폴리프로필렌 통들내에 충전한 후 알루미늄박으로 밀봉시켰다. 이 제품들의 외관은 시판되고 있는 40중량% 스프레드와 동일하였다. 얻은 제품의 맛은 입에서 신속히 녹을 정도로 양호하였다. 물의 유리 또는 기름화가 관찰되지 않았으며, 퍼짐성(spreadability)도 양호하였다.
상기 제품은 다음의 지방산 조성을 갖는 흡수성 지방을 32중량% 함유하고 있다:
고도 불포화지방산 9.2g/제품 100g
단도 불포화지방산 17.4g/제품 100g
포화지방산 3.6g/제품 100g
트랜스 지방산 0.2g/제품 100g
실시예 8
스타놀 에스테르를 사용하여 퍼짐성 치즈의 제조
사용한 지방 배합물의 조성은 다음과 같았다: 평지씨 기름으로부터 유도한 지방산을 함유하는 나무 기름 스타놀 지방산 에스테르 33.3 중량%, 평지씨 기름 59.7중량%, 그리고 야자 스테아린과 코코넛 기름의 상호에스테르화 배합물 중량7%. 상기 배합물은 용융 상태의 탈취된 나무 스타놀 지방산 에스테르를 평지씨 기름과 하드스톡 성분과 함께 배합하여 준비하였다.
상기 퍼짐성 치즈는 25kg의 배치(batch) 용량을 갖는 Stephan 믹서에서 제조하였다. 상기 생성물은 다음의 처방에 따라 생성시켰다.
응유 55.2중량%
스타놀지방산에스테르를 포함하는 지방 배합물 25.4중량%
응축제 13.2중량%
안정화제 1.0중량%
우유 단백질 2.6중량%
염 0.7중량%
소르브산칼륨 0.1중량%
마늘향료 제조품 1.8중량%
pH조절제로서의 젓산 } 총
향료 } 0.05중량%
상기 성분들을 상기 Stephan 믹서를 사용하여 실온에서 1분간 혼합한 후, 결과 혼합물을 직접 스팀분사(0.8 bar)를 이용하여 60℃까지 가열한 후 1분간 혼합하였다. 상기 온도를 72℃까지 증가시킨 후 1분간 혼합하였다. 얻어진 제품을 100g 폴리프로필렌 통에 고온 충전한 후 알루미늄박으로 밀봉시켰다.
이 제품들의 맛은 시판되고 있는 지방 배합물을 사용하여 제조한 제품과 유사하다. 상기 제품의 지방 함량은 26중량%이고, 흡수성 기름 함량은 21중량%이고, 지방산 조성은 다음과 같다:
고도 불포화지방산 6.0g/제품 100g
단도 불포화지방산 11.4g/제품 100g
포화지방산 2.6g/제품 100g
트랜스 지방산 0.1g/제품 100g
실시예 9
스타놀 에스테르를 사용하여 50중량% 지방 스프레드의 제조
사용한 지방 배합물의 조성은 다음과 같았다: 평지씨 기름으로부터 유도한 지방산을 함유하는 나무 기름 스타놀 지방산 에스테르 30 중량%, 평지씨 기름 58.5중량%, 그리고 야자 스테아린과 코코넛 기름의 상호에스테르화 배합물 11.5중량%. 상기 배합물은 용융 상태의 탈취된 나무 스타놀 지방산 에스테르를 평지씨 기름과 하드스톡 성분과 함께 배합하여 준비하였다.
상기 스프레드는 45kg/h의 용량을 갖는 Gerstenberg ＆Agger 3 x 57 파일럿 스케일 퍼펙터에서 제조하였다. 상기 생성물은 다음의 처방에 따라 생성시켰다.
스타놀지방산에스테르를 포함하는 지방 배합물 50.0중량%
물 49.0중량%
염 0.5중량%
에멀션화제 0.4중량%
향료 }
소르브산칼륨 }
pH조절제로서의 중탄산나트륨 및 시트르산 } 총
착색제로서 β-캐로텐 } 0.05중량%
얻어진 스프레드를 250g 폴리프로필렌 통에 충전한 후 알루미늄박으로 밀봉시켰다. 이러한 제품의 외관은 통상의 50중량% 스프레드와 동일하였다. 물의 유리 또는 기름화가 관찰되지 않았으며, 퍼짐성(spreadability)도 양호하였다. 맛은 스타놀 에스테르를 함유하지않는 시판되고 있는 제품과 유사하였고 입안에서의 느낌은 좋았다. 상기 제품은 약 41중량%의 흡수성 지방을 함유하며, 지방산 조성은 다음과 같다:
고도 불포화지방산 10.0g/제품 100g
단도 불포화지방산 22.6g/제품 100g
포화지방산 6.0g/제품 100g
트랜스 지방산 0.3g/제품 100g
실시예 10
스타놀 에스테르를 텍스츄어화제로서 사용하여 높은 다이어트성 섬유 레벨을 갖는 40중량% 지방 스프레드의 제조
사용한 지방 배합물은 평지씨 기름으로부터 유도한 지방산을 함유하는 용융상태의 탈취된 나무 스타놀 지방산 에스테르 38 중량%를 평지씨 기름 62중량%와 배합하여 준비하였다. 상기 스프레드는 Gerstenberg & Agger 3 x 57 파일럿 스케일 퍼펙터(perfector)에서 제조하였다. 사용된 용량은 45kg/h였다. 상기 생성물의 스타놀 함량은 25g/일(day)의 스프레드 사용레벨에서 2.1g의 스타놀 일일 섭취량을 제공할 수 있을 정도인 8.5g/생성물 100g이 되도록 정하였다. 상기 생성물은 다음의 처방에 따라 생성시켰다.
스타놀지방산에스테르를 포함하는 지방 배합물 40.0중량%
물 54.0중량%
라프트라인 에치피™(Raftline HP™)(올리고과당*) 5.0중량%
염 0.5중량%
에멜시화제 0.3중량%
향료 }
소르브산 칼륨 }
pH조절제로서의 구연산 } 총 0.05중량%
착색제로서의 β-캐로틴 }
* 벨기에의 Orafti s.a.의 식품원료
제조한 스프레드를 250g 폴리프로필렌 통들내에 충전한 후 알루미늄박으로 밀봉시켰다. 제품의 외관은 종래의 마가린과 동일하였으나, 표면은 저지방 스프레드에서 통상 볼 수 있는 것과 같이 윤이 났다. 물의 유리 또는 기름화가 관찰되지 않았으며, 경도는 시판중인 40중량% 스프레드와 유사하였다. 입에서의 느낌은 분명 제품내의 섬유함량이 높기 때문에 적당하였다.
상기 제품은 다음의 지방산 조성을 갖는 흡수성 지방을 31중량% 함유하고 있다:
고도 불포화지방산 9.8g/제품 100g
단도 불포화지방산 17.4g/제품 100g
포화지방산 2.0g/제품 100g
트랜스 지방산 0.2g/제품 100g
본 발명에 따른 지방 배합물들의 이점에 대한 요약
상술한 설명을 참조하면 명백히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 포화 또는 트랜스 불포화 지방산들에서 풍부한 지방 성분들의 사용에 비해 하나이상의 독특한 이점을 제공한다. 첫째로, 유해 지방산의 일부를 불포화 지방산들에서 풍부한 식물성 기름과 배합된 스타놀 및 스테롤의 불포화 흡수성 지방산 에스테르로 대치시킴으로써 사용자에게 소정의 영양학적 이점을 제공한다. 또한, 40중량%미만이 흡수성 지방산으로 구성되고, 상기 스테롤은 비흡수성이기 때문에 규정식에 칼로리를 제공하지 않는다. 또한, 주지할 점은 상기 스테롤 및 스타놀 에스테르들이 혈청에 담즙 및 내성 콜레스테롤의 흡수를 차단하도록 작용한다는 점이다. 또 다른 이점으로는 상기 텍스츄어화 조성물내의 흡수성 지방이 높은 중량%의 불포화 지방산과 낮은 중량%의 유해성 포화 및 트랜스 지방산으로 구성될 수 있다는 것을 들 수 있다. 전체 하드스톡을 텍스츄어화제로 대체시키는 경우에는 흡수성 지방의 감소가 최대화되고, 그 결과 유해 포화 및 트랜스 불포화 지방산의 현저한 감소가 이루어지는 반면 바람직한 불포화 지방산의 함량이 높은 개선된 지방산 조성이 얻어진다.
본 발명에 의해 얻어지는 상기의 여러 이점들을 명백히 이해시킬 수 있게 할 수 있도록 본 발명에 따른 지방 배합물들 및 종래기술에 따른 지방 배합물들의 조성을 표 V에 요약하여 기재한다.
표 V. 지방 배합물들의 조성, 식물성 기름으로부터 유도한 지방산 함량(중량%), 그리고 텍스츄어화 조성물 당 텍스츄어화제의 계산비
지방기름 성분 종래의 하드스톡 시토스타놀 에스테르 또는 기타 텍스츄어화제 식물성 지방 기름으로 부터 유도된 지방산 텍스츄어화제/텍스츄어화 조성물
마가린용 종래의 지방 배합물 60 40 - 57.0 0
US 5,502,045 48 32 20 53.6 0.38
본 발명 실시예 5 65 - 35 75.8 1
70 - 30 78.5 1
75 - 25 81.2 1
62 3 35 72.9 0.92
66 5 29 74.3 0.85
60 11 29 68.6 0.72
57 14 29 65.8 0.67
54 17 29 62.9 0.63
60 15 25 67.0 0.62
60 20 20 65.0 0.50
60 24 16 63.4 0.40
63 22 15 65.8 0.40
실시예 6 65 - 35 75.8 1
실시예 7 60 7 33 70.2 0.82
실시예 8 59.7 7 33.3 70.0 0.72
실시예 9 58.5 11.5 30 67.6 0.72
실시예 10 62 - 38 74.1 1
표 V에 도시된 데이터를 참조하면 명확히 알 수 있는 바와 같이, 통상의 하드스톡의 양은 본 발명에 따른 배합물들의 경우 실질적으로 감소되어 있다. 액체 기름의 양은 종래의 지방 배합물들의 양과 비교하여 동일 레벨정도로 유지되거나, 심지어는 종래보다 증가될 수 있다. 종래의 미합중국 특허번호 제 5,502,045 호와 비교할 시 액체 오일 및 통상의 하드스톡 양에서 모두 상당한 차이가 있다. 또한 종래의 미합중국 특허에 기재된 지방 배합물은 명백한 바와 같이 상기 종래의 지방 배합물과 비교할 때 실질적으로 변화되지 않은 지방산 조성을 가지고 있는 반면, 본 발명에 다른 지방 배합물은 영양학적으로 보다 바람직한 수치들을 나타내고 있 다.
상기한 바와 같은 이점들은 모두 상기 지방 배합물 또는 상기 지방 배합물을 포함하는 식품의 텍스츄어의 손실없이 본 명세서에 기재된 텍스츄어화제를 사용하여 달성할 수 있다.

Claims (51)

  1. 텍스츄어화제 및 임의적인 하드스톡을 포함하며, 하드스톡과 동일한 물리적 성질을 갖는 텍스츄어화 조성물로서, 상기 텍스츄어화제는 하나 이상의 스테롤 지방산 에스테르, 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르, 또는 이들의 배합물을 포함하고 상기 텍스츄어화 조성물은 60중량% 이상의 상기 텍스츄어화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 70중량% 이상의 텍스츄어화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 18중량%미만의 하드스톡을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  4. (정정)제 1 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 식용 기름, 지방 또는 이들의 혼합물로부터 유도한 지방산 또는 지방산 배합물을 이용하여 스타놀, 스테롤 또는 이들의 혼합물을 에스테르화하여 제조된 것임을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물
  5. (정정)제 1 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 나무에 근거하거나 또는 식물성 기름에 근거하거나 또는 상기 둘 모두에 근거하는 스타놀, 스테롤 또는 이들의 혼합물을 에스테르화하여 제조한 것임을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  6. (정정)제 1 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제의 지방산 부분은 포화 또는 불포화된 것으로서, C-4 내지 C-24의 탄소 사슬을 가지는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  7. (정정)제 1 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 실온에서 결정성 구조를 가지고, 또 유도 결정화후 차동 주사 열량분석법에 따라 측정하였을 때 37℃ 내지 40℃에서 하드스톡과 실제적으로 유사한 녹는점을 가지는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  8. (정정)제 1 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 100중량% 이하의 하나 이상의 스타놀 지방산 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  9. (정정)제 1 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 주로 하나 이상의 스타놀 지방산 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  10. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 하나이상의 스테롤 지방산 에스테르와 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하며, 상기 텍스츄어화제는 30중량% 이하의 스테롤 지방산 에스테르와 70중량% 이상의 스타놀 지방산 에스테르를 포함하고, 상기 스타놀 및 스테롤지방산 에스테르의 지방산 부분은 식물성 지방 기름인 평지씨 기름, 해바라기 기름, 콩기름, 옥수수 기름 중 하나 또는 두 개 이상의 혼합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  11. (정정) 제 1 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 스타놀 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하며, 상기 스타놀 지방산 에스테르의 지방산 부분은 식물성 지방 기름인 평지씨기름, 해바라기기름, 콩기름, 옥수수기름 중 선택되는 하나 또는 두 개 이상의 혼합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  12. (정정) 제 1 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 하나이상의 스테롤 지방산 에스테르와 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하며, 상기 스타놀 및 스테롤 지방산 에스테르의 지방산 부분은 식물성 지방 기름과 경질 지방의 배합물 또는 지방 배합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  13. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 스테롤 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하며, 상기 스테롤 지방산 에스테르의 지방산 부분은 식물성 지방 기름인 평지씨기름, 해바라기기름, 콩기름, 옥수수기름 중 선택되는 하나 또는 두 개 이상의 혼합물로부터 유도되는 것　또는 상기 식물성 지방 기름과 식물성 지방의 배합물로부터 얻어질 수 있는 지방산 배합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 택스츄어화 조성물.
  14. (정정)제 1 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 100중량% 이하의 하나이상의 스테롤 지방산 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  15. 하드스톡이 없이 액체 기름 성분 및 25중량% 이상의 텍스츄어화제를 포함하며, 상기 텍스츄어화제는 하나 이상의 스테롤 지방산 에스테르, 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르 또는 이들의 혼합물을 포함하는 지방 배합물.
  16. 제 15 항에 있어서, 30중량% 이상의 텍스츄어화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 35중량% 이상의 텍스츄어화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  18. (정정) 제 15항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르와 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하며, 상기 텍스츄어화제는 30중량% 이하의 스테놀 지방산 에스테르와 70중량% 이상의 스타놀 지방산 에스테르를 포함하고, 상기 스타놀 및 스테롤 지방산 에스테르의 지방산 부분은 식물성 지방 기름인 평지씨 기름, 해바라기기름, 콩기름, 옥수수기름 중 선택되는 하나 또는 두 개 이상의 혼합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  19. (정정) 제 15 항에 있어서, 상기 액체 기름 성분은 식물성 지방 기름인 평지씨기름, 해바라기기름, 콩기름, 옥수수기름 중 선택되는 하나 또는 두 개 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  20. (정정) 제 15 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 스타놀 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하며, 상기 스타놀 지방산 에스테르의 지방산 부분은 식물성 지방 기름인 평지씨기름, 해바라기기름, 콩기름, 옥수수기름 중 선택되는 하나 또는 두 개 이상의 혼합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  21. (정정)제 15 항에 정의된 지방 배합물을 함유하는 식품.
  22. (정정)제 21항에 있어서, 상기 지방 배합물이 25중량% 이상의 텍스츄어화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품.
  23. (정정)제 1 항의 텍스츄어화 조성물과 액체 기름 성분을 포함하는 지방 배합물.
  24. (정정) 제 23항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 하나이상의 스테롤 지방산 에스테르와 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하며, 상기 텍스츄어화제는 30중량% 이하의 스테롤 지방산 에스테르와 70중량% 이상의 스타놀 지방산 에스테르를 포함하고, 상기 스타놀 및 스테롤 지방산 에스테르의 지방산 부분은 식물성 지방 기름인 평지씨기름, 해바라기 기름, 콩기름, 옥수수 기름 중 선택되는 하나 또는 두 개 이상의 혼합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  25. (정정)제 23 항에 있어서, 3중량% 내지 17%중량의 하드스톡을 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  26. (정정)제 23 항에 있어서, 상기 텍스츄어화조성물은 82중량%이상의 텍스츄어화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  27. (정정) 제 23 항에 있어서, 상기 액체 기름 성분은 식물성 지방 기름인 평지씨기름, 해바라기기름, 콩기름, 및 옥수수기름 중 선택되는 하나 또는 두 개 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  28. (정정) 제 23 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제는 스타놀 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하며, 상기 스타놀 지방산 에스테르의 지방산 부분은 식물성 지방 기름인 평지씨기름, 해바라기기름, 콩기름, 옥수수기름 중 선택되는 하나 또는 두 개 이상의 혼합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  29. (정정)제 23 항에 있어서, 상기 텍스츄어화 조성물은 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항, 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한항에 정의된 것임을 특징으로 하는 지방 배합물.
  30. (정정)제 23 항에 있어서, 상기 지방 배합물은 15중량%이상의 텍스츄어화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 배합물.
  31. (신설)제 23 항에 정의된 지방 배합물을 함유하는 식품.
  32. (신설)제 31 항에 있어서, 상기 지방 배합물이 25중량% 이상의 텍스츄어화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품.
  33. (정정)지방 배합물 함유 식품의 텍스츄어화제를 보존하고 지방 배합물의 액체 기름에 대한 하드스톡의 비율을 감소시키기 위한 방법으로서, 하나이상의 스테롤 지방산 에스테르, 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르 또는 이들의 혼합물을 포함하는 텍스츄어화제를 상기 지방 배합물의 하드스톡의 60중량% 이상에 대한 대체물로 상기 지방 배합물에 혼입하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. (정정)제 33 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제가 상기 지방 배합물의 하드스톡의 70중량% 이상에 대한 대체물로 상기 지방 배합물에 혼입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. (정정)제 33 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제가 상기 지방 배합물의 하드스톡의 전부의 대체물로 상기 지방 배합물에 혼입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. (정정)제 33 항 또는 34 항의 방법에 따라 얻어질 수 있는 식품.
  37. (신설)제 35 항의 방법에 따라 얻어질 수 있는 식품.
  38. (정정)지방 배합물 함유 식품의 영양적 및/또는 건강적 가치를 향상시키며 지방 배합물의 액체 기름에 대한 하드스톡의 비율을 감소시키기 위한 방법으로서, 하나이상의 스테롤 지방산 에스테르, 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르 또는 이들의 혼합물을 포함하는 텍스츄어화제를 상기 지방 배합물의 하드스톡의 60중량% 이상에 대한 대체물로 상기 지방 배합물에 혼입하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. (정정)제 38 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제가 상기 지방 배합물의 하드스톡의 70중량% 이상에 대한 대체물로 상기 지방 배합물에 혼입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. (정정)제 38 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제가 상기 지방 배합물의 하드스톡의 전부의 대체물로 상기 지방 배합물에 혼입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. (정정)지방 배합물 함유 식품의 흡수성 지방의 양을 감소시키며 지방 배합물의 액체 기름에 대한 하드스톡의 비율을 감소시키기 위한 방법으로서, 하나이상의 스테롤 지방산 에스테르, 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르 또는 이들의 혼합물을 포함하는 텍스츄어화제를 상기 지방 배합물의 하드스톡의 60중량% 이상에 대한 대체물로 상기 지방 배합물에 혼입하는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. (정정)제 41 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제가 상기 지방 배합물의 하드스톡의 70중량% 이상에 대한 대체물로 상기 지방 배합물에 혼입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. (신설)제 41 항에 있어서, 상기 텍스츄어화제가 상기 지방 배합물의 하드스톡의 전부의 대체물로 상기 지방 배합물에 혼입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 삭제
  45. (정정)하나이상의 스테롤 지방산 에스테르, 하나이상의 스타놀 지방산 에스테르 또는 이들의 혼합물로서, 액체 기름을 포함하는 지방 배합물 또는 지방 배합물 함유 식품에서 텍스츄어화제로 지방 배합물의 하드스톡의 전부를 대체하고 지방 배합물의 액체 기름에 대한 하드스톡의 비율을 감소시키기 위한 방법.
  46. (신설)제 6 항에 있어서, 상기 탄소사슬이 C-16 내지 C - 20인 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  47. (신설)제 11 항에 있어서, 상기 식물성 지방 기름이 평지씨기름, 해바라기기름, 콩기름 또는 옥수수기름을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  48. (신설)제 13 항에 있어서, 상기 식물성 지방 기름이 코코넛기름, 야자기름 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  49. (신설)제 19 항에 있어서, 상기 식물성 지방 기름이 평지씨기름, 해바라기기름, 콩기름 또는 옥수수기름을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  50. (신설)제 20 항에 있어서, 상기 식물성 지방 기름이 평지씨기름, 해바라기기름, 콩기름 또는 옥수수기름을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
  51. (신설)제 28 항에 있어서, 상기 식물성 지방 기름이 평지씨기름, 해바라기기름, 콩기름 또는 옥수수기름을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스츄어화 조성물.
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