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KR101256830B1 - 냉동 식품의 제조 방법 - Google Patents

냉동 식품의 제조 방법 Download PDF

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KR101256830B1
KR101256830B1 KR1020067009989A KR20067009989A KR101256830B1 KR 101256830 B1 KR101256830 B1 KR 101256830B1 KR 1020067009989 A KR1020067009989 A KR 1020067009989A KR 20067009989 A KR20067009989 A KR 20067009989A KR 101256830 B1 KR101256830 B1 KR 101256830B1
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마테오 달리오
핀 요르트 크리스텐슨
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듀폰 뉴트리션 바이오사이언시즈 에이피에스
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Abstract

본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식(Ⅰ)의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00066
상기 R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
Figure 112006035861092-pct00067
식품 중간물, 유화제 시스템, 냉동 식품, 모노-디글리세라이드, 탄화수소기

Description

냉동 식품의 제조 방법{Process for the production of a frozen food product}
본 발명은 일반적으로 냉동 저장 동안 냉동 식품의 질을 유지시키고 저장 수명을 증가시키는데 유용한 방법 및 성분에 관한 것이다. 냉동 식품은 특히 아이스크림, 냉동 디저트, 냉동 반죽 및 냉동 빵을 포함한다.
식품의 질감뿐만 아니라 그 풍미는 소비자에게 중요하다. 냉동 식품에서 질감은 얼음 결정의 크기에 의해 크게 좌우된다. 또한 제품 내의 얼음 결정의 크기는 구조 유지에 중요하다. 아이스크림 및 냉동 디저트와 같은 냉동 식품의 제조자는 부드러운-질감의 제품을 확보하는데 많은 노력과 비용을 들이고 있다. 그러나 냉동 보관동안 얼음 결정이 수, 크기 및 형태가 변하게 된다. 이들 변화는 집약적으로 재-결정화로 알려져 있다. 재-결정화는 예를 들어 냉동 식품의 질감을 거칠게 하거나 악화시킴으로서 냉동 식품 질의 손실을 이끌 수 있다.
일부 재-결정화는 상온에서 자연적으로 발생한다. 그러나 온도 변동은 재-결정화 문제를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 냉동 저장 동안 온도의 증가는 얼음 결정의 일부 특히 더 작은 결정들이 융해되어 결국 유액상(serum phase) 내의 동결되지 않은 물의 양을 증가시키는 것으로 여겨진다. 온도가 감소하면 물은 재-동결되나 재-핵형성화되지(re-nucleate) 않는다.
재-결정화를 유도할 수 있는 온도 변동은 이동 중 또는 가정 냉동실 내에서의 보관 동안과 같이 냉동 저장 조건이 덜 이상적인 경우에 특히 일반적이다. 또한 이들 온도 변동은 냉동 시스템의 순환 특성 및 자동화 해동의 필요성의 결과로서 냉동 보관 동안 발생한다.
제조자가 재-결정화와 관련된 손해를 감소시키기 위한 다양한 기술을 이용하고 있으나 성공은 제한되었고 중요한 문제점이 남아 있다.
통상적으로 갈락토마난(galactomanan), 카라기난(carageenan), 알지네이트(alginate), 크산탄 검 및 카르복시메틸셀룰로오스나트륨(sodium carboxymethyl cellulose)와 같은 안정화제(수성콜로이드)가 저장 동안 얼음 결정 성장을 지연시키거나 감소시키는데 사용되었다. 그러나 안정화제는 얼음 결정 핵형성 과정(얼음 결정의 초기 크기)에 어떠한 영향도 미치지 않는다.
최근 아이스크림 및 냉동 디저트의 저장 수명을 증가시키기 위한 다른 해결책이 제안되었다. 그러나 이들 새로운 해결책도 그의 한계점을 지닌다.
아이스크림 및 냉동 디저트의 저온 압출성형이 제안되었고 완성된 아이스크림 및 냉동 디저트 내의 얼음 결정의 초기 크기를 감소시키기 위해 일부 아이스크림 및 냉동 디저트에 의해 현재 사용되고 있다. 그러나 저온 압출성형은 재-결정화 과정을 방지하거나 지연시키지 않는다. 따라서 저온 압출성형은 작은 시작점으로부터 재-결정화 과정을 시작시킴으로서 아이스크림 및 냉동 디저트의 저장 수명을 연장시킬 뿐이다. 또한 저온 압출성형의 이용은 새로운 처리 장비(단일 또는 2중 나사 압출성형기)의 높은 투자를 포함한다.
또한 냉동-방지 단백질(또한 얼음 구성 단백질 또는 얼음 결정 변형 단백질)의 이용이 아이스크림 및 냉동 제품의 저장 수명을 증가시키는 수단으로서 제안되었다. 그러나 이들 단백질은 예를 들어 이들을 굳게 하거나 부서지기 쉽게 하는 것과 같이 냉동 식품의 질감을 변화시키는 것으로 나타났다. 또다른 어려움은 상품화 규모면에서 이러한 냉동-방지 단백질의 생성이 현재 적절하지 않다는 것이다. 더욱이 이러한 냉동-방지 단백질의 이용에 대한 필요한 합법적 승인이 아직 허가되지 않았다.
따라서 재-결정화 과정을 감소시키거나 방지하고 아이스크림 및 냉동 디저트와 같은 냉동 식품의 특성을 개선시키는 새로운 기술에 대한 요구가 있다. 이들 기술은 저비용이고 완전하게 안전하고 인간 소비에 적당해야 한다.
WO 01/06865(Societe des Produits Nestle S.A.)는 냉동 통기(aerated) 제품을 제조하고, 유화제 혼합물을 첨가하고, 혼합물을 통기시키고 통기된 혼합물을 냉동시키는데 적당한 성분의 혼합물을 제조함으로서 통기된 냉동 제품의 제조 방법을 기술하고 있다. 유화제 혼합물은 알파 지방 결정의 형성 및 안정화를 촉진시키는 것이 가능한 적어도 하나 이상의 유화제를 포함한다. 이러한 문헌에 따라 알파 지방 결정의 표면적은 통기된 냉동 제품 내의 얼음 결정이 더 큰 얼음 결정으로 성장하게 하지 않는 장벽으로 작용한다. 유화제는 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트(PGMS), 소르비탄 트리스테아레이트(STS), 락틸화 모노글리세라이드(LACTEM), 아세틸화 모노글리세라이드(ACETEM) 또는 불포화 모노글리세라이드 중의 적어도 하나 이상이 될 수 있다. 바람직하게는 유화제 혼합물은 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트 및 불포화 모노글리세라이드이다. 이는 단지 예시하된 유화제 혼합물이다.
본 발명은 당분야의 문제점을 해결하고자 한다.
발명의 설명
하나의 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00001
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
두 번째 관점에서 본 발명은 여기서 기술된 방법에 의해 수득되거나 수득가능한 냉동 식품을 제공한다.
세 번째 관점에서 본 발명은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00002
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성된 유화제 시스템을 제공한다:
네 번째 관점에서 본 발명은 식품 중간물 및 유화제 시스템을 포함한 냉동 식품을 제공하고; 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00003
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
다섯 번째 관점에서 본 발명은 냉동 식품에서 얼음-결정 성장 억제제로서 유화제 시스템의 이용을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함함을 특징으로 한다:
Figure 112006035861092-pct00004
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임.
여기서 사용된 "모노-디글리세라이드"라는 용어는 모노-글리세라이드, 디글리세라이드 및 그의 혼합물을 의미한다.
여기서 사용된 "불포화 락틸화 모노-디글리세라이드"라는 용어는 5 이상의 요오드가를 지닌 락틸화 모노-글리세라이드, 디글리세라이드 및 그의 혼합물을 의미한다.
요오드가는 지방 또는 기름 100 그램에 의해 흡수되는 요오드의 그람 수(즉, A.O.C.S. Official Method Cd 1-25)로 한정된다. 5 이상의 요오드가를 지닌 지방산 및 유도체는 적어도 부분적으로 불포화되어 포화 및 (모노- 또는 폴리-)불포화 지방산 또는 유도체의 혼합물을 부분적으로 의미한다.
여기서 사용된 "식품 중간물"이라는 용어는 냉동 식품의 제조에 적당한 성분의 혼합물을 의미한다.
여기서 사용된 "얼음-결정 성장 억제제"라는 용어는 얼음 결정 성장 억제제의 부재시의 얼음 결정 크기와 비교시 초기 얼음 결정 형성 동안 얼음-결정 크기를 감소시키는 것이 가능하고/또는 이후의 재결정화 동안 얼음-결정 크기를 감소시키는 것이 가능한 물질을 의미한다.
장점
프로필렌 글리콜 모노스테아레이트(PGMS)와 같은 여기서 기술된 식 Ⅰ의 화합물은 냉동 식품 내에서 얼음-결정 성장에 대한 강한 보호를 제공하는 것으로 나타났다. 당분야에 알려진 바와는 반대로 얼음 결정 성장이 억제되기 위해 유화제 시스템이 소르비탄 트리스테아레이트(STS), 락틸화 모노글리세라이드(LACTEM), 아세틸화 모노글리세라이드(ACETEM) 또는 불포화 모노글리세라이드를 항상 포함할 필요는 없음을 발견하였다. 얼음-결정 형성 및 성장의 억제는 PGMS와 같은 식 Ⅰ의 화합물 단독에 의해 야기되는 것이다.
이론에 속박됨이 없이 식 Ⅰ의 화합물 및 지방은 부가적인 얼음-결정 성장을 물리적으로 억제하는 것이 가능한 층을 지닌 형성된 얼음 결정을 포함하는 것으로 여겨진다. 매우 작은 얼음 결정은 클러스터 내에 존재하는 것으로 여겨진다.
식 Ⅰ의 화합물은 원심분리 또는 입자 크기 분석에 의해 조사될 수 있는 아이스크림 믹스의 지방 상 내로의 물의 축적을 발생시킨다.
더욱이 당분야에 알려진 바와 반대로 알파 지방 결정은 얼음-결정 형성 및 성장의 억제에 중요한 역할을 하지 않는 것으로 나타났다. 얼음 결정 성장의 억제는 아이스크림의 지방 작은구체의 표면 상의 층상(lamellar phase) 내에서 물이 얼음 결정의 표면 상에 결합할 수 있는 능력에 관련되고, 이러한 방식으로 그의 성장을 제한하는 것으로 여겨진다.
또한 통기된 냉동 제품 내의 공기는 많은 유화제 및 안정화제에 의해 안정화되는 것으로 나타났다. 예를 들어 불포화 모노글리세라이드는 통기 안정화를 위해 포화 모노글리세라이드에 의해 대체된다.
또한 포화 모노글리세라이드, 폴리소르베이트 또는 불포화 LACTEM이 아이스크림 내에서 개선된 기포 안정성을 제공함이 발견되었다.
또한 식 Ⅰ의 화합물은 물-결합 효과를 통해 요거트의 질감을 개선시키는데 사용될 수 있다.
또한 식 Ⅰ의 화합물은 아이스크림 및 냉동 디저트 내의 락토오스 결정화를 억제시키는데 사용될 수 있다.
참고를 용이하게 하기 위해 본 발명의 이들 또는 또다른 관점은 적당한 섹션 표제하에서 논의된다. 그러나 각 섹션의 지침은 각 특정 섹션에 항상 한정적인 것은 아니다.
바람직한 관점
앞서 논의된 바와 같이 하나의 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00005
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
유화제 시스템
식 Ⅰ의 화합물
바람직한 관점에서 식 Ⅰ의 R1은 C1-C30 탄화수소기이다.
여기서 "탄화수소"라는 용어는 선형, 분지형 또는 환형의 알킬기, 알케닐기 또는 알키닐기 또는 아릴기를 의미한다. 또한 탄화수소라는 용어는 선택적으로 치환됨을 특징으로 하는 기를 포함한다. 탄화수소가 치환분(들)을 지닌 분지된 구조인 경우 치환분은 탄화수소 백본 또는 그 분지 상에 존재하고; 대안으로 치환분은 탄화수소 백본와 분지 상에 존재한다.
바람직하게는 식 Ⅰ에서 R1은 C7-C29 탄화수소기로부터 독립적으로 선택된다. 더욱 바람직하게는 R1은 C11-C29 탄화수소기로부터 독립적으로 선택되고, 더욱 바람직하게는 R1은 C17-C23기 또는 C19-C23기와 같은 C17-C29 탄화수소기로부터 독립적으로 선택된다. 매우 바람직한 관점에서 R1은 C21 탄화수소기이다. 또다른 바람직한 관점에서 R1은 C9-C27 탄화수소기로부터 독립적으로 선택되고, 더욱 바람직하게는 R1은 C15-C21기 또는 C17-C21기와 같은 C15-C27 탄화수소기로부터 독립적으로 선택된다. 매우 바람직한 관점에서 R1은 C15 탄화수소기이다. 특히 매우 바람직한 관점에서 R1은 C17 탄화수소기이다.
바람직하게는 식 Ⅰ에서 R1은 C7-C29 알킬기로부터 독립적으로 선택된다. 더욱 바람직하게는 R1은 C11-C29 알킬기로부터 독립적으로 선택되고, 더욱 바람직하게는 R1은 C17-C23기 또는 C19-C23기와 같은 C17-C29 알킬기로부터 독립적으로 선택된다. 매우 바람직한 관점에서 R1은 C21 알킬기이다. 또다른 바람직한 관점에서 R1은 C9-C27 알킬기로부터 독립적으로 선택되고, 더욱 바람직하게는 R1은 C15-C21기 또는 C17-C21기와 같은 C15-C27 알킬기로부터 독립적으로 선택된다. 특히 매우 바람직한 관점에서 R1은 C15 알킬기이다. 특히 매우 바람직한 관점에서 R1은 C17 알킬기이다.
바람직하게는 R1은 포화 탄화수소기이다.
하나의 관점에서 R1은 포화 탄화수소기 및 불포화 탄화수소기로부터 독립적으로 선택된다. 따라서 이러한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00006
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 포화 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게는 R1은 (CH2)nCH3기이고, n은 0 또는 양수이다. 바람직하게는 n은 6∼28, 더욱 바람직하게는 16∼22 또는 18∼22와 같은 16∼28와 같은 10∼28의 정수로부터 독립적으로 선택된다. 매우 바람직한 관점에서 n은 20이다. 바람직하게는 n은 6∼28, 더욱 바람직하게는 8∼26, 더욱 바람직하게는 14∼20 또는 16∼20과 같은 8∼26의 정수로부터 독립적으로 선택된다. 특히 매우 바람직한 관점에서 n은 14이다. 특히 매우 바람직한 관점에서 n은 16이다.
본 발명이 여기서 기술된 식 Ⅰ의 화합물의 혼합물을 제공함이 인식될 것이다. 예를 들어 본 발명은 하나의 화합물에서 R1은 C15 알킬기이고 또다른 화합물에서 R1은 C17 알킬기인 식 Ⅰ의 화합물의 혼합물을 파악한다. 예를 들어 본 발명은 하나의 화합물에서 R1은 (CH2)14CH3기이고 또다른 화합물에서 R1은 (CH2)16CH3기인 식 Ⅰ의 화합물의 혼합물을 파악한다.
하나의 매우 바람직한 관점에서 식 Ⅰ의 화합물은 적어도 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트(PGMS)이다.
유화제 시스템은 식 Ⅱ의 화합물의 소량을 포함한다.
Figure 112006035861092-pct00007
식 Ⅱ
R1은 탄화수소기이고, R2는 탄화수소기이다.
식 Ⅰ의 화합물의 제조
식 Ⅰ에 따른 프로필렌 글리콜 지방산 에스테르의 산업적 제조는 일반적으로 통상의 스테아르산 혼합의 형태로, 지방산으로 프로필렌 글리콜을 에스테르화시킴으로서 발생될 수 있다. 에스테르화는 알칼리성 촉매의 존재 또는 부재시 170∼210℃의 온도에서 수행된다. 반응 동안 물이 증류에 의해 반응 혼합물로부터 분리된다. 지방산과 프로필렌 글리콜 사이의 비율을 변화시킴으로서 반응 혼합물의 조성을 조절하는 것이 가능하다.
여분의 프로필렌 글리콜의 증류에 의한 반응 혼합물의 농축 후 일반적인 생성물은 식 Ⅰ에 따른 약 50∼70% 모노에스테르와 식 Ⅱ에 따른 약 30∼50% 디에스테르의 혼합물로 구성된다. 모노에스테르의 농축은 일반적으로 산업적 제조 과정을 위한 헥산으로부터의 분획적 결정화 또는 분자 증류 방법에 의해 달성될 수 있다. 이후 최종 생성물은 바람직하게는 약 90∼100%, 더욱 바람직하게는 95∼100%의 식 Ⅰ에 따른 프로필렌 글리콜 모노에스테르의 식 Ⅰ에 따른 프로필렌 글리콜 모노에스테르 함량을 지닌다.
프로필렌 글리콜 에스테르는 알칼리성 촉매의 존재시 프로필렌 글리콜로의 지방(트리글리세라이드)의 상호에스테르화에 기반한 다른 방법에 의해 제조될 수 있다. 본 반응은 200℃와 300℃ 사이의 온도 및 15 바(bar)까지의 압력에서 발생된다. 모노글리세라이드, 디글리세라이드 및 트리글리세라이드 및 일부 자유 프로필렌 글리콜 지방산 및 글리세롤과 함께 프로필렌 글리콜 모노 및 디에스테르를 포함한 반응 혼합물은 매우 복잡하다.
모노에스테르의 농축은 적용에 따라 다르게 분자 증류에 의해 달성될 수 있고, 상호에스테르화로부터의 반응 혼합물은 자유 프로필렌 글리콜 및 자유 글리세롤의 선택적 제거 후 직접 사용된다.
지방산으로의 프로필렌 글리콜의 효소 촉매된 에스테르화는 기술되어 있으나 이러한 기술은 상업적 규모에 아직 사용되지 않는다(Shaw, Jei-Fu; Lo-Shian, J. Amer. Oil Chem. Soc., 1994, 71, 715).
선택적 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드
앞서 논의된 바와 같이 하나의 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00008
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 바람직한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00009
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
하나의 바람직한 관점에서 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물로 필수적으로 구성된다.
또다른 바람직한 관점에서 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물 및 모노-글리세라이드로 필수적으로 구성된다.
또다른 바람직한 관점에서 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물 및 불포화 락틸화 모노-글리세라이드로 필수적으로 구성된다.
또다른 바람직한 관점에서 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물, 모노-글리세라이드 및 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 필수적으로 구성된다.
하나의 관점에서 선택적 모노-디글리세라이드가 존재한다. 하나의 바람직한 관점에서 선택적 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드가 존재한다. 하나의 바람직한 관점에서 선택적 모노-디글리세르디 및 선택적 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드가 존재한다.
하나의 바람직한 관점에서 선택적 모노-디글리세라이드는 모노글리세라이드이다. 하나의 바람직한 관점에서 선택적 모노-디글리세라이드는 디글리세라이드이다. 하나의 바람직한 관점에서 선택적 모노-디글리세라이드는 모노글리세라이드와 디글리세라이드의 혼합물이다.
식 Ⅰ의 화합물 및 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드는 상승효과를 지님이 발견되었다.
바람직하게는 모노-디글리세라이드는 포화 모노-디글리세라이드이다.
하나의 관점에서 모노-디글리세라이드는 본 발명의 조성물/방법에 존재한다.
따라서 하나의 바라직한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00010
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 포화 모노-디글리세라이드(포화 모노글리세라이드와 같은)로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 사용되는 모노-디글리세라이드는 어떠한 적당한 지방산 사슬 길이도 지닌 모노-디글리세라이드로부터 선택된다. 예를 들어 4∼24개 탄소, 6∼24개 탄소, 8∼24개 탄소, 10∼24개 탄소, 12∼24개 탄소, 4∼22개 탄소, 4∼20개 탄소, 4∼18개 탄소, 4∼16개 탄소, 4∼14개 탄소, 4∼12개 탄소, 6∼22개 탄소, 8∼20개 탄소, 10∼18개 탄소, 10∼16개 탄소, 10∼14개 탄소와 같은 4∼24개 탄소의 지방산 사슬 길이를 지닌 모노-디글리세라이드, 글리세롤과 라우르산(바람직하게는 라우르산은 코코넛유, 바바수야자유, 코훈야자유, 무루무루야자유, 오우리쿠리야자유 및 터컴야자유를 포함한 야자커넬유로부터 수득됨)의 반응 생성물을 포함한 12개 탄소의 지방산 사슬 길이를 지닌 모노-디글리세라이드 및 글리세롤과 라드 및 짐승기름을 포함한 동물지방의 반응 생성물로부터 또는 글리세롤과 평지씨유, 대두유, 야자유를 포함한 식물유의 반응 생성물로부터 제조된 모노-디글리세라이드; 그의 혼합물 및 유도체.
적당한 모노-디글리세라이드의 예는 대니스코 A/S사로부터 구입가능한 DIMODAN HR(증류 포화된 모노-디글리세라이드)이다.
모노-디글리세라이드, 바람직하게는 포화 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드의 유화제 시스템 내의 존재는 냉동 식품의 융해 안정성를 증가시킴으로서 식 Ⅰ의 화합물의 효과를 증진시키는 것으로 발견되었다. 특히 냉동 식품이 아이스크림인 경우 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드의 존재는 아이스크림의 크림질 및 융해 안정성의 증가를 이끄는 것으로 발견되었다.
유화제 시스템
바람직한 실시태양에서 유화제 시스템은 소르비탄 트리스테아레이트를 포함하지 않는다(또는 소르비탄 트리스테아레이트가 본질적으로 없다).
또다른 바람직한 실시태양에서 유화제 시스템은 아세틸화 모노글리세라이드를 포함하지 않는다(또는 아세틸화 모노글리세라이드가 본질적으로 없다).
식 Ⅰ의 화합물, 모노-디글리세라이드 및 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드 이외의 유화제의 유화제 시스템 내의 존재는 열 충격 시험 후 얼음 결정 크기 상의 악영향을 미침 발견되었다. 특히 소르비탄 트리스테아레이트 및 아세틸 모노글리세라이드와 같은 유화제의 유화제 시스템 내의 존재는 열 충격 시험 후 얼음 결정 크기 상에 악영향을 미침이 발견되었다.
양
앞서 논의된 바와 같이 하나의 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00011
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게는 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물의 적어도 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.2∼1.00 중량%, 더욱 바람직하게는 0.3 중량% 또는 0.45 중량%와 같이 0.2∼0.5 중량%의 양으로 존재한다.
바람직하게는 모노-디글리세라이드는 식품 중간물의 적어도 0.05∼1.0 중량%, 더욱 바람직하게는 0.05∼0.8 중량%, 0.05∼0.6 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1∼0.6 중량%의 양으로 존재한다.
바람직하게는 식 Ⅰ의 화합물 및 모노-디글리세라이드는 2 : 1 내지 1 : 2의 비율로 존재한다.
바람직하게는 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물의 0.3 중량%의 양으로 존재하고, 모노-디글리세라이드는 식품 중간물의 0.15 중량%의 양으로 존재한다.
식품 중간물의 약 0.3 중량%의 양의 식 Ⅰ의 화합물 및 식품 중간물의 약 0.15 중량%의 양의 모노-디글리세라이드, 바람직하게는 포화 모노-디글리세라이드를 포함한 유화제 시스템과 식품 중간물을 접촉시키는 단계는 강한 열 충격 발생시 대니스코 A/S사로부터의 CREMODAN SE 716과 같은 종전 유화제/안정화제 시스템으로 제조된 냉동 식품보다 약 60% 더 작은 얼음 결정을 지닌 냉동 식품을 제조함이 발견되었다.
더욱이 식 Ⅰ의 화합물 및 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드를 포함한 유화제 시스템과 식품 중간물을 접촉시키는 단계는 식 Ⅰ의 화합물만을 포함한 유화제 시스템으로 제조된 냉동 식품보다 약 40% 더 작은 얼음 결정을 지닌 냉동 식품을 제조함이 발견되었다. 따라서 식 Ⅰ의 화합물 및 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드가 얼음-결정 성장 억제 상에 상승효과를 지님이 발견되었다.
식 Ⅰ의 화합물은 얼음 결정의 성장을 억제할 수 있는 반면 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드는 기포를 안정화시키고 융해 안정성을 증가시키고 냉동 식품의 감각 성질을 개선시키는 것으로 여겨진다. 따라서 식 Ⅰ의 화합물 및 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드, 바람직하게는 포화 모노-디글리세라이드로 필수적으로 구성된 유화제 시스템이 매우 유리하다.
식품 중간물
앞서 논의된 바와 같이 하나의 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00012
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
앞서 논의된 바와 같이 여기서 사용된 "식품 중간물"이라는 용어는 냉동 식품 제조에 적당한 성분의 혼합물을 의미한다.
성분은 바람직한 냉동 식품에 따라 달라질 것이다. 예를 들어 바람직한 냉동 식품이 아이스크림인 경우 적당한 성분은 유지방 또는 식물성 지방과 같은 지방, 무지유고형분(MSNF), 감미료, 안정화제, 풍미제 및 착색제를 포함한다. 또다른 예로서 냉동 식품이 반죽인 경우 적당한 성분은 물, 식물성 지방과 같은 지방, 밀가루, 효모, 염, 효소 및 안정화제를 포함한다.
하나의 바람직한 실시태양에서 식품 중간물은 지방을 포함한다. 바람직하게는 지방은 고라우르지방 또는 유지방이다.
여기서 사용된 "고라우르지방"이라는 용어는 주된 지방산이 라우르산인 지방을 의미한다.
바람직한 실시태양에서 지방은 경화 야자커넬유 및 경화 코코넛유로 구성된 군으로부터 선택된 고라우르지방이다.
지방이 β' 안정성인 경우 가장 작은 얼음 결정이 수득됨이 발견되었다. 경화 야자커넬유 및 경화 코코넛유와 같은 고라우르지방이 β' 안정성이다. 따라서 하나의 바람직한 실시태양에서 식품 중간물은 β' 안정성 지방을 포함한다. 알파-안정성 지방인 대니스코 A/S로부터의 Benefat D는 불충분한 효과를 제공한다. 이는 알파 지방 결정이 얼음 결정 효과에 중요하지 않음을 나타낸다.
이론에 속박됨이 없이 식 Ⅰ의 화합물 및 지방은 얼음 결정 성장을 물리적으로 억제하는 층으로 형성 얼음 결정을 감싸는 것으로 여겨진다. 도 8 참조. 매우 작은 얼음 결정은 클러스터 내에 존재하는 것으로 여겨진다. 도 3 및 5 참조.
아이스크림 제조
앞서 논의된 바와 같이 본 발명의 방법은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한다.
부가적인 공정 단계는 바람직한 냉동 식품에 따라 달라짐이 용이하게 인식될 것이다. 바람직한 냉동 식품이 아이스크림인 경우 하기 공정 단계가 수행된다.
혼합
먼저 선택된 성분이 함께 혼합된다. 일반적으로 액상 성분이 먼저 함께 혼합되고 건조 성분이 이후에 첨가된다. 액상 성분은 차갑거나 약 60℃로 가열된다. 혼합은 분말을 혼합하기 위해 빠른 교반을 필요로 하고 종종 고속 블렌더(blender)가 사용된다.
버터/버터유 또는 식물성 지방이 사용되는 경우 이는 개별적으로 융해되고 40℃에서 또는 정전기 믹서를 통해 투여 펌프에 의한 균질기의 입구에서 혼합물에 첨가되어야 한다.
저온살균 및 균질화
혼합물은 이후 저온살균된다. 저온살균은 병원성 박테리아 및 저온성세균과 같은 부패 생물을 파괴시키기 위해 수행된다. 저온살균에는 3가지 개별적 단계가 있다: 저온살균, 균질화 및 냉각.
혼합물의 균질화는 1 ㎛ 이하로 판명된 지방 구체의 크기를 분열시키거나 감소시킴으로서 지방 에멀젼을 형성하기 위해 수행된다.
저온살균은 연속 저온살균 또는 일괄 저온살균에 의해 수행된다.
연속 저온살균
현재 적용되는 가장 일반적인 저온살균 원리는 아이스크림 믹스가 일반적으로 플레이트 열 교환기 내에서 80∼90℃ 범위의 온도에서 최소 16초 동안 가열되는 연속 저온살균이다. 연속 저온살균은 일반적으로 고온 단기간(HTST) 열 교환기 내에서 수행된 후 크고 절연된 공급 탱크 내에서 성분이 혼합된다. 30∼40℃까지의 일부 예열이 성분의 가용화에 필요하다. HTST 시스템은 가열 섹션, 냉각 섹션 및 재생 섹션으로 장착된다.
일괄 저온살균
일괄 저온살균은 모든 혼합 성분이 온수 재킷이 장착된 큰 통에서 서서히 가열된다. 큰 통의 바닥 및 측면에서의 엉킴을 방지하기 위해 가열 공정은 혼합물과 열 매체 사이의 낮은 차별적 온도(델타 T)로 알맞게 되어야 한다. 델타 T가 낮아야 하고 혼합물 부피/큰통 표면의 비율이 일반적으로 높기 때문에 혼합물을 60℃의 온도로 가열시키는데 몇분 정도가 필연적으로 소요될 것이다. 큰 통 표면으로부터 혼합물까지 열 전달을 증가시키기 위해 혼합물의 효과적인 교반이 필요하다. 일괄 저온살균을 위한 에너지 소비가 매우 크고 연속 저온살균과 달리 열 회수가 없다.
균질화
저온살균후 혼합물은 고압으로 균질화된다. 일반적으로 균질화는 약 80℃에서 발생하고 균질화 압력은 65∼75℃의 온도에서 90 bar(1300 psi) 내지 250 bar(3600 psi)의 범위가 될 수 있다. 일괄 탱크는 일반적으로 직렬로 작동되어 하나가 보유되는 동안 다른건은 제조되게 된다. 자동화 타이머 및 밸브는 적당한 보유 시간이 상충하였음을 보증한다.
균질화는 저온살균 전 또는 후에 수행될 수 있다.
이후 혼합물은 열 교환기(플레이트 또는 이중 또는 삼중 튜브)를 통과시킴으로서 냉장 온도(4℃)로 냉각된다.
숙성
혼합물이 약 4℃인 숙성 온도로 냉각된다. 이후 혼합물은 최소 4시간, 바람직하게는 밤새 숙성된다. 이는 지방이 결정화하고 단백질 및 다당류가 충분히 수화되게 하는 시간이다.
냉동
숙성후 혼합물은 어떠한 액상 향미료, 과일 퓨레 또는 색소도 첨가되는 향미료 탱크로 옮겨진다. 이후 혼합물은 물 일부를 냉동시키고 공기를 냉동 혼합물 내로 휩(whip)시키는 역동적 냉동 공정에 진입한다. 냉동은 연속 냉동 공정 또는 일괄 냉동/휘핑 공정에 의해 수행된다.
연속 냉동은 배럴 냉동고 내에서 수행된다. 배럴 냉동고는 암모니아 또는 프레온과 같은 끓는 냉매로 재킷된 긁힌-표면, 관 모양의 열 교환기이다. 혼합물은 배럴 냉동고를 통해 펌프되고 약 30초 내지 3분 내에 다른 말단으로 옮겨진다. 일괄 냉동고의 경우 공정은 10∼15분이 소요된다. 혼합물이 다른 말단으로 옮겨지면 물의 약 50%가 냉동된다. 배럴 냉동고 내부에 회전 칼날이 존재하여 긁힌 얼음이 냉동고의 표면으로부터 떨어져 있게 한다. 또한 혼합물을 휩시키고 공기를 통기시키는 것을 돕도록 기계 내부에 교반기가 존재한다.
아이스크림은 상당히 많은 양, 일반적으로 부피의 반까지의 공기를 포함한다. 이는 제품에 그의 특성적 가벼움(lightness)을 제공한다. 공기 함량은 오버런(overrun)으로 명명된다.
경화
아이스크림이 냉동된 물의 반으로 이루어지면 과일 조각, 견과류 또는 쿠키와 같은 입자성 물질이 반-냉동 슬러리에 첨가된다. 이후 아이스크림은 포장되고 대부분의 잔여 물이 냉동되는 -30∼-40℃에서 블라스트(blast) 냉동고에 놓이게 된다.
경화는 블라스트 냉동고 내의 포장된 제품의 정적(정지한, 움직이지 않는) 냉동을 포함한다. 냉동 속도는 이상적으로 빨라야 하고, 따라서 냉동 기술이 증가된 대류(강제 공기 팬을 지닌 냉동 터널) 또는 증가된 전도(플레이트 냉동고)로 낮은 온도(-40℃)를 포함한다.
통상의 경화 공정 대신에 아이스크림은 아이스크림 냉동고에서 아이스크림의 온도를 -12∼-18℃까지 저하시키는 저온 압출기(단독 또는 이중 나사 압출기)로 펌프된다. 충전 또는 압출성형후 아이스크림은 즉시 냉동 저장소로 옮겨진다.
보관
경화된 아이스크림은 -25℃ 이하에서 보관되어야 한다. 약 -25℃ 이하에서 아이스크림은 빠른 얼음 결정 성장의 위험이 없이 장기간 매우 안정하다; 그러나 이러한 온도 이상에서 얼음 결정 성장이 가능하게 되고 결정 성장 속도는 저장 온도에 따라 달라진다. 저장 온도가 높을수록 얼음 결정의 성장 속도가 빨라진다. 이는 아이스크림의 저장 수명을 제한한다.
공정 단계
앞서 논의된 바와 같이 본 발명의 방법은 식물 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한다.
하나의 바람직한 실시태양에서 본 방법은 유화제 시스템을 물에 용해시키는 단계를 포함한다. 이러한 실시태양에서 유화제 시스템이 물에 용해된 후 식물 중간물이 물과 접촉된다.
하나의 바람직한 실시태양에서 본 방법은 유화제 시스템을 지방에 용해시키는 단계를 포함한다. 이러한 실시태양에서 유화제 시스템이 지방에 용해된 후 식품 중간물이 지방과 접촉된다.
하나의 바람직한 실시태양에서 본 방법은 역동적 냉동 단계를 포함한다.
여기서 한정된 "역동적 냉동 단계"라는 용어는 식품 중간물을 냉동 조건에 놓이게 하는 동안 식품 중간물을 교반하는 것을 의미한다. 이는 식품 중간물이 정적인 냉동 조건에 놓이게 되는 정적 냉동 단계와 대조적이다.
식 Ⅰ의 화합물은 정적 냉동 조건하에서 얼음 결정 성장에 유의적인 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다(냉동 단계 검경에 의한 조사시 기계적 처리 없이).
하나의 바람직한 실시태양에서 본 방법은 냉동 단계를 포함한다.
하나의 바람직한 실시태양에서 본 방법은 -4℃ 이하의 냉동고로부터의 배출 온도를 지닌 냉동 단계를 포함한다. 바람직하게는 냉동고로부터의 배출 온도는 약 -4℃∼-7℃, 바람직하게는 약 -5℃∼-7℃, 더욱 바람직하게는 약 -5℃∼-6℃, 더욱 바람직하게는 약 -6℃이다.
배출 온도는 아이스크림 냉동고에서 배출시 아이스크림의 온도이다.
하나의 실시태양에서 본 발명은:
(ⅰ) 식품 중간물을 혼합하는 단계;
(ⅱ) 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계;
(ⅲ) 식품 중간물을 저온살균하는 단계;
(ⅳ) 식품 중간물을 균질화하는 단계;
(ⅴ) 식품 중간물을 숙성시키는 단계;
(ⅵ) 식품 중간물을 냉동시키는 단계;
(ⅶ) 식품 중간물을 경화시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00013
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
냉동 식품
하나의 바람직한 관점에서 냉동 식품은 통기된 냉동 식품이다.
이러한 실시태양에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00014
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
여기서 사용된 "통기된 냉동 식품"라는 용어는 제조시 공기가 포함된 냉동 식품을 의미한다.
앞서 논의된 바와 같이 하나의 관점에서 본 발명은 여기서 기술된 방법에 의해 수득되거나 수득가능한 냉동 식품을 제공한다.
여기서 사용된 "열 충격에 대해 저항적"이라는 용어는 실질적인 구조적 변화 없이 약 일주일의 기간 동안 6시간 마다 약 -5℃∼-20℃의 온도 재순환을 하는 것이 가능함을 의미한다.
열 충격 동안 본 발명에 따른 유화제 시스템을 이용하여 제조된 냉동 식품 내의 얼음 결정은 종전 모노-디글리세라이드 유화제를 이용하여 제조된 냉동 식품 내 얼음 결정보다 약 50∼500% 이하로 성장함이 발견하였다. 성장은 열 충격 처리된 아이스크림과 신선한 아이스크림 사이의 D(50,3)의 차이로 측정된다.
D(50,3)은 평균 입자(얼음 결정) 크기 직경으로 정의되고, 이는 다른 입자(얼음 결정) 크기 분포를 비교하는데 이용된다. 이러한 ㎛의 크기는 D(50,0)(수 분포) 또는 D(50,3)(부피 분포)로 명명된다. 이러한 크기(직경)에 참고로 분산된 입자(얼음 결정)의 총 수 또는 부피 분포의 50%는 더 큰 직경을 지니고 입자의 총 수 또는 부피 분포의 50%는 더 큰 직경을 지닌다.
하나의 바람직한 관점에서 본 발명은 원형 얼음 결정, 바람직하게는 30 ㎛ 이하, 바람직하게는 28 ㎛, 더욱 바람직하게는 24 ㎛ 이하 크기(D(50,3))의 원형 얼음 결정을 포함한 냉동 식품을 제공한다.
본 발명에 따른 냉동 식품은 종전 모노-디글리세라이드 유화제를 사용하여 제조된 신선한(열 충격 처리되지 않은) 냉동 식품 내의 얼음 결정보다 일반적으로 30% 더 작은(D(50,3)에서의 차이) 매우 작은 원형 얼음 결정을 포함하는 것으로 나타났다.
바람직하게는 냉동 식품은 아이스크림, 아이스 밀크, 냉동 요거트, 냉동 디저트, 냉동 과일주스, 셔벗, 냉동수 얼음(생선 냉장용 얼음 플레이크(ice flake) 또는 냉동 시스템에 사용된 얼음 결정), 냉동 반죽, 냉동 보관 빵 및 냉동 채소로 구성된 군으로부터 선택된다.
하나의 실시태양에서 바람직하게는 냉동 식품은 아이스크림, 아이스 밀크, 냉동 요거트 및 냉동 디저트로 구성된 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는 냉동 식품은 아이스크림이다.
하나의 실시태양에서 바람직하게는 냉동 식품은 냉동 과일주스, 셔벗 및 냉동수 얼음(생선 냉장용 얼음 플레이크(ice flake) 또는 냉동 시스템에 사용된 얼음 결정)으로 구성된 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는 냉동 식품은 냉동수 얼음이다.
하나의 실시태양에서 바람직하게는 냉동 식품은 냉동 반죽 및 냉동 보관 빵으로 구성된 군으로부터 선택된다.
하나의 실시태양에서 바람직하게는 냉동 식품은 냉동 채소이다.
유화제 시스템
하나의 관점에서 본 발명은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00015
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성된 유화제 시스템을 제공한다.
바람직하게는 본 발명은 여기서 한정된 유화제 시스템을 제공한다.
하나의 관점에서 본 발명은 식품 중간물 및 유화제 시스템을 포함한 냉동 식품을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00016
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
이용
광범위한 관점에서 본 발명은 얼음-결정 성장을 억제하는 유화제 시스템의 이용을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함함을 특징으로 한다:
Figure 112006035861092-pct00017
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임.
앞서 논의된 바와 같이 하나의 관점에서 본 발명은 냉동 식품 내의 얼음-결정 성장을 억제하는 유화제 시스템의 이용을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함함을 특징으로 한다:
Figure 112006035861092-pct00018
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임.
바람직하게는 본 발명은 냉동 식품 내의 얼음-결정 성장을 억제하는 유화제 시스템의 이용을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00019
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성됨을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는 본 발명은 냉동 식품 내의 얼음-결정 성장을 억제하는 유화제 시스템의 이용을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 여기서 한정된 바와 같음을 특징으로 한다.
또다른 관점에서 본 발명은 냉동 식품의 지방상(fat phase) 내로 물의 흡수를 증가시키는 유화제 시스템의 이용을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함함을 특징으로 한다:
Figure 112006035861092-pct00020
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임.
바람직하게는 상기 냉동 식품은 식품 중간물로부터 제조된다. 바람직하게는 식품 중간물은 물과 지방을 포함한다.
바람직하게는 이러한 관점에서 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00021
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성된다.
더욱 바람직하게는 본 발명은 냉동 식품의 지방상 내로 물의 흡수를 증가시키는 유화제 시스템의 이용을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 여기서 한정된 바와 같음을 특징으로 한다.
광범위한 관점
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 얼음 결정 성장을 억제하고 기포 구조를 안정화시키는 것이 가능함을 특징으로 한다.
또다른 광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 식품 중간물은 지방을 포함하고, 상기 유화제 시스템은 지방상의 β 구조를 안정화시키고 지방 구체의 표면 상에 층상 구조를 형성하는 것이 가능함을 특징으로 한다.
이러한 관점에서 바람직하게는 유화제 시스템은 필수적으로 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00022
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 선택적으로 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드로 구성된다.
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함함을 특징으로 한다:
Figure 112006035861092-pct00023
식 Ⅰ
R1은 포화 C7-C29, 바람직하게는 C21, 바람직하게는 C17 탄화수소기임.
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함하고:
Figure 112006035861092-pct00024
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 상기 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물의 0.2∼1.0 중량%, 바람직하게는 약 0.03∼0.45 중량%의 양으로 존재함을 특징으로 한다.
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함하고:
Figure 112006035861092-pct00025
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 상기 방법은 냉동 단계를 포함하고, 상기 배출 온도는 약 -4℃∼-7℃, 바람직하게는 약 -6℃임을 특징으로 한다.
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함하고:
Figure 112006035861092-pct00026
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 상기 방법은 역동적 냉동 단계를 포함함을 특징으로 한다.
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함하고:
Figure 112006035861092-pct00027
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 오버런은 200% 이하임을 특징으로 한다.
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함하고:
Figure 112006035861092-pct00028
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 상기 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물과 접촉되기 전 물에 용해됨을 특징으로 한다.
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함하고:
Figure 112006035861092-pct00029
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 상기 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물과 접촉되기 전 지방에 용해됨을 특징으로 한다.
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함하고:
Figure 112006035861092-pct00030
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 상기 식품 중간물은 지방, 바람직하게는 고라우르지방, 더욱 바람직하게는 경화 야자커넬유 및 경화 코코넛유로부터 선택된 고라우르지방을 포함함을 특징으로 한다.
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물:
Figure 112006035861092-pct00031
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 및 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드를 포함하고, 상기 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물의 0.2∼0.5 중량%, 바람직하게는 0.3∼0.45 중량%의 양으로 존재하고, 모노-디글리세라이드 및/또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드는 식품 중간물의 0.05∼1.0 중량%, 바람직하게는 0.1∼0.6 중량%의 양으로 존재함을 특징으로 한다:
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함하고:
Figure 112006035861092-pct00032
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 상기 냉동 식품은 30 ㎛ 이하, 바람직하게는 28 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 24 ㎛의 크기(D(50,3))의 얼음 결정을 포함함을 특징으로 한다.
광범위한 관점에서 본 발명은 식품 중간물을 유화제 시스템과 접촉시키는 단계를 포함한 냉동 식품의 제조 방법을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함하고:
Figure 112006035861092-pct00033
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임; 상기 냉동 식품은 열 충격 처리된 후 30 ㎛ 이하의 크기(D(50,3))의 얼음 결정을 포함함을 특징으로 한다.
광범위한 관점에서 본 발명은 물-결합 효과를 통해 요거트의 질감을 재선시키기 위한 유화제 시스템의 이용을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함함을 특징으로 한다:
Figure 112006035861092-pct00034
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임.
또다른 광범위한 관점에서 냉동 식품, 바람직하게는 아이스크림 또는 냉동 디저트 내에서 락토오스 결정화를 억제하기 위한 유화제 시스템의 이용을 제공하고, 상기 유화제 시스템은 식 Ⅰ의 화합물을 포함함을 특징으로 한다:
Figure 112006035861092-pct00035
식 Ⅰ
R1은 탄화수소기임.
본 발명의 관점은 첨부된 청구항에서 한정된다.
도 1은 광학 현미경으로부터의 얼음 결정 이미지를 나타낸 것이다.
도 2는 0.55%의 양으로 CREMODAN SE 315로 제조된 아이스크림 표본(실시예 5, 표본 번호 1)의 주사형 전자현미경 사진이다.
도 3은 0.30%의 양으로 GRINDSTED PGMS SPV로 제조된 아이스크림 표본(실시 예 5, 표본 번호 2)의 주사형 전자현미경 사진이다.
도 4는 열 충격 후 0.55%의 양으로 CREMODAN SE 315로 제조된 아이스크림 표본(실시예 5, 표본 번호 1)의 주사형 전자현미경 사진이다.
도 5는 열 충격 후 0.30%의 양으로 GRINDSTED PGMS SPV로 제조된 아이스크림 표본(실시예 5, 표본 번호 2)의 주사형 전자현미경 사진이다.
도 6은 CREMODAN SE 315(0.55%) 및 GRINDSTED PGMS SPV(0.30%)로 제조된 아이스크림 표본(실시예 5)의 얼음 결정 직경 수 분포를 비교한 그래프이다.
도 7은 열 충격 후 CREMODAN SE 315(0.55%) 및 GRINDSTED PGMS SPV(0.30%)로 제조된 아이스크림 표본(실시예 5)의 얼음 결정 직경 수 분포를 비교한 그래프이다.
도 8은 열 충격 전 0.30%의 적량 내에서 GRINDSTED PGMS SPV로 제조된 아이스크림 표본(실시예 5, 표번 번호 2)의 투과형 전자현미경 사진이다.
(실시예 1)
아이스크림은 휘퍼(whipper)로서 통상의 냉동고를 이용하여 표 1에 기술된 성분을 이용하여 제조되었다. 아이스크림은 120%의 오버런을 지녔다. 냉동고 배출구로부터의 배출 온도는 -5.5℃로 일정하였다. 냉동고에서의 아이스크림 휘핑 후 제품은 용기에 충진되었고 -25℃에서 경화 터널 내에서 통상적으로 경화되었고 -25℃에서 보관되었다.
Figure 112006035861092-pct00036
Polawar 70은 Aarhus United사의 경화 야자커넬유이다.
GRINDSTED STS 30은 대니스코 A/S사의 소르비탄 트리스테아레이트이다.
DIMODAN UP/B는 대니스코 A/S사의 불포화 증류 모노글리세라이드이다.
DIMODNA HR은 대니스코 A/S사의 증류 포화 모노글리세라이드이다.
GRINSTED PGMS SPV는 대니스코 A/S사의 프로필렌 글리콜 모노에스테르이다.
CREMODAN SE 716은 대니스코 A/S사의 통상적 유화제/안정화제 혼합물(E471, E410, E412)이다.
표본 번호 1 유화제 시스템으로서 CREMODAN SE 716(0.60%)로 제조된 아이 스크림
표본 번호 2 유화제 시스템으로서 PGMS(0.30%)로 제조된 아이스크림
표본 번호 3 유화제 시스템으로서 불포화 모노글리세라이드(0.18%)로 제조된 아이스크림
표본 번호 4 유화제 시스템으로서 소르비탄 트리스테아레이트(0.30%)로 제조된 아이스크림
표본 번호 5 유화제 시스템으로서 PGMS(0.30%) + 불포화 모노글리세라이드(0.05%)로 제조된 아이스크림
표본 번호 6 유화제 시스템으로서 PGMS(0.30%) + 불포화 모노글리세라이드(0.15%)로 제조된 아이스크림
표본 번호 7 유화제 시스템으로서 PGMS(0.30%) + 포화 모노글리세라이드로 제조된 아이스크림
표본 번호 8 유화제 시스템으로서 PGMS(0.30%) + 불포화 모노글리세라이드(0.05%) + 소르비탄 트리스테아레이트로 제조된 아이스크림
아이스크림 표본의 하나의 세트는 -15℃에서 이미지 분석 및 광학 현미경을 이용하여 얼음 결정 크기에 대해 신선하게(-25℃에서 5일 보관 후 -18℃에서 1일 보관 후) 분석되었다. 얼음 결정 분석은 하기 방법으로 수행되었다.
광학 현미경에 의한 얼음 결정 크기 분포
원리: 온도-조절된 냉동 장갑 상자내에서 아이스크림으로부터 분리된 얼음 결정이 이미지 분석에 의해 조사되었다. 이러한 얼음 결정으로부터 크기 분포 분석이 수행되었다. 얼음 결정 크기의 측정은 아이스크림의 질감 평가에 대한 좋은 보충이 된다.
표본 제조: -15℃의 온도에서 장갑 상자 내부의 강철판위에 아이스크림 핀치(pinch)가 n-부탄올 한방울에 현택되었고 시각적 관찰에 의해 표본이 균질해 보일 때까지 2개의 현미경 슬라이드 사이를 압착시킴으로서 분산되었다. 이러한 표본 제조는 몇 퍼센트의 중복 결정을 지닌 아이스크림의 단층을 유발한다. 기포는 n0부탄올 처리에 의해 크게 제거되었다. 150∼300개의 결정이 하나의 결정 크기 분포에 측정을 위해 분석되었다.
냉동된 장갑 상자: 절연되고 냉동된 장갑 상자는 상자 내부에 3층 열창(thermo window)과 표본의 조작을 위한 2개 장갑이 장착되었다. Nikon Eclipse E400 현미경은 상자의 중심에 하우스되었다. 사진 접안렌즈는 사용되지 않았다. 대신에 표본은 현미경 상단에 놓인 비디오 카메라를 사용하여 컴퓨터 스크린 상에서 관찰되었다. 현미경 단계는 케이블에 의해 상자 외부로부터 작동되었다. 폐쇄된 회로, 가열기 및 자동온도조절 제어기를 지닌 압축기는 -5∼-25℃(본 연구에서 -15℃) 내에서 본 단계의 +/- 0.5℃의 온도 조절을 보증한다. 3개 추가 온도계는 상자 내 다양한 위치에서의 온도를 모니터하는데 사용되었다.
이미지 분석: 얼음 결정 분산의 이미지는 인쇄되었고 얼음 결정 경계선은 수동으로 강조되었다. 흑백 인쇄물(그레이 스케일) 상에 다른 색을 이용함으로서(적색 및 녹색) 중복 결정 사이를 구별하는 것이 가능하였다. 이미지 분석은 Adobe Photoshop 및 Microsoft Excel 소프트웨어 프로그램으로 수행되었다. 통계적 계산을 기반으로 수 분포 및 부피 분포는 10, 50 및 90% 4분위에 따라 그래프되어 제공되었다.
표 2는 신선한 표본의 얼음 결정 크기 분석 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00037
이러한 조사로부터의 얼음 결정 이미지의 예는 도 1에서 관찰할 수 있다.
아이스크림의 또다른 세트는 열 충격 처리되었다. 제품은 혼합되고 하루동안 -18℃에서 냉동고 캐비닛에 보관되었다. 제품이 혼합되었을 때 6시간마다 20℃와 -5℃ 사이에서 변화하는 온도로 열 충격 냉동고 캐비닛에 놓였다. 제품은 7일간 이러한 냉동고 캐비닛 내에서 유지되었다. 모든 표본 - 신선한 것 및 열 충격-처리된 것 모두 -은 분석 전에 2일간 -18℃에서 혼합되었다.
표 3은 열 충격 처리된 제품의 얼음 결정 분석 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00038
얼음 결정 분석으로부터 나타난 바와 같이 최상의 결과(가장 작은 얼음 결정)는 PGMS + 모노글리세라이드(표본 5, 6 및 7)로 수득되었다. 이들 3개 표본 중 최상의 결과(가장 작은 얼음 결정)은 신선한 것과 열 충격 처리된 것 모두 PGMS + 포화 모노글리세라이드(표본 7)로 수득되었다. 또한 이들 시험은 단독 유화제로 사용된 소르비탄 트리스테아레이트 및 불포화 모노-디글리세라이드가 얼음 결정 성장 억제에 대해 단독 유화제로서 기능을 하지 않음을 나타낸다. 소르비탄 트리스테아레이트는 얼음 결정 성장 억제 상의 악영향을 미치기까지 한다. 이는 열 충격 처리 후 표본 5 및 8에서 얼음 결정 크기를 비교함으로서 관찰될 수 있다. 표본 번호 7은 통상의 유화제 및 안정화제 시스템을 지닌 아이스크림(표본 번호 1) 내의 얼음 결정보다 약 460% 이하로 성장하였다.
(실시예 2)
아이스크림은 휘퍼로서 통상의 냉동고를 사용하여 표 4에 기술된 성분을 사용하여 제조되었다. 냉동고 배출구로부터의 배출 온도는 -5.5℃로 일정하였다. 냉동고에서의 아이스크림 휘핑 후 제품은 용기에 충진되었고 -25℃에서 경화 터널 내에서 통상적으로 경화되었고 -25℃에서 보관되었다.
Figure 112006035861092-pct00039
본 시험에서 PGMS는 다른 적량으로 단일 유화제로서 사용되었다.
아이스크림 표본의 한 세트는 -15℃에서 이미지 분석 및 광학 현미경을 이용하여 얼음 결정 크기에 대해 신선하게(-25℃에서 5일 보관 후 -18℃에서 1일 보관 후) 분석되었다. 표 5는 신선한 표본의 얼음 결정 크기 분석의 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00040
표 5에 나타난 바와 같이 얼음 결정 크기는 PGMS의 양이 증가함에 따라 감소된다.
(실시예 3)
아이스크림은 휘퍼로서 통상의 냉동고를 사용하여 표 6에 기술된 성분을 사용하여 제조되었다. 아이스크림은 120%의 오버런을 지녔다. 냉동고 배출구로부터의 배출 온도는 -3.0℃, -4.0℃, -5.0℃ 및 -6.0℃로 조정되었다. 냉동고에서의 아이스크림 휘핑 후 제품은 용기에 충진되었고 -25℃에서 경화 터널 내에서 통상적으로 경화되었고 -25℃에서 보관되었다.
Figure 112006035861092-pct00041
아이스크림 표본의 한 세트는 -15℃에서 이미지 분석 및 광학 현미경을 이용하여 얼음 결정 크기에 대해 신선하게(-25℃에서 5일 보관 후 -18℃에서 1일 보관 후) 분석되었다. 표 7은 신선한 표본의 얼음 결정 크기 분석의 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00042
표 7로부터 특정양의 전단(shear)이 아이스크림 냉동고 내에서 아이스크림에 적용될 때 PGMS만이 작용하고, 이는 PGMS가 정적인 조건 하에서는 작용하지 않음을 나타냄을 알 수 있었다.
(실시예 4)
아이스크림 믹스는 표 6에 기술된 성분을 사용하여 제조되었다. PGMS는 2가지 다른 방식으로 믹스에 첨가되었다. 한가지 방식은 50℃에서 용해된 지방 내로 유화제를 첨가한 후 여분의 믹스에 지방상을 첨가한 후 균질화/저온살균/냉각시키는 것이다. 또다른 방식은 50℃에서 물상(water phase)에 직접 유화제를 첨가한 후 여분의 성분을 첨가한 후 균질화/저온살균/냉각시키는 것이다. 24시간 숙성 후 아이스크림은 휘퍼로서 통상의 냉동고를 이용하여 제조되었다. 아이스크림은 120%의 오버런을 지녔다. 냉동고 배출구로부터의 배출 온도는 -5.5℃로 일정하였다. 냉동고에서의 아이스크림 휘핑 후 제품은 용기에 충진되었고 -25℃에서 경화 터널 내에서 통상적으로 경화되었고 -25℃에서 보관되었다.
아이스크림 표본의 한 세트는 -15℃에서 이미지 분석 및 광학 현미경을 이용하여 얼음 결정 크기에 대해 신선하게(-25℃에서 5일 보관 후 -18℃에서 1일 보관 후) 분석되었다. 표 8은 신선한 표본의 얼음 결정 크기 분석의 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00043
표 8에 나타난 바와 같이 PGMS의 첨가 방식(지방상 또는 물상으로의)은 얼음 결정 조절에 대한 PGMS의 기능성에 영향을 미치지 않는다.
(실시예 5)
아이스크림은 휘퍼로서 통상의 냉동고를 사용하여 표 9에 기술된 성분을 사용하여 제조되었다. 아이스크림은 120%의 오버런을 지녔다. 냉동고 배출구로부터의 배출 온도는 -5.5℃로 일정하였다. 냉동고에서의 아이스크림 휘핑 후 제품은 용기에 충진되었고 -25℃에서 경화 터널 내에서 통상적으로 경화되었고 -25℃에서 보관되었다.
Figure 112006035861092-pct00044
CREMODAN SE 315는 대니스코 A/S사의 통상의 유화제 및 안정화제 시스템(E471, E410, E412)이다.
아이스크림 표본의 한 세트는 -15℃에서 이미지 분석 및 광학 현미경을 이용하여 얼음 결정 크기에 대해 신선하게(-25℃에서 5일 보관 후 -18℃에서 1일 보관 후) 분석되었다. 표 10은 신선한 표본의 얼음 결정 크기 분석의 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00045
표 10으로부터 PGMS로 제조된 아이스크림(표본 번호 2)은 통상의 유화제/안정화제 시스템으로 제조된 아이스크림(표본 번호 1)보다 훨씬 더 작은 얼음 결정을 지님을 알 수 있다.
아이스크림의 또다른 세트는 열 충격 처리되었다. 제품은 혼합되고 하루동안 -18℃에서 냉동고 캐비닛에 보관되었다. 제품이 혼합되었을 때 6시간마다 20℃와 -5℃ 사이에서 변화하는 온도로 열 충격 냉동고 캐비닛에 놓였다. 제품은 7일간 이러한 냉동고 캐비닛 내에서 유지되었다.
모든 표본 - 신선한 것 및 열 충격-처리된 것 모두 -은 분석 전에 1일간 -18℃에서 혼합되었다.
표 11은 열 충격 처리된 제품의 얼음 결정 분석 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00046
표 11에서 PGMS로 제조된 표본이 통상의 유화제 및 안정화제 시스템으로 제조된 아이스크림보다 약 430% 이하로 성장함을 다시 알 수 있다.
SEM(주사형 전자현미경)이 아이스크림 표본의 구조, 얼음 결정 및 기포 크기 분포를 조사하는데 사용되었다(도 2∼5 참조).
SEM 조사의 요약: PGMS는 열 충격 후 거의 성장하지 않은 매우 작은 얼음 결정(도 3)을 제공한다. 얼음 결정은 클러스터 내에 결합된다. CREMODAN SE 315로 제조된 아이스크림은 열 충격 후 훨씬 더 많이 성장한 더 큰 얼음 결정(도 2)을 제공하였다(도 4).
TEM(투과형 전자현미경)은 표본 번호 2(열 충격처리되지 않은)에 수행되었다. 도 8은 수화된 지방 구체에 의한 얼음 결정의 물리적 차단이 관찰될 수 있는 표본 번호 2의 투과형 전자현미경 사진을 나타낸다. 얼음 결정의 물리적 차단은 성장을 방지하거나 그의 성장을 제한한다.
(실시예 6)
다른 지방 형태의 시험: 아이스크림은 휘퍼로서 통상의 냉동고를 사용하여 표 12에 기술된 성분을 사용하여 제조되었다. 아이스크림은 120%의 오버런을 지녔다. 냉동고 배출구로부터의 배출 온도는 -5.5℃로 일정하였다. 냉동고에서의 아이스크림 휘핑 후 제품은 용기에 충진되었고 -25℃에서 경화 터널 내에서 통상적으로 경화되었고 -25℃에서 보관되었다.
Figure 112006035861092-pct00047
BENEFAT D는 대니스코 A/S사에서 구입가능한 Salatrim (짧은 사슬과 긴 사슬 지방산 에스테르의 혼합물)이다.
아이스크림의 한세트는 열 충격 처리되었다. 제품은 혼합되고 하루동안 -18℃에서 냉동고 캐비닛에 보관되었다. 제품이 혼합되었을 때 6시간마다 20℃와 -5℃ 사이에서 변화하는 온도로 열 충격 냉동고 캐비닛에 놓였다. 제품은 7일간 이러한 냉동고 캐비닛 내에서 유지되었다. 모든 표본 - 신선한 것 및 열 충격-처리된 것 모두 -은 분석 전에 2일간 -18℃에서 혼합되었다.
표 13은 열 충격 처리된 제품의 얼음 결정 분석 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00048
알파-안정성 지방인 BENEFAT D는 불충분한 효과를 나타낸다. 이는 알파 지방 결정이 얼음 결정 효과에 중요하지 않음을 나타낸다. 고라우르지방이고 베타 프라임 안정성인 HPKO 및 HCNO는 매우 우수한 효과를 나타낸다. 유지방은 BENEFAT D와 라우르지방 사이의 효과를 나타낸다.
(실시예 7)
아이스크림 믹스는 표 14에 기술된 성분을 이용하여 제조되었다. 믹스는 78℃/175 bar에서 균질화되었고 84℃에서 20초간 저온살균되었다. 이후에 5℃로 냉각되었다.
Figure 112006035861092-pct00049
2 g 아이스크림 믹스는 20 g 탈염수와 혼합되고 2시간 동안 교반되었다. 혼합물은 Malvern Masterizer 1000에서 입자 크기 분석되었다.
입자 크기 분석 결과는 표 15에 나타나 있다.
Figure 112006035861092-pct00050
이는 PGMS를 포함한 표본 번호 2 및 3의 지방 구체는 통상의 유화제/안정화제 혼합물을 포함한 표본 번호 1과 비교시 물을 축적하고(팽창하고) 크기가 증가되었음을 나타낸다.
(실시예 8)
실시예 7로부터의 숙성된 아이스크림 믹스는 5℃에서 초원심분리되었고 지방상(크림층)이 X-선 측정을 위해 분리되었다. X-선 측정은 어떠한 표본 내에서도 알파 결정 안정성의 표시를 나타내지 않는다. 모든 표본은 베타-프라임 결정 구조를 지녔다.
WO 01/06865(Societe des Produits Nestle S.A.)에서는 알파 지방 결정이 얼음 결정 성장 억제 효과에 중요함을 청구하고 있고, 이는 본 발견에 의해 지지되지 않는다.
(실시예 9)
아이스크림은 휘퍼로서 통상의 냉동고를 사용하여 표 16에 기술된 성분을 사용하여 제조되었다. 아이스크림은 120%의 오버런을 지녔다. 냉동고 배출구로부터의 배출 온도는 -5.5℃로 일정하였다. 냉동고에서의 아이스크림 휘핑 후 제품은 용기에 충진되었고 -25℃에서 경화 터널 내에서 통상적으로 경화되었고 -25℃에서 보관되었다.
Figure 112006035861092-pct00051
GRINSTED ACETEM 50-00 아세트산 에스테르는 대니스코 A/S사의 모노-디글리세라이드의 아세트산 에스테르이다.
GRINSTED LACETEM P22 라우르산 에스테르는 대니스코 A/S사의 모노-디글리세라이드의 락트산 에스테르이다.
아이스크림 표본의 한 세트는 -15℃에서 이미지 분석 및 광학 현미경을 이용하여 얼음 결정 크기에 대해 신선하게(-25℃에서 5일 보관 후 -18℃에서 1일 보관 후) 분석되었다. 표 17은 신선한 표본의 얼음 결정 크기 분석의 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00052
표 17에 나타난 바와 같이 모노-디글리세라이드의 아세트산 에스테르 및 락트산 에스테르는 통상의 유화제/안정화제 시스템(표본 번호 1)과 비교시 얼음 결정 크기 상에 어떠한 효과도 나타내지 않는다. 나타난 바와 같이 높은 용량으로 사용된 PGMS는 매우 작은 얼음 결정을 제공한다.
(실시예 10)
아이스크림은 휘퍼로서 통상의 냉동고를 사용하여 표 18에 기술된 성분을 사용하여 제조되었다. 아이스크림은 100%의 오버런을 지녔다. 냉동고 배출구로부터의 배출 온도는 -5.0℃로 일정하였다. 냉동고에서의 아이스크림 휘핑 후 제품은 용기에 충진되었고 -25℃에서 경화 터널 내에서 통상적으로 경화되었고 -25℃에서 보관되었다.
Figure 112006035861092-pct00053
Cocowar 31은 Aarhus United사의 경화 코코넛유이다.
GRINSTED PGMS 90은 대니스코 A/S사의 프로필렌 글리콜 모노에스테르이다.
CREMODAN SE 30은 대니스코 A/S사의 통상적인 유화제/안정화제 시스템 혼합물이다(E417, E410, E401, E412, E407).
PGMS(C:18)은 스테아르 지방산에 기반한 PGMS 즉, 포화 PGMS의 실험 표본이다.
PGMS(C:18:1)은 올레 지방산에 기반한 PGMS 즉, 불포화 PGMS의 실험 표본이다.
아이스크림 표본 한세트는 용해(meltdown) 성능에 대해 분석되었다. 아이스크림의 용해율(방울 비율)은 하기 방법에 따라 시험되었다.
적어도 24시간 동안 -18℃에서 보관된 아이스크림의 직사각형 조각(125 cc, 치수: 약 100 mm x 50 mm x 25 mm)이 계량되고 그리드 상에 놓였다. 용해가 발생하는 온실에 22℃+/-1℃의 일정 온도로 유지되었다. 그리드는 분석 저울에 놓인 500 ml 유리 비이커 위에 놓였다.
분석 저울은 기록하고(2분마다 1 측정) 시간 함수로서 용해된 아이스크림 양을 계산하는 컴퓨터에 연결되었다. 2시간 후 용해 작용의 그래프가 작성될 수 있었다.
표 19는 2시간 후 그리드로부터 용해된 아이스크림의 양을 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00054
표 19에 나타난 바와 같이 가장 높은 용해 저항성은 불포화 모노-디글리세라이드(표본 6 및 7) 다음으로 불포화 PGMS(표본 5 및 )로부터 수득되었다.
아이스크림의 또다른 세트는 열 충격 처리되었다. 제품은 혼합되고 하루동안 -18℃에서 냉동고 캐비닛에 보관되었다. 제품이 혼합되었을 때 6시간마다 20℃와 -5℃ 사이에서 변화하는 온도로 열 충격 냉동고 캐비닛에 놓였다. 제품은 7일간 이러한 냉동고 캐비닛 내에서 유지되었다. 이러한 열 충격 처리 후 아이스크림은 분석전 2일간 -18℃에서 혼합되었다. 아이스크림 표본은 얼음 결정 크기에 대해 분석되었다. 표 20은 신선한 표본(D(50,3)) 및 열 충격 처리된 표본(D(10,3) D(50,3) 및 D(90,3))의 얼음 결정 분석 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00055
얼음 결정 분석에 나타난 바와 같이 가장 작은 얼음 결정은 PGMS + 모노-디글리세라이드(표본 2∼7)에서 수득되었다. 0.15% 또는 0.225%의 양의 불포화 PGMS(표본 4 및 5)는 포화 모노-디글리세라이드(표본 2) 만큼 작은 얼음 결정을 제공하지 않았다. 또한 PGMS 양의 감소 및 모노-디글리세라이드 양의 증가는 더 큰 얼음 결정을 제공한다(표본 6과 비교시 표본 7).
또한 열 충격 전후의 표본의 기포 크기가 측정되었다.
결과는 하기 표에 나타나 있다.
Figure 112006035861092-pct00056
불포화 유화제(들)는 과도하게 투여되지 않아야 한다. 표본 5 및 7에서 나타난 바와 같이 다량의 불포화 유화제 사용은 얼음 결정 크기 외에 기포 크기의 성장을 유발한다.
유화제로서 단독으로 사용된 PGMS는 아이스크림에서 작은 얼음 결정을 제공하나 기포 안정성은 불충분하다. 이는 어떠한 유화제도 첨가되지 않은 아이스크림의 경우와 유사하다. 양질의 기포 안정성은 PGMS(0.3%)와 함께 적은 양(0.15%)의 포화 또는 불포화 모노-디글리세라이드를 첨가함으로서 달성될 수 있다. 이와 동시에 얼음 결정 크기의 감소도 수득된다. 더욱 우수한 기포 안정성은 더욱 우수한 용해 안정성을 유발한다. 또한 용해 안정성의 개선은 조리법 내에서 로커스트 빈 검(Locust Bean Gum, LBG)을 사용함으로서 수득될 수 있다.
통상의 PGMSs 내의 지방산 함량은 C16 및 C18 지방산의 다양한 함량으로 구성된다. 바람직한 조성물은 50% 이상 95% 이상의 C18 지방산을 포함한다.
높은 C18 함량의 또다른 장점은 더욱 우수한 분말의 질 및 조작 성질이다. PGMS의 바람직한 지방산 조성은 0∼50%, 더욱 바람직하게는 5∼10%의 C16 지방산(들) 및 50∼95%, 더욱 바람직하게는 90∼95%의 C18 지방산(들)이다.
개선된 용해 안정성을 위해 불포화 PGMS가 사용된다. PGMS의 바람직한 지방산 조성은 0∼50%, 더욱 바람직하게는 0%의 C16 지방산(들) 및 50∼95%, 더욱 바람직하게는 50%의 C18 지방산(들) 및 25∼50%, 더욱 바람직하게는 50%의 C18:1 지방산(들)이다.
(실시예 11)
실시예 10으로부터의 표본 2의 조리법은 다른 냉동 공정을 사용하여 아이스크림을 제조하는데 사용되었다. 아이스크림 한세트는 휘퍼로서 통상의 냉동고를 사용하여 제조되었다. 아이스크림은 100%의 오버런을 지녔다. 냉동고 배출구로부터의 배출 온도는 -5.0℃로 일정하였다. 냉동고에서의 아이스크림 휘핑 후 제품은 용기에 충진되었고 -25℃에서 경화 터널 내에서 통상적으로 경화되었고 -25℃에서 보관되었다. 이들 표본은 통상의 냉동 공정을 사용하여 제조된 것으로 특성화될 수 있다.
아이스크림의 또다른 세트는 휘퍼로서 통상의 냉동고를 사용하여 제조되었다. 아이스크림은 100%의 오버런을 지녔다. 냉동고 배출구로부터의 배출 온도는 -5.0℃로 일정하였다. 냉동고에서의 아이스크림 휘핑 후 제품은 저온 냉동고라 불리는 곳(WO 2004/062883 A1에 기술됨, 저온 압출기)에 공급된 후 제품은 -12℃의 온도에서 저온 압출기로부터 배출되었고 용기에 중진되었고 -25℃의 경화 터널 내에서 통상적으로 경화되었고 -25℃에서 보관되었다. 압출성형 후 아이스크림은 100%의 오버런을 지녔다. 이들 표본은 저온 압출성형 공정을 사용하여 제조된 것으로 특성화되었다. 신선한 아이스크림 내 더 작은 얼음 결정을 달성하기 위해 아이스크림의 저온 압출성형이 사용된다.
아이스크림 표본은 얼음 결정 크기에 대해 분석되었다. 표 22는 신선한 표본의 얼음 결정 분석 결과를 나타낸다.
Figure 112006035861092-pct00057
표 22에 나타난 바와 같이 PGMS 주성분 유화제 시스템이 사용되는 경우 저온 압출성형만으로는 통상의 공정과 비교시 얼음 결정 크기 상에 거의 영향을 미치지 않았다. 이는 신선한 아이스크림 내에서 작은 얼음 결정 크기가 요구될 때 PGMS 주성분 유화제 시스템이 저온 압출성형의 대안으로서 사용될 수 있음을 의미한다. PGMS 주성분 유화제 시스템은 보관 동안 얼음 결정의 성장도 제어하고, 이는 저온 압출성형을 단독으로 사용함으로서 달성되는 특징이 아니다.
상기 명세서 내에 논의된 모든 문헌은 참고문헌으로 포함된다. 본 발명의 기술된 방법 및 시스템의 다양한 변형 및 변화는 본 발명의 범위 및 정신에 위배됨이 없이 당업자에게 분명할 것이다. 본 발명이 특정한 바람직한 실시태양과 관련하여 기술되었으나 청구된 본 발명은 이러한 특정한 실시태양에 한정적이지 않음이 이해되어야 한다. 실제로 화학 또는 관련 분야의 기술자에게 분명한 본 발명을 수행하기 위한 기술된 방법의 다양한 변형은 하기 청구항의 범위 내에 포함된다.

Claims (48)

  1. ⅰ) 식품 중간물에 유화제 시스템을 도입하는 단계; 및 ⅱ) 유화제 시스템이 도입된 식품 중간물을 교반하면서 식품 중간물을 냉동 상태로 도달케 하는 단계;로 이루어진 냉동 식품의 제조 방법에 있어서,
    상기 유화제 시스템은
    Figure 112012026580345-pct00076
    식 Ⅰ
    상기 식에서, R1은 탄화수소기이다.
    a) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    b) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 포화 모노-디글리세라이드;
    c) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 포화 모노-디글리세라이드 및 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    d) 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트와 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    e) 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트와 모노-디글리세라이드; 또는
    f) 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트와 모노-디글리세라이드 및 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    에서 선택된 1종의 혼합물로 필수적으로 구성(consists essentially)됨을 특징으로 하고,
    상기 '모노-디글리세라이드'는 모노글리세라이드, 디글리세라이드 또는 이들의 혼합물을 의미하고,
    상기 '불포화 락틸화 모노-디글리세라이드'는 락틸화 모노-글리세라이드, 락틸화 디글리세라이드 또는 이들의 혼합물로서 요오드가가 5보다 큰 것을 의미하고,
    상기 '식품 중간물'은 냉동 식품을 제조하기에 적합한 성분의 혼합물을 의미함을 특징으로 하는 냉동 식품의 제조 방법
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유화제 시스템은
    a) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    b) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 포화 모노-디글리세라이드; 또는
    c) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 포화 모노-디글리세라이드 및 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    에서 선택된 1종의 혼합물로 필수적으로 구성(consists essentially)되고,
    상기 식 Ⅰ에서 R1은 C7-C29 탄화수소기임을 특징으로 하는 냉동 식품의 제조 방법
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유화제 시스템 내의 상기 식 Ⅰ에서 R1은 C11-C29 탄화수소기임을 특징으로 하는 냉동 식품의 제조 방법
  4. 제 1항에 있어서, 상기 유화제 시스템 내의 상기 식 Ⅰ에서 R1은 포화 탄화수소기임을 특징으로 하는 냉동 식품의 제조 방법
  5. 제 4항에 있어서, 상기 유화제 시스템 내의 상기 식 Ⅰ에서 R1은 (CH2)nCH3기이고, n은 정수임을 특징으로 하는 냉동 식품의 제조 방법
  6. 제 5항에 있어서, 상기 n은 16∼22의 정수임을 특징으로 하는 방법
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 n은 20임을 특징으로 하는 방법
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 n은 16임을 특징으로 하는 방법
  9. 제 1항에 있어서, 상기 유화제 시스템 내에 모노-디글리세라이드와 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드가 존재함을 특징으로 하는 방법
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서, 상기 유화제 시스템은 소르비탄 트리스테아레이트를 포함하지 않음을 특징으로 하는 방법
  12. 제 1항에 있어서, 상기 유화제 시스템은 아세틸화 모노글리세라이드를 포함하지 않음을 특징으로 하는 방법
  13. 제 1항에 있어서, 상기 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물 중량 대비 0.2 중량% 이상 존재함을 특징으로 하는 방법
  14. 제 13항에 있어서, 상기 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물 중량 대비 0.2∼1.0 중량% 함량으로 존재함을 특징으로 하는 방법
  15. 제 14항에 있어서, 상기 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물 중량 대비 0.3 중량%함량으로 존재함을 특징으로 하는 방법
  16. 제 13항에 있어서, 상기 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물 중량 대비 0.45 중량% 함량으로 존재함을 특징으로 하는 방법
  17. 제 1항에 있어서, 상기 모노-디글리세라이드 또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드는 식품 중간물 중량 대비 0.05∼1.0 중량% 함량으로 존재함을 특징으로 하는 방법
  18. 제 17항에 있어서, 상기 모노-디글리세라이드 또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드는 식품 중간물 중량 대비 0.1∼0.6 중량% 함량으로 존재함을 특징으로 하는 방법
  19. 제 1항에 있어서, 상기 식 Ⅰ의 화합물의 함량은 모노-디글리세라이드 또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드 함량 대비 2:1 내지 1:2의 중량 비율로 존재함을 특징으로 하는 방법
  20. 제 1항에 있어서, 상기 식 Ⅰ의 화합물은 식품 중간물 중량 대비 0.3 중량% 함량으로 존재하고, 상기 모노-디글리세라이드 또는 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드는 식품 중간물 중량 대비 0.15 중량% 함량으로 존재함을 특징으로 하는 방법
  21. 제 1항에 있어서, 상기 식품 중간물은 지방을 포함함을 특징으로 하는 방법
  22. 제 21항에 있어서, 상기 지방은 고 라우르 지방 또는 유지방을 포함함을 특징으로 하는 방법
  23. 제 22항에 있어서, 상기 지방은 경화 야자커넬유 또는 경화 코코넛유에서 선택된 고 라우르 지방을 포함함을 특징으로 하는 방법
  24. 제 1항에 있어서, 상기 냉동 식품의 제조 방법은 물에 유화제 시스템을 용해시키는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법
  25. 제 1항에 있어서, 상기 냉동 식품의 제조 방법은 지방에 유화제 시스템을 용해시키는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 제 1항에 있어서, 상기 냉동 식품은 통기된 냉동 식품임을 특징으로 하는 방법
  29. 제 1항에 있어서, 상기 유화제 시스템은 하기 식 Ⅰ의 화합물로
    Figure 112012026580345-pct00077
    식 Ⅰ
    상기 식에서 R1은 탄화수소기임.
    필수적으로 구성(consists essentially)됨을 특징으로 하는 방법
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 제 29항에 있어서, 상기 식 Ⅰ에서 R1은 (CH2)nCH3기이고, n은 6∼28의 정수임을 특징으로 하는 방법
  33. 제 32항에 있어서, 상기 n은 16∼22의 정수임을 특징으로 하는 방법
  34. 제 32항에 있어서, 상기 n은 14∼16의 정수임을 특징으로 하는 방법
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. Figure 112012026580345-pct00078
    식 Ⅰ
    상기 식에서, R1은 탄화수소기이다.
    a) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드; 또는
    b) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 모노-디글리세라이드 및 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    에서 선택된 1종의 혼합물로 필수적으로 구성(consists essentially)됨을 특징으로 하는 유화제 시스템에 있어서,
    상기 '모노-디글리세라이드'는 모노글리세라이드, 디글리세라이드 또는 이들의 혼합물을 의미하고,
    상기 '불포화 락틸화 모노-디글리세라이드'는 락틸화 모노-글리세라이드, 락틸화 디글리세라이드 또는 이들의 혼합물로서 요오드가가 5보다 큰 것을 의미함을 특징으로 하는 유화제 시스템
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 제 1항에 있어서, 상기 유화제 시스템은
    d) 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트와 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    e) 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트와 모노-디글리세라이드; 또는
    f) 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트와 모노-디글리세라이드 및 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    에서 선택된 1종의 혼합물로 필수적으로 구성(consists essentially)되고,
    상기 '모노-디글리세라이드'는 포화 모노-디글리세라이드 임을 특징으로 하는 냉동 식품의 제조 방법
  46. 냉동 식품 내에서 얼음(ice)-결정 성장을 저해하기 위한 유화제 시스템의 사용 방법에 있어서,
    상기 유화제 시스템은
    Figure 112012026580345-pct00079
    식 Ⅰ
    상기 식에서, R1은 탄화수소기이다.
    a) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    b) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 포화 모노-디글리세라이드;
    c) 상기 식 Ⅰ의 화합물과 포화 모노-디글리세라이드 및 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    d) 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트와 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    e) 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트와 모노-디글리세라이드; 또는
    f) 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트와 모노-디글리세라이드 및 불포화 락틸화 모노-디글리세라이드;
    에서 선택된 1종의 혼합물로 필수적으로 구성(consists essentially)됨을 특징으로 하고,
    상기 '모노-디글리세라이드'는 모노글리세라이드, 디글리세라이드 또는 이들의 혼합물을 의미하고,
    상기 '불포화 락틸화 모노-디글리세라이드'는 락틸화 모노-글리세라이드, 락틸화 디글리세라이드 또는 이들의 혼합물로서 요오드가가 5보다 큰 것을 의미함을 특징으로 하는 유화제 시스템의 사용 방법
  47. 삭제
  48. 삭제
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