KR100915304B1

KR100915304B1 - 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료의 제조방법

Info

Publication number: KR100915304B1
Application number: KR1020080002372A
Authority: KR
Inventors: 오무; 오상호; 정윤창; 구후모; 지로카타오카; 박광근
Original assignee: 매일식품 주식회사
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2009-09-03
Also published as: KR20090076428A

Abstract

본 발명은 식물성 단백질(탈지대두, 콘글루텐, 소맥글루텐 등)과 동물성단백질을 가수분해하여 가성소다로 알칼리처리 후 농축하기 전 pH 8.0~11.0 상태의 알칼리처리 상태에서 농축하여 농축아미노산액을 얻은 다음, 상기 농축아미노산액을 염산을 가하여 등전점 상태(pH 2.0~5.0)로 조정하여 정석을 하여 침전을 발생시켜 액상이나 페이스트상의 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료의 제조방법{PRODUCTION METHOD FOR NATURAL CONDIMENTS, CONTAINING HIGH CONCENTRATION OF GLUTAMIC ACID AND VARIOUS AMINO ACIDS}

본 발명은 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 개발하기 위하여 종래의 가수분해반응을 이용해 식물성 또는 동물성 단백질을 염산으로 가수분해 시키고 알칼리 처리하여 제조하는 방법을 개선한 것으로서, 식물성 또는 동물성 단백질을 염산으로 가수분해 시킨 후 알칼리 처리공정을 고농도의 글루타민산 제조공정에 맞게 최적화한 후 농축하여 저 염화하고 후속공정으로 등전점을 이용한 고농도화과정을 추가함으로써 고농도 글루타민산염을 함유하는 저 염 상태의 천연복합아미산노산 조미료의 제조방법에 관한 것이다.

식품의 맛은 많은 식품성분의 복잡한 조합으로 발현된다. 맛의 구성성분은 단맛, 신맛, 짠맛, 쓴맛의 4원미와 근래에는 이것들에 지미(감칠맛)를 더한 5원미로 되었다. 지미(감칠맛)는 식품의 맛의 우열을 결정하는 중요인자로, 글루타민산염이나 핵산계인 이노신산나트륨, 구아닐산나트륨 등이 있다. 특히 글루타민산염은 아미노산의 일종으로 식물단백질, 동물단백질에 가장 많이 함유되어 있어서 음식의 지미(감칠맛)는 이 글루타민산염이 주역으로 되어있다.

이노신산나트륨은 가다랭이나 육류에 함유되어 있고, 구아닐산나트륨은 표고버섯의 지미(감칠맛)성분이지만 그 함유량은 적지만 글루타민산염과 맛의 상승작용이 있어서 가해진 량 이상의 지미(감칠맛)가 발현되는 특징이 있다.

아미노산계인 글루타민산염이나 핵산계인 이노신산나트륨, 구아닐산나트륨은 천연물에 존재해 있어서 예전에는 천연물로부터 추출하여 상품화되었다. 즉 글루타민산염은 소맥글루텐이나 대두단백질을 염산으로 가수분해하는 것에 의해 제조되고, 이노신산나트륨은 쪄서 말린 가다랭이, 구아닐산 나트륨은 표고버섯으로부터 추출되었다.

일반적으로 지미(감칠맛)를 가진 글루타민산은 다시마원료를 이용한 추출방법에서 시작되었으며 이후, 소맥글루텐을 산 가수 분해하여 제조하는 방식으로 발전되었으며, 현재 가장 경제적인 제법은 발효법에 의해 당밀 등의 원료로부터 미생물발효로 값싸게 대량으로 제조되도록 되어 이와 같은 지미(감칠맛) 조미료류는 세계적으로 식품에 이용되어 식품의 개선에 커다란 기여를 하고 있다.

그러나 이와 같은 미생물을 이용한 발효법으로 제조된 지미(감칠맛) 조미료류는 천연물유래가 아닌 것과 가성소다류로 나트륨 염을 만들기 때문인지 다른 화학합성품과 마찬가지로 식품첨가물로서 분류되어 있다.

또한, 식물단백질의 염산가수 분해법에 의한 조미료(HVP)는 이미 100년 이상의 역사가 있지만, 이 역사 과정에서 약 30년 전에 가수분해공정에서 원료에 미량 혼재하는 유지의 구성성분인 글리세린과 염산(염소)이 반응하여 3-MCPD, DCP가 미량으로 생성되고 이 변이원성이 식품으로서 문제시되어 그 제거공정이 필수로 요구되고 있다.

상기와 같은 3-MCPD, DCP의 제거방법에 대해서는 현재로는 분해액을 pH 8.5이상으로 알칼리로서 90℃이상, 2시간 이상 가열하는 것에 의해 제거가 가능하고, 각 메이커는 이 방법으로 대책을 행하고 있다.

이에 종래의 산 가수분해 방법을 개선하여 천연물 유래가 되는 고농도 글루타민산염이 함유된 아미노산 함유물의 제조방법이 다양하게 개발하게 되었다.

예를 들면, 가수분해 단백의 종래의 제조기술을 조사해보면 대표적인 것이 1994년에 심사 청구된 소시에떼 데 프로듀이 네슬레 소시에떼아노님 등이 출원한 특허(등록번호 10-0127302-0000)를 들 수 있으며 단백물에 염산으로 분해하고 얻은 슬러리에 대하여 여과전이나 혹은 여과 후에 알칼리를 사용하여 pH를 8~14로 조정한 후 소정시간을 유지하여 염소화 화합물을 제거한 후 pH를 4~7로 재조정하여 액체 가수분해 단백질 여액을 수득하고 이를 농축시켜 염을 침전시키고 다시 여과하여 액체 가수분해 단백질 산물을 제조하는 방법이 알려져 있다.

그러나 이러한 제조방법은 가수분해 단백질의 제조방법으로 주로 사용되는 것이고 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연 복합 아미노산 조미료로서의 제조방법으로 발전하지는 못하였다. 이에 기존의 아미노산액의 제조공정을 개선하여 글루타민산이 풍부하게 들어있는 천연복합아미노산 조미료의 제조공법의 개발을 완성하게 되었다. 한편으로는 산분해 간장의 3-MCPD에 대한 유해성 논란은 최근 CODEX에 0.4ppm 수준의 표준설정이 진행되고 있어 여러 가지 식품안전인자를 고려해 볼 때 상당히 안전한 조미식품소재로 인식되고 있다.

종래의 기술은 글루타민산을 많이 함유하는 소맥글루텐이나 대두단백질을 염산으로 가수분해하고, 분해액을 여과하여 휴머스를 제거한 다음 여액을 강산성상태에서 농축하여 냉각 정석하여 글루타민산염산염을 석출시킨다. 이 글루타민산염산염의 결정을 분취하여 재정석하여 순도를 높여 알칼리로 중화하여 글루타민산소다를 제조하였다.

이 방법은 발효법이 생겨나서 공업화 규모로의 제조는 행하여지지 않고 있다. 그 이유는 식물단백질의 분해액을 산성 상태에서 여과하고 염산염으로의 정석 등은 염산가스의 발생으로 작업환경이나 배기가스처리와 내산기기의 환경적, 설비적인 고비용이 한 원인으로 되어 있는 것과, 발효법에 의해 저렴한 글루타민산나트륨염의 출현이 결정적인 이유가 되었다.

그러나, 이 염산분해법의 기본기술에 대해서는 현재까지도 아미노산액의 제조로서 한국은 물론 일본, 중국, 미국에서 제조 판매되고 있다. 이 아미노산액에 대해서는 예전의 염산분해법의 글루타민산염 제조에 있어서의 글루타민산염산염 분리후의 모액을 중화 정제하여 아미노산액으로서 판매한 경위로부터 마찬가지의 단백질분해물로부터 글루타민산염산염을 분취하지 않고 정제하는 것으로(글루타민산을 분취하지 않으므로) 더욱 지미(감칠맛)가 농후한 아미노산액으로서 양조를 중심으로 널리 이용되었다.

따라서 본 발명은 종래의 염산분해방법을 더욱 개선하여 효율 높게 글루타민산염의 농도를 증가시키는 것과, 글루타민산염 단일성분만이 아닌 다른 아미노산염류까지도 공존시키는 것으로 지미(감칠맛)를 중심으로 한 새로운 조미료를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 해결하고자 하는 과제인 것이다.

본 발명은 기존의 가수분해단백질을 제조할 때 부가적인 반응으로 생성되는 염소화 화합물을 감소시키는 알칼리 처리방법을 보다 효율적으로 최적화하였으며 생성된 아미노산이 농도에 따라 pH가 변화되는 성질을 이용함과 동시에 후속공정에서는 일반적으로 가수분해 단백질 액체의 농축 및 건조과정을 실시하는 것으로 마무리되어 보통 10~20%정도의 글루타민산 농도를 보이는 일반적인 제조공정상의 한계를 넘기 위하여 건조공정 전에 추가공정으로 아미노산의 등전점을 이용하는 기술을 농축 후 공정에 추가하여 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료의 제조방법을 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 과제 해결 수단인 것이다.

본 발명은 종래의 식품첨가물로써 분류되어 상용화되어있는 발효법에 의한 글루타민산 제조법을 대체할 수 있도록 식품법적으로 식품군으로 분류될 수 있으며 고농도의 글루타민산과 여러 가지 복합아미노산이 함유되어 있어 음식의 맛을 자연스럽게 올려 줄 수 있는 천연조미료를 제조하는 효과가 있는 것이다.

본 발명에서는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 식물성 단백질(탈지대두, 콘글루텐, 소맥글루텐)을 가수분해하여 가성소다로 알칼리처리 후 농축하기 전 pH 8.0~11.0상태의 알칼리처리 상태에서 농축아미노산액을 얻은 다음, 상기 농축아미노산액을 염산을 가하여 등전점 상태(pH 2.0~5.0)로 조정하여 정석을 하여 침전을 발생시켜 액상이나 페이스트상의 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료의 제조방법에 관한 것이다.

좀 더 구체적으로는 기존의 가수분해단백질을 제조할 때는 부가적인 반응으로 생성되는 염소화 화합물을 감소시키는 알칼리 처리방법을 보다 효율적으로 최적화하였으며 생성된 아미노산이 농도에 따라 pH가 변화되는 성질을 이용함과 동시에 후속공정에서는 일반적으로 가수분해 단백질 액체의 농축 및 건조과정을 실시하는 것으로 마무리되어 보통 10~20%정도의 글루타민산 농도를 보이는 일반적인 제조공정상의 한계를 넘기 위하여 건조공정 전에 추가공정으로 아미노산의 등전점을 이용하는 기술을 농축 후 공정에 추가하여 고농도의 글루타민산을 함유하는 천연복합아미노산 조미료의 제조방법에 관한 것이다.

식물단백질의 염산가수 분해법에 의한 조미료(HVP)의 제조방법에 있어서, 원료에 미량 혼재하는 유지의 구성성분인 글리세린과 염산(염소)의 가수분해 반응시 부수적으로 생성되는 미량의 3-MCPD 경감 화를 위하여 여러 가지로 검토하였다. 3-MCPD(3-monochloropropane-1,2-diol)제거의 조건으로서는 알칼리 영역 pH, 온도, 시간의 3가지 요인이 있지만, 통상은 pH가8.0~10.5, 온도는 50℃~95℃, 시간은 2시간~40시간의 범위 안에서 각 메이커가 공정, 설비와 품질 중에서 최적조건을 설정하고 있다. 일반적으로 pH가 높을수록 온도가 높을수록 반응에 필요한 시간이 경감되지만, 제품의 품질은 그 반대가 된다.

또한 반응의 완전진행을 위한 조건설정과 안정반응이 필요하므로 통상은 배치 반응으로 이뤄지기 때문에 이 반응의 전후의 설비가 필요하다.

본 발명에서 사용되는 식물성 단백질은 탈지대두, 콘글루텐, 소맥글루텐 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 사용하고, 고 글루타민산 함유 조미료를 얻기 위한 조건으로, 아미노산액을 글루타민산염산염의 등전점의 범위 pH3.2전후로 할 필요가 있지만 이 pH설정조건을 만족시키기 위해서는 아미노산액 중의 식염함유량의 문제를 해결할 필요가 있다.

식염함유량이 높으면 고형물 중에 차지하는 글루타민산염 함유량이 적어진다. 이 문제의 해결방법으로서 탈염조작을 행할 필요가 있지만, 이 방법으로서 원액중의 식염함유량을 감소 또는 극소화하고 거듭 원액을 등전점 정석한 조결정으로부터 탈염하는 것이 필요하다. 아미노산액 중의 식염을 감소시키는(탈염) 방법으로서는 ①농축에 의해 과잉포화의 식염을 분리 제거하는 방식과 ②(전기)투석 법에 의해 탈염하는 방법이 일반적이다. 농축방법은 식염의 포화용해도 이상 농도의 식염을 정석 제거하는 방법이고, 식염도 농축되지만 아미노산도 농축되는 이점이 있지만 모액중의 아미노산농도까지 높아지기 때문에 식염결정에 부착되는 손실도 농축 도에 따라 많아진다. 한편 투석방식은 식염을 이온화하여 제거하므로 아미노산의 손실도 적지만 아미노산의 농도가 낮으므로 등전점 침전으로 얻어지는 아미노산도 적게 된다.

본 발명은 이와 같은 탈염조작의 가장 유효한 방법을 검토하였다. 그 결과, 3-MCPD처리로 강알칼리로 한 아미노산액을 중화하지 않고 알칼리 pH인 상태로 농축하는 것에 의해 3-MCPD제거와 농축을 동시에 행하는 것이 가장 효과적인 것으로 판단되었다. 특히 알칼리 pH에서의 농축은 ①농축에 의해 가성소다 농도가 증가하여 3-MCPD제거가 보다 완전하게 되는 것 ②난용성인 소수성아미노산의 용해도가 증가하여 반응 중에 결정화하기 어려워 아미노산의 손실도 적어지는 것이다. ③중화에 필요로 하는 염산분의 식염농도 감소에 따른 아미노산류의 석출이 적은 등의 이점이 있다. 그러나 알칼리 농축시 초기에 암모니아가스 발생에 의한 작업성의 저하도 발생하지만 글루타민산염산염의 정석에 필요한 염산 량이 감소되는 효과도 발생한다.

이 농축액 (총질소량(이하 "T-N라 한다.Total-Nitrogen)수준으로 4%이상)에 염산을 투입하여 pH를 2.8~3.5까지로 조정하고 이것을(될 수 있으면 냉각) 30시간 이상 천천히 교반하면서 글루타민산염산염의 결정을 석출시킨 후에 글루타민산의 염산염을 취하여 고 글루타민산염 함유 천연복합아미노산 조미료를 얻는다.

고 글루타민산염 함유 천연 복합아미노산 조미료 제조의 실제에 대해서는 실시 예에 나타냈다.

이하 본 발명을 실시 예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시 예1

식물단백원료 중에서 글루타민산 함유량이 많은 콘글루텐밀(이하 콘글루텐) 분해액 T-N 3.4g/dl를 48%가성소다로 pH를 9.5~10.5로 조정한 후 75℃~85℃에서 2~10시간 방치한 후에 알칼리상태 그대로 카란도리아타입 농축 관에서 T-N을 4%이상으로 농축시킨 다음, 농염산을 사용하여 pH를 3.2로 조절하면 곧바로 액이 백탁이 생겨서 글루타민산염산염의 결정이 석출하며, 상기 글루타민산염산염 결정은 미세하므로 5℃로 냉각시킨 후, 5~10rpm으로 천천히 교반하면서 상기 35%염산을 첨가하여 커다란 결정으로 성장시킨 후에, 약 30~50시간 천천히 교반해서 충분히 결정을 키우고 나서 여과한 다음, 여과 포에 포집된 결정을 같은 량의 pH 3.2의 염산용액으로 세정하여 용기에 모아서 40%가성소다로 중화시켜 고농도 글루타민산염 함유 천연복합아미노산 조미료를 제조하였다.

상기 제조법으로 제조된 조미료중의 아미노산 분석치는 아래와 같았다.

표1. 콘글루텐 천연복합 아미노산조미료 아미노산 분석DATA

(단위 : %)

AMINO Acid	분석 Data	AMINO Acid	분석 Data
Aspartic acid	1.09	Methionine	0.14
Threonine	0.53	Isoleucine	0.12
Serine	0.69	Leucine	0.14
Glutamic acid	30.10	Tyrosine	0.14
Proline	1.02	Phenylalanine	0.36
Glycine	0.56	Histidine	0.28
Alanine	0.55	Lysine	0.46
Cystine	0.04	Ammonia	0.00
Valine	0.63	Arginine	0.74

실시 예2

식물단백원료 중에서 글루타민산 함유량이 많은 소맥글루텐밀(이하 소맥콘글루텐) 분해액 T-N 3.0 g/dl를 48%가성소다로 pH를 10.0~10.5로 조정한 후 80℃~85℃에서 3~6시간 방치한 후에 알칼리상태를 pH 7.0~10.0으로 조정한 후, 카란도리아타입 농축 관에서 T-N을 4%이상으로 농축시킨 다음, 상기 농축액에 35%염산을 가해서 pH를 3.2로 조절하면 곧바로 액이 박탁이 생겨서 글루타민산의 결정이 석출하며, 상기 글루타민산의 결정은 미세하므로 5℃로 냉각시킨 후, 5~10rpm으로 천천히 교반하면서 커다란 결정으로 성장시킨 다음, 약 30~50시간 천천히 교반해서 충분히 결정을 키우고 나서 이 액을 여과한 후에, 여과 포에 포집된 결정을 같은 량의 pH3.2의 염산용액으로 세정하여 용기에 모아서 40%가성소다로 중화시켜 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 제조하였다.

표2. 소맥글루텐 천연복합 아미노산조미료 아미노산 분석DATA

(단위 : %)

AMINO Acid	분석 Data	AMINO Acid	분석 Data
Aspartic acid	1.46	Methionine	0.12
Threonine	0.72	Isoleucine	0.11
Serine	0.94	Leucine	0.12
Glutamic acid	43.41	Tyrosine	0.10
Proline	1.00	Phenylalanine	0.38
Glycine	0.74	Histidine	0.55
Alanine	0.80	Lysine	0.59
Cystine	0.00	Ammonia	0.00
Valine	0.67	Arginine	1.16

실시 예3

동물단백원료인 어류단백을 염산으로 가수분해한 후 그 분해액을 48%가성소다로 pH8.9까지 올려서 90℃에서 3시간 유지하여 3-MCPD를 20ppb까지 저하시킨 다음, 원심박막농축기로 brix 35이상까지 농축시킨 후에, 상기 농축액에 35%염산으로 pH를 3.2로 조정하여 8rpm으로 천천히 교반하여 30시간 정석시켜, 상기 정석 액을 사분하여 얻은 글루타민산염산염의 결정을 탱크 내에서 가성소다로 pH 7.0으로 중화시켜 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 제조하였다.

표3. 어류단백 천연복합 아미노산조미료 아미노산 분석DATA

(단위 : %)

AMINO Acid	분석 Data	AMINO Acid	분석 Data
Aspartic acid	2.28	Methionine	0.36
Threonine	1.38	Isoleucine	0.00
Serine	2.16	Leucine	0.78
Glutamic acid	19.73	Tyrosine	1.63
Proline	9.14	Phenylalanine	0.29
Glycine	1.69	Histidine	0.59
Alanine	1.54	Lysine	1.02
Cystine	0.00	Ammonia	0.00
Valine	1.85	Arginine	1.79

Claims

고농도의 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 제조하는 방법에 있어서, 탈지대두, 콘글루텐, 소맥글루텐에서 선택된 어느 하나의 식물성 단백질이나 어류단백을 포함하는 동물성단백질 중에서 선택된 어느하나의 단백질을 가수분해하여 가성소다로 알칼리처리 후, 농축하기 전 pH 8.0 ~ 11.0 상태의 알칼리처리 상태에서 농축하여 제조한 농축아미노산액을 염산을 가하여 등전점 상태(pH 2-5)로 조정하여 정석을 하여 침전을 발생시켜 중화하여 액상이나 페이스트상으로 제조함을 특징으로 하는 고농도의 글루타민산을 함유하는 천연 복함아미노산 조미료를 제조하는 방법.
삭제
고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 제조하는 방법에 있어서, 식물단백원료 중에서 글루타민산 함유량이 많은 콘글루텐밀(이하 콘글루텐) 분해액 T-N 3.4g/dl를 48%가성소다로 pH를 9.5~10.5로 조정한 후 75℃~85℃에서 2~10시간 방치한 후에 알칼리상태 그대로 카란도리아타입 농축 관에서 T-N을 4%이상으로 농축시킨 다음, 농염산을 사용하여 pH를 3.2로 조절하면 곧바로 액이 백탁이 생겨서 글루타민산염산염의 결정이 석출하며, 상기 글루타민산염산염 결정은 미세하므로 5℃로 냉각시킨 후, 5~10rpm으로 천천히 교반하면서 커다란 결정으로 성장시킨 후에, 약 30~50시간 천천히 교반해서 충분히 결정을 키우고 나서 여과한 다음, 여과 포에 포집된 결정을 같은 량의 pH 3.2의 염산용액으로 세정하여 용기에 모아서 40%가성소다로 중화시켜 제조함을 특징으로 하는 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 제조하는 방법
고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 제조하는 방법에 있어서, 식물단백원료 중에서 글루타민산 함유량이 많은 소맥글루텐밀(이하 소맥콘글루텐) 분해액 T-N 3.0 g/dl를 48%가성소다로 pH를 10.0~10.5로 조정한 후 80℃~85℃에서 3~6시간 방치한 후에 알칼리상태를 pH 7.0~ 10.0으로 조정한 후, 카란도리아타입 농축 관에서 T-N을 4%이상으로 농축시킨 다음, 상기 농축액에 35%염산을 가해서 pH를 3.2로 조절하면 곧바로 액이 백탁이 생겨서 글루타민산의 결정이 석출하며, 상기 글루타민산의 결정은 미세하므로 5℃로 냉각시킨 후, 5~10rpm으로 천천히 교반하면서 커다란 결정으로 성장시킨 다음, 약 30~50시간 천천히 교반해서 충분히 결정을 키우고 나서 이 액을 여과한 후에, 여과 포에 포집된 결정을 같은 량의 pH 3.2의 염산용액으로 세정하여 용기에 모아서 40%가성소다로 중화시켜 제조함을 특징으로 하는 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 제조하는 방법.
고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 제조하는 방법에 있어서, 동물단백원료 중에서 어류단백 추출물을 염산 가수분해한 후 그 분해액을 48%가성소다로 pH 8.9까지 올려서 90℃에서 3시간 유지하여 3-MCPD를 20ppb까지 저하시킨 다음, 원심박막농축기로 brix 35이상까지 농축시킨 후에, 상기 농축액에 35%염산으로 pH를 3.2로 조정하여 8rpm으로 천천히 교반하여 30시간 정석시켜, 상기 정석 액을 사분하여 얻은 글루타민산염산염의 결정을 탱크 내에서 가성소다로 pH 7로 중화시켜 제조함을 특징으로 하는 고농도 글루타민산염을 함유하는 천연복합아미노산 조미료를 제조하는 방법.