KR101709257B1 - 저칼로리 아이스크림 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지방 함량이 낮고 저칼로리이면서도 부드러운 식감이 우수한 저지방 아이스크림 조성물 및 및 상기 조성물을 이용하여 아이스크림을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 저칼로리를 구현한 아이스크림 제조용 조성물, 상기 조성물로 제조된 아이스크림 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 지방 함량 및 칼로리를 낮추면서도 우수한 식감을 갖는 아이스크림을 제공한다.
일반적으로 아이스크림은 우유 등의 유제품과 향미 성분들을 혼합하여 균질화시킨 후 냉동시킨 제품을 말한다. 아이스크림은 본래 서양에서 후식으로 이용되었으나 오늘날에는 기호품으로 취급된다. 영양가도 높아 고지방의 것은 100g 당 열량이 200kcal 정도이고 간식 또는 디저트용은 물론 환자식, 유아식 등 다양한 용도로 사용되고 있다.
이와 같은 아이스크림의 제조 방법은 기본적으로 우유 또는 유제품에 당류, 향료 및 그 밖의 부재료를 혼합하여 균질화, 살균, 냉각, 숙성하고 휘저어서 공기를 함유시키고, 동결시키는 순서로 만든다. 아이스크림이 단순히 디저트 또는 간식용에 국한되는 것을 넘어 다양한 용도로 사용되면서 아이스크림의 재료 개발, 가공 기술 및 재료 혼합 등에 주목하여 새로운 시도가 이루어지고 있다.
특히, 아이스크림은 기호 충족을 위해 상당량의 감미 성분 및 지방을 포함하게 되는데 이러한 원료 조성에 따른 아이스크림의 높은 칼로리 특성은, 식품의 섭취를 건강 특히 칼로리의 과잉 섭취와 관련된, 비만, 고지혈증의 부작용과 연관시키는 현대인의 의식에 부합되지 않는 측면이 있다.
이러한 점을 해소하기 위해, 다양한 기능성 재료를 혼합하려는 시도가 이루어지고 있으나 상기의 기능성 재료들은, 아이스크림 원료의 미세화, 균일하고 안정된 혼합 및 충분한 기포 형성을 통해 높은 기호감이 달성되는 아이스크림의 물성에 적합하지 못한 경우가 대부분이다. 이러한 문제점을 인식하고 저지방 아이스크림을 개발하려는 연구가 계속되고 있으며, 저지방 아이스크림에 관한 선행 기술로는 대한민국 등록특허 제10-0926638호 등이 있다. 상기 선행 기술은 아이스크림의 지방 함량을 낮추고 칼로리를 낮추기 위하여 우유 등의 유제품 함량을 줄이는 대신 쌀이나 밤, 기타 다른 재료나 과일 등의 함량을 높여 아이스크림을 제조하는 방법을 제시하고 있다.
그러나 상기 선행 기술들에 의할 경우, 아이스크림의 지방 함량 및 칼로리를 낮출 수 있다 하더라도 이는 유제품을 냉각하여 유제품 특유의 부드러운 식감을 나타내는 일반적인 의미의 아이스크림이라 할 수 없으며, 오히려 샤베트 등에 가까운 것이어서 저지방, 저칼로리로 개선된 아이스크림 관련 기술이라 하기에 부족하다.
또한, 아이스크림에는 다량의 설탕이 사용되며, 설탕은 수크로오스를 주성분으로 하는 것으로 음식에 첨가하여 단맛을 내는 대표적인 감미료 중의 하나이다. 그러나 설탕의 유해성이 계속하여 밝혀짐에 따라 문제가 제기되고 있다. 구체적으로, 설탕의 과잉 섭취가 충치는 물론 비만, 당뇨병 등 각종 생활 습관병의 큰 원인으로 지적되고 있어 설탕의 사용량을 줄이거나 대체할 수 있는 감미료 개발의 필요성이 전세계적으로 대두되고 있는 실정이다.
일반적으로 아이스크림은 우유 등의 유제품과 향미 성분들을 혼합하여 균질화시킨 후 냉동시킨 제품을 말한다. 아이스크림은 본래 서양에서 후식으로 이용되었으나 오늘날에는 기호품으로 취급된다. 영양가도 높아 고지방의 것은 100g 당 열량이 200kcal 정도이고 간식 또는 디저트용은 물론 환자식, 유아식 등 다양한 용도로 사용되고 있다.
이와 같은 아이스크림의 제조 방법은 기본적으로 우유 또는 유제품에 당류, 향료 및 그 밖의 부재료를 혼합하여 균질화, 살균, 냉각, 숙성하고 휘저어서 공기를 함유시키고, 동결시키는 순서로 만든다. 아이스크림이 단순히 디저트 또는 간식용에 국한되는 것을 넘어 다양한 용도로 사용되면서 아이스크림의 재료 개발, 가공 기술 및 재료 혼합 등에 주목하여 새로운 시도가 이루어지고 있다.
특히, 아이스크림은 기호 충족을 위해 상당량의 감미 성분 및 지방을 포함하게 되는데 이러한 원료 조성에 따른 아이스크림의 높은 칼로리 특성은, 식품의 섭취를 건강 특히 칼로리의 과잉 섭취와 관련된, 비만, 고지혈증의 부작용과 연관시키는 현대인의 의식에 부합되지 않는 측면이 있다.
이러한 점을 해소하기 위해, 다양한 기능성 재료를 혼합하려는 시도가 이루어지고 있으나 상기의 기능성 재료들은, 아이스크림 원료의 미세화, 균일하고 안정된 혼합 및 충분한 기포 형성을 통해 높은 기호감이 달성되는 아이스크림의 물성에 적합하지 못한 경우가 대부분이다. 이러한 문제점을 인식하고 저지방 아이스크림을 개발하려는 연구가 계속되고 있으며, 저지방 아이스크림에 관한 선행 기술로는 대한민국 등록특허 제10-0926638호 등이 있다. 상기 선행 기술은 아이스크림의 지방 함량을 낮추고 칼로리를 낮추기 위하여 우유 등의 유제품 함량을 줄이는 대신 쌀이나 밤, 기타 다른 재료나 과일 등의 함량을 높여 아이스크림을 제조하는 방법을 제시하고 있다.
그러나 상기 선행 기술들에 의할 경우, 아이스크림의 지방 함량 및 칼로리를 낮출 수 있다 하더라도 이는 유제품을 냉각하여 유제품 특유의 부드러운 식감을 나타내는 일반적인 의미의 아이스크림이라 할 수 없으며, 오히려 샤베트 등에 가까운 것이어서 저지방, 저칼로리로 개선된 아이스크림 관련 기술이라 하기에 부족하다.
또한, 아이스크림에는 다량의 설탕이 사용되며, 설탕은 수크로오스를 주성분으로 하는 것으로 음식에 첨가하여 단맛을 내는 대표적인 감미료 중의 하나이다. 그러나 설탕의 유해성이 계속하여 밝혀짐에 따라 문제가 제기되고 있다. 구체적으로, 설탕의 과잉 섭취가 충치는 물론 비만, 당뇨병 등 각종 생활 습관병의 큰 원인으로 지적되고 있어 설탕의 사용량을 줄이거나 대체할 수 있는 감미료 개발의 필요성이 전세계적으로 대두되고 있는 실정이다.
본 발명의 일예는, 지방 함량 및 칼로리는 낮추고 부드러운 식감은 향상시킨 아이스크림 제조용 조성물, 상기 조성물로 제조한 아이스크림 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 아이스크림 제조용 조성물은 유제품, 당류, 유화제, 유화안정제, 변성전분 및 폴리덱스트로스를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일예는 상기 아이스크림용 조성물을 용해 및 살균하는 단계, 상기 용해 및 살균된 조성물을 균질화하는 단계, 및 상기 균질화된 조성물을 냉동하는 단계를 포함하는 사이코스를 포함하는 것인 아이스크림의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 추가 일예는 상기 아이스크림용 조성물로 제조되며, 어는점 온도가 (-) 215 m℃ 내지 (-) 165 m℃이고, 점도가 650 cp 내지 1,500 cp인 저칼로리 아이스크림에 관한 것이다.
본 발명에 따른 아이스크림은 지방 함량을 낮추고, 바람직하게는 칼로리가 없거나 낮은 당류로 당류를 전부 또는 일부 대체하여 저칼로리 아이스크림을 제조할 뿐만 아니라, 변성 전분 및 폴리덱스트로스를 추가하여 지방 함량 감소 및 당류 대체로 인한 식감 및 관능 특성을 보완한다.
이하, 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 저칼로리 아이스크림 제조용 조성물은 유제품, 당류, 유화제, 유화안정제, 변성전분 및 폴리덱스트로스를 포함한다.
본 발명에 있어서, 아이스크림이라 함은, 원유, 유가공품을 원료로 하여 다른 식품 또는 식품 첨가물 등을 가한 후, 냉동하여 경화한 것을 말하며, 아이스크림 제품류를 통칭한다.
우리나라의 축산물의 가공기준 및 성분규격에서는 원유, 유가공품을 주원료로 하여 이에 다른 식품 또는 식품첨가물 등을 가한 후 냉동, 경화한 것으로 정의하였다. 그리고 성분 배합 기준에 따라, (i) 유지방분(우유로부터 얻은 지방분을 말한다, 이하 같다) 6% 이상이고 유고형분(유지방분과 무지유 고형분을 합한 것을 말한다. 이하 같다) 16% 이상은 좁은 의미의 아이스크림류, (ii) 유지방분 2% 이상(예, 2 내지 5%)이고 유고형분 7% 이상 (예, 7 내지 15%)은 아이스밀크류, (iii) 무지유 고형분 2% 이상은 샤베트류, (iv) 조지방 2% 이하이고 무지유고형분 10% 이상은 저지방 아이스크림류, 그리고 (v) 조지방 5% 이상이고 무지유고형분 5% 이상은 비유지방 아이스크림류으로 구분하여 규정하고 있다.
예를 들면, 본 발명의 아이스크림 제조용 조성물은, 조성물 100 중량부 기준으로, 상기 유제품 40 내지 80중량부, 당류 5 내지 50중량부, 유화제 0.1 내지 5 중량부, 유화 안정제 0.1 내지 5 중량부를 포함하며, 변성전분 0.5 내지 5 중량부 및 폴리덱스트로스 0.5 내지 10 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림은 유지방 함량이 6~12 중량% 이상인 full fat 아이스크림, 유지방 함량이 3% 내지 6 중량% 미만인 half fat 아이스크림, 및 조지방 함량이 2% 이하인 low fat 아이스크림으로 구분되며, 바람직하게는 본 발명에 따른 아이스크림은 유지방 6% 미만의 half fat 및 low fat 아이스크림일 수 있다.
상기 유제품은 우유 제품과 유지방 제품을 포함할 수 있다. 상기 우유 제품은 생유, 농축유, 전지분유, 탈지분유, 탈지 농축유, 저지방 우유, 무지방 우유, 환원유, 및 환원 저지방 우유로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상이며, 상기 유지방 제품은 유크림, 유버터 및 가공 유버터로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 예를 들면, 상기 우유제품은 생유 및 탈지분유의 혼합물일 수 있고 분말 또는 액상으로 사용될 수 있다.
상기 유제품은 우유 제품과 유지방 제품을 포함할 수 있다. 상기 우유 제품은 생유, 농축유, 전지분유, 탈지분유, 탈지 농축유, 저지방 우유, 무지방 우유, 환원유, 및 환원 저지방 우유로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상이며, 상기 유지방 제품은 유크림, 유버터 및 가공 유버터로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 예를 들면, 상기 우유제품은 생유 및 탈지분유의 혼합물일 수 있고 분말 또는 액상으로 사용될 수 있다.
상기 유제품은 아이스크림 조성물의 100 중량부 기준으로, 40 내지 80중량부로 포함될 수 있다. 상기 유제품으로서 우유제품과 유지방 제품을 포함하는 경우 우유제품 35 내지 75 중량부와, 유지방 제품 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명에 사용 가능한 유화제는 식품에 사용 가능한 유화제라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 비이온계 유화제, 양이온성 유화제, 양쪽성 유화제 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로 레시틴, 모노글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린축합지방산에스테르, 및 폴리소르베이트계 유화제로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 지방산은 탄소수 12 내지 20을 갖는 지방산일 수 있다.
상기 유화제와 유화안정제는 각각 별개로 첨가하여 조성물을 제조할 수도 있고, 유화제와 유화안정제를 함께 포함하는 혼합물로 사용할 수도 있으며, 상기 혼합물은 시판제품 (예, 크로모단심)을 사용할 수도 있다.
상기 유화안정제는 셀룰로오스검, 카르복시메틸셀룰로오스, 아라비아검, 트라가칸트검, 카라야검, 로커스트콩검, 한천, 알긴산, 젤란검, 펙틴(pectin), 자당 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 글리세린 초산-지방산 에스테르, 글리세린 젖산-지방산 에스테르, 글리세린 구연산-지방산 에스테르, 글리세린 숙신산-지방산 에스테르, 글리세린 아세틸 타르타르산-지방산 에스테르, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르, 프로필렌글리콜 지방산 에스테르, 폴리소르베이트, 레시틴, 사포닌, 카라기난, 구아검, 및 카제인나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 아이스크림 제조용 조성물은 폴리덱스트로오스(polydextreose, PD)를 포함한다. 폴리덱스트로오스는 아이스크림에 지방 감소량을 전분으로 대체시 떨어지는 식감을 개선하며, 지방과 같이 입안에서 부드러운 느낌을 부여할 수 있다. 상기 폴리덱스트로오스는, 아이스크림 제조용 조성물 100 중량부 기준으로, 0.5 내지 10 중량부, 예를 들면 1 내지 8 중량부로 포함될 수 있다.
폴리덱스트로스는 포도당, 솔비톨, 구연산을 원료로 포도당을 무작위적으로 결합시킨 수용성 식이섬유 소재입니다. 사람의 소화효소에 의해서 가수분해되지 않는 난소화성 식품소재로서, 전분과 같은 소화성 다당류의 대체품으로서 바디감 형성소재 등 각종 가공식품의 용도로서 널리 이용되고 있다, 폴리덱스트로스는 낮은 칼로리로서 인체내에서는 수용성 식이섬유와 유사하여 섭취된 대부분이 장을 통해 배설된다. 미국 식품의약청은 폴리덱스트로스를 동결 낙농 디저트, 구운 상품 및 믹스, 과자류 및 프로스팅(frostings), 샐러드 드레싱, 젤라틴, 푸딩, 및 파이 충전제, 경질 캔디 및 연질 캔디, 및 츄잉검(chewing gum)과 같은 제품을 위한 다목적 식품 성분으로서 승인하였다. 폴리덱스트로오스 제품은, LITESSER 개선된 폴리덱스트로스 FCC (Cultor FoodScience) 및 삼양제넥스사의 폴리덱스트로스 신동방CP, 다니스코코리아, 한스 등에서 시판되고 있다.
본 발명의 아이스크림 제조용 조성물은 변성전분을 포함하며, 변성전분은 아이스크림에서 지방이 빠졌을 때 구조형성, 점도 등을 조정하는데 사용된다. 변성전분은, 아이스크림 제조용 조성물 100 중량부 기준으로, 0.5 내지 5 중량부, 예를 들면 0.5 내지 4 중량부 또는 1 중량부 내지 3 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명에 사용 가능한 변성전분은 산화전분(Oxidized Starch) (예, 감자변성전분), 아세틸아디핀산이전분 (Acetylated Distarch Adipate), 아세틸인산이전분(Acetylated Distarch Phosphate), 옥테닐호박산나트륨전분(Starch Sodium Octenyl Succinate), 인산이전분(Distarch Phosphate), 인산일전분(Monostarch Phosphate), 인산화인산이전분(Phosphated Distarch Phosphate), 초산전분(Starch Acetate), 히드록시프로필인산이전분(Hydroxypropyl Distarch Phosphate) 및 히드록시프로필전분(Hydroxypropyl Starch), 및 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 조성물의 100 중량부 기준으로, 상기 당류는 5 내지 50 중량부로 포함될 수 있으며, 상기 당류는 사이코스, 설탕, 물엿, 과당 및 고감미도 감미료로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 당류는 사이코스, 물엿 및 설탕을 포함할 수 있다.
상기 당류는 사이코스를 포함할 수 있으며, 예를 들면 상기 아이스크림 제조용 조성물의 100 중량부 기준으로, 상기 사이코스는 0 내지 50 중량부로 포함될 수 있다.
예를 들면, 당류로서 상기 사이코스 또는 사이코스 혼합당 시럽, 물엿 및 설탕을 포함되는 경우, 상기 아이스크림 조성물의 100 중량부 기준으로, 사이코스 또는 사이코스 혼합당 시럽 0.1 내지 20 중량부, 물엿 3 내지 20 중량부, 및 설탕 5 내지 20 중량부로 포함할 수 있다.
상기 사용 가능한 설탕 종류는 특별한 제한이 없으며, 예컨대 백설탕, 흑설탕, 황설탕 등이 사용 될 수 있고, 그 외에도 당흡수율을 낮추거나 칼로리를 낮춘 기능성 설탕 조성물을 포함할 수 있다. 사용 가능한 고감미료는 천연감미료나 합성감미료일수가 있고, 예를 들면 아스파탐, 아세설팜 K, 사이클라민산 나트륨, 사카린 나트륨, 스쿠라로스, 스테비아 감미료, 둘신, 타우마틴, 네오탐 및 모넬린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
D-사이코스는, 당밀이나 이성화당 중에 미량 포함되어 있는데, D-과당으로부터 에피머라제에 의해 효소적으로 생산 가능한 희소당의 일종으로, 항산화성 등의 생리기능이 기대되고, 더욱이 감미가 설탕의 60~70%에 달하는 데도 불구하고 칼로리가 거의 없어, 용해성이 우수하기 때문에 다양한 식품에의 응용이 기대된다. 그러나, D-사이코스를 식품 감미료로 사용할 경우, 사이코스가 설탕에 비해 상대적으로 낮은 감미도를 갖는다는 점에서 필요한 정도의 감미를 얻고자 D-사이코스의 사용량이 많아지고 있고,
상기 사이코스는 순도 90% 이상의 사이코스를 분말 또는 이를 이용하여 다양한 농도로 제조한 용액일 수 있다. 또한, 상기 사이코스는 사이코스 단독으로 사용하거나, 또는 다른 당류를 포함하는 혼합당일 수 있으며 혼합당의 예는 전체 혼합당의 고형분 100중량부를 기준으로 1 내지 99.9 중량부의 사이코스를 함유할 수 있으며, 추가적으로 과당, 포도당, 및 올리고당으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
상기 사이코스 함유 혼합당의 구체적인 예는 혼합당의 전체 고형분 함량 100중량부를 기준으로, 사이코스 2 내지 55 중량부, 과당 30 내지 80 중량부 및 포도당 2 내지 60 중량부, 및 올리고당 0 내지 15 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 올리고당은 포함하지 않을 수도 있다. 상기 사이코스, 과당 및 포도당은 바람직하게는 모두 D형-이성질체인 것이다. 상기 혼합당은 과당-함유 원료로부터 사이코스 에피머화 효소 또는 이를 생산하는 미생물을 이용하여 제조되는 혼합당 시럽일 수 있다.
상기 사이코스는 화학적 합성, 또는 사이코스 에피머화 효소를 이용한 생물학적 방법으로 수행할 수 있으며, 바람직하게는 생물학적 방법으로 수행할 수 있다. 이에, 상기 사이코스는 사이코스 에피머화 효소, 상기 효소를 생산하는 균주의 균체, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 및 상기 파쇄물 또는 배양물의 추출물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 사이코스 생산용 조성물을, 과당-함유 원료와 반응하여 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 일예에서, 생물학적 방법에 따라 사이코스를 제조하는 방법으로는 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주 또는 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 유전자가 도입된 재조합 균주를 배양하고, 이로부터 얻어진 사이코스 에피머화 효소를 과당-함유 원료와 반응하여 생산할 수 있다. 상기 사이코스 에피머화 효소는 액상 반응 또는 고정화 효소를 이용한 고상 반응으로 수행될 수 있다.
또는, 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주 또는 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 유전자가 도입된 재조합 균주를 얻고, 균주의 균체, 상기 균주의 배양물, 상기 균주의 파쇄물, 및 상기 파쇄물 또는 배양물의 추출물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 사이코스 생산용 조성물을, 과당-함유 원료와 반응하여 제조될 수 있다. 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주의 균체를 이용하여 사이코스를 제조하는 경우 액상 반응 또는 고정화 균체를 이용한 고상 반응으로 수행될 수 있다.
본 발명의 구체적 일예에서, 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 균주로는 높은 안정성을 가지면서도 고수율로 사이코스 에피머화 효소를 생산할 수 있는 균주일 수 있으며. 상기 재조합 균주는 다양한 숙주세포, 예컨대 대장균, 바실러스속 균주, 살모넬라속 균주 및 코리네박테리움속 균주 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 GRAS 균주인 코리네박테리움속 균주일 수 있으며, 코리네박테리움 글루타리쿰일 수 있다.
재조합 균주를 이용한 경우 사이코스 에피머화 효소는 다양한 균주에서 유래된 효소의 암호화 유전자를 사용할 수 있으며, 예를 들면 한국특허공개 2014-0021974에 기재된 트리포네마 프리미티아 유래 효소, 한국특허공개 2014-0080282에 기재된 루미노코코스 토르크 유래 효소 및 한국등록특허 10-1318422호에 기재된 클로스티리디움 신댄스 유래 효소일 수 있으며, 또한 엔시퍼 아드해렌스 유래 효소일 수 있다. 구체적인 일예에서, 본 발명에 따른 사이코스 에피머화 효소는 클로스티리디움 신댄스 유래 효소일 수 있으며, 예를 들면 서열번호 7의 아미노산 서열을 가지며, 서열번호 8 또는 서열번호 9 핵산서열을 포함한다. 서열번호 8의 핵산서열은 대장균 최적화 핵산서열이고, 서열번호 9은 코리네박테리움에 적합하게 변형된 핵산서열이다.
본 발명의 일예에 따른 재조합 균주의 제조에 있어서, 상기 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 핵산서열의 상부에 위치하는 조절 서열을 사용하여 효소의 발현을 조절할 수 있으며, 조절서열은 전사 프로모터를 필수적으로 포함하며, 추가로 리보솜 결합 영역 및/또는 스페이서 서열 등을 포함할 수 있다. 상기 조절 서열을 구성하는 요소들은 직접 연결되거나 1개 내지 100개의 염기, 예를 들면 5개 내지 80 염기를 가지는 핵산서열의 링커를 하나 이상 포함하여 연결될 수 있다.
일구체예에서, 상기 전사 프로모터는 코리네박테리움속 균주에서 사이코스 에피머화 효소를 암호화하는 핵산서열을 발현하는 핵산분자일 수 있으나, tac1, tac2, trc, sod 프로모터일 수 있다. sod 프로모터는 코리네박테리움 글루타리쿰에서 유래된 것이며, 바람직하게는 서열번호 1의 핵산서열을 코어영역으로 포함한다. trc 프로모터는 대장균 유래 프로모터로서 trp 프로모터과 lac UV5 프로모터의 조합으로 제조된 것이다. Tac1 프로모터는 대장균 유래 프로모터로서, trp 프로모터과 lac UV5 프로모터의 조합으로 제조된 것이다. Tac2 프로모터는 대장균 유래 프로모터로서, trp 프로모터과 lac UV5 프로모터의 조합으로 제조된 것으로서 상기 Tac1 프로모터의 서열을 변형하여 최적화한 형태이다.
상기 리보좀 결합 영역과 스페이서는 화학적으로 직접 연결되거나 그 중간에 링커 핵산서열을 개재하여 간적접으로 연결될 수 있다. 본 발명의 일예에서 리보좀 결합 영역(ribosome binding region) 및 스페이서 서열은 5'부터 3'-말단으로 순차적으로 연결된 하나의 올리고뉴클레오타이드를 포함할 수 있다. 본 발명의 일예에 따른 프로모터 서열, 리보좀 결합 영역(ribosome binding region) 및 스페이서 서열의 핵산서열을 하기 표 1에 나타낸다. 표 1에서 이탤릭체 진하게 밑줄로 표시된 부분은 조절서열중, 리보솜 결합 영역, 스페이서 서열, 링커 서열등을 나타낸다.
| 서열 번호 |
서열(5'->3') | 명명 |
| 1 | aagcgcctcatcagcggtaaccatcacgggttcgggtgcgaaaaaccatgccataacaggaatgttcctttcgaaaattgaggaagccttatgcccttcaaccctacttagctgccaattattccgggcttgtgacccgctacccgataaataggtcggctgaaaaatttcgttgcaatatcaacaaaaaggcctatcattgggaggtgtcgcaccaagtacttttgcgaagcgccatctgacggattttcaaaagatgtatatgctcggtgcggaaacctac gaaaggattttttacccatggctgtatacgaactcccagaactcgactacgcatacgac gaaaggattacaaa |
Sod promoter |
| 2 | tgacaattaatcatcggctcgtatattgtgtggaattgtgagcggataacaatttcac acaggaaacagaattcccggggaaaggattacaaa | tac1 promoter |
| 3 | Tgacaattaatcatccggctcgtataatgttaacaatttgtggaattgtgagcggacacacaggaaacagaccatggaattcgagctcggtacccggggaaaggattacaaa | Tac2 promoter |
| 4 | tgacaattaatcatcggcctcgtataatgt | trc promoter |
| 5 | gaaagga | Ribosome binding region |
| 6 | ttacaaa | Spacer sequence |
본 발명에 따른 사이코스 에피머화 효소는 효소활성 및 열안정성이 우수한 것이 바람직하고, 이에 본 발명의 구체예에서, 전사 프로모터 또는 조절서열은 사이코스 에피머화 효소를 코딩하는 유전자와의 조합이 중요하며, 본 발명에 사용된 사이코스 에피머화 효소와는 tac1, tac2, trc, sod 프로모터 모두 적정 이상의 단백질 발현을 제공할 수 있으며, sod 프로모터를 사용한 경우에는 단백질의 폴딩(folding)이 견고하여 열안정성이 높게 나타나는 결과를 얻을 수 있어 더욱 바람직하다.
재조합 균주를 이용한 사이코스 생산방법등은 한국특허공개 2014-0021974, 한국특허공개 2014-0080282 및 한국등록특허 10-1318422호에 기재된 방법에 따라 수행될 수 있으나 특별히 한정되지 않는다.
상기 아이스크림용 조성물은, 덱스트린, 변성전분, 항료, 색소 및 소금으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 아이스크림 조성물은 소망하는 향의 구현을 위하여 향료를 더욱 포함할 수 있으며, 향료의 사용량은 상기 아이스크림 조성물의 100 중량부 기준으로, 100 중량부를 기준으로, 0.01 내지 5 중량부, 예컨대 0.5 내지 4 중량부 또는 1 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 미만으로 포함될 경우 소망하는 향의 구현 정도가 부족할 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우, 향이 강해져서 맛의 선호도가 떨어질 수 있으므로, 향료의 함량은 상기 범위로 하는 것이 좋다.
향료의 종류는 식용 가능한 향료이면 특별한 제한은 없으며, 예컨대, 딸기향, 바닐라향, 초코향, 녹차향, 사과향, 포도향, 블루베리향, 라즈베리향, 크랜베리향, 수박향, 오렌지향, 바나나향, 카라멜향, 피스타치오향, 밀크향, 요거트향, 레몬향, 밤향, 땅콩향, 커피향, 홍차향, 메론향, 곡물향, 고구마향, 배향, 팥향, 호두향, 아몬드향, 복수아향, 체리향, 호떡향, 토마토향, 소다향, 콜라향, 호박향, 옥수수향 등으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 아이스크림 조성물은 소망하는 색의 구현을 위하여 색소를 더욱 포함할 수 있으며, 색소의 사용량은 상기 아이스크림 조성물의 100 중량부 기준으로, 0.1 내지 5 중량부, 또는 0.5 내지 4 중량부 정도일 수 있으니, 소망하는 색상에 따라서 적절하게 조절 가능하다.
색소의 종류는 식용 색소이면 특별한 제한은 없으며, 예컨대, 치자청색소, 스피룰리나색소 등의 청색 색소, 치자황색소, 심황색소, 안나토색소, 카로틴 등의 노란색 색소, 비트색소, 코치닐 색소, 락 색소, 홍국적 색소, 안토시아닌, 파프리카추출 색소 등의 붉은색 색소, 보라색은 적양배추 색소, 자색고구마 색소, 포도과피추출 색소 등의 붉은색 색소, 카카오색소, 카라멜 색소 등의 갈색 색소, 녹스피룰리나, 클로렐라색소 등의 녹색 색소 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 색소일 수 있다. 상기와 같은 여러 종류의 색소를 조합하여 다양한 색소를 만들 수 있다.
본 발명의 또 다른 예는 상기 아이스크림용 조성물로 제조되는 아이스크림을 제공한다. 본 발명에 따른 아이스크림은 어는점이 (-) 210 m℃ 내지 (-) 165 m℃이고, 점도가 650 cp 내지 1,500 cp이며, 아이스크림 100g 기준으로 열량이 200 kcal/100g, 바람직하게는 190 kcal/100g 또는 185 kcal/100g 로 낮은 저칼로리 제품이다. 확
본 발명의 일측면에 따른 조성물은 고상(고체), 액상 또는 이들의 혼합 상태일 수 있으며, 더 상세하게는 액상, 반액상, 분말 또는 냉동된 고체 상태로 등으로 제공될 수 있다. 또 다른 측면에 따른 아이스크림용 조성물은 분말 형태일 수 있으며, 이 때 상기 아이스크림용 조성물은 프리믹스 조성물일 수 있다.
본 발명의 다른 일측면에서, 아이스크림 제품은 쿠키, 초콜릿칩, 초콜릿 등의 과자, 견과류, 과일, 녹차분말 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 제조한 아이스크림에 쿠키, 초콜릿칩, 초콜릿 등의 과자, 견과류, 과일, 녹차분말 등을 기호에 따라 적절히 부가하여 그 맛과 풍미를 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 예는 상기 아이스크림 제조용 조성물을 이용하여 제조한 아이스크림 및 이의 제조방법을 제공한다.
아이스크림용 조성물은 액상으로 배합 및 살균한 뒤에 숙성을 거쳐 아이스크림용 급속 동결기로 동결하면서 공기를 주입하여 오버런을 거쳐 아이스크림 특유의 부드러운 물성을 구현한다.
구체적으로, 본 발명은 상기 아이스크림용 조성물을 용해 및 살균하는 단계; 상기 용해 및 살균된 조성물을 균질화하는 단계; 및 상기 균질화된 조성물을 냉각 및 냉동 처리하는 단계를 포함하는 아이스크림의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 용해 및 살균 단계는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야 또는 유사 분야에서 통상적으로 수행되는 방법에 따라 수행될 수 있다. 상기 용해 및 살균 단계는 상기 아이스크림용 조성물을 용해하여 살균기에 투입하거나 살균기에 투입하여 용해와 살균을 동시에 처리하는 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명의 상기 균질화 단계는 특별히 제한되지 아니하며, 조성물 내의 지방이 균일하고 안정되게 분산되도록 하기 위하여 고속 혼합기를 이용하여 혼합하는 방식으로 균질화 처리를 수행할 수 있다.
상기 균질화 단계에 의해 균질화된 아이스크림 조성물을 약 -70 내지 -30 ℃ 의 온도 조건에서 급속 냉동기를 이용하여 30분 내지 3시간 동안 급속 냉동하는 방식으로 수행할 수 있다. 상기 제조 완료된 아이스크림은 유통될 때까지 일반적으로 약 -10 ℃ 이하의 냉동고에서 보관할 수 있다. 또한 상기 균질화된 아이스크림 죠성물을 냉동하기 전에, 냉각하는 공정을 추가로 수행할 수 있다.
상기 아이스크림용 동결기는 일반적으로 아이스크림 믹스에 공기를 균일하게 혼입하여 냉동하는데 사용되는 장치인 아이스크림 제조용 냉동기를 통칭하며, 일반적으로 암모니아 가스나 프레온 가스 등의 직접팽창을 이용한 단식 냉동기 또는 연속식 냉동기일 수 있다. 통상 아이스크림을 제조할 때, 원료 혼합물인 아이스크림 믹스를 동결하면서 조직내의 공기를 혼합, 분산시켜서 원료 혼합물을 적당히 팽창시킴에 따라 증가되는 용량 증가율을 오버런(overrun) 이라고 한다. 따라서, 통상의 아이스크림 제조에 있어서 다량의 공기를 혼입하여 얼리는 아이스크림 제조용 전용 동결기나 메이커를 사용하고 있다.
본 발명은 저칼로리를 구현한 아이스크림 제조용 조성물, 상기 조성물로 제조된 아이스크림 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 지방 함량 및 칼로리를 낮추면서도 우수한 식감을 갖는다.
도 1은 본 발명 사용되는 사이코스 시럽 제조를 위한 발현 재조합 벡터(pCES_sodCDPE)의 일예를 도시한 도면이다.
본 발명을 하기 실시예를 들어 더욱 자세히 설명할 것이나, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예로 한정되는 의도는 아니다.
제조예
1:
사이코스
제조
1-1:
사이코스
생산 균주의 제조
크로스트리디움 신댄스(Clostridiuim scindens ATCC 35704)로부터 유래된 사이코스에피머화 효소의 암호화 유전자(DPE gene; Gene bank: EDS06411.1)를, 대장균에 최적화하여 변형한 형태의 폴리뉴클리오티드로 합성하고 CDPE라 명명하다. 대장균에 최적화된 폴리뉴클리오티드(서열번호 2)와 pET21a 벡터로부터 확보한 sod 프로모터와 T7 터미네이터를 PCR을 통해 각각의 주형으로 확보하였고, 이를 오버랩 피씨알(PCR) 법으로 하나의 주형으로 연결하여 T-vector cloning을 통해 pGEM T-easy vector에 클로닝하여, sod 프로모터(서열번호 1), 서열번호 8의 최적화 CDPE 서열 및 T7-터미네이터를 포함하는 폴리뉴클레오티드의 서열을 확인하였다.
상기 확인된 전체 폴리뉴클레오티드를 제한효소 NotI과 XbaI(NEB)을 사용하여 발현벡터인 pCES208(J. Microbiol.Biotechnol., 18:639-647, 2008)의 동일한 제한효소 부위에 삽입하여 재조합 벡터 pCES208/사이코스에피머화 효소(pCES_sodCDPE)를 제조하였다. 상기 제조된 재조합 벡터(pCES_sodCDPE)의 개열지도를 도 1에 개시하였다.
상기 제조된 재조합 벡터(pCES_sodCDPE) 플라스미드를 전기천공법(electroporation)을 사용하여 코리네박테리움 글루타리쿰을 형질전환시켰다. 콜로니를 선택하여 카나마이신(Kanamycin)을 최종농도 15ug/ml로 첨가한 LB 배지(트립톤 10g/L, NaCl 10g/L, 효모 추출물 5g/L) 4ml에 접종한 후, 배양조건 30 ℃ 및 250rpm에서 약 16시간 동안 배양하였다. 그리고 나서 상기 배양액 중 1ml을 수득하여 15ug/ml의 카나마이신을 포함하고 있는 100ml LB 배지에 접종하여 본 배양을 16시간 이상 진행하였다. Beadbeater를 이용하여 배양한 세포를 용해(lysis)시킨 후 상등액만 취득하여 샘플버퍼와 1 : 1로 혼합 후 100 ?에서 5분간 가열한다. 준비한 샘플은 12% SDS-PAGE gel (조성: running gel - 3.3 ml H2O, 4.0 ml 30% acrylamide, 2.5 ml 1.5M Tris buffer(pH 8.8), 100 ㎕ 10% SDS, 100 ㎕, 10% APS, 4 ㎕ TEMED / stacking gel - 1.4 ml H2O, 0.33 ml 30% acrylamide, 0.25 ml 1.0M Tris buffer(pH 6.8), 20 ㎕ 10% SDS, 20 ㎕ 10% APS, 2 ㎕ TEMED)에 180V로 약 50 분 동안 전기영동하여 단백질 발현을 확인하였다. CDPE의 발현을 SDS-PAGE gel상에서 확인 후 정확한 발현량의 측정을 위해 Ni-NTA resin을 이용한 His-tag정제 진행하여, 계산식(발현율(%) = (Purified protein(mg) / Total soluble protein(mg)) * 100)을 이용하여 발현율 계산하였다. 상기 제조된 형질전환 코리네박테리움 글루타리쿰은 전체 수용성 단백질을 16.62 mg 및 정제된 효소 단백질 1.74 mg을 생산하였다.
1-2:
사이코스
시럽의 제조
제조예 1-1에서 얻어진 사이코스 에피머화 효소를 생산하는 재조합 균주를 이용하여 과당으로부터 사이코스를 제조하고자, 균주 배양에서 원심분리로 세포를 회수하였다.
그런 후에 상기 세포 현탁액에 최종 부피에 유화제(M-1695)를 0.05% (w/v) 처리하여 35℃(±5℃)에서 60 분간 처리하였다. 반응이 완료된 균체는 다시 원심분리기를 이용하여 유화제가 포함된 상등액은 제거한 뒤 균체를 회수하였다.
고정화 비드 제조를 위하여, 상기 회수된 균체는 D.W.와 혼합하여 최종 균체 농도 5% (w/v)로 맞추고, 물에 용해된 4% (w/v) 알긴산과 회수된 균체 5%(w/v)를 1:1로 혼합하고, 혼합시 생성된 기포를 제거하기 위해 4 ℃에서 냉장 보관하였다. 상기 냉장 보관된 혼합액은 Needle (내경 0.20~0.30mm)을 통해 혼합액이 사출되어 방울 형태로 형성되며 무게에 의해 낙하하게 되며, 낙하 된 혼합액은 미리 제조된 100mM 염화칼슘 (CaCl2) 용액으로 떨어뜨려 경화시켜 구형 또는 타원형의 비드를(지름 2.0~2.2mm) 형성하였다. 상기 형성된 비드들은 100mM 염화칼슘 용액에 담그어 교반기에 의해 골고루 섞어지면서 더욱 경화되도록 하였다.
상기 혼합액이 모두 사출된 후에, 4~6시간 냉장 보관하면서 비드를 더욱 경화시킨 뒤에 새로운 100mM 염화칼슘 용액과 교체하여 냉장 상태에서 약 6시간 정도 경화를 시켰다. 경화가 완료된 비드는 걷어내 물기를 완전히 제거한 후, 비드 부피 대비 3배 부피의 물을 투입한 후 10분간 교반하고, 이러한 과정을 3회 처리하여 염화칼슘 용액을 제거하였다. 세척된 비드들은 망간 소킹(soaking)을 위하여 물기를 완전 제거한 후, 10mM 망간이 포함된 40 brix (%) 반응 기질을 비드 부피 대비 3 배 부피로 투입한 후 10분간 교반하고, 이러한 처리를 3회 이상 처리하여 10mM 망간이 포함된 반응 기질로 교체하였다. 반응 기질은 pH 6.8~7.2로 3N NaOH에 의해 조절되며, 생산물의 종류에 따라 액상 과당 또는 결정 과당이 반응 기질이 될 수 있다. 10mM 망간이 포함된 반응 기질로 교체된 비드들은 반응조로 옮겨진 뒤, 반응 온도 50 ℃에서 약 30~60분간 반응하여 망간 및 과당으로 비드의 소킹 작업을 완료하였다. 소킹이 완료된 비드는 지름이 약 1.6~1.8mm로 줄어들며 강도 또한 증가하게 된다. 소킹이 완료된 비드들의 기질을 제거 후 고정화 반응 컬럼에 충진 후 사이코스 시럽 생산에 이용하였다.
<고정화 컬럼 반응조건>
반응 온도: 컬럼자켓 내부 온도 50 ℃
기질 유속: 0.5 SV (space velocity L. h-1)
반응 기질: 결정 과당 40brix, pH 6.8~7.2
비드 제조: 2.5%(w/w) 균체, 2%(w/w) 알긴산 혼합 및 10mM Mn2 + soaking
상기 고정화 반응 컬럼에, 원료 용액이 75 %의 고형분을 포함하고, 전체 고형분 함량이 100 중량부일 때, 과당의 함량이 92 중량부로 포함하는 원료를 제공하여 두 가지 조성의 혼합당인 사이코스 시럽을 제조하였다. 즉, 상기 반응액으로부터 포도당 : 과당 : 사이코스 : 올리고당의 중량비로 포도당: 과당 : 사이코스: 올리고당=6 :67 : 25: 2인 25(w/w)% 사이코스 시럽을 수득하였다.
실시예
1 내지 4: Half-fat 아이스크림 제조
표 2에 기재된 성분 및 조성으로, 용기에 우유, 탈지분유, 물엿(아이스당)를 넣고, 상기 용기를 항온수조 40 ℃에 담그어 데어리 스프레드가 녹으면, 온도를 높이면서 탈지분유, 백설탕, 정제염, 유화안정제 순으로 첨가하여 혼합하고, 65 ?에서 200 rpm에서 15분간 교반하고, 완벽한 유화를 위해 균질기(homogenizer)로 5000rpm 5분 동안 균질화하였다. 사이코스 시럽은 제조예 1-2의 사이코스 시럽 25%을 사용하였다. 실시예 1에는 설탕을 사용하고, 실시예 2에서는 25%, 실시예 3에서는 50% 및 실시예 4에서는 75%의 설탕을 사이코스 시럽으로 대체하였다.
상기 얻어진 혼합물을 150 bar로 균질화하고, 85 ℃온도에서 10분간 살균을 수행한 후에 차가운 물에서 약 1시간 동안 냉각하였다. 냉각된 혼합물을 약 12 내지 16시간 동안 숙성하였다. 상기 숙성된 혼합물을 -35 ~ -40 ℃ 온도로 설정된 급속동결기에 도입하고, 아이스크림 온도가 -4℃ 되는 시점을 기준으로 동결기를 가동하였다. 상기 동결제품의 오버런을 측정한 후에 1시간 동안 동결하고, 냉동고에 이동시켜 보관하였다.
| 원재료명 (단위:중량%) | 비교예1 | 실시예1 | 실시예 2 | 실시예3 | 실시예4 |
| 우유 | 50.00 | 50.00 | 50.00 | 50.00 | 50.00 |
| 탈지분유 | 6.26 | 6.26 | 6.26 | 6.26 | 6.26 |
| 백설탕 | 12.00 | 12.00 | 9.00 | 6.00 | 3.00 |
| 사이코스 (25% 시럽) | 0 | 0 | 3.00 | 6.00 | 9.00 |
| 가공 유버터(데어리스프레드) | 11.49 | 4.58 | 4.58 | 4.58 | 4.58 |
| 아이스당(물엿, 75bx) | 6.50 | 6.50 | 6.50 | 6.50 | 6.50 |
| 유화안정제 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
| 정제염 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| 천연바닐라추출물 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
| 감자 변성전분 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | |
| 폴리덱스트로스 | 4.00 | 4.00 | 4.00 | 4.00 | |
| 정제수 | 13.09 | 14.00 | 14.00 | 14.00 | 14.00 |
| 합 계 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
상기 표 2에서, 우유 및 탈지분유는 서울우유 제품이고, 백설탕과 데어리스프레드(유지방 73%)는 삼양사 제품이고, 아이스당, 변성전분 및 PD는 삼양제넥스 제품이다.
상기 표 2의 아이스크림 조성에 대해 각 성분의 지방 함량 및 열량을 영양성분을 이용한 이론치 계산법으로 계산하여 하기 표 3에 나타냈다.
| 항목 | 비교예1 | 실시예 1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예 4 | |
| 성분(%) | 유지방 | 11.6 | 5.6 | 5.6 | 5.6 | 5.6 |
| 무지유고형분(MSNF) | 13.0 | 11.6 | 11.6 | 11.6 | 11.6 | |
| 열량 (kcal/100g) |
전체열량 | 228.2 | 184.4 | 178.3 | 173.2 | 168.1 |
| 지방에 따른 열량 | 122 | 60 | 60 | 60 | 60 | |
비교예1
표 2에 기재된 비교예 1의 성분 및 조성으로 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 아이스크림을 제조하나, 다만 실시예 1에서 사용한 사이코스를 포함하지 않고 백설탕만을 사용하여 수행하였다.
시험예
1: 아이스크림 물성평가
(1)아이스크림의 오버런 평가
일정한 부피에서 무게를 측정하여 하기 수학식에 따라 계산한다.
(2) 어는점 온도 평가
cryoscopye 사용해 측정한다.
(3) 점도 측정
아이스크림을 일정량 녹여서 Brookfield 점도계 ( spindle 63, 30rpm 조건)에서 측정하였다.
상기 아이스크림의 오버런, 어는점 온도, 녹는 속도 및 점도를 평가한 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
| 항목 | 비교예1 | 실시예 1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예 4 |
| 오버런 | 64.3 % | 49.4 % | 45.7% | 45.0 % | 47.5 % |
| 어는점 온도 | (-) 163 m℃ | (-) 169 m℃ | (-) 181 m℃ | (-) 201 m℃ | (-) 214 m℃ |
| 점도(cP) | 607 cP | 919 cP | 989 cP | 1020 cP | 983 cP |
상기 아이스크림의 오버런 값은 실시예 1-4가 비교예 1 보다 약간 낮게 나타났으며, 오버런은 반드시 높을수록 바람직한 것은 아니며 과도한 오버런이 된 아이스크림은 녹을 때 발생하는 기포상에 커다란 공기 거품이 발생할 가능성이 있다.
점도측면에서, 비교예 1 보다 전분, 안정제 등의 첨가물의 역할로 인해 실시예 1의 점도가 다소 높으나, 실시예 2,3,4 는 실시예 1과 큰 차이를 보이지 않으며, 이것은 설탕을 사이코스로 대체한다 해도 입안에서 아이스크림이 녹으면서 느껴지는 점도에는 큰 영향이 없음을 의미한다.
어는점 온도와 관련하여, 실시예 1-4의 아이스크림은 비교예 1에 비해서 유의적인 차이가 확인되었다.
일반적으로 아이스크림에서 유지방 저감시에는 녹음 저항성이 낮아지는데, 변성전분, Polydextrose의 추가 배합으로 아이스크림의 구조를 더 단단하게 하여 비교예 1과 유사한 수준의 녹는 속도가 유지되었다. 설탕의 일정량을 사이코스로 대체할 경우 약간 더 큰 녹는 속도를 가지게 되는데 이것은 관능적으로 아이스크림을 더 부드럽게 느끼게 해주는 역할을 할 수 있으며 입안에서 부드러움을 주는 데 효과가 있으며 관능검사 결과에서도 사이코스 적용 아이스크림의 부드러운 구용감(mouth feel)효과가 확인되었다. 또한, 사이코스 시럽의 함량이 증가할수록 어는점 온도에 영향을 미치는 것으로 확인하였다.
실시예
5-8: Law Fat 아이스크림
표 5에 기재된 성분 및 조성으로 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 아이스크림을 제조하였다. 사이코스 시럽은 제조예 1-2의 사이코스 시럽 25%을 사용하였다. 실시예 5에는 설탕을 사용하고, 실시예 6에서는 25%, 실시예 7에서는 50% 및 실시예 8에서는 75%의 설탕을 사이코스 시럽으로 대체하였다.
표 5의 아이스크림 조성에 대해 각 성분의 지방 함량 및 열량을, 영양성분을 이용한 이론치 계산법으로 측정하여 하기 표 6에 나타냈다.
| 원재료명 | 비교예1 | 실시예5 | 실시예6 | 실시예7 | 실시예8 |
| 우유 | 50.00 | 50.00 | 50.00 | 50.00 | 50.00 |
| 탈지분유 | 6.26 | 6.26 | 6.26 | 6.26 | 6.26 |
| 백설탕 | 12.00 | 12.00 | 9.00 | 6.00 | 3.00 |
| 사이코스 (25% 시럽) | 0 | 0 | 3.00 | 6.00 | 9.00 |
| 데어리스프레드 | 11.49 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 아이스당(물엿, 75bx) | 6.50 | 6.50 | 6.50 | 6.50 | 6.50 |
| 유화안정제 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
| 정제염 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| 천연바닐라추출물 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
| 변성전분 | 2.50 | 2.50 | 2.50 | 2.50 | |
| 폴리덱스트로스 | 4.00 | 4.00 | 4.00 | 4.00 | |
| 정제수 | 13.09 | 18.08 | 18.08 | 18.08 | 18.08 |
| 합 계 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| 구분 | 비교예1 | 실시예 5 | 실시예6 | 실시예7 | 실시예 8 | |
| 성분(%) | 유지방 | 11.6 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| 무지유고형분(MSNF) | 13.0 | 10.6 | 10.6 | 10.6 | 10.6 | |
| 열량 (kcal/100g) |
전체열량 | 228.2 | 144.2 | 139.1 | 134.0 | 128.9 |
| 지방에 따른 열량 | 122 | 18.5 | 18.5 | 18.5 | 18.5 | |
시험예
2: 아이스크림 물성 평가
실시예 5-8에서 얻어진 low fat 아이스크림에 대해, 시험예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 아이스크림의 오버런, 어는점 온도, 녹는 속도 및 점도를 평가하고 그 결과를 하기 표 7에 기재하였다.
| 항목 | 비교예1 | 실시예 5 | 실시예6 | 실시예7 | 실시예 8 |
| 오버런 | 64.3 % | 45.7 % | 45.2 % | 42.7 % | 46.3 % |
| 어는점 온도 | (-) 163 m℃ | (-) 166 m℃ | (-) 183 m℃ | (-) 199 m℃ | (-) 214 m℃ |
| 점도(cP) | 607 cP | 1200 cP | 1040 cP | 1100 cP | 1240 cP |
상기 아이스크림의 오버런 값은 실시예 5-8가 비교예 1 보다 다소 감소하나, 과도한 오버런이 된 아이스크림은 녹을 때 발생하는 기포상에 커다란 공기 거품이 발생할 가능성이 있어 부적절할 수 있어, 상기 오버런 수치는 아이스크림 제품에 큰 영향을 미칠 정도는 아니다.
점도 측면에서, 비교예 1 보다 전분 등의 첨가로 실시예 5의 점도가 다소 높으나, 실시예 6,7,8 는 실시예 5과 큰 차이를 보이지 않으며, 이것은 설탕을 사이코스로 대체한다 해도 입안에서 아이스크림이 녹으면서 느껴지는 점도에는 큰 영향이 없음을 의미한다. 또한 변성전분을 사용함으로써 650 cP 이상 점도부여가 가능하며, 이에 따라 지방을 저감시켰을 때 줄어드는 식감을 보강할 수 있었다.
어는점 온도와 관련하여, 실시예 5-8의 아이스크림은 비교예 1에 비해서 유의적인 차이가 확인되었으며, 사이코스 함량이 높을수록 어느점 내림 효과가 증가하는 경향을 나타냈다. 일반적으로 아이스크림에서 유지방 저감시에는 녹음 저항성이 낮아지는데, 변성전분 및 폴리덱스트로오스의 배합으로 아이스크림의 구조를 더 단단하게 하여 비교예 1과 유사한 수준의 녹는 속도가 유지되었다.
설탕의 일정량을 사이코스로 대체할 경우 어는점 내림이 정도가 크게 나타나며, 이것은 관능적으로 아이스크림을 더 부드럽게 느끼게 해주는 역할을 할 수 있으며 입안에서 부드러움을 주는 데 효과가 있으며 관능검사 결과에서도 사이코스 적용 아이스크림의 부드러운 구용감(mouth feel)효과가 확인되었다.
시험예
3: 아이스크림의 관능평가
실시예 1 내지 8과 비교예 1에 따른 아이스크림에 대해 입안에서 느껴지는 향미, 부드러움, 입안을 감싸는 느낌, 녹는 정도, 이미감 및 청량감의 6 가지 평가항목에 대해서 하기 평가기준에 따라 평가하였으며, 그 평가결과를 표 8에 나타냈다. 20~50대의 성인 남녀 패널 80 명을 대상으로 5점 척도법으로 관능평가를 수행하였다.
[평가기준]
입안에서 느껴지는 향미: 향미가 전혀 조화롭지 않다(1점)- 향미가 매우 조화롭다 (5점))
부드러움: 전혀 부드럽지 않다(1점)-매우 부드럽다 (5점)
입안을 감싸는 느낌: 전혀 감싸는 느낌이 없다(1점) - 입안을 매우 감싼다(5점)
녹는 정도: 입안에서 아주 천천히 녹는다(1점) - 입안에서 매우 빨리 녹는다(5점)
이미감: 이미감이 전혀 없다(1점) - 이미감이 아주 강하다(5점)
청량감: 청량감이 전혀 없다(1점) - 청량감이 아주 강하다(5점) 시험예 2와 실질적으로 동일한 방법으로, 실시예 3 내지 6의 아이스크림에 대해 입안에서 느껴지는 향미, 부드러움, 입안을 감싸는 느낌, 녹는 정도, 이미감 및 청량감의 6 가지 평가항목에 대해서 하기 평가기준에 따라 평가하여 그 결과를 표 8 및 9에 나타냈다. 20~50대의 성인 남녀 패널 10 명을 대상으로 5점 척도법으로 관능평가를 수행하였다.
| 항목 | 비교예 1 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예 4 |
| 입안에서 느껴지는 향미 | 3.714 | 3.714 | 3.286 | 3.286 | 3.143 |
| 부드러움 | 3.86 | 3.43 | 3.28 | 3.14 | 3 |
| 입안을 감싸는 느낌 | 3.29 | 3.29 | 3.14 | 3.29 | 3.14 |
| 녹는 정도 | 3.57 | 3.57 | 3.14 | 3.86 | 3.29 |
| 이미감 | 1.43 | 2 | 2.13 | 2.13 | 2.86 |
| 청량감 | 2.0 | 1.86 | 2.71 | 2.57 | 2.86 |
표 8에 나타낸 바와 같이, 아이스크림 특유의 입안에서 느껴지는 향미, 부드러움, 입안을 감싸는 느낌은 지방을 줄였을 때 약간 줄어들기는 하나 유의적 차이가 없었다. 이미감의 경우 비교예 1보다는 실시예 1-4에서 약간 높게 나타났으나 완제품의 기호도에 크게 영향이 미치지 않을 정도이며, 사이코스 특유의 청량감은 사이코스 함량이 많아질수록 조금씩 증가하였다. 아이스크림의 지방 함량을 낮추면, 가벼운 느낌이 있으나, 변성 전분의 추가로 지방 함량 감소에 따른 관능 특성을 개선하였다.
| 항목 | 비교예 1 | 실시예5 | 실시예6 | 실시예7 | 실시예 8 |
| 입안에서 느껴지는 향미 | 3.71 | 3.62 | 3.25 | 3.37 | 3.37 |
| 부드러움 | 3.86 | 3.25 | 3.25 | 3.25 | 3.63 |
| 입안을 감싸는 느낌 | 3.29 | 3 | 2.87 | 2.87 | 3.26 |
| 녹는 정도 | 3.57 | 3.13 | 3.5 | 3.12 | 3.63 |
| 이미감 | 1.43 | 1.75 | 1.87 | 2.0 | 2.0 |
| 청량감 | 2.0 | 2.37 | 2.75 | 2.62 | 2.87 |
표 9에 나타낸 바와 같이, 아이스크림 특유의 입안에서 느껴지는 향미, 부드러움, 입안을 감싸는 느낌은 지방 함량을 줄인 저지방 아이스크림에서, 약간 줄어들기는 하나 유의적 차이는 없으며, 녹는 정도에 관한 관능평가는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 이미감과 청량감은 사이코스 함량이 높아질수록 상승하는 경향을 나타났다.
<110> SAMYANG GENEX CORPORATION
<120> Ice cream composition with low calories and low fat and method of preparing the same
<130> DPP20152504KR
<160> 9
<170> KopatentIn 1.71
<210> 1
<211> 356
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> sod promoter (6)
<400> 1
aagcgcctca tcagcggtaa ccatcacggg ttcgggtgcg aaaaaccatg ccataacagg 60
aatgttcctt tcgaaaattg aggaagcctt atgcccttca accctactta gctgccaatt 120
attccgggct tgtgacccgc tacccgataa ataggtcggc tgaaaaattt cgttgcaata 180
tcaacaaaaa ggcctatcat tgggaggtgt cgcaccaagt acttttgcga agcgccatct 240
gacggatttt caaaagatgt atatgctcgg tgcggaaacc tacgaaagga ttttttaccc 300
atggctgtat acgaactccc agaactcgac tacgcatacg acgaaaggat tacaaa 356
<210> 2
<211> 93
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Tac1 promoter (4)
<400> 2
tgacaattaa tcatcggctc gtatattgtg tggaattgtg agcggataac aatttcacac 60
aggaaacaga attcccgggg aaaggattac aaa 93
<210> 3
<211> 112
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Tac2 promoter (4)
<400> 3
tgacaattaa tcatccggct cgtataatgt taacaatttg tggaattgtg agcggacaca 60
caggaaacag accatggaat tcgagctcgg tacccgggga aaggattaca aa 112
<210> 4
<211> 30
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Trc promoter (1)
<400> 4
tgacaattaa tcatcggcct cgtataatgt 30
<210> 5
<211> 7
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Ribosome binding region
<400> 5
gaaagga 7
<210> 6
<211> 7
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Spacer sequence
<400> 6
ttacaaa 7
<210> 7
<211> 289
<212> PRT
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> amino acid sequence of an enzyme protein originated from
Clostridium scindens
<400> 7
Met Lys His Gly Ile Tyr Tyr Ala Tyr Trp Glu Gln Glu Trp Ala Ala
1 5 10 15
Asp Tyr Lys Arg Tyr Val Glu Lys Ala Ala Lys Leu Gly Phe Asp Ile
20 25 30
Leu Glu Val Gly Ala Ala Pro Leu Pro Asp Tyr Ser Ala Gln Glu Val
35 40 45
Lys Glu Leu Lys Lys Cys Ala Asp Asp Asn Gly Ile Gln Leu Thr Ala
50 55 60
Gly Tyr Gly Pro Ala Phe Asn His Asn Met Gly Ser Ser Asp Pro Lys
65 70 75 80
Ile Arg Glu Glu Ala Leu Gln Trp Tyr Lys Arg Leu Phe Glu Val Met
85 90 95
Ala Gly Leu Asp Ile His Leu Ile Gly Gly Ala Leu Tyr Ser Tyr Trp
100 105 110
Pro Val Asp Phe Ala Thr Ala Asn Lys Glu Glu Asp Trp Lys His Ser
115 120 125
Val Glu Gly Met Gln Ile Leu Ala Pro Ile Ala Ser Gln Tyr Gly Ile
130 135 140
Asn Leu Gly Met Glu Val Leu Asn Arg Phe Glu Ser His Ile Leu Asn
145 150 155 160
Thr Ser Glu Glu Gly Val Lys Phe Val Thr Glu Val Gly Met Asp Asn
165 170 175
Val Lys Val Met Leu Asp Thr Phe His Met Asn Ile Glu Glu Ser Ser
180 185 190
Ile Gly Asp Ala Ile Arg His Ala Gly Lys Leu Leu Gly His Phe His
195 200 205
Thr Gly Glu Cys Asn Arg Met Val Pro Gly Lys Gly Arg Thr Pro Trp
210 215 220
Arg Glu Ile Gly Asp Ala Leu Arg Glu Ile Glu Tyr Asp Gly Thr Val
225 230 235 240
Val Met Glu Pro Phe Val Arg Met Gly Gly Gln Val Gly Ser Asp Ile
245 250 255
Lys Val Trp Arg Asp Ile Ser Lys Gly Ala Gly Glu Asp Arg Leu Asp
260 265 270
Glu Asp Ala Arg Arg Ala Val Glu Phe Gln Arg Tyr Met Leu Glu Trp
275 280 285
Lys
<210> 8
<211> 870
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> modified nucleic acid sequence (1) of the enzyme protein of SEQ
ID NO: 7
<400> 8
atgaaacacg gtatctacta cgcgtactgg gaacaggaat gggcggcgga ctacaaacgt 60
tacgttgaaa aagcggcgaa actgggtttc gacatcctgg aagttggtgc ggcgccgctg 120
ccggactact ctgcgcagga agttaaagaa ctgaaaaaat gcgcggacga caacggtatc 180
cagctgaccg cgggttacgg tccggcgttc aaccacaaca tgggttcttc tgacccgaaa 240
atccgtgaag aagcgctgca gtggtacaaa cgtctgttcg aagttatggc gggtctggac 300
atccacctga tcggtggtgc gctgtactct tactggccgg ttgacttcgc gaccgcgaac 360
aaagaagaag actggaaaca ctctgttgaa ggtatgcaga tcctggcgcc gatcgcgtct 420
cagtacggta tcaacctggg tatggaagtt ctgaaccgtt tcgaatctca catcctgaac 480
acctctgaag aaggtgttaa attcgttacc gaagttggta tggacaacgt taaagttatg 540
ctggacacct tccacatgaa catcgaagaa tcttctatcg gtgacgcgat ccgtcacgcg 600
ggtaaactgc tgggtcactt ccacaccggt gaatgcaacc gtatggttcc gggtaaaggt 660
cgtaccccgt ggcgtgaaat cggtgacgcg ctgcgtgaaa tcgaatacga cggtaccgtt 720
gttatggaac cgttcgttcg tatgggtggt caggttggtt ctgacatcaa agtttggcgt 780
gacatctcta aaggtgcggg tgaagaccgt ctggacgaag acgcgcgtcg tgcggttgaa 840
ttccagcgtt acatgctgga atggaaataa 870
<210> 9
<211> 870
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> modified nucleic acid sequence(2) of the enzyme protein of SEQ ID
NO:7
<400> 9
atgaagcacg gcatctacta cgcatactgg gagcaggagt gggcagcaga ctacaagcgc 60
tacgttgaga aggcagcaaa gctgggcttc gacatcctgg aggttggcgc agcaccactg 120
ccagactact ccgcacagga ggttaaggag ctgaagaagt gcgcagacga caacggcatc 180
cagctgaccg caggctacgg cccagcattc aaccacaaca tgggctcctc cgacccaaag 240
atccgcgagg aggcactgca gtggtacaag cgcctgttcg aggttatggc aggcctggac 300
atccacctga tcggcggcgc actgtactcc tactggccag ttgacttcgc aaccgcaaac 360
aaggaggagg actggaagca ctccgttgag ggcatgcaga tcctggcacc aatcgcatcc 420
cagtacggca tcaacctggg catggaggtt ctgaaccgct tcgagtccca catcctgaac 480
acctccgagg agggcgttaa gttcgttacc gaggttggca tggacaacgt taaggttatg 540
ctggacacct tccacatgaa catcgaggag tcctccatcg gcgacgcaat ccgccacgca 600
ggcaagctgc tgggccactt ccacaccggc gagtgcaacc gcatggttcc aggcaagggc 660
cgcaccccat ggcgcgagat cggcgacgca ctgcgcgaga tcgagtacga cggcaccgtt 720
gttatggagc cattcgttcg catgggcggc caggttggct ccgacatcaa ggtttggcgc 780
gacatctcca agggcgcagg cgaggaccgc ctggacgagg acgcacgccg cgcagttgag 840
ttccagcgct acatgctgga gtggaagtaa 870
Claims (21)
- 저칼로리 아이스크림 제조용 조성물로서, 상기 조성물의 100 중량부 기준으로, 유제품 40 내지 80중량부, 당류 5 내지 50중량부, 유화제 0.1 내지 5 중량부, 유화 안정제 0.1 내지 5 중량부를 포함하며, 변성전분 0.5 내지 5 중량부 및 폴리덱스트로스 0.5 내지 10 중량부를 포함하며,
상기 당류는 설탕 및 사이코스를 포함하고,
상기 조성물로 제조된 아이스크림은 유지방 함량이 6% 미만으로 포함하며,
상기 아이스크림은 어는점 온도가 (-) 215 m ℃ 내지 (-) 165 m℃이고, 점도가 650 cp 내지 1,500 cp인,
저칼로리 아이스크림 제조용 조성물. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 조성물로 제조된 아이스크림은 조지방 2% 이하 및 무지유 고형분 10% 이상인 저지방 아이스크림인 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 변성전분은, 산화전분(Oxidized Starch), 아세틸아디핀산이전분 (Acetylated Distarch Adipate), 아세틸인산이전분(Acetylated Distarch Phosphate), 옥테닐호박산나트륨전분(Starch Sodium Octenyl Succinate), 인산이전분(Distarch Phosphate), 인산일전분(Monostarch Phosphate), 인산화인산이전분(Phosphated Distarch Phosphate), 초산전분(Starch Acetate), 히드록시프로필인산이전분(Hydroxypropyl Distarch Phosphate), 히드록시프로필전분(Hydroxypropyl Starch)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 사이코스는 0.1 내지 20 중량부이고, 상기 설탕은 5 내지 20중량부로 포함되는 것인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 당류는 물엿, 과당 및 고감미도 감미료로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함하고,
상기 고감미도 감미료는 아스파탐, 아세설팜 K, 사이클라민산 나트륨, 사카린 나트륨, 스쿠라로스, 스테비아 감미료, 둘신, 타우마틴, 네오탐 및 모넬린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 조성물. - 삭제
- 제8항에 있어서, 상기 아이스크림 제조용 조성물의 100 중량부 기준으로, 상기 물엿을 3 내지 20중량부로 포함하는 것인, 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 사이코스는 고상, 액상 또는 이들의 혼합상태로 포함되는 것인 조성물.
- 제 10 항에 있어서, 상기 사이코스는 사이코스 혼합당 시럽, 또는 상기 사이코스 혼합당 시럽으로부터 제조되는 분말이며, 상기 사이코스 혼합당 시럽은 혼합당의 총고형분 100 중량부 기준으로 사이코스 1 내지 99.9 중량부로 포함하고, 과당, 포도당 및 올리고당으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 당류를 추가로 포함하는 혼합당으로 제공되는 것인 조성물.
- 제12항에 있어서, 상기 사이코스는 사이코스 혼합당 시럽, 또는 상기 사이코스 혼합당 시럽으로부터 제조되는 분말이며, 상기 사이코스 혼합당 시럽은 혼합당의 총고형분 100 중량부 기준으로 사이코스 2 내지 55 중량부, 과당 30 내지 80 중량부 및 포도당 2 내지 60 중량부로 포함하는 혼합당으로 제공되는 것인 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 유제품은 우유제품과 유지방 제품을 포함하며,
상기 우유제품은 생유, 농축유, 전지분유, 탈지분유, 탈지 농축유, 저지방우유, 무지방우유, 환원유, 환원저지방우유 및 탈지분유로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상이며,
상기 유지방 제품은 유크림, 유버터 및 가공 유버터로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상인 조성물. - 제1항에 있어서, 상기 유화안정제는 셀룰로오스검, 카르복시메틸셀룰로오스, 아라비아검, 트라가칸트검, 카라야검, 로커스트콩검, 한천, 알긴산, 젤란검, 펙틴, 자당 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 글리세린 초산-지방산 에스테르, 글리세린 젖산-지방산 에스테르, 글리세린 구연산-지방산 에스테르, 글리세린 숙신산-지방산 에스테르, 글리세린 아세틸 타르타르산-지방산 에스테르, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르, 프로필렌글리콜 지방산 에스테르, 폴리소르베이트, 레시틴, 사포닌, 카라기난, 구아검 및 카제인나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 유화제는 지방산프로필렌 글리콜 에스테르, 글리세린지방산에스테르, 레시틴, 프로필렌글리콜, 및 소르비탄지방산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은, 항료, 색소 및 소금으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것인 조성물.
- 제1항, 제5항 내지 제8항, 제10항 내지 제13항 및 제16항 내지 제19항중 어느 한 항에 따른 아이스크림용 조성물을 용해 및 살균하는 단계,
상기 용해 및 살균된 조성물을 균질화하는 단계; 및
상기 균질화된 조성물을 냉동하는 단계를 포함하는 사이코스를 포함하는 것인 아이스크림의 제조 방법. - 제1항, 제5항 내지 제8항, 제10항 내지 제13항 및 제16항 내지 제19항중 어느 한 항에 따른 아이스크림용 조성물로 제조되며, 어는점 온도가 (-) 215 m℃ 내지 (-) 165 m℃이고, 점도가 650 cp 내지 1,500 cp인 저칼로리 아이스크림.
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| WO2021247503A3 (en) * | 2020-06-02 | 2022-02-10 | Corn Products Development, Inc. | Frozen dessert compositions comprising allulose and low-sugar syrup/solids |
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