활성 성분 제제를 위한 개질된 식물 고무

활성 성분 제제를 위한 개질된 식물 고무{MODIFIED PLANT GUMS FOR PREPARATIONS OF ACTIVE INGREDIENTS}

본 발명은 개질된 식물 고무, 이의 제조 방법, 뿐만 아니라 개질된 식물 고무를 기제로 한 매트릭스에 활성 성분, 바람직하게는 지용성 활성 성분 및/또는 착색제를 함유하는 조성물, 및 이러한 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 추가로 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물의 강화, 보강 및/또는 착색을 위한 본 발명의 조성물의 용도에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 단백질 부분이 30% 이하 정도로 가수분해되고, 다당류 부분이 50% 이하 정도로 가수분해된 식물 고무, 및 (지용성) 활성 성분 및/또는 착색제, 특히는 카로티노이드를 포함하는 조성물, 이러한 조성물의 제조 방법, 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물의 강화, 보강 및/또는 착색을 위한 첨가제로서의 이들 조성물의 용도, 및 이러한 조성물을 함유한 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물에 관한 것이다.

선행 기술에 공지된 바와 같은 식물 고무가 (지용성) 활성 성분 및/또는 착 색제를 함유하는 조성물을 위한 매트릭스로서 사용된다면, 이렇게 수득된 조성물의 물리적 파라미터는 식물 고무에서의 품질 차이로 인해 종종 달라질 것이다. 따라서, 식물 고무의 품질이 표준화되거나 개선된 조성물이 요구된다.

이러한 요구는 (i) 일정한 단백질 함량을 선택적으로 갖고, 바람직하게는 이후 설명되는 바와 같은 본 발명의 방법에 의해 수득되는 1종 이상의 개질된 식물 고무, (ii) 1종 이상의 활성 성분, 특히 지용성 활성 성분, 및/또는 착색제, 및 (iii) 선택적으로 1종 이상의 보조제 및/또는 부형제를 포함하는 조성물에 의해 충족된다.

이러한 조성물은 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물의 강화, 보강 및/또는 착색을 위해 사용되고; 상기 용도는 본 발명의 추가의 양태이다. 또한, 본 발명은 이러한 조성물을 함유하는 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물에 관한 것이다.

성분 (i) 내지 (iii)은 아래에서 보다 상세히 설명된다.

성분 (i)

"식물 고무 조성물"이라는 용어는 천연 식물 고무 공급원으로부터 수득되는 식물 고무를 포함하는 임의의 조성물을 나타낸다. 이러한 식물 고무 조성물의 예는 상이한 공급원으로부터의 다양한 고무의 혼합물, 뿐만 아니라 추가로 하이드로콜로이드, 예컨대 전분, 개질된 전분, 말토덱스트린 등 및 선택적으로 임의의 전형적인 유화제[공-유화제(co-emulgator)로서], 예컨대 지방산의 모노- 또는 다이글리세라이드, 지방산의 폴리글리세롤 에스터, 레시틴, 솔비탄 모노스테아레이트, 및 식물 섬유 또는 당을 함유하는 식물 고무 조성물이다.

본원에서, "식물 고무"라는 용어는 천연 생성물, 예컨대 식물의 삼출물로 발견되거나, 식물을 인위적으로 상처내고("고무의 눈물(tears of gum)"), 세척에 의해 더스트로부터 삼출물을 세척하고, 분무-건조에 의해 삼출물의 수용액이나 현탁액을 건조시킴으로써 수득되지만, 효소 처리 또는 화학적 유도화에 의해 개질되지는 않은 식물 고무를 나타낸다. 그러나, "식물 고무"라는 용어는 분별 단계, 예컨대 여과 또는 원심분리를 거친 생성물, 건조 형태로 열 처리된 생성물, 가열된 고무 수성 현탁액 또는 용액, 및 식물로부터 추출된 고무를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

식물 고무는 다당류 기제의 하이드로콜로이드이고, 이는 식물 고무의 총 중량을 기준으로 약 10 중량% 이하, 특히는 약 6 중량% 이하, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 6 중량%, 보다 바람직하게는 약 4 중량% 이하, 보다 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 4 중량%, 가장 바람직하게는 약 2 내지 약 4 중량%의 단백질 함량을 가질 수 있다.

식물 고무의 다당류 쇄는 다양한 당 단위, 예를 들면 C ₆ -당, 예컨대 갈락토즈, 만노즈 및 글루코즈, C ₅ -당, 예컨대 아라비노즈, 자일로즈, C ₆ -당 산, 예컨대 글루큐론산 및 갈락튜론산, C ₆ -데스옥시당, 예컨대 람노즈 및 퓨코즈를 함유한다.

식물 고무를 위한 공급원으로서, 모든 공지된 고무, 예컨대 구아 고무, 캐러브(carob) 고무[캐러브 종자 고무, 캐러브 콩 고무, 로커스트 콩(locust bean) 고무], 트라가칸트(tragacanth) 고무, 타라(tara) 고무, 카라야(karaya) 고무, 아카시아 고무(아라비아 고무), 가티(ghatti) 고무, 체리 고무, 살구 고무, 타마린드(tamarind) 고무, 메스키트(mesquite) 고무, 라치(larch) 고무, 차전자(psyllium), 또는 호로파(fenugreek) 고무가 사용될 수 있다. 추가로 미생물(박테리아, 조류(algae))로부터 유도된 고무, 예컨대 잔탄 고무(잔텀(xanthum) 고무), 해초 고무, 겔란(gellan) 고무, 한천 고무, 또는 카라기난이 사용될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 아카시아 세네갈( Acacia Senegal ) 또는 아카시아 세얄( Acacia seyal )로부터, 특히 분말 형태로, 식물 고무의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 약 0.5 내지 약 3 중량%의 단백질 함량을 갖는 아카시아 고무(아라비아 고무)를 제조하는 것이 바람직하다.

예를 들면 아카시아 세네갈로부터의 식물 고무는 분말 형태로, 예컨대 알프레드 엘. 볼프[(Alfred L. Wolff), 독일 햄버그 소재]로부터 퀵 검(Quick Gum: 등록상표)이라는 상품으로서 쉽게 구입할 수 있다.

"개질된 식물 고무"라는 용어는 다당류, 및 적절한 경우 단백질 부분을 분해하기 위해 가수분해를 거친 식물 고무를 지칭한다. 바람직하게는, 개질된 식물 고무는 단백질 부분이 약 30% 이하, 바람직하게는 약 1 내지 약 30%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 10%, 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 5% 정도로 가수분해된 식물 고무이다. 개질된 식물 고무가 사용되는 본 발명의 특정 실시양태에서, 이의 단백질 부분은 0.05 내지 1% 정도로 가수분해된다. 다른 바람직한 실시양태에서, 개질된 식물 고무는 다당류 부분이 약 50% 이하, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 20%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 5% 정도로 가수분해된 식물 고무이다. 또한, 단백질 부분이 약 30% 이하(바람직하게는, 약 0.05 내지 약 30%, 보다 바람직하게는 약 0.05 내지 약 10%, 가장 바람직하게는 약 0.05 내지 약 5%) 정도로 가수분해되고, 다당류 부분이 약 50% 이하(바람직하게는 약 0.05 내지 약 20%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 5%) 정도로 가수분해된 개질된 식물 고무가 사용될 수 있다.

성분 (ii)

본원에서 "활성 성분"이라는 용어는 "지용성 활성 성분", 뿐만 아니라 "수용성 활성 성분"을 내포한다. "지용성 활성 성분"이 바람직하다.

본원에서 "지용성 활성 성분"이라는 용어는 지용성 비타민, 및 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물의 강화 또는 보강을 위해 사용될 수 있는 기능적으로 관련된 화합물을 내포한다.

이러한 지용성 비타민의 예는 A, D, E 또는 K군의 비타민, 또는 이의 유도체, 예컨대 이의 아세트산염, 예를 들면 비타민 A 아세테이트 또는 토코페롤 아세테이트, 또는 이의 보다 긴 쇄의 지방산 에스터, 예컨대 비타민 A 팔미테이트 또는 토코페롤 팔미테이트이다.

기능적으로 관련된 화합물의 예는, 예를 들면 다중불포화 지방산(polyunsaturated fatty acids: PUFAs) 또는 이의 유도체, 다중불포화 지방산, 예컨대 에이코사펜타엔산(EPA), 도코사헥사엔산(DHA) 또는 γ-리놀렌산(GLA)이 풍부한 트라이글리세라이드, 또는 코엔자임 Q 10(CoQ 10)이다. 또한 선 케어(sun care) 및 화장품 제제에 사용되는 지용성 일광 필터(sun filters), 예컨대 자외선-A 및 자외선-B 필터가 포함될 수 있다.

본원에서 "착색제"라는 용어는 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물에 사용될 수 있는 카로틴 또는 구조적으로 관련된 폴리엔 화합물을 포함한다.

이러한 카로틴 또는 구조적으로 관련된 폴리엔 화합물의 예는 카로티노이드, 예컨대 α-카로틴, β-카로틴, 8'-아포-β-카로티날, 8'-아포-β-카로틴산 에스터, 예컨대 에틸 에스터, 칸타잔틴, 아스타잔틴, 라이코펜, 루테인, 제아잔틴 또는 크로세틴, α- 또는 β-제아카로틴, 또는 이의 혼합물이다. 바람직한 카로티노이드는 β-카로틴이다.

따라서, 본 발명의 바람직한 양태는 1종 이상의 개질된 식물 고무 및 착색제로서의 β-카로틴을 함유하는 조성물에 관한 것이다. 이들 조성물은, β-카로틴의 최종 농도가 10ppm이도록 물중에/물에 의해 용해되거나, 분산되거나 희석된 경우, 기준으로서 탈이온수를 사용하는 자외선/가시광선 분광학에 의해 전형적으로 특징지워 진다. 1cm의 샘플 두께에서, 분산액은 400 내지 600nm 범위의 최대 광학 밀도의 파장에서 0.2 이상(바람직하게는 1.0 초과)의 흡수 단위의 감광(減光, extinction)을 나타낸다. 이는 200 내지 1000(바람직하게는 1000 초과)의 수성 분산액 E(1%, 1cm)에서의 β-카로틴의 정식 감광 계수에 상응한다.

"지용성 활성 성분" 및 "착색제"라는 범주의 상기 지칭된 물질은 또한 본 발명의 조성물내에서 혼합물로서 사용될 수 있는 것으로 이해한다.

한 바람직한 실시양태에서, 조성물의 총량을 기준으로, 개질된 식물 고무(i)의 양은 약 0.5 내지 약 60.0 중량%이고, (지용성) 활성 성분 및/또는 착색제(ii)의 양은 약 0.1 내지 약 80.0 중량%이며, 보조제 및/또는 부형제(iii)의 양은 약 10 내지 약 95 중량%, 바람직하게는 약 60 내지 약 90 중량%이다.

성분 (iii)

적합하게는, 본 발명의 조성물은 (추가로) 단당류, 이당류, 올리고당류 및 다당류, 글리세롤, 트라이글리세라이드(전술된 다중불포화 지방산이 풍부한 트라이글리세라이드와 상이함), 수용성 산화방지제 및 지용성 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 부형제 및/또는 보조제를 함유한다.

본 발명의 조성물에 존재할 수 있는 단당류 및 이당류의 예는 수크로즈, 전화당, 자일로즈, 글루코즈, 프럭토즈, 락토즈, 말토즈, 사카로즈 및 당 알콜이다.

올리고당류 및 다당류의 예는 전분, 개질된 전분 및 전분 가수분해물, 예컨대 덱스트린 및 말토덱스트린(특히 5 내지 65 덱스트로즈 당량(DE) 범위를 갖는 가수분해물), 및 글루코즈 시럽(특히, 20 내지 95 DE를 갖는 시럽)이다. "덱스트로즈 당량"(DE)이라는 용어는 가수분해도를 표시하고, 건조 중량을 기준으로 한 D-글루코즈로서 계산된 환원당의 양의 측정값이고; 범위는 천연 전분이 0에 가까운 DE를 갖고 글루코즈가 100의 DE를 가짐을 기준으로 한다.

트라이글리세라이드는 식물성 오일 또는 지방이 적합하고, 바람직하게는 옥수수유, 해바라기유, 대두유, 홍화유, 평지씨유, 땅콩유, 야자유, 야자씨유, 목화씨유, 올리브유 또는 코코넛유이다.

또한 고체 조성물은 고결방지제(anti-caking agent), 예컨대 실릭산 또는 인산삼칼슘 등, 및 약 10 중량% 이하, 일반적으로 약 2 내지 약 5 중량%의 물을 함유할 수 있다.

수용성 산화방지제는, 예를 들면 아스코브산 또는 이의 염, 바람직하게는 아스코브산 나트륨, 수용성 폴리페놀, 예컨대 하이드록시티로솔 및 올리유로핀 아글리콘(oleuropein aglycon), 에피갈로카테친갈레이트(epigallocatechingallate: EGCG), 또는 로즈마리나 올리브의 추출물일 수 있다.

지용성 산화방지제는, 예를 들면 토코페놀, 예컨대 dl-α-토코페롤(즉, 합성 토코페롤), d-α-토코페롤(즉, 천연 토코페롤), β- 또는 γ-토코페롤, 또는 이들중 2이상이 혼합물; 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT); 부틸화 하이드록시아니솔(BHA); 에톡시퀴닌, 프로필 갈레이트; 3급-부틸 하이드록시퀴놀린; 또는 6-에톡시-1,2-다이하이드록시-2,2,4-트라이메틸퀴놀린(EMQ), 또는 지방산의 아스코브산 에스터, 바람직하게는 아스코빌 팔미테이트 또는 스테아레이트일 수 있다.

수성 매트릭스 용액의 pH에 따라, 지방산의 아스코브산 에스터, 특히 아스코빌 팔미테이트 또는 스테아레이트가 양자택일적으로 수상에 첨가될 수 있다.

본 발명의 조성물은 고체 조성물, 즉 안정한 수용성 또는 수분산성 분말일 수 있거나, 액체 조성물, 즉 전술된 분말의 수성 콜로이드 용액 또는 수중유적형(oil-in-water) 분산액일 수 있다. 안정화된 수중유적형 분산액(이는 수중유적형 유화액일 수 있거나, 현탁된, 즉 고체, 입자 및 유화된, 즉 액체, 소적의 혼합물 형태를 띌 수 있음)은 하기 기재된 방법 또는 유사 방식에 의해 제조될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명은 개질된 식물 고무 조성물의 매트릭스중 1종 이상의 (지용성) 활성 성분 및/또는 1종 이상의 착색제를 포함하는 분말 형태의 안정한 조성물에 관한 것이다.

전형적으로, 본 발명에 따른 분말 조성물은 하기 성분들을 하기의 양으로 포함한다.

본 발명의 또다른 양태에서, 본 발명에 따른 조성물은 추가로 보호 콜로이드로서 작용하는 단백질(식물 또는 동물 기원) 또는 가수분해된 단백질, 예를 들면 대두 또는 루핀(lupin)으로부터의 단백질, 또는 대두 또는 루핀으로부터의 가수분해된 단백질을 함유할 수 있다. 이러한 추가의 단백질은 본 발명의 배합물중 단백질의 총량을 기준으로 1 내지 50 중량%의 양으로 배합물중에 존재할 수 있다.

본 발명의 추가의 양태에서, 개질된 식물 고무는, 개질된 식물 고무의 구조에 따라, 환원당, 단백질 가수분해물을 비롯한 단백질, 펩타이드, 당단백질 또는 당펩타이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물과 가교결합되는데, 그 이유는 분자내 및/또는 분자간 가교결합이 당-단위 및 아미노산-단위 사이에서 달성되기 때문이다.

본 발명의 바람직한 조성물에서, 개질된(가수분해된; 하기 참조) 식물 고무는 식물 고무의 총 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 6 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 약 4 중량%의 단백질 함량을 갖고, 개질된 식물 고무의 단백질 부분과 첨가된 환원당 사이의 가교결합, 개질된 식물 고무의 당/다당류 부분과 첨가된 단백질/펩타이드 사이의 가교결합, 개질된 식물 고무와 당단백질 또는 당펩타이드 사이의 가교결합, 및 개질된 식물 고무의 단백질 부분과 당/다당류 부분 사이의 분자내 및/또는 분자간 가교결합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유형의 가교결합이 존재한다.

다음을 위해, 또한 이후 단계 (IX)를 참조한다.

가교결합된 개질된 식물 고무를 갖는 이러한 조성물은, 추가로 환원당, 예컨대 글루코즈, 프럭토즈, 사카로즈 또는 자일로즈, 또는 단백질, 펩타이드, 당단백질 또는 당펩타이드를 추가로 함유하는 혼합물을 열-처리하여 당과 단백질을 매일라드(Maillard) 유형의 반응으로, 즉 열적 처리에 의해, 바람직하게는 약 30 내지 약 16O℃, 보다 바람직하게는 약 70 내지 약 100℃, 가장 바람직하게는 약 80 내지 약 9O℃에서 가교결합시킴으로써 수득될 수 있다.

여기서 "단백질"이라는 용어는 "단백질 가수분해물"도 포함한다.

다양한 단백질, 단백질 가수분해물, 펩타이드, 당단백질 또는 당펩타이드를 갖는 단백질-함유 식물 고무의 가교결합은, 가교결합 효소(아실트랜스퍼라아제 EC 2.3, 예를 들면 트랜스글루타미나아제(transglutaminase), EC 2.3.2.13, 단백질-글루타민:γ-글루타밀트랜스퍼라아제)로 처리함으로써, 즉 효소 처리에 의해 달성될 수 있고, 이는 약 0 내지 약 70℃, 바람직하게는 약 20 내지 약 40℃의 온도에서 편리하게 수행된다.

효소적 가교결합은, 트랜스글루타미나아제의 경우 ε-(γ-글루타밀)-라이신 아이소펩타이드 결합의 형성에 의해 안정한 단백질-함유 다당류 망조직을 생성한다. 글루타밀- 및 라이실-함유 단백질, 단백질 가수분해물, 펩타이드, 당단백질 또는 당펩타이드의 사용이 효소적 가교결합을 위해 바람직하다.

양쪽 기법, 즉 매일라드 유형 반응으로 당과 단백질의 가교결합을 일으키는 열-처리 및 효소적 가교결합은 친지질성 잔기의 혼입을 위해 사용될 수 있고, 조성물의 건조된 형태로, 또는 수용액이나 현탁액으로 수행될 수 있다. 효소적 가교결합은 수용액 또는 현탁액으로 수행되는 것이 바람직하다.

성분 (i) 개질된 식물 고무의 제조

개질된 식물 고무는 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다:

(A) 수용액 또는 현탁액의 총량을 기준으로 약 0.1 내지 약 60중량%의 건조 질량을 갖는 식물 고무의 수용액 또는 현탁액을 제조하는 단계;

(B) 단계 (a)의 식물 고무 용액 또는 현탁액을 목적하는 가수분해도에 도달될 때까지 가수분해하는 단계;

(C) 단계 (b)의 가수분해물을 선택적으로 분별하는 단계; 및

(D) 선택적으로 분별된 가수분해물을 고체 형태로 선택적으로 전환시키는 단계.

상기 방법에 대한 세부사항은 이후 논의된다.

단계 (A)

단계 (A)에서, 바람직하게는 약 5 내지 약 20 중량%의 건조 질량을 갖는 식물 고무(앞서 정의된 바와 같음)의 수용액 또는 현탁액이 제조된다.

단계 (B)

바람직하게는, 단계 (B)에서의 가수분해는 식물 고무 용액 또는 현탁액의 pH를 약 2 내지 약 10, 보다 바람직하게는 약 2 내지 약 9, 가장 바람직하게는 약 4 내지 약 8로 조정함으로써 달성된다. 이는 임의의 유기산 및/또는 무기산, 또는 염기를 첨가함으로써 수행된다. 바람직하게는, 이러한 산 또는 염기는 약 0.1 내지 5M, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2M의 농도를 갖는다. 유기산의 예는 아세트산, 옥살산, 말산, 시트르산, 타타르산, 석신산 및 아스코브산이다.

무기산의 예는 염산(바람직함), 황산, 질산 및 인산이다.

무기 염기의 예는 (토류) 알칼리 수산화물, 예컨대 수산화나트륨(바람직함), 수산화칼륨 및 수산화칼슘이다.

가수분해는, 목적하는 가수분해도에 도달될 때까지 수행된다. 단백질 부분을 갖는 식물 고무를 가수분해하는 경우, 단백질 부분의 목적하는 가수분해도는 30%이하, 바람직하게는 약 1 내지 약 30%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 10%, 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 5%이다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 식물 고무의 단백질 부분을 0.05 내지 1%로 가수분해하는 것이 바람직하다. 이러한 가수분해도는 당분야의 숙련가에게 공지된 방식으로, 예를 들면 피터센(Petersen, D.), 니엘센(Nielsen, PM) 및 댐브맨(Dambmann C.)의 문헌["OPA 반응에 기초한 가수분해도(DH)의 결정(Determination of the Degree of Hydrolysis (DH) based on OPA Reaction)", ED-9512723, Novo Nordisk A/S, Dec. 1995]; 및 프리스터(Frister, H.), 마이셀(Meisel, H.) 및 슐리메(Schlimme, E.)의 문헌["N,N-다이메틸-2-머캅토에틸암모늄 클로라이드를 티올 성분으로서 사용함으로써 변형된 OPA 방법(OPA method modified by use of N,N-dimethyl-2-mercaptoethylammonium chloride as thiol component)", Fresenius J. Anal. Chem. 330 (1988) 631]에 기재된 바와 같이 결정될 수 있다.

단백질 함량이 낮은 식물 고무, 예컨대 아카시아 세네갈 또는 아카시아 세얄로부터의 아카시아 고무(아라비아 고무)가 사용되고 가수분해도가 낮은 경우, 변형된 OPA 방법(여기서, 보정 인자 α 및 β는 실시예 7에 기재된 바와 같이 실험적으로 결정되었음)은 가수분해도를 결정하는 보다 정확한 결과를 제공한다.

다른 바람직한 실시양태에서, 개질된 식물 고무는 다당류 부분이 약 50% 이하, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 20%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 5%의 정도로 가수분해된 식물 고무이다. 상대 가수분해도(다당류 부분에 대함)는 오스몰농도(osmolality)에 의해 결정될 수 있다(드즈보칵(W. Dzwokak) 및 지아즈카(S. Ziajka)의 문헌[Journal of food science, 1999, 64(3) 393-395]; 또한 실시예 9 참조). 또한, 단백질 부분이 약 30% 이하(바람직하게는 약 0.05 내지 약 30%, 보다 바람직하게는 약 0.05 내지 약 10%, 가장 바람직하게는 약 0.05 내지 약 5%) 정도로 가수분해되고 다당류 부분이 약 50% 이하(바람직하게는 약 0.05 내지 약 20%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 5%) 정도로 가수분해되도록 식물 고무를 가수분해할 수 있다.

단계 (B)는 바람직하게는 약 5 내지 약 120℃, 보다 바람직하게는 약 5 내지 약 7O℃, 가장 바람직하게는 약 20 내지 약 55℃의 온도에서 수행된다.

본 발명의 한 바람직한 실시양태에서, 단계 (B)가 약 5 내지 약 70℃의 온도에서 수행될 경우, 가수분해효소가 첨가되고, 목적하는 가수분해도가 달성된 후 가수분해효소는 불활성화된다.

가수분해효소(EC 3; http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/EC3/ 참조)는 단백질분해효소(EC 3.4), 글리코실라아제(glycosylase)(EC 3.2) 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

가수분해효소는 과일, 동물 기원, 박테리아 또는 진균류로부터 유래될 수 있다. 가수분해효소는 내부(endo)-활성 및/또는 외부(exo)-활성을 가질 수 있다. 따라서, 내부- 및 외부-단백질분해효소의 효소-제제, 뿐만 아니라 내부- 및 외부-글리코실라아제의 효소 제제 또는 임의의 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 글리코실라아제는 펙틴분해 및/또는 헤미셀룰로즈분해 활성을 갖는다. 일반적으로, 가수분해효소는 공지되지 않은 부차적 활성도 나타내지만, 이는 목적하는 생성물의 제조를 위해 중요하지 않다.

본 발명의 방법에 사용하기 위한 단백질분해효소는 노보자임스(Novozymes), 제넨코(Genencor), 에이비-엔자임스(AB-Enzymes), DSM 푸드 스페셜티즈(Food Specialities), 아마노(Amano) 등과 같은 공급업체들로부터 입수가능하다. 바람직한 단백질분해효소는 박테리아 또는 진균류 기원의 효소, 예를 들면 바실러스 리케니포메스( Bacillus licheniformes ) 또는 아스퍼길러스 오리자에( Aspergillus oryzae )로부터의 효소이다. 노보자임스로부터 입수될 수 있는 알칼라제(Alcalase: 등록상표) 또는 플라보자임(Flavourzyme: 등록상표)과 같은 효소 제제가 사용될 수 있다. 식물, 즉 과일 기원의 효소인 카리카 파파야(Carica papaya)로부터 생성된 단백질분해효소의 일예는 DSM 푸드 비버리지스(Food Beverages)(네덜란드 델프트 소재)로부터 시판되는 콜루필린(Collupilin; 등록상표)이다.

본 발명의 방법에 사용하기 위한 효소, 예컨대 펙틴분해효소는 노보자임스, 제넨코, 에이비-엔자임스, DSM 푸드 스페셜티즈 등의 공급업체로부터 입수가능하다. 바람직한 효소는 진균류 기원의 효소, 예를 들면 아스퍼길러스 니거( Aspergillus niger ), 아스퍼길러스 아큘레아투스( Aspergillus aculeatus ) 또는 아스퍼길러스 오리자에로부터의 효소이다. 효소 제제, 예컨대 노보자임스로부터 입수가능한 쉬어자임(Shearzyme: 등록상표) 또는 펙티넥스(Pectinex: 등록상표)가 사용될 수 있다. 아스퍼길러스 아큘레아투스로부터 생성된 효소는, 예를 들면 노보자임스(덴마크 백스바에르드 소재)로부터 시판되는 필자임(Peelzym: 등록상표)이다.

글리코실라아제의 예는 노보자임스, 제넨코, 에이비-엔자임스, DSM 푸드 스페셜티즈, 아마노 등의 공급업체로부터 시판되는 효소들이다.

가수분해제는 식물 고무의 건조 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 10중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 1 중량%의 농도를 제공하도록 첨가된다. 본 방법의 한 바람직한 실시양태에서, 효소는 한번에 첨가된다. 효소적 가수분해는 또한 단계적으로 수행될 수도 있다. 예를 들면, 가수분해제 또는 가수분해제의 혼합물은 배양처리 배치(incubation batch)에, 예를 들면 1%의 양으로 첨가되고, 이때, 예를 들면 5 내지 10분 후에(35℃의 온도에서) 먼저 첨가된 가수분해제 또는 가수분해제의 혼합물과 동일하거나 상이할 수 있는 추가의 가수분해제 또는 가수분해제의 혼합물을 2%의 양으로 첨가하고, 이때 배양처리 배치는 내부- 및 외부-글리코실라아제 또는 임의의 이들의 혼합물의 효소 제제로 35℃에서 10분 동안 가수분해된다. 가수분해제는 과일, 동물 기원, 박테리아 또는 진균류로부터 유래될 수 있다. 상기 절차를 사용하여, 가수분해도가 대략 0인 일정한 단백질 함량을 갖는 출발 식물 고무가 사용될 수 있다.

가수분해의 기간은 약 수 초 내지 약 300분 사이에서 다양할 수 있고, 바람직하게는 약 1 내지 약 30분, 보다 바람직하게는 약 5 내지 약 10분이다. 글리코실라아제를 사용하는 경우, 효소 처리의 정확한 기간은 효소 활성 등과 같은 파라미터 또는 기질의 조성에 매우 의존하여, 개질된 고무의 목적하는 특성, 예컨대 유화 능력, 유화 용량, 유화액의 소적 크기에 대하여 실험적으로 결정될 수 있다. 다르게는, 이는 실시예 9에 기재된 바와 같이 오스몰농도를 측정함으로써 결정될 수 있다.

가수분해제의 불활성화는 열 변성에 의해, 예를 들면 배양처리 배치를 약 80 내지 85℃에서 5 내지 30분, 특별히 5 내지 10분 동안 가열함으로써 달성되는 것이 적합하다.

단계 (C)

단계 (C)는 원심분리 또는 여과에 의해, 바람직하게는 한외여과에 의해 수행될 수 있다.

단계 (D)

고체 형태, 예를 들면 건조 분말로의 전환은 분무 건조 또는 동결 건조에 의해 달성될 수 있다. 분무 건조는 바람직하게는 약 200 내지 약 210℃의 유입 온도 및 약 70℃ 내지 약 75℃의 유출 온도에서 수행된다. 동결 건조는 바람직하게는 약 -20℃ 내지 약 -5O℃에서 10 내지 48시간 동안 수행된다.

따라서, 개질된 식물 고무는 식물 고무 용액 또는 현탁액의 총량을 기준으로 약 0.1 내지 약 60 중량%, 바람직하게는 약 5 내지 약 20 중량%의 건조 질량을 갖는 식물 고무의 수용액 또는 현탁액의 pH를 약 0 내지 약 14, 바람직하게는 약 1 내지 약 3, 또는 약 9 내지 약 12로 조정하고, 현탁액을 약 55 내지 약 130℃, 특별히 약 75 내지 약 95℃로 가열하고, 예를 들면 원심분리 또는 (한외)여과와 같은 방법에 의해 용액 또는 현탁액을 선택적으로 분별하고, 분별된 식물 고무를 고체 형태로 전환시킴으로써 수득될 수 있다. 건조 이전에, 개질된 식물 고무 분별물은, 예를 들면 80 내지 85℃로 5 내지 10분 동안 가열함으로써 가열처리(저온살균)되어 생성물이 미생물에 의해 분해되는 것을 안정화시킨다.

본 발명의 추가의 양태는 하기 단계를 포함하는 개질된 식물 고무의 제조 방법에 관한 것이다:

(a) 수용액 또는 현탁액의 총량을 기준으로 0.1 내지 60중량%의 건조 질량을 갖는 식물 고무의 수용액 또는 현탁액을 제조하는 단계(이때, 식물 고무는 일정한 단백질 부분을 가짐);

(b) 식물 고무의 단백질 부분을, 단백질 부분의 30% 이하, 바람직하게는 약 1 내지 약 30%의 가수분해도가 수득될 때까지 가수분해하고/하거나, 식물 고무의 다당류 부분을, 다당류 부분의 50% 이하, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 20%의 가수분해도가 수득될 때까지 가수분해하는 단계;

(c) 가수분해물을 선택적으로 분별하는 단계; 및

(d) 선택적으로 분별된 가수분해물을 고체 형태로 전환시키는 단계.

단계 (a) 내지 (d)는 이후 보다 상세히 설명된다. 상기 단계 (A) 내지 (D)의 설명에 따른 부분 및 이에 언급된 바람직한 양태를 참조한다.

단계 (a)

상기 단계에 사용하기에 적합한 식물 고무(다당류 기제의 하이드로콜로이드) 및 이의 바람직한 예가 상기 단계 (A)의 설명에 언급되어 있다. 식물 고무의 단백질 부분은 통상적으로 식물 고무의 총 중량을 기준으로 약 10 중량% 이하, 특별히 약 6 중량% 이하, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 6 중량%, 보다 바람직하게는 약 4 중량% 이하, 보다 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 4 중량%, 가장 바람직하게는 약 2 내지 약 4 중량%이다.

단계 (b)

단계 (b)의 가수분해(단백질 부분의 가수분해)는 식물 고무 용액 또는 현탁액의 pH를 약 2 내지 약 10, 바람직하게는 약 2 내지 약 9, 보다 바람직하게는 약 4 내지 약 8로 조정함으로써 달성될 수 있다. 본 발명의 한 바람직한 실시양태에서, 추가로 단백질분해효소가 이러한 조정된 용액/현탁액에 첨가된다.

본 발명의 보다 바람직한 실시양태에서, 식물 고무의 단백질 부분 뿐만 아니라 식물 고무의 당/다당류 부분이 가수분해된다. 이는 단백질분해효소의 첨가 이후, 이전 또는 이와 동시에 글리코실라아제를 식물 고무의 수용액 또는 현탁액에 첨가함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 식물 고무의 당/다당류 부분만이 가수분해된다. 이는 식물 고무의 수용액 또는 현탁액에 글리코실라아제를 첨가함으로써 달성될 수 있다.

상기 단계에 사용하기에 적합한 단백질분해효소 및 글리코실라아제, 및 이의 바람직한 예는 상기 단계 (A)의 설명에 언급되어 있다.

단백질분해효소 및/또는 글리코실라아제의 양은, 각각 서로 독립적으로, 식물 고무의 건조 중량을 기준으로 바람직하게는 약 0.01 내지 약 10 중량%이다.

통상적으로, 단계 (b)는 약 5 내지 약 12O℃, 바람직하게는 약 5 내지 약 7O℃, 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 55℃의 온도에서 수행된다.

바람직하게는, 단계 (b)는 식물 고무 용액 또는 현탁액의 단백질 부분이 약 1% 내지 약 10% 정도로 가수분해되고/되거나, 식물 고무의 다당류 부분이 약 1% 내지 약 5% 정도로 가수분해될 경우 중단된다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 단계 (b)는, 식물 고무의 단백질 부분이 0.05 내지 1% 정도로 가수분해되고, 선택적으로 식물 고무의 다당류 부분이 50% 이하, 바람직하게는 약 0.05% 내지 약 20%, 보다 바람직하게는 약 1% 내지 약 5% 정도로 가수분해될 경우 중단된다.

절대 가수분해도는 당분야의 숙련가에게 공지된 방식으로, 예를 들면 피터센, 니엘센 및 댐브맨의 문헌["OPA 반응에 기초한 가수분해도(DH)의 결정(Determination of the Degree of Hydrolysis (DH) based on OPA Reaction)", ED-9512723, Novo Nordisk A/S, Dec. 1995]; 피터센, 니엘센 및 댐브맨의 문헌[Journal of Food Science 2001, 66 (5). 642-646]("식품 단백질 가수분해도를 측정하기 위한 개선된 방법(Improved method for determining food protein degree of hydrolysis.)"); 및 프리스터, 마이셀, 슐리메의 문헌["N,N-다이메틸-2-머캅토에틸암모늄 클로라이드를 티올 성분으로서 사용함으로써 변형된 OPA 방법(OPA method modified by use of N,N-dimethyl-2-mercaptoethylammonium chloride as thiol component)", Fresenius J. Anal. Chem. 330 (1988) 631]에 기재된 바와 같이 측정될 수 있다. 단백질 함량이 낮은 식물 고무, 예컨대 아카시아 세네갈 또는 아카시아 세얄로부터의 아카시아 고무(아라비아 고무)에 대해 앞서 이미 언급된 바와 같이, 낮은 가수분해도, 즉 5% 이하, 바람직하게는 0.05% 내지 2%, 보다 바람직하게는 0.05% 내지 1%의 가수분해도는 바람직하게는 실시예 7 및 8에 기재된 바와 같은 변형된 OPA 방법에 의해 결정될 수 있다. 상대 가수분해도(다당류 부분에 대함)는 오스몰농도에 의해 결정될 수 있다(드즈보칵 및 지아즈카의 문헌[Journal of food science, 1999, 64(3) 393-395]; 또한 실시예 9 참조).

반응은, 무기산, 유기산 또는 염기가 사용될 경우 용액 또는 현탁액을 중화시킴으로써, 또는 바람직하게는 식물 고무의 단백질 부분을 가수분해하는데 사용될 수 있는 단백질분해효소를 변성시키도록 가열함으로써 중단될 수 있다. 글리코실라아제의 반응은 동일한 방식으로 중단될 수 있다.

단계 (c) 및 (d)

상기 단계 (C) 및 (D)에 대한 설명을 참조한다.

본 발명의 상기 방법의 바람직한 실시양태

본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서, 식물 고무는 단백질분해효소를 사용함으로써 효소적으로 가수분해될 뿐만 아니라, 소위 글리코실라아제라고 지칭되는 다당류-분열 효소를 사용하여 추가로 효소 처리된다. 상기 절차는 단백질분해효소와 배양처리된 후 개질된 식물 고무의 수용액 또는 현택액으로, 또는 개질된 식물 고무의 고체 형태로 수행될 수 있다. 본 발명의 추가의 양태에서, 식물 고무는 제 1 단계에서 다당류-분열 효소를 사용하고, 선택적으로 이렇게 수득된 개질된 식물 고무를 제 2 단계에서 단백질분해효소를 사용하여 효소적 가수분해함으로써 효소 처리될 수 있다. 다당류-분열 효소를 사용함에 의한 효소 처리는, 식물 고무 또는 앞서 기재된 바와 같은 개질된 식물 고무의 용액 또는 현탁액의 pH를 약 2 내지 약 9, 바람직하게는 약 4 내지 약 8로, 예를 들면 0.1 내지 5M, 바람직하게는 0.5 내지 2M의 유기산 및/또는 무기산, 또는 염기, 예컨대 염산 및 수산화나트륨을 각각 첨가함으로써 조정하여 수행될 수 있고, 이때 바람직하게는 온도는 약 20 내지 약 60℃, 특별히 약 30 내지 약 40℃, 구체적으로 약 35℃로 조정된다. 사용된 효소는 특정 당 단위에 별개의 활성을 갖는 펙틴분해제일 수 있거나, 혼합되고/되거나 부차적인 활성을 갖는 효소 제제가 사용될 수 있다. 효소는 첨가되어 식물 고무의 건조 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 약 1 중량%의 농도를 제공한다. 효소적 가수분해는 1 내지 600분 동안, 최종 생성물에서 목적하는 유화 특성이 도달될 때까지 수행된다. 그런 다음, 효소는 적합하게는 배양처리 배치를 가열함으로써 불활성화된다.

본 발명의 방법의 한 바람직한 실시양태에서, 단백질분해효소 및 글리코실라아제의 효소 혼합물은 한번에 첨가된다. 효소적 가수분해는 또한 단계적으로 수행될 수도 있다. 예를 들면, 효소 혼합물은 배양처리 배치에, 예를 들면 1%의 양으로 첨가되고, 이때, 예를 들면 5 내지 10분 후에(35℃의 온도에서), 먼저 첨가된 효소 혼합물과 동일하거나 상이할 수 있는 추가의 효소 혼합물을 2%의 양으로 첨가하고, 이때 식물 고무는 35℃에서 10분 동안 가수분해된다.

특히, 상기 기재된 식물 고무의 개질을 위한 본 발명에 따른 방법은 고무의 기능적 특성을 전체적으로 개선시키고, 예컨대 유화 특성을 보다 양호하게 하고, 일반적으로 수용액중 용해도를 보다 높고 빠르게 하며, 예를 들면 pH 및 대이온에 대한 감수성을 보다 낮출 뿐만 아니라, 차가운 물에서의 용해도, 온도 저항성 및 필름 형성 특성을 보다 양호하게 할 수 있다.

본 발명의 추가의 양태는 상기 기재된 본 발명에 따른 방법에 의해 수득되는 개질된 식물 고무, 뿐만 아니라 단백질 부분이 약 30% 이하, 바람직하게는 약 1 내지 약 30%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 10%, 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 5%로 가수분해된 개질된 식물 고무이다. 본 발명의 또다른 양태는 상기 기재된 본 발명에 따른 방법에 의해 수득되는 개질된 식물 고무, 뿐만 아니라 단백질 부분이 0.05 내지 1%로 가수분해된 개질된 식물 고무이다. 이러한 개질된 식물 고무는 바람직하게는 가수분해 이전에 식물 고무의 총 중량을 기준으로 약 10 중량% 이하, 특별히 약 6 중량% 이하, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 6 중량%, 보다 바람직하게는 약 4 중량% 이하, 보다 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 4 중량%, 가장 바람직하게는 약 2 내지 약 4 중량%의 단백질 부분을 갖는다.

본 발명의 또다른 양태는 다당류가 약 50% 이하, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 20%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 5% 정도로 가수분해된 개질된 식물 고무이다.

본 발명의 추가의 양태는 단백질 부분이 약 30% 이하, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 30%, 보다 바람직하게는 약 0.05 내지 약 10%, 가장 바람직하게는 약 0.05 내지 약 5% 정도로 가수분해되고, 다당류 부분이 약 50% 이하, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 20%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 5% 정도로 가수분해된, 상기 기재된 본 발명에 따른 방법에 의해 수득되는 개질된 식물 고무이다.

본 발명에 따른 조성물의 제조 방법

추가로 본 발명은 하기 단계를 포함하는 상기 기재된 바와 같은 조성물의 제조 방법에 관한 것이다:

(I) 개질된 식물 고무, 바람직하게는 단계 (a) 내지 (d)를 포함하는 상기 기재된 본 발명의 방법에 의해 수득되는 개질된 식물 고무의 수용액 또는 콜로이드 용액을 제조하는 단계;

(II) 1종 이상의 수용성 부형제 및/또는 보조제를 단계 (I)에서 제조된 용액에 선택적으로 첨가하는 단계;

(III) 1종 이상의 활성 성분, 바람직하게는 1종 이상의 지용성 활성 성분 및/또는 착색제, 및 선택적으로 1종 이상의 지용성 보조제의 용액 또는 분산액을 제조하는 단계;

(IV) 단계 (I) 내지 (III)에서 제조된 용액을 서로 혼합하는 단계;

(V) 이렇게 생성된 혼합물을 균질화하는 단계;

(VI) 환원당, (당)단백질, 단백질 가수분해물 및 (당)펩타이드로 이루어진 군으로부터 선택된 가교결합제를 선택적으로 첨가하는 단계;

(VII) 단계 (V) 및/또는 (VI)에서 수득된 분산액을 분말로 선택적으로 전환시키는 단계;

(VIII) 단계 (VII)에서 수득된 분말을 선택적으로 건조시키는 단계; 및

(IX) 건조 분말을 선택적으로 열 처리하거나 효소 처리하여 개질된 식물 고무를 가교결합시키는 단계.

본 발명의 조성물의 상기 제조 방법은, 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물의 강화, 보강 및/또는 착색을 위한 (지용성) 활성 성분 및/또는 착색제 조성물의 매트릭스-기제 조성물의 제조에 대해, 예를 들면 유럽 특허 출원 EP-A 제0 285 682호, EP-A 제0 347 751호, EP-A 제0 966 889호, EP-A 제1 066 761호, EP-A 제1 106 174호, 국제 특허출원 공개공보 WO 제98/15195호, EP-A 제0 937 412호, EP-A 제0 065 193호 또는 상응하는 미국 특허 US 제4,522,743호, 제WO 02/102298호, EP-A 제1 300 394호 및 EP-A 제0 347 751호(이들의 내용은 본원에 참고로 인용됨)에 개시된 바와 같은 방식에 따라 수행될 수 있다.

단계 (II)

수용성 부형제 및/또는 보조제의 예는 단당류, 이당류, 올리고당류 및 다당류, 글리세롤 및 수용성 산화방지제이다. 이들의 예는 상기 제시되어 있다.

단계 (III)

(지용성) 활성 성분 및/또는 착색제, 및 선택적인 지용성 부형제 및 보조제는 그대로, 또는 트라이글리세라이드 및/또는 (유기) 용매중에 용해되거나 현탁되어 사용된다.

적합한 유기 용매는 할로겐화된 지방족 탄화수소, 지방족 에터, 지방족 및 환형 카보네이트, 지방족 에스터 및 환형 에스터(락톤), 지방족 및 환형 케톤, 지방족 알콜 및 이의 혼합물이다.

할로겐화된 지방족 탄화수소의 예는 단일할로겐화되거나 다중할로겐화된 선형, 분지형 또는 환형 C ₁ - 내지 C ₁₅ -알칸이다. 특히 바람직한 예는 단일- 또는 다중-염소화되거나, 브롬화된 선형, 분지형 또는 환형 C ₁ - 내지 C ₁₅ -알칸이다. 단일- 또는 다중-염소화된 선형, 분지형 또는 환형 C ₁ - 내지 C ₁₅ -알칸이 보다 바람직하다. 메틸렌 클로라이드 및 클로로폼이 가장 바람직하다.

지방족 에스터 및 환형 에스터(락톤)의 예는 에틸 아세테이트, 아이소프로필 아세테이트 및 n-부틸 아세테이트; 및 γ-부티로락톤이다.

지방족 및 환형 케톤의 예는 아세톤, 다이에틸 케톤 및 아이소부틸 메틸 케톤; 및 사이클로펜타논 및 아이소포론이다.

환형 카보네이트의 예는 특별히 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트, 및 이의 혼합물이다.

지방족 에터의 예는 다이알킬 에터이고, 여기서 알킬 잔기는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다. 한 바람직한 예는 다이메틸 에터이다.

지방족 알콜의 예는 에탄올, 아이소-프로판올, 프로판올 및 부탄올이다.

추가로, 임의의 오일(트라이글리세라이드), 오렌지유, 리모넨(limonen) 등 및 물이 용매로서 사용될 수 있다.

단계 (IV)

이후, (지용성) 활성 성분 및/또는 착색제, 또는 이의 용액 또는 분산액은 각각 교반하에 수성 (콜로이드성) 용액으로 첨가된다.

단계 (V)

균질화를 위해, 통상의 기법, 예컨대 고압 균질화, 고전단 유화(회전자-고정자 시스템), 미소화(micronisation), 습식 제분, 미소채널(microchanel) 유화, 막 유화 또는 초음파가 적용될 수 있다. 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물의 강화, 보강 및/또는 착색을 위한 (지용성) 활성 성분 및/또는 착색제를 함유한 조성물의 제조를 위해 사용되는 기타 기법은 유럽 특허 출원 EP-A 제0 937 412호(특히 문단 [0008], [0014], [0015], [0022] 내지 [0028]), EP-A 제1 008 380호(특히 문단 [0005], [0007], [0008], [0012], [0022], [0023] 내지 [0039]), 및 미국 특허 US 제6,093,348호(특히 제 2 칼럼, 24행 내지 제 3 칼럼, 32행; 제 3 칼럼, 48행 내지 65행; 제 4 칼럼, 53행 내지 제 6 칼럼, 60행)(이들의 내용은 본원에 참고로 인용됨)에 개시되어 있다.

단계 (VI)

가교결합제가 첨가되고 분말이 필요한 경우, 조성물은 건조되기 전에 열 처리 또는 효소 처리된다.

단계 (VII) 및 (VIII)

이렇게 수득된 분산액(이는 수중유적형 분산액임)은, 유기 용매의 제거 후(존재할 경우), 임의의 통상의 기법, 예컨대 분무 건조, 유동층 과립화와 조합된 분무 건조(이는 유동화 분무 건조 또는 ESD로도 흔히 공지됨) 또는 분말-캐치(catch) 기법(이로 인해 분무된 유화액 소적은 흡수제, 예컨대 전분의 층내에 붙잡힘)에 의해 고체 조성물, 예를 들면 무수 분말로 전환되고, 이후 건조될 수 있다. 건조는 약 100 내지 약 250℃, 바람직하게는 약 15O 내지 약 200℃, 보다 바람직하게는 약 160 내지 약 190℃의 유입 온도, 및/또는 약 45 내지 약 160℃, 바람직하게는 약 55 내지 약 110℃, 보다 바람직하게는 약 65 내지 약 95℃의 유출 온도에서 수행될 수 있다.

단계 (IX)

단계 (VIII)에 따른 열 또는 효소 처리는 이미 앞서 기재된 바와 같이 수행될 수 있다. 단계 (VI)에서 수득된 분산액이 효소 처리될 경우, 단계 IX)는 임의의 건조 이전에, 즉 단계 (VIII) 이전에 수행된다.

액체 및 고체 생성물 형태, 예컨대 수중유적형 현탁액, 수중유적형 유화액 또는 분말의 제조를 위해, 본원에 사용된 하이드로콜로이드가 다기능성 성분으로서 작용한다. 이러한 목적을 위해, 이들 하이드로콜로이드는 광범위한 기능적 특성, 예컨대 우수한 분산 안정화 특성, 높은 유화 용량 및 효능(후자는 분산액의 내부상의 입자 크기 분포와 상관됨), 높은 용해도 및 수용액에서 적합한 점도, 열 안정성, pH, 이온 강도 및 전하에 대한 낮은 감수성, 탁월한 필름-형성 특성, 뿐만 아니라 고체 생성물 형태에서 허용가능한 기체 및 수증기 차단 특성을 나타내어야 한다.

본 발명은 또한 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물의 강화, 보강 및/또는 착색을 위한 상기 기재된 바와 같은 조성물의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 다른 양태는 상기 기재된 바와 같은 조성물을 함유하는 식품, 음료, 사료, 화장품 또는 약학 조성물이다.

본 발명의 생성물 형태가 착색제 또는 기능적 성분으로서 사용될 수 있는 음료는 탄산가스 포화 음료, 예를 들면 풍미가 더해진 셀처 탄산수(seltzer waters), 소프트 드링크(soft drinks) 또는 미네랄 드링크(mineral drinks), 뿐만 아니라 비-탄산가스 포화 음료, 예를 들면 풍미가 더해진 물, 과일 주스, 과일 펀치(fruit punches) 및 이들 음료의 농축 형태일 수 있다. 이들은 천연 과일 또는 야채 주스, 또는 인공 풍미에 기초할 수 있다. 또한, 알콜성 음료 및 인스턴트 음료 분말이 포함될 수 있다. 더욱이, 당 함유 음료, 칼로리가 없고 인공 감미료를 갖는 다이어트 음료가 또한 포함된다.

추가로, 천연 원료 또는 합성 원료로부터 수득된 유제품(dairy products)은 식품 제품의 범주에 속하고, 이때 본 발명의 생성물 형태는 착색제 또는 기능성 성분으로서 사용될 수 있다. 이러한 제품의 전형적인 예는 우유 드링크, 아이스크림, 치즈, 요거트 등이다. 우유 대체 제품, 예컨대 두유 드링크 및 두부 제품 또한 본원의 상기 범위내에 포함된다.

또한, 본 발명의 생성물 형태를 착색제 또는 기능성 성분으로서 함유하는 사탕과자류, 예컨대 과자 제품, 사탕, 검, 디저트, 예컨대 아이스크림, 젤리, 푸딩, 인스턴트 푸딩 분말 등이 포함된다.

또한, 본 발명의 생성물 형태를 착색제 또는 기능성 성분으로서 함유하는 시리얼, 스낵, 쿠키, 파스타, 스프, 및 소스, 마요네즈, 샐러드 드레싱 등도 포함된다. 추가로, 유제품 및 시리얼을 위해 사용되는 과일 제조물 또한 포함된다.

본 발명의 생성물 형태를 통해 식품 제품에 첨가되는 (지용성) 활성 성분 및/또는 착색제의 최종 농도는 식품 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 500ppm, 구체적으로 약 1 내지 약 50ppm이고, 이는 착색되거나 강화될 특정 식품 제품, 및 착색 또는 강화의 의도된 등급에 따라 좌우된다.

본 발명의 식품 조성물은 바람직하게는 식품 제품에 (지용성) 활성 성분 및/또는 착색제를 본 발명의 조성물의 형태로 첨가함으로써 수득된다. 식품 또는 약학 제품의 착색 또는 강화를 위해, 본 발명의 조성물은 수분산성 고체 생성물 형태의 적용을 위해 그 자체로 공지된 방법에 따라 사용될 수 있다.

일반적으로, 조성물은 특정 용도에 따라 수성 스톡(stock) 용액, 건조 분말 믹스 또는 기타 적합한 식품 성분과의 예비-블렌드로서 첨가될 수 있다. 혼합은, 최종 용도의 배합물에 따라, 예를 들면 건조 분말 블렌더, 저 전단 혼합기, 고압 균질화기 또는 고 전단 혼합기를 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 기법은 숙련가의 기술내에 속함을 쉽게 알 것이다.

조성물이 착색제로서 사용되는 약학 조성물, 예컨대 정제 또는 캡슐 또한 본 발명의 범주내에 속한다. 정제의 착색은 액체 또는 고체 착색제 조성물의 형태인 생성물 형태를 정제 코팅 혼합물에 별도로 첨가하거나, 또는 착색제 조성물을 정제 코팅 혼합물의 성분들중 하나에 첨가함으로써 달성될 수 있다. 착색된 경질 또는 연질-쉘 캡슐은 착색제 조성물을 캡슐 매스(mass)의 수용액에 혼입함으로써 제조될 수 있다.

조성물이 활성 성분으로서 사용되는 약학 조성물, 예컨대 정제, 예를 들면 씹어먹는 정제, 비등성 정제 또는 필름코팅된 정제 또는 캡슐, 예컨대 경질 쉘 캡슐 또한 본 발명의 범주내에 속한다. 생성물 형태는 전형적으로 캡슐의 제조를 위해 그 자체로 공지된 방식으로 캡슐내로 충전되거나, 분말로서 정제 혼합물에 첨가된다.

조성물이 염색을 위한 착색제로서 사용되거나(예를 들면, 난황, 식용 가금류, 브로일러 또는 수생 동물용) 활성 성분으로서 사용되는 동물 사료 제품, 예컨대 영양 성분들의 프리믹스(premix), 배합 사료, 우유 대체제, 액상 규정식 또는 사료 제제 또한 본 발명의 범주내에 속한다.

또한, 조성물이 착색제 또는 활성 성분으로 사용되는 화장품, 세면용품, 및 피부용품, 즉 피부 및 헤어 케어 제품, 예컨대 크림, 로션, 목욕제품, 립스틱, 샴푸, 컨디셔너, 스프레이 또는 겔도 본 발명의 범주내에 속한다.

하기 비제한적인 실시예는 본 발명을 추가로 예시한다.

실시예 1

수성 현탁액의 총량을 기준으로 30중량%의 건조 질량을 갖는, 아카시아 세네갈로부터의 식물 고무의 수성 현탁액을 0.5N NaOH로 pH 6으로 조정하고, 35℃의 온도로 조정한다. 이후, 수성 현탁액의 총량을 기준으로 1.0중량%의, 아스퍼길러스 오리자에로부터의 단백질분해효소, 예를 들면 g당 500 로이신 아미노 펩티다아제 유닛(Leucine Amino Peptidase Units per gram)(500 LAPU/g)의 활성을 갖는 효소 제제 플라보자임(등록상표) 500 L(덴바크 백스바에르드 소재의 노보자임스 제품)을 첨가한다. 효소적 가수분해 동안, pH를 0.5N NaOH 용액의 첨가에 의해 유지시키고, 온도를 35℃로 유지시킨다. 5 내지 10분의 반응 시간 이후, 현탁액을 85℃로 10분 동안 가열함으로써 단백질분해효소를 불활성화시킨다. 용액을 10 내지 1000 kDa의 공칭 분자량을 걸러내는 막을 사용하여 한외여과함으로써 정제한다. 용액을 70 내지 80℃의 생성물 온도에서 분무-건조하고, 이때 유입 온도는 160 내지 190℃ 이다.

실시예 2

수성 현탁액의 총량을 기준으로 10중량%의 건조 질량을 갖는, 아카시아 세네갈로부터의 식물 고무의 수성 현탁액을 0.5N NaOH로 pH 7.4로 조정하고, 20℃의 온도로 조정한다. 이후, 수성 현탁액의 총량을 기준으로 0.2중량%의, 바실러스 리케니포미스로부터 생성된 단백질분해효소, 예를 들면 노보자임스(덴마크 백스바에르드 소재)로부터 알칼라아제(등록상표) 2.4L로서 시판되는 서브틸리신 칼스버그(Subtilisin Carlsberg)를 첨가한다. 효소적 가수분해 동안, pH를 0.5N NaOH 용액의 첨가에 의해 일정하게 유지시키고, 온도를 20℃로 유지시킨다. 10분의 반응 시간 이후, 현탁액을 85℃로 10분 동안 가열함으로써 단백질분해효소를 불활성화시킨다. 용액을 100 kDa의 공칭 분자량을 걸러내는 폴리설폰-막을 사용하여 한외여과함으로써 정제한다. 용액을 68 내지 75℃의 생성물 온도에서 분무-건조하고, 이때 유입 온도는 160 내지 190℃이다.

실시예 3

수성 현탁액의 총량을 기준으로 20중량%의 건조 질량을 갖는, 아카시아 세네갈로부터의 식물 고무의 수성 현탁액을 0.5N NaOH로 pH 6으로 조정하고, 35℃의 온도로 조정한다. 10 내지 30분후, 용액을 10 내지 100kDa의 공칭 분자량을 걸러내는 막을 사용하여 한외여과함으로써 정제한다. 용액을 70 내지 80℃의 생성물 온도에서 분무-건조하고, 이때 유입 온도는 160 내지 190℃이다.

실시예 4

개질된 식물 고무 및 β-카로틴을 포함하는 조성물을 다음과 같이 제조한다:

(a) (오일계) 용액 A의 제조:

9.7g의 옥수수유 및 2.7g의 dl-α-토코페롤을 혼합하였다. 8.9g의 결정질 β-카로틴을 120ml의 클로로폼(트라이클로로메탄)에 분산시키고, 생성된 분산액을 옥수수유 및 토코페롤의 혼합물에 첨가하였다. 혼합물을 온화하게 교반하면서 동시에 약 65℃로 가열하여 용액을 수득하였다.

(b) (수성) 용액 B의 제조:

아카시아 세네갈로부터 제조된 111.0g의 식물 고무 퀵 검(등록상표)(알프레드 엘. 볼프; 독일 햄버그 소재)의 건조 분말을 후속적으로 220ml의 탈이온수와 실온에서 혼합하였다. 교반하에 혼합물을 35℃로 가열하고, 18.2ml의 0.5N 수산화나트륨 용액을 첨가하여 혼합물의 pH를 6.0으로 맞추었다. 1.0ml의 단백질분해효소 플라보자임(등록상표)(노보자임 제품)을 첨가하고, 용액의 균질한 가수분해를 달성하기 위해 혼합물을 10분 동안 교반하고, 0.5N 수산화나트륨 용액을 첨가하여 pH를 유지시켰다(pH-유지-방법). 용액을 85℃로 10분 동안 가열하여 효소를 불활성화시켰다. 그런 다음, 용액을 35℃로 냉각하였다. 4.1ml의 0.5N 염산을 첨가하여, 혼합물의 pH를 5.0으로 맞추고, 35℃에서 유지시켰다. 효소 처리의 제 2 단계에서, 80:20의 부피비의 펙틴분해제 펙티넥스 울트라(Pectinex Ultra) SP-L(등록상표) 및 쉬어자임(등록상표)의 혼합물(둘다 덴마크 백스바에르드 소재의 노보자임스 제품) 1.0ml을 첨가하고, 용액의 균질한 가수분해를 달성하기 위해 혼합물을 30분 동안 교반하였다. 용액을 85℃로 10분 동안 가열하여 효소를 불활성화시켰다. 그런 다 음, 용액을 50℃로 냉각하였다.

(c) 용액 A 및 B로부터 유화액의 제조:

격렬한 교반하에, 용액 A를 용액 B에 50℃에서 첨가하고, 분산액을 추가의 30분 동안 격렬히 교반하였다. 교반된 분산액을 50 내지 55℃에서 30분 동안 유지시켰다. 잔류 트라이클로로메탄을 50 내지 55℃에서 제거하였다. 갇힌 공기 버블을 원심분리에 의해 제거한 후, 유화액을 50 내지 55℃에서 수 분 동안 온화하게 교반한 다음, 내부상의 입자 크기에 대해 특징지워졌다. 유화액의 내부상의 평균 입자 크기[사우터 직경(Sauter diameter), D[3, 2]]는 레이저 회절[맬버른 마스터사이저(Malvern Mastersizer)]에 의해 측정될 경우 430 내지 480nm였다.

실시예 5

개질된 식물 고무 및 β-카로틴을 포함하는 조성물은 다음과 같이 제조된다:

(a) (오일계) 용액 A의 제조:

실시예 4 (a)에 기재된 바와 같이 제조하였다.

(b) (수성) 용액 B의 제조:

실시예 2에 따른 식물 고무로부터 제조된 110g의 개질된 식물 고무의 건조 분말을 후속적으로 220ml의 탈이온수와 실온에서 혼합하였다. 현탁액을 120분 동안 교반하였다.

(c) 용액 A 및 B로부터 유화액의 제조:

격렬한 교반하에, 용액 A를 용액 B에 50℃에서 첨가하고, 분산액을 추가의 30분 동안 격렬히 교반하였다. 교반된 분산액을 50 내지 55℃에서 30분 동안 유지 시켰다. 잔류 트라이클로로메탄을 50 내지 55℃에서 제거하였다. 갇힌 공기 버블을 원심분리에 의해 제거한 후, 유화액을 50 내지 55℃에서 수 분 동안 온화하게 교반한 다음, 내부상의 입자 크기에 대해 특징지워졌다. 유화액의 내부상의 평균 입자 크기(D[3, 2])는 레이저 회절(맬버른 마스터사이저)에 의해 측정될 경우 40 내지 410nm였다.

(d) 유화액으로부터 고체 조성물의 제조

유화액을 옥수수전분의 예비-냉각된 유동층에 분무하였다. 과량의 옥수수전분을 체질에 의해 제거하고, 수득된 분말을 공기 스트림중에서 실온에서 약 2 시간 동안 건조시켰다. 체질은 0.16 내지 0.50mm 범위의 분말 입자 분별물(대략 250g)을 수거하였고, 수성 분산액에서의 카로티노이드 함량, 색 강도 및 색조, 옥수수전분의 함량 및 잔류물의 습도에 대해 특징지워졌다.

수득된 분말은 자외선/가시광선-분광학(HPLC)에 의해 측정될 경우 4.9 중량%(3.9 중량%)의 Β-카로틴 함량, 37.0 중량%의 옥수수전분 함량 및 8.2 중량%의 잔류수 함량을 가졌다. 분말을 탈이온수에 분산시키고, 탈이온수에 대하여 1cm 석영 정밀 셀에서 감광을 측정하였다. β-카로틴의 5ppm 분산액의 경우, 536nm 파장에서 314의 감광이 계산되었다[E (1%, 1cm) = 314]. 헌터랩 울트라스캔 분광비색계(Hunterlab Ultrascan Spectrocolorimeter)(1cm, TTRAN)에 의하여 β-카로틴의 5ppm 분산액에 대한 색 값 L ^* =87.1, a ^* =12.9 및 b ^* =7.4가 CIE-시스템(맥아담(DL MacAdam)의 문헌[Color Measurement, second edition, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, New York, Tokyo, 1985, pages 160 to 221] 참조)에 따라 측정되었다. a ^* 및 b ^* 의 값에 기초하여, 포화 (색도 값) C ^* =14.9에서 색조 각 h ^* =30.0ㅀ이 계산될 수 있다.

실시예 6

실시예 1, 2 또는 3에 따라 수득된 238g의 개질된 식물 고무, 50g의 수크로즈 및 282g의 말토덱스트린(DE 20 내지 23)의 건조 프리믹스를 제조하였다. 건조 프리믹스를 700ml의 탈이온수에 60℃에서 용해시켰다. 고체의 용해가 완료된 후, 7.2g의 아스코브산 나트륨을 혼합물에 첨가하였다(= 용액 A).

110g의 트라이글리세라이드(MCT) 및 0.7g의 dl-α-토코페롤을 혼합하고 170℃로 가열하였다. 후속적으로, 31g의 β-카로틴을 트라이글리세라이드 및 토코페롤의 혼합물에 현탁시켰다. 약 10분 동안 170℃에서 교반함으로써, β-카로틴의 투명한 용액을 수득하였다(= 용액 B).

용액 A를 약 80℃로 가열하고, 온화하게 교반하면서 용액 B를 용액 A에 첨가하여 조질의 유화액을 제조하였다. 예비유화액을 300 bar에서 2개의 통로[APV 스위처랜드 아게(Switzerland AG)(CH-3076 워브)의 APV 랩 호모지나이저 타입 가울린 랩(Lab Homogenizer Type Gaulin Lab) 40-10 RBFI] 내에서 고압 균질화 처리함으로써 미세 유화액을 수득하였다. 유화액을 실험실용 분무 건조기[GEA 니로(Niro) A/S(DK-2860 쇠보그)의 모바일 마이너(Mobile Minor)]에서 200 내지 210℃의 유입 온도 및 70 내지 75℃의 유출 온도에서 분무-건조시켰다. 분무-건조된 분말을 진 공 오븐에서 실온에서 하룻밤 건조시켰다. 미세 분말을 수득하였다.

실시예 7

아라비아 고무에 대한 보정 인자 α 및 β의 결정

상기 식에서,

DH는 가수분해도이고;

h는 가수분해된 펩타이드 결합의 수이고;

H _tot 은 펩타이드 결합의 총 수이다.

h _tot [밀리당량(milli equivalents: meqv) 세린-NH ₂ /g; meqv Serin-NH ₂ /g]는 단백질의 아미노산 조성을 지칭하고, 단백질 1g당 개별 아미노산 조성의 아미노산의 양(밀리몰)의 합계로서 계산된다(아들러-니센(J. Adler-Nissen)의 문헌["식품 단백질의 효소적 가수분해(Enzymic Hydrolysis of food proteins)"; Elsevier Allied Science Publishers, London 1986, p. 115-131]).

란달(RC Randall), 필립스(GO Phillips) 및 윌리암스(PA Williams)의 문헌[Food Hydrocolloids 1989, 3(1), p. 65-75, Table III, entries "this study" and "reference 19"]에 제시된 아미노산 조성에 의한 계산 결과, 아라비아 세네갈 고무의 h _tot 는 각각 8.128 meqv/g 단백질 및 8.258 meqv/g 단백질이다. 오스만(ME Osman) 등의 문헌[Phytochemistry 1995, 38(2), p. 409-417]에 제시된 아미노산 조성이 계산의 기초로 채택되는 경우, h _tot 는 8.292 meqv/g 단백질이다. 평균 h _tot (이들 3가지 데이터의 평균)는 아라비아 세네갈 고무의 경우 8.226 meqv/g 단백질이다. 따라서, 추가의 계산은 상기 수치에 기초한다.

또한, 총 가수분해물의 분석을 통해 아미노산 조성을 결정하고 이러한 실험적으로 결정된 데이터에 기초하여 h _tot 를 계산할 수 있다:

보다 정확한 결과를 얻기 위해, 보정 인자 α 및 β를 실험적으로 결정하였다. 이를 위해, 하기 값이 공지되어야 한다: h _tot , 천연 아라비아고무(단백질 함량이 낮은 천연 식물 고무)의 흡수도 및 완전히 가수분해된 아라비아 고무(단백질 함량이 낮은 완전히 가수분해된 식물 고무)의 흡수도.

세린-NH ₂ = meqv 세린-NH ₂ /g 단백질, 즉 단백질 1g당 유리 아미노산 기의 수는 피터센, 니엘센 및 댐브맨의 문헌[Determination of the Degree of Hydrolysis based on OPA reaction, ED-9512723, Novo Nordisk A/S, 1995]; 및 피터센, 니엘센, 및 댐브맨의 문헌[Journal of Food Science 2001, 66 (5). 642-646 ("식품 단백질의 가수분해도를 측정하기 위한 개선된 방법(Improved method for determining food protein degree of hydrolysis.)")]에 따라 다음과 같이 계산된다:

상기 식에서,

Abs _샘플 은 측정된 샘플의 흡수도이고;

Abs _대조물 은 대조 샘플의 흡수도이고;

Abs _표준물 은 세린의 표준 용액의 흡수도이고;

X는 샘플의 중량(g)이고;

P는 샘플의 단백질 함량이고;

V는 샘플 용액의 부피(l)이되, 본 실시예에서는 0.1l이다.

DH의 결정은 프리스터, 마이셀 및 슐리메의 문헌[Anal. Chem. 1988, 330, 631-633]에 개시된 바와 같은 변형된 OPA 반응에 기초하였다.

(a) OPA 용액의 제조

용액 1: 7.620g의 보락스(Borax)를 100g의 탈염수(demineralised water)에 용해시켰다.

용액 2: 0.160g의 오르토-프탈다이알데하이드(OPA)를 4ml의 에탄올에 용해시켰다.

용액 3: 0.400g의 N,N-다이메틸-2-머캅토에틸암모늄 클로라이드(= "DMMAC")를 소량의 탈염수에 용해시켰다.

모든 용액 1 내지 3을 함께 200ml의 플라스크에 투입하였다. 0.200g의 소디 움 도데실 설페이트(= "SDS")를 첨가하고, 탈염수를 첨가하여 총 200ml의 OPA 용액을 수득하였다. 빛이 없는 상태에서, OPA 용액을 1주일 동안 저장할 수 있었다.

(b) 샘플, 대조용 샘플 및 세린의 표준 용액의 제조, 및 이들의 흡수도 측정

천연 아라비아 고무, 뿐만 아니라 완전히 가수분해된 아라비아 고무를 시험하였다(단백질 함량이 낮은 다른 식물 고무 또한 적절히 측정될 수 있음). 0.1mg의 분말성 아라비아 고무(단백질 함량이 낮은 식물 고무의 경우, 단백질 함량이 높은 식물 고무에 비해 10배량이 사용되는 것이 권고됨)에 10중량%의 SDS 수용액을 첨가하고, 혼합물을 10분 동안 90℃에서 교반하였다. 용액에 탈염수를 넣어 총 100ml로 맞춘 후, 10분 동안 10750g에서 원심분리하고 0.45㎛ 필터상에서 여과하였다. 400㎕의 상기 생성된 용액에 3ml의 OPA 용액을 첨가하였다. 혼합물을 교반한 다음, 혼합물을 제조한지 정확히 2분 후 340nm에서 분광광도계[람다(Lambda) 25, 미국 보스톤 소재의 퍼킨 엘머 인스트루먼츠(Perkin Elmer Instruments) 제품]로 측정하였다. 완전히 가수분해된 아라비아 고무의 샘플을 제조하고 적절히 측정하였다.

대조용 샘플은 탈염수였다. 400㎕의 탈염수에 3ml의 OPA 용액을 첨가하였다. 혼합물을 교반한 다음, 혼합물을 제조한지 정확히 2분 후에 340nm에서 분광광도계(람다 25, 미국 보스톤 소재의 퍼킨 엘머 인스트루먼츠 제품)로 측정하였다.

0.100g의 L-세린을 500ml의 탈염수에 용해시켜 세린의 포화 용액을 제공하고, 이를 보정을 위해 사용하였다. 이를 위해, 10 내지 200mg/l 범위의 농도를 갖는 세린의 표준 용액을 측정하였다. 400㎕의 특정 농도의 세린의 표준 용액 각각 에 3ml의 OPA 용액을 첨가하였다. 혼합물을 교반한 다음, 혼합물을 제조한지 정확히 2분 후에 340nm에서 분광광도계(람다 25, 미국 보스톤 소재의 퍼킨 엘머 인스트루먼츠 제품)로 측정하였다.

(c) α 및 β의 계산

Abs _샘플 , Abs _대조물 , 및 Abs _표준물 에 대한 측정된 값(각각 2회 측정되어 평균값을 취함)을 사용하고 완전히 가수분해된 아라비아 고무의 샘플의 색을 추가로 고려하여, Ser-NH ₂ 를 상기 제시된 화학식 III에 따라 계산할 수 있었다.

천연 아라비아 고무중 가수분해된 펩타이드 결합의 수가 0이고(β = Ser-NH ₂ ), 완전히 가수분해된 아라비아 고무의 경우 가수분해도가 100%(즉, h = h _tot )라는 가정하에, α 및 β가 계산될 수 있다: 아라비아 세네갈 고무의 경우, α는 1.999 meqv/g 단백질이고, β는 0.588 meqv/g 단백질이다.

아라비아 세네갈 고무에 대해 상기 기재된 바와 같은 방법을 단백질 함량이 낮은, 특히 단백질 함량이 식물 고무의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하인 다른 식물 고무에 적절히 적용할 수 있다.

실시예 8

아라비아 고무의 가수분해도(DH)의 결정

이제 아라비아 세네갈 고무에 대해 공지된 보정 인자 a 및 β(α = 1.999 meqv/g 단백질; β = 0.588 meqv/g 단백질)에 의해, 340nm에서 흡수도를 측정함으로써(수학식 III을 통해 Ser-NH ₂ 를 결정하기 위함) 수학식 II를 통해 가수분해된 펩 타이드 결합의 수(h)를 계산하고, 수학식 I을 통해 DH를 계산할 수 있다(상기 참조):

수학식 II

이러한 DH의 정확도는 약 ±0.05%이다.

단백질 함량이 낮은, 특히 식물 고무의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하의 단백질 함량을 갖는 다른 식물 고무의 경우 보정 인자 α 및 β가 또한 실시예 7에 따라 측정된다면, 이들의 DH는 상기 기재된 방법에 따라 계산될 수도 있다.

실시예 9

아카시아 고무의 다당류 부분의 가수분해도에 대한 결정

수성 현탁액의 총량을 기준으로 건조 물질 함량이 10중량%인, 아카시아 세네갈로부터의 식물 고무의 수성 현탁액에, 아스퍼길러스 아큘레아투스로부터 생성된 1중량%(식물 고무의 양 기준)의 효소, 예를 들면 덴마크 백스바에르드 소재의 노보자임스로부터 시판되는 필자임(등록상표)을 첨가한다. 그런 다음, 용액을 10분 동안 50℃로 교반없이 가열하고, 0.15mL의 분취량을 사용하여 오스몰농도에 의한 당 부분의 상대 가수분해도를 결정한다[마이크로 오스모미터(micro Osmometer), 나우어(KNAUER)]. 하기의 수학식을 사용하고 펩타이드에 대한 삼투 계수(w) 및 펩타이드 결합의 총 수(h _tot )가 상기 가수분해 동안에 일정함을 전제로 하여, 판독값을 상대 가수분해도로 전환시킨다:

상기 식에서,

DH는 가수분해도이고;

DC는 오스몰농도(mOsm·kg ^-1 )이고;

S%는 기질 농도이고;

fosm은 기질중 건조 물질의 백분율 함량(D%)에 기초하여 계산된 전환 인자이고;

fosm은 1000/(100-D%)이고;

w는 펩타이드에 대한 삼투 계수이고;

h _tot 은 펩타이드 결합의 총 수(mM/g 단백질)이다.

실시예 10

개질된 식물 고무 및 β-카로틴을 포함하는 조성물을 다음과 같이 제조한다:

(a) (오일계) 용액 A의 제조:

9.7g의 옥수수유 및 2.7g의 dl-α-토코페롤을 혼합하였다. 8.9g의 결정질 β-카로틴을 120ml의 클로로폼(트라이클로로메탄)에 분산시키고, 생성된 분산액을 옥수수유 및 토코페롤의 혼합물에 첨가하였다. 혼합물을 온화하게 교반하면서 약 65℃로 가열하여, 용액을 수득하였다.

(b) (수성) 용액 B의 제조:

아카시아 세네갈로부터 제조된 111.0g의 식물 고무 퀵 검(등록상표)(알프레드 엘. 볼프; 독일 햄버그 소재)의 건조 분말을 후속적으로 220ml의 탈이온수와 실온에서 혼합하였다. 교반하에 혼합물을 50℃로 가열하고, pH를 7.0으로 맞추었다.

(c) 용액 A 및 B로부터 유화액의 제조:

격렬한 교반하에, 용액 A를 용액 B에 50℃에서 첨가하고, 분산액을 추가의 30분 동안 격렬히 교반하였다. 교반된 분산액을 50 내지 55℃에서 30분 동안 유지시켰다. 잔류 트라이클로로메탄을 50 내지 55℃에서 제거하였다. 갇힌 공기 버블을 원심분리에 의해 제거한 후, 유화액을 50 내지 55℃에서 수 분 동안 온화하게 교반한 다음, 내부상의 입자 크기에 대해 특징지워졌다. 유화액의 내부상의 평균 입자 크기(사우터 직경, D[3, 2])는 레이저 회절(맬버른 마스터사이저)에 의해 측정될 경우 350nm였다.

실시예 11

수성 현탁액의 총량을 기준으로 10중량%의 건조 질량을 갖는, 아카시아 세네갈로부터의 식물 고무의 수성 현탁액을 0.5N NaOH로 pH 7.0으로 조정하고, 20℃의 온도로 조정한다. 이후, 단백질의 총량을 기준으로 0.5중량%의, 카리카 파파야( Carica papaya )부터 생성된 단백질분해효소, 즉 DSM 푸드 비버리지(네덜란드 델프트 소재)로부터 시판되는 콜루필린(등록상표) L을 첨가한다. 효소적 가수분해 동안, pH를 0.5N NaOH 용액의 첨가에 의해 일정하게 유지시키고, 온도를 20℃로 유지시킨다. 5분의 반응 시간 이후, 현탁액을 85℃로 10분 동안 가열함으로써 단백질분해효소를 불활성화시킨다. 용액을 68 내지 75℃의 생성물 온도에서 분무-건조 하고, 이때 유입 온도는 160 내지 190℃이다.

실시예 12

개질된 식물 고무 및 β-카로틴을 포함하는 조성물은 다음과 같이 제조된다:

(a) (오일계) 용액 A의 제조:

실시예 4 (a)에 기재된 바와 같이 제조하였다.

(b) (수성) 용액 B의 제조:

실시예 9에 따른 식물 고무로부터 제조된 110g의 개질된 식물 고무의 건조 분말을 후속적으로 220ml의 탈이온수와 실온에서 혼합하였다. 현탁액을 120분 동안 교반하였다.

(c) 용액 A 및 B로부터 유화액의 제조:

격렬한 교반하에, 용액 A를 용액 B에 50℃에서 첨가하고, 분산액을 추가의 30분 동안 격렬히 교반하였다. 교반된 분산액을 50 내지 55℃에서 60분 동안 유지시켰다. 잔류 트라이클로로메탄을 50 내지 55℃에서 제거하였다. 갇힌 공기 버블을 원심분리에 의해 제거한 후, 유화액을 50 내지 55℃에서 수 분 동안 온화하게 교반한 다음, 내부상의 입자 크기에 대해 특징지워졌다. 유화액의 내부상의 평균 입자 크기(D[3, 2])는 레이저 회절(맬버른 마스터사이저)에 의해 측정될 경우 40 내지 410nm였다.

생성된 유화액은 수성 분산액중 카로티노이드 함량, 색 강도 및 색조에 대해 특징지워졌다.

수득된 유화액은 자외선/가시광선-분광학에 의해 측정될 경우 3.0중량%(3.9중량%)의 Β-카로틴 함량을 가졌다. 탈이온수중 감광 계수를 탈이온수에 대하여 1cm 석영 정밀 셀에서 측정하였다. β-카로틴의 5ppm 분산액의 경우, 518nm 파장에서 283의 감광이 계산되었다[E(1%, 1cm) = 314]. 헌터랩 울트라스캔 분광비색계(1cm, TTRAN)에 의하여 β-카로틴의 5ppm 분산액에 대한 색 값 L ^* =90.2, a ^* =9.4 및 b ^* =8.5가 CIE-시스템(맥아담의 문헌[Color Measurement, second edition, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, New York, Tokyo, 1985, pages 160 to 221] 참조)에 따라 측정되었다. a ^* 및 b ^* 의 값에 기초하여, 포화 (색도 값) C ^* =12.7에서 색조 각 h ^* =42.0°이 계산될 수 있다.