레시틴 작용성의 개선 방법 및 이의 적용

레시틴 작용성의 개선 방법 및 이의 적용{METHODS OF IMPROVING LECITHIN FUNCTIONALITY AND APPLICATIONS THEREOF}

본 발명은 일반적으로 레시틴에 관한 것이다. 본 개시는 추가로 레시틴 작용성의 개선 방법에 대한 것이다. 본 개시는 또한 개선된 작용성을 갖는 레시틴을 이용하는 초콜릿 제형물의 유동성 개선 방법에 대한 것이다. 본 개시는 추가적으로 레시틴-함유 조성물의 특징 개선 방법에 대한 것이다.

레시틴은 인지질, 당지질, 및 지방산을 포함하는 극성 지질(80 중량% 이상)을 포함하는 천연 복합 혼합물이다. 레시틴은 유화제, 분산제, 수화제 및 인스턴트화 가공제, 점도 개질제, 또는 이형제 및 분진-방지제로서를 포함하는 여러 용도를 갖는다. 레시틴은 음식, 농업, 마찰공학, 코팅, 약품, 및 화장품을 포함하는 다양한 산업에서 적용을 갖는다.

통상적인 유화제와는 달리, 레시틴은 하나의 큰 극성, 친수성 헤드와 공유되는 2개의 소수성 지방산쇄를 갖는다. 이러한 독특한 구조는 이중층의 형성을 촉진하고 레시틴의 가용화능을 증가시킨다. 레시틴은 또한 흥미로운 윤활 특성을 갖는다.

증가된 계면 활성 또는 상이한 기능적 특성을 갖는 레시틴을 개발하기 위해, 레시틴의 화학적 조성은 탈유, 분획화, 화학적 개질, 및 배합과 같은 방법에 의해 빈번하게 변형된다. 이들 방법은 레시틴의 인지질 부분을 물리적으로 또는 화학적으로 변형함으로써 레시틴의 임계 패킹 파라미터를 변화시키는 데 집중한다.

그러나, 인지질 부분에 비해 더 낮은 비율로 레시틴에 존재하는 다른 성분은 레시틴에 독특한 작용성을 부여할 수 있다. 레시틴의 소량 성분, 특히 지방산을 변형함으로써 레시틴의 작용성을 이해하고 조작할 필요성이 존재한다.

상업적 탈고무화 방법으로 생성되는 조정제 레시틴은 약 65% 내지 약 73% 범위의 가변적인 아세톤 불용성(AI) 값을 나타내며, 왁스의 농도를 갖는다. 조정제 레시틴의 가변적 조성 및 가소성 점도(PV)로 인해, 대부분의 최종 사용자에게는 이것이 편리하지 않을 수 있다. 레시틴의 농도 및 작업성을 개선하기 위해, NSPA(National Soybean Processors Association) 사양에 따라 희석제를 첨가하여 유동화시킬 수 있다. NSPA 사양에 다르면, 유동화된 레시틴은 62~64%의 AI값, 26~32 mg KOH/g의 산 값(AV), 및 77℉에서 100~150 poise의 점도를 갖는다. 가장 일반적으로 이용되는 희석제는 지방산 및 식물성 오일이다. 그러나, 이들 지방산 및 식물성 오일은 레시틴에 추가적인 특징을 부여한다. 레시틴에 대한 이러한 추가 효과를 이해할 필요성이 존재한다. 또한, 지방산의 첨가를 통해, 맞춤 제작된 레시틴이 원하는 작용성 또는 적용에 근거하여 제조될 수 있도록 레시틴의 작용성을 선택적으로 변형시킬 수 있을 필요성이 존재한다.

레시틴은 초콜릿의 유동학적 특성을 개질하기 위해 초콜릿에 첨가될 수 있다. 초콜릿은 코코아-버터의 액체 매트릭스 중 설탕, 코코아 고형분, 및 우유 분말을 포함하는 극성 고체 입자의 미세 분산물이다. 점도 및 항복점을 포함하는 초콜릿의 유동 특성은 이들이 감각자극 특성 및 안정성과 같은 초콜릿의 여러 다른 특성에 영향을 미치므로, 중요하다. 레시틴은 이러한 유동 특성을 개질하고 초콜릿의 가공을 개선하여, 개선된 텍스처 및 이형 특성으로 이어질 수 있다. 그러나, 초콜릿 제조 방법은 복잡하다. 초콜릿의 감각적 속성은 초콜릿의 조성, 성분의 품질, 및 지질 결정화 패턴에 크게 의존한다.

약 62~64%의 아세톤 불용성(AI) 값을 갖는 상업적으로 이용 가능한 레시틴이 전형적으로 초콜릿의 가소성 점도(PV)를 낮추기 위해 이용된다. 초콜릿 제형물에서 전형적으로 이용되는 레시틴의 농도는 약0.3 중량% 내지 약 0.4 중량%로 변한다. 더 높은 농도의 레시틴은 초콜릿의 PV를 유익하게 감소시킬 수 있지만, 초콜릿의 항복 값(YV)은 레시틴 농도 증가와 함께 증가하여, 원하지 않는 특성을 생성한다.

초콜릿으로의 레시틴 첨가에 대한 대안으로서, 폴리글리세롤 폴리리시놀레에이트(PGPR)가 초콜릿 제형물에 첨가될 수 있다. PGPR은 PV를 부정적으로 증가시키는 반면, 초콜릿의 YV를 유리하게 감소시키는 경향이 있다. 따라서, PGPR 및 레시틴의 조합이 종종 초콜릿의 PV 및 YV를 모두 최적화하기 위해 초콜릿 제형물에 첨가된다.

초콜릿 제형물에 대한 개선된 레시틴의 첨가가 초콜릿의 다른 특성에 부정적으로 영향을 미치지 않고 초콜릿의 유동학적 특성을 개선하도록 개선된 레시틴에 대한 필요성이 존재한다.

하나의 구현예에서, 레시틴에 적어도 하나의 지방산, 오일, 또는 이의 조합을 첨가하는 단계를 포함하는 레시틴의 계면 활성의 개선 방법이 개시된다.

또 다른 구현예에서, 지방산을 레시틴과 조합하는 단계를 포함하는 레시틴의 표준화 방법이 개시된다.

추가 구현예에서, 지방-함유 과자류 제형물에 개선된 계면 활성을 갖는 레시틴을 첨가하여 감소된 항복 값(YV)을 갖는 지방-함유 과자류를 제조하는 단계를 포함하는, 지방-함유 과자류의 유동성 개선 방법이 개시된다.

또 다른 구현예에서, 레시틴에 화합물을 첨가하여 개선된 레시틴을 제조하고 레시틴의 특성을 개질하는 단계, 및 레시틴-함유 조성물에 개선된 레시틴을 첨가하는 단계를 포함하는, 레시틴-함유 조성물의 특징 개선 방법이 개시된다.

도 1은 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 평지씨 레시틴의 하나의 구현예에 비해 표준화되지 않은 평지씨 레시틴에 대한 계면 장력의 농도 의존성을 나타낸다.
도 2는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 해바라기 레시틴의 또 다른 구현예에 비해 표준화되지 않은 해바라기 레시틴에 대한 계면 장력의 농도 의존성을 나타낸다.
도 3은 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 대두 레시틴의 또 다른 구현예에 비해 표준화되지 않은 대두 레시틴에 대한 계면 장력의 농도 의존성을 나타낸다.
도 4a는 표준화되지 않은 해바라기 레시틴에 비해 표준화되지 않은 대두 레시틴의 계면 장력의 농도 의존성을 나타낸다.
도 4b는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 해바라기 레시틴의 또 다른 구현예에 비해 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 대두 레시틴의 추가 구현예에 대한 계면 장력의 농도 의존성을 나타낸다.
도 5a는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 평지씨 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 또 다른 구현예에 비해 표준화되지 않은 평지씨 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 하나의 구현예에 대한 가소성 점도(PV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 5b는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 평지씨 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 또 다른 구현예에 비해 표준화되지 않은 평지씨 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 추가 구현예에 대한 항복 값(YV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 6a는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 해바라기 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 추가 구현예에 비해 표준화되지 않은 해바라기 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 또 다른 구현예의 가소성 점도(PV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 6b는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 해바라기 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 상이한 구현예에 비해 표준화되지 않은 해바라기 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 또 다른 구현예의 항복 값(YV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 7a는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 대두 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 다른 상이한 구현예에 비해 표준화되지 않은 대두 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 추가 구현예의 가소성 점도(PV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 7b는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 대두 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 추가 구현예에 비해 표준화되지 않은 대두 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 또 다른 구현예의 항복 값(YV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 8a는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 평지씨 레시틴이 첨가되고, 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 해바라기 레시틴이 첨가되고, 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 대두 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 상이한 구현예에 비해 표준화되지 않은 평지씨 레시틴이 첨가되고, 표준화되지 않은 해바라기 레시틴이 첨가되고, 표준화되지 않은 대두 레시틴이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 또 다른 추가 구현예의 가소성 점도(PV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 8b는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 평지씨 레시틴(0.5%)이 첨가되고, 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 해바라기 레시틴(0.5%)이 첨가되고, 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 대두 레시틴(0.5%)이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 또 다른 구현예에 비해 표준화되지 않은 평지씨 레시틴(0.5%)이 첨가되고, 표준화되지 않은 해바라기 레시틴(0.5%)이 첨가되고, 표준화되지 않은 대두 레시틴(0.5%)이 첨가된 본 발명의 다크 초콜릿의 추가 구현예의 항복 값(YV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 9는 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 대두 레시틴, 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 해바라기 레시틴, 및 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 평지씨 레시틴의 추가 구현예에 대한 계면 장력의 농도 의존성을 나타낸다.
도 10은 표준화되지 않은 대두 레시틴, 대두 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 대두 레시틴, 팜 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 대두 레시틴, 팜 올레 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 대두 레시틴, 및 해바라기 지방산 및 대두유로 표준화된 본 발명의 대두 레시틴의 또 다른 추가 구현예에 대한 계면 장력의 농도 의존성을 나타낸다.
도 11은 팜 지방산, 팜 올레 지방산, 대두 지방산, 및 해바라기 지방산으로 표준화된 대두 레시틴을 함유하는 본 발명의 다크 초콜릿의 추가 구현예의 항복 값(YV) 프로필을 나타낸다.
도 12는 팜 지방산, 팜 올레 지방산, 대두 지방산, 및 해바라기 지방산으로 표준화된 대두 레시틴을 함유하는 본 발명의 다크 초콜릿의 추가 구현예의 가소성 점도(PV) 프로필을 나타낸다.
도 13a는 팜 올레 지방산, 대두 지방산, 및 해바라기 지방산으로 표준화된 대두 레시틴을 함유하는 본 발명의 다크 초콜릿의 또 다른 추가 구현예의 가소성 점도(PV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 13b는 팜 올레 지방산, 대두 지방산, 및 해바라기 지방산으로 표준화된 대두 레시틴을 함유하는 본 발명의 다크 초콜릿의 추가 구현예의 항복 값(YV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 14는 대두 지방산, 팜 올레 지방산, 및 해바라기 지방산으로 표준화된 본 발명의 대두 레시틴의 추가 구현예에 대한 계면 장력의 농도 의존성을 나타낸다.
도 15a는 본 발명의 대두 레시틴, 해바라기 레시틴, 및 대두 레시틴과 해바라기 레시틴의 배합물을 함유하는 다크 초콜릿의 추가 구현예의 가소성 점도(PV)의 농도 의존성을 나타낸다.
도 15b는 본 발명의 대두 레시틴, 해바라기 레시틴, 및 대두 레시틴과 해바라기 레시틴의 배합물의 또 다른 추가 구현예의 항복 값(YV)의 농도 의존성을 나타낸다.

하나의 구현예에서, 본 발명은 레시틴에 적어도 하나의 지방산, 오일, 또는 이의 조합을 첨가하는 단계를 포함하는 레시틴의 계면 활성의 개선 방법에 대한 것이다.

또 다른 구현예에서, 본 발명은 지방산을 레시틴과 조합하는 단계를 포함하는 레시틴의 표준화 방법에 대한 것이다.

또 다른 구현예에서, 본 발명은 지방-함유 과자류 제형물에 개선된 계면 활성을 갖는 레시틴을 첨가하여 감소된 항복 값(YV)을 갖는 지방-함유 과자류를 제조하는 단계를 포함하는, 지방-함유 과자류의 유동성 개선 방법에 대한 것이다.

또 다른 구현예에서, 본 발명은 레시틴에 화합물을 첨가하여 개선된 레시틴을 제조하고 레시틴의 특성을 개질하는 단계, 및 레시틴-함유 조성물에 개선된 레시틴을 첨가하는 단계를 포함하는, 레시틴-함유 조성물의 특징 개선 방법에 대한 것이다.

추가 구현예에서, 레시틴의 아세톤 불용성(AI) 값, 산 값(AV), 또는 둘 다가 결정될 수 있다. 하나의 구현예에서, 레시틴에 대한 적어도 하나의 지방산, 오일, 또는 이의 조합의 첨가는 조정제 레시틴에 비해 레시틴의 아세톤 불용성(AI) 값의 감소, 조정제 레시틴에 비해 레시틴의 산 값의 증가, 및 임의의 이의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 효과를 갖는다.

본 발명은 조정제 레시틴, 식물-기반 원천 유래 레시틴, 및 대두 레시틴, 해바라기 레시틴, 평지씨 레시틴, 난 레시틴, 옥수수 레시틴, 땅콩 레시틴, 및 임의의 이의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 레시틴뿐만 아니라 대두 레시틴 및 약 30% 내지 약 70% 해바라기 레시틴을 포함하는 해바라기 레시틴의 배합물을 포함하는 대두 레시틴 및 해바라기 레시틴의 배합물을 포함하는, 다양한 유형의 레시틴의 이용을 고려한다.

본 발명은 추가로 최소 아세톤 불용성(AI) 값 62.00% 및 최대 산 값(AV) 30.00 mg KOH/g을 갖는 개선된 계면 활성을 갖는 레시틴을 고려한다.

본 발명은 식물-기반 원천 유래의 지방산 및 대두 지방산, 팜 지방산, 팜 올레 지방산, 해바라기 지방산, 코코아 버터 지방산, 캐놀라 지방산, 아마씨 지방산, 대마씨 지방산, 호두 지방산, 호박씨 지방산, 잇꽃 지방산, 참깨씨 지방산, 및 임의의 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 지방산을 포함하는 여러 유형의 지방산의 이용을 고려한다.

본 발명은 식물성 오일 및 대두유, 캐놀라유, 코코넛유, 옥수수유, 면실유, 올리브유, 팜유, 땅콩유, 평지씨유, 잇꽃유, 참기름, 해바라기유, 아몬드유, 너도밤나무유, 캐슈너트유, 헤이즐넛유, 마카다미아유, 피칸유, 잣유, 피스타치오유, 호두유, 아마란스유, 아보카도유, 탈로우너트유, 아마씨유, 포도씨유, 대마유, 겨자유, 타이거너트유, 밀 배아유, 및 임의의 이의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 오일을 포함하는 여러 유형의 오일의 이용을 고려한다.

본 발명은 레시틴에 대한 적어도 하나의 지방산만의 첨가를 고려한다. 본 발명은 또한 레시틴에 대한 오일만의 첨가를 고려한다.

추가 구현예에서, 레시틴의 지방산 프로필이 결정된다. 본 발명은 레시틴의 지방산 프로필과 유사한 포화량을 갖는 지방산을 고려한다. 또 다른 구현예에서, 레시틴의 표준화 방법은 레시틴의 인지질 성분의 변형 단계를 포함하지 않는다.

추가 구현예에서, 지방산은 레시틴이 약 62~64%의 아세톤 불용성(AI) 값 및 약 26~32 mg KOH/g의 산 값(AV)을 갖도록 레시틴과 조합된다.

추가 구현예에서, 지방-함유 과자류는 초콜릿을 포함한다. 본 발명은 다크 초콜릿, 밀크 초콜릿, 및 화이트 초콜릿을 포함하는 여러 유형의 초콜릿을 고려한다. 추가 구현예에서, 지방-함유 과자류는 화합물 코팅을 포함한다.

추가 구현예에서, 지방-기반 과자류 제형 단계에 대한 레시틴의 첨가는 지방-기반 과자류 제형물에 대해 최대 0.75 중량% 레시틴의 첨가를 포함한다.

추가 구현예에서, 레시틴-함유 조성물의 특징은 유동성, 점도, 항복 값, 및 임의의 이의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 본 발명은 지방-함유 과자류, 초콜릿, 및 화합물 코팅을 포함하는 여러 유형의 레시틴-함유 조성물을 고려한다. 본 발명은 또한 지방산, 오일, 유화제(이온성 유화제, 비-이온성 유화제, 및 임의의 이의 조합 포함), 및 임의의 이의 조합을 포함하는, 레시틴에 첨가되는 여러 유형의 화합물을 고려한다. 본 발명은 추가로 계면 장력(IFT), 아세톤 불용성(AI) 값, 산 값(AV), 및 임의의 이의 조합을 포함하는, 레시틴의 여러 특성을 고려한다.

본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 설명된다.

I. 일반 절차

실시예 1: 레시틴 표준화 절차

조정제 레시틴 샘플을 유체 레시틴에 대한 NSPA(National Soybean Processors Association) 사양에 따라 표준화하였다. 타겟 아세톤 불용성(AI) 값은 약 62였고 타겟 산 값(AV)은 약 28이었다. 조정제 레시틴에 대한 타겟 AI 및 AV 값에 기반하여, 표준화를 위해 첨가될 지방산, 식물성 오일, 또는 이의 조합의 양을 결정하였다. 조정제 레시틴은 비제한적으로 동물성 원천, 예컨대 난황 및 식물성 원천, 예컨대 옥수수, 오일 종자, 팜, 코코넛, 해바라기, 평지씨, 및 대두를 포함하는 임의 수의 원천에서 얻을 수 있다. 지방산은 비제한적으로 팜 지방산, 팜 올레 지방산, 평지씨 지방산, 코코넛 지방산, 대두 지방산, 및 해바라기 지방산을 포함하는 임의 수의 원천에서 얻을 수 있다. 식물성 오일은 비제한적으로 팜유, 코코넛유, 해바라기유, 평지씨유, 및 대두유를 포함하는 임의 수의 원천에서 얻을 수 있다. 조정제 레시틴을 50℃까지 가열하고, 지방산, 식물성 오일, 또는 이의 조합을 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 연속 교반하였다. 생성 산물을 AOCS(American Oil Chemists' Society) 방법을 이용해서 AI 및 AV에 대해 분석하였다.

실시예 2: 계면 장력(IFT) 측정

2개의 비혼화성 액체 간 평형 계면 장력(IFT)을 Wilhelmy 플레이트 방법 및 Kruss K11 장력측정기를 이용해서 결정하였다. 이용된 2개의 비혼화성 액체는 증류수 및 n-헥산이었다. n-헥산 중 일련의 희석된 레시틴 용액(n-헥산 중 약 0.01% 내지 약 1.0% 레시틴, 중량/부피)을 제조하였다. 장력측정기 코너에 소량의 캡핑되지 않은 헥산 용기를 유지하여 헥산 증기로 장력측정기 챔버를 포화시켰다. 모든 측정은 실온에서 수행하였다. 레시틴의 계면 활성을 (1) IFT 대 레시틴 농도의 그래프 상에서 중단점 전의 곡선 기울기로, 기울기가 클수록 계면 활성이 증가하는, 기울기; (2) 중단점에서의 IFT로, IFT 값이 낮을수록 계면 활성이 증가하는, IFT; 및 (3) 중단점에서의 레시틴 농도로, 농도 값이 낮을수록 계면 활성이 증가하는, 농도로 평가하였다.

II. 레시틴 작용성에 대한 대두 지방산 및 대두유를 이용한 레시틴의 표준화의 영향

평가되는 변수가 레시틴 유형이도록, 평지씨, 해바라기, 및 대두 레시틴을 대두 지방산 및 대두유를 이용해서 표준화하였다. 비표준화 레시틴 및 표준화 레시틴의 계면 활성을 결정하고, 존재하는 경우, 비교하여 레시틴의 작용성에 대해 지방산을 이용한 표준화 효과를 결정하였다.

실시예 3: 대두 지방산 및 대두유를 이용한 조정제 평지씨 레시틴의 표준화

조정제, 비표준화 평지씨 레시틴 샘플(평지씨-레시틴-비표준화)은 Archer Daniels Midland(ADM) Decatur, IL에서 입수하였다. 일부 조정제 평지씨 레시틴을 대두 지방산 및 대두유의 첨가에 의해(표 1) NSPA 사양에 대해 표준화하여, 표준화된 평지씨 레시틴(평지씨-레시틴-표준화)을 제조하였다. 레시틴 농도의 함수로, 평지씨-레시틴-표준화 및 평지씨-레시틴-비표준화의 계면 활성을 실시예 2에 기재된 방법에 의해 결정하였다. 평지씨-레시틴-비표준화 및 평지씨-레시틴-표준화에 대한 농도-의존적 계면 장력 곡선을 도식화하였다(도 1). 계면 활성 파라미터(실시예 2) 및 도 1을 참조하면, 평지씨-레시틴-비표준화는 평지씨-레시틴-표준화 대비 감소된 계면 활성을 나타내었다.

실시예 4: 대두 지방산 및 대두유를 이용한 조정제 해바라기 레시틴의 표준화

조정제, 표준화되지 않은 해바라기 레시틴 샘플(해바라기-레시틴-비표준화)을 ADM에서 입수하였다. 일부 조정제 해바라기 레시틴을 대두 지방산 및 대두유의 첨가에 의해(표 2) NSPA 사양에 대해 표준화하여, 표준화된 해바라기 레시틴(해바라기-레시틴-표준화)을 제조하였다. 농도의 함수로, 해바라기-레시틴-표준화 및 해바라기-레시틴-비표준화의 계면 활성을 실시예 2에 기재된 방법에 의해 결정하였다. 해바라기-레시틴-비표준화 및 해바라기-레시틴-표준화에 대한 농도-의존적 계면 장력 곡선을 도식화하였다(도 2). 계면 활성 파라미터(실시예 2) 및 도 2를 참조하면, 해바라기-레시틴-비표준화 및 해바라기-레시틴-표준화는 유사한 계면 활성을 나타내었다.

실시예 5: 대두 지방산 및 대두유를 이용한 조정제 대두 레시틴의 표준화

조정제, 표준화되지 않은 대두 레시틴 샘플(대두-레시틴-비표준화)을 ADM에서 입수하였다. 일부 조정제 대두 레시틴을 대두 지방산 및 대두유의 첨가에 의해(표 3) NSPA 사양에 대해 표준화하여, 표준화된 대두 레시틴(대두-레시틴-표준화)을 제조하였다. 농도의 함수로, 대두-레시틴-표준화 및 대두-레시틴-비표준화의 계면 활성을 실시예 2에 기재된 방법에 의해 결정하였다. 대두-레시틴-비표준화 및 대두-레시틴-표준화에 대한 농도-의존적 계면 장력 곡선을 도식화하였다(도 3). 계면 활성 파라미터(실시예 2) 및 도 3을 참조하면, 대두-레시틴-비표준화가 대두-레시틴-표준화 대비 감소된 계면 활성을 나타내었다.

실시예 6: 레시틴 샘플에 대한 아세톤 불용성(AI) 및 산 값(AV) 값

상이한 원천(즉, 평지씨, 해바라기, 및 대두)으로부터의 비표준화 레시틴 샘플은 유사한 AI 또는 AV 값을 갖지 않았다. 대두 지방산 및 대두유를 이용한 표준화는 레시틴 샘플 간 계면 활성에서의 차이를 감소시켰다.

III. 초콜릿 유동성을 개질하는 레시틴의 능력에 대한 대두 지방산 및 대두유를 이용한 레시틴의 표준화의 영향

실시예 7: 다크 초콜릿 제형물

초콜릿액을 용융시키고 표 5에 기재된 설탕 및 총량의 1/4의 코코아 버터와 혼합하여 페이스트를 형성하였다. 페이스트를 마이크로미터를 이용해서 측정되는 약 20~25 ㎛ 정밀도까지 이중 롤러 제련장치를 이용해서 제련하여 제련 플레이크를 제조하였다. 레시틴을 표 5에 기재된 양으로 제련 플레이크에 첨가하고, 완전 용융될 때까지 조합을 열 하에 혼합하여 용융된 페이스트를 제조하였다. 이용된 총량의 나머지 3/4의 코코아 버터를 용융된 페이스트에 첨가하고, 생성 초콜릿을 약 10분 동안 혼합하였다. 각각의 초콜릿 배치는 2100 g이었다. 레시틴의 양을 총 제형물의 0 내지 약 0.75 중량%까지 변화시킴으로써 표준화 및 비표준화 레시틴 둘 다의 농도의 효과를 연구하였다. 다크 초콜릿의 유동 특성, 항복 값(YV) 및 가소성 점도(PV)를 40℃에서 그리고 50, 20, 10, 5, 및 2.5 RPM에서 Brookfield 점도측정기를 이용하여 측정하였다.

실시예 8: 평지씨 레시틴(평지씨-레시틴-표준화 및 평지씨-레시틴-비표준화)을 함유하는 다크 초콜릿의 유동성

대두 지방산 및 대두유를 이용한 평지씨 레시틴의 표준화는 0.5 중량% 레시틴으로 다크 초콜릿의 YV에서 유의미한 감소를 일으켰다(도 5b). 그러나, 다크 초콜릿의 PV는 크게 변화하지 않았다(도 5a). 평지씨 레시틴의 종류(즉, 표준화 또는 비표준화)와 무관하게, 레시틴의 농도 증가는 다크 초콜릿의 PV를 감소시키고 YV를 증가시켰다(도 5a 및 5b).

실시예 9: 해바라기 레시틴(해바라기-레시틴-표준화 및 해바라기-레시틴-비표준화)을 함유하는 다크 초콜릿의 유동성

대두 지방산 및 대두유를 이용한 해바라기 레시틴의 표준화는 0.75 중량% 레시틴으로 다크 초콜릿의 YV에서 유의미한 감소를 일으켰다(도 6b). 그러나, 다크 초콜릿의 PV는 크게 변화하지 않았다(도 6a). 해바라기 레시틴의 종류(즉, 표준화 또는 비표준화)와 무관하게, 레시틴의 농도 증가는 다크 초콜릿의 PV를 감소시키고 YV를 증가시켰다(도 6a 및 6b).

실시예 10: 대두 레시틴(대두-레시틴-표준화 및 대두-레시틴-비표준화)을 함유하는 다크 초콜릿의 유동성

대두 지방산 및 대두유를 이용한 대두 레시틴의 표준화는 0.75 중량% 레시틴으로 다크 초콜릿의 YV에서 유의미한 감소를 일으켰다(도 7b). 그러나, 다크 초콜릿의 PV는 크게 변화하지 않았다(도 7a). 대두 레시틴의 종류(즉, 표준화 또는 비표준화)와 무관하게, 레시틴의 농도 증가는 다크 초콜릿의 PV를 감소시키고 YV를 증가시켰다(도 7a 및 7b).

실시예 11: 0.5 중량% 레시틴을 함유하는 다크 초콜릿의 유동성

가소성 점도(PV)를 낮추는 레시틴의 능력에 대한 표준화의 효과는 유의미한 것으로 나타나지 않았다. 다크 초콜릿에서 주어진 농도의 레시틴에 있어서, 표준화 및 비표준화 레시틴은 모두 PV를 낮추는 유사한 경향성을 나타내었다(도 8a). PV에 대한 효과에 관한 상이한 원천의 레시틴의 비교는 대두 레시틴 및 해바라기 레시틴이 평지씨 레시틴에 비해 다크 초콜릿의 PV를 낮추는 데 있어서 더 효율적임을 드러내었다(도 8a).

항복 값(YV)을 낮추는 레시틴의 능력에 대한 표준화의 효과는 유의미한 것으로 나타났다. 표준화 레시틴은 YV를 낮추는 데 있어서 비표준화 레시틴에 비해 더 효율적이었다(도 8b). 0.5 중량% 레시틴으로, 원천과 무관하게(즉, 평지씨, 해바라기, 및 대두), 비표준화 레시틴은 다크 초콜릿에 있어서 유사한 YV 값을 생성하였다(도 8b). 그러나 0.5 중량% 레시틴으로, 원천과 무관하게(즉, 평지씨, 해바라기, 및 대두), 표준화 레시틴은 다크 초콜릿에 있어서 현저히 저하된 YV 값을 생성하였다(도 8b). 레시틴의 원천 및 다크 초콜릿의 YV를 낮추는 데 있어서 해당하는 효과를 비교하여, 평지씨 레시틴이 YV 감소에 있어서 가장 효율적이었고, 해바라기 레시틴이 대두 레시틴에 비해 YV 감소에 있어서 더 효율적이었다(도 8b).

YV 저하에서의 효율에 관한 경향성은 레시틴의 계면 활성에 관한 경향성과 유사한 것으로 나타났다(도 9). IFT 곡선에 기반하여, 평지씨 레시틴은 해바라기 레시틴에 비해 증가된 계면 활성을 갖는 것으로 결정되었고, 해바라기 레시틴은 대두 레시틴에 비해 증가된 계면 활성을 갖는 것으로 결정되었다. 따라서, 레시틴의 계면 활성은 초콜릿 유동성의 개질에서 레시틴의 효율, 구체적으로는 다크 초콜릿의 YV 감소에서 레시틴의 효율에 연관된 것으로 결론지어졌다.

IV. 레시틴 작용성에 대한 레시틴의 표준화 동안 이용되는 지방산 원천의 영향

평가받는 변수가 이용되는 지방산의 유형이도록 대두 레시틴을 상이한 원천으로부터의 지방산 및 대두유를 이용하여 표준화하였다.

실시예 12: 지방산의 유형

레시틴 작용성에 대한 상이한 유형의 지방산의 효과를 연구하기 위해, 4가지 유형의 지방산을 레시틴의 표준화를 위해 이용하였다(표 6). 표 6은 팜 지방산, 팜 올레 지방산, 대두 지방산, 및 해바라기 지방산에 대한 지방산 프로필을 나타낸다.

실시예 13: 상이한 원천으로부터의 지방산 및 대두유로 표준화된 대두 레시틴의 아세톤 불용성(AI) 및 산 값(AV) 값

조정제 대두 레시틴 샘플은 ADM에서 입수하였다. 레시틴 샘플을 실시예 1에 기재된 방법에 따라, 유체 레시틴에 대한 NSPA 사양에 대해 표준화하였다.

실시예 14: 상이한 원천으로부터의 지방산으로 표준화된 대두 레시틴의 계면 활성

레시틴의 계면 효율을 다음 항: C _{γ =10} 및 C _{γ =15} 에 의해 정량적으로 결정하였으며, 여기서 C _{γ =10} 은 헥산-물 혼합물의 계면 장력을 10 dynes/cm까지 감소시키기 위해 필요한 레시틴의 농도에 해당하며, C _{γ =15} 는 헥산-물 혼합물의 계면 장력을 15 dynes/cm까지 감소시키기 위해 필요한 레시틴의 농도에 해당한다. C _{γ =10} 또는 C _{γ =15} 의 값이 작을수록, 계면 활성이 크다. C _{γ =15} 값(표 8)에 기반하여, 팜 지방산의 첨가는 대두 레시틴의 계면 활성에 대해 길항 효과를 가지는 것으로 추정되었다. C _{γ =10} 및 C _{γ =15} 값(표 8)을 이용한 유사한 추정치를 조합하여, 대두 레시틴 샘플을 계면 활성이 증가하는 순서대로 순위를 매겼다: 대두-레시틴-표준화-팜 FA < 대두-레시틴-비표준화 < 대두-레시틴-표준화-PO FA ~ 대두-레시틴-표준화-대두 FA < 대두-레시틴-표준화-해바라기 FA.

계면 활성에서의 이러한 차이는 상이한 유형의 지방산이 대두 레시틴에 대해 갖는 효과에 기인하는 것으로 결정되었다. 대두 레시틴의 아실쇄 성분은 더 높은 양의 불포화 지방산 및 더 낮은 양의 포화 지방산을 함유하며, 이에 따라 불포화 지방산은 대두 레시틴과 상승작용을 나타내어, 레시틴의 계면 활성 및 레시틴의 전반적 작용성을 개선하였다. 그러나, 포화 지방산은 대두 레시틴에 길항 효과를 나타내어, 레시틴의 계면 활성 및 레시틴의 전반적 작용성을 감소시켰다. 따라서, 레시틴의 표준화에 이용되는 지방산의 유형이 계면에서 레시틴의 흡착 경향성에 영향을 미쳐서, 레시틴의 계면 활성에 영향을 미치는 것으로 결론지어졌다.

V. 초콜릿 유동성을 개질하는 레시틴의 능력에 대한 레시틴의 표준화 동안 이용되는 지방산 원천의 영향

실시예 15: 다크 초콜릿 제형물

제련 플레이크는 ADM에서 입수하였고, 그 조성을 표 9에 제공한다. 제련 플레이크가 용융되고 코코아 버터 및 레시틴과 잘 배합될 때까지 제련 플레이크, 표 9에 기재된 총량의 1/4의 코코아 버터, 및 표준화된 대두 레시틴을 혼합장치 후크를 이용해서 혼합하였다(약 10 내지 약 20분). 혼합장치 후크를 패들로 교체하고, 혼합을 약 1분 동안 계속하였다. 이용된 전체 코코아 버터의 나머지 3/4을 첨가하고, 혼합을 약 20분 동안 계속하였다. 각각의 초콜릿 배치는 2100 g이었다. 레시틴의 양을 총 제형물의 0 내지 약 0.5 중량%까지 변화시킴으로써 레시틴 농도의 효과를 연구하였다. 다크 초콜릿의 유동 특성, 항복 값(YV) 및 가소성 점도(PV)를 40℃에서 그리고 50, 20, 10, 5, 및 2.5 RPM에서 Brookfield 점도측정기를 이용하여 측정하였다.

실시예 16: 팜 올레산, 대두, 또는 해바라기 지방산으로 표준화된 대두 레시틴 함유 다크 초콜릿의 유동성

실시예 14의 결과에 기반하여, 계면 활성의 개선에서 가장 효율적인 3개 레시틴 샘플은 대두-레시틴-표준화-PO FA, 대두-레시틴-표준화-대두 FA, 및 대두-레시틴-표준화-해바라기 FA에 초점을 맞췄다. 대두 레시틴을 표준화하기 위해 이용된 지방산의 유형은 다크 초콜릿의 가소성 점도(PV)에 식별 가능하게 영향을 미치지 않았다. 0.5 중량% 레시틴으로, 모든 3개의 평가된 레시틴 샘플은 유사한 PV 값을 나타내었다. 그러나, 대두 레시틴을 표준화하기 위해 이용된 지방산의 유형은 다크 초콜릿의 항복 값(YV)에 유의미하게 영향을 미쳤다. 0.5 중량% 레시틴으로, 대두-레시틴-표준화-해바라기 FA는 대두-레시틴-표준화-PO FA 및 대두-레시틴-표준화-대두 FA에 비해 YV에서 유의미한 감소를 유도하였다. 이러한 관찰은 대두-레시틴-표준화-해바라기 FA가 대두-레시틴-표준화-대두 FA 또는 대두-레시틴-표준화-PO FA에 비해 증가된 계면 활성을 가진 실시예 14에서와 유사하였다. 더 낮은 임계 마이셀 농도(CMC) 값은 더 큰 계면 활성에 해당하였다. 이에 따라, 레시틴 샘플의 계면 활성이 초콜릿 유동성을 개질하는 레시틴 샘플의 효율, 특히 YV를 개질하는 레시틴 샘플의 효율과 같이, 다양한 적용에서 레시틴 샘플의 작용성에 연관되었다. 계면 활성에 의해 결정되는 레시틴의 작용성, 및 레시틴의 성능 효율은 레시틴의 표준화를 위해 이용되는 지방산의 지방산 프로필을 변화시킴으로써 개질 가능한 것으로 나타났다.

실시예 17: 레시틴의 배합물을 함유하는 다크 초콜릿의 유동성

다크 초콜릿의 유동성을 개질하는 데 있어서 대두 레시틴, 해바라기 레시틴, 및 대두 및 해바라기 레시틴의 배합물의 효율을 평가하였다. 상업적 등급 해바라기 및 대두 레시틴을 이용하였다. 일반적으로, 대두 레시틴은 다크 초콜릿의 가소성 점도(PV)의 감소에서 해바라기 레시틴보다 효율적이었다. 그러나, 해바라기 레시틴은 다크 초콜릿의 항복 값(YV)의 감소에서 대두 레시틴보다 효율적이었다. 도 15는 대두 레시틴 및 해바라기 레시틴의 배합물이 PV 및 YV 값 모두의 감소에서 어떻게 더 높은 효율을 나타내었는지 보여준다. 배합물의 비는 70:30 및 30:70의 해바라기 레시틴:대두 레시틴이었다. 대두 레시틴 및 해바라기 레시틴의 배합물은 초콜릿 유동성의 개질에서 상승작용을 나타내었다. 추가로, 대두-해바라기 레시틴 배합물의 작용성은 해바라기 지방산을 이용한 대두 레시틴의 표준화에 의해, 또는 대두 지방산을 이용한 해바라기 레시틴의 표준화에 의해 달성될 수 있었다. 대두 레시틴과 조합된 다량 올레산 성분의 존재는 해바라기 레시틴의 작용성을 모방한다. 대두 레시틴에 첨가된 다량 올레산 성분의 원천은 해바라기 지방산, 해바라기 레시틴, 해바라기 오일, 및 임의의 이의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명은 특정 실시예를 참조하여 기재되었다. 그러나, 임의의 실시예의 다양한 치환, 개질, 또는 조합이 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 수행될 수 있음이 당업자에게 인식될 것이다. 따라서, 본 발명은 실시예의 기재에 의해서 제한되지 않고, 원래 출원된 바와 같은 첨부된 청구범위에 의해 제한된다.