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미생물이야기 유청 단백질은 식품개발자에게 수많은 기능적 유용성을 제공한다.
2013-08-14 13:20:02
이엠생명과학연구원

유청 단백질의 특성

 

치즈 제조 후 얻어지는 부산물인 유청을 원료로 제조되는 유청 단백질은 식품개발자에게 수많은 기능적 유용성을 제공한다. 용해성, 보수성, 점도증진, 젤 형성, 유화력, 지방결합, 향취증진, 거품형성력, 공기포집성 및 조직형성 등의 기능적 특성 등을 알아보기로 한다.

 

1) 용해성 (solubility)

유청 단백질은 우유의 다른 단백질 제품인 카제인 나트륨이나 식물성 단백질인 대두단백질에 비하면 용해성이 매우 높다. 용해성은 다른 기능성을 발휘하도록 하는데 있어서 결정적인 특성이다. 점도와 젤 형성은 특히 더욱 그렇다. 유청단백의 용해성은 매우 높아서 다른 우유 단백질인 카제인 나트륨이나 식물성 단백질인 대두단백질에 비하여 용해성이 매우 우수하다. pH 2에서 10까지의 넓은 범위에서 용해성이 좋고 등전점 부근에서는 약간 감소한다. 염농도 20%까지 용해도는 염농도와 무관하게 용해성이 높다. 그러나 70℃의 온도에서는 용해도가 감소한다. 용해도가 어느 정도 감소하는가는 열처리 온도와 시간, 그리고 다른 성분의 존재여부에 달려 있다. 이와 같은 설명은 25% 농도로 용해할 때를 기준으로 한 것이며, 이러한 높은 용해도는 병원식, 음료, 염지육제품용 브라인 등의 식품제조에서 중요하게 고려하는 특성이다.

 

2) 수분결합력과 점도 (water binding and viscosity)

유청 단백질을 가열하면 구형의 구조를 유지시켜 주는 결합이 파괴된다. 단백질 분자가 풀어져서 수분이 추가로 결합될 수 있는 자리가 생기며, 이는 용액의 점도를 증가시킨다. 요구르트에서 수분결합력은 요구르트가 적절한 점도를 갖는 조직형성에 중요하다. 따라서 농축 유청단백을 강화시킨 요구르트는 탈지분유를 강화시킨 요구르트보다 수분분리현상이 훨씬 적다. 분쇄한 정육과 빵 제품에서도 수분결합은 중요하다. 이들 제품에서 수분결합력으로 인해 조리 및 굽는 과정에서 중량의 손실을 감소시켜 수율을 향상시키며 최종제품의 촉촉한 감을 갖도록 해준다.

 

3) 젤 화(gelling)

유청 단백질은 특정조건하에서 비가역적인 젤을 형성한다. 젤의 특성은 단백질의 농도, 용액의 pH, 칼슘 이온농도 및 나트륨 이온농도에 영향을 받는다. 3-5% 농도의 단백질 용액을 55-70에서 가열하면 반투명하고 유연한 젤 조직을 갖게 되지만 10% 농도의 단백질 용액을 90-100에서 가열하면 불투명한 젤이 된다. 산성조건에서는 젤이 불투명해지고 무른조직의 젤이 되지만, 중성이상의 조건에서는 투명하지만 탄력 있는 젤이 된다. 유청 단백질을 강화한 빵 제품과 유가공품에서는 촉촉함을 갖게 해주며, 음료 및 유제품에서는 현탁성을 갖게 해주며, 분쇄한 저육과 해산물의 조직 및 입안감촉을 향상시킨다.

 

4) 유화성(emulsifying)

유청 단백질의 아미노산은 극성 및 비극성을 모두 갖는 양쪽성 이온으로 역할을 하기 때문에 소수성 및 친수성기를 가지게 된다. 이러한 특성으로 인하여 지방과 수분사이의 표면장력을 감소시킬 수 있어서 두 계면사이의 가교로서 역할을 하게 된다. 따라서 유중수적 또는 수중 유적의 유화물을 형성할 수 있도록 한다. 이 유화물의 안정성을 유지하기 위해서는 유적(fat droplet)의 크기를 최적화하거나, 유적이 재결합되는 것을 방지하여야 한다. 일정한 크기의 유적을 만들기 위해서는 일정량의 에너지가 유화과정 중에 필요하다. 유화물을 유청 단백질의 등전점 이하로 pH를 낮추어 주면 마요네이즈 생산과정과 같이 단백질의 응고가 일어나지 않는다. 농축 유청단백은 유화육가공품 생산에도 유화안정성을 갖도록 하기 위해 서는 저온처리에는 단백질 : 수분 : 지방 비율 1:5:5의 비율로 사용된다. 80℃에서 110℃의 온도에서 45분간 열처리할 경우에는 1:7:7의 비율로 사용한다. 또한 유청단백은 샐러드 드레싱의 유화안정성을 높이는 경우에도 사용된다.

 

*미국 유가공 수출협회 자료 인용




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