Chapter 8

우유의 열처리 변화

1. 열처리에 의한 우유의 변화

- 우유 : 다른 식품보다 열처리에 매우 안정

- 우유 내 효소도 불활성화-> 우유안정화에 기여

- 장기간 우유 보관 가능 -> UHT의 경우 젤화, 풍미 변화 발생 가능

열처리시간과 활성변화열처리시간과 활성변화

2. 열처리에 의한 유지질의 변화

- 가열에 의해 가장 적게 영향을 받음

- 유지방구의 크림화(creaming) 시 영향 받음

-> 저온글로뷸린(cryoglobulin) : 우유의 creaming 촉진

-> 70℃, 15분 가열 -> cryoglobulin 비가역적 변성 -> creaming 저해

-> HTST 조건에서는 영향 없음

- 유지방구막의 변화

-> 70℃ 이상 가열 -> 여러 아미노산의 노출 및 활성화-> 막단백질변성

-> 고온의 막에서 단백질, 인지질 분리

-> MFGM에 결합된 구리성분 유장으로 분리-> 버터제조 시 산화안정성 향상

- 화학적 변화

-> hydroxy acid의 lactone 화 -> 바람직한 풍미 형성-> 요리 시 유지방의 역할

-> 지방산의 interesterification -> 점성증가 -> 바람직하지 못한 변화

-> CLA(conjugated linoleic acid) 형성 -> 가공치즈(가열)의 CLA 함량 높음

-> CLA : 항암작용특성

-> 반추위 내의 미생물 효소반응

-> free radical 에 의한 산화

-> 열처리에 의해 생성 추론

CLA 형성 기전CLA 형성 기전

3. 열처리에 의한 유당의 변화

1) Lactulose 형성

- 수용액상태-> 강산성, 가열 -> monomer, acid로 분해-> 우유에서는 불가능

- 실온, 약알칼리-> 불안정-> aldose 의 ketose 로 epimeration ->lactulose 형성

-> HTST 에서 형성 않됨, UHT에서 소량 생성 -> 살균지표로 이용

-> 직접가열보다 간접가열 시 생성빈도 높음

-> 병장살균 시 심하게 형성

열처리유제품에서 lactulose의 농도열처리유제품에서 lactulose의 농도

락툴로스의 효용성

비피더스인자

2) 산의 형성

- 100℃ 이상 고온가열-> 유당: 산으로 분해-> 적정산도 증가-> pH 감소

-> formic acid가 주요 산물, 유산은 전체 생성산의 5% 정도

-> 열안정성에 영향

밀봉된 통조림에서 가열된 균질유의 변화밀봉된 통조림에서 가열된 균질유의 변화

적정산도

유산

유당

가열시간에 따른 우유의 pH 변화가열시간에 따른 우유의 pH 변화가열온도에 따른 우유의 산생성율가열온도에 따른 우유의 산생성율

우유상층부에 가한 기체- Closed circle : 산소- Open circle : air- Square : 질소

3) Maillard 갈변화

- 비효소적 갈색화 반응

- 고온열처리에서 발생

- 유당의 carbonyl 기와 아미노기(Lys 등)의 결합-> glycosamine(lactosamine)형성

Glycosylamine 형성Glycosylamine 형성

Glycosylamine 1-amino-2-keto sugar (Amadori compound)Amadori rxt

Amadori rxtAmadori rxt

Maillard 갈변화 반응Maillard 갈변화 반응

☞ Maillard 반응의 유가공학적 중요성

- 반응최종산물(melanoidin)에 의한 갈색화-> 변색

- 갈변화부산물들에 의한 이취

- Lys의 감소로 인한 영양적 감소

-> 유당과 연결된 Lys에 인접한 peptide 결합의 trypsine 분해 어려움

- 분유의 용해도 감소

- 치즈제조 시 잔류당-> galactose 이용되지 않으면-> 저장 시 갈변화 발생

4. 염의 변화

- 탄산염과 인산염의 변화 가능

- 탄산염 : 가열을 통해 CO2로 손실-> pH 증가

- 인산염 : 온도증가하면 용해도 감소-> 가용성인산칼슘: casein micelle 과 함께 침전

5. 열처리에 의한 유단백질의 변화

- 가열에 의해 가장 영향을 많이 받는 성분

1) 효소

- 혈액과 분비세포, 미생물 유래 효소-> 60여종 이상

- 유제품의 안정성 증가 : lipase, protease

- 선택된 효소의 가열처리의 지표로 사용

-> alkaline phosphatase, γ-glutamyl trabnspeptidase

- 미생물 분비효소 : 고온 열안정성이 높음-> 저온(50~65℃)에서는 오히려 낮음

-> UHT 살균의 저온불활성화(low temperature inactivation, LTI, 60℃, 5~10분) 효과

-> 60℃에서 단백질의 형태변화-> 다른 활성 protease에 의한 분해

2) 다른 생물활성단백질

- 성장인자, 호르몬 등 -> 열에 민감-> 불활성화

3) 유청단백질

- 대부분 구형단백질이므로 열에 민감

4) Casein

- 열에 대해 안정

미생물유래 protease의 불활성화미생물유래 protease의 불활성화

우유 내 반응

버퍼 내 반응

효소의 형태변화 + 다른 protease에 의한 분해작용

다른 protease의 불활성화

여러 온도에서 가열시간에 따른 유청단백질의 열변성여러 온도에서 가열시간에 따른 유청단백질의 열변성