Chapter 6

우유의 염류 및 비타민

- 인산염, 구연산염, 염화물(Cl), 황산염, 탄산염, (Na, K, Ca, Mg)의 중탄산염 등

- 회분함량 : 0.7~0.8%, 비교적 일정하게 유지

- 모유 회분 함량 : 0.2% -> 유아에게 생우유는 신장에 부담

- 염류농도 결정요인 : 전기적 중성, 혈액과 등장액, casein micelle의 형성 유지

1. 우유의 염류

1) 염류조성 변화요인

- 젖소의 품종,

- 비유기, 사료

- 유방의 감염 : Na+, Cl- 증가, 유당 감소

비유기 동안 칼슘(---), 인(-)의 변화

2) 콜로이드상과 용해상의 분배

- 우유내 이온군들은 용해상과 콜로이드상으로 분포-> 분류기준은 분리방법에 따라 차이

- 용해상 : 염화물, 나트륨염, 칼륨염 -> 충분한 용해성

- P. Ca, Mg : 콜로이드상 분포가 높음

3) CCP(colloidal calcium phosphate, 콜로이드상 인산 칼슘)

- 우유 내 주요 콜로이드상으로 존재하는 염의 형태

- 주로 tricalcium phosphate(Ca3(PO4)2 로 존재

- casein 의 phosphoserine 잔기와 밀접하게 연결 -> casein micelle 구조 안정화

- CCP 없으면 rennet에 의한 casein 응고 불가

4) pH 변화에 따른 우유 염류평형 변화

- 산성화 : 콜로리드상 염류의 급격한 용해 수반 -> pH 4.9 이하에서 완결

- 알칼리첨가 : 반대의 결과 -> pH 11에서 인산칼슘은 대부분 콜로이드상

pH 변화에 따른 우유 내 콜로이드상과 용해상의 분포

구연산염

마그네슘

무기인

칼슘

5) 인산염과 유제품이용

(1) 일반성질

- 동식물체 구성의 필수성분

- 전체 생산량의 0.5%가 식품에 이용 -> 그 중 60%는 가공치즈에 이용

- 유가공이용 : 가공치즈, 연유, 푸딩 등에 필수적

- 식품의 관능, 물성개선, 공정단축

(2) 종류

- Orthophosphate :

-> PO4를 기본으로 metal ion 과 결합 : metal ion -> Na, Ca, Al

-> 결합된 metal의 종류와 수에 따라 다양한 구조

-> 식품공업에서 가장 중요 : good buffer

- Polyphosphate (축합인산염, condensed phosphate) -> 산소결합에 의해 2개 이상의 Phosphate 가 chain구조로 연결-> pyrophosphate (diphosphate)

- Metaphosphate

-> polyphosphate의 일종

-> 환상구조

(3) 성질

- 착염(complexation)

-> 금속이온과의 가용성복합체 형성

-> ortho-P보다는 poly-P가 많이 이용 : 중합도 10까지

- 분산능(dispersive agent)

-> 양으로 하전된 물질입자의 표면에 흡착 -> 주변전하분포 변화 ->repulsion force

-> 인산염의 종류에 따라 다양한 성질

인산염 농도

(4) 유제품에서의 이용

- 시유 및 연유 : 응고가능성 상존 -> 저장중 gel 형성

-> DSP(disodium-P) 0.1% 첨가 -> gel 형성에 대해 casein 안정화

- 치즈 : curd 형성, 신맛형성 목적

-> starter 없이 산 첨가에 의한 curd 형성

-> MCP(monocalcium-P) 첨가-> curd 수율 증가( Ca++, 산응고 효과), 유청배출 용이

- Instant pudding : sugar, flavor, 인산염의 혼합분말

-> 찬우유 첨가-> 인산염이 단백질 응고-> gel 형성

-> TSPP(tetrasodium-PP), DSP 등 이용

- 환원탈지유 : 탈지분유의 reconstitution

-> 용해성 향상 목적(분산제)

-> DSP 0.5% 건조전에 첨가

-> 열응고에 대해 casein 안정화

- 멸균크림 : 응집방지 위한 안정제로 사용

- 아이스크림 : 공정 중 교반에 의한 지방입자 형성 방지

- Whey 가공 : 유청 중 희석유당 가공 시 단백질침전은 유당 결정화 방해

-> 해결책 : 가열에 의해 단백질응고 침전 후 여과

-> 여과액에 PP 첨가-> 2차 단백질 침전 방지

-> 유당결정화 향상

2. 우유의 비타민

- 체내에서 합성되지 않는 미량의 필수유기화합물

- 분자량 : 176(ascorbic acid) ~ 1,335(vit B12)

- 신생아에게 필요한 비타민, 미네랄이 우유를 통해 공급

1) Vit A (Retinol)

- 동물성 식품 : retinyl ester 로 공급 -> 위장관에서 가수분해-> retinol

- 식물성 식품 : carotenoid 로 공급

- 사료의 carotenoid 함량-> 우유의 vit A 함량에 크게 영향

- 우유 중 retinol, retinol ester, carotene으로 존재

- 시각과정, 세포분화, 성장, 뼈의 재형성, 면역계에 관여

- 대부분의 유가공공정에서 안정-> 빛과 산화에 불안정

Retinol의 화학적 변형

Oxidation

Isomeration

자외선

2) Vit D (calciferol)

- 전구체 7-dehydrocholesterol 로부터 피부 자외선 조사로 형성 (280~320nm)

- 신체주변 지방축적된 곳에 저장

- 생리학적 기능 :

-> 혈장칼슘의 장관흡수 자극-> 뼈의 석회화과정에 관여

-> 체내 다른 조직에서 광범위한 생리학적 역할

- RDA(하루권장량) : 5~10μg/day-> 우유의 함량 : 0.03μg/100g-> vit D 강화우유

- 우유 내 vit D 함량 변화 요인 : 젖소 일광노출, 햇빛조사 식물 과량 투여

- 결핍증상 : 구루병(뼈의 부적절한 석회화-> 성장지연, 골격이상 발생)

- 우유 가공 중 대부분 안정

- 활성형은 2회의 수산화과정을 거쳐 생성

25-hydroxylase

1-hydroxylase

활성형

Vit D의 활성화 과정

3) Vit E

- 8개의 vit E 활성유도체 존재 : 4개의 tocopherol 유도체, 4개의 tocotrienol 유도체

- 효과적 항산화제 : phenolic OH 에서 Hᆞ 잃고 free radical 됨

-> free electron은 aromatic ring으로 delocalization-> stabilization

-> 공여된 Hᆞ는 세포내 free radical을 포획-> 지방산의 산화방지

- 우유 내 농도 : 0.09mg/100g, RDA : 10mg/day

4) Vit K

- phylloquinone(vit K1) : 식물에서만 발견

- menaquinone(vit K2) : 박테리아에 의해서만 생성

- 전유 : 0.4~0.8μg/100g vit K 함유

- 모유초기 : 고농도의 vit K -> 신생아의 장에서 박테리아에 의한 vit K 생산시간 필요

- 혈액응고, 뼈의 osteocalcin 합성에 관여(칼슘평형)

5) Vit B 군

- 수용성비타민들로서 보조효소, 조효소의 전구체로 작용

- B1(thiamine) :

-> TPP(thiamine pyrophosphate)형성의 보조효소-> carboxylase 조효소

-> 우유 중 유리상태(thiamine)로 존재

- B2(riboflavin) :

-> FMN, FAD 형태의 dehydrogenase 조효소

- Niacin : 2개 화합물의 총칭-> nicotinic acid and nicotinamide

-> 활성형은 NAD, NADP-> DHG, 전자전달계 등에 참여

- 기타 비타민 군 : biotine, pantothenic acid, pyridoxine, folic acid, cobalamine 등 포함

Active Active inactive

6) Vit C (ascorbic acid)

- 영장류, 기니피그 일부조류 제외한 대부분의 종에서 합성

- 강한 환원제-> 생물계의 항산화제로 중요

- 결핍증 : 괴혈병(빈혈, 잇몸출혈, 치아손실, 거친피부, 히스테리, 우울)

- 과용금물 : 독성-> 복통, 설사, 배뇨장애, 신장결석

- 우유 함량 : 평균 1mg/100g

- RDA : 60mg/day