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제조사 CEM
제품명 단백질 함량 측정기(C)
제목 다양한 종류의 요거트 내 단백질 함량 분석
내용

 

 

다양한 종류의 요거트 내 단백질 함량 분석

 

 

요거트.jpg

 

 

 

 

Introduction

 

세계 유제품 시장이 계속적으로 성장하고 있다. 특히 요거트 분야는 단백질, 프로바이오틱 등의 영양소를 첨가시켜 건강에 좋은 공급원이 된다는 이점 때문에 빠른 성장 추세를 보이고 있다. 특히 그릭요거트의 인기 증가와 최근 아몬드, 코코넛, 콩과 같은 식품을 대체하는 특별한 유제품의 출현으로 더욱 성장하였다고 볼 수 있다. 2018년 자료에 따르면 국내 1인당 연간 유제품 소비량은 원유 환산 기준 2008년 60.9kg에서 2017년 79.5kg로 약 30% 가량 증가하였다.

 

단백질은 제품 두께와 근선명도(Definition)에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 요거트 제조업체에 필수적인 측정요소입니다. (ex. 그릭요거트는 일반 요거트보다 약 2배 높은 단백질을 함유하고 있다.) 요거트는 우유를 고온으로 가열시키고, 다시 냉각시킨다. 냉각된 우유에 생균 박테리아를 첨가하여 생산된다. 박테리아 배양물은 이전에 열처리된 우유에서 젖당(Lactose)을 발효시켜 젖산(Lactic Acid)을 생성한다. 이전 열처리 과정에서 pH가 감소된 우유 단백질(Casein, Whey)의 고차 구조에서 클러스터 구조로 변성하게 되는데, 요거트의 단백질이 변성되고 서로 결합되면서 요거트는 두꺼워진다.

 

CEM사 단백질 함량 측정기 Sprint는 요거트 제조업체가 공정중이거나 제품을 테스트할 때, 사용 가능한 이상적인 솔루션이라 소개할 수 있다. Sprint는 신속한 친환경 화학 공정을 기반으로 하여 5분 이내에 직접적으로 단백질을 검출한다. CEM사만의 특허 기술인 iTag® 용액은 시료와 혼합되어 단백질의 골격, 즉 염기성 아미노산 (Lysine, Argine, Histidine)에 직접 결합한다. 신속하고 직접적인 단백질 검출 기술은 단백질과 관련없는 비단백 질소물질 (NPN, Non Protein Nitrogen)의 영향을 받지 않으며, 킬달(Kjeldahl)법과 같은 습식 화학 기술과 관련된 어떠한 위험 시약도 사용하지 않는다. 또한 요거트 생산 과정에서 단백질 변성은 Sprint의 효능을 감소시키지 않고, 오히려 iTag 솔루션과 결합하기 위해 더욱 많은 백본(Back -Bone)을 노출시킨다.

 

 

 

 

Key System Benefits

 

- 5분 이내의 신속한 분석

- 총 질소 함량 측정이 아닌 단백질의 직접 측정

- 친환경 화학 (고온의 유해 화학물질 미사용)

- 킬달(Kjeldahl)법 및 연소 분석보다 높은 재현성

- AOAC 967.12 만족 (우유)

- AOAC 930.33 만족 (아이스크림, 얼린 디저트)

 

 

 

 

Samples

 

단백질 함량 측정기 Sprint의 정확성과 재현성을 입증하기 위해 다양한 함량 레벨의 공정 중 시료 9개와 완제 요거트 시료 15개에 대한 데이터를 수집하였다. Sprint 분석값은 AOAC 991.20 (조단백질) 및 AOAC 991.21 (순단백질)에 따라 얻은 킬달(Kjeldahl)법 값과 비교되었다. 공정 중 시료에는 요거트, 우유 농축액 (Milk Retentates) 및 우유 부산물(Milk Permeates)이 포함되어 있으며, 완제품 시료에는 일반 요거트와 그릭요거트에 과일이 포함된 경우, 포함되지 않은 경우가 해당한다.

 

 

 

 

Sample Preparation and Analysis

 

다양한 요거트, 우유 농축액 및 우유 부산물 시료를 Sprint를 사용하여 분석하였다. 각 시료는 분석 전 적절한 혼합을 보장하기 위해 스파츌러 또는 일회용 피펫을 이용하여 교반하였다.

 

Note. 최상의 결과를 얻기 위해서는 과일을 함유하고 있는 요거트 시료의 경우, 식품 가공기를 사용하여 균질화 해야한다. 큰 과일 입자는 샘플링 중에 피해야 하며, 공정 중 시료에 큰 과일 입자가 있는 경우에는 대표적인 고유값 도출이 어려울 수 있다. 또한 액상 시료에 고체가 보이는 경우에는 AOAC 925.21 설명에 따라 템퍼링이 필요할 수 있다.

 

 

 

 

Results

 

Sprint의 정확성과 재현성은 Table 1~6를 통해 확인할 수 있다. 조단백질이나 순단백질과 상관관계가 있도록 설정이 가능하다. Table 1~4는 조단백질 데이터이며, Table 5~6에서는 순단백질 데이터를 나타내고 있다.

 

Table 1,2에서 볼 수 있듯이 공정 요거트, 농축액 및 부산물을 Sprint와 Kjeldahl로 조단백질을 분석하였을 때, 평균 분석 편차는 0-0.12%, 표준편차는 0-0.08% 범위였다. Table 3,4는 완제 요거트를 Sprint와 Kjeldahl을 이용하여 조단백질을 분석하였을 때, 평균 분석 편차는 0-0.07%, Sprint로 3회 재현성을 확인하였을 때의 표준 분석 편차는 0-0.08% 범위였다. 이 두 테이블에 표시된 요거트 시료에는 다양한 단백질 함량, 향료, 첨가물(ex.과일) 등이 포함되어있다. Table 5,6은 세 종류의 그릭요거트 속 단백질을 분석한 데이터로, 평균 분석편차는 0-0.07%, Sprint로 재현성을 확인하였을 때의 표준 편차는 0-0.03% 범위로 나타났다.

 

이 결관는 Sprint가 제조과정 및 멤브레인 분리 공정 전반에 걸쳐 요거트, 우유 농축액, 우유 부산물 시료에서 기존 표준 화학 결과의 단백질 분석과 신뢰성있게 일치할 수 있음을 나타낸다. 또한 공정 과정 및 완제 요거트 모두에서 넓은 범위 (약 0.20~13.50%)에 거쳐 높은 수준의 재현성을 나타낸다.

 

 

 % 단백질

 시료

Sprint 

Kjeldahl (킬달)

 편차 

 Yogurt 1 (공정)

1.77

 1.79

0.02

 Yogurt 2 (공정)

2.49

 2.47

0.02

 Yogurt 3 (공정)

 3.80 

 3.77

0.03

 Yogurt 4 (공정)

4.21

 4.33

0.09

 농축액 1

 6.03 

 6.02

0.01

 농축액 2

 9.54 

 9.64

 0.10 

  농축액 3 

13.40 

 13.28

0.12

 부산물 1

0.20

 0.20

0.02

 부산물 2

 0.52 

 0.52

 0.00 

 

평균 

 0.04 

 

Table 1. 정확성 확인; 공정 중 요거트, 농축액 및 부산물에서의 조단백 측정·비교 데이터 

 

 

 

 

 

 % 단백질

 시료

1

2

3

평균

범위

표준 편차

Yogurt 1 (공정)

 1.77 

 1.77 

 1.76 

1.77

 0.01

 0.01

 Yogurt 2 (공정) 

 2.49 

2.49

1.76

2.49

 0.01

 0.01

 Yogurt 3 (공정) 

3.80

 3.81 

3.80

3.80

 0.01

 0.01

 Yogurt 4 (공정) 

4.21

4.21

4.21

4.21

 0.00

 0.00

 농축액 1

 6.03 

6.03

6.03

6.03

 0.00

 0.00

 농축액 2

 9.59 

9.49

9.57

9.54

 0.14

 0.08

 농축액 3

13.35

13.46

13.39

13.40

 0.11

 0.06

 부산물 1

 0.17 

0.18

0.19

0.18

 0.02

 0.01

 부산물 2

 0.52 

0.52

0.51

0.52

 0.01

 0.01

 

Table 2. 재현성 확인; 공정 중인 요거트, 농축액, 부산물에서의 단백질 함량 분석 3회 반복 데이터

 

 

 

 % 단백질

 시료

Sprint 

Kjeldahl (킬달)

 편차 

 Yogurt 1 (플레인)

3.56

 3.50

0.06

 Yogurt 2 (플레인)

4.07

 4.07

0.00

 Yogurt 3 (플레인)

 4.29 

 4.33

0.04

 Yogurt 1 (과일)

3.18

 3.11

0.07

 Yogurt 2 (과일)

 3.57 

 3.60

0.03

 Yogurt 3 (과일)

 3.76 

 3.71

 0.05 

  그릭요거트 (플레인)

 10.15 

 10.20

0.05

  그릭요거트 (꿀)

8.32

 8.28

0.04

  그릭요거트 (블루베리)

 8.50 

 8.54

 0.04 

  그릭요거트 (복숭아)

7.18

 7.15

0.03

 그릭요거트 (파인애플)

7.17

 7.13

 0.04 

 그릭요거트 (딸기)

8.11

 8.18

 0.07 

 

 평균

0.04 

 

 

 

 % 단백질

 시료

1

2

3

평균

범위

표준 편차

Yogurt 1 (플레인)

 3.57 

3.54

 3.56 

3.56

 0.03

 0.02

 Yogurt 2 (플레인) 

 4.07 

4.10

1.76

2.49

 0.01

 0.01

 Yogurt 3 (플레인) 

4.28

 3.81 

3.80

3.80

 0.01

 0.01

Yogurt 1 (과일)

3.19

4.21

4.21

4.21

 0.00

 0.00

Yogurt 2 (과일)

 3.57 

6.03

6.03

6.03

 0.00

 0.00

Yogurt 3 (과일)

 3.76 

9.45

9.57

9.54

 0.14

 0.08

그릭요거트 (플레인)

10.19

13.46

13.39

13.40

 0.11

 0.06

그릭요거트 (꿀)

8.32

0.18

0.19

0.18

 0.02

 0.01

그릭요거트 (블루베리)

 8.50 

0.52

0.51

0.52

 0.01

 0.01

 

Table 3,4. 정확성/재현성 확인; 완제품 요거트 시료에서의 단백질 함량 분석 데이터

 

 

 

 % 단백질

 시료

 Sprint 

Kjeldahl (킬달)

 편차 

 그릭요거트 (플레인)

10.35

 10.28

0.07

 그릭요거트 (바닐라)

7.99

 8.02

0.03

 그릭요거트 (코코넛 바닐라)

7.53

 7.53

 0.00 

 

 평균

0.03

 

 

 

 % 단백질

 시료

1

2

3

평균

범위

표준 편차

그릭요거트 (플레인)

 10.35 

10.37

 10.32 

10.35

 0.05

 0.03

그릭요거트 (바닐라)

8.00

7.98

7.98

7.99

 0.02

 0.01

그릭요거트 (코코넛 바닐라)

7.55

 7.53 

7.52

7.53

 0.03

 0.02

 

Table 5,6. 정확성/재현성 확인; 완제품 그릭요거트에서의 단백질 함량 분석데이터

 

 

 

 

 

 

Product

 

 

Sprint_2.png

단백질 함량 측정기 Sprint는 시료 중 단백질 함량(%)을 분석하기 위한 완전 자동화 시스템으로, 5분 내에 정확한 단백질 함량 분석이 가능하다. 또한 단백질과 관련없는 비단백 질소 물질에 영향을 받지 않는 직접 분석법으로, 더욱 정확한 분석이 가능하여 널리 사용되는 킬달(Kjeldahl)법을 대체할 수 있다.

Sprint는 혁신적인 iTag 기술을 사용한다. iTag란 특정 아미노산을 인식(Tag)하는 방법으로, 킬달법(Kjeldahl)이나 듀마스 분해법과 거의 동일한 결과를 도출한다. 킬달(Kjeldahl)에서는 사용하는 유해 산을 사용하지 않아 안전하며, 환경 친화적인 분석이 가능하고, 유지 비용을 절감할 수 있다.




[관련 문의]                                        

영인에스티 분광분석팀 (031-8033-0699)




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