JP7190514B2 - 甘味料粉末組成物およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明はまた、低カロリーのアルロース含有甘味料粉末組成物およびその製造方法を提供する。
本発明は、さらに砂糖と類似の甘味度および甘味質を有する、非結晶質の甘味料粉末組成物とその製造方法を提供する。前記甘味料粉末は溶解速度に優れ、液相に溶解して飲用する形態の食品組成物に有用に使用することができる。
以下、本発明をより詳しく説明する。
(1)試料準備
固形分含有量100重量%を基準としてアルロース94重量%を含む高純度アルロースシロップを55Brix濃度になるように希釈して参考例1の試料に製造した。55Brixの難消化性マルトデキストリン溶液を準備して参考例2の試料として使用した。前記難消化性マルトデキストリンのガラス転移温度は191.6℃であり、食物繊維含有量は85重量%であった。
乾燥のための原料溶液の固形分含有量100重量%基準として、高純度アルロースシロップ(参考例1)と難消化性マルトデキストリン溶液(参考例2)を、固形分の重量比(アルロースシロップの固形分重量比:難消化性マルトデキストリン溶液の重量比)が25:75(実施例1-1)、20:80(実施例1-2)、17:78(実施例1-3)、および16.7:83.3(実施例1-4)になるように混合して噴霧乾燥のための原料として使用した。実施例1-3の場合、難消化性マルトデキストリン溶液および高純度アルロースシロップとともに、砂糖を5重量%になるように追加で投入して原料溶液を製造した。
前記実施例1-1~実施例1-4の混合溶液のDE(Dextrose equivalent)値はCryoscope装備を利用して、試料濃度10Brixで希釈した後測定して計算し、計算されたDE値を下記表1に示した。
前記実施例1-1、実施例1-2、および実施例1-4の原料混合溶液を、噴霧乾燥機(製造会社:GEA Niro、モデル名:HKC-100-DJ)はTwo-fluid NozzleタイプのAtomizerを利用して噴霧し、熱風の注入(Inlet)温度は160~180℃、噴霧乾燥機内部および排出口(Outlet)の熱風温度は85~100℃が維持される条件で粉末を製造した。
前記実施例1-3の原料混合溶液はMulti-stage SD方式で噴霧乾燥して粉末甘味料を製造した。具体的には、実施例1-3の原料混合溶液を3段階に噴霧乾燥し、(1)混合溶液を噴霧して乾燥する1次乾燥、(2)噴霧乾燥機の下から上がってくる熱風を利用して粉末が顆粒化されて乾燥される2次乾燥、および(3)追加fluidized bed乾燥機クーラーを利用して3次乾燥および冷却を行った。
前記製造された粉末に含まれたアルロース含有量は、下記HPLC分析を行い、分析条件は次のとおりであり、分析結果を下記表1に示した。
分析カラム: Biolad carbohydrate column Aminex HPX-87C column
移動相: 水
Flow rate: 0.6 ml/min
カラム温度: 80℃
検出器: RI detector
表1におけるアルロースシロップの配合比および粉末化助剤の配合比は、粉末化のための液状原料に含まれたアルロースシロップの固形分含有量と粉末化助剤の固形分含有量の合計固形分含有量100重量%を基準として、含まれたアルロースシロップの固形分含有量と粉末化助剤の固形分含有量を重量比で示したものである。ただし、実施例1-3の場合、追加で含まれた砂糖の固形分含有量5重量%を除いて、アルロースシロップの固形分含有量と粉末化助剤の合計固形分含有量95重量%を基準として示した。
表1におけるアルロース固形分含有量は、液状原料の固形分100重量%を基準としたアルロース固形分含有量(重量%)を意味する。
表1に示す粉末甘味料のカロリー(Kcal)は1gの粉末甘味料を基準として計算された数値である。
実施例1-1の液状原料を利用した方法と同様の方法により噴霧乾燥用原料溶液を製造して噴霧乾燥した。ただし、乾燥原料溶液の固形分含有量100重量%基準として参考例1による高純度アルロースシロップと参考例2の難消化性マルトデキストリンの固形分の重量比が65:35になるように混合して噴霧乾燥のための液状原料を製造し、噴霧乾燥を行った。
55Brixのマルトデキストリン溶液を準備して参考例3の試料として使用した。前記マルトデキストリンのガラス転移温度は粉末状態で測定し、141℃であった。前記マルトデキストリンのDE値は18.5であった。
乾燥のための原料溶液の固形分含有量100重量%を基準として、固形分含有量100重量%を基準としてアルロース94重量%を含む高純度アルロースシロップ(参考例1)と、参考例3のマルトデキストリン(DE18.5)溶液を、固形分の重量比が20:80(実施例2)になるように混合して噴霧乾燥のための原料として使用した。前記実施例2の混合溶液のDE値は前記実施例1と同様に測定および計算して下記表2に示した。
前記噴霧原料溶液を実施例1-2の噴霧乾燥方法と実質的に同様の方法で噴霧乾燥して粉末甘味料を製造した。
前記製造された粉末甘味料のアルロース含有量を実施例1のHPLC分析法と同様の方法で分析し、分析結果を下記表2に示した。
(1)水飴および高純度アルロースの混合原料を利用した粉末甘味料の製造
55Brixの水飴溶液を準備して参考例4の試料として使用した。前記参考例4の水飴溶液のDE値は22であった。
固形分含有量100重量%を基準として、参考例1の高純度アルロースシロップと参考例4の水飴(DE22)溶液を、固形分の重量比が18:82(実施例3-1)になるように混合して噴霧乾燥のための原料として使用した。前記実施例3-1の混合溶液のDE値は前記実施例1の方法と同様に測定および計算して下記表3に示した。
前記噴霧原料溶液を実施例1-2の噴霧乾燥方法と実質的に同様の方法で噴霧乾燥して粉末甘味料を製造した。
前記製造された粉末甘味料を実施例1のHPLC分析法と同様の方法で分析し、分析結果を下記表3に示した。
固形分含有量100重量%を基準としてアルロース14重量%を含み、75Brixの低純度アルロースシロップを60Brix濃度になるように希釈して参考例5の試料として製造した。
固形分含有量100重量%を基準として参考例5による低純度アルロースシロップと参考例4の水飴(DE22)溶液を、固形分の重量比が20:80(実施例3-2)になるように混合して噴霧乾燥のための原料として使用した。前記実施例3-2の混合溶液のDE値は前記実施例1と同様に測定および計算して下記表3に示した。
前記噴霧原料溶液を実施例1-2の噴霧乾燥方法と実質的に同様の方法で噴霧乾燥して粉末甘味料を製造した。
前記製造された粉末甘味料を実施例1のHPLC分析法と同様の方法で分析し、分析結果を下記表3に示した。
(1)マルトテトラオースシロップの製造
とうもろこし澱粉7000gを水13000gと混ぜた後、ハイドロヒーターにより110℃高温液化反応後再びハイドロヒーターにより130℃~140℃を通過させて液化酵素を失活した。その後熱交換器を経て温度を61℃に下げた後、シュードモナス・スタッツェリ(Pseudomonas stutzeri)由来の耐熱性a-amylaseを利用して高含量のマルトテトラオース加水分解を行って反応完了時点であるDE20~22で80℃に加温後、活性炭を固形分に対して0.1~0.8重量%を投入して30分以上攪拌させた。その後フィルタープレスを経て活性炭を除去後イオン精製、濃縮を経て9600gのマルトテトラオースシロップを得た。前記マルトテトラオースシロップのマルトテトラオース含有量は46.8重量%であり、DE値は21であった。前記製造されたマルトテトラオースシロップを参考例6の試料として使用した。
前記製造された参考例6のマルトテトラオースシロップを1000gずつ6個に分画した後、アルロース含有量96重量%で含む70Brixアルロースシロップを混合した。全体混合糖の固形分含有量を基準としてアルロースの固形分含有量が実施例4-1から実施例4-5に行くほど増加し、噴霧乾燥原料内の最終アルロース固形分含有量が表4のようになるように混合した。
実施例4-1~4-5の噴霧乾燥原料を実施例1-2の噴霧乾燥方法と実質的に同様の方法で噴霧乾燥して粉末甘味料を製造した。
その結果、アルロース含有量25重量%を含む噴霧乾燥原料の粉末化がうまく行われ、そのため、マルトテトラオースシロップを粉末化助剤として使用する場合、アルロース含有量が25重量%で比較的高い場合にも粉末化がよく起きることを確認した。
粉末甘味料の甘味度改善のために、実施例1-4による83.3:16.7の混合重量比を有する難消化性マルトデキストリン粉末およびアルロースシロップを混合した液状原料溶液を製造し、前記原料溶液のアルロースシロップの固形分および難消化性マルトデキストリン粉末の合計固形分含有量100重量部を基準として、スクラロース0.1重量部とアセスルファム-K 0.133重量部を追加で投入して原料溶液を製造し、実施例1-4の噴霧乾燥方法と実質的に同様の方法で噴霧乾燥を行って、実施例5の粉末甘味料を製造した。
実施例1-4の混合溶液で、固形分含有量基準として難消化性マルトデキストリンの配合比5重量%を砂糖に変えて投入して原料溶液を製造し、前記原料溶液のアルロースシロップ、難消化性マルトデキストリンおよび砂糖の合計固形分含有量100重量部を基準としてスクラロース0.1重量部とアセスルファム-K 0.133重量部を追加で投入して原料溶液を製造し、実施例1-4の噴霧乾燥法と実質的に同様の方法で噴霧乾燥を行って粉末甘味料実施例6を製造した。実施例5および6で使用した液状原料の固形分基準配合比を下記表3に示した。下記表3で液状原料に含まれたアルロースシロップと難消化性マルトデキストリンの配合比は、アルロースシロップの固形分含有量と難消化性マルトデキストリン粉末の合計固形分含有量100重量%を基準として含まれたアルロースシロップの固形分含有量と難消化性マルトデキストリン粉末の固形分含有量(重量%)を示す。下記表5に示した粉末甘味料のカロリーはkcal/gの粉末甘味料を基準として設定されたものである。
官能評価のために実験群は実施例5および実施例6で製造された粉末を使用し、対照群として砂糖を使用した。各試料は10%Brix濃度になるように溶解して同じ温度になるように製造した。各試料は10mlずつ採取して提供し、乱数表を利用して無作為に抽出した三桁数字で表示した。試料提示順序は常に無作為に決め、検査員には口をすすぐぬるい水を共に提供した。官能検査室は一定温度(25±1℃)と臭いがない状態を保持した。
官能検査員は官能検査に対する理解度が高く官能試験の経験があるパネル15人を選定した。訓練は1週間に3回ずつ1ヶ月間行い、訓練1回当たり平均30分ずつ必要とされた。評価内容および方法は、対照群と実験群の甘味強度と甘味持続性、ボディ感、後味苦味の程度を5点満点で点数を評価した。甘味強度の基準は標準試料砂糖10%溶液を4.5点で提示してこれを基準として比較し、ボディ感は1点に近いほど軽く、5点に近いほど重いと表示した。その結果を表6に示した。
したがって、本発明の一例による甘味が改善したアルロース含有非結晶質粉末に高甘味度甘味料とともに砂糖をさらに含む場合、異味をマスキングし、砂糖水準の甘味度まで補正することが可能であるため、より好ましい甘味料粉末を提供することができることを確認した。
実施例1~4、および実施例6で得られた粉末産物のガラス転移温度値(Tg)を測定するために示差走査熱量計(DSC)分析をASTM D3418の方法により行い、具体的なDSC分析条件は次のとおりである。
装備名: DSC[differential scanning calorimetry]
製造会社: Perkin Elmer
方法: 30~250℃、10℃/min昇温、N2 gas purge
前記各粉末のDSC分析結果を下記表7に示した。
前記DSC分析結果、アルロースシロップと粉末化助剤を混合することによって、粉末化原料溶液のガラス転移温度が噴霧乾燥で粉末が可能な水準に到達したことを確認した。
(1)粉末化による溶解速度の上昇確認
噴霧乾燥方式で製造された非結晶質粉末の溶解性を確認するために、本発明による噴霧乾燥した粉末甘味料を、同じ成分比を有し、かつ物理的に固相混合した試料(比較例2、および比較例3)と溶解速度を比較した。具体的には、難消化性マルトデキストリンおよびアルロース結晶を75:25の重量比で物理的に固相混合したサンプルを比較例2として使用し、マルトデキストリン(DE18)およびアルロース結晶を80:20の重量比で物理的固相混合したサンプルを比較例3として使用した。
具体的には、同じビーカーとマグネチックバーを利用し、常温で同じ攪拌速度で粉末20gを水80gにすべて溶解させ、粉末20gがすべて溶解するまでかかる時間(すなわち、溶解速度)を測定した。その結果を図4、図5、および表8に示した。表8で比較例に対する溶解時間は、比較例2(実施例1-1、および実施例1-3の場合)、または比較例3(実施例2の場合)の溶解速度100%を基準として示した相対的な溶解時間であり、小さい値であるほど対照群に対して溶解速度が速いことを意味する。具体的には、比較例2または比較例3に対してすべての試料に優れた溶解速度を示し、特に実施例1-3の試料が最も速い溶解速度を示した。
アルロースを含む甘味料粉末の溶解性を確認するために、実施例4のマルトオリゴ糖(マルトテトラオース)およびアルロース混合粉末甘味料を、参考例6のマルトオリゴ糖(マルトテトラオース)粉末と溶解速度を比較した。
具体的には、同じビーカーとマグネチックバーを利用し、同じ攪拌速度で粉末20gを水80gにすべて溶解させ、一定の上澄液濃度に到達するまでかかる時間(すなわち、溶解速度)を測定して表9および図6に示した。その結果、本発明の一例によるアルロースを含む粉末甘味料が、マルトオリゴ糖粉末に対する速い溶解速度を有することを確認することができた。表8で参考例6に対して溶解時間は、参考例6のマルトオリゴ糖粉末の溶解速度を100%を基準として示した相対的な溶解時間であり、小さい値であるほど対照群に対して溶解速度が速いことを意味する。
Claims (25)
- アルロースおよび粉末化助剤を含み、
ガラス転移温度が40℃~150℃であり、
溶解時間が、結晶形アルロースおよび前記粉末化助剤を固相混合した粉末組成物の溶解時間の80%以下であり、
前記粉末化助剤は粉末状態のガラス転移温度60℃~250℃を有し、
前記粉末化助剤が澱粉加水分解物または食物繊維である、粉末甘味料組成物。 - 前記粉末甘味料が非結晶質粉末である、請求項1に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記粉末甘味料組成物のデキストロース当量(dextrose equivalent)値が10~44未満である、請求項1に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記粉末甘味料が2.0kcal/g以下のカロリーを有する、請求項1に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記粉末化助剤が、食物繊維、デキストリン、マルトオリゴ糖、マルトテトラオースシロップ、および水飴からなる群より選ばれる1種以上である、請求項1に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記粉末化助剤が、難消化性デキストリン、またはDE25以下の水飴である、請求項1に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記粉末甘味料が10重量%以下の水分含量を有する、請求項1に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記粉末甘味料組成物が、前記アルロースおよび粉末化助剤の合計固形分含有量100重量%を基準として、1~35未満重量%の前記アルロースを含み、65超~99重量%の前記粉末化助剤を含む、請求項1に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記粉末が、噴霧乾燥物として、アルロースおよび粉末化助剤を含む液状原料を噴霧乾燥した噴霧乾燥物である、請求項1に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記液状原料が30~80重量%の固形分含有量を有する、請求項9に記載の粉末甘味料組成物。
- 高甘味度甘味料および砂糖からなる群より選ばれた1種以上をさらに含む、請求項1に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記粉末甘味料組成物の100重量%を基準として、前記砂糖の含有量が0.1~10重量%である、請求項11に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記高甘味度甘味料が、アルロースを含む糖類および粉末化助剤の合計固形分含有量100重量部を基準として、0.001~0.3重量部で含まれる、請求項11に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記高甘味度甘味料が、アスパルテーム、アセスルファムカリウム、サイクラミン酸ナトリウム、サッカリンナトリウム、スクラロース、ステビア甘味料、ズルチン、タウマチン、トマチン、ネオテーム、レバウディオサイドおよびモネリンからなる群より選ばれる1種以上である、請求項11に記載の粉末甘味料組成物。
- 前記溶解時間が、前記組成物20gが水80gに溶解するまでかかる時間により測定される、請求項1に記載の粉末甘味料組成物。
- アルロースシロップおよび液状粉末化助剤を含み、デキストロース当量(dextrose equivalent)値が44未満である、請求項1ないし15のいずれか一項による粉末甘味料製造用組成物。
- 請求項1ないし15のいずれか一項による粉末甘味料組成物を含む、食品組成物。
- 前記食品組成物が、アイスクリーム、コーヒーミックス、乳製品、醗酵乳、アーモンドミルク、クリーマー、発泡ビタミン、粉末飲料、豆乳、茶飲料、ハードキャンディ、ゼリー類、グミ類、クッキー、菓子、油揚げ菓子、パイ菓子、ビスケット類、健康機能食品、スポーツまたはエネルギー用食品類、シリアル類、スナックバー類、および製菓製パン類からなる群より選ばれた1種以上である、請求項17に記載の食品組成物。
- アルロースおよびガラス転移温度60℃~250℃を有する粉末化助剤を含む液状原料を製造し、前記液状原料を75~100℃の温度条件で噴霧乾燥して粉末甘味料組成物を製造する工程を含む、請求項1に記載の粉末甘味料組成物の製造方法。
- 前記粉末化助剤が、食物繊維、デキストリン、難消化性デキストリン、マルトオリゴ糖、マルトテトラオースシロップ、および水飴からなる群より選ばれる1種以上である、請求項19に記載の製造方法。
- 前記液状原料のデキストロース当量(dextrose equivalent)値が10~44未満である、請求項19に記載の製造方法。
- 前記噴霧乾燥が、前記液状原料のガラス転移温度より低い温度で行われる、請求項19に記載の製造方法。
- 前記噴霧乾燥が、前記液状原料のガラス転移温度より5℃以下の温度で行われる、請求項19に記載の製造方法。
- 高甘味度甘味料および砂糖からなる群より選ばれた1種以上が前記液状原料にさらに含まれる、請求項19に記載の製造方法。
- 前記噴霧乾燥が少なくとも2以上の乾燥段階を含む、請求項19に記載の製造方法。
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