KR100801601B1 - 저칼로리 디저트 젤리 조성물 및 그 제품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과즙 또는 과일 고형물을 함유하는 저칼로리 디저트 젤리의 조성물 및 그 제품에 관한 것으로, 아스파탐, 수크랄로스, 에리스리톨 및 향개선제를 첨가하여 칼로리를 저감시키면서 맛품질은 종래 시판 중의 디저트 젤리와 동등 수준 이상을 확보한 최적 감미료 혼합 시스템을 제공하는 뛰어난 효과가 있다.
저칼로리, 디저트, 젤리, 과즙, 과일 고형물, 감미료
Description
도 1은 백설탕 10% 용액 대비 비영양감미료의 혼합에 따른 묘사 분석을 수행한 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 저칼로리 디저트 젤리 조성물 및 그 제품에 관한 것이다.
디저트는 식생활 문화를 더욱 풍요롭게 하는 식품으로서, 우리나라의 경우에도 식문화의 서구화가 진행됨에 따라 그 중요성이 더욱 확대되어 가고 있다. 특히, 과즙이나 과일류의 고형물이 혼입된 디저트 젤리는 간편성과 더불어 천연물 지향과 고급성을 만족시키는 식품으로서 자리잡고 있다. 그러나, 최근 식문화의 발달로 인해 소비자들은 보다 건강 지향적인 식품을 요구하고 있으며 특히, 비만에 대한 우려 및 다이어트에 대한 욕구로 인해 저칼로리 식품에 대한 수요가 급증하고 있는 추세이다. 한편, 구미 및 일본을 중심으로 저칼로리 음료, 아이스크림, 요구르트 등 다양한 디저트 식품의 제조 방법에 관한 기술이 개발 발전되어 왔으나 저칼로리 젤리에 관련된 기술은 매우 빈약한 수준이라 볼 수 있다. 다만, 곤약묵과 해조류 식이성섬유인 카라기난, 한천, 알긴산 등을 유효성분으로 하여 저칼로리이면서 취식자에게 포만감을 줄 수 있는 젤리의 제조 방법으로는 한국특허공개 00-0073028, 유산균과 올리고당 및 식이섬유를 첨가하여 젤리를 제조하는 방법으로는 한국특허공개 96-0013232 등이 공지되어 있다.
디저트 젤리의 주된 칼로리 공급원은 백설탕과 고과당액당이다. 일반적으로 백설탕과 고과당액당은 젤리의 맛 프로파일과 향미 및 조직감과 같은 중요한 특성에 대하여 최적의 감미제인 것으로 여겨진다. 그러나 이러한 당류는 고혈압, 당뇨병 등의 성인병 및 충치를 포함한 여러 가지 건강 문제와 관련되어 있다. 따라서 칼로리를 저감시키는 것은 비만 예방 및 체중조절 목적 이상의 건강상 이점을 가질 수 있다.
그 결과, 칼로리 저감이라는 차원에서 다양한 종류의 대체감미료가 개발되었으며 그 사용량도 크게 증가하고 있다. 대체감미료는 단맛을 지니면서 열량을 전혀 제공하지 않거나 감소시켜 체중 감소에 도움이 되고 당뇨병 등의 병을 예방하는 데 이용된다. 일반적으로 아스파탐(aspartame), 아세설팜-K(acesulfame-K), 수크랄로스(sucralose), 스테비오사이드(stevioside) 등과 같은 비영양감미료들을 단독으로 또는 혼합하여 저칼로리 식품 제조에 사용하고 있는데, 이러한 대체 감미료는 소위 "다이어트맛(diet taste)"이라 하여 쓴맛 및 인공적인 뒷맛 또는 싱거운 미감을 수반하며 뒷부분에 오래 남는 단맛이 문제점으로 지적되고 있다. 또한 비영양감미료 사용시에는 식품의 향 발산력이 저하되는 문제점이 있다. 이에 대한 방안 중 한 가지는 비영양감미료들을 혼합 사용하는 것으로 감미료들간의 상승효과를 나타내 단 독 사용하는 것보다 고도의 단맛을 보이며 맛품질이 보다 부드러워지고 특유의 쓴맛 및 인공적인 맛이 일정 부분 상쇄되는 효과가 있다. 이와 같은 목적으로 미국 특허 제 4,902,525호 및 제 6,066,345호, 유럽 특허 제 0,759,273호에서는 향 개선을 위하여 음료들에 에리스리톨을 첨가하는 방안을 제시한 바 있다.
이와 같이 식품업계의 다양한 노력으로 맛이 개선된 저칼로리 식품들이 생산되고는 있지만 실제로는 기존의 식품들과 동일한 수준의 맛품질을 나타내지는 못하고 있다. 상기 미국 특허 제 4,902,525호, 미국 특허 제 6,066,345호, 유럽 특허 제 0,759,273호의 경우는 적용 범위가 음료에만 국한된 것으로 다른 식품들에 동일하게 적용될 수 없다는 문제점이 있고 특히 디저트 젤리류에 적용하는 방법은 일체 개시되거나 암시된 바 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 저칼로리 디저트 젤리 제품을 제조함에 있어서 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 집중적인 연구를 수행한 결과, 디저트 젤리에 사용되는 백설탕의 대부분을 아스파탐과 수크랄로스 및 에리스리톨로 대체하는 데 있으며 이 같은 목적은 다수의 차이식별검사와 묘사분석을 통해 설탕의 맛과 가장 유사한 단맛 프로파일을 나타내는 비영양감미료의 혼합 비율을 도출한 다음, 이를 통해 단맛의 상승효과를 확인한 후 향 개선제(masking flavors)를 첨가함으로써 비영양 감미료 특유의 뒷맛과 인공적인 맛을 상당 부분 상쇄시킴으로써 달성하였다.
본 발명의 다른 목적은 소비자 기호도 조사를 통해 본 발명에서 도출된 감미 료 시스템과 향 개선제를 적용한 저칼로리 젤리의 맛품질을 기존 디저트 젤리와 비교하여 동등 수준 이상의 기호도를 나타낼 수 있는지 그 여부를 확인함으로써 완성하였다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 설명한다.
본 발명은 저칼로리 젤리 내에 비영양감미료 혼합물 시스템을 적용하고 여기에 당알콜 및 향 개선제(masking flavors)를 첨가하는 단계를 포함하는 것으로 구성된다.
따라서, 본 발명은 저칼로리를 지향하면서도 종래 디저트 젤리와 비교시 동등 수준 이상의 맛품질을 유지할 수 있는 젤리 식품의 조성물을 제공한다.
실험예 1
본 발명자들은 우선 젤리부 백설탕 함량의 저하 및 대체를 위해 먼저 백설탕 10% 수용액과 가장 유사한 단맛을 지니는 비영양감미료 조성비에 대한 연구를 예의 진행하였다. 제 1단계 실험으로 묘사분석 이른바, 평점법을 통해 설탕 10% 수용액 대비 각각의 비영양감미료들의 상대당도를 측정하였고 관능적 특성을 조사하였다. 실험에 사용한 공시 비영양감미료들은 수크랄로스, 아세설팜-K, 스테비오사이드, 아스파탐이었다. 상대당도 측정시에는 각각의 비영양감미료별 이론적 감미도를 고려하여 다양한 농도의 시료를 제시하였고, 농도에 따라 느껴지는 단맛강도를 점수화하여 이를 로그 변환 회귀식으로 도출하였다. 평가는 단맛의 인지 능력을 집 중적으로 훈련시킨 패널 30명을 활용하여 묘사분석으로 진행하였으며 실험 결과는 다음과 같았다.
[대조군 1] 단맛강도 = 16.552*log(설탕농도%) - 6.1748
[실험군 2] 단맛강도 = 6.9116*log(아세설팜-K%)+15.121
[실험군 3] 단맛강도 = 4.9759*log(스테비오사이드%)+11.864
[실험군 4] 단맛강도 = 9.5699*log(수크랄로스%)+23.697
[실험군 5] 단맛강도 = 2.1259*log(아스파탐%)+15.196
상기 회귀식을 사용하면 수용액 상태에서 원하는 설탕 농도를 대입하여 설탕의 단맛강도를 구할 수 있고, 이렇게 구해진 설탕의 단맛강도를 각각의 회귀식에 대입하면 이에 상응하는 각각의 비영양감미료들의 농도를 구할 수 있어 기존의 방법대로 단순히 이론치의 감미도로 계산하는 것보다 매우 편리하고 정확하게 적용할 수 있다. 각각의 비영양감미료들의 관능적 특성은, 수크랄로스의 경우 4개의 비영양감미료 중 관능적 특성이 설탕 단맛과 가장 가까웠고 농도 대비 단맛 impact가 가장 높았다. 아세설팜-K는 농도 대비 단맛 impact가 낮은 편이며 농도가 증가할수록 쓴맛, 떫은 맛 강도가 강해졌다. 스테비오사이드의 경우 농도 대비 단맛 impact가 낮은 편이며 농도가 증가할수록 쓴맛이 단맛보다 강해졌고, 아스파탐은 농도대비 단맛 impact가 강한 편이지만 농도가 강해질수록 특유의 인공적인 맛이 강해졌다. 상기 실험결과 아세설팜 K와 스테비오사이드의 경우에는 각각 단독 사용하는 것으로는 설탕 10% 수준의 단맛 프로파일을 나타낼 수 없다고 판단되었다.
실험예 2
선행 조사 및 상기 실험예 1을 통해 감미료의 안전성과 감미질 면에서 가장 우수하다고 판단되는 수크랄로스와 아스파탐을 실험 대상으로 다시 선정하여 2단계 실험을 추가 실시하였다. 본 실험들은 오렌지 음료 모델을 시스템화 하여 먼저 진행하였다.
오렌지 음료 모델의 시스템 조성은 다음과 같이 하였다(조성비는 중량 기준임, 이하, 같다).
[대조구 1] 백설탕 10%, 산미료 0.3%, 오렌지향 1%로 하는 대조군
[실험군 2] 수크랄로스, 산미료 0.3%, 오렌지향 1%로 하는 실험군
[실험군 3] 아스파탐, 산미료 0.3%, 오렌지향 1%로 하는 실험군
[실험군 4] 백설탕 5%, 수크랄로스, 산미료0.3%,오렌지향 1%로 하는 실험군
[실험군 5] 백설탕 5%, 아스파탐, 산미료 0.3%, 오렌지향 1%로 하는 실험군
[실험군 6] 백설탕 5%, 수크랄로스, 아스파탐, 산미료 0.3%, 오렌지향 1%로 하는 실험군
상기 실험단계에서 수크랄로스와 아스파탐을 단독 함유하는 실험군 2와 실험군 3은 백설탕을 단독 함유하는 대조군과는 완전히 다른 단맛 프로파일을 지니고 있어 예비 실험을 통해 대상에서 제외하였다. 실험군 4~6에서는 백설탕 10%를 함유 하는 대조군과 가장 유사한 단맛 프로파일을 나타내는 조합을 찾아내기 위해 수크랄로스와 아스파탐의 함량을 다양한 농도로 조절하는 배합실험을 수행하였고, 이를 통해 단맛 강도에 따른 수크랄로스와 아스파탐의 농도를 알 수 있는 회귀식을 도출하고자 하였다. 평가는 단맛 인지 능력을 집중적으로 훈련시킨 패널 30명을 활용하여 묘사 분석으로 진행하였으며 실험 결과는 다음과 같았다.
[실험군 4] 백설탕 5%, 수크랄로스 혼합 시스템의 회귀식
단맛 강도=6.17*log(수크랄로스%)+32.43
[실험군 5] 백설탕 5%, 아스파탐 혼합 시스템의 회귀식
단맛 강도=5.24*log(아스파탐%)+26.37
[실험군 6] 백설탕 5%, 아스파탐 0.015%, 수크랄로스 혼합 시스템의 회귀식
단맛 강도=3.48*log(수크랄로스%)+23.45
상기 회귀식에서 도출된 혼합 비율에 따라 백설탕 10% 용액과 가장 유사한 단맛 강도 및 쓴맛 강도를 나타내는 조합을 도출하기 위하여 주성분 분석(Principal Components Analysis)을 실시한 결과, 백설탕 10%를 대체할 수 있는 최적의 감미료 혼합시스템은 실험군 6에서 도출된 백설탕 5%, 아스파탐 0.015%, 수크랄로스 0.001%~0.005%의 혼합 시스템이라는 사실을 확인할 수 있었다 (도 1).
이상의 실험예 제 1 및 제 2단계 실험을 통해 혼합감미료 최적 시스템을 도출하였고, 제 3단계로서 이 혼합감미료 시스템을 저칼로리를 지향하기 위하여 즉, 칼로리를 저감하기 위하여 디저트젤리에 적용하였다. 칼로리는 추가 저하시키면서 향 개선과 비영양감미료 특유의 싱거운 미감을 개선시키고 고형물은 증량하고자 하는 목적으로 당알콜인 에리스리톨을 첨가하였다. 에리스리톨은 백설탕과 가장 유사한 단맛 프로파일을 나타내는 것으로 알려진 당알콜로서 0~0.2kcal/g의 매우 미미한 칼로리를 가지고 있는 물질이며 저칼로리 디저트젤리에 에리스리톨을 첨가시 상기 효과와 더불어 특유의 청량감을 부여하는 것이 가능하기 때문이다.
본 발명자들은 또, 저칼로리 젤리에 첨가한 비영양감미료 혼합물 특유의 쓴맛 및 인공적인 뒷맛을 개선하고자 향 개선제를 첨가하였다. 향 개선제는 저용량을 첨가함으로써 단맛과 향의 발산력을 증가시키고 쓴맛 및 뒷부분의 인공적인 맛을 마스킹(masking)해주는 효과를 기대할 수 있기 때문이다.
한편, 본 발명자들은 백설탕의 감량으로 기존 디저트 젤리에 비하여 총고형물 함량이 감소되기 때문에 젤리의 경도가 저하되는 경향을 방지하기 위해 겔화제인 로커스트빈검의 첨가량을 증가하여 조직감을 개선하였다.
실시예1
: 본 발명 저칼로리 디저트 젤리의 대체감미료 조성
전기, 실험예 2에서 도출되고 도 1에 도시된 바와 같이 백설탕 10% 용액과 가장 유사한 것으로 밝혀진 아스파탐, 수크랄로스 조합의 회귀식에 단맛 강도를 다 르게 조정·대입하여 젤리의 감미료 부분을 조성하였다. 그 결과, 백설탕 15%를 백설탕 5%, 아스파탐 0.03%, 수크랄로스 0.01%로 대체하였다. 실험은 시판 중의 과일 젤리와 유사한 칼로리를 지니는 대조군(A)과 저칼로리를 지니는 본 발명 실험군 (B} 및 (C)로 나누어 수행하였다.
백설탕 150g, 고과당액당 50g, 로커스트빈검 10g, 과즙 10g, 산미료 3.3g을 혼합한 후 총 중량이 1000g이 되도록 물을 가하여 시판 중인 과일젤리 용액 (A)를 만들고 이를 가열 교반, 냉각하여 과즙 젤리 (A)를 만들었다.
한편, 백설탕 50g, 고과당액당 50g, 아스파탐 0.3g, 수크랄로스 0.1g, 로커스트빈검 10g, 과즙 10g, 산미료 3.3g을 혼합 후 총 중량이 1000g이 되도록 물을 가하여 본 발명 조성물 용액 (B)를 만들고 이를 가열 교반, 냉각하여 과즙 젤리 (B)를 만들고 또, 백설탕 50g, 고과당액당 35g, 에리스리톨 20g, 아스파탐 0.3g, 수크랄로스 0.1g, 로커스트빈검 10g, 과즙 10g, 산미료 3.3g을 혼합 후 총 중량이 1000g이 되도록 물을 가하여 본 발명의 다른 조성물 용액 (C)를 만들고 이를 가열 교반, 냉각하여 과즙 젤리 (C)를 제조하였다.
이때, 상기 과즙 젤리 (C)에 0.2%의 에리스리톨을 첨가하는 것은 칼로리를 추가로 저하시키고 총고형분의 함량을 증량함과 동시에 향미를 개선하여 관능 품질을 보완하기 위한 목적으로 사용하였다.
상기한 바와 같이 제조된 각 과즙 젤리에 대하여 당도와 칼로리를 측정하고 전반 맛의 유사 정도와 단맛 강도, 뒷맛 끌림 및 쓴맛 (after taste)의 점수를 3점 기준 평가하였고 그 결과는 하기 표 1과 같았다.
| 분석 항목 | 과즙젤리 (A) (종래 제품) | 과즙젤리 (B) | 과즙젤리 (C) |
| Brix | 18.7 | 10.0 | 11.9 |
| 전반 맛 | +++ | ++ | ++ |
| 단맛 강도 | +++ | +++ | +++ |
| After taste | ++ | +++ | +++ |
| 100g당 칼로리 | 74 | 40 | 35 |
상기 표 1에서 알 수 있듯이 기존의 백설탕, 고과당액당만을 이용하여 제조한 과즙 젤리 종래 제품 (A)에 비해 본 발명 대체감미료 시스템을 활용한 과즙 젤리 (B)와 (C)는 칼로리는 월등히 낮은 반면 단맛 강도는 유사한 것으로 나타났다.
그러나 과즙 젤리 (B)와 (C)는 비영양감미료인 아스파탐과 수크랄로스의 사용으로 인해 소위 "다이어트맛 (diet taste)"이라 불리는 특유의 좋지 않은 싱거운 미감이 다소간 존재하였고, 뒷맛에서 약간의 쓴맛이 느껴졌다. 따라서, 이 같은 결점을 보완하기 위하여 향 개선제를 0.1%로 적용한 젤리 (B-1)과 (C-1)을 제조하였고 이를 시판중의 과즙젤리 (A)와 관능 품질을 중심으로 비교 분석 하였다.
| 분석 항목 | 과즙젤리 (A) (종래 제품) | 과즙젤리 (B-1) | 과즙젤리 (C-1) |
| Brix | 18.7 | 10.0 | 11.9 |
| 전반 맛 | +++ | +++ | +++ |
| 단맛 강도 | +++ | +++ | +++ |
| After taste | ++ | ++ | ++ |
| 조직감 강도 | +++ | ++ | ++ |
| 100g당 칼로리 | 74 | 40 | 35 |
이상 실험 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 향 개선제를 적용함으로써 칼로리의 변화 없이 전반 맛과 뒷부분의 쓴맛 (after taste)를 개선할 수 있었다. 그러나, 여전히 낮은 고형분 함량이 원인이 되어 조직감 강도가 상대적으로 약한 단점이 있었다.
실시예
2 : 저칼로리 디저트 젤리의 조직감 보완
상기 실시예 1의 과즙젤리 (A)와, (B), (C)의 조성에서는 젤리 전체를 구성하는 고형분의 함량이 낮아 조직감이 약한 젤리 (B-1)과 (C-1)의 조직감 개선을 위해 로커스트빈검의 함량을 첨가량 대비 5% 증량하여 전체 6%를 첨가하여 본 발명 과즙젤리 (B-2)와 (C-2)를 제조하였다. 이 실험에서 젤리 (B-2)과 (C-2)는 기존 실험군인 (B), (B-1), (C), (C-1) 등에 비해 종래 제품 (A)와 보다 유사한 맛과 식감을 보였다.
실험예
3: 풍미 및
식감
조사
본 발명의 효과를 보다 정밀하게 조사하기 위하여 일반 소비자 패널 30명을 대상으로 하여 과즙젤리 (A)와 (B-2), (A)와 (C-2)로 나누어 삼점검사법에 의거하여 차이 식별 검사를 실시한 결과, 상기 본 발명 제품은 칼로리가 높은 종래 젤리 제품 (A)와 차이가 없는 것으로 나타났다(표 3).
| 종래 제품 (A)와 본 발명품 (B-2) | 종래 제품 (A)와 본 발명품 (C-2) | |
| 정답 수 | 14 | 13 |
| 유의차 분석 | 차이 없음 | 차이 없음 |
실험예 4: 기호도 조사
상기 실험예와는 별도로 본 발명자들은 소비자 패널 30명을 대상으로 하여 기호도 검사 (5점 척도)를 추가 실시하였다. 본 발명의 개선 제품은 종래 젤리 제품 (A)에 비하여 모든 항목에서 유사하거나 혹은 우수한 점수를 얻었다(표 4). 각 항목은 유의차 검사 결과 유의차가 있다고 보기는 어려웠으며 따라서 종래 젤리 제품 (A)와 (B-2), (C-2)는 거의 유사한 맛의 프로파일을 가지고 있다고 결론 지을 수 있었다.
| 분석 항목 | 종래 제품 (A) | 본 발명품 (B-2) | 본 발명품 (C-2) |
| 전반 맛 기호도 | 3.98 | 3.99 | 4.01 |
| 단맛 기호도 | 3.73 | 3.72 | 3.75 |
| 신맛 기호도 | 3.63 | 3.64 | 3.68 |
| 뒷맛 기호도 | 3.57 | 3.60 | 3.66 |
| 식감 기호도 | 3.81 | 3.85 | 4.01 |
| 100g당 칼로리 | 74 | 40 | 35 |
이상의 실험 결과 및 실시예에서 명백한 바와 같이 본 발명은 대체감미료의 원료와 향 개선제의 조성 그리고 증점제 함량을 최적화함으로써 칼로리와 당도는 낮추되 기호도면에서는 기존의 종래 젤리 제품과 매우 유사하거나나 우수한 젤리 제품을 제공할 수 있었다.
따라서, 본 발명은 백설탕과 고과당액당 같은 고칼로리 감미료를 다량 함유하고 있는 종래의 과일젤리 또는 과즙젤리에 있어서, 사용하는 감미료의 일부를 대체하여 칼로리를 현저히 낮추면서도 단맛, 신맛, 뒷맛, 식감 등의 관능적인 기호도는 종래 제품과 비교시에 그와 매우 유사하고, 제조 원가의 상승도 매우 적은 신규한 저칼로리 디저트 젤리 조성물과 그 제품들을 제공할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 건강식품산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
Claims (3)
- 아스파탐, 수크랄로스, 에리스리톨, 향개선제, 로커스트빈검을 유효성분으로 포함하는 젤리 조성물에 있어서, 전체 조성물의 중량 기준으로 아스파탐 0.03%, 수크랄로스 0.01%, 에리스리톨 0.2%, 향개선제 0.1%, 로커스티빈검 6%를 각각 함유함을 특징으로 하는 젤리 조성물.
- 삭제
- 제 1항 기재의 조성물을 유효성분으로 포함하여 제조됨을 특징으로 하는 35∼40 Cal/100g 수준의 저칼로리 젤리.
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