KR100923358B1 - 섬유가 강화된 식탁용 감미료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 1→6 글루코시드 결합이 15 내지 35％이고, 환원당 함량이 20％ 미만이고, 다분자성 지수가 5 미만이고, 수평균 분자량 Mn이 4500 g/mol 이하인 분지형 말토덱스트린을 3 내지 99 중량％, 바람직하게는 10 내지 95 중량％ 포함하고, 산성 조건에서 안정한, 섬유가 강화된 식탁용 감미료에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그의 제조 방법에 관한 것이다.
분지형 말토덱스트린, 식탁용 감미료, 증량제

Description

섬유가 강화된 식탁용 감미료 {Fibre-Enriched Table Sweeteners}
본 발명의 주제는 섬유가 강화된 식탁용 감미료이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 주제는 분지형 말토덱스트린을 함유하는, 섬유가 강화된 분말화된 식탁용 감미료이다.
"식탁용 감미료 (table sweetener)"라는 표현은 열량 값의 크기가 당과 동일한 정도 (4 Kcal/g 정도)이거나 그보다 낮고 당의 감미력과 유사하거나 또는 그보다 큰 감미력을 갖는 분말화된 형태의, 전통적인 당 (수크로스)에 대한 대체 조성물을 의미한다.
식탁용 감미료는 일반적으로 감미력이 더 높기 때문에, 식품 또는 음료를 달게 하기 위해 필요한 식탁용 감미료의 양은 수크로스의 요구량보다 적으며, 이로 인해 동일한 감미력에서 공급 열량이 감소된다.
감미력은 예를 들어 사카린, 아스파르탐, 아세술팜 K, 시클라메이트, 스테비오사이드, 수크라로스, 네오탐 또는 알리탐 유형의 화학 합성에 의해 제조되는 고감미 감미료 (intense sweetener)에 의해 제공된다.
이러한 식탁용 감미료는 또한 감미제와 함께 일반적으로 예를 들어 소르비톨, 자일리톨, 만니톨, 락티톨, 말티톨, 에리트리톨 및 이소말트 또는 이들의 혼합물과 같은 폴리올, 또는 덱스트린, 말토덱스트린, 폴리덱스트로스 또는 프락토올리 고당과 같은 다당 또는 올리고당으로부터 선택된 증량제를 함유한다.
식탁용 감미료는 높은 열량 공급 없이 단맛을 제공하기 때문에 식품 및 급식 산업에서 특히 분말화된 형태로 집중적으로 사용된다. 따라서, 이러한 식탁용 감미료는 소위 체중감량제 또는 열량이 제어된 다른 제제로 의도된 식이요법 식품 또는 "경량(light)" 식품에 널리 사용된다.
이러한 식탁용 감미료는 또한 당뇨병을 위한 식료품에 사용된다. 따라서, 신체에 의해 대사되지 아세술팜 K가 흔히 이러한 조성물에 사용된다.
식탁용 감미료로는 예를 들어 상표명 "칸데렐 (CANDEREL)"로 시판되는, 증량제로서의 말토덱스트린 및 고감미 감미료로서의 아스파르탐의 혼합물로 이루어진 감미료가 있다.
그러나, 이러한 제품은 증량제의 높은 고유 에너지 값 (말토덱스트린은 4 Kcal/g의 열량 값을 가짐), 우식발생성 (cariogenicity) 및 섬유 효과의 부재와 같은 여러가지 단점을 갖는다.
증량제를 에리트리톨로 교체하여 최종 제품에서 우식발생성을 없앤 엘리슬림 (ELISLIM)이라는 상표명의 감미료를 제조한 일본의 제조업자들에 의해 부분적인 해결책이 제안되었으나, 이것은 여전히 어떠한 섬유 효과도 제공하지 않는다.
또한, 고감미 감미료는 예를 들어 pH 및 온도에 대한 안정성의 결여 및 특정 농도 이상에서의 강한 뒷맛과 같은 여러가지 결점을 갖는다.
이에, 당을 감미료와의 혼합물 형태로 재사용하는 것이 제안되었다.
즉, 단맛은 부분적으로는 고감미 감미료에 의해 제공되고, 부분적으로는 당 또는 글루코스에 의해 제공되어, 시간이 흘러도 최적의 안정한 단맛이 유지되나, 이러한 감미료는 용액화될 때 산도 및 열의 효과에 의해 분해된다.
증량제가 폴리덱스트로스를 포함하고 고감미 감미료가 아세술팜 K, 아스파르탐, DL-아미노마노일-D-알라닌 이소프로필 에스테르, 소듐 시클라메이트, 소듐 사카린, 또는 이들의 혼합물인 식탁용 감미료가 EP 제1,060,674호에서 제안되었다.
또한, 당과 함께 프락토올리고당을 증량제로서 함유하는 조성물이 식탁용 감미료로서 제안되었다.
이 프락토올리고당은 특히 베긴-세이 (BEGHIN-SAY)사의 상표명 악틸라이트 (ACTILIGHT) 또는 오라프티 (ORAFTI)사의 라프틸로스 (RAFTILOSE)로 시판되는 것과 같이 부가적인 기능성을 나타낸다.
즉, 프락토올리고당을 기재로 한 악티수크르 (ACTISUCRE)와 같은 이러한 식탁용 감미료는 또한 앞서 언급한 조성물, 즉 에리트리톨(예를 들어, 엘리슬림) 또는 폴리덱스트로스를 기재로 한 식탁용 감미료와 달리, 비피도겐(bifidogenic) 특성 면에서 건강에 이로운 효과를 갖는다.
그럼에도 불구하고, 이러한 프락토올리고당 기재의 제품은 산성 pH 조건에서 매우 불안정하다는 단점이 있다. 이러한 불안정성은 산성 용액 내에서 점진적인 가수분해를 유발하며, 이로 인해 바람직하지 못한 글루코스 및 프락토스의 방출이 야기된다.
또한, 높은 용량의 프락토올리고당은 인체에 잘 수용될 수 없다는 것이 당업계의 숙련자에게 공지되어 있다.
이상과 같은 정보의 결론은 섬유의 공급원이 되고, 우수한 비피도겐 특성을 갖고, 완화성 (laxative)이 없거나 약하고, 또한 비우식발생성 및 수용액 중 산 및 열에 대한 높은 안정성을 특징으로 하는 식탁용 감미료에 대한 요구가 충족되지 않았다는 것이다.
장기간의 광범위한 연구 조사 후, 출원인은 특정 말토덱스트린을 증량제의 대체제로서 사용함으로써 이러한 요구가 충족될 수 있다는 것을 입증하였다.
따라서, 본 발명의 주제는 1→6 글루코시드 결합이 15 내지 35％이고, 환원당 함량이 20％ 미만이고, 다분자성 지수 (수평균 분자량에 대한 중량평균 분자량의 비율)가 5 미만이고, 수평균 분자량 Mn이 4500 g/mol 이하인 분지형 말토덱스트린을 3 내지 99 중량％, 바람직하게는 10 내지 95 중량％ 포함하고, 산성 조건에서 안정한 것을 특징으로 하는, 섬유가 강화된 식탁용 감미료이다.
"분지형 말토덱스트린"이라는 표현은 본 발명의 목적에 있어서 EP 특허 출원 제1,006,128호에 기재된 말토덱스트린을 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 이러한 분지형 말토덱스트린은 비소화 특성을 가지며, 이것은 소장에서 소화를 저해함으로써 결과적으로 열량 값을 감소시키는 결과를 낳는다. 따라서, 이것은 비소화성 섬유 공급원을 구성한다.
한 기준으로, 분지형 말토덱스트린의 불용성 섬유 수준은 일반적으로 AOAC 방법 제985-29호 (1986년)에 따라 측정하여, 건조 질량 기준으로 50％ 초과이다.
이에 비하여, 악틸라이트는 건조 질량 기준으로 2％ 미만의 불용성 섬유 함량을 가지며, 폴리덱스트로스는 건조 질량 기준으로 6％ 대의 불용성 섬유 함량을 갖는다.
상기 분지형 말토덱스트린의 낮은 저중합도 (DP) 분자 함량이 또한 열량 값 감소에 기여한다.
분지형 말토덱스트린의 열량 값은 본원에서는 2 Kcal/g을 제공하는 것으로 간주되는, 소장에서 비소화성이고 대장에서 발효되며 분율로 표시되는 부분의 평가로부터 계산하여 측정한다. 따라서, 분지형 말토덱스트린은 2.5 Kcal/g 미만의 추론된 열량 값을 갖는다.
분지형 말토덱스트린의 높은 1→6 글루코시드 결합 함량은 구강의 미생물에 의한 소화성을 감소시킴으로써 우식발생력을 감소시키는 결과를 낳는다.
분지형 말토덱스트린은 이와 같이 높은 수준의 1→6 결합으로 인해 또한 매우 특별한 발생이전 (prebiotic) 특성을 갖는다. 즉, 인간 및 동물의 맹장 및 결장의 박테리아, 예를 들어 부티로겐균 (Butyrogenic bacteria), 젖산균 또는 프로피온산균이 고도로 분지된 화합물을 대사한다는 것이 실제로 밝혀졌다.
또한, 이러한 분지형 말토덱스트린은 비피도겐 박테리아의 발생을 촉진시켜 바람직하지 못한 박테리아가 쇠퇴하게 한다. 이것은 소비자의 건강에 매우 이로운 특성을 유발한다.
따라서, 출원인은 혼입된 상기 분지형 말토덱스트린이 유리하게는 본 발명에 따른 섬유가 강화된 식탁용 감미료의 증량제를 부분적으로 또는 완전히 교체하여 감미료의 우식발생성을 감소시키고, 적용시에 통상적으로 사용되는 프락토올리고당 또는 폴리덱스트로스가 달성할 수 없는 비소화성 섬유의 공급원을 구성한다는 것을 발견하였다.
따라서, 예를 들어, 고열량 감미료 조성물 중 말토덱스트린의 전부 또는 일부를 본 발명에 따른 분지형 말토덱스트린으로 교체함으로써, 초기 열량 값의 50％까지 감소된, 만족스러운 관능성을 갖는 조성물을 얻는 것이 가능하다.
EP 특허 출원 제1,006,128호에 기재된 모든 조성물은 본 발명에 따른 식탁용 감미료의 제조에 적합하다.
바람직한 변법에 따라, 본 발명의 식탁용 감미료는 환원당 함량이 2 내지 5％이고, 수평균 분자량이 2000 내지 3000 g/mol이다.
또다른 유리한 변법에 따라, 이들 분지형 말토덱스트린의 전부 또는 일부는 수소화된다.
본 발명에 따른 섬유가 강화된 식탁용 감미료는 아스파르탐, 아세술팜 K, 사카린, 시클라메이트, 스테비오사이드, 수크라로스 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 고감미 감미료를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고감미 감미료는 0.1 내지 5 중량％의 양으로 존재한다.
또한, 본 발명의 주제는 분지형 말토덱스트린 및 상기 고감미 감미료 외에 부가적인 당 또는 폴리올을 함유하는, 섬유가 강화된 분말화 식탁용 감미료이다.
이들 당 또는 폴리올은 유리하게는 수크로스, 덱스트로스, 프락토스, 말토스, 락토스, 말토덱스트린, 탈수 글루코스 시럽, 소르비톨, 자일리톨, 만니톨, 말티톨, 이소말트, 락티톨 및 에리트리톨, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
유리한 변법에 따라, 본 발명에 따른 상기 섬유가 강화된 식탁용 감미료는 상기 분지형 말토덱스트린 3 내지 50 중량％를 포함하고, 100％에서 말토덱스트린을 뺀 나머지는 수크로스, 프락토스, 덱스트로스, 말토스, 탈수 글루코스 시럽, 말티톨, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨, 이소말트, 트레이톨 및 이디톨, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 당 또는 폴리올이다.
본 발명에 따른 섬유가 강화된 식탁용 감미료는 하기 예시되는 바와 같이 동시분사건조 기술 또는 분말의 물리적 혼합 기술, 또는 이들 기술의 조합으로부터 선택된 기술을 사용하여 제조한다.
본 발명의 또다른 변법에 따라서, 상기 식탁용 감미료는 건조 물질 함량이 약 50％인 액상형으로 제형화될 수 있다. 이 경우, 이러한 액상 식탁용 감미료는 유리하게는 수소화되거나 또는 수소화되지 않은 상기 분지형 말토덱스트린 10 내지 30 중량％, 및 말티톨, 자일리톨, 에리트리톨, 소르비톨, 이소말트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 폴리올 20 내지 40 중량％를 포함한다.
수소화된 분지형 말토덱스트린 20 중량％, 에리트리톨 15 중량％, 및 말티톨 또는 자일리톨 15 중량％을 포함하는 제형에서 매우 양호한 결과가 얻어진다.
본 발명은 이하 실시예 및 그에 관련된 도면을 통해 보다 명확하게 이해될 것이다.
실시예 1: 본 발명에 따른 식탁용 감미료의 제조
동시분사건조 기술 및 분말의 물리적 혼합 기술을 사용하여 본 발명에 따른 3종의 식탁용 감미료를 제조하였다. 이들 각각의 조성을 하기 표 I에 나타내었다.
식탁용 감미료 A 식탁용 감미료 B 식탁용 감미료 C
분지형 말토덱스트린 97 17 6
에리트리톨 93
수크로스 83
아스파르탐 3 1
수치는 중량％로 표시한 것임
분지형 말토덱스트린은 1→6 글루코시드 결합이 15 내지 35％이고, 환원당 함량이 2 내지 5％이고, 다분자성 지수가 5 미만이고, 수평균 분자량 Mn이 2000 내지 3000 g/mol이었다. 하기 표 II는 이들의 특이한 조성을 나타낸다.
환원당 2.3
Mn (g/mol) 2480
Mw (g/mol) 5160
1,2 결합 (％) 10
1,3 결합 (％) 12
1,4 결합 (％) 49
1,6 결합 (％) 29
상기 말토덱스트린은 AOAC 방법 (제985-29호)에 따라 측정하여, 건조 질량 기준으로 55％의 불용성 섬유 수준을 가졌다.
식탁용 감미료 A를 제조하기 위해, 말토덱스트린 및 아스파르탐의 혼합물을 하기 조건에서 분무건조하였다.
건조 물질량이 40％인 표 1에 표시한 비율의 말토덱스트린 및 아스파르탐 혼합물을 50℃로 가열하였다.
이와 같이 예열된 혼합물을 참조번호 P208의 터빈 FU11DA720형 니로(NIRO) 분무건조기에 넣었다. 분무건조기의 입구의 공기 온도는 200 내지 210℃로 설정하였고, 출구의 온도는 90℃이었다.
식탁용 감미료 B를 제조하기 위해, 분말화된 형태의 2종의 성분을 당업계의 숙련자에게 공지된 기술을 사용하여 뢰디지(LOEDIGE)형 혼합기에서 건조 혼합하였다.
6 g 백에 포장하였으며, 상 분리 문제는 관찰되지 않았다.
식탁용 감미료 C를 제조하기 위해, 마찬가지로 분말을 뢰디지형 혼합기에서 건조혼합하고, 개별 용량으로 포장하였다.
실시예 2: 증량제로서 사용된 분지형 말토덱스트린의 산성 조건 하의 안정성 조사
산성 조건에서 분지형 말토덱스트린의 안정성을 분석하기 위해, 종래 기술을 나타내는 대조군으로서 프락토올리고당 (악틸라이드 950P 또는 라프틸로스 P35) 또는 본 발명에 따른 분지형 말토덱스트린을 함유하는 용액을 다양한 pH 값으로 제조하였다.
입체 배재에 이은 시차굴절률검출을 사용하여, 저장 동안 용액 중 이들 올리고당의 분자량 변화를 측정하였다.
결과를 도 1 (산성 조건에서의 안정성)에 예시하였다.
분지형 말토덱스트린의 경우, 용액의 산성화 효과가 매우 경미한 것으로 관찰되었다. 따라서, 매우 산성의 pH 값 (3 미만)에서도 가수분해가 경미하였고, 이로 인해 분자량의 변화가 보다 적었다. 2주의 저장 후, 분자량의 차이는 산성화 직후에 관찰된 것보다 크지 않았다. 1개월의 저장 후, 매우 낮은 pH 값 (2.7 미만)에서 얻어진 값만이 2주 숙성에 비해 감소하였다. pH 2에서 수평균 분자량은 2800 달톤에서 2400 달톤으로 변하였다.
프락토올리고당의 경우, pH 2에서 2주 저장 후, 분자량이 초기 값의 30％로 감소하였다. 1개월 후, pH 2 및 2.7의 용액은 분해된 악틸라이트를 매우 많이 함유하였다.
결론: 분지형 말토덱스트린은 산성 pH 조건에 매우 적합하다.
실시예 3: 본 발명에 따른 식탁용 감미료의 특징
하기 표는 본 발명에 다른 식탁용 감미료의 증량제로서의 분지형 말토덱스트린 성분에 의해 제공되는 기술적 이점을 나타낸다.
본 발명에 따른 식탁용 감미료 A를 마찬가지로 아스파르탐 3 중량％를 함유하나, 표준 말토덱스트린을 97 중량％ 함유하는 칸데렐형 식탁용 감미료와 비교하였다.
본 발명에 따른 식탁용 감미료 B는 마찬가지로 수크로스 83 중량％를 함유하나 프락토올리고당 17％를 함유하는 악티수크르형 식탁용 감미료와 비교하였다.
본 발명에 따른 식탁용 감미료 C는 에리트리톨 99 중량％ 및 아스파르탐 1 중량％를 함유하는 엘리슬림형 식탁용 감미료와 비교하였다.
열량 값의 측정은 상기에 나타낸 바와 같은 계산으로 실시하였다. 증량제의 불용성 섬유 함량의 측정은 AOAC 방법 (제985-29호)에 따라 실시하였다. 산성 매질 내에서의 안정성은 실시예 2에 기술한 실험계획안에 따라 측정하였다.
하기 표 III, IV 및 V는 각각 식탁용 감미료 A와 칸데렐형 식탁용 감미료, 식탁용 감미료 B와 악티수크르형 식탁용 감미료, 및 식탁용 감미료 C와 엘리슬림형 식탁용 감미료를 비교하여 얻은 결과를 나타낸다.
칸데렐형 식탁용 감미료 식탁용 감미료 A
열량 값 (Kcal/g) 4 2.06
증량제의 섬유 함량 (％) <2 55
산성 조건에서의 안정성 + +++
악티수크르형 식탁용 감미료 식탁용 감미료 B
열량 값 (Kcal/g) 3.66 3.66
증량제의 섬유 함량 (％) 2 55
산성 조건에서의 안정성 + +++
엘리슬림형 식탁용 감미료 식탁용 감미료 C
열량 값 (Kcal/g) <1 <1
증량제의 섬유 함량 (％) <1 55
산성 조건에서의 안정성 + +++
본 발명에 따른 식탁용 감미료는 증량제로서 사용된 분지형 말토덱스트린의 매우 높은 비소화성 섬유 함량 및 산성 조건에서의 우수한 안정성에 의해 뛰어난 특성을 갖는다.

Claims (9)

  1. - 1→6 글루코시드 결합이 15 내지 35％이고, 환원당 함량이 20％ 미만이고, 다분자성 지수가 5 미만이고, 수평균 분자량 Mn이 4500 g/mol 이하인 분지형 말토덱스트린 3 내지 99 중량％
    - 아스파르탐, 아세술팜 K, 사카린, 시클라메이트, 스테비오사이드, 수크라로스, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 고감미 감미료 (intense sweetener)를 포함하고, 산성 조건에서 안정한, 섬유가 증강된 식탁용 감미료 (table sweetener).
  2. 제1항에 있어서, 상기 분지형 말토덱스트린의 환원당 함량이 2 내지 5％이고, 수평균 분자량 Mn이 2000 내지 3000 g/mol인 식탁용 감미료.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분지형 말토덱스트린의 전부 또는 일부가 수소화된 식탁용 감미료.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고감미 감미료가 0.1 내지 5 중량％의 양으로 존재하는 식탁용 감미료.
  5. 제1항에 있어서, 수크로스, 덱스트로스, 프락토스, 말토스, 락토스, 말토덱스트린, 탈수 글루코스 시럽, 소르비톨, 자일리톨, 만니톨, 말티톨, 이소말트 및 에리트리톨, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 당 또는 폴리올을 또한 포함하는 식탁용 감미료.
  6. 동시분사건조 기술 또는 분말의 물리적 혼합 기술, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 기술을 사용하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 식탁용 감미료의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 액상형으로 제공되고, 수소화되거나 또는 수소화되지 않은 상기 분지형 말토덱스트린 10 내지 30 중량％ 및 말티톨, 자일리톨, 에리트리톨, 소르비톨, 이소말트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 폴리올 20 내지 40 중량％를 포함하는 식탁용 감미료.
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