KR101366404B1 - Ｄ-타가토스를 이용하여 제조되는 저칼로리 커피믹스 조성물 - Google Patents

Ｄ-타가토스를 이용하여 제조되는 저칼로리 커피믹스 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다이어트 또는 저칼로리 커피믹스에 있어서, 설탕 대신 D-타가토스를 이용하여 천연적으로 단맛을 낸 저칼로리 커피믹스 조성물에 관한 것이다.

Description

Ｄ-타가토스를 이용하여 제조되는 저칼로리 커피믹스 조성물{LOW CALORIE COFFEE MIX COMPOSITION MANUFACTURED BY USING THE D-TAGATOSE}
본 발명은 다이어트 또는 저칼로리 커피믹스에 있어서, 설탕 대신 D-타가토스를 이용하여 천연적으로 단맛을 낸 저칼로리 커피믹스 조성물에 관한 것이다.
설탕은 단맛의 질이 양호해서 많은 사람이 선호하는 감미료이다. 하지만, 최근에는 청량음료, 커피와 같은 기호식품 소비 증가가 고당질 식품소비 문화로 이어지고 있으며, 여기에 현대인의 운동부족이 겹치면서 비만인구가 증가하고 있다. 이미 미국과 같은 서구지역에서는 이러한 비만인구의 증가가 성인병 증가로 연결되면서 국민 건강을 위협하는 큰 사회적 문제로 대두되고 있다. 이에 따라 점점 소비자들이 인체 흡수가 되지 않는 설탕대용 감미료를 찾게 되면서 설탕을 대체하기 위한 저칼로리 감미료가 개발되고 있다.
설탕 대체 감미료로서 가장 많이 이용되고 있는 당알콜류는 칼로리가 낮은 장점을 가지나, 섭취시 설탕과 비교하여 전반적인 맛이 떨어지고 뒷맛이 좋지 않다는 단점이 있다. 따라서, 설탕이나 과당, 포도당 액당의 맛에 익숙해져 있는 소비자의 기호를 만족시키지 못하고 있는 것이 현재의 상황이다.
D-타가토스는 설탕의 대용품으로 기대되는 또 다른 감미료로서, 저칼로리 천연 당으로 2001년 미국 FDA에서 식품안정형 물질(GRAS; Generally Recognized As Safe)로 인정되어 식품, 음료, 건강식품, 다이어트 첨가물 등에 감미료로서 사용을 허가 받았다.
이러한 D-타가토스는 감미료의 기준인 설탕과 거의 유사한 0.92배의 상대감미도를 가지고 있고, 설탕과 가장 유사한 감미의 질을 가지고 있다고 알려져 있다. 그리고, D-타가토스는 설탕이나 다른 여러 감미료들과는 달리 칼로리가 낮고 정장 효과(prebiotic)가 있으며 당지수(glycemic index)가 낮다. 또한, D-타가토스는 치아를 부식시키지 않으므로 당뇨병 환자들도 안심하고 섭취할 수 있는 건강 감미료로서 모든 식품 및 음료에 널리 이용할 수 있다.
본 발명자들은 커피믹스의 설탕을 D-타가토스로 전량 대체하기 위하여, D-타가토스 소재가 가지는 감미도 및 감미질을 분석하였다. 이 분석 자료를 바탕으로 하여, 기호도 면에서 기존의 커피믹스 제품과 매우 유사하거나 우수한 커피믹스 조성물을 제조할 수 있었다. 또한, D-타가토스와 스테비올배당체 유래의 고감미료를 혼합하여 커피믹스를 제작한 경우, 맛 뿐 만 아니라 건강 기능성이 더욱 좋아진 조성물을 제조할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 커피믹스 제작시 설탕 대신 D-타가토스를 이용하여 기존의 제품과 비슷한 맛의 질을 가지는 저칼로리 커피믹스 제품를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 커피믹스 제작시 설탕 대신 D-타가토스와 스테비올배당체 유래 고감미료(효소처리 스테비아, 리바우디오사이드 A)를 혼합하여 칼로리를 저감시키면서도 건강 기능성을 높인 제품을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 설탕 대신 D-타가토스를 이용하여 제조한 커피믹스 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 설탕 대신 D-타가토스에 스테비올배당체 유래의 고감미료를 더 포함하여 제조한 커피믹스 조성물을 제공한다.
본 발명은 설탕 대신에 100% D-타가토스 만을 이용하거나 D-타가토스와 스테비올배당체 유래의 고감미료를 혼합하여 이용함으로써, 칼로리를 현저히 낮추면서도 종래 커피믹스 제품의 맛 품질을 유지하고 단맛, 뒷맛 등의 기호도가 좋은 저칼로리 커피믹스 제품을 제공할 수 있다.
도 1은 10% 설탕 수용액 대비 11.5% D-타가토스 수용액의 묘사 분석을 수행한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 5% 설탕 수용액 대비 0.031% 스테비올 배당체 수용액의 묘사 분석을 수행한 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 설탕 대신 D-타가토스를 100% 이용하여 제조한 커피믹스를 제공하는 것을 특징으로 한다.
커피믹스 조성물 총 중량에 대하여, 상기 D-타가토스의 첨가량은 45 내지 65 중량%인 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 50 내지 61중량%이다.
본 발명은 또한 설탕 대신 D-타가토스에 스테비올배당체 유래의 고감미료를 더 포함하여 제조한 커피믹스를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 상기 스테비올배당체 유래의 고감미료는 일반 시중에서 판매하는 것이라면 어느 것이라도 사용가능하며, 바람직하게는 상기 스테비올배당체 유래의 고감미료는 스테비아로부터 추출된 리바우디오사이드 A이다.
커피믹스 조성물 총 중량에 대하여, 상기 리바우디오사이드 A의 첨가량은 0.01 내지 0.15 중량%이고, D-타가토스의 첨가량은 35 내지 55 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 이들 실시예로 한정되지 않는다.
< 실시예 >
실시예 1 : D- 타가토스 및 리바우디오사이드 A의 상대 감미도 측정
제 1단계 실험으로서, D-타가토스 및 리바우디오사이드 A의 관능적인 특징을 파악하기 위하여, 단맛 표준 척도를 이용하여 설탕 수용액 대비 D-타가토스 및 리바우디오사이드 A의 상대당도를 측정하였다.
D-타가토스 및 리바우디오사이드 A의 이론적 감미도를 고려하여 다양한 농도의 시료를 제시하여, 각 농도에 따라 느껴지는 단맛 강도를 점수화하여 회귀식으로 도출하였다. 평가는 단맛의 인지능력을 집중적으로 훈련시킨 패널 30명을 활용하여 묘사 분석으로 진행하였다. 대조군으로서 사용된 단맛 표준 척도와 각각 D-타가토스 및 리바우디오사이드 A에 대한 조사 결과는 하기 표 1 내지 3과 같다.
단맛 표준 척도
척도 점수 2 4 6 8 10 12 14
설탕 농도 2% 4% 6% 8% 10% 12% 16%
* 단맛 인지 강도 = 0.8893 * 설탕% + 0.6311
D-타가토스 농도 별 단맛 인지 강도 평균값
D-타가토스 농도 2% 3% 5% 6% 7% 16%
단맛 인지 강도
(묘사패널) 		2 2 4 5.2 6.11 13
* D-타가토스 단맛인지강도 회귀 모델
단맛 인지강도 = 0.812 * D-타가토스% + 0.109
리바우디오사이드 A 농도 별 단맛 인지 강도 평균값
리바우디오사이드 A 농도 0.01% 0.03% 0.06% 0.1% 0.15% 0.2%
단맛 인지 강도
(묘사패널)		 2.72 5.17 6.15 7.06 8.04 8.89
* 리바우디오사이드 A 단맛인지강도 회귀 모델
단맛 인지강도 Y = 4.604* 리바우디오사이드 A log (x) + 11.936
상기 각각의 회귀식을 사용하면 수용액 상태에서 원하는 설탕 농도를 대입하여 설탕의 단맛강도를 구할 수 있다. 이와 같이 구해진 설탕의 단맛강도를 각각의 회귀식에 대입하면 이에 상응하는 D-타가토스와 리바우디오사이드 A 의 농도를 각각 구할 수 있고, 기존의 방법대로 단순히 이론치의 감미도를 계산하는 것보다 농도별로 상대 감미도를 계산할 수 있어 보다 정확하면서 편리하게 적용할 수 있다.
D-타가토스의 경우, 상기 회귀식으로부터 10% 설탕 대비 동등한 단맛을 내는 D-타가토스의 농도는 11.6 % 였으며, 설탕 10%인 경우 D-타가토스의 상대 감미도는 0.87임을 알 수 있었다.
리바우디오사이드 A의 경우, 농도가 높아짐에 따라 단맛뿐만 아니라 쓴맛이 증가하여 0.2% 이상의 농도에서는 단맛 인지강도가 증가하지 않았다. 따라서, 회귀모형은 0.2% 이하의 농도에서 의미가 있으며, 5% 설탕 대비 동등한 단맛을 내는 리바우디오사이드 A의 농도는 0.031%로 상대 감미도는 161임을 알 수 있었다.
실시예 2 : D- 타가토스의 관능적 프로파일( profile ) 분석
제 2단계 실험으로서, 설탕 대비 D-타가토스의 단맛의 질적(quality)인 부분을 분석하기 위하여, 관능검사 기법인 묘사분석을 통해 설탕 대비 D-타가토스의 감각 프로파일(sensory profile)을 측정하였다.
상기 실시예1의 회귀식에 의하여, 대조군인 10% 설탕 수용액에 대하여 동등한 단맛 인지 강도를 내는 D-타가토스의 수용액의 농도를 결정하였다. 이에 전문패널들은 10% 설탕 수용액과 11.6 %의 타가토스 용액에서 느껴지는 관능적 묘사용어를 나열하고, 공통적으로 인지되는 특성들을 명확한 용어로 정의하였다. 정의된 용어들에 대해 제품별로 15점 항목 척도를 이용하여 강도 점수를 부여하도록 하여 두 감미료의 프로파일을 비교하였다.
그 결과를 도 1에에 나타내었다. 도 1에서와 같이, 설탕 수용액은 단맛의 지속성이 강하고 가열된 당류에서 느껴지는 카라멜 향미가 강하고, 시원한 청량감을 가지는 것으로 분석되었다. 반면에, D-타가토스 수용액은 박하처럼 화한 느낌을 가지며, 설탕 특유의 향미 이외의 다른 향미 속성이 약하고 단맛 지속성과 쓴맛이 약하여 깔끔한 단맛을 특징적으로 나타내었다.
실시예 3 : 스테비올배당체의 관능적 프로파일( profile ) 분석
실시예 2와 동일한 묘사분석방법을 이용하여 설탕 대비 스테비올배당체의 감미 프로파일(sensory profile)을 측정하였다.
그 결과를 도 2에서 나타냈었다. 도 2에서와 같이 스테비올배당체는 단맛의 지속성이 매우 강하고 쓴맛이 강하여 기존 설탕의 단맛 느낌과는 차이가 있다. 입촉감의 경우 설탕과 비교하여 수렴성이 강하지만 바디감이 강해 전체적인 입촉감은 설탕과 유사한 느낌을 가질 수 있을 것으로 보여진다. 이러한 스테비올 배당체의 관능적 프로파일을 고려하였을 때, 단맛의 지속력이 낮고 수렴성과 쓴맛이 약한 감미료에 소량 혼합하여 사용할 경우 고감미료의 장점을 극대화 할 수 있을 것이다.
실시예 4 : D- 타가토스 이용하여 제조한 커피믹스의 소비자 기호도 조사
타가토스를 커피믹스에 적용하였을 때의 소비자 기호품질을 확인하고 설탕 대체 가능 사용량을 설정하기 위해 소비자 조사를 수행하였다.
소비자 조사는 일반 주부 30-40명을 대상으로 실시하였으며, 선호도 조사(Preference Test) 방법으로 진행되었다. 즉 설탕이 포함된 대조군 커피와 설탕 대신 타가토스로 대체된 실험 군 커피를 쌍으로 제시하여 순서대로 맛을 보도록 한 후 더 선호하는 제품을 고르도록 하였다.
대조군은 설탕 4g, 5g, 6g, 7g, 8g을 첨가한 5종류의 커피음료(각각 S1, S2, S3, S4 및 S5)였으며, 실험군은 설탕의 각 농도별로 동등한 단맛을 낼 수 있는 타가토스의 양인 4.8g, 6.0g, 7.3g, 8.5g, 9.7g을 첨가한 커피음료(각각 T1, T2, T3, T4 및 T5)가 사용되었다. 타가토스의 양은 상기 표 2의 회귀식으로부터 계산된 값으로 설정하였다. 총 5쌍에 대해서 조사가 이루어졌으며, 각 쌍은 독립적으로 평가되었다. 커피음료의 배합비를 하기 표 4에 나타내었다.
배합비
S1 T1 S2 T2 S3 T3 S4 T4 S5 T5
D-타가토스 - 4.8 g - 6.0 g - 7.3 g - 8.5 g - 9.7 g
설탕 4.0 g - 5.0 g - 6.0 g - 7.0 g - 8.0 g -
커피 1.6 g 1.6 g 1.6 g 1.6 g 1.6 g 1.6 g 1.6 g 1.6 g 1.6 g 1.6 g
프리머 4.5 g 4.5 g 4.5 g 4.5 g 4.5 g 4.5 g 4.5 g 4.5 g 4.5 g 4.5 g
D-타가토스 중량% 44 % 50 % 54 % 58 % 61 %
기존의 커피믹스 대비 D-타가토스 적용 커피믹스에 대한 소비자 기호도 조사 결과
테스트 1 테스트 2 테스트 3 테스트 4 테스트 5
S1 T1 S2 T2 S3 T3 S4 T4 S5 T5
선호비율(%) 57 43 49 51 46 54 44 56 45 55
테스트 1의 경우 S1에 대한 선호 비율이 57%, T1은 43%로 나타나 설탕을 첨가한 커피에 대한 선호도가 다소 높게 나타났다. 반면 테스트 2~5의 경우 타가토스 적용 커피의 선호비율이 각각 51%, 54%, 56%, 55%로 나타나 설탕대비 동등 이상의 선호도로 다른 대체감미료에 비해 맛 품질이 우수한 것으로 판단된다.
실시예 5 : D- 타가토스 및 스테비올배당체 혼합 감미료를 이용하여 제조한 커피믹스의 소비자 기호도 조사
기존의 설탕을 사용한 커피믹스의 설탕의 단맛 강도에 상응하는 D-타가토스, 리바우디사이드 A의 양은 상기 실시예 1의 회귀식으로부터 산출한 후 예비실험을 통하여 결정되었다. 그 배합비는 하기 표 6과 같다.
배합비
원 재 료 명 기존 M1 M2 M3
리바우디오사이드 A - 0.011 g 0.008 g 0.003g
D-타가토스 - 4g 5g 7 g
설탕 6.0 g - - -
커피 1.6 g 1.6 g 1.6 g 1.6 g
프리머 4.5 g 4.5 g 4.5 g 4.5 g
D-타가토스 중량% - 40% 45% 53%
리바우디사이드 A 중량% - 0.10% 0.07% 0.02%
상기의 배합으로 제조한 커피음료에 대해 소비자 기호도 조사를 수행하였다. 상기 소비자 기호도 조사는 일반 주부 54명을 대상으로 하였고, 제품 간의 차이를 분명히 구분하여 표기하기 위해 9점 기호도 척도를 이용하여 평가한 후에 5점으로 환산하여 표시하였다. 평가항목은 전반적인 기호도를 비롯하여 주요 네가지 세부 속성에 대한 기호도로 구성되었다. 그 결과를 표 7에 나타내었다.
기존의 커피믹스 대비 D-타가토스 및 리바우디사이드 A 적용 커피믹스에 대한 소비자 기호도 조사 결과
전반 기호도 색상 기호 전반 향기호 맛 기호 뒷맛 기호
기존 3.30 3.62 3.52 3.34 3.22
M1 3.31 3.49 3.32 3.30 3.20
M2 3.35 3.55 3.45 3.32 3.25
M3 3.41 3.63 3.47 3.40 3.30
설탕 적용 커피의 전반기호도는 3.30점, D-타가토스와 리바우디사이드A 혼합 커피인 전반기호도는 M1 3.31점, M2 3.35, M3 3.41점으로 나타났다. 단맛 지속성과 쓴맛이 약한 D-타카토스와 단맛지속성이 강하고 쓴맛이 강한 리바우디오사이드 A는 혼합 사용시 관능적으로 상호보완 효과가 나타나 설탕 대비 동등 이상의 맛과 품질을 가지는 것으로 판단된다.
비교예 1 : 에리스리톨과 수크랄로오스 혼합 커피믹스에 대한 소비자 기호도 조사
본 발명자들은 설탕 대체 감미료로 가장 많이 이용되고 있는 당알콜류인 에리스리톨과 수크랄로스를 혼합하여 제조된 커피믹스와 기존의 커피믹스 제품에 대한 맛 품질의 검증을 위해 실시예 3에서와 같이 소비자 조사를 실시하였다.
에리스리톨과 수크랄로스를 혼합하여 제조한 커피믹스의 배합비는 표 8과 같고, 결과를 표 9에 나타내었다.
배합비
원 재 료 명 기존 에리스리톨과 수크랄로스 혼합 커피믹스
에리스리톨 - 5.528g
수크랄로스 0.007 g
설탕 6.0000 g -
커피 1.6000 g 1.6000 g
프리머 4.5000 g 4.5000 g
기존 커피믹스 대비 수크랄로스와 에리스리톨을 혼합 사용한 커피믹스에 대한 소비자 기호도 조사 결과
전반
기호		 향
기호		 맛
기호		 단맛
기호 * 		구수함
기호		 쓴맛
기호		 쓴맛
강도		 뒷맛
기호
기존 3.45 3.48 3.50 3.50 3.41 3.47 3.09 3.49
에리스리톨과
수크랄로스 혼합
커피믹스
3.28
3.53
3.33
2.99
3.44
3.42
2.89
3.08
상기 결과에서와 같이, 에리스리톨과 수크랄로스 혼합 커피의 전반기호도는 3.28점, 기존 설탕 적용 커피의 전반기호도는 3.45점으로 두 제품간 전반기호도의 통계적인 유의차는 없었으나, 기존 설탕 적용 커피대비 단맛과 뒷맛기호도의 저하가 나타났다. 이로 인해 본 발명자들은 D-타가토스 적용 커피의 맛 품질 우수성을 다시 한번 확인 할 수 있었다.

Claims (6)

  1. 저칼로리 커피믹스의 제조에 있어서,
    설탕 대신 100% D-타가토스만을 이용하여 제조되며, 상기 D-타가토스는 커피믹스 조성물 총 중량당 50 내지 61 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 저칼로리 커피믹스 조성물.
  2. 삭제
  3. 저칼로리 커피믹스의 제조에 있어서,
    설탕 대신 D-타가토스와 스테비올배당체 유래의 고감미료 리바우디오사이드 A를 혼합하여 제조되며, 상기 D-타가토스는 커피믹스 조성물 총 중량당 40 내지 53 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 저칼로리 커피믹스 조성물.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스테비올배당체 유래의 고감미료는 커피믹스 조성물 총 중량당 0.01 내지 0.15 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 저칼로리 커피믹스 조성물.
  6. 삭제
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