KR101841203B1 - 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법 및 이에 따른 가바 고함유 이소말토올리고당 - Google Patents

가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법 및 이에 따른 가바 고함유 이소말토올리고당 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법 및 이에 따른 가바 고함유 이소말토올리고당에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 (S1) 가바 고함유 쌀, 증류수 및 상기 쌀 100 중량부 대비 10 ~ 100 중량부의 엿기름을 혼합하고 35 ~ 55℃에서 3 ~ 6시간 동안 당화시키는 단계; (S2) 상기 농축된 당액에 트랜스글루코시다아제를 첨가하여 당 전이시키는 단계; 및 (S3) 상기 전이된 당액에 효모를 첨가하여 발효시키는 단계;를 포함하는 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 액화공정을 포함하지 않아 제조공정이 간소화되고, 당화단계에서 엿기름을 다량 첨가함으로써 당화시간이 단축되어 제조시간이 짧아지게 된다. 또한, 가바 고함유 쌀과 다량의 엿기름을 원료로 이용함으로써 가바 성분을 150mg/100g 이상 함유하는 이소말토올리고당을 제공할 수 있다. 그리고, 본 발명은 당전이 공정으로 얻은 이소말토올리고당을 효모를 이용하여 발효시킴으로써 포도당 함량이 저감된 이소말토올리고당을 제공할 수 있다.

Description

가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법 및 이에 따른 가바 고함유 이소말토올리고당{Method for Manufacturing Isomalto-oligosaccarides With A High Content of GABA And Isomalto-oligosaccarides With A High Content of GABA Using Thereof}
본 발명은 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 가바 고함유 쌀과 다량의 엿기름을 원료로 함으로써 가바 함량이 높은 이소말토올리고당의 제조방법, 이에 따른 가바 고함유 이소말토올리고당, 및 이의 용도에 관한 것이다.
이소말토올리고당(isomalto-oligosaccharide, IMO)은 정상 장내균총(gut microbiota)의 수를 현저히 증가시키는 프리바이오틱스(prebiotics)의 한 종류로서, 감미를 가지고 있고 장내 유산균 발효의 활성화, 비피더스균의 증식, 정장작용, 충치예방, 노화방지 및 다이어트 등의 효능이 있어서 기능성 식품소재로 주목받고 있다.
이와 같은 이소말토올리고당은 기능성 식품 원료, 광택제, 부형제 등 식품산업의 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
일반적인 이소말토올리고당의 제조방법은 전분질 원료를 제분하여 호화시키고 호화된 액에 아밀라아제와 같은 액화 효소를 투입하여 액화한 후, 당화하는 공정을 포함하여 이루어진다.
그러나, 호화, 액화 및 당화 공정을 거쳐 이소말토올리고당을 제조하는 종래의 방법은 긴 공정시간이 소요된다는 점 및/또는 공정이 용이하지 않은 불편함을 유발하고 있다.
한편 현재 소비자들은 생활 수준이 높아지고 웰빙 바람 등의 영향으로 종래의 이소말토올리고당에 만족하지 못하고 기능성이 더욱 부여된 식품 소재를 요구하고 있다.
한국등록특허공보 제10-1446489호 한국공개특허공보 제10-2011-0085133호
본 발명의 목적은 가바 고함유 쌀과 다량의 엿기름을 원료로 이용함으로써 가바(GABA; gamma aminobutyric acid, 이하 '가바'라 기재함) 함량이 150mg/100g 이상이고, 포도당 함량이 저감되어 칼로리가 낮은 이소말토올리고당의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 액화공정을 포함하지 않아 제조공정을 간소화하고, 당화단계에서 엿기름을 다량 첨가함으로써 당화시간을 더욱 단축시킬 수 있는 이소말토올리고당의 제조방법을 제공하는 데 있다.
이에 본 발명은 바람직한 제1구현예로서, (S1) 가바 고함유 쌀, 증류수 및 상기 쌀 100 중량부 대비 10 ~ 100 중량부의 엿기름을 혼합하고 35 ~ 55℃에서 4 ~ 6시간 동안 당화시키는 단계; (S2) 상기 당화된 당액에 트랜스글루코시다아제를 첨가하여 당 전이시키는 단계; 및 (S3) 상기 전이된 당액에 효모를 첨가하여 발효시키는 단계를 포함하는 이소말토올리고당 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 구현예에 의한 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법에서, (S1) 단계 이전에 가바 고함유 쌀을 3 ~ 6시간 동안 침지하는 단계; 및 상기 침지된 쌀을 0.5 ~ 2시간 동안 증자하는 단계;가 더 포함될 수 있다.
상기 구현예에 의한 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법에서, (S1) 단계의 가바 고함유 쌀은 현미, 발아현미, 배아현미, 흑미, 가바쌀 및 쌀눈쌀 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 구현예에 의한 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법에서, 상기 가바쌀은 품종보호등록 제2332호의 노른자찰 또는 제2333호의 금탑 중에서 선택된 품종특허 쌀일 수 있다.
상기 구현예에 의한 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법에서, (S1) 단계의 엿기름은 가바 고함유 쌀 100 중량부 대비 10 ~ 20 중량부 혼합할 수 있다.
상기 구현예에 의한 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법에서, (S1) 단계의 당화 온도는 35 ~ 45일 수 있다.
상기 (S2) 단계에서는 당화된 당액 중량부 대비 0.1 ~ 0.5 중량부의 트랜스글루코시다아제를 첨가하고, 55 ~ 65℃에서 12 ~ 24시간 동안 반응시킬 수 있다.
상기 구현예에 의한 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법에서, (S2) 단계와 (S3) 단계 사이에 전이된 당액에 상기 당액 100 중량부 대비 0.005 ~ 0.010 중량부의 알파 아밀라아제를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 구현예에서, 알파 아밀라아제를 첨가하는 경우 55 ~ 65℃에서 30 ~ 60 분간 반응시킬 수 있다.
상기 구현예에 의한 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법에서, (S2) 단계와 (S3) 단계 사이에 전이된 당액을 알파 글루코시다아제로 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (S3) 단계의 발효 단계는 25 ~ 45℃에서 8 ~ 16 시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명은 바람직한 제2구현예로서, 상기의 제조방법에 따라 제조되어 가바 성분을 150mg/100g 이상 함유하고 포도당 함량이 저감된 이소말토올리고당을 제공한다.
본 발명은 바람직한 제3구현예로서, 상기의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 식품 조성물을 제공한다.
본 발명은 바람직한 제4구현예로서, 상기의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 감미료 조성물을 제공한다.
본 발명은 바람직한 제5구현예로서, 상기의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 소스를 제공한다.
본 발명은 바람직한 제6구현예로서, 상기의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 과자류를 제공한다.
본 발명은 가바 고함유 쌀과 다량의 엿기름을 원료로 이용함으로써 가바 성분을 150mg/100g 이상 함유하는 이소말토올리고당을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 당전이 공정으로 얻은 이소말토올리고당을 효모를 이용하여 발효시킴으로써 포도당 함량이 저감된 이소말토올리고당을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법은 액화공정을 포함하지 않아 제조공정이 간소화되고, 당화단계에서 엿기름을 다량 첨가함으로써 당화시간이 단축되어 제조시간이 짧아지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조과정을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법 및 이에 따른 가바 고함유 이소말토올리고당을 제공하는 것으로 제조공정이 간소화되고 제조시간이 짧다. 또한, 가바 성분을 150mg/100g 이상 함유하고, 포도당 함량이 저감된 이소말토올리고당을 제조한다.
이를 위하여 본 발명은 (S1) 가바 고함유 쌀, 증류수 및 상기 쌀 100 중량부 대비 10 ~ 100 중량부의 엿기름을 혼합하고 35 ~ 55℃에서 4 ~ 6시간 동안 당화시키는 단계; (S2) 상기 당화된 당액에 트랜스글루코시다아제를 첨가하여 당 전이시키는 단계; 및 (S3) 상기 전이된 당액에 효모를 첨가하여 발효시키는 단계;를 포함하는 가바 고함유 이소말토올리고당 제조방법을 제공한다. 도 1을 참조하여 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.
상기 (S1)단계에서는, 가바 성분을 다량 함유하고, 포도당 함량이 저감된 이소말토올리고당을 제조하기 위한 원료로서 현미, 발아현미, 배아현미, 흑미, 가바쌀, 쌀눈쌀 등 가바 함량이 높은 쌀(이하, '가바 고함유 쌀'이라 한다)을 이용하는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는, 본 발명에서의 가바 고함유 쌀은 일반 백미와 비교할 때 가바 함량을 5배 이상 함유하고 있는 쌀을 의미하는 것으로, 가바 함량을 이와 같이 다량 포함한 쌀이라면 모두 포함될 수 있다. 한편, 상기 가바쌀로는 가바 성분을 일반 현미의 8배 이상 함유하고 있는 품종보호등록 제2332호의 노른자찰 또는 제2333호의 금탑 중에서 선택된 품종특허 쌀인 것이 바람직하고, 최근 시중에서 판매되고 있는 ㈜오뚜기의 '씻어나온 오뚜기쌀 가바백미' 또한 가바 함량이 높아 바람직하다.
가바는 4개의 탄소로 구성되어 있는 비단백질 구성 아미노산의 억제성 신경전달물질이다. 이는 1980년대 중반부터 이용되기 시작하여 2001년부터 본격적으로 이용되고 있는 성분으로서, 신경안정 작용, 스트레스 해소, 기억력 증진, 혈압강화 작용, 우울증 완화, 중풍과 치매 예방, 불면, 비만, 갱년기 장애, 당뇨 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 뇌졸중 및 결장암, 대장암 세포의 전이 및 증식 억제 효과도 있어 최근 식품업계에서 주목을 받고 있다.
상기 가바는 특히, 많은 생리학적 메커니즘에 관여하여 동물의 경우 뇌의 혈류를 활발하게 하고 산소 공급량을 증가시켜 뇌세포의 대사기능을 항진시키는 것으로 알려져 있으며, 이를 통한 인지 능력의 증진, 기억력 개선 및 면역력 증진 등의 효능이 입증된 바 있다.
한편, 문헌상에 의하면 쌀눈에는 쌀의 영양소가 66% 이상 함유되어 있다. 그리고, 쌀눈쌀 속에는 중금속을 해독시키는 피틴산(phytic acid)이 백미에 비해 6배나 들어있고, 단백질, 지방, 탄수화물이 풍부하며, 섬유질과 비타민 A, 비타민 B1, B2, B6, 비타민 E, 판토테인산(panthothenic acid), 리놀레산(linoleic acid) 등의 비타민과 미네랄이 균형을 유지하며, 항암인자를 억제하는 킬레이트 물질도 포함한다고 알려져 있다. 본 발명에서, 쌀눈쌀은 백미보다 영양가가 높으면서 백미와 거의 유사한 식감을 가지고 있고, 쌀눈의 잔존율이 60% 이상인 쌀로서, 보다 구체적으로는 도정도(현백율)가 5분도 내지 9.5분도인 쌀을 말한다. 상기 도정도(현백율)는 현미의 (미)강층의 박리 정도를 의미한다. 0분도 쌀은 현미 그 자체를 의미하고, 5분도 쌀은 현미의 중량 대비 도정하고 남은 중량의 백분율이 96%인 쌀로서 쌀눈의 잔존율이 약 90%인 쌀을 의미한다. 또한, 7분도 쌀은 상기 백분율이 94.4% 가량인 쌀로서 쌀눈의 잔존율이 약 70%인 쌀을 의미하고, 9분도 쌀은 상기 백분율이 92.8% 가량인 쌀로서 쌀눈의 잔존율이 약60%인 쌀을 의미한다. 참고로, 도정도가 10분도 이상인 쌀을 백미라고 하며, 백미의 쌀눈 잔존율은 10% 미만이다.
이러한 쌀눈쌀에는 상기의 다양한 영양 성분과 함께 가바 성분과 비타민 B1이 다량으로 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.
당류는 체내에서 에너지로 전환될 때 탈탄산효소(decarboxylase)의 활성이 필수적이다. 상기 탈탄산효소는 티아민피로포스페이트(thiamin pyrophosphate; TPP)라고 하는 조효소가 충분히 있을 때 활성이 발휘되는데, 이 조효소의 구성 성분이 바로 비타민 B1이므로, 비타민 B1이 부족하면 당분을 섭취하더라도 오히려 피로감이 생길 수 있다.
이와 같이 당류는 비타민 B1의 요구성이 강한 식품 소재이므로 비타민 B1이 다량으로 함유된 쌀눈쌀 등의 가바 고함유 쌀을 이용하는 본 발명의 이소말토올리고당 제조방법은 인체에 매우 유용한 발명이라 할 것이다.
상기 (S1) 단계 이전에, 가바 고함유 쌀을 3 ~ 6시간 동안 침지하는 단계; 및 상기 침지된 쌀을 0.5 ~ 2시간 동안 증자하여 전처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 전처리 단계는 가바 고함유 쌀 내의 수분 함량이 20 ~ 40%가 되도록 조절함으로써 가바 함량을 증진시키므로 바람직하다.
그리고, (S1)단계에서는 가바 고함유 쌀, 증류수 및 상기 쌀 100 중량부 대비 10 ~ 100 중량부의 엿기름을 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 25 ~ 70℃의 온도 범위, 보다 바람직하게는 35 ~ 55℃의 온도에서 3 ~ 8시간, 보다 바람직하게는 4 ~ 6시간 동안 당화시키는 것이 바람직하다.
종래의 이소말토올리고당 제조방법에서는 당화공정시 풀루라나아제, 베타-아밀라아제, 포로모자임, 아밀라아제, 펀가밀 또는 인버타아제 등의 당화효소를 이용하는 것이 통상적이었으나, 본 발명에서는 상기의 당화효소 대신 다량의 엿기름을 이용함으로써 당화공정 전의 슬러리화 단계 또는 액화단계를 따로 필요로 하지 않는다. 또한, 본 발명의 방법에서는 다량의 엿기름을 혼합함으로써 당화 온도가 비교적 낮고 종래의 방법에 비해 당화 시간이 더욱 짧아진다.
즉, 본 발명에서는 가바 고함유 쌀 100 중량부 대비 10 ~ 100 중량부의 다량의 엿기름을 혼합함으로써 35 ~ 55℃에서 4 ~ 6시간 범위, 즉 보다 저온에서 짧은 시간 동안 당화시키는 것이 가능하고, 더욱 단맛과 풍미가 우수하며, 가바를 150mg/100g 이상 함유하는 이소말토올리고당을 얻을 수 있게 한다. 또한, 본 발명에서 상기와 같이 가바 고함유 쌀의 중량에 비하여 엿기름을 비교적 과량 첨가하는 이유는 본 발명에 따라 제조되는 이소말토올리고당 내의 가바 성분을 보다 높은 함량으로 포함되게 하기 위함이다. 또한, 본 발명은 엿기름이 다량 첨가되는 경우에 적합한 온도 및 시간 등의 당화 조건을 개시함으로써 가바 성분이 고함량으로 포함된 이소말토올리고당을 제조할 수 있게 한다.
상기 (S1)단계에서 엿기름을 10 중량부 보다 적게 혼합하는 경우에는 당화온도가 높아지고 당화시간이 길어질 수 있으며, 본 발명의 방법에 따라 제조되는 이소말토올리고당 내의 가바 함량이 미미해질 수 있다. 그리고, 엿기름을 100중량부 보다 많이 혼합하는 경우에는 엿기름의 함량이 높아져도 그 역가의 증가가 없으므로 경제적이지 못하고 불쾌취가 생길 수 있어 바람직하지 않다. 이때, (S1)단계에서 더욱 바람직한 엿기름 첨가량의 범위는 가바 고함유 쌀 100 중량부 대비 10 ~ 20 중량부이다. 본 발명에서는 엿기름의 첨가량이 상기 범위일 때 당화 효율이 가장 높다.
한편, 상기 엿기름은 엿기름 분말 100 중량부에 대하여 800 내지 1500 중량부의 증류수를 넣고 40 내지 70 에서 교반한 후 착즙하여 얻어진 착즙액을 정치시킨 다음 상층액만 얻는 방법으로 제조한 엿기름 추출물일 수 있다.
또한, 상기 (S1)단계의 당화 온도가 35℃ 미만인 경우에는 당화가 이루어지지 않아 상품성이 없어지고, 55℃를 초과하는 경우에는 관능성이 저하될 우려가 있고, 당화가 너무 진행되어 이소말토올리고당의 생산수율이 나빠질 우려가 있다. 이때, (S1)단계에서 더욱 바람직한 당화 온도의 범위는 35 ~ 45℃이다. 당화 온도가 상기 범위일 때 당액에 함유된 맥아당의 함량이 가장 높고 이소말토올리고당의 생산수율이 가장 높다.
그리고, 상기 당화 시간이 4시간 미만인 경우에는 상품성이 없어지고, 6시간을 초과하는 경우에는 이미, 이취가 발생할 우려가 있고, 당화가 너무 진행될 수 있어 이소말토올리고당 수율 향상 및 수율 안정화 측면에서 바람직하지 못하다.
상기에서 증류수는 가바 고함유 쌀 100 중량부 대비 200 ~ 500 중량부의 양으로 혼합하는 것이 바람직하다. 첨가하는 증류수의 양이 200 중량부 미만인 경우에는 기질이 부족하고, 500 중량부를 초과하는 경우에는 당화시간이 길어질 수 있어 바람직하지 않다.
상기 당화단계가 완료된 후에는 상기 당액에 함유된 맥아당의 함량이 전체 당액의 총 중량 대비 최소 30중량% 이상 함유된 것이 바람직하다.
(S2)단계에서는, 상기 농축된 당액에 트랜스글루코시다아제를 첨가하여 당 전이시킨다.
이때, 트랜스글루코시다아제는 상기 (S1)단계에서 당화된 당액 100 중량부 대비 0.1 ~ 0.5 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 트랜스글루코시다아제를 첨가한 후에는 55 ~ 65℃에서 12 ~ 24시간 동안 당 전이시키는 것이 바람직하다.
그리고, (S2) 단계와 (S3) 단계 사이에, 전이된 당액에 상기 당액 100 중량부 대비 0.005 ~ 0.010 중량부의 알파 아밀라아제를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
(S3)단계에서의 효모가 이용하기 쉽도록 하기 위하여, (S2)단계에서 얻어진 전이 당액을 알파 아밀라아제로 처리하는 것이 바람직하다. 상기 전이 당액에는 포도당, 맥아당, 말토트리오스와 이외에 4당류 이상의 가수분해 당류가 부산물로 존재하는데, 알파 아밀라아제 처리로 상기 부산물 당류를 포도당 또는 맥아당으로 분해하는 것이 가능하다.
상기와 같이 알파 아밀라아제를 첨가한 후에는 55 ~ 65℃에서 30 ~ 60 분간 반응시키는 것이 바람직하다.
또한, (S2) 단계와 (S3) 단계 사이에 전이된 당액을 알파 글루코시다아제로 처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. (S3)단계에서의 효모가 이용하기 쉽도록 하기 위하여, (S2)단계에서 얻어진 전이 당액을 알파 글루코시다아제로 처리함으로써 맥아당을 포도당으로 분해하는 것이 바람직하다. 이때, 알파 글루코시다아제는 상기 전이된 당액 100 중량부 대비 0.05 ~ 0.2중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 그리고, 알파 글루코시다아제를 첨가한 후에는 40 ~ 60℃에서 40 ~ 55시간 반응시키는 것이 바람직하다.
(S3)단계에서는, 상기 전이된 당액에 효모를 첨가하여 발효시킨다. 이때 첨가된 효모에 의해 이소말토올리고당액에 잔존하던 포도당, 맥아당, 말토트리오스 등의 성분은 발효하여 제거되므로 고순도 이소말토올리고당, 특히 포도당이 저감되어 칼로리가 낮은 이소말토올리고당을 얻을 수 있게 된다.
상기 효모는 빵효모 또는 맥주효모 등 식용효모의 어느 것이라도 사용될 수 있으며, 효모 그 자체 또는 불용성 담체에 고정화된 고정화 효모를 사용할 수도 있다.
이때, 본 발명에서 상기 효모는 효모 그 자체 또는 고정화 효모보다는 용액의 형태로 첨가하는 것이 바람직하고, 상기 효모 용액은 8 ~ 15%(w/v)의 농도인 것이 좋다. 또한, (S3)단계에서 효모 용액은 (S2)단계에서 전이된 당액의 100 중량부 대비 0.2 ~ 10중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
그리고, 효모를 첨가한 후에는 25 ~ 45℃에서 8 ~ 16 시간 발효시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기 각각의 단계가 끝난 후에는 반응에 참가한 효소의 활성을 중단하여 실활시키기 위한 단계를 추가적으로 수행할 수 있다. 즉, 상기 당화 단계(S1), 당 전이 단계(S2) 및/또는 효모 발효 단계(S3) 이후에 효소를 불활성화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
효소 불활성화 단계는 승온, pH 조정 등 당 분야에 알려진 물리, 화학적인 통상의 효소 실활 방법을 사용하여 이루어질 수 있으며, 예컨대 각 단계 이후의 반응액을 65 내지 100℃, 바람직하게는 90 내지 100℃의 온도 범위에서, 30초 내지 60분, 바람직하게는 30초 내지 30분간 가열함으로써 (S1)단계의 엿기름의 당화효소, (S2)단계의 당 전이 효소 및/또는 (S3)단계의 효모를 불활성화시키는 것일 수 있다.
상기한 방법에 따르면, 단 맛과 기호성이 우수하며 가바 성분을 150mg/100g 이상 함유하고, 포도당 함량이 저감되어 칼로리가 낮아 식품 소재로서 매우 유용한 이소말토올리고당을 별도의 액화공정 없이 당화단계에서 다량의 엿기름을 첨가함으로써 간단하고 신속하게 제조할 수 있다.
즉, 상기와 같이 제조된 본 발명에 따른 이소말토올리고당은 높은 감미도와 우수한 풍미로 인해 기호성이 매우 우수하고 가바 성분을 다량 함유하며, 포도당 함량이 저감되어 식품 소재로서 매우 유용하다. 뿐만 아니라, 이소말토올리고당 본래의 특성인 장내의 유산균 발효를 활성화시키거나, 비피더스균을 증식시키거나, 정장작용과, 충치예방과, 노화방지와, 다이어트 등의 효능이 동시에 발현될 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 또 다른 일 구현예는 상술한 바와 같이 단 맛과 기호성이 우수하며 가바 성분을 150mg/100g 이상 함유하고, 포도당 함량이 저감된 것을 특징으로 하는 이소말토올리고당을 포함하는 식품 조성물을 제공한다.
상기 식품 조성물은 기능성 식품(functional food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강식품(health food) 및 식품 첨가제(food additives) 등의 모든 형태를 포함한다. 상기 유형의 식품 조성물은 당 업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다. 예를 들면, 건강식품으로는 본 발명의 조성물을 차, 주스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용하도록 하거나, 과립화, 캡슐화 및 분말화하여 섭취할 수 있다. 또한, 기능성 식품으로는 음료(알콜성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마아말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예: 햄, 소시지콘비이프 등), 빵류 및 면류(예: 우동, 메밀국수, 라면, 스파게티, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예: 버터, 치이즈 등), 식용식물유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소스 등) 등에 본 발명의 조성물을 첨가하여 제조할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물 중 본 발명의 이소말토올리고당의 바람직한 함유량으로는 이에 한정되지 않지만 바람직하게는 최종적으로 제조된 식품 중 0.01 내지 50 중량%이다. 또한, 상기 조성물을 식품 첨가제의 형태로 사용하기 위해서는 분말 또는 농축액 형태로 제조하여 사용할수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 또 다른 구현예로서 상기의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 감미료 조성물을 제공한다. 본 발명의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 감미료 조성물은 단 맛과 기호성이 우수하면서도 가바 성분을 150mg/100g 이상 함유하므로 감미료로서 매우 유용하게 이용될 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 또 다른 구현예들로서 상기의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 소스 및 과자류를 제공한다. 본 발명의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 소스 또는 과자류는 단 맛과 기호성이 우수하면서도 가바 성분을 150mg/100g 이상 함유하므로 소스 또는 과자류로서 매우 유용하게 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구성을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다.
[실시예]
실시예 1
먼저, 5분도의 쌀눈쌀을 상온에서 4시간 동안 침지하고, 110℃에서 60분간 증자하여 쌀눈쌀 내의 수분 함량이 30%가 되도록 전처리하였다.
그리고, 쌀눈쌀 10g에 엿기름 1g 및 증류수 22g을 혼합하고 40℃에서 6시간 동안 반응시켜 당화액을 제조하였다.
또한, 상기 당화액에 당화액 100 중량부 대비 0.2중량부의 트랜스글루코시나아제를 첨가하고 60℃에서 18시간 동안 반응시켜 전이 당액을 제조하였다. 그리고, 상기 전이 당액을 90℃에서 1분간 가열하여 효소를 실활시켰다.
다음으로, 상기 전이 당액에 전이 당액 100 중량부 대비 1중량부의 효모 용액(10%, w/v)을 첨가하고 30℃에서 12시간 동안 발효시켜 이소말토올리고당을 제조하였다. 그리고, 상기 이소말토올리고당을 90℃에서 1분간 가열하여 효모를 살균하였다.
실시예 1-1
상기 쌀눈쌀을 전처리하는 과정을 생략한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
실시예 1-2
상기 쌀눈쌀 대신 현미를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
실시예 1-3
상기 쌀눈쌀 대신 발아현미를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
실시예 1-4
상기 쌀눈쌀 대신 흑미를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
실시예 1-5
상기 쌀눈쌀 대신 품종보호등록 제2332호의 노른자찰을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
실시예 2-1
엿기름을 5.0g 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
실시예 2-2
엿기름을 2.0g 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
실시예 2-3
엿기름을 5.0g 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
실시예 2-4
엿기름을 2.0g 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
실시예 2-5
엿기름을 10g 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
[비교예]
비교예 1-1
쌀눈쌀 대신 찹쌀을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
비교예 1-2
쌀눈쌀 대신 백미를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
비교예 1-3
쌀눈쌀 대신 멥쌀을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
비교예 2-1
엿기름을 0.05g 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
비교예 2-2
엿기름을 12g 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
비교예 3-1
발효 단계를 생략한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
비교예 3-2
발효 단계를 생략한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 이소말토올리고당을 제조하였다.
[시험예]
시험예 1: 원료의 종류에 따른 이소말토올리고당 내 가바 함량의 비교
상기에서 제조된 이소말토올리고당들의 가바 함량 분석을 위해 각각의 시료 1g에 4% 설포살리실산(Sulfosalicylic acid), 95% 에틸알코올(ethyl alcohol)을 각각 2.5㎖ 넣고, vortex 사용하여 2분 동안 교반하고, 진탕항온수조(shaking water bath, 조건: 40℃)에서 160rpm으로 30분 동안 교반한 후, 원심분리기 3000rpm의 속도로 4℃에서 15분 동안 수행하여 제조된 이소말토올리고당을 전처리하였다.
상기 과정을 3번 반복하고 상등액을 Advantec, DISMIC-13HP, Syringe Filter 0.20㎛로 여과한 후에 HPLC로 분석하였고, 분석 조건은 컬럼(Column: 5㎛ C18(Ⅱ) Dionex bonned Silica products)를 사용하였고 유속(Flow rate)은 분당 1.2㎖, 컬럼 온도는 40℃, 주입량(Injection volumn)은 10㎕이며, UV검출기(UV Detector)를 이용하였다.
분석 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 가바 함량(mg/100g)
실시예 1 232
실시예 1-1 171
실시예 1-2 165
실시예 1-3 183
실시예 1-4 197
실시예 1-5 298
비교예 1-1 62
비교예 1-2 57
비교예 1-3 76
표 1에 따르면, 본 발명의 실시예 1 및 1-1의 쌀눈쌀, 실시예 1-2의 현미, 실시예 1-3의 발아현미, 실시예 1-4의 흑미 및 실시예 1-5의 노른자찰을 원료로 하여 제조한 이소말토올리고당 내 가바 함량이 찹쌀, 백미, 멥쌀 등을 원료로 하여 제조한 것에 비해 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 또한, 수분 함량이 30%가 되도록 전처리한 쌀눈쌀을 이용하여 제조한 이소말토올리고당의 가바 함량이 전처리 하지 않은 쌀눈쌀을 원료로 한 것에 비해 현저히 높은 것을 알 수 있다.
시험예 2: 당화단계에서의 엿기름 첨가량에 따른 특성 비교
당화단계에서 엿기름의 첨가량에 따라 제조되는 이소말토올리고당 내의 가바 함량, 전체적인 기호도 등의 특성이 어떻게 달라지는지를 측정 또는 평가하여 비교 분석하였다.
가바 함량 측정방법
제조되는 이소말토올리고당 내의 가바 함량은 시험예 1에서 측정한 것과 동일한 방법으로 측정하였다.
전체적 기호도 평가
전남대학교 학생 30명을 패널로 구성하였고, 9점 척도법(9=대단히 좋아한다; 8=좋아한다; 7=좋은 편이다; 6=약간 좋다; 5=좋지도 싫지도 않다; 4=약간 싫다; 3=싫은 편이다; 2=싫어한다; 1=대단히 싫어한다)에 준하여 기호도 검사를 실시하였으며, 이때 통계처리는 SPSS 12.0 통계 프로그램을 사용하고 다중범위 검정(DMR-test; Duncan multiple range test)으로 유의수준 p<0.05에서 유의성을 검증하였다.
상기의 측정 및 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 가바 함량
(mg/100g)		 전체적
기호도
실시예 1 232 8.5
실시예 1-1 171 7.5
실시예 2-1 201 7.0
실시예 2-2 241 7.9
실시예 2-3 162 6.3
실시예 2-4 183 6.8
실시예 2-5 158 5.9
비교예 2-1 69 6.0
비교예 2-2 103 4.2
표 2에 따르면 당화단계에서 엿기름을 당화액 100 중량부에 대하여, 10 중량부보다 적게 첨가한 비교예 2-1의 경우 실시예들에 비하여 가바 함량이 현저히 적었고, 100 중량부를 초과하여 첨가한 비교예 2-2의 경우 엿기름을 많이 첨가하였음에도 오히려 실시예에 비해 가바 함량이 적어졌으며, 불쾌취가 발생하여 기호도가 낮아진 것으로 나타났다.
시험예 3: 당화온도가 일정한 경우 당화시간 변화에 따른 당화액의 맥아당 함량 비교
실시예 1의 방법으로 제조한 당화액을 이용하여, 당화온도가 일정한 경우 당화시간 변화에 따라 제조된 당화액의 맥아당 함량이 어떻게 달라지는지를 측정 또는 평가하여 비교 분석하였다.
실시예 1의 방법으로 제조한 당화액 200g을 5℃에서 30분간 균질기로 마쇄하고 여과한 후 여액 250mL를 취하여 Damon 등의 방법에 준하여 분석하였다. 즉, Sep'pak-C18과 Sep'pak silica를 이용하여 정제한 후 0.45㎛ 멤브레인 필터로 여과하고 여액 10 ㎕를 Beckman gradient 액체 크로마토그래피(model 334, England)에 주입하여 분석하였다. 컬럼은 하이바 프리 팩키드 컬럼(Hibar pre-packed column) 250-4, 리크로솝(Lichrosorb) NH2 10㎛ 250mm×ID 4mm(E.Merk)를 사용하였다.
시간(hr) 온도(℃) 맥아당 함량
(중량%)
2 40 18.7
4 40 36.2
6 40 35.9
8 40 20.4
10 40 9.5
표 3에 나타낸 바와 같이, 당화 시간이 4시간 미만인 경우에는 당화액 내 맥아당 함량이 낮아 상품성이 떨어지고, 6시간을 초과하는 경우에는 이미, 이취가 발생할 뿐만 아니라 당화가 너무 진행되어 오히려 당화액 내 맥아당 함량이 낮아지는 것으로 나타났다.
시험예 4: 당화시간이 일정한 경우 당화온도 변화에 따른 당화액의 맥아당 함량 비교
실시예 1의 방법으로 제조한 당화액을 이용하여, 당화시간이 일정한 경우 당화온도 변화에 따라 제조된 당화액의 맥아당 함량이 어떻게 달라지는지를 시험예 3과 동일한 방법으로 측정 또는 평가하여 하기 표 4에 나타내었다.
온도(℃) 시간(hr) 맥아당 함량
(중량%)
20 5 16.5
30 5 19.1
35 5 35.8
40 5 39.3
45 5 36.6
50 5 33.4
60 5 22.7
표 4에 따르면, 온도가 35℃ 미만인 경우 당화가 온전히 이루어지지 않아 상품성이 낮고, 55℃를 초과하는 경우 당화액 내 맥아당 함량이 오히려 낮아지는 것으로 나타났다.
시험예 5: 효모 발효 조건에 따른 특성 비교분석
발효 단계에서 발효 조건에 따라 제조되는 이소말토올리고당 내의 가바 함량, 포도당 함량, 전체적인 기호도 등의 특성이 어떻게 달라지는지를 시험예 2 및/또는 시험예 3과 동일한 방법으로 측정 또는 평가하여 이를 표 5에 나타내었다.
전체적인 기호도
제조되는 이소말토올리고당 내의 전체적 기호도는 시험예 2와 동일한 방법으로 평가하였다.
상기의 측정 및 평가 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 가바 함량
(mg/100g)		 포도당 함량
(중량%)		 전체적
기호도
실시예 1 232 3.78 8.5
실시예 1-1 171 2.61 7.5
비교예 3-1 239 12.43 8.1
비교예 3-2 168 11.64 7.2
표 5에 따르면, 발효단계의 유무는 가바 함량이나 전체적인 기호도에는 크게 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났으나, 발효단계를 거치는 경우 이소말토올리고당 내의 포도당 함량이 현저히 저감되는 것을 알 수 있다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하며, 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (16)

  1. (S1) 쌀눈쌀, 증류수 및 상기 쌀 100 중량부 대비 10 ~ 100 중량부의 엿기름을 혼합하고 35 ~ 45℃에서 4 ~ 6시간 동안 당화시키는 단계;
    (S2) 상기 당화된 당액에 트랜스글루코시다아제를 첨가하여 당 전이시키는 단계; 및
    (S3) 상기 전이된 당액에 효모를 첨가하여 25 ~ 45 ℃에서 8 ~ 16 시간 동안 발효시키는 단계;를 포함하는 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, (S1) 단계 이전에
    쌀눈쌀을 3 ~ 6시간 동안 침지하는 단계; 및
    상기 침지된 쌀을 0.5 ~ 2시간 동안 증자하는 단계를 더 포함하는 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, (S1) 단계의 엿기름은 쌀눈쌀 100 중량부 대비 10 ~ 20 중량부 혼합하는 것을 특징으로 하는 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    (S2) 단계에서 상기 당화된 당액 100 중량부 대비 0.1 ~ 0.5 중량부의 트랜스글루코시다아제를 첨가하고, 55 ~ 65℃에서 12 ~ 24시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, (S2) 단계와 (S3) 단계 사이에
    전이된 당액에 상기 당액 100 중량부 대비 0.005 ~ 0.010 중량부의 알파 아밀라아제를 첨가하는 단계를 더 포함하는 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    알파 아밀라아제를 첨가하고 55 ~ 65℃에서 30 ~ 60 분간 반응시키는 것을 특징으로 하는 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, (S2) 단계와 (S3) 단계 사이에
    전이된 당액을 알파 글루코시다아제로 처리하는 단계를 더 포함하는 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법.
  11. 삭제
  12. 제1항, 제2항, 제5항 및 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되며, 가바(GABA; gamma aminobutyric acid) 성분을 150mg/100g 이상 함유하고 포도당 함량이 저감된 것을 특징으로 하는 가바 고함유 이소말토올리고당.
  13. 제12항의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 식품 조성물.
  14. 제12항의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 감미료 조성물.
  15. 제12항의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 소스.
  16. 제12항의 가바 고함유 이소말토올리고당을 포함하는 과자류.

KR1020160099451A 2016-08-04 2016-08-04 가바 고함유 이소말토올리고당의 제조방법 및 이에 따른 가바 고함유 이소말토올리고당 KR101841203B1 (ko)

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