KR20030051847A - 슈크랄로즈의 용융 가능한 형태 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용융 가능한 슈크랄로즈와 아세설팜-K와의 친밀한 혼합물을 포함하는 감미제를 제공한다. 당해 감미제는 쿠킹된 캔디, 경질 캔디, 마이크로웨이브용 식품 제품, 강하게 프라이드된 식품 제품 및 광택이 있는 식품 제품과 같은 광범위한 저칼로리 식품 제품에 혼입될 수 있고, 당을 용융시킬 필요가 있는 용도에서 당의 대용품으로서 혼입될 수 있다.
Description
본원은 2000년 11월 17일자로 출원된 미국 가특허출원 제60/249,616호의 이익을 청구한다.
발명의 분야
본 발명은 슈크랄로즈의 용융 가능한 형태 및 식품 제품에서의 이의 용도에 관한 것이다.
발명의 배경
슈크랄로즈(4,1',6'-트리클로로-4,1',6'-트리데옥시갈락토-슈크로즈)는 슈크로즈로부터 제조된 당도가 높은 감미제로서 다수의 식품 및 음료용으로 사용될 수 있다. 많은 인공 감미제와는 달리, 슈크랄로즈는 베이킹에 사용될 수 있다. 그러나, 슈크랄로즈는 건조 상태에서 고온(약 125 내지 275°F)에서는 용융과 동시에 또는 용융 전에 분해된다. 슈크랄로즈의 분해 온도는 슈크랄로즈를 캐리어로 희석시킴으로써 어느 정도는 상승시킬 수 있다. 예를 들면, 슈크랄로즈는 분해 온도를 약 145℃(293°F)로 상승시키기 위해 (분무 건조, 동결 건조 및 기타의 방법에 의해) 말토덱스트린 50중량%와 혼합할 수 있다. 슈크랄로즈는 또한 미국 특허제4,495,170호에 기재되어 있는 바와 같이, 다른 감미제, 예를 들면, 아세설팜-K(6-메틸-1,2,3-옥사티아진-4(3H)-온-2,2-디옥사이드, 칼륨염)와 건식 블렌딩되어 왔지만, 이러한 건식 블렌딩시에 슈크랄로즈는 여전히 고온에서는 분해된다. 불행하게도, 고온에서 분해되지 않으면서 가역적으로 용융되는 슈크랄로즈 조성물은 보고되어 있지 않다. 용융 가능한 슈크랄로즈 조성물이 존재하는 것이 경질 캔디 및 마이크로웨이브용 제품과 같은 식품 제품의 제조에 유리할 것이다.
본 발명의 목적은 고온에서 가역적으로 용융되는 슈크랄로즈 조성물을 제공하는 것이다.
발명의 요지
본원의 발명자들은 슈크랄로즈와 아세설팜-K와의 친밀한 혼합물을 포함하는 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제를 발명했다.
본 발명의 다른 양태로서, 본원의 발명자들은 또한 용융 가능한 슈크랄로즈 감미제를 함유하는 식품 제품을 발명했다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 본원의 발명자들은 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제를 식품 제품의 성분들에 첨가함을 포함하는 식품 제품의 제조방법을 발명했다.
본 발명의 추가의 또다른 양태로서, 본원의 발명자들은, 식품 제품 제조시에, 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제를 식품 제품 제조 과정 동안에 식품 제품에 첨가함을 포함하는, 식품 제품의 제조방법을 발명했다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련가라면, 아래의 명세서 기재 내용(실시예 및 청구의 범위 포함)으로부터 상기한 본 발명의 양태 및 기타의 양태를 명백히 파악할 수 있을 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 슈크랄로즈와 아세설팜-K와의 블렌드의 열전이 온도에 대한 플롯이다.
도 2는 아세설팜-K와 친밀하게 혼합된 슈크랄로즈의 열전이와 말토덱스트린과 블렌딩된 슈크랄로즈의 열전이를 비교한 그래프이다.
도 3은 슈크랄로즈와 아세설팜-K와의 건식 블렌딩에 의해서는 용융 가능한 슈크랄로즈 조성물이 제공되지 않음을 보여준다.
발명의 상세한 설명
슈크랄로즈와 슈크랄로즈의 제조방법은 다수의 특허 문헌, 예를 들면, 미국 특허 제4,801,700호, 제4,950,746호, 제5,470,969호 및 제5,498,709호에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 본원 명세서에 참고 문헌으로 인용된다. 아세설팜-K는 뉴트리노바 뉴트리션 스페셜티즈 앤드 푸드 인그레디언츠 게엠베하(Nutrinova Nutrition Specialties & Food Ingredients GmbH)의 시판품이다.
슈크랄로즈와 아세설팜-K와의 용융 가능한 블렌드의 제조방법에 있어서, 단순한 건식 블렌드가 아니라 성분들 사이의 친밀한 블렌드를 형성하는 것이 필요한것으로 보인다. 성분들 사이의 건식 블렌딩은 용융 가능한 슈크랄로즈 조성물을 제공하지 않는다. 슈크랄로즈와 아세설팜-K와의 용융 가능한 블렌드는, 이들 두 성분을 바람직한 비율로 함유하는 수용액을 분무 건조시키거나 동결 건조시켜 제조할 수 있다. 슈크랄로즈와 아세설팜-K를 함유하는 수용액은 이들 성분을 개별적으로 물에 용해시키거나 건식 혼합한 이후에 물에 용해시켜 제조할 수 있다. 이들 성분의 상대적인 비율은 슈크랄로즈 약 80 내지 약 20몰%와 아세설팜-K 약 20 내지 약 80몰%이다. 바람직하게는, 성분들의 상대적인 비율은 슈크랄로즈 약 70 내지 약 20mol%와 아세설팜-K 약 30 내지 약 80mol%이다. 가장 바람직하게는, 성분들의 상대적인 비율은 슈크랄로즈 약 65 내지 약 22mol%와 아세설팜-K 약 35 내지 약 78mol%이다. 용액 중의 전체 고형분 농도는 분무 건조 또는 동결 건조 전에 약 80중량% 이하, 바람직하게는 40 내지 약 60중량%일 수 있다. 건조 단계는 임의의 표준 가공 기법을 사용하여 수행할 수 있다.
용융 가능한 슈크랄로즈 감미제는 쿠킹된 경질 캔디(예: 캐러멜, 진해정 등), 마이크로웨이브용 식품 제품, 광택이 있는 식품 제품(예: 벌꿀 베이킹된 햄), 강하게 프라이드된 식품 제품(예: 도넛) 및 통상적으로 가열함으로써 용융되는 감미제용 대용품(예: 갈색당)과 같은 각종 식품 제품에 사용될 수 있다. 용융 가능한 슈크랄로즈는, 불균일한 가열로 인해, 감미제를 용융시켜 주위 성분들에게로 열을 분산시키는 것을 필요로 하는 식품 제품(예: 마이크로웨이브용 제품 등)에 특히 유용한 것으로 기대된다.
예를 들어, 향미를 가미한 무가당 캔디 또는 환원당 경질 캔디는이소말트(200g)와 물(70g)을 팬에서 배합하여, 이들 혼합물을 170℃로 가열함으로써 제조할 수 있다. 임의로, 당을 혼합물에 가할 수 있지만, 필수적이지는 않다. 혼합물이 170℃에 도달하고 적합한 함수량을 가지게 되면, 혼합물을 약 135 내지 130℃로 냉각시키고, 향미제 및 용융 가능한 슈크랄로즈를 가한다. 과일 향미가 가미된 무가당 경질 캔디를 제조하기 위해, 시트르산(3g), 착색제(경우에 따라), 향미제(약 0.4g) 및 용융 가능한 슈크랄로즈(0.08g)를 가한다. 이어서, 당해 캔디를 모양을 만들거나 성형하여, 고체로 될 때까지 냉각시킬 수 있다. 이러한 방법으로 형성된 경질 캔디는 칼로리 함량이 감소되고, 감미 수준이 적당하다.
다음과 같은 비제한적 실시예는 본 발명을 추가로 예시하기 위해 제공된다. 본원에 기재된 발명에 일치하는 본 발명의 다수의 기타 양태가 가능하다.
실시예
슈크랄로즈와, 말토덱스트린, 나트륨 삭카린, 아스파탐, 아세설팜-K, 나트륨 시트레이트 및 칼슘 사이클라메이트의 가변량(중량)과의 블렌드는 수용액을 동결 건조시켜 제조한다. 통상적으로, 25 내지 50% 고형분의 용액을 개방된 접시에서 동결시킨다. 이어서, 동결시킨 접시를 모든 액체 수가 접시로부터 제거될 때까지 밤새 진공하에 정치시킨다. 잔류하는 백색 분말을 유발 및 막자로 약간 분쇄하여 고체의 거대한 입자를 제거한다. 샘플을 분석할 때까지 냉장하에 밀봉된 바이알에서 저장한다. 모든 샘플에 대해 DSC 분석을 수행하여, 열전이 온도를 측정한다. 결과는 아래 표 1에 제시한다.
샘플 | 샘플 중량(mg) | 발열(℃)_ |
미분된 순수한 슈크랄로즈1 | 5.80 | 136.8 |
순수한 슈크랄로즈 | 3.10 | 120.9 |
2% 말토덱스트린 | 3.60 | 124.1 |
2% Na 시트레이트 | 5.40 | 128.1 |
2% 아스파탐 | 5.40 | 122.4 |
10% Ca 사이클라메이트 | 6.90 | 134.6 |
2% Na 삭카린 | 5.86 | 125.7 |
25% Na 삭카린 | 9.80 | 125.3 |
2% Ace-K | 5.30 | 120.2 |
10% Ace-K | 7.95 | 133.6 |
25% Ace-K | 5.20 | 179.32 |
50% Ace-K | 5.20 | 184.12 |
1: 제조된 상태(즉, 동결 건조되지 않음), 이 샘플(대조군)만 미분한다.2: 흡열 |
ace-K와의 블렌드를 제외한 모든 슈크랄로즈 블렌드(뿐만 아니라 순수한 슈크랄로즈 샘플)는 샘플의 발열성 분해를 일으키고, 이는 DSC 팬에 탄화된 잔사를 유도한다. 25% 수준 이상으로 ace-K를 함유하는 슈크랄로즈 블렌드는 팬에 물질의 흡열성 용융물을 생성한다. DSC 장치 개방시, 잔류 물질(25% 이상의 ace-K를 함유하는 슈크랄로즈/ace-K 블렌드로부터)은 투명한 고체였다. 팬에서 동일 물질에 대해 반복 실험할 경우, 용융 온도는 일정하게 유지된다. 샘플을 이러한 시험을 ㅌ통해 수회 순환시킨다.
ace-K 이외의 (슈크랄로즈보다 높은 열전이 온도를 갖는) 고농도 물질은 이들의 농도에 비례하여 슈크랄로즈의 분해 온도를 상승시킨다. 가장 중요하게는, 아세설팜-K 이외의 본 발명자들이 밝혀낸 어떤 물질도 슈크랄로즈와 블렌드하여 발열적으로 분해하는 것과는 대조적으로 흡열적으로 용융하는 생성물을 생성하는 능력을 보여주지 않는다.
미분되지 않은 슈크랄로즈, 및 슈크랄로즈와 가변량(중량)의 Ace-K를 함유하는 동결 건조된 샘플을 사용하여 반복 실험한다. 각 샘플의 건조 분말을 DSC 및 HPLC로 분석하여, 샘플 중의 각 화합물의 농도를 확인한다. 결과는 하기 표 2에 제시한다:
샘플 | 흡열(℃) | Ace-K(%)3 | 슈크랄로즈(%)3 | 슈크랄로즈 대 Ace-K의 몰 비 | Ace-K의몰 분율 |
100% 슈크랄로즈 | 120.34 | 0 | 95.3 | 1:0 | 0 |
90% 슈크랄로즈/10% Ace-K | 135.44 | 11.1 | 89.4 | 4:1 | 0.20 |
80% 슈크랄로즈/20% Ace-K | 177.6 | 20.6 | 76.1 | 1.7:1 | 0.37 |
70% 슈크랄로즈/30% Ace-K | 182.8 | 30.9 | 66.8 | 1:1 | 0.50 |
60% 슈크랄로즈/40% Ace-K | 181.8 | 40.5 | 57.6 | 1:1.6 | 0.62 |
50% 슈크랄로즈/50% Ace-K | 185.7 | 50.5 | 48.2 | 1:4 | 0.80 |
100% Ace-K | 278.4 | 95.5 | 0 | 0:1 | 1.0 |
3: HPLC에 의함4: 발열 |
도 1은 DSC (Ace-K/슈크랄로즈 블렌드 중의) Ace-K의 몰 분율을 열분해 온도에 대하여 나타낸 그래프이다. 외삽에 의하면 안정화 효과가 약 0.2(즉, 20몰%)에서 시작하여, 약 33몰% 이상에서 최대에 이른다는 사실을 알 수 있다. 당해 블렌드의 열 안정성에 악영향을 미치지 않으면서, Ace-K 함량을 증가시켜도 Ace-K가 블렌드의 대부분이 될 때까지(즉, Ace-K의 몰 분율이 약 0.8 이상으로 될 때까지), 열전이 온도가 더욱 증가되지는 않는다.
도 2는 슈크랄로즈/Ace-K 블렌드와 슈크랄로즈/말토덱스트린 블렌드의 DSC 열전이 온도 프로파일을 비교한 것이다(첨가제의 비율을 첨가제를 포함한 슈크랄로즈를 기준으로 하여 중량%로 나타내었다). 말토덱스트린 및 Ace-K 모두 슈크랄로즈보다 높은 열전이 온도를 나타낸다. 그러나, 2개의 곡선은 상당히 다르다. 슈크랄로즈를 말토덱스트린과 블렌딩시키는 경우, 첨가제 비율에 대한 열전이 온도 곡선은 사실상 선형이다(즉, 열전이 온도가 말토덱스트린의 농도에 따라 직선 비율로 상승한다). 또한, 당해 블렌드는 단순히 용융되는 것이 아니고, (발열적으로) 분해된다. 그러나, 도 1 및 도 2에 나타낸 2개의 그래프에서 볼 수 있듯이, 슈크랄로즈를 Ace-K와 블렌딩하는 경우에는, 약 0.2몰%(약 15중량%)에서 뚜렷한 전이 가 시작되는데, 이 시점에서 첨가제 비율에 대한 열전이 온도 곡선이 가파르게 상승하기 시작한다. 아울러, 이 시점에서 발열 분해와 흡열 용융 사이의 전이가 일어난다. 곡선의 모양과 발열성 열전이로부터 흡열성 열전이로의 변화 둘 다는, 슈크랄로즈가 용융 온도가 더 높아지거나 열적으로 보다 안정한 물질이 되는 것에 대하여, 단순히 슈크랄로즈의 희석 때문이라고 설명되어질 수는 없다.
하기 표 3에, 도 3에 나타낸 그래프의 데이타를 제공하는, 슈크랄로즈/말토덱스트린 블렌드의 조성 및 이들의 열전이(발열) 온도를 나타낸다. 여기서, 비율은 중량%이다.
시료 | 발열 온도(℃) |
100% 슈크랄로즈 | 120.9 |
98% 슈크랄로즈/2% 말토덱스트린 | 124.1 |
90% 슈크랄로즈/10% 말토덱스트린 | 131.0 |
50% 슈크랄로즈/50% 말토덱스트린 | 147.8 |
40% 슈크랄로즈/60% 말토덱스트린 | 157.1 |
30% 슈크랄로즈/70% 말토덱스트린 | 164.2 |
8% 슈크랄로즈/92% 말토덱스트린 | 183.0 |
비교를 위해, 슈크랄로즈와 Ace-K와의 무수 블렌드에 의해 용융 가능한 조성물이 형성되지 않는다는 사실을 증명하기 위해 당해 블렌드를 제조했다. 슈크랄로즈와 Ace-K의 혼합 균일성이 염려되므로 무수 블렌드의 조성물을 여러 부분에서 채취하여 HPLC로 검사하였다. 본 시료에 대한 DSC 결과를 HPLC 결과와 함께 아래에 나타내었다. 아래 결과에서 쉽게 알 수 있듯이, DSC 결과를 기준으로 해서 보면, 용융 가능한 슈크랄로즈 조성물이 형성되었다는 어떠한 징후도 보이지 않는다.
HPLC 결과70% 슈크랄로즈/30% Ace-K(% Ace-K 함량) | DSC 결과70% 슈크랄로즈/30% Ace-K(전이 온도, ℃) | ||
시료의 중간 부분 | 시료의 오른쪽 부분 | 시료의 중간 부분 | 시료의 오른쪽 부분 |
27.33 | 32.03 | 128.6 | 128.5 |
26.66 | 29.32 | 130.9 | 129.0 |
29.14 | 29.88 | 129.4 | 129.4 |
28.86 | 30.06 | ||
29.65 | |||
평균 28.33 | 평균 30.32 | 평균 129.63 | 평균 128.97 |
표준 편차 1.2715 | 표준 편차 1.1816 | 표준 편차 1.1676 | 표준 편차 0.4509 |
CV 4.49% | CV 3.90% | CV 0.90% | CV 0.35% |
Claims (17)
- 슈크랄로즈와 아세설팜-K와의 친밀한 혼합물을 포함하는, 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제.
- 제1항에 있어서, 슈크랄로즈 약 80 내지 약 20몰%와 아세설팜-K 약 20 내지 약 80몰%를 함유하는, 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제.
- 제1항에 있어서, 슈크랄로즈 약 65 내지 약 22몰%와 아세설팜-K 약 35 내지 약 78몰%를 함유하는, 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제.
- 제1항에 있어서, 슈크랄로즈와 아세설팜-K를 함유하는 수용액을 분무 건조시킴으로써 형성되는, 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제.
- 제1항에 있어서, 슈크랄로즈와 아세설팜-K를 함유하는 수용액을 동결 건조시킴으로써 형성되는, 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제.
- 제5항에 있어서, 수용액이 슈크랄로즈와 아세설팜-K를 약 80중량% 이하로 함유하는, 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제.
- 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제를 함유하는 식품 제품.
- 제7항에 있어서, 쿠킹된 캔디, 경질 캔디, 마이크로웨이브용 식품 제품, 강하게 프라이드된 식품 제품 및 광택이 있는 식품 제품으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 식품 제품.
- 제7항에 있어서, 경질 캔디인 식품 제품.
- 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제를 식품 제품의 성분들에 첨가함을 포함하는, 식품 제품의 제조방법.
- 식품 제품 제조시에, 용융된 슈크랄로즈 함유 감미제를 식품 제품 제조 과정 동안에 식품 제품에 첨가함을 포함하는, 식품 제품의 제조방법.
- 슈크랄로즈와 아세설팜-K와의 수용액을 형성하는 단계(a) 및 형성된 수용액을 건조시켜 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제를 형성하는 단계(b)를 포함하는, 용융 가능한 슈크랄로즈 함유 감미제의 제조방법.
- 제12항에 있어서, 수용액이 슈크랄로즈 약 80 내지 약 20몰%와 아세설팜-K 약 20 내지 약 80몰%를 함유하는 방법.
- 제13항에 있어서, 수용액이 슈크랄로즈 약 65 내지 약 22몰%와 아세설팜-K 약 35 내지 약 78몰%를 함유하는 방법.
- 제12항에 있어서, 수용액이 슈크랄로즈와 아세설팜-K를 약 80중량% 이하로 함유하는 방법.
- 제12항에 있어서, 슈크랄로즈와 아세설팜-K를 함유하는 수용액이 분무 건조에 의해 건조되는 방법.
- 제12항에 있어서, 슈크랄로즈와 아세설팜-K를 함유하는 수용액이 동결 건조에 의해 건조되는 방법.
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