KR20050045221A

KR20050045221A - 저장안정성과 감미질이 개선된 설탕대체용 감미료 조성물및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20050045221A
Application number: KR1020030079206A
Authority: KR
Inventors: 민병철; 송은범; 정경태
Original assignee: 대상 주식회사
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-05-17
Also published as: KR100520438B1

Abstract

본 발명은 설탕을 대체하는 감미료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 단당류, 이당류 또는 올리고당류에서 선택되는 적어도 하나 이상의 당류와 아스파탐을 포함하며, 수분이 0.5중량％이하인 감미료조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 단당류, 이당류 또는 올리고당류에서 선택되는 적어도 하나 이상의 당류와, 아스파탐 단독 또는 아스파탐과 아세설팜칼륨의 혼합물을 상기 당류와 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 과립화하여 수분함량이 0.5중량％이하가 되도록 건조하는 단계를 포함하는 감미료의 제조방법을 제공한다.

상기 본 발명에 의하면 환원당류와 아스파탐을 혼합한 경우에도 갈변 및 아스파탐의 분해가 억제되어 저장성이 우수하며, 감미질은 기존의 설탕과 매우 유사하게 조절하는 것이 가능한 감미료 조성물 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

저장안정성과 감미질이 개선된 설탕대체용 감미료 조성물 및 그 제조방법{Sweetening Composition for Substitute of Sugar with Improved Storage Stability and Quality of Sweetness, and Their Preparation Method thereof}

본 발명은 설탕을 대체하는 감미료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환원당류와 아스파탐을 혼합한 경우에도 갈변 및 아스파탐의 분해가 억제되어 저장성이 우수하며, 감미질은 기존의 설탕과 매우 유사하게 조절하는 것이 가능한 감미료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

단맛은 인간의 맛 감각 중에서 제일 행복한 느낌을 주기 때문에 다양한 감미료가 식품의 조리 및 가공에 쓰이고 있다. 우리가 사용하고 있는 감미료에는 설탕, 포도당, 과당, 물엿, 이성화당 등의 일반 당류와 솔비톨, 말티톨, 에리쓰리톨, 파라트니트, 자일리톨, 이소말트 등의 당알콜류와 같은 천연감미료와 스테비오사이드, 사카린, 아스파탐, 아세설팜칼륨, 수크랄로오스, 싸이클라메이트와 같은 합성 감미료가 있다. 그 중에서 설탕은 가장 보편적인 감미료로서 그 소비량은 한 사회의 문화수준의 척도가 된다고 할 만큼 설탕이 식생활과 식품공업에서 차지하는 비중은 매우 크다고 할 수 있다. 물론 설탕은 좋은 맛과 여러 가지 기능성(점도, 부피, 색, 저장성)을 식품 중에서 발휘하기 때문에 식품의 질에 영향을 주는 것은 물론 사용되는 양에 따라서는 식품의 가격에도 영향을 미치게 된다. 그러나 생활수준의 향상과 더불어 두드러지게 나타나고 있는 당뇨병이나 비만 등의 경우에는 탄수화물성 감미료의 섭취를 의식적으로 피해야 하는 필요가 늘어나게 됨으로써 저칼로리 혹은 무칼로리성 감미료의 필요는 절실하게 됨에 따라 아스파탐, 아세설팜칼륨, 수크랄로오스 등의 고감미 감미료가 등장하여 설탕을 대체하고자 하였다.

그러나, 이러한 고감미 감미료들은 설탕의 100배에서 600배 이상의 감미도를 가지고 있어 설탕의 사용량을 줄일 수 있는 장점이 있으나 안정성이 떨어지거나 대부분은 미질이 설탕에 비해 떨어지는 단점이 있어 설탕을 직접 대체하기에는 어려움이 있으며 특히 식품에 첨가되지 않고 감미료로 직접 섭취하는 탁상용 감미료 등에는 그 사용이 매우 제한적인 상황에 있다. 따라서, 고감미 감미료의 나쁜 미질을 향상시키기 위한 여러 방법이 시도되어 왔는데 이의 대표적인 방법으로는 설탕을 제외한 여러 종류의 당류 등을 혼합하는 것이다. 예를 들어 지금까지 공개된 특허를 살펴보면, 아스파탐의 감미질 개선에 대한 것으로 황산알루미늄, 나린긴을 아스파탐과 혼합사용(일본 특허공개 소 52-90667), L-글루타민산나트륨(일본특허공개 소 56-148255), 글리신, 알라닌, 세린사용(일본 특허공개 소 57-63068), L-아스코르브산 첨가(일본 특허공개 소 57-63068), 물엿 사용(일본 특허공개 소 60-114167), 덱스트린 사용(일본 특허공개 소 60-114169), 포도당 사용(일본 특허공개 소 60-114168) 등 각종 성분을 혼합하여 사용하는 것이 행해지고 있다.

특히 최근에는 저칼로리 소재인 당알콜이나 식이섬유 소재를 혼합하여 저칼로리이면서 건강기능성을 추구한 특허들이 일부 공개되어 있는데, 자일리톨과 스테비오사이드, 폴리덱스트로스를 혼합한 방법(한국 특허공개 특2000-0049877), 에리스리톨 등의 당알콜류와 아스파탐 등의 고감미 감미료를 혼합한 방법(한국 특허공개 특2002-0007724), 수크랄로오스와 팔라티노스를 혼합한 방법(한국 특허공개 특2002-0047818) 등이 대표적인 것으로 이들 모두 단순한 혼합에 의하고 감미질이 개선되었다고 하지만 어느것 하나 설탕과 필적할 만큼 감미질이 개선되었다는 증거를 찾을 수가 없다. 또한 경제적인 측면에 의해서도 설탕과는 비교할 수 없을 정도로 가격이 고가이며 일반 가정에서는 주로 스푼 형태로 설탕을 사용하나 이들 방법들에 의하면 설탕보다 상당히 높은 감미도를 가지고 있어 설탕과 같이 스푼 형태로 사용이 어려워 이러한 것들이 상업적으로 설탕을 대체하는 감미료로 실용화되기는 많은 문제점을 가지고 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 고감미 감미료와 당류 중에서 가격이 저렴하면서 맛이 우수한 아스파탐과 포도당 등의 조합이 이상적이나 이 경우에도 감미질이 설탕에 비해 떨어지며 환원당(포도당)과 아미노산(아스파탐)이 함께 있을 때는 갈색화 반응이 쉽게 일어나 제품의 갈변화가 일어나며 이로 인해 아스파탐이 분해되어 유통상이나 사용 중에 감미도가 떨어지는 단점이 있다. 이를 보완하기 위한 방법으로 포도당과 덱스트린, 또는 아스파탐을 베타싸이클로덱스트린 또는 솔비톨로 코팅하고 과립화하여 아스파탐과 포도당 등이 직접 접촉하지 않게 함으로써 갈색화 반응을 억제하여 저장성이 개선된 동시에 감미질 또한 향상시키는 방법이 제시되었으나 (한국 특허공고 95-4428) 이경우에 일부 갈색화 반응이 개선되는 장점은 있지만 완벽한 코팅을 위해서는 시간과 비용이 많이 들고 코팅, 1차 건조, 과립, 2차건조 과정을 거치는 등의 제조공정이 복잡하고 이에 따라 열에 약한 아스파탐이 분해될 가능성이 많으며 이 방법 또한 설탕을 직접 대체 가능한 정도의 감미질을 가지고 있다고 볼 수 없으며 무엇보다도 제품을 제조하였을 때 케이킹이 쉽게 발생하여 제품화 하는데 문제가 있다. 이러한 감미료를 제조하는 데에 있어서 가장 큰 문제점은 보존성인데 상기에서 제시된 갈색화 반응과 더불어 케이킹이 발생하는 것이다. 케이킹은 포도당, 말토덱스트린 등을 다른 물질로 코팅할 경우, 코팅물질인 외부는 수분이 적고 내부는 수분이 많은 상태에서 내부의 수분이 외부로 이동하면서 외부의 당류가 녹으면서 서로 접촉하게 되면서 일어나는 것으로, 이후 공정에 있어서도 작업이 어렵게 되고 설령 과립까지 하였어도 계속하여 케이킹이 일어날 수 있어 제품화가 어렵게 된다.

그러므로 설탕대체 감미료는 설탕과 가격경쟁력이 있고 저칼로리 이면서, 제조공정이 단순하고 무엇보다도 보존성과 맛이 우수하여야 한다.

이에 따라, 상기 종래 기술이 가지는 문제점에 대하여 본 발명이 이루고자 하는 목적은 환원당류와 아스파탐을 혼합한 경우에도 갈변 및 아스파탐의 분해가 억제되어 저장성이 우수하며, 감미질은 기존의 설탕과 매우 유사하게 조절하는 것이 가능한 감미료 조성물을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 감미도와 겉보기 비중을 이용하여 스푼의 형태로 사용할 수 있도록 제조할 수 있어 사용에 매우 편리한 감미료 조성물을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 설비가 저렴하면서, 동시에 단순한 혼합 및 과립의 방법으로 감미료를 얻을 수 있는 신규한 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은 단당류, 이당류 또는 올리고당류에서 선택되는 적어도 하나 이상의 당류와 아스파탐을 포함하며, 수분이 0.5중량％이하인 감미료조성물을 제공한다.

이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기에서 단당류는 특별한 한정을 요하는 것은 아니며, 바람직하게는 포도당 또는 과당이며, 보다 바람직하게는 함수결정포도당이다. 본 발명에서는 정제포도당, 무수결정 포도당을 사용하는 것을 배제하지는 아니한다. 다만, 정제포도당은 관능이 약간 떨어지는 경향이 있고, 무수결정포도당은 물을 용매로 하는 경우 단독으로 사용하기보다는 함수결정포도당과 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 무수결정포도당은 유기용매 예를 들면, 주정 등을 용매로 사용하는 것이 바람직하며, 덱스트린과 같은 결합제를 넣어주면 과립성형이 잘 이루어질 수 있다. 하지만, 덱스트린을 첨가하는 경우 최종 감미료의 감미질을 좋지 않게 할 수 있다. 다만, 무수결정포도당을 이용하는 경우에도 스크류타입의 과립기인 EXKS-1(DANTON)과 같은 종류를 이용하는 경우 부하가 많이 걸리는 단점이 있긴 하지만 물만으로도 과립이 가능하다. 반면, 함수결정포도당을 사용하는 경우, 과립기의 종류와 무관하게 물만을 용매로 하여도 과립화가 잘이루어지는 장점이 있다.

상기에서 이당류는 바람직하게는 말토오스, 락토오스이다.

상기 당류의 감미료내의 함량은 특별한 한정을 요하는 것은 아니며 90∼99중량％, 바람직하게는 95.5∼98.2중량％, 보다 바람직하게는 96.4∼96.7중량％의 범위에서 첨가하는 것이 관능적으로 우수하다.

아스파탐은 단독으로 사용될 수도 있고, 아세설팜칼륨과 혼합하여 사용되어도 좋다. 아스파탐은 설탕과 비교하여 중량비 감미강도가 약 200배이며, 현존하는 고감미감미료 가운데 감미질이 매우 우수하다. 그러나, 감미질의 특성평가기준으로 하고 있는 설탕과 비교시 처음맛이 약하며, 뒷맛이 강한 특징이 있다. 이러한 아스파탐의 단점은 아세설팜칼륨의 혼용을 통해 개선이 가능하다. 아스파탐과 아세설팜칼륨을 혼합하여 첨가하는 경우에는 배합비에 특정한 제한을 수반하지는 않지만, 바람직하게는 아스파탐과 아세설팜칼륨을 1:1∼4:1로 조성하는 경우 설탕의 약 260∼290배의 감미강도를 발휘하게 된다. 위와 같은 성질을 이용하여 배합비에 따라 제조되는 감미료의 감미강도를 예측할 수 있다. 아스파탐과 아세설팜칼륨은 서로의 감미성질의 단점을 보완하고, 또한 저장중 아스파탐이 분해되어 감미강도가 감소하게 되는 것을 (ACK 함량)/(APM 함량)의 값이 증가하면서 감미강도가 증가하여 전체적인 감미강도가 감소하지 않게 해주는 효과를 가진다. 보통 아스파탐:아세설팜칼륨의 비율은 상기 조성비에서와 같이 1:1∼4:1로 하는 것이 좋으나 감미질과 안정성을 동시에 고려하는 경우 가장 바람직하게는 4:1로 한다.

당류로서 포도당을 예로 하여 포도당, 아스파탐, 아세설팜칼륨을 원료로 하여 감미를 부여하는 본 발명에 의한 감미료의 감미강도는 하기식을 통해 정해질 수 있다.

(1) S_G=0.7×C_Dex＋(40×C_ACK/(C_ACK＋C_APM)＋250)×(C _ACK＋C_APM)

상기 식중에서, S_G는 감미료의 설탕에 대한 중량대비 감미강도(％), C_Dex는 포도당의 함량(％), C_ACK는 아세설팜칼륨의 함량(％), C_APM은 아스파탐의 함량(％)을 각각 나타낸다.

또한, 본 발명에서는 감미료의 사용량을 설탕부피비대로 사용할 수 있게 제조함으로써 소비자의 사용편이성을 확보할 수 있게 한다. 하기 식 (2)에 의하면 감미료의 겉보기 비중과 감미강도의 조절을 통해 설탕과 동일한 스푼형태 또는 설탕 2스푼에 감미료 1스푼의 형태와 같은 사용량의 조절이 가능해진다.

(2) S_G×δ_G×100=S_S×δ_S×F

상기 식중에서, S_G는 감미료의 설탕에 대한 중량대비 감미강도(％), δ_G는 감미료의 겉보기 비중, S_S는 설탕의 중량대비 감미강도(％,100), δ_S는 설탕의 겉보기 비중, F는 감미료의 설탕에 대한 부피대비 감미강도(％)(예를 들면, 설탕 2스푼=감미료 1스푼의 경우 F=200)를 각각 나타낸다.

본 발명의 바람직한 감미료 조성물의 조성예는 상기 식중에서, 감미료의 겉보기 비중은 바람직하게는 0.5∼0.6g/cc로 조절하면서, 상기 식(1)로부터 얻어진 감미료의 중량대비 감미강도(S_G)가 설탕의 3∼4배가 되도록 하고, 상기 식에서 얻어진 감미료의 중량대비 감미강도(S_G)로부터 상기식 (2)의 관계를 이용하여 부피대비 감미강도(F)가 설탕의 1∼3배, 바람직하게는 2배인 감미료 조성물을 포함한다.

아스파탐 또는 아스파탐과 아세설팜칼륨의 혼합물의 감미료내의 함량에는 특별한 한정을 요하지는 않지만, 바람직하게는 0.5∼1중량％의 아스파탐, 0.1∼0.5 중량％의 아세설팜칼륨이 혼합될 수 있도록 조성하는 것이 관능품질면에서 우수하다.

환원당과 아스파탐이 혼합되는 경우 야기되는 갈변화는 수분함량을 제어함으로써 달성될 수 있다. 수분함량의 제어는 원료의 혼합후 일정한 형태로 성형하여 건조하는 과정을 통해 수행될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 수분함량이 0.5％이하인 경우에서 감미료의 저장중 갈변화 및 아스파탐의 분해정도를 상당한 정도로까지 제어할 수 있는 것으로 확인되었다. 이때 수분함량을 0.5％로 제어하는 경우에도 건조과정에서 품온과 건조시간 등이 적절한 조건으로 유지되어야 우수한 품질의 제품을 얻을 수 있다. 만일, 고온에서 부적절하게 건조되는 경우 최종제품에서 아스파탐의 분해와 마이알 반응의 진행을 억제하는 것은 곤란해진다. 본 발명에 의하면 건조과정은 품온을 30∼50℃로 유지하면서 건조시간을 바람직하게는 1∼3 시간 정도로 하여 유동층건조를 통해 수행하는 것이 저장성을 크게 개선시키는 것으로 확인되었다. 시간이 너무 짧은 경우에는 수분함량이 0.5중량％를 초과할 우려가 있으며, 시간이 너무 긴 경우에는 수분함량은 감소시킬 수 있지만, 아스파탐이 분해될 우려가 있다.

본 발명의 감미료 조성물은 사이클로덱스트린을 더 포함할 수 있다. 사이클로덱스트린은 포도당이 6∼8개가 환상으로 연결된 당질로 환상의 안쪽에 불안정한 물질을 포접하여 안정화하고 쓴맛 등의 이미를 억제하여 주는 역할을 수행한다. 사이클로덱스트린을 감미료의 성분으로 포함하는 경우 그 함량은 최종제품의 관능품질을 고려하여 바람직하게는 0.2∼2중량％로 하는 것이 좋다.

본 발명의 감미료 조성물은 정제염을 더 포함할 수 있다. 정제염은 아스파탐의 긴 후미를 상쇄시켜주기 위해 첨가될 수 있다. 정제염을 감미료의 성분으로 포함하는 경우 그 함량은 최종제품의 관능품질을 고려하여 바람직하게는 0.1∼0.5중량％로 하는 것이 좋다.

본 발명의 감미료 조성물의 바람직한 조성예로서 상기 제시된 성분을 모두 포함하는 조성예는 다음과 같다.

1) 당류: 95.5∼98.2중량％,

2) 사이클로덱스트린: 0.2∼2중량％,

3) 아스파탐: 0.5∼1중량％의 아스파탐

4) 아세설팜칼륨: 0.1∼0.5 중량％

5) 향료: 0.1∼0.5중량％

6) 정제염: 0.1∼0.5중량％

상기 감미료조성물의 입도는 바람직하게는 300∼700㎛ 정도로 하는 것이 사용에 편리할 뿐만 아니라 관능품질면에서도 우수하다. 후술하는 본 발명의 제조방법에 의하면 입도가 300∼700㎛ 정도인 감미료를 용이하게 수득할 수 있다.

이하, 본 발명의 감미료를 제조하는 방법을 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 감미료 조성물은 (1) 단당류, 이당류 또는 올리고당류에서 선택되는 적어도 하나 이상의 당류와, 아스파탐 단독 또는 아스파탐과 아세설팜칼륨의 혼합물을 상기 당류와 혼합하는 단계와, (2) 상기 혼합물을 과립화하여 수분함량이 0.5중량％이하가 되도록 건조하는 단계를 통해 제조될 수 있다.

상기에서 과립화하는 과정은 통상적인 오실레이터형, 그레뉼레이터형, 역회전식, 또는 스크류형의 과립기에 의해 수행될 수 있다. 건조과정은 바람직하게는 품온을 30∼50℃로 유지하면서 유동층건조하는 과정에 의한다.

상기 본 발명의 제조과정에 의하면, 설비가 저렴하면서, 동시에 단순한 혼합 및 과립의 방법으로 감미료를 얻을 수 있다. 이하, 본 발명의 제조예를 들어 상기 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

<제조예>

포도당 95.5∼98.2중량％, 바람직하게는 96.4∼96.7중량％, 아스파탐 0.5∼0.1중량％, 바람직하게는 0.65∼0.8중량％, 사이클로덱스트린 분말 0.2∼2중량％ 바람직하게는 2중량％를 혼합기에 투입하여 1∼15분간 1차 혼합한 후, 아세설팜칼륨 0.1∼0.5중량％, 바람직하게는 0.17∼0.2중량％, 정제염 0.1∼0.5중량％, 바람직하게는 0.2∼0.3중량％, 향료 0.1∼0.5중량％, 바람직하게는 0.25∼0.35중량％를 전체 혼합물의 3∼15중량％의 물 또는 주정 혹은 물과 주정의 혼합물에 용해, 분산시켜 위의 1차혼합물에 첨가 후 1∼15분간 2차혼합을 실시하고, 과립기를 이용하여 과립을 형성한다. 혼합시 1차와 2차 혼합에 첨가되는 원료는 반드시 그 단계에서 혼합되어야만 하는 것은 아니다. 또한 과립의 방법과 감미도를 조절하여 비중을 0.5∼0.6 g/cc로 조절함으로써 설탕대비 절반의 사용으로 섭취 칼로리의 1/4∼1/3의 감소와 설탕과 같은 스푼형태로 사용할 수 있는 등의 특징을 가지게 된다. 과립기로는 오실레이터 형, 그레뉼레이터 형, 역회전식, 스크류식 등 여러 가지가 이용될 수 있으며 이중에서 오실레이터 형이 경제적이고 제품의 외관상 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

<실시예 1> 감미료의 제조

<비교실시예 1>

무수결정포도당 500kg과 정제포도당 500kg을 혼합하여 컴팩션을 실시하고 분쇄한 후 분급하여 300∼700um의 입자를 얻었다. 한 배치를 통해 얻은 입자의 분포는 700um 이상이 43.5％, 700∼300um가 23.8％, 300um 미만이 32.7％ 이었다. 큰 입자는 재분쇄 후 분급하여 원하는 크기의 입자를 얻고 작은 입자는 재컴팩션, 분쇄, 분급으로 재순환하였다. 이렇게 얻은 컴팩션된 포도당 323kg에 20 중량％ 덱스트린 용액 86kg을 코팅하고 이어서 1.4 중량％ 아스파탐 용액 171kg을 코팅하여 감미료를 얻었다.

<비교실시예 2>

유동층공정기에 투입된 무수결정포도당 89kg을 10 중량％ 덱스트린 용액 30kg으로 어글로머레이션 시킨 후 덱스트린 20 중량％ 용액 20kg을 코팅하고 아스파탐 2.3 중량％ 용액 34.7kg에 덱스트린 1kg을 용해하여 코팅을 실시하였다. 이후 수분함량 0.5％이하까지 건조하였다. 얻어진 감미료의 입자분포는 700um 이상이 4％, 700∼300um가 12.7％, 300um 미만이 83.3％ 이었다.

<본 발명>

함수결정포도당 80kg, 아스파탐 0.547kg을 15분간 1차 혼합하고 여기에 아세설팜칼륨 0.136kg, 물 7.153kg에 혼합한 용액을 첨가하고 10분간 2차 혼합하였다. 이후 600um의 망체를 장착한 오실레이터 과립기를 이용하여 과립하고 유동층건조를 품온 40∼50℃에서 실시하였다. 건조한 감미료를 분급하였을 때 입자분포는 700um 이상이 4.7％, 700∼300um가 70.5％, 300um 미만이 24.8％ 이었다. 이러한 제조공정에 의해 사용이 편리하고 관능적으로도 입자크기가 양호한 300∼700um의 제품을 용이하게 수득할 수 있었다.

이와 같은 3가지 제조공정을 종합적으로 비교하여 채점하였고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<표 1> 제조공정에 따른 종합적 비교 (6점척도)

항목	비교실시예1	비교실시예2	본 발명
변색안정성	3	4	4
케이킹안정성	4	3	6
흡습안정성	4	3	6
아스파탐안정성	4	2	4
입자이미지	5	4	6
제조용이성	3	6	5

<실시예 2>

오실레이터 과립에서 용매로 물만을 사용하였을 때 함수결정포도당과 무수결정포도당의 과립가능성을 알아보기 위한 실험을 실시하였다. 무수결정포도당 990g 혹은 함수결정포도당 1090g, 아스파탐 0.75g을 10분간 혼합한 후, 여기에 아세설팜칼륨 0.2g을 물 일정량에 혼합한 용액을 첨가하고 10분간 혼합하였다. 이후 600um표준망체에 혼합물을 올려놓고 손으로 압력을 가하면서 비벼서 10분간 밀어내어 과립을 형성하였다. 종합한 결과는 하기 표 2에 나타내었다. 물만을 용매로 이용하는 경우 무수결정포도당을 감미료의 원료로 사용하는 것보다는 무수결정포도당과 함수결정포도당을 혼합하여 사용하는 것이 과립을 용이하게 생성시킬 수 있었으며, 이 경우 무수결정포도당을 함수결정포도당의 25％이하로 혼합하는 것이 바람직했다.

<표 2> 과립적성 모델테스트 결과

포도당	물사용량(g/kg 배치)	혼합물의 망체통과시간(분)	비고
무수	110	10	과립형성 안되고 분체 빠짐
무수	150	10	과립형성 미미, 분체
무수	160	9	과립형성 미미
무수	180	2	망체 막힘
무수	220	3	망체 막힘
무수	250	3	망체 막힘
무수	300	10	뭉친 국수발 형성
함수	110	10	과립생성 수월, 과립양호
함수	180	10	과립생성 수월, 과립엉김
함수	250	10	걸죽한 반죽, 국수발 형성
무수1:함수3	128	10	과립생성 수월, 과립양호
무수1:함수1	145	6	과립생성 난이, 망체막힘
무수3:함수1	163	4	망체막힘

<실시예 3>

주정을 용매로 하고, 덱스트린을 결합제로 하여 무수결정포도당을 이용하여 오실레이터 타입의 과립 감미료를 제조하였다. 반면 함수결정포도당을 이용하는 경우에는 덱스트린을 사용하지 않고도 물만을 이용하여 과립성형을 하였다. 이에 덱스트린을 첨가한 무수결정포도당 이용의 감미료와 덱스트린을 사용하지 않은 함수결정포도당 이용 감미료를 제조하여 커피에 적용하여 감미기호도를 측정하였다. 1차혼합의 원료들을 10분간 혼합한 후, 여기에 2차혼합의 원료용액을 첨가하고 10분간 혼합하였다. 이 혼합물을 과립하고 건조하여 감미료를 얻었다. 관능검사는 커피는 원두 10g에 물 1200g을 내린 후 이 커피 533.5g에 설탕 16.5g에 해당하는 감미료를 식 (1)의 계산에 의해 넣어 제조하고 패널요원 12명을 이용하여 실시하였다. 배합비와 관능검사 결과는 하기 표 3에 나타내었다. 덱스트린의 첨가가 감미료의 후미를 나쁘게 하여 전체적인 기호도를 떨어뜨리는 결과를 보였다.

<표 3> 배합비와 관능검사 결과

구분			무수결정포도당	함수결정포도당
배합비	1차혼합	포도당	89.29	96.49
		아스파탐	0.73	0.73
		사이클로덱스트린분말	2.00	2.00
	2차혼합	아세설팜칼륨	0.18	0.18
		정제염	0.25	0.25
		저감미당^**	7.20	-
		향료	0.35	0.35
	계		100.0	100.0
2차 혼합시 용매(g/kg 배치)^*			34.00	95.00
관능검사^***		단맛후미기호도	4.30	4.80
관능검사^***		전체적기호도	4.40	4.90

* 무수물기준

** 대상(주)의 액상 덱스트린

*** 7점 척도

<실시예 4>

다양한 당류를 부형제로 이용하여 감미료를 제조하여 성상, 안정성, 경제성, 관능적 측면을 평가하였다. 이용한 당류는 함수결정포도당(대상㈜), 무수결정포도당(대상㈜), 말토스(대상㈜), 과당(에이.이. 스테일리), 올리고당(헬스리고, 대상㈜)이었고 당류의 종류에 따라 가능한 과립의 방법을 이용하였다. 관능검사 방법은 실시예 3과 동일하였으며 이용된 배합은 당류 96.49 중량％, 아스파탐 0.73 중량％, 사이클로덱스트린 분말 2 중량％, 아세설팜칼륨 0.18 중량％, 향료 0.35 중량％ 이었다. 평가항목은 6점척도로 채점하였으며 정리된 내용은 하기 표 4와 같다.

<표 4> 당류의 종류에 따른 감미료의 비교

구분	함수결정포도당	무수결정포도당	말토오스	과당	올리고당	유당
과립기형	오실레이터	스크류	스크류	스크류	유동층	오실레이터
제조공정용이성	5	4	4	5	6	5
성상	6	4	4	4	4	6
변색안정성	4	4	6	3	6	6
케이킹안정성	6	6	5	4	5	6
흡습안정성	6	6	5	4	4	6
아스파탐안정성	4	4	6	3	6	6
경제성	6	4	4	4	4	4
관능적 측면	6	6	6	6	5	4

<실시예 5>

함수결정포도당 1061.5g, 아스파탐 7.2g, 사이클로덱스트린 분말 20g을 혼합기에 투입하여 15분간 혼합하고, 이 혼합물에 아세설팜칼륨 1.8g, 향료 3.5g을 물 95g에 혼합 용해한 용액을 투입한 후 10분간 혼합하였다. 이 혼합물을 과립화하여 성형한 후 품온 40∼45℃에서 유동층건조하였다.

수분함량에 따른 저장 중 아스파탐의 분해정도와 아스파탐 분해에 따른 감미강도 변화의 관능적 측정 결과는 하기 표 5와 같다. 또한 상대적 백색도와 백색도의 변화에 따른 외관상 변화를 관능적으로 측정한 결과를 하기 표 6에 정리하였다.

<표 5> 아스파탐의 분해와 감미강도

50℃저장(일)	수분 5.32％		수분 1.24％		수분 0.49％
50℃저장(일)	아스파탐잔류량(％)	감미강도^*	아스파탐잔류량(％)	감미강도^*	아스파탐잔류량(％)	감미강도^*
0	100	-	100	-	100	-
1	93.1	유사	92.9	유사	90.3	유사
4	79.1	약간약함	79.5	약간약함	89.5	유사
7	70.0	약함	72.7	약함	87.3	유사
11	63.1	매우약함	69.3	약함	86.7	유사

* 초기의 감미료와 비교

<표 6> 상대적백색도와 외관

50℃저장(일)	수분 5.32％		수분 1.24％		수분 0.49％
50℃저장(일)	상대적백색도(％)	외관^*	상대적 백색도(％)	외관^*	상대적 백색도(％)	외관^*
0	100	-	100	-	100	-
1	93.1	양호	95.0	양호	96.3	양호
4	84.0	양호	86.7	양호	90.8	양호
7	77.0	착색	82.8	약간착색	88.8	양호
11	75.3	착색	79.0	착색	86.1	양호

* 초기의 감미료와 비교

이와 같은 결과에 의해 80％의 아스파탐 잔류와 80％의 상대적백색도 잔류시까지 품질이 양호함을 확인하였다. 상온과 50℃의 저장결과를 토대로 상온에서의 1년은 아스파탐 잔류는 50℃ 저장 4일, 상대적 백색도는 50℃ 저장 15일과 유사하였으며 수분이 0.5％이하인 경우에만 이 기준에 적합하여 상품으로서의 가치가 있었다.

<실시예 6>

실시예 2의 배합비로 과립하고 품온을 40℃로 유지하며 건조시간을 달리하면서 유동층건조를 실시하여 최종 수분함량이 상이한 제품들의 케이킹 정도는 하기 표 7과 같다. 수분함량이 높으면 케이킹에 대한 안정성이 떨어지는 것을 확인하였다.

<표 7> 수분함량에 따른 케이킹 정도

구분함량(％)	케이킹^*
5.05	++
2.41	++
0.22	0

* 50℃에서 24시간 방치 후 측정

<실시예 7>

실시예 2의 제조에 품온과 건조시간을 달리하여 건조를 실시한 경우 제품의 아스파탐 함량이 차이가 나는데 그 결과는 하기 표 8에 나타내었다. 또한 이 제품들의 저장안정성을 측정한 결과는 도 1에 나타내었다.

<표 8> 건조조건에 따른 제품의 아스파탐 감소량

구분	품온(℃)	건조시간	수분함량(％)	아스파탐 감소율(％)^*
처리구 1^**	40	3	0.36	0
처리구 2^***	40	24	0.38	9
처리구 3^**	57	1	0.14	14
처리구 4^**	60	0.5	0.94	5
처리구 5^**	60	1	0.23	16

* (최초 배합의 아스파탐 중량％ - 최종건조품의 아스파탐 중량%) / (최초 배합의 아스파탐 중량％)

** 유동층건조

*** 오븐식 건조

<실시예 8>

감미료의 건조공정 이후에 분급을 실시하면 미세입자들이 25％ 미만 생성된다. 이것은 제품 수율을 떨어뜨리는 원인이 되므로 리사이클이 가능한가를 확인하였다. 과립하여 나온 분진을 스크류타입의 과립기로 재과립을 실시하고 품온 40∼45℃에서 유동층건조를 하여 수분 0.5％이하로 떨어뜨린 후 저장안정성을 확인하였다. 처음 만들어진 감미료(감미료)와 분진을 과립하여 만든 감미료(재과립)는 유사한 저장안정성을 보였으며 결과는 도 2와 같다. 분진을 오실레이터 타입의 과립기에 이용할 때에는 배합비의 25％미만을 첨가하면 과립이 가능하다.

<실시예 9>

함수결정포도당 1061.5g, 아스파탐 7.2g, 사이클로덱스트린 분말 20g을 혼합기에 투입하여 15분간 혼합하고, 이 혼합물에 아세설팜칼륨 1.8g, 향료 3.5g을 물 95g에 혼합 용해한 용액을 투입한 후 10분간 혼합하였다. 이 혼합물을 과립화하여 성형한 후 품온 40∼45℃에서 유동층건조하였다. 이 감미료와 이 감미료의 배합비에 정제염을 2.5g 첨가하여 제조한 감미료를 커피에 적용한 관능적 특성을 비교하였다. 커피는 원두 10g에 물 1200g을 내린 후 이 커피 533.5g에 감미료 5.4g을 넣어 제조하고 패널요원 12명을 이용하여 관능검사를 실시하여 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.

<표 9> 정제염 첨가에 따른 관능검사 결과 (7점척도)

항목	정제염첨가	정제염무첨가
단맛후미 기호도	4.58	3.92
전체적 기호도	4.58	4.00

<실시예 10>

함수결정포도당 80kg, 아스파탐 0.543kg, 사이클로덱스트린 분말 1.507kg을 혼합기에 투입하여 15분간 혼합하고, 이 혼합물에 아세설팜칼륨 0.140kg, 향료 0.264kg, 정제염 0.188kg을 물 7.160kg에 혼합 용해한 용액을 투입한 후 10분간 혼합하였다. 이 혼합물을 오실레이터형 과립기로 과립화하여 성형한 후 품온 40∼45℃에서 유동층건조하였다. 이렇게 제조한 감미료를 설탕과 기존의 저칼로리 감미료인 대상㈜의 그린스위트를 대조구로 삼아 일반소비자 150명을 대상으로 커피를 제조하여 소비자조사를 실시하였다. 결과는 하기 표 10, 표 11에 나타내었다.

<표 10> 전체적 단맛

항목	감미료	설탕	그린스위트
만족도^*	77	71	69
평균^**	5.0	4.9	4.8

* 7점척도에서 6점과 7점을 준 사람의 비율

** 7점척도

<표 11> 단맛의 속성 (100점 만점)

항목	감미료	설탕	그린스위트
인공적이지 않은 맛	40	39	27
느끼하지 않은 맛	60	67	62
부드러운 맛	63	69	63
쓰지 않은 맛	73	77	70
음료와 어울림	62	62	52

<실시예 11>

배합비의 감미강도의 계산에 의해 음료에의 감미료 첨가량을 정하고 설탕을 첨가한 음료와 감미료를 첨가한 음료의 감미강도를 관능검사를 통하여 비교하였다. 식(1)과 식(2)를 이용하여 본 특허의 감미료의 설탕의 질량대비, 부피대비 감미강도를 계산하고 이에 상응하는 양을 질량과 부피를 확인한 후 첨가하였다. 가정용 일반 정백당의 겉보기 비중은 약 0.85g/cc이어서 0.85를 δ_S로 하였고, S_S는 100으로 하여 계산하였다. 관능검사 결과는 하기 표 12에 나타내었으며, 계산에 의한 예측이 실제 감미강도에 잘 적용됨을 확인할 수 있었다.

<표 12> 감미강도 계산과 관능검사 결과

구분	처리구1	처리구2	처리구3	처리구4	처리구5	처리구6	처리구7	처리구8
포도당(％)	96.6	96.72	96.45	96.55	96.49	96.4	98.0	96.62
아스파탐(％)	0.73	0.90	0.73	0.68	0.73	0.80	0.27	0.39
아세설팜칼륨(％)	0.18	0.23	0.22	0.17	0.18	0.20	0.07	0.39
다른원료(％)	2.49	2.17	2.6	2.6	2.6	2.6	1.66	2.6
겉보기 비중(g/cc)	0.52	0.52	0.59	0.59	0.56	0.52	0.52	0.58
감미강도(질량대비,％)	302	359	314	287	302	325	156	278
감미강도(부피대비,％)	185	220	218	199	199	199	96	190
감미강도(감미료:설탕)^*	4.17:4.25	4.25:4.08	4.17:3.92	4.08:4.00	4.17:4.25	4.00:3.92	4.25:4.17	4.17:4.08

* 관능검사 결과, 7점척도

본 발명에 의한 감미료는 환원당류와 아스파탐을 혼합한 경우에도 갈변 및 아스파탐의 분해가 억제되어 저장성이 우수하며, 감미질은 기존의 설탕과 매우 유사하게 조절하는 것이 가능하다. 또한, 저칼로리를 선호하는 현대인에게 저렴하면서도 맛이 우수한 감미료를 제공할 수 있게 되었으며, 감미도와 겉보기 비중을 이용하여 스푼의 형태로 사용할 수 있도록 제조할 수 있어 사용에 매우 편리하다.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 건조시간에 따른 저장안정성 실험 결과그래프이다.

도 2는 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 재과립제품의 저장안정성 실험 결과그래프이다.

Claims

단당류, 이당류 또는 올리고당류에서 선택되는 적어도 하나 이상의 당류와 아스파탐을 포함하며, 수분이 0.5중량％이하인 감미료조성물
제 1항에 있어서, 단당류는 포도당 또는 과당인 감미료조성물
제 2항에 있어서, 포도당은 함수결정포도당인 감미료조성물
제 1항에 있어서, 아세설팜칼륨을 더 포함하는 감미료조성물
제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서, 사이클로덱스트린을 더 포함하는 감미료조성물
제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서, 정제염을 더 포함하는 감미료조성물
제 1항에 있어서, 95.5∼98.2중량％의 당류, 0.2∼2중량％의 사이클로덱스트린, 0.5∼1중량％의 아스파탐, 0.1∼0.5 중량％의 아세설팜칼륨, 0.1∼0.5중량％의 향료, 0.1∼0.5중량％의 정제염을 포함하는 감미료조성물
제 4항에 있어서, 감미료의 겉보기 비중은 0.5∼0.6g/cc로 조절하면서, 하기 식(1)로부터 얻어진 감미료의 중량대비 감미강도(S_G)가 설탕의 3∼4배가 되도록 하고, 상기 식에서 얻어진 감미료의 중량대비 감미강도(S_G)로부터 하기식 (2)의 관계를 이용하여 부피대비 감미강도(F)가 설탕의 1∼3배인 감미료조성물

(1) S_G=0.7×C_Dex＋(40×C_ACK/(C_ACK＋C_APM)＋250)×(C _ACK＋C_APM)

(2) S_G×δ_G×100=S_G×δ_S×F

상기에서, S_G는 감미료의 설탕에 대한 중량대비 감미강도(％), C_Dex는 포도당의 함량(％), C_ACK는 아세설팜칼륨의 함량(％), C_APM은 아스파탐의 함량(％), δ _G는 감미료의 겉보기 비중, S_S는 설탕의 중량대비 감미강도(％,100), δ_S는 설탕의 겉보기 비중, F는 감미료의 설탕에 대한 부피대비 감미강도(％)
단당류, 이당류 또는 올리고당류에서 선택되는 적어도 하나 이상의 당류와, 아스파탐 단독 또는 아스파탐과 아세설팜칼륨의 혼합물을 상기 당류와 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 과립화하여 수분함량이 0.5 중량％이하가 되도록 건조하는 단계를 포함하는 감미료의 제조방법
제 9항에 있어서, 원료의 혼합과정에서 사이클로덱스트린, 향료 및 정제염을 추가로 더 혼합하는 감미료의 제조방법
제 9항에 있어서, 건조과정은 품온을 30∼50℃로 유지하면서 건조하는 과정인 감미료의 제조방법
제 9항 또는 제 11항에 있어서, 건조과정은 유동층 건조방법을 사용하는 감미료의 제조방법