KR20140136244A - 이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물, 그의 제조 방법 및 그의 용도 - Google Patents

이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물, 그의 제조 방법 및 그의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이소말툴로오스(isomaltulose)를 함유하는 신규한 이소말토올리고당(isomaltooligosaccharide, IMO) 조성물, 그의 제조 방법 및 그의 용도에 관한 것으로, 구체적으로는 현재 시판 중인 이소말토올리고당 제품에 포함되지 않는 당 성분인 이소말툴로오스를 함유하는 본 발명의 IMO 조성물은 기존의 이소말토올리고당 제품과 차별화된 감미질 및 감미도를 가짐으로써 보다 다양한 용도의 감미제로서 사용될 수 있다.

Description

이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물, 그의 제조 방법 및 그의 용도 {ISOMALTOOLIGOSACCHARIDE COMPOSITIONS CONTAINING ISOMALTULOSE, METHODS FOR PREPARING THE SAME AND USES THEREOF}
본 발명은 이소말툴로오스(isomaltulose)를 함유하는 신규한 이소말토올리고당(isomaltooligosaccharide, IMO) 조성물, 그의 제조 방법 및 그의 용도에 관한 것으로, 구체적으로는 현재 시판 중인 이소말토올리고당 제품에 포함되지 않는 당 성분인 이소말툴로오스가 함유된 본 발명의 IMO 조성물은 기존의 이소말토올리고당 제품과 차별화된 감미질 및 감미도를 가짐으로써 보다 다양한 용도의 감미제로서 사용될 수 있다.
현재 시판 중인 이소말토올리고당(IMO) 제품은 구성 성분이 이소말토오스, 판노오스, 이소말토트리오스, 이소말토테트라오스, 이소말토펜타오스, 이소말토헥사오스 등으로서, 이소말툴로오스는 함유되어 있지 않다.
이소말토올리고당은 정장 작용(장내 유익균 증식작용) 및 변비 개선에 도움이 되는 등 인체에 대한 생리 기능성이 뛰어난 올리고당으로서, 주로 유제품에 건강 기능성을 부여해 주는 용도로 사용되고 있으며, 일본 및 국내에서 올리고당 시장을 주도하고 있는 기능성 당질 소재이다.
현재 이소말토올리고당은 전분을 원료로 하여 액화(liquefaction) 및 당화(saccharification) 공정을 거쳐 여과, 탈색, 이온교환, 증발 등을 포함하는 정제 공정을 통해 제조되고 있다. 기존의 IMO 제조 공정은, 전분을 액화하여 얻어진 액화액을 당화시켜 수행되는데, 상기 당화 공정은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 말토오스 당화 (제1 당화) 및 이소말토올리고당 당화 (제2 당화)를 별개로 순차적으로 수행할 수도 있고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 말토오스 당화 및 이소말토올리고당 당화를 동시에 수행할 수도 있다.
또한, 액화 효소로는 알파-아밀라아제가 사용될 수 있고, 말토오스 당화 효소로는 베타-아밀라아제 및 풀룰라나아제가 사용되며, 이소말토올리고당 당화 효소로는 트랜스글루코시다아제가 사용될 수 있다.
한편, 이소말툴로오스는 팔라티노오스(palatinose)라고도 불리우며, 덱스트로오스와 프룩토오스가 알파-1,6 결합을 하고 있는 이당류로서, 난충치성이고 느리게 소화 및 흡수되는 특성을 가지는 감미제 성분이다.
본 발명의 목적은 기존의 이소말토올리고당(IMO) 제품과 차별화된 감미질 및 감미도를 가져 보다 확장된 용도의 감미제로서 사용될 수 있는, 신규한 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 신규한 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물을 포함하는 감미제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물을 포함하는 식료품을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 고형분의 총 중량을 기준으로 27 내지 42 중량%의 프룩토오스, 27 내지 38 중량%의 덱스트로오스, 10 내지 30 중량%의 이소말토올리고당, 1 내지 20 중량%의 이소말툴로오스, 1 내지 12 중량%의 말토오스, 및 0 내지 14 중량%의 말토트리오스 및 그 이상의 다당류를 포함하는 이소말토올리고당 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명에서는,
a) 전분 슬러리를 액화 효소와 접촉시켜 액화시킴으로써 액화액을 얻는 단계,
b) 얻어진 액화액을 제1 당화 효소와 접촉시켜 덱스트로오스로 당화시키는 단계,
c) 얻어진 덱스트로오스-함유 생성물을 이성화 효소와 접촉시켜 프룩토오스로 이성화시키는 단계, 및
d) 단계 c)에서 얻어진 프룩토오스-함유 생성물에 단계 a)에서 얻은 액화액을 첨가하여 얻어진 이소말토올리고당 당화 반응액을 제2 당화 효소와 제3 당화 효소의 혼합물과 접촉시켜 이소말토올리고당으로 당화시키는 단계
를 포함하는 방법에 의해 얻어진, 이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 프룩토오스 및 수크로오스 중에서 선택된 1종 이상의 당화 원료의 슬러리를 제1 당화 효소와 접촉시켜 이소말토올리고당으로 당화시키는 것을 포함하는 방법에 의해 얻어진, 이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명에서는,
a) 전분 슬러리를 액화 효소와 접촉시켜 액화시킴으로써 액화액을 얻는 단계,
b) 얻어진 액화액을 제1 당화 효소와 접촉시켜 덱스트로오스로 당화시키는 단계,
c) 얻어진 덱스트로오스-함유 생성물을 이성화 효소와 접촉시켜 프룩토오스로 이성화시키는 단계, 및
d) 단계 c)에서 얻어진 프룩토오스-함유 생성물에 단계 1)에서 얻은 액화액을 첨가하여 얻어진 이소말토올리고당 당화 반응액을 제2 당화 효소와 제3 당화 효소의 혼합물과 접촉시켜 이소말토올리고당으로 당화시키는 단계
를 포함하는, 이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 프룩토오스 및 수크로오스 중에서 선택된 1종 이상의 당화 원료의 슬러리를 제1 당화 효소와 접촉시켜 이소말토올리고당으로 당화시키는 것을 포함하는, 이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 상기 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물을 포함하는 감미제를 제공한다.
또한, 본 발명에서는 상기 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물을 포함하는 식료품을 제공한다.
본 발명에 따른 신규한 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물은, 단당류가 대부분 덱스트로오스만으로 구성되어 있는 기존의 IMO 제품과 달리, 덱스트로오스뿐만 아니라 프룩토오스 및 이당류인 이소말툴로오스가 함유되어 있어 개선된 감미질 및 감미도를 가짐으로써 좀더 확장된 용도의 감미제로서 사용될 수 있다.
도 1 및 2는 종래의 IMO 제품의 일례의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 실시예 1에 따른 IMO 조성물의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예 2에 따른 IMO 조성물의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 1에 따른 IMO 조성물과 종래의 IMO 제품의 관능 평가를 비교한 그래프이다.
도 6은 실시예 2에 따른 IMO 조성물과 종래의 IMO 제품의 관능 평가를 비교한 그래프이다.
본 발명의 이소말툴로오스를 함유하는 신규한 IMO 조성물은, 고형분의 총 중량을 기준으로, 27 내지 42 중량%의 프룩토오스, 27 내지 38 중량%의 덱스트로오스, 10 내지 30 중량%의 이소말토올리고당, 1 내지 20 중량%의 이소말툴로오스, 1 내지 12 중량%의 말토오스, 및 0 내지 14 중량%의 말토트리오스 및 그 이상의 다당류를 포함할 수 있다.
보다 특히, 본 발명의 이소말툴로오스를 함유하는 신규한 IMO 조성물은, 29 내지 40 DB%의 프룩토오스, 29 내지 36 DB%의 덱스트로오스, 15 내지 18 DB%의 이소말토올리고당, 2 내지 9 DB%의 이소말툴로오스, 1 내지 10 DB%의 말토오스, 및 0 내지 12 DB%의 말토트리오스 및 그 이상의 다당류 (예를 들면 말토테트라오스, 말토펜타오스, 말토헥사오스 등)을 포함한다 (여기서, DB%는 고형분 기준 백분율을 나타냄).
본 발명의 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물은, 기존의 IMO 조성물과 차별화된 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 당 조성을 갖는다.
당 조성 종래 IMO <DB%> 본 발명의 IMO <DB%>
프룩토오스 0 29-40
덱스트로오스 18-22 29-36
이소말토올리고당 50-55 15-18
이소말툴로오스 0 2-9
말토오스 12-18 1-10
말토트리오스 및 그 이상의 다당류 10-15 0-12
본 발명의 이소말툴로오스를 함유하는 신규한 IMO는 기존의 IMO 제품에 함유되어 있지 않은 프룩토오스와 이소말툴로오스를 함유함으로써 기존의 IMO와 차별화된 감미질 및 감미도를 가짐으로써 보다 다양한 용도의 감미제로서 사용될 수 있다.
본 발명의 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물은 예를 들면 다음의 2가지 방법으로 제조될 수 있다.
첫 번째 방법은, a) 전분 슬러리를 액화 효소와 접촉시켜 액화시킴으로써 액화액을 얻는 단계, b) 얻어진 액화액을 제1 당화 효소와 접촉시켜 덱스트로오스로 당화시키는 단계, c) 얻어진 덱스트로오스-함유 생성물을 이성화 효소와 접촉시켜 프룩토오스로 이성화시키는 단계, 및 d) 단계 c)에서 얻어진 프룩토오스-함유 생성물에 단계 1)에서 얻은 액화액을 첨가하여 얻어진 이소말토올리고당 당화 반응액을 제2 당화 효소와 제3 당화 효소의 혼합물과 접촉시켜 이소말토올리고당으로 당화시킴으로써, 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물을 제조할 수 있다.
본 방법에서, 상기 액화 단계 a), 덱스트로오스 당화 단계 b), 이성화 단계 c) 및 이소말토올리고당 당화 단계 d)로 이루어진 군 중에서 선택된 1개 이상의 단계 후에, 예를 들면 한국 공개특허 제2012-0019391호에 나타낸 바와 같은 여과, 탈색, 이온교환 등의 정제 단계를 추가로 포함할 수 있고, 상기 정제 단계는 생성물의 저장성을 높이기 위해 수분을 제거하는 증발 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 전분은 다당류 탄수화물로 이루어지는 임의의 물질일 수 있으며, 사용될 수 있는 전분으로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 옥수수 전분, 쌀 전분, 밀 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 보리 전분, 수수 전분 및 이들의 혼합물을 예로 들 수 있다.
전분 슬러리는 전분을 수성 용매, 예를 들어 물에 고형분 기준으로 10 내지 50% (w/w), 바람직하게는 5 내지 40% (w/w), 보다 바람직하게는 30 내지 40% (w/w), 보다 더 바람직하게는 34 내지 38% (w/w) 농도로 분산시킨 전분 현탁액일 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "액화 효소"란 알파-아밀라아제 또는 기타 아밀라아제 중 하나를 의미한다. 액화 효소는 전분의 유동성 또는 점도, 즉, 전분 유동화에 영향을 미친다.
본 발명의 방법에서, 액화 효소로는 예를 들면 알파-아밀라아제를 사용할 수 있고, 제1 당화 효소로는 예를 들면 글루코아밀라아제를 사용할 수 있으며, 이성화 효소로는 예를 들면 덱스트로오스-이소머라아제를 사용할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "당화 효소"란 다당류 및/또는 올리고당, 예를 들어 전분의 알파-1,4-글루코시드 결합을 가수분해할 수 있는 1종 이상의 효소를 의미한다.
또한, 본원에서 사용되는 용어 "당화"란, 궁극적으로 D-글루코오스, 말토오스, 저급 말토올리고당 또는 이들의 혼합물을 생성하는 전분 또는 액화된 전분 또는 말토덱스트린 또는 말토올리고당의 산- 또는 효소-가수분해를 의미한다.
본 발명에서, 전분을 원료로 하여, 액화, 덱스트로오스 당화 및 이성화 단계를 거쳐 액상의 프룩토오스를 얻는 공정인, 상기 단계 a), b) 및 c)는 기존의 시판되는 액상 프룩토오스 (HFCS-55, 인그리디언 코리아)를 제조하는 공정과 유사하게 수행될 수 있으며, 이러한 공정은 예를 들면 문헌 [Fred W. Schenck and Ronald E. Hdbeda, Starch Hydrolysis Products, 1992], [Harry M. Pancoast and W. Ray Junk, Handbook of Sugars, 1980], [Lyn O'Brien Nabors, Alternative Sweeteners, 2001] 등에 기재되어 있다.
본 발명에 있어서, 이소말토올리고당 당화 단계 d)는, 단계 c)에서 얻은 프룩토오스-함유 생성물에 단계 a)에서 얻은 액화액을 첨가하여 얻어진 이소말토올리고당 당화 반응액을 제2 당화 효소와 제3 당화 효소의 혼합물과 접촉시킴으로써 수행될 수 있다.
상기 반응 단계 d)에서 사용되는 프룩토오스-함유 생성물은 단계 c)에서 얻은 프룩토오스 생성물을 정제 없이 그대로 사용하거나, 여과, 탈색, 이온교환 및 증발 등을 포함하는 정제 공정을 수행하여 얻어진 고순도의 프룩토오스 농축액을 사용하거나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 프룩토오스를 42% (w/w) 이상 함유한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 단계 d)에서, 프룩토오스-함유 생성물에 첨가되는 액화액의 양은 이소말토올리고당 당화 반응액의 총 중량을 기준으로 30 내지 60% (w/w) 범위일 수 있다.
또한, 상기 단계 d)에서, 이소말토올리고당 당화 반응액 중의 이소말토올리고당 당화 원료의 농도는 10 내지 70% (w/w), 바람직하게는 20 내지 60% (w/w), 보다 바람직하게는 30 내지 50% (w/w), 보다 더 바람직하게는 35 내지 40% (w/w) 범위일 수 있다.
본 발명의 단계 d)에서, 제2 당화 효소로는 예를 들면 진균성-알파-아밀라아제(fungal-alpha-amylase) 또는 베타-아밀라아제를 사용할 수 있으며, 상기 제2 당화 효소의 투입량은 이소말토올리고당 당화 반응액의 고형분의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 5.0% (w/w) 범위일 수 있다. 또한, 상기 제2 당화 효소는 이소말토올리고당 당화 반응액의 고형분의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 3.0% (w/w)의 풀룰라나아제를 추가로 포함할 수도 있다.
또한, 제3 당화 효소로는 예를 들면 트랜스글루코시다아제를 사용할 수 있고, 제3 당화 효소의 투입량은 이소말토올리고당 당화 반응액의 고형분의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 5.0% (w/w) 범위일 수 있다.
또한, 상기 제2 당화 효소와 제3 당화 효소의 혼합물은 이소말토올리고당 당화 반응액의 고형분의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 5.0% (w/w)의 범위로 투입 가능하다.
이소말토올리고당 당화 단계 d)는 40 내지 70 ℃ 범위의 온도에서 10시간 내지 120시간 동안 4.5 내지 6.5 범위의 pH에서 수행할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 방법에 따르면, 고형분의 총 중량을 기준으로 이소말툴로오스를 1 내지 20 중량% 함유하고, 함수물의 총 중량을 기준으로 이소말토올리고당을 10 내지 30 중량% 포함하는, 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물을 제조하기 위한 두 번째 방법은, 프룩토오스 및 수크로오스 중에서 선택된 1종 이상의 당화 원료의 용액을 제1 당화 효소와 접촉시켜 이소말토올리고당으로 당화시킴으로써, 이소말툴로오스를 함유하는 IMO 조성물을 제조하는 것이다.
본 방법에서, 당화 원료로서 사용되는 프룩토오스로는 프룩토오스 함량이 고형분 기준으로 35% 이상인 액상 프룩토오스를 사용할 수 있으며, 수크로오스로는 정제 전의 원당 및 정제 후의 설탕 (예: 백설탕(정백당), 갈색설탕(중백당) 및 흑설탕(삼온당)), 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 당화 원료의 용액은 당화 원료를 수성 용매, 예를 들어 물에 30 내지 90% (w/w) 농도로 용해시킨 수성 용액일 수 있다.
본 방법에서, 상기 당화 원료는 프룩토오스 및 수크로오스 이외에 프룩토오스에 덱스트로오스 또는 글루코오스 시럽을 혼합한 것, 수크로오스에 덱스트로오스 또는 글루코오스 시럽을 혼합한 것, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 방법에서, 상기 제1 당화 효소는 앞에서 설명한 덱스트로오스 당화 효소인 글루코아밀라아제를 사용할 수 있다.
상기 제1 당화 효소의 투입양은 당화 반응액의 고형분의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10% (w/w)의 범위일 수 있다.
본 당화 반응은 50 내지 80 ℃의 범위에서 12 내지 120시간 동안 4.0 내지 6.0 범위의 pH에서 수행될 수 있다.
이와 같은 당화 반응에 의해, 고형분의 총 중량을 기준으로 이소말툴로오스를 1 내지 20 중량% 함유하고, 함수물의 총 중량을 기준으로 이소말토올리고당을 10 내지 30 중량% 함유하는 IMO 조성물을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
실시예 1:
도 3에 나타낸 바와 같이, 전분을 원료로 하여 여러 종류의 효소(알파-아밀라아제, 글루코아밀라아제, 덱스트로오스-이소머라아제, 진균성-알파-아밀라아제, 풀룰라나아제, 트랜스글루코시다아제 등)를 이용한 공정을 수행하여 본 발명의 이소말툴로오스-함유 IMO 조성물을 제조하였다:
Figure pat00001
구체적으로, 2,600 g의 옥수수 전분 및 6,000 g의 물을 용기 내로 첨가하여 전분 슬러리를 제조하였다. 액화 효소인 알파-아밀라아제(Liquozyme Supra 2.2X, 노보자임스코리아)를 전분 슬러리의 고형분의 총 중량을 기준으로 0.04 내지 0.05% (w/w)를 pH 5.5 내지 6.0에서 상기 전분 슬러리에 첨가하여 100 내지 110 ℃의 온도에서 5 내지 30분 동안 반응시켜 포도당 당량 (DE)이 10 내지 14의 액화액을 얻었다. 이어서, 얻어진 액화액에 덱스트로오스 당화 단계를 적용하였다. 구체적으로, 얻어진 액화액의 고형분의 총 중량을 기준으로 글루코아밀라아제(Dextrozyme 2.0X, 노보자임스코리아) 0.05 내지 0.08% (w/w)를 pH 4.2 내지 4.5에서 첨가하여 온도 55 내지 60 ℃에서 40 내지 48시간 동안 반응시켰다. 얻어진 당화 용액으로부터 미반응 물질을 여과에 의하여 제거하고, 이를 입상 활성탄으로 충진된 탄소 컬럼을 70 내지 75 ℃의 온도에서 30분 내지 2시간 동안 통과시켜 색상을 제거하였다. 이어서, 양이온 교환 수지 (PK218, 삼양사) 및 음이온 교환 수지 (WA30, 삼양사)를 사용하여 40 내지 50 ℃에서 50 내지 150 L/분의 유속으로 상기 용액으로부터 이온 성분을 제거하였다. 그런 다음, 얻어진 용액을 농축기를 이용하여 45 내지 50 Bx로 증발시켜 덱스트로오스 농축액을 얻었다.
이어서, 얻어진 덱스트로오스 농축액을, 이성화효소(Gensweet, 옥전바이오텍)가 충진된 칼럼에 온도 60 내지 65 ℃ 및 pH 7.7 내지 8.0에서 통과시켜 프룩토오스 함량이 고형분 기준으로 40 내지 45% (w/w)인 이성화액을 얻은 후, 양이온 교환 수지(PK218, 삼양사) 및 음이온 교환 수지(WA30, 삼양사)를 이용하여 이온성 물질을 제거하였다. 이온 정제된 용액에 분말탄을 넣어 70 내지 75 ℃의 온도에서 30분 내지 1시간 동안 탈색 반응을 시킨 후 5A 및 5C 여과지를 이용하여 여과시키고, 농축기를 이용하여 55 내지 60 Bx의 프룩토오스 농축액을 얻었다. 이어서, 얻어진 프룩토오스 농축액을 60 내지 62 ℃에서, 분리기용 수지 (Dowex Monosphere 99 Ca/320, Dow)가 충진된 칼럼을 이용하여 고형분 기준으로 프룩토오스 함량이 85% (w/w) 이상인 고순도 프룩토오스 용액을 얻은 후, 양이온 교환 수지 (PK218, 삼양사) 및 음이온 교환 수지 (WA30, 삼양사)를 이용하여 이온 정제하고, 입상탄을 사용하여 탈색시킨 다음, 농축기를 이용하여 70 내지 80 Bx의 고순도 프룩토오스 농축액을 얻었다.
그런 다음, 이를, 프룩토오스 함량이 고형분 기준으로 55 내지 57% (w/w)가 되도록 상기의 프룩토오스 농축액(55~60 Bx)과 혼합하고, 물을 가하여 35 내지 38 Bx의 당액을 제조한 후, 이 당액에 상기 액화액 (Bx 35 내지 38, 포도당 당량 10 내지 14)을 상기 당액의 총 중량을 기준으로 40 중량% 정도 혼합하여 이소말토올리고당 당화 원료를 제조하였다.
얻어진 이소말토올리고당 당화 원료에, 이소말토올리고당 당화 원료의 고형분의 총 중량을 기준으로, 진균성-알파-아밀라아제 (Clarase L, 옥전바이오텍) 0.03 내지 0.06% (w/w), 플룰라나아제 (Optimax L1000, 옥전바이오텍) 0.011 내지 0.014% (w/w), 트랜스글루코시다아제 (Transglucosidase L "Amano", 세인코퍼레이션) 0.024 내지 0.027% (w/w)를 첨가하여, 온도 55 내지 60 ℃ 및 pH 5.2 내지 5.6에서 40 내지 48시간 동안 반응시켜 이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물을 제조하였다. 얻어진 용액을 여과에 의하여 미반응 물질을 제거시키고, 70 내지 75 ℃의 온도에서 30분 내지 2시간 동안 입상탄으로 충진된 칼럼을 통과시킨 후, 양이온 교환수지 (PK218, 삼양사)와 음이온교환수지 (WA30, 삼양사)를 사용하여 상기 용액으로부터 나트륨, 칼슘 등의 이온 성분을 제거하고, 농축기를 이용하여 증발시켜 75 내지 77 Bx의, 이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물을 얻었다.
본원에 기재되는 용어 "Bx"는 소정의 온도에서 용액 당 고형분 농도를 나타내는 지표로 Brix-meter로 측정한다. 따라서, Bx는 용액내 가용화된 당의 측정이다. Brix 눈금은 100 g의 용액 중에 존재하는 당의 그램수를 측정한다. 예를 들어, 1.0 Bx 측정값은 용액 내 10 mg/ml의 당을 의미한다.
실시예 1에서 얻어진 IMO 조성물과 종래의 IMO 제품 (아이엠오-R1, 인그리디언코리아)의 당 조성을 HPLC(High Performance Liquid Chromatography)를 이용하여 조사한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
당 조성 종래 IMO (DB %) 실시예 1의 IMO (DB %)
프룩토오스 0 29∼33
덱스트로오스 18∼22 29∼33
이소말토올리고당 50∼55 15∼18
이소말툴로오스 0 2∼5
말토오스 12∼18 6∼10
말토트리오스 및 그이상의 다당류 10∼15 1∼12
실시예 2:
도 4에 나타낸 바와 같이, 액상 프룩토오스를 원료로 하여 글루코아밀라아제 효소를 이용한 공정을 수행하여 본 발명의 IMO 조성물을 제조하였다:
Figure pat00002
구체적으로, 프룩토오스 함량이 고형분 기준으로 42 내지 45% (w/w)이고 Bx가 75 내지 77인 액상 프룩토오스 (HFCS-42, 인그리디언 코리아)에 물을 가하여 70 내지 73 Bx의 이소말토올리고당 당화 용액을 얻었다. 여기에, 온도 65 내지 70 ℃ 및 pH 4.3 내지 4.7에서 덱스트로오스 당화 효소인 글루코아밀라아제 (AMG, 노보자임스코리아)를 상기 당화 용액의 고형분의 총 중량을 기준으로 2.0 내지 2.5% (w/w) 투입하여 90 내지 96시간 동안 반응시켰다. 얻어진 용액을 규조토를 이용한 여과에 의하여 미반응 물질을 제거하고, 입상탄이 충진된 칼럼에 70 내지 75 ℃의 온도에서 통과시켜 탈색 처리한 다음, 양이온 교환수지 (PK218, 삼양사)와 음이온 교환수지 (WA30, 삼양사)를 사용하여 이온정제하고, 농축기를 이용하여 수분을 제거시켜 Bx 75 내지 77의, 이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물을 얻었다.
실시예 2에서 얻어진 IMO 조성물과 종래의 IMO 제품 (아이엠오-R1, 인그리디언코리아)의 당 조성을 HPLC를 이용하여 조사한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
당 조성 종래 IMO (DB %) 실시예 2의 IMO (DB %)
프룩토오스 0 36∼40
덱스트로오스 18∼22 32∼36
이소말토올리고당 50∼55 15∼18
이소말툴로오스 0 5∼9
말토오스 12∼18 1∼3
말토트리오스 및 그이상의 다당류 10∼15 0∼2
실험예 1: 실시예 1에 따른 IMO 조성물의 관능 평가
실시예 1에서 제조된 이소말토올리고당 조성물 (신규 IMO)과 종래의 이소말토올리고당 제품 (종래 IMO, 아이엠오-R1, 인그리디언코리아)의 단맛 세기, 단맛 지속성 및 바디감을 관능 검사를 통하여 비교하고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
구체적으로, 종래 IMO와 신규 IMO 시료를 고형분 기준으로 10% 용액으로 만들어 4 ℃에서 8시간 내지 16시간 냉장 보관 후 실온의 관능 검사실에서 관능 검사를 실시하였다. 관능검사 방법은 각 속성(단맛 세기, 단맛 지속성, 바디감)에 대해서 5점척도법을 사용하였으며, 감미료의 단맛에 대해 훈련된 패널은 25세부터 50세 사이의 인그리디언 코리아의 임직원으로써 모두 12명으로 하였다.
도 5로부터, 본 발명의 실시예 1에 따른 신규 IMO 조성물은 종래의 IMO와 비교할 때 보다 높은 단맛 세기, 보다 긴 단맛 지속성 및 보다 가벼운 바디감을 갖는 등 3가지 관능 속성에 있어서 현저한 차이가 있음을 알 수 있고, 관능검사 결과를 통해 신규 IMO이 종래의 IMO보다 설탕에 가까운 감미 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2: 실시예 2의 IMO 조성물의 관능 평가
실시예 2에서 제조된 이소말토올리고당 조성물(신규 IMO)의 관능 속성, 즉, 단맛 세기, 단맛 지속성 및 바디감을 실험예 1에 기재된 방법과 유사하게 측정하고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6으로부터, 본 발명의 실시예 2에 따른 신규 IMO 조성물 또한, 종래의 IMO와 비교할 때 보다 높은 단맛 세기, 보다 긴 단맛 지속성 및 보다 가벼운 바디감을 갖는 등 3가지 관능 속성에 있어서 현저한 차이가 있음을 알 수 있고, 관능검사 결과를 통해 신규 IMO이 종래의 IMO보다 설탕에 가까운 감미 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

Claims (20)

  1. 고형분의 총 중량을 기준으로, 27 내지 42 중량%의 프룩토오스, 27 내지 38 중량%의 덱스트로오스, 10 내지 30 중량%의 이소말토올리고당, 1 내지 20 중량%의 이소말툴로오스, 1 내지 12 중량%의 말토오스, 및 0 내지 14 중량%의 말토트리오스 및 그 이상의 다당류를 포함하는 이소말토올리고당 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 고형분의 총 중량을 기준으로, 29 내지 40 중량%의 프룩토오스, 29 내지 36 중량%의 덱스트로오스, 15 내지 18 중량%의 이소말토올리고당, 2 내지 9 중량%의 이소말툴로오스, 1 내지 10 중량%의 말토오스, 및 0 내지 12 중량%의 말토트리오스 및 그 이상의 다당류를 포함하는 이소말토올리고당 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 고형분의 총 중량을 기준으로, 29 내지 33 중량%의 프룩토오스, 29 내지 33 중량%의 덱스트로오스, 15 내지 18 중량%의 이소말토올리고당, 2 내지 5 중량%의 이소말툴로오스, 6 내지 10 중량%의 말토오스, 및 1 내지 12 중량%의 말토트리오스 및 그 이상의 다당류를 포함하는 이소말토올리고당 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 고형분의 총 중량을 기준으로, 36 내지 40 중량%의 프룩토오스, 32 내지 36 중량%의 덱스트로오스, 15 내지 18 중량%의 이소말토올리고당, 5 내지 9 중량%의 이소말툴로오스, 1 내지 3 중량%의 말토오스, 및 0 내지 2 중량%의 말토트리오스 및 그 이상의 다당류를 포함하는 이소말토올리고당 조성물.
  5. a) 전분 슬러리를 액화 효소와 접촉시켜 액화시킴으로써 액화액을 얻는 단계,
    b) 얻어진 액화액을 제1 당화 효소와 접촉시켜 덱스트로오스로 당화시키는 단계,
    c) 얻어진 덱스트로오스-함유 생성물을 이성화 효소와 접촉시켜 프룩토오스로 이성화시키는 단계, 및
    d) 단계 c)에서 얻어진 프룩토오스-함유 생성물에 단계 a)에서 얻은 액화액을 첨가하여 얻어진 이소말토올리고당 당화 반응액을 제2 당화 효소와 제3 당화 효소의 혼합물과 접촉시켜 이소말토올리고당으로 당화시키는 단계
    를 포함하는, 제1항의 이소말툴로오스를 함유하는 이소말토올리고당 조성물의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 단계 a), 단계 b), 단계 c) 및 단계 d)로 이루어진 군 중에서 선택된 1개 이상의 단계 후에, 여과, 탈색, 이온교환 및 증발을 포함하는 정제 단계를 추가로 수행하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 전분이 옥수수 전분, 쌀 전분, 밀 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 보리 전분 및 수수 전분으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상인 것인 방법.
  8. 제5항에 있어서, 전분 슬러리가 전분을 물에 고형분 기준으로 10 내지 50 중량%의 농도로 현탁시켜 얻는 것인 방법.
  9. 제5항에 있어서, 액화 효소가 알파-아밀라아제(alpha-amylase)인 것인 방법.
  10. 제5항에 있어서, 제1 당화 효소가 글루코아밀라아제(glucoamylase)인 것인 방법.
  11. 제5항에 있어서, 이성화 효소가 덱스트로오스-이소머라아제(dextrose-isomerase)인 것인 방법.
  12. 제5항에 있어서, 단계 d)에서, 프룩토오스-함유 생성물에 첨가되는 액화액의 양이 이소말토올리고당 당화 반응액의 총 중량을 기준으로 30 내지 60% (w/w) 범위인 것인 방법.
  13. 제5항에 있어서, 이소말토올리고당 당화 반응액 중의 이소말토올리고당 당화 원료의 농도가 10 내지 70% (w/w)인 것인 방법.
  14. 제5항에 있어서, 제2 당화 효소가 진균성-알파-아밀라아제(fungal-alpha-amylase) 또는 베타-아밀라아제(beta-amylase)인 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 제2 당화 효소가 풀룰라나아제(pullulanase)를 이소말토올리고당 당화 반응액의 고형분의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 3% (w/w)의 양을 추가로 포함하는 것인 방법.
  16. 제5항에 있어서, 제3 당화 효소가 트랜스글루코시다아제(transglucosidase)인 것인 방법.
  17. 제16항에 있어서, 제3 당화 효소의 투입량이 이소말토올리고당 당화 반응액의 고형분의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 5% (w/w)범위인 방법.
  18. 제5항에 있어서, 이소말토올리고당 당화 단계 d)를 40 내지 70 ℃ 범위의 온도에서 10 내지 120시간 동안 4.5 내지 6.5 범위의 pH에서 수행하는 방법.
  19. 제1항에 따른 이소말토올리고당 조성물을 포함하는 감미제.
  20. 제1항에 따른 이소말토올리고당 조성물을 포함하는 식료품.
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