KR20150139611A

KR20150139611A - 감미료 조성물 및 그 제조 방법 및 그 용도

Info

Publication number: KR20150139611A
Application number: KR1020157032013A
Authority: KR
Inventors: 도모야 신타니; 료 깃카와; 프시파 키란 굴라팔리; 겐 이즈모리
Original assignee: 마쓰다니가가꾸고오교가부시끼가이샤
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-12-11
Also published as: KR102213209B1; WO2014168018A1; CN105163603A

Abstract

과제: 이성화당 섭취에 의한 질병 이환(罹患) 리스크, 및 희소당 함유 시럽의 제조 공정 상 또는 미질(味質) 상의 문제점을 극복한, 신규 감미료 및 그 제조 방법, 및 그 용도를 제공하는 것. 해결 수단: 특정한 조건 하에서 산 및/또는 효소를 설탕에 작용시켜 포도당과 과당으로 효율적으로 분해한 후, 또한 특정한 조건 하에서 알칼리 및/또는 효소를 사용하여 이것을 이성화하고, 그 이성화 생성물 중에 주로 희소당으로서 D-프시코오스를 포함시킴으로써, 설탕, D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 적어도 D-프시코오스 포함하는 희소당을 특정한 조성 비율로 포함시키도록 하거나, 또는 D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 적어도 D-프시코오스를 포함하는 희소당을 특정한 조성 비율로 포함시키도록 한, 감미료 조성물의 제조 방법.

Description

감미료 조성물 및 그 제조 방법 및 그 용도{SWEETENER COMPOSITION, METHOD FOR MANUFACTURING SAME AND USE THEREOF}

본 발명은, 설탕을 원료로 하여, 목적으로 하는 감미료 조성물을 제조하는 방법 및 그 제조된 감미료 조성물 및 그 용도에 관한 것이며, 구체적으로는, 설탕을 가수분해하여 얻어지는, 설탕, 포도당, 및 과당, 또는 포도당 및 과당을 주 조성으로 하는 혼합당 중에 D-프시코오스가 함유된 감미료 조성물을 제조하는 방법 및 그 얻어진 감미료 조성물 및 그 용도에 관한 것이다.

전분을 당화하여 당화액으로 만들고, 이것을 글루코오스 이소머라아제로 처리하여 제조되는 이성화당은, 설탕의 감미도와 동등하며 또한 생산 비용의 저렴하므로, 소프트 드링크를 비롯한 음료나 식품에 감미료로서 폭 넓게 이용되고 있고, 전세계 이성화당 생산량은 1730만 톤에까지 달하고 있다(2009년 통계). 이 이성화당의 대표적인 제조 방법은, 전분을 효소로 가수분해하여 전분 분해물(덱스트린)로 만든 후, 또한 다른 효소로 가수분해하여 포도당 용액(당화액)으로 만들고, 이어서, 글루코오스 이소머라아제에 의해 포도당을 과당으로 이성화하는 방법이다. 이성화 반응은 평형 반응이므로, 이 제조 방법에 의해 얻어지는 이성화당의 포도당과 과당의 비율은, 통상 58:42 정도이다. 또한, 감미의 부족을 해소하기 위하여, 정제 과당을 첨가하는 경우가 있지만, 이 경우에, 포도당과 과당의 비율을45:55 정도로 하는 것이 일반적이다.

한편, 최근, 희소당은, 각종 생리 효과를 가지므로, 주목받고 있으며 연구가 활발히 행해지고 있지만, 공업적으로 널리 사용되기 위해서는, 이들 희소당이 효율적으로 생산되는 것이 불가결하다.

희소당이란, 당의 기본 단위인 단당 중, 자연계에 대량으로 존재하는 D-글루코오스(포도당)로 대표되는 「천연형 단당」에 대하여, 「자연계에 미량밖에 존재하지 않는 단당」으로 정의되어 있다. 희소당의 존재량은 매우 적으며, D-글루코오스(포도당)에 비해 압도적으로 존재량이 적다.

그 중에서도, 현재, 대량생산이 가능한 희소당은, D-프시코오스 및 D-알로오스이다. D-프시코오스는, 케토헥소오스로 분류되는 프시코오스의 D체이며, 6탄당(헥소오스)이다.

또한, D-알로오스는, 알도헥소오스로 분류되는 알로오스의 D체이며, 마찬가지로 6탄당(헥소오스)이다. 이들 D-프시코오스 및 D-알로오스는, 각각 0 kcal/g인 것이 인간 시험(비특허 문헌 1) 및 동물 시험(비특허 문헌 2)에 있어서 각각 증명되어 있다.

D-프시코오스는, 과당에 특정한 효소를 작용시킴으로써 얻어지고, D-케토헥소오스·3-에피머라아제(특허 문헌 1)를 작용시켰을 경우, 수율 20∼25 %로 생성되고, D-프시코오스·3-에피머라아제(비특허 문헌 3)를 작용시킨 경우에는, 30% 정도의 수율로 생성되고, 또한 붕산을 병용한 경우에는 60% 정도의 수율로 생성된다고 보고되어 있다(비특허 문헌 4). 이 효소를 사용한 희소당의 공업적 대량생산을 시도할 때는, 효소의 안전성의 확인을 비롯하여, 효소원이 되는 균체의 배양, 효소의 정제, 효소의 고정화 등, 각 생산 공정에 대한 문제점을 순차적으로 극복해야만 한다.

D-알로오스는, D-프시코오스를 함유하는 용액에 L-아라비노오스 이소머라아제를 작용시켜, D-프시코오스로부터 D-알로오스를 생성시키는(특허 문헌 2) 등이 알려져 있다.

이와 같이, 희소당은, 특정한 원료당에 특정한 효소를 작용시킴으로써 얻어지지만, 그 이외의 취득 방법도 몇 가지 개시되어 있다. 예를 들면, 1800년대부터 로브리·드브로인 반 엑켄슈타인(Lobry de Bruyn and Alberda van Ekenstein) 전위 반응으로 불리우는, 엔디올을 개입시키는 알도오스, 케토오스의 이성화 반응이 알려져 있다. 이 이성화 반응은, 어떤 당을 알칼리 조건하에 둠으로써, 다른 당으로 이성화할 수 있는 반응이다. 이 반응을 이용하면, 당을 이성화하는 것이 가능하므로, 약간량의 희소당을 얻을 수 있지만(비특허 문헌 5), 전술한 생리 활성을 나타내는 농도의 희소당을 포함하는 이성화물을 얻기 위해서는, 실제 공업 생산 효율에 알맞지 않는 반응 시간을 요하는 것이나, 캐러멜화 등의 부반응에 의한 생성물의 착색이 현저하며, 그 후의 정제가 곤란한 등의 문제가 있어, 공업적인 이용은 곤란한 것으로 여겨지고 있다.

일본공개특허 평6-125776호 공보 일본공개특허 제2002-17392호 공보 국제 공개 제2010/113785호 일본공개특허 제2009-515091호 공보 PCT/JP2012/67209

Iida T, Hayashi N, Yamada T, Yoshikawa Y, Miyazato S, Kishimoto Y, Okuma K, Tokuda M, Izumori K (2010) Failure of D-psicose absorbed in the small intestine to metabolize into energy andits low large intestinal fermentability in humans. Metabolism 59: p206-214. 이가 유스케, 마쓰오 다쓰히로(2010), 「랫에서의 D-알로오스의 체내 동태」, 일본 영양·식량 학회잡지 63: p17-19. Appl. Environ. Microbiol., 2006, 74(10), 981-5. Appl. Environ. Microbiol., 2008, 74(10), 3008-13. Carbohydr. Res., 1987, 169, 13-21.

이성화당이나 설탕으로 대표되는 당질(자화성당)은, 당뇨병이나 비만을 병발(倂發)하는 것이, 최근, 문제시되고 있다. 한편, 전술한 희소당은, 각종 유용한 생리 효과를 가지며, 특히, 포도당 및 과당과의 혼합 감미료 조성물로 만들었을 때 우수한 항비만 효과를 나타낸 것이 밝혀지고 있고, 이성화당을 알칼리 이성화함으로써 희소당을 함유하는 시럽을 제조하는 방법(특허 문헌 3)이나, 효소를 이용하여 희소당을 함유하는 시럽을 제조하는 방법도 보고되어 있다(특허 문헌 4). 그러나, 이들 시럽은, 단당만으로 구성되어 있으므로, 감미가 약간 덜하고, 장기간에 걸쳐서 소비자에게 사랑받기 위해서는, 감미 밸런스의 점에서 개량의 여지가 남아 있었다.

이상과 같은 감미에 대한 문제점을 극복한 감미료 및 제조법은, 지금까지 존재하지 않으며, 생산 효율 및 안전면을 고려한 공업적으로 실용 가능한 제조법을 얻지 못하고 있는 것이 현재의 실정이다. 감미에 대한 문제점은, 원료로서 이성화당(전술한 바와 같이, 주로, 전분의 분해 등에 의해 얻어지는 포도당 및 과당으로 이루어지는 조성물)을 사용하고 있고, 이성화당이 올리고당을 포함하고 조성도 상이하므로 감미도, 감미질 모두 설탕과는 상이한 것에 기초한 것으로 여겨지므로, 설탕을 원료로 한 희소당을 포함하는 감미료의 제조를 시도하고자 한다. 설탕은, 이성화당이 보급되기 이전에는 고가라서, 이성화당을 대신하는 경향이 이어져 왔지만, 현재는 전세계에서 1억 8천만 t 정도 생산되고 있으며, 가격도 비교적 안정적으로 유지되고 있다. 설탕을 원료로 함으로써, 설탕의 양질의 감미를 이용할 수 있고, 또한, 설탕은, 포도당과 과당이 결합한 2당이므로, 포도당 및 과당의 공급 원료로서도 이용 가능하므로, 이성화당보다 비용적으로 저렴할 것으로 여겨진다. 또한, 전술한 바와 같이, 설탕을 원료로 한 희소당을 포함하는 감미료는, 이성화당을 원료로 한 감미료보다 잡미(雜味)가 적어지는 장점도 있다. 이들 자화성당을 베이스로 하여, 감미 및 물성면에서 우수하며, 또한 이들 질병을 일으키지 않는 감미료의 출시가 기대되고 있다.

따라서, 본 발명은, 이성화당을 섭취하는 것에 의한 상기 질병 이환(罹患) 리스크, 및 희소당 함유 시럽의 제조 공정 상 또는 미질 상의 문제점을 극복한, 신규 감미료 및 그 제조 방법 및 그 용도를 제공하고자 한다.

본 발명자들은, 상기 문제점을 해결하기 위해 예의(銳意) 연구를 거듭한 결과, 특정한 조건 하에서 산 및/또는 효소를 설탕에 작용시켜 포도당(D-글루코오스)과 과당(D-프룩토오스)으로 효율적으로 분해한 후, 또한 특정한 조건 하에서 알칼리 및/또는 효소를 사용하여 이것을 이성화하고, 그 이성화 생성물 중에 주로 희소당으로서 D-프시코오스를 포함시킴으로써, 특정한 당 조성을 가지는 감미료 조성물을 얻을 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 구체적으로는, 본 발명은 이하의 (1)∼(9)의 감미료 조성물의 제조 방법으로 이루어진다.

(1) 설탕을 원료로 하고, 원료 설탕의 가수분해에 의해 설탕 가수분해물인 설탕, D-글루코오스 및 D-프룩토오스의 혼합물, 또는 D-글루코오스 및 D-프룩토오스의 혼합물을 얻는 공정, 및 상기 설탕 가수분해물을 이성화함으로써 최종 생성물인 설탕, D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 적어도 D-프시코오스를 포함하는 희소당의 혼합물, 또는 D-글루코오스, D-프룩토오스 및 적어도 D-프시코오스를 포함하는 희소당의 혼합물을 얻는 공정을 거치는 것, 원료 설탕의 가수분해 반응의 정도에 따라, 최종 생성물 중의 설탕의 함량을 조절하는 것, 최종 생성물은, 설탕, D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 적어도 D-프시코오스 포함하는 희소당을 특정한 조성 비율로 포함시키도록 한, 또는 D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 적어도 D-프시코오스를 포함하는 희소당을 특정한 조성 비율로 포함시키도록 한 것을 특징으로 하는 감미료 조성물의 제조 방법.

(2) 원료 설탕의 가수분해 공정은, 산 및/또는 효소를 사용한 분해에 의해 행해지고, 설탕 가수분해물을 이성화하는 공정은, 알칼리 이성화, 칼슘 이온의 촉매 작용을 사용한 이성화 및/또는 효소 이성화에 의해 행해지는, 상기 (1)에 기재된 감미료 조성물의 제조 방법.

(3) 알칼리 이성화는, D-프시코오스, D-알로오스, D, L-소르보오스, D-타가토오스, 및 D-만노오스를 포함하는 희소당을 생성하고, 최종 생성물은, 이들 단당과, 설탕, D-글루코오스 및 D-프룩토오스와의 혼합물, 또는 D-글루코오스 및 D-프룩토오스와의 혼합물이 되는, 상기 (2)에 기재된 감미료 조성물의 제조 방법.

(4) 효소 이성화는, 과당으로부터 D-프시코오스가 생성될 뿐이며, 최종 생성물은, D-프시코오스와, 설탕, D-글루코오스 및 D-프룩토오스와의 혼합물, 또는 D-글루코오스 및 D-프룩토오스와의 혼합물로 되는, 상기(2) 기재된 감미료 조성물의 제조 방법.

(5) 효소 이성화는, 아스로박터 글로비포미스 M30(기탁 번호 NITE BP-1111) 유래의 이성화 효소를 사용하여 행해지는, 상기 (2) 또는 (4)에 기재된 감미료 조성물의 제조 방법.

(6) 효소 이성화는, 1000 U/습중량(濕重量) 수지(g)의 활성을 가지는 고정화 효소를 사용하여 행해지는, 상기 (2), (4) 또는 (5)에 기재된 감미료 조성물의 제조 방법.

(7) 최종 생성물이 감미 강도 및 잡미가 적은 감미 조성물인 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 감미료 조성물의 제조 방법.

(8) 최종 생성물이 플레이버 릴리스(flavor release)를 높이는 감미 조성물인 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 감미료 조성물의 제조 방법.

(9) 최종 생성물이 설탕의 비율이, 10부∼75부의 양호한 농후감과 감미 밸런스를 가지는 감미 조성물인 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 감미료 조성물의 제조 방법.

(10) 최종 생성물이 설탕의 비율이, 설탕의 비율이 10부∼80부의 인슐린 분비량이 유의적으로 저감되는 기능을 가지는 감미 조성물인 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 감미료 조성물의 제조 방법.

또한, 본 발명은 이하의 (11)의 감미료 조성물, (12) 및 (13)의 음식물, (14) 및 (15)의 의약품, 의약부외품, 화장품으로 이루어진다.

(11) 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 얻어진 감미료 조성물.

(12) 상기 (11)에 기재된 감미료 조성물을 사용하여 이루어지는 음식물.

(13) 체중의 상승, 체지방 축적의 상승을 억제하는 취지의 표시를 부여한 상기(12)에 기재된 음식물.

(14) 상기 (11)에 기재된 감미료 조성물로 이루어지는 의약품, 의약부외품, 화장품.

(15) 체중의 상승, 체지방 축적의 상승을 억제하기 위한 상기 (14)에 기재된 의약품, 의약부외품, 화장품.

본 발명에 의하면, 설탕을 원료로 함으로써, 설탕의 양질의 감미를 이용할 수 있고, 또한 설탕은, 포도당과 과당이 결합한 2당이므로, 포도당 및 과당의 공급 원료로서도 이용할 수 있고, 이성화당을 원료로 하는 것보다 비용적으로 저렴하게 되고, 이들 자화성당을 베이스로, 감미 및 물성면에서 우수하고, 또한 이들 질병을 일으키지 않는 감미료를 제공할 수 있다. 이성화당을 섭취하는 것에 의한 당뇨병이나 비만을 병발하는 질병 이환 리스크, 및 희소당 함유 시럽의 제조 공정 상 또는 미질 상의 문제점을 극복한, 신규 감미료 및 그 제조 방법 및 그 용도를 제공할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 설탕, D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 D-프시코오스를 비롯한 희소당을, 양호한 밸런스로 포함한, 설탕의 미질에 가까운 감미료 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은, 물성면뿐만 아니라 코스트 퍼포먼스가 우수한 제조법이므로, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품 및 식품, 식품첨가물에, 염가로 또한 안전하게 이용할 수 있는 감미제를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명품은, 이성화당 또는 설탕 그 자체보다 미질 및 기능성이 우수한 감미제이므로, 음식물품에 대하여, 항비만제, 섭식 억제제, 인슐린 저항성 개선제, 또는 저칼로리 감미제로서의 특징을 가지게 하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 설탕을 원료로 한, 희소당을 포함하는 감미료의 제조 플로우를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 각 감미료 조성물을 사람에 섭취시켰을 때의 혈당치 곡선하 면적을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 각 감미료 조성물을 사람에 섭취시켰을 때의 인슐린 농도 곡선하 면적을 나타낸다.

본 발명은, 설탕을 원료로 하고, 설탕, D-글루코오스, D-프룩토오스, 희소당(D-프시코오스 등) 등을 특정한 조성 비율로 포함시키도록 한 감미료 조성물 및 그 제조 방법 및 그 용도로 이루어진다.

원료로 되는 설탕의 가수분해 반응의 정도에 따라, 최종적으로 얻어지는 감미료 조성물 중의 설탕의 함량을 조절하는 것이 가능하고, 또한 다음 공정의 이성화 반응의 정도에 따라, 최종적으로 얻어지는 감미료 조성물 중의 희소당의 함량을 조절할 수 있지만, 본 발명의 미질 상의 효과를 얻기 위해서는, 최종 감미료 조성물에서의 설탕은 3∼80 %인 것이 바람직하고, D-프시코오스는 3% 이상 포함되어 있는 것이 바람직하지만(이후, 특별히 명기하지 않는 한, %는 당 조성물(고형물)에서의 질량%를 나타냄), 설탕을 포함하지 않도록 조제한 감미 조성물의 비교를 행해도, 설탕을 원료로 함으로써 이성화당을 원료로 했을 때보다, 보다 잡미가 적은 감미료 조성물로 된다.

본 발명의 감미료 조성물 중의 D-프시코오스 함량은 3% 이상일 때 미질 상의 효과를 얻을 수 있지만, 설탕의 분해 후에 행하는 이성화의 방법으로서, 후술하는 알칼리 이성화를 선택했을 때는, D-프시코오스 이외의 D-알로오스, D-타가토오스, D-알트로오스 등의 희소당 외에, D-만노오스, D-소르보오스, L-소르보오스 등이 생성된다. 알칼리 이성화 반응은 과도하게 진행되면 착색이 현저하게 진행되어, 나중의 정제가 곤란하므로, 이 정제 공정에 비용을 투입하지 않는 이성화 반응의 정도로서는, D-프시코오스 및 D-알로오스의 조성이, 최종 감미료 조성물 중의 설탕을 제외했을 때의 당질량에 대하여, 각각 0.5∼17.0 %(바람직하게는 1∼15 %) 및 0.2∼10.0 %(바람직하게는 0.4∼8 %)가 바람직하고, 이 조성으로 설정함으로써, 본 발명의 미질 상의 효과와 정제 공정의 비용 저감이 양립된 감미료 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 설탕을 제외하고, 다른 생성 희소당과 함께 최종 감미료 조성물 중에 포함되는 D-프시코오스 및 D-알로오스가 각각 2.3% 이상 및 1.3% 이상일 때는, 본 발명의 감미료 조성물은, 항비만제, 섭식 억제제, 및 인슐린 저항성 개선제로서 사용할 수 있는 특성을 나타내고, 부가하여, 희소당 함량이 많을수록 저칼로리로 되므로, 저칼로리 감미제로서 사용할 수도 있다.

[원료 설탕]

본 발명에 있어서 원료가 되는 설탕은, D-글루코오스(포도당) 및 D-프룩토오스(과당)가 결합한 당이 포함된 것이면 되고, 사탕수수나 사탕무우 등의 원료 유래로 한정되지 않고, 분밀당이나 함밀당 등의 제법의 차이나, 백쌍당, 중쌍당, 그래뉴당, 상백당, 삼온당, 전화당(轉化糖), 각설탕, 빙설탕, 흑당, 적당(赤糖), 및 화삼봉(일본의 고급 백설탕) 등의 제품 분류에도 한정되지 않고, 또한, 설탕의 정제 과정에서의 어떤 당액이라도 상관없이, 설탕을 포함하는 것 모두를 지칭한다. 또한, 본 발명에 있어서는, 원료가 되는 설탕으로서, 설탕을 포함하는 3당 이상의 올리고당(프룩토올리고당, 커플링슈거, 락토수크로오스, 테안데로스(theanderose) 등)을 이용할 수도 있다.

상기에서 거론된 원료의 설탕을 제조에 사용할 때의 농도에 대해서는, 사후의 농축 공정의 간소화를 고려하면, 원료당액 농도가 높을수록 바람직하지만, 원료 설탕액의 농도가 낮을수록 희소당의 수율을 높일 수 있으므로, 생산 효율을 동시에 고려하면, 원료 설탕액의 농도는 3∼80 %이며, 10∼60 %가 바람직하고, 20∼40 %가 더욱 바람직하다.

한편, 고정화 효소의 담체 수지 및 정제에 사용하는 수지의 부유를 방지하는 관점에서는, 3∼40 % 정도가 더욱 바람직하다.

또한, 당 농도를 조절함으로써 생성 조성물 비가 상이한 혼합당을 얻는 것도 가능하며, 예를 들면, 당 농도 100%의 원료, 즉 분체(粉體)에 대하여 산 또는 알칼리를 분무하여 생산하는 것도 가능하다.

[원료 설탕의 가수분해]

원료 설탕의 가수분해 공정은, 산 및/또는 효소를 사용한 분해에 의해 행해진다. 원료당을 가수분해하기 위해서는 산(산성 용액)을 사용할 수 있다. 산을 사용한 분해는, 무기산, 술폰산 또는 카르본산을 산성 용액으로서 사용하여 행해진다. 더욱 상세하게는, 본 발명에 있어서, 산성 용액으로서는, 무기산류(염산, 황산, 질산, 브롬화수소산, 차아염소산, 과염소산, 인산, 붕산, 플루오로술폰산 등), 술폰산류, 카르본산류(아세트산, 시트르산, 포름산, 글루콘산, 락트산, 옥살산, 타르타르산 등) 등을 적절하게 사용할 수 있지만, 안전성 및 비용의 면을 고려하면, 염산이 바람직하다. 산의 최적 농도는, 반응 시간 및 온도에 좌우되지만, 통상, 원료 설탕 용액 중에 0.01∼5 mol/l 정도 함유시키는 것이 바람직하다. 또한, 산 분해의 반응 온도는, 20℃ 이상이 바람직하고 30℃∼100℃가 더욱 바람직하다.

설탕을 가수분해하는 방법으로서는, 상기 산에 의한 분해에 의하지 않고, 효소를 사용하여 분해할 수도 있다. 효소를 사용한 분해는, 인베르타아제를 사용하여 행해진다. 더욱 상세하게는, 효소로서는, 수크라아제; 인베르타아제(IUPAC-IUB 계통명은 β-D-프룩토프라노시다아제(E.C.3.2.1.26))를 예로 들 수 있고, 균주 유래는 특별히 한정되지 않는다.

효소 농도에 대해서는, 기질 농도 및 반응 시간에 따라 상이하지만, 통상, 100 unit/mg의 효소를 기질에 대하여 0.00075∼0.003 %(w/w)로 사용하는 것이 바람직하고, 효소의 반응 조건이나 효소의 고정화 조건에 따라서는, 적절하게 변경할 수도 있다. 또한, 효소의 반응 온도는, 20℃ 이상이 바람직하고, 30℃∼100℃가 더욱 바람직하다. 최적으로는 60℃ 부근이다.

인베르타아제 효소의 고정화는, 시판 인베르타아제를 완충액(pH 7)에 용해하고, 컬럼 충전 수지에 대하여 4℃에서 통액(通液)시킴으로써, 이온 교환 수지에 인베르타아제 효소 단백질을 결합시킨 고정화 인베르타아제 효소를 얻는다.

이상과 같이, 원료 설탕의 가수분해는, 산 또는 인베르타아제를 사용한 분해의 어느 것에 의해서도 행할 수 있지만, 일반적으로는, 얻고자 하는 생성물의 조성에 의해 구분하여 사용할 수 있으며, 어느 한쪽만을 사용할 수도 있고, 병용할 수도 있다.

[설탕 가수분해물의 이성화]

설탕 가수분해물을 이성화하는 공정은, 알칼리 이성화, 칼슘 이온의 촉매 작용을 사용한 이성화 및/또는 효소 이성화에 의해 행해진다.

먼저, 효소 이성화에 대하여 설명한다.

원료인 설탕을 가수분해한 후, 과당으로부터 D-프시코오스를 생성하기 위해서는, 타가토오스-3에피머라아제 또는 프시코오스-3에피머라아제와 같은 이성화(에피머화) 효소를 사용하는 방법을 선택할 수 있다. 이들 이성화 효소인 타가토오스-3-에피머라아제 또는 프시코오스-3에피머라아제의 취득원이 되는 미생물의 균주 유래는 특별히 한정되지 않지만, 식품에도 사용할 수 있는 안전한 균종이다.

식품을 제조할 때 사용이 인정되는 기존 첨가물 명부 수재(收載) 리스트에 수재되어 있는 균종으로서 독성이 거의 없는 것으로 여겨지고 있는 균종으로부터, 높은 수율로 D-프룩토오스로부터 D-프시코오스로의 이성화를 촉매하는 신규한 케토오스 3-에피머라아제를 발생하는 아스로박터(Arthrobacter)속의 균종(특허 문헌 5)인 것이 바람직하고, 아스로박터속 글로비포미스종이 보다 바람직하고, 아스로박터 글로비포미스 M30(기탁 번호 NITE BP-1111)이면, 더욱 바람직하다. 효소 농도에 해해서는, 기질 농도 및 반응 시간에 따라 적절한 범위가 상이하지만, 효소의 고정화시에는, 1000 U/습중량 수지(g) 정도의 활성을 가지는 것이 바람직하다.

효소 이성화를 행하는 반응 온도는, 20℃ 이상이 바람직하고, 30℃∼80℃가 보다 바람직하다. 실용적으로는 45℃ 부근이 바람직하다.

상기한 아스로박터 글로비포미스에 대하여 설명한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 케토오스 3-에피머라아제는, 아스로박터(Arthrobacter)속에 속하며, 케토오스 3-에피머라아제 생산능을 가지는 미생물을 배양하고, 배양액 중에 생육한 균체내로부터 케토오스 3-에피머라아제를 채취함으로써 조제할 수 있다. 아스로박터(Arthrobacter)속에 속하는 미생물로서는, 예를 들면, 아스로박터 글로비포미스(Arthrobacter globiformis) M30(기탁 번호 NITE BP-1111) 주 및 이들의 변이주 등을 유리하게 이용할 수 있다. M30주는 케토오스 3-에피머라아제의 생산능이 비교적 높고, 본 발명의 효소를 얻는 데 있어서 바람직하다. M30주는, 일본 독립 행정법인 제품 평가 기술 기반 기구 특허 생물 기탁 센터(일본 지바켄 키사라즈시 카즈사카마타리 2-5-8)에 2011년 6월 22일 원기탁된 NITE P-1111으로부터 부다페스트 조약에 기초한 기탁으로의 이관을 2012년 5월 2일에 청구하고, 수탁 번호 NITE BP-1111로서 국제 기탁되었다.

즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 바람직한 케토오스 3-에피머라아제는, 아스로박터속에 속하는 미생물로부터 얻을 수 있고, 하기 (A), (B)의 기질 특이성을 가지는 케토오스 3-에피머라아제이다.

(A) D-또는 L-케토오스의 3번 위치를 에피머화하여, 대응하는 D-또는 L-케토오스를 생성한다.

(B) D- 또는 L-케토오스 중에서는 D-프룩토오스 및 D-프시코오스에 대한 기질 특이성이 가장 높다.

아스로박터 글로비포미스 M30(기탁 번호 NITE BP-1111) 유래의 케토오스 3-에피머라아제는, SDS-PAGE에 의한 서브 유닛의 분자량이 약 32 kDa이며, 겔 여과법에 의한 분자량이 120 kDa인, 서브 유닛의 분자량이 32 kDa인 호모테트라머 구조이며, 하기의 이화학적 성질 (a)∼(e)를 가지고, 또한 하기의 기질 특이성 1.∼8.을 가진다(특허 문헌 5 참조).

(a) 최적 pH

30℃, 30분간 반응, 20 mM의 마그네슘(Mg² ^＋) 존재 하의 조건에서, 6 내지 11.

(b) 최적 온도

pH 7.5, 30분간 반응, 20 mM의 마그네슘(Mg² ^＋) 존재 하의 조건에서, 60 내지 80 ℃.

(c) pH 안정성

4℃, 24시간 유지의 조건 하에서, 적어도 pH 5 내지 11의 범위에서 안정.

(d) 열안정성

pH 7.5, 1시간 유지, 4 mM의 마그네슘 이온(Mg² ^＋)의 존재 하의 조건에서, 약 50℃ 이하에서 안정. 마그네슘 이온(Mg² ^＋)의 비존재하의 조건에서, 약 40℃ 이하에서 안정.

(e) 금속 이온에 의한 활성화

2가 망간 이온(Mn² ^＋), 2가 코발트 이온(Co² ^＋), 칼슘(Ca² ^＋) 및 마그네슘 이온(Mg^2＋)에 의해 활성화된다.

1. D-프룩토오스를 기질로 했을 때의 상대 활성이 43.8%,

2. D-프시코오스를 기질로 했을 때의 활성이 100%,

3. D-소르보오스를 기질로 했을 때의 상대 활성이 1.13%,

4. D-타가토오스를 기질로 했을 때의 상대 활성이 18.3%,

5. L-프룩토오스를 기질로 했을 때의 상대 활성이 0.97%,

6. L-프시코오스를 기질로 했을 때의 상대 활성이 21.2%,

7. L-소르보오스를 기질로 했을 때의 상대 활성이 16.6%,

8. L-타가토오스를 기질로 했을 때의 상대 활성이 44.0%.

단, D-프시코오스의 에피머화 활성을 100으로 하고 각각의 케토오스에 대한 활성을 상대 활성으로서 나타내고 있다.

[이성화 효소의 고정화]

또한, 이성화 효소는 이온 교환 수지 등의 적절한 기재(基材)에 고정화하여 사용하는 것이 가장 실용적이다. 전체의 제조 공정은, 혼합 및 가열 처리로 이루어지는 간편한 공정이며, 배치식(batch type) 또는 연속식의 어느 방식으로도 적용할 수 있다. 연속식의 경우, 원료 설탕의 가수분해 공정과 설탕 가수분해물을 이성화하는 공정을 일련의 공정에서 행하고, 또한 아스로박터 글로비포미스 M30(기탁 번호 NITE BP-1111)으로부터 얻어지는 효소를 고정화하여 행해진다. 이와 같이, 설탕을 원료로 한 가수분해와 이성화 공정을 일련의 공정에서 행하고, 또한 이 균종으로부터 얻어지는 효소를 고정화하여 제조에 사용한 제조법은 지금까지 없었고, 신규한 제조법이라고 할 수 있다. 효소 이성화는, 1000 U/습중량 수지(g)의 활성을 가지는 고정화 효소를 사용하여 행해진다. 아스로박터속의 생산하는 이성화 효소는, 배양에 의해 얻은 균체를 완충액(pH 7.0)에 현탁하고, 냉각하면서 초음파 처리에 의해 세포 파쇄하거나, 리소자임에 의한 처리를 사용하여 상기 균체의 세포벽에 존재하는 다당류 성분을 소화하여 상기 균체 세포를 파괴하여 얻어진 파괴 세포의 용액으로부터 조효소(粗酵素)액으로서 채취할 수 있다. 컬럼 충전한 이온 교환 수지에 대하여, 상기 조효소액을 저온(4℃) 하에서 통액시키고, 이온 교환 수지에 조효소 단백질을 결합시켜, 정제수를 통액 시켜 세정하여, 고정화 효소를 얻을 수 있다. 상업적 생산을 완전히 만족시킬 수 있는 안정성(활성 유지)의 점에서 연속 생산에 견딜 수 있는 고정화계를 얻을 수 있었다. 얻어진 고정화 효소를 사용하여 연속적으로 대량의 에피머화 반응을 행할 수 있다.

상기 M30 균체의 고정화에 대해서는 0.1∼2 %의 염화 나트륨과 리소자임에 의한 파쇄 처리 후에 40∼70 ℃, 5∼60 분간의 가열 처리 후에 얻어지는 상청액에, 활성을 가지는 케토오스 3-에피머라아제를 대량으로 얻을 수 있는 것을 알았기 때문에, 별도로 특허 출원을 예정하고 있다.

원료의 설탕을 분해한 후에 이성화하는 수단으로서는, 상기한 효소에 의한 이성화(에피머화)로 한정되지 않고, 알칼리 이성화를 이용한 방법을 선택할 수도 있다. 알칼리 이성화 반응을 행할 때 사용하는 알칼리성 용액으로서는, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 암모니아, 수산화 칼슘, 산화 칼슘, 수산화 바륨, 수산화 납, 수산화 스트론튬, 수산화 마그네슘, 수산화 주석, 수산화 알루미늄을 예로 들 수 있지만, 안전성 및 비용면을 고려하면, 수산화나트륨 및 수산화 칼슘이 바람직하다.

최적 알칼리 농도는, 이온 교환 수지를 병용하는지 여부에 의해 좌우되지만, 통상, 헥소오스(6탄당) 용액 중에 0.005 mol/l 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다.

알칼리 이성화의 반응 온도는, 20℃ 이상이 바람직하고, 30℃∼100℃가 더욱 바람직하다.

또한, 칼슘 이온의 촉매 작용을 사용한 이성화는, 칼슘 이온을 생성하는 칼슘 염의 존재 하에서 헥소오스의 이성화 반응을 진행시켜 행해진다.

특허 문헌 3에는, 염화 칼슘을 사용한 포도당의 이성화 방법에 대하여 기재되어 있지만, 본 발명에 있어서도 칼슘 이온의 촉매 작용을 사용한 이성화 반응을 행할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 칼슘 이온을 생성하는 칼슘염, 예를 들면, 염화 칼슘의 존재 하에서 헥소오스의 이성화 반응을 진행시킨다, 즉 예를 들면, 과당으로부터 D-프시코오스와 D-알로오스를 함유하는 당 조성물을 제조할 수 있다. 칼슘염은, 알칼리 공존하에 있는 것이 바람직하고, 당액 중에 0.005 mol/l 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다. 칼슘염이 존재하는 계에서는, 염기성 이온 교환 수지의 공존은 반드시 필요한 것은 아니다.

[최종 생성물]

원료가 되는 설탕의 가수분해 반응의 정도에 따라, 최종 생성물 중의 설탕의 함량을 조절한다. 최종 생성물은, 설탕, D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 적어도 D-프시코오스를 포함하는 희소당을 특정 비율로 포함시키도록, 또는 D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 적어도 D-프시코오스를 포함하는 희소당을 특정한 조성 비율로 포함시키도록 했다. 알칼리 이성화를 행하면, D-프시코오스, D-알로오스, D-소르보오스, L-소르보오스, D-타가토오스, 및 D-만노오스를 포함하는 희소당을 생성하고, 최종 생성물은, 이들 단당, 설탕, 포도당, 및 과당의 혼합물이 된다. 칼슘 이온의 촉매 작용을 사용한 이성화는, 과당으로부터 D-프시코오스 및 D-알로오스를 포함하는 희소당을 생성하고, 최종 생성물은, 이들 단당, 설탕, 포도당, 및 과당의 혼합물이 된다. 효소 이성화를 행하면, 과당으로부터 D-프시코오스가 생성될 뿐이며, 최종 생성물은, D-프시코오스, 설탕, 포도당, 및 과당의 혼합물, 또는 D-프시코오스, 포도당, 및 과당의 혼합물이 된다. 알칼리 이성화 또는 효소 이성화의 어느 쪽을 사용할 것인가는, 가수분해하는 양과, 얻고자 하는 생성물의 조성에 의해 구분하여 사용할 수 있고, 어느 한쪽만을 사용할 수도 있으며, 양자 모두 사용할 수도 있다.

그 외에, 원료 설탕 농도, 산 농도, 알칼리 농도, 효소 농도, 반응 온도 등을 적절하게 변경함으로써, 생성되는 조성물의 당 조성의 조정이 가능하며, 즉 최종적으로 감미료로서 바람직한 미질, 물성이 되도록 조정한 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 특히 엄밀한 조성비 조정을 필요로 하는 경우에는, 설탕, 포도당, 과당, 희소당 등을 적절하게 첨가하여 조정하는 것도 가능하다. 반응 시간을 빠르게 하고자 하는 경우에는, 압력을 가하여 생산성을 향상시킬 수도 있다.

또한, 얻어지는 반응액의 정제는, 통상, 당질 산업에서 사용되고 있는 이온 교환 수지, 활성탄, 및 여과에 의한 정제를 적절하게 사용할 수 있고, 예를 들면, 얻어지는 반응액으로부터 목적하지 않는 당의 분리를 컬럼 크로마토그래피에 의해 제거하거나, 당과 킬레이트하는 약제를 사용하여 침전 분리할 수 있다. 본 발명의 방법에 의하면, 컬럼 크로마토그래피에 의한 분리를 행하기 전에 현저한 갈변(褐變)은 생기지 않지만, 컬럼의 수명을 고려하여, 활성탄에 의한 탈취, 탈색 과정 등의 일반적으로 알려진 정제 공정을 전단(前段)에 가할 수도 있다. 또한, 크로마토 분리 양식에 대해서는, 유사 이동상 크로마토그래피가 본 목적에는 가장 적합하지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.

또한, 분리 공정의 장점을 감안하면, 얻어지는 반응액으로부터 희소당만을 분리하고, 적절하게, 혼합당에 가하여 목적으로 하는 조성물로 만드는 것도 가능하므로, 목적으로 하는 당의 분리 후에 잔존하는 당액을 재이용하는 것이 가능하게 된다. 즉, 원료당에 잔당액을 재합일하여 다시 가수분해 반응 공정으로 안내함으로써, 연속 플랜트를 구축할 수 있으므로, 제조 공정을 간략화할 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양을 도 1에 도식화하여 나타낸다.

본 발명의 제조 방법에 의하면, 도 1에 나타내는 생산 플로우(장치)를 조하하는 것이 가능하며, 이 일련의 공정을 가지고 본 발명의 감미료 조성물을 간편하게 얻을 수 있다.

도 1에 있어서, 공정 1은 원료 설탕을 용해시키는 탱크, 공정 2는 원료 설탕을 산가수분해하는 탱크, 3은 원료 설탕을 가수분해하는 인베르타아제 고정화 컬럼이다. 설탕의 가수분해는, 가수분해 시간이나 반응 효율 등을 고려하여, 공정 2 또는 3을 사용할 수 있다. 이어서, 4, 5의 공정은 알칼리에 의한 이성화 공정 또는 효소에 의한 이성화 공정이며, 어느 쪽을 사용해도 되지만, 알칼리에 의한 이성화는, D-프시코오스 이외의 희소당도 생성하며, 한편 효소에 의한 이성화는 희소당으로서 D-프시코오스만을 생성하므로, 목적에 따라 그 공정을 선택할 수 있다. 공정 6은, 이온 교환 수지, 활성탄, 필터 등의 당정제에 사용되는 일반적인 정제 공정이다. 또한, 공정 7까지 진행하여, 희소당 단품을 분리 취득할 수도 있다. 공정 7에서 희소당을 분리 취득한 경우, 잔존하는 설탕, 포도당, 과당의 혼합 당액을 다시 공정 1로 되돌려서 원료당으로서 재이용할 수 있다.

[최종 생성물의 용도]

본 발명에 의하여, 설탕을 원료로 한 감미 강도 및 잡미가 적은 감미 조성물을 얻을 수 있다. 설탕을 원료로 한 플레이버 릴리스를 높이는 감미 조성물을 얻을 수 있다. 전술한 설탕을 원료로 한 희소당을 포함하는 감미료가 이성화당을 원료로 한 감미료보다 잡미가 적어지는 장점을 가지는 관점에서는, 설탕의 비율이, 10부∼75부가 양호한 농후감과 감미 밸런스를 가지는 감미 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 전술한 감미 및 물성면에서 우수하고, 또한 당뇨병이나 비만을 병발하는 등의 질병을 일으키지 않는 감미료라는 관점에서는, 설탕의 비율을 약 80부까지 증가시켜도 인슐린 분비량이 유의적으로 저감되는 기능을 가지는 감미 조성물인 것이 증명되었다. 따라서, 본 발명은, 상기한 감미료 조성물을 사용하여 이루어지는 음식물, 체중의 상승, 체지방 축적의 상승을 억제하는 취지의 표시를 부착한 음식물과 관계된다. 또한, 감미료 조성물로 이루어지는 의약품, 의약부외품, 화장품, 체중의 상승, 체지방 축적의 상승을 억제하기 위한 의약품, 의약부외품, 화장품과 관계된다.

본 발명의 감미료 조성물을 음식물에 이용하는 경우, 그 형태는 특별히 한정되지 않으며, 그대로의 형태, 오일 등의 용매에 희석한 형태, 유액상의 형태, 또는 식품 업계에서 일반적으로 사용되는 담체를 첨가한 형태 등, 어느 형태라도 된다.

본 발명의 감미료 조성물을 이용하는 구체적인 대상 음식물로서는, 이하의 것을 예시할 수 있다. 즉, 양과자류(푸딩, 젤리, 구미캔디, 캔디, 드롭스, 캐러멜, 추잉검, 초콜릿, 페이스트리, 버터크림, 카스타드 크림, 슈크림, 핫케익, 빵, 포테이토칩, 프라이드포테이토, 팝콘, 비스킷, 크래커, 파이, 스폰지 케이크, 카스테라, 와플, 케이크, 도넛, 비스킷, 쿠키, 센베이, 쌀과자, 밥풀과자, 만쥬, 사탕 등), 건조면 제품(마카로니, 파스타), 난제품(egg product)(마요네즈, 생크림), 음료(기능성 음료, 락트산 음료, 락트산균 음료, 농후 유성(乳性) 음료, 과즙 음료, 무과즙 음료, 과육 음료, 투명 탄산 음료, 과즙 탄산 음료, 과일 착색 탄산 음료, 알코올 음료, 맥주풍 음료), 기호품(녹차, 홍차, 인스턴트 커피, 코코아, 캔 커피 드링크), 유제품(아이스크림, 요구르트, 커피용 밀크, 버터, 버터 소스, 치즈, 발효유, 가공유), 페이스트류(마멀레이드(marmalade), 잼, 플라워 페이스트, 피너츠 페이스트, 프루츠 페이스트, 과일의 시럽 절임), 축육 제품(햄, 소시지, 베이컨, 드라이 소시지, 비프저키, 라드(lard)), 해산물류 제품(어육 햄, 어육 소시지, 어묵, 생선살 꼬치구이, 한펜(다진 생선을 찐 식품), 생선 건어물, 가쓰오부시, 사바부시, 마른 멸치, 성게, 오징어 젓갈, 말린 오징어, 생선을 미림에 절여서 말린 것, 조개를 말린 것, 연어 등의 훈제품), 해산물 조림류(작은 생선, 조개류, 산채, 버섯, 다시마), 카레류(즉석 카레, 레토르트(retort) 카레, 통조림 카레), 조미료(된장, 분말 된장, 간장, 분말 간장, 모로미, 어장(魚醬), 소스, 케첩, 굴소스, 고형 브이용(bouillon), 불고기 소스, 카레 루, 스튜의 재료, 스프의 재료, 다시의 재료, 페이스트, 인스턴트 스프, 후리카케, 샐러드유), 튀김 제품(튀김, 튀긴 과자, 즉석 라면), 두유, 마가린, 쇼트닝 등을 예로 들 수 있다.

또한, 상기 음식물은, 기능성 식품, 영양 보조 식품, 또는 건강 식품의 일종으로서도 사용할 수 있다. 그 형태는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 아미노산의 밸런스가 양호한, 영양가 높은 유단백질, 대두 단백질, 계란 알부민 등의 단백질, 이들의 분해물, 난백의 올리고 펩티드, 대두 가수분해물, 아미노산 단체(單體)의 혼합물 등과 함께, 통상적인 법에 따라 사용할 수 있다. 또한, 소프트 캡슐, 태블릿, 필름 등의 형태로 이용할 수도 있다.

상기 영양 보조 식품 또는 기능성 식품의 예로서는, 당류, 지방, 미량 원소, 비타민류, 유화제, 향료 등이 배합된 유동식, 반소화태(態) 영양식, 성분 영양식, 드링크제, 캡슐제, 경장(經腸) 영양제 등의 가공 형태를 들 수 있다. 이들 각종 음식물 중, 예를 들면, 스포츠 드링크, 영양 드링크 등의 음식물은, 영양 밸런스나 풍미의 향상을 목적으로 하여, 아미노산, 비타민류, 미네랄류 등의 영양적 첨가물, 감미료, 향신료, 향료, 색소 등을 더 배합할 수도 있다.

본 발명의 감미료 조성물은, 상기한 것 외에, 당질 대사 이상 및/또는 지방질 대사 이상 개선을 목적으로 한 식품 소재 또는 식품첨가물로서 이용할 수 있고, 약제로서 사용하는 경우에는, 정제, 캡슐제, 음료에 용해시키는 용도의 분말이나 과립과 같은 고형제, 젤리 등의 반고형체, 음료수 등의 액체, 희석하여 사용하는 고농도 용액 등의 형태로 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 감미료 조성물을 적절하게 음식품에 첨가하여 당질 대사 이상 및/또는 지방질 대사 이상 개선을 목적으로 한 보건식 또는 환자식으로 만들 수도 있고, 임의 성분으로서, 일반적으로 식품에 첨가되는 비타민류, 탄수화물, 색소, 향료 등을 적절하게 배합할 수 있다. 그 형태에 대하여도, 액상(液狀), 고형상, 또는 젤라틴 등으로 외포(外包)하여 캡슐화한 연캡슐제의 형태라도 되며, 상기 캡슐은, 예를 들면, 원료 젤라틴에 물을 첨가하여 용해하고, 여기에 가소제(글리세린, D-소르비톨 등)를 가함으로써 조제한 젤라틴 피막으로 만들 수 있다.

또한, 본 발명의 감미료 조성물은, 가축, 가금, 애완동물류의 사료용에 응용할 수 있다. 예를 들면, 드라이 도그 푸드, 드라이 캣 푸드, 웨트 도그 푸드, 웨트 캣 후드, 세미모이스트 도그 푸드, 양계용 사료, 소, 돼지 등의 가축용 사료에 배합할 수 있다. 사료 자체는, 통상적인 방법에 따라 조제할 수 있다.

이들 치료제 및 예방제는, 사람 이외의 동물, 예를 들면, 소, 말, 돼지, 양 등의 가축용 포유류, 닭, 메추리, 타조 등의 가금류, 파충류, 조류 또는 소형 포유류 등의 애완동물류, 양식 어류 등에도 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 감미료 조성물은, 아스파탐(aspartame), 수크랄로스, 아세설팜 K, 스테비아, 모나틴, 모넬린, 미라쿨린 등의 고감미도 감미료, 소르비톨, 크실리톨, 에리트리톨, 락티톨, 말티톨 등의 당 알코올, 케토오스, 알도오스 등의 감미료와 더욱 혼합하여 감미를 조절하여 감미료를 조제할 수 있다.

본 발명의 감미료 조성물은, 식품, 보건용 식품, 환자용 식품, 식품 소재, 보건용 식품 소재, 환자용 식품 소재, 식품첨가물, 보건용 식품첨가물, 환자용 식품첨가물, 음료, 보건용 음료, 환자용 음료, 음료수, 보건용 음료수, 환자용 음료수, 약제, 제제 원료, 사료, 환축 및/또는 환수용 사료, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품, 식품첨가물 등의, 감미 또는 기능성을 필요로 하는 것 모두에 이용할 수 있고, 안전하게 사용할 수 있는 감미료 조성물을 간편하고 염가로 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 특정한 헥소오스가 가지는 생리적 작용에 주목하여, 특정한 헥소오스를 함유하는 당 조성물, 및 이것을 사용한 특정용 보건 식품, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품 등을 제공할 수 있으며, 구체적으로는, 설탕, 포도당, 과당, 및 D-프시코오스를 함유하고, 이성화하는 수단으로서 알칼리 이성화 반응을 선택한 경우에는, D-알로오스 등도 함유하는, 미질적으로도 물성적으로도 생리적으로도 우수한 당 조성물을 얻을 수 있으므로, 자화성당, 예를 들면, 이성화당이나 설탕에 대하여, 미질적으로 우수한 감미제, 항비만제, 섭식 억제제, 인슐린 저항성 개선제, 저칼로리 감미제, 혈압 억제제로서의 특징을 가지게 하는 것이 가능하게 된다.

특별히 언급해야 할 것은, 얻어지는 본 발명의 감미료 조성물은, 지금까지 알려져 있는 단당과는 달리, 저칼로리이며, 식욕 억제 효과를 가지기 때문에, 항비만 효과도 우수한 등의 새로운 특징을 가지고 있는 점이다. 또한, 본 발명의 감미료 조성물은, 감미질이 설탕에 가깝고, 칼로리가 낮으므로, 저칼로리 감미제로서 폭 넓게 사용할 수 있다.

상기 음식물은, 본 발명의 감미료 조성물을 그 원료로서 배합함으로써, 가공 제조할 수 있고, 상기 음식물에 대한 본 발명의 감미료 조성물의 배합량은, 대상이 되는 음식물의 형태에 따라 상이하므로, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상, 음식물 중에 있어서 0.1∼50 질량%가 바람직하다.

본 발명의 신규당 조성물은, 소프트 드링크나 다른 음료의 감미료로서 널리 사용되는 것을 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 식품, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품에 이용되는 것이 기대된다.

실시예

본 발명을 실험예 및 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실험예 A: 설탕의 산가수분해>

설탕과 염산을 사용하고, 설탕 3%(w/v)를 함유하는 0.7 mol/l 염산 용액을 조정하였다. 이것을 온도 40℃에서 20분, 30분, 50분, 80분의 가수분해를 각각 행하였다. 분해액을 수산화나트륨으로 중화한 후, HPLC(검출기; RI, 컬럼; 미쓰비시화성 MCI GEL CK 08EC, 이동상; 물, 유속(流速); 0.4 ml/min)에 의해 분석하였다(이 분석 조건은, 이후의 실험예에서도 동일함).

얻어진 가수분해물의 당 조성(%)을 이하의 표 1에 나타내었다.

[표 1]

다음으로, 산가수분해에 의해 얻어지는 당 조성이, 상이한 농도에 있어서도 마찬가지로 분해가 일어나는지를 확인하기 위하여, 설탕 80%(w/w) 용액을 90℃에서 산가수분해 조건에 있어서 당 조성을 확인한 바, 분해가 확인되었다.

또한, 산가수분해에 의해 얻어지는 당 조성이, 상이한 산 농도에 의해서도 분해가 일어나는지를 확인하기 위하여, 염산 농도 0.01∼5 mol/l의 각각의 농도의 염산에 의한 가수분해로 얻어지는 당 조성을 확인한 바, 분해가 확인되었다.

<실험예 B∼D: 설탕의 효소 가수분해>

설탕과 인베르타아제(MP Biomeicals, Inc. 제조, 100 unit/mg)를 사용하여, 인베르타아제(0.003% w/w; 설탕 g)를 함유하는 3%(w/v) 설탕 용액을 조정하였다. 이것을 온도 40℃에서 20분, 30분, 40분의 가수분해를 각각 행하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 HPLC 분석을 행하였다.

얻어진 가수분해물의 당 조성(%)를 이하의 표 2에 나타내었다.

[표 2]

다음으로, 인베르타아제(0.00075% w/w; 설탕 g)를 함유하는 25%(w/v) 설탕 용액을 조정하고, 이것을 온도 40℃에서 10분, 20분, 30분, 40분, 50분, 60분, 70분, 80분의 가수분해를 각각 행하고, 마찬가지로 HPLC 분석을 행하였다.

얻어진 가수분해물의 당 조성(%)를 이하의 표 3에 나타내었다.

[표 3]

또한, 시판 인베르타아제(DSM사 제조; 200 U/mg)를 이온 교환 수지(수지: IRA904, 컬럼 내경(內徑) 1.5 cm, 고정화 효소 1500 U/습중량(g))에 고정화하고(방법에 대해서는, 아래에 나타냄), 이 수지 20 ml를 사용하여, 온도 45℃, 송액 속도 3 ml/min, 속도 2 ml/min, 속도 1 ml/min으로 설탕 30% 용액을 송액하여 반응시켰다. 이 때 컬럼으로부터 용출되어 나오는 반응액을 샘플링하여 HPLC 분석을 행하였다.

얻어진 가수분해물의 당 조성(%)를 표 4에 나타내었다.

[표 4]

인베르타아제 효소의 고정화:

0.2 g의 시판 인베르타아제(DSM사 제조, 200000 U/g)를 인산 완충액(pH 7)에 용해하고, 그 200 ml를 20 ml의 컬럼 충전 수지에 대하여 4℃에서 통액(SV=1)시킴으로써, 이온 교환 수지에 인베르타아제 효소 단백질을 결합시켰다. 고정화 효율은 75%였다. 이어서, 1 L의 정제수를 통액시켜 세정하여, 최종적으로 고정화 효소(1500 U/습중량(g))를 얻었다.

<실험예 E: 설탕의 효소 가수분해물의 알칼리에 의한 이성화 반응>

실험예 2에서의 실험군 C3, C4, C5에서 얻어진 효소 가수분해물의 각 액을 0.1 M NaOH가 되도록 조제하고, 온도 60℃에서 2시간, 이성화 반응을 행하였다. 이성화 반응 후의 반응액의 일부를 샘플링하여, 당 조성을 HPLC에 의해 분석하였다.

얻어진 알칼리 이성화 반응물의 당 조성을 이하의 표 5에 나타내었다.

[표 5]

<실험예 F: 설탕의 효소 가수분해물의 효소에 의한 이성화 반응>

실험예 2에서의 실험군 C1, C3, C4, C8에서 얻어진 가수분해물을, 아스로박터 글로비포미스 M30(기탁 번호 NITE BP-1111)으로부터 추출하고, 이온 교환 수지에 고정화한 효소에 제공하여(고정화의 방법에 대해서는, 아래에 나타냄), 이성화 반응을 행하였다. 이성화는, 온도 45℃, 송액 속도 0.5 ml/min으로, 이온 교환 수지 50 ml(수지: 앰버라이트 IRA900J, 컬럼 내경 1.5 cm)에 송액함으로써 행하고, 컬럼 용출액을 샘플링하여, 그 당 조성을 분석하였다.

얻어진 효소 이성화 반응물의 당 조성(%)을 이하의 표 6에 나타내었다.

[표 6]

※ 아스로박터속의 생산하는 이성화 효소의 고정화:

<초음파에 의한 균체내 효소의 추출>

배양에 의해 얻은 균체 60 g을 10 mM 인산 완충액(pH 7.0) 600 ml에 현탁하고, 얼음물 중에서 냉각하면서 초음파 호모지나이저(주식회사 SONICS & MATERIALS)로 세포를 파쇄한 후, 50℃에서 15분간의 열쇼크를 가하였다. 이 파쇄물을 12000rpm·20분의 원심분리에 의해 얻은 상청액 약 500 ml를 조효소액으로 하였다.

<조효소의 고정화>

컬럼 충전한 이온 교환 수지(앰버라이트 IRW904J, 컬럼 내경 1.5 cm)에 대하여, 상기 조효소액을 통액(4℃, SV=1)시켜, 이온 교환 수지에 조효소 단백질을 결합시켰다. 이어서, 1 L의 정제수를 통액시켜 세정하여, 고정화 효소를 얻었다(고정화 효소 1000 U/습중량(g)).

<통액 반응>

원료당으로서, 고과당 액당을 Bx30이 되도록 10 mM 인산 완충액(pH 7.5)을 사용하여 조제하고, 송액 속도 0.5 ml/min으로 상기 고정화 효소 수지 50 ml에 송액했다(40℃). 반감기는 51일째이며, 본 고정화법은 산업상, 매우 우수하다고 할 수 있다.

[실시예 1]

<당 조성물의 관능 평가 1>

20대∼40대의 미각에 정통한 검사원(panelist) 5명을 사용하여, 실험예 E, F에 있어서 얻은 당액의 조성물(E1, E3, F1, F3), 각 당을 적절하여 혼합하여 작성한 G1(포도당 49: 과당 42: D-프시코오스 7), G2(포도당 51: 과당 36: D-프시코오스 10), G3(설탕 10: 포도당 48: 과당 38) 및 G4(설탕 40: 포도당 25: 과당 25)의 각 당 조성물의 미질에 대하여, 관능 평가를 행하였다. 당 조성물은 모두 고형분10%로 조정한 것을 사용하였고, 평가는, 감미의 「농후감」과 「밸런스」에 대하여, 5점 만점(1점: 좋지못함∼5점: 매우 양호함)으로 평가하였고, 그 결과 (검사원 5명의 합계점)를 표 7에 나타내었다.

[표 7]

G1, G2, G3 및 G4와 비교하여, E1, E3, F1, 및 F3는, 농후감 및 감미의 밸런스 모두 양호했다.

즉, 설탕을 마지막까지 완전히 가수분해하지 않는 것, 또한 이 조성물에 D-프시코오스가 존재함으로써, 설탕을 완전히 가수분해한 후에 이성화하여 얻어지는 당 조성물과 비교하여, 감미의 농후감 및 밸런스가 개선되는 것이 밝혀졌다.

또한, 감미료 중의 설탕의 비율이 10부 이하인 경우나, 75부를 초과하는 경우에는, 농후감이나, 밸런스가 깨지는 경향이 인정되었고, 이 범위에서의 설탕 비율로 설정하도록 제조하는 것이 바람직하다.

<당 조성물의 관능 평가 2>

다음으로, E1, E3, F1, F3, 및 각 감미료를 적절하게 혼합하여 작성한 H1(D-프시코오스 10: 에리트리톨 30: 수크랄로스 0.1), H2(D-프시코오스 60: 에리트리톨 20: 수크랄로스 0.055)의 각 당 조성물의 미질에 대하여, 앞에서와 동일한 수순으로 관능 평가를 행하였다. 결과(검사원 5명의 합계점)를 표 8에 나타내었다.

단, 고감미도 감미료를 포함하므로 감미료 조성물 중의 고형분을 일정하게 하여 비교하는 것은 곤란하여, 감미료 조성물의 감미도를 일정하게 하여, 감미질을 비교하기로 했다.

[표 8]

고감미도 감미료는, 저감미도 감미료에 비해 뒷맛이 개운치 않은(이미(異味)가 있음) 것은 일반적으로 알려져 있고, 실제로, 고감미도 감미료인 수크랄로스를 사용한 경우에는, 뒷맛이 개운치 않은 평가 결과가 나왔다(표 7). 고감미도 감미료는, 뒷맛에 길게 남는 감미나 이미가 있기 때문에, 앞맛(先味)에서 깔끔한 감미를 느끼는 당 알코올과 병용하는 방법이 채용되는 경우가 많지만, 그러한 경우라도, 각 감미료의 감미질에 통일성(일체감)을 가지게 하는 것은 매우 어렵고, 각각의 감미료의 감미가 별개로 느껴지는 난점(難點)이 있는 바, 본 발명의 감미 조성물인 E1, E3, F1, 및 F3는, 고감미도 감미료를 포함하는 H1 및 H2와 비교하여, 뒷맛에 이미 등의 난점도 없고, 통일성이 있는 매우 바람직한 감미질로 되어 있었다.

즉, 설탕, 포도당, 및 과당으로 이루어지는 감미 조성물에 적어도 D-프시코오스를 포함하는 희소당을 함유시킨 감미료는, 당 알코올 및 고감미도 감미료로 이루어지는 감미 조성물에 D-프시코오스를 첨가한 감미료와 비교한 경우, 보다 감미질에 통일성이 있는 감미료라고 할 수 있다.

실험예 C의 수순에 따라 설탕을 완전히 효소 가수분해한 조성물을, 또한 실험예 F에 따라 이성화 효소로 이성화하여, 조성물 I1(포도당 50: 과당 38: D-프시코오스 12)을 얻었다. 또한, 시판되는 일반적인 이성화당(포도당 50: 과당 45: 올리고당 5)을 실험예 F에 따라 이성화 효소로 이성화하여, 조성물 I2(포도당 50: 과당 34: D-프시코오스 11: 올리고당 5)를 얻었다. 각 당 조성물의 미질에 대하여, 상기(<당 조성물의 관능 평가 1>)와 동일한 평가 방법에 의해 관능 평가를 행하였다. 단, 평가 항목은 「감미의 앞맛의 처음 맛의 강도」 및 「잡미」로 했다.

그 결과, I1은, I2에 비해 감미의 앞맛의 처음 맛이 강할 뿐만 아니라, 잡미가 적은 점에서 감미료로서 우수했다. 이러한 사실로부터, 설탕을 원료로 하여 상기 방법에 의해 얻어진 이성화 감미 조성물은, 이성화당을 원료로 하여 상기 방법에 의해 얻어진 이성화 감미 조성물보다, 감미료로서 우수하다고 할 수 있다. 이것은 아마도, 시판되는 일반적인 이성화당에 포함되는 올리고당 등의 쓸데없는 잡물이, 감미의 앞맛의 처음 맛을 약간 억제하여, 잡미를 느끼도록 하기 때문인 것으로 여겨진다.

이 결과로부터, 시판되는 일반적인 이성화당을 원료로 하는 것보다 설탕을 원료로 하는 것이, 얻어지는 감미 조성물은, 감미료로서 바람직한 미질이라고 할 수 있다.

[실시예 2]

<산성 음료의 조제 및 관능 평가 1>

상기 실험예 E, F에서 얻어진 당 조성물(E1, E3, F1, F3), 각 당을 적절하게 혼합하여 작성한 G1(포도당 45: 과당 42: D-프시코오스 7), 및 G2(포도당 51: 과당 36: D-프시코오스 10)의 각 당 조성물을 사용하여, 표 9의 배합에 따라 산성 음료를 조제하였다. 이 산성 음료에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 검사원 5명에 의한 관능 평가를 행하였다. 그 결과를 표 10에 나타내었다.

[표 9]

[표 10]

당 조성물 그 자체의 관능 평가 결과와 마찬가지로, G1 및 G2와 비교하여, E1, E3, F1, F3의 당 조성물을 사용한 산성 음료는, 각각 농후감 및 감미 밸런스 모두 양호했다.

<산성 음료의 조제 및 관능 평가 2>

상기 실험예 E, F에서 얻어진 당 조성물(E2, F4), 각 당을 적절하게 혼합하여 작성한 G5(포도당 60: 과당 38: D-프시코오스 10), G6(포도당 55: 과당 30: D-프시코오스 20), G7(설탕 36: 포도당 45: 과당 22), 및 G8(설탕 12: 포도당 50: 과당 33)의 각 당 조성물을 사용하여, 표 11의 배합에 따라 산성 음료를 조제하였다. 이 산성 음료에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로, 검사원 5명에 의한 관능 평가를 행하였다. 그 결과를 표 12에 나타내었다.

[표 11]

[표 12]

E2, F4의 당 조성물을 사용한 산성 음료는, 설탕 또는 D-프시코오스 중 어느 하나가 부족한 당 조성물을 사용한 산성 음료와 비교하여, 농후감 및 감미 밸런스 모두 양호했다.

<산성 음료의 조제 및 관능 평가 3>

상기 실험예 F에서 얻어진 당 조성물 F3(설탕 35: 포도당 33: 과당 22: D-프시코오스 8) 또는 각 당을 적절하게 혼합하여 작성한 G1(포도당 45: 과당 42: D-프시코오스 7)의 각 1 중량부에 대하여, 스테비아 0.002부를 첨가하여 얻어지는 조성물을 각각 F3-1, G1-1, 아세설팜 K 0.003부를 첨가하여 얻어지는 조성물을 각각 F3-2, G1-2, 아스파탐 0.003부를 첨가하여 얻어지는 조성물을 각각 F3-3, G1-3으로 하였다. 이들 각 당 조성물을 사용하여, 표 13의 배합에 따라 산성 음료를 조제하였다. 이 산성 음료에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 검사원 5명에 의한 관능 평가를 행하였다. 그 결과를 표 14에 나타내었다.

[표 13]

[표 14]

그 결과, 설탕을 함유하는 감미 조성물을 사용한 산성 음료는, 설탕을 함유하지 않은 감미 조성물을 사용한 산성 음료와 비교하여, 뒷맛 및 감미의 통일성 모두 양호했다.

최근의 음식물 시장에 있어서는, 당질계 감미료와 고감미도 감미료를 병용하여 칼로리를 낮추면서 미질 향상을 도모하는 경향이 있다. 당질계 감미료에 대하여 고감미도 감미료인 스테비아, 아세설팜 K, 또는 아스파탐을 각각 병용한 감미 조성물에 있어서는, 설탕을 포함시킴으로써, 양호한 농후감과 감미 밸런스를 얻을 수 있다.

<산성 음료의 조제 및 관능 평가 4>

상기 실험예 F에서 얻어진 당 조성물 F3(설탕 35: 포도당 33: 과당 22: D-프시코오스 10), 및 각 당을 적절하게 혼합하여 작성한 G1(포도당 45: 과당 42: D-프시코오스 7)을 사용하여 표 15의 배합의 산성 음료를 작성하고, 실시예 1과 동일한 관능 평가법에 의해, 각 플레이버의 냄새를 비교했다.

[표 15]

그 결과, F3를 사용한 산성 음료는, G1을 사용한 산성 음료에 비해 밸런스가 양호한 감미와 함께 플레이버가 북돋아지는 것이 인정되었다. 이러한 사실로부터, D-프시코오스 및 설탕을 포함하는 감미 조성물은, 양호한 감미 밸런스뿐만 아니라, 플레이버의 풍미도 양호하게 되는 것을 알 수 있었다.

[실시예 3]

당액의 저온화에서의 결정화(結晶化)는, 보존시나 수송시의 큰 장애가 된다. 이에, 본 설탕을 포함하는 조성물의 결정화 일수에 대하여, 설탕을 포함하지 않는 조성물과 비교를 행하였다. 구체적으로는, 70%(w/w) 용액을 4℃에서 보존하고, 조성물 E3, F1, G2의 냉장 보존시의 결정화에 요하는 일수를 측정하였다.

그 결과, E3, F1는, G2보다 결정화에 요하는 일수가 많으며, 개선이 인정되었다. 이러한 사실로부터, 설탕을 포함하는 조성물은, 설탕을 포함하지 않는 조성물보다 결정화되기 어려운 경향이 인정되어 보존 수송시에 유효한 것으로 밝혀졌다.

[실시예 4]

<인간에서의 본 발명의 감미료 조성물이 미치는 혈당치 및 인슐린 분비에 대한 영향>

본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 감미료 조성물, 즉 설탕의 효소 가수분해물에 알칼리를 작용시켜 얻어진 각 감미료 조성물을 인간에게 섭취시켰을 때의 혈당치 및 인슐린 분비에 미치는 영향을 검토했다. 사용한 각 감미료 조성물(J1∼J4)의 당 조성을 표 16에 나타내었다. 그리고, J1은, 각 감미료 조성물을 얻기 위한 원료(미쓰이제당사 제조, 상품명 「상등 백미당」)이며, 이것을 비교 대조군으로 하였다.

흡연 습관이 없는 정상인 6명(평균 연령 34.7세, 남성 4명, 여성 2명, 평균 BMI 22.1 kg/m², 평균 공복시 혈당 92.4 mg/dL)에 대하여, 표 16에 나타낸 각 감미료 조성물의 38.5% 수용액을 섭취시킨 후, 혈당치 및 인슐린 농도의 변동을 측정하였다. 시험은, 표 16에 기재된 당 조성물 수용액을 섭취시키는 싱글 블라인드·크로스오버법에 의해 실시하였다. 또한, 각각의 시험은 약 1주일의 간격을 두고 행하였다.

먼저, 시험 당일의 12시간 전부터 피실험자를 절식(絶食)시킨 후, 공복 시에 채혈해 두었다. 다음으로, 표 16에 나타낸 감미료 조성물의 38.5% 수용액 중 어느 하나를 200 mL 섭취시키고, 섭취 30, 60 및 90 분 후에 채혈했다. 혈액의 수분 조정을 위해, 시험중에는 채혈 시마다 50 mL의 물을 섭취시켰고, 그 이외는 음식을 섭취하지 않았다. 채혈한 혈액의 혈당치 및 인슐린 농도를 측정하고, 시간 경과에 따른 혈당치 및 인슐린 농도의 변화를 기록하였다. 얻어진 결과는 평균값 및 표준 편차로 나타내고, 통계학적 검정은 Student's t 검정을 사용하여 행하였다. 검정의 유의 수준은 양측 5% 미만으로 하였다.

그리고, 혈당값의 측정은 글루코오스 CII-테스트와코(와코 순약공업사 제조)를 사용하여 행하였고, 인슐린 농도의 측정은, 초고감도 인간 인슐린 ELISA 키트(Mercodia사 제조)를 사용하여 행하였다.

[표 16]

각 감미료 조성물의 수용액 섭취로부터의 경과 시간(분)을 가로축으로 하고, 그 경과 시간마다 혈당 치수값을 세로축에 플롯팅하여 얻어지는 혈당치 곡선하 면적의 수치 결과를 도 2에 나타내었다. 그 결과, J3는 J1의 약 81.0%, J4는 J1의 70.0%까지 저감하고 있고, 본 발명의 감미료는 설탕에 비해 유의하게 혈당치 상승을 억제하는 것을 알 수 있었다. 한편, J2는 J1의 약 93.1%까지 저감하고 있었지만, 유의차는 관찰되지 않았다.

그리고, 혈당치 곡선하 면적의 수치는, J1이 50.4 mg·h/dL, J2가 46.9 mg·h/dL, J3가 40.8 mg·h/dL, J4가 35.3 mg·h/dL였다.

인슐린 농도 곡선하 면적의 결과를 도 3에 나타내었다. J2는 J1의 약 70.2%, J4는 J1의 61.7%까지 저감하고 있고, 유의하게 인슐린 분비가 억제되는 것을 알았다. 한편, J3는 J1의 약 80.9%까지 저감시켰으나, 유의차는 관찰되지 않았다.

그리고, 인슐린 곡선하 면적은, J1이 28.2 mU·h/L, J2가 19.8 mU·h/L, J3가 22.8 mU·h/L, J4가 17.4 mU·h/L였다.

설탕을 섭취한 경우, 체내 효소에 의해 설탕은 포도당 및 과당으로 분해되어 포도당에 상당하는 부분이 혈당치의 상승 및 인슐린 분비량의 증가에 관여한다. 따라서, 대조군 J1(설탕)은, 설탕이 1/2에 상당하는 부분(50%)이 혈당치의 상승 및 인슐린 분비량의 증가에 관여하게 되고, 본 발명의 감미료 조성물 J2, J3, 및 J4에서는, 설탕이 1/2에 상당하는 부분에 더하여 포도당이 관여하게 되므로, 각각 48.7%, 49.0%, 및 46.8%가 혈당치의 상승 및 인슐린 분비량의 증가에 관여하게 된다.

따라서, 본 발명의 감미료 조성물 J2, J3 및 J4를 섭취한 경우, J1과 마찬가지의 혈당치 상승 및 인슐린 분비량의 증가가 관찰될 것으로 추측되었지만, 의외롭게도 J2는 인슐린 분비량이 특히 유의적으로 저감되고, J3는 혈당치 상승이 특히 유의하게 억제되고, J4에 이르러서는, 혈당치 및 인슐린 분비량의 양자 모두 유의적으로 저감되어 있었다.

즉, 본 발명의 감미료 조성물은, 설탕과 거의 동등한 감미질임에도 불구하고, 섭취시에 혈당치 상승 및/또는 인슐린 분비량을 억제하는 효과가 부여된 감미료로서 이용할 수 있다.

본 발명의 감미료는, 설탕을 원료로 하여, 최종적으로 얻어지는 감미료 조성물 중에 설탕을 잔존시키는 조성으로 하는 것이 더욱 바람직하지만, 만일, 설탕을 완전히 분해하고, 최종적으로 설탕을 잔존시키지 않는 감미료 조성물을 얻은 후에 설탕을 적절하게 첨가해도, 동일한 조성의 감미료 조성물을 얻을 수 있다.

이에, 참고로, 일본 재공표 특허 2010/113785호 공보에 기재되는 방법에 의해 제조되는 당 조성물(조성물로서는, 본 발명의 감미료 조성물의 설탕 부분을 제거한 것에 상당)에 설탕을 첨가하여 얻어지는 상기 J2∼J4 상당의 당 조성물을 조제하여, 실시예 4와 동일하게 인간 시험을 행한 바, 거의 동일한 결과가 얻어졌다.

이상으로부터, 본 발명의 감미료 조성물은 혈당치 및/또는 인슐린 분비를 억제하는 효과를 가지는 감미료 조성물이며, 당뇨병 이환 리스크를 저감시키는 효과를 기대할 수 있는 감미료 조물이라고 할 수 있다. 또한, 상기 감미료를 계속적으로 섭취함으로써, 궁극적으로는 체지방 축적을 저감할 수 있는 가능성이 있다.

[산업상 이용가능성]

본 발명의 신규당 조성물은, 소프트 드링크나 다른 음료의 감미료로서 널리 사용되는 것을 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 식품, 의약품 또는 의약부외품, 구강용 조성물, 화장품에 이용되는 것이 기대된다. 또한, 본 발명의 신규 당 조성물은, 낮은 생산 비용으로 대량생산하여 제공하는 것이 가능하게 되므로, 용도 범위가 더욱 확대되는 것이 기대된다.

1: 설탕 용해 탱크
2: 가수분해 탱크 및 중화 탱크
3: 인베르타아제 고정화 컬럼
4: 이성화 탱크
5: 에피머라아제 고정화 탱크
6: 정제 장치
7: 분리 장치

독립행정법인 제품평가기술기반기구 특허미생물 기탁 센터

NITEBP-1111

20110622

Claims

설탕을 원료로 하여, 원료 설탕의 가수분해에 의해 설탕 가수분해물인 설탕, D-글루코오스 및 D-프룩토오스의 혼합물, 또는 D-글루코오스 및 D-프룩토오스의 혼합물을 얻는 공정, 및 상기 설탕 가수분해물을 이성화함으로써 최종 생성물인 설탕, D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 적어도 D-프시코오스를 포함하는 희소당의 혼합물, 또는 D-글루코오스, D-프룩토오스 및 적어도 D-프시코오스를 포함하는 희소당의 혼합물을 얻는 공정을 거치는 것;
원료 설탕의 가수분해 반응의 정도에 따라, 최종 생성물 중의 설탕의 함량을 조절하는 것;
최종 생성물은, 설탕, D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 적어도 D-프시코오스 포함하는 희소당을 특정한 조성 비율로 포함시키도록 하거나, 또는 D-글루코오스, D-프룩토오스, 및 적어도 D-프시코오스를 포함하는 희소당을 특정한 조성 비율로 포함시키도록 한 것
을 특징으로 하는 감미료 조성물의 제조 방법.
제1항에 있어서,
원료 설탕의 가수분해 공정은, 산 및/또는 효소를 사용한 분해에 의해 행해지고, 설탕 가수분해물을 이성화하는 공정은, 알칼리 이성화, 칼슘 이온의 촉매 작용을 사용한 이성화 및/또는 효소 이성화에 의해 행해지는, 감미료 조성물의 제조 방법.
제2항에 있어서,
알칼리 이성화는, D-프시코오스, D-알로오스, D-소르보오스, L-소르보오스, D-타가토오스, 및 D-만노오스를 포함하는 희소당을 생성하고, 최종 생성물은, 이들 단당과, 설탕, D-글루코오스 및 D-프룩토오스와의 혼합물, 또는 D-글루코오스 및 D-프룩토오스와의 혼합물이 되는, 감미료 조성물의 제조 방법.
제2항에 있어서,
효소 이성화는, 과당으로부터 D-프시코오스가 생성될 뿐이며, 최종 생성물은, D-프시코오스와, 설탕, D-글루코오스 및 D-프룩토오스와의 혼합물, 또는 D-글루코오스 및 D-프룩토오스와의 혼합물이 되는, 감미료 조성물의 제조 방법.
제2항 또는 제4항에 있어서,
효소 이성화는, 아스로박터 글로비포미스(Arthrobacter globiformis) M30(기탁 번호 NITE BP-1111) 유래의 이성화 효소를 사용하여 행해지는, 감미료 조성물의 제조 방법.
제2항, 제4항 또는 제5항에 있어서,
효소 이성화는, 1000 U/습중량(濕重量) 수지(g)의 활성을 가지는 고정화 효소를 사용하여 행해지는, 감미료 조성물의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
최종 생성물이 감미 강도 및 잡미(雜味)가 적은 감미 조성물인, 감미료 조성물의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
최종 생성물이 플레이버 릴리스(flavor release)를 높이는 감미 조성물인, 감미료 조성물의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
최종 생성물이, 설탕의 비율이 10부∼75부인, 양호한 농후감과 감미 밸런스를 가지는 감미 조성물인, 감미료 조성물의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
최종 생성물이, 설탕의 비율이 10부∼80부인, 인슐린 분비량이 유의적으로 저감되는 기능을 가지는 감미 조성물인, 감미료 조성물의 제조 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어진 감미료 조성물.
제11항에 기재된 감미료 조성물을 사용하여 이루어지는 음식물.
제12항에 있어서,
체중의 상승, 체지방 축적의 상승을 억제하는 취지의 표시를 부착한, 음식물.
제11항에 기재된 감미료 조성물로 이루어지는, 의약품, 의약부외품, 화장품.
제14항에 있어서,
체중의 상승, 체지방 축적의 상승을 억제하기 위한, 의약품, 의약부외품, 화장품.