KR940004526B1 - 갈락토올리고당과 스테비오사이드를 함유하는 감미료의 제조방법 - Google Patents
갈락토올리고당과 스테비오사이드를 함유하는 감미료의 제조방법 Download PDFInfo
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Description
본 발명은 갈락토올리고당과 당전이 스테비오사이드를 함유하는 기능성 복합 감미료의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 유당 용액에 총 스테비오사이드 함량이 유당에 대하여 0.5~20중량%, 바람직하게는 1~10중량%로 되도록 스테비오사이드를 첨가한 후 β-갈락토시다제를 작용시켜서 갈락토올리고당과 갈락토실 스테비오사이드가 함유된 반응액을 얻는 것을 특징으로 하는 기능성 복합 감미료의 제조방법에 관한 것이다.
갈락토올리고당과 스테비오사이드를 주성분으로 하는 주성분으로 하는 복합 감미료에 관한 특허문헌이 있기는 하나(일본공개특허 공보 소63-196240호), 이 특허문헌의 내용은 갈락토올리고당의 저감미도를 개선하기 위하여 유당으로부터 갈락토올리고당을 제조한후 총당대비 0.1~10중량%로 스테비아 추출물을 단순히 혼합하는 것에 지나지 않는다. 따라서, 본 발명과는 기술적 구성, 목적이 완전히 상이한 기술임을 알 수 있다.
본 발명에 의해 제조되는 복합 감미료의 중요한 성분의 하나인 갈락토올리고당은 일반식
Gal-(Gal)n-Glu
(식중 Gal은 갈락토스 잔기, Gal는 글루코스 잔기, n은 1~4의 정수이다.)으로 표현되는 것으로 포도당에 갈락토스가 2~5개 결합되어 있는 탄수화물로, 통상 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae), 크립토코커스 라우렌티(Gryptococcus Laurentii) 등의 미생물 유래의 β-갈락토시다제를 고농도의 유당 용액에 작용시킴으로써 갈락토올리고당, 전환되지 않은 유당, 부산물로 생기는 포도당, 소량의 갈락토스로 이루어진 혼합물로 얻는다(일본공개특허 공조 소58-190388호). 이 혼합물을 활성탄, 양이온 크로마토그라피등 공지의 방법으로 정제하여 갈락토올리고당이 95중량% 이상으로 되도록 만들 수 있다. 공업적으로는 β-갈락토시다제, 혹은 효소를 함유한 균체를 알긴산 칼슘 또는 이온교환수지에 각각 포괄 또는 이온결합시킨 고정화 효소가 이용된다.
이렇게 제조된 갈락토올리고당 성분은 장내 소화 효소에 분해되지 않고 대장에서 비피더스균에 선택적으로 이용되어 비피더스균을 유해균에 비해 우세하게 하는 기능성을 가지고 있다.
그러나, 갈락토올리고당은 감미질은 부드럽고 상쾌한 맛을 내나 감미도가 설탕 대비 20~25%(미전환 유당, 포도당, 갈락토스와의 혼합액은 30~40%)로 낮은 결점이 있다. 반면에 열안정성은 pH 3,100℃에서 15분간 가열하여도 거의 분해가 일어나지 않을 만큼 뛰어나다.
또다른 주요 성분인 갈락토실 스테비오사이드는 스테비오사이드에 갈락토스 1분자가 스테비오사이드 기본 골격의 19번 탄소와 결합한 포도당의 4번 또는 6번 위치에 결합된 구조로 되어 있는 것으로 미생물 기원의 β-갈락토시다제를 작용시켜 얻을 수 있다(일본공개특허 공보 소58-94367호).
이때 사용되는 스테비오사이드는 남미 파라과이가 원산지인 국화과 다년생 초보인 스테비아 레바우디아나 베르토니(Stevia rebaudiana Bertoni)에 함유되 있는 감미성분으로 스테비오사이드, 레바우디오사이드 A,B,C,D,E , 루스보스사이드(스테비오사이드로 통칭)의 배당체이다.
스테비오사이드는 열 및 pH에 안정한 감미 물질로 감미도는 설탕의 약 200배, 칼로리는 1/300인 천연 감미료이어서, 최근 사카린과 사카린 염, 싸이클라메이트와 같은 인공 감미료의 사용제한이 강화되고 있는 싯점에서 향후 사용량의 급증이 기대되어지는 건강, 천연 감미료이다. 그러나, 주성분인 스테비오사이드는 설탕에 비하여 감미도는 뛰어나지만 뒷맛이 오래 남으며 단맛이외에 쓴맛, 불쾌감, 뒷맛 등이 있는 단점을 가지고 있다. 그로인하여 사용량 및 용도에 한계가 있게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결한 갈락토실 스테비오사이드는 스테비오사이드와 비교하면 감미도는 설탕의 약 70~100배 정도로 낮아졌지만 쓴맛, 떫은맛, 뒷맛 등의 단점이 개선된 좋은 미질을 갖는 감미물질이다.
본 발명자들은 갈락토오리고당의 제조에 사용되는 β-갈락토시다제가 역시 스테비오사이드의 미질 개선품인 갈락토실 스테비오사이드의 제조에 사용된다는 사실에 착안하여 많은 연구를 진행한 결과, 갈락토올리고당과 갈락토실 스테비오사이드를 동시에 제조하여 두 성분이 공존하는 기능성 복합 감미료의 제조방법을 개발하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명이 제조공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
유당 용액에 유당 대비 0.5~20중량%, 바람직하게는 1~10중량%가 되도록 스테비오사이드를 용해한다.
이때 유당에 대하여 스테비오사이드의 농도가 너무 낮게 되면(0.5중량% 이하) 갈락토실 스테비오사이드의 생성속도에 비하여 갈락토올리고당의 생성속도가 늦어 갈락토올리고당의 전환이 미숙하게 되어 갈락토올리고당의 함량이 적어져서 반응액의 기능성(비피더스 증식효과)이 떨어지게 된다. 또한, 낮은 감미도를 좋은 미질로 충분히 보충할 수 없게 된다. 반면에 유당에 대하여 스테비오사이드의 농도가 너무 높게되면(20중량% 이상) 갈락토스의 공급원인 유당의 농도가 상대적으로 낮아지므로 갈락토올리고당이 적게 생성되며 당연히 갈락토실 스테비오사이드의 함량도 떨어지게 되어 스테비오사이드의 미질개선, 기능성 면에서 바람직스럽지 못하게 된다.
반응온도를 30~70℃, 바람직하게는 40~60℃로 조절하고 반응 pH를 3~8, 바람직하게는 5~7로 조절한 후, β-갈락토시다제를 작용시켜서 일정시간 동안 반응시킨다.
반응에 사용되는 효소는 미생물 기원의 β-갈락토시다제로 이 효소는 박테리아, 효모, 곰팡이 등의 미생물에서 얻을 수 있는데, 예로서 에스케리키아 콜리(Escherichia coli), 바실러스 써큘란스(Bacillus Circulans) 등과 같은 박테리아, 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae), 페니실륨(Penicillium)속 등과 같은 곰팡이, 클루베로마이세스 프레질리스(Kluyveromyces fragilis) 등과 같은 효모를 영양 배지에 통기 배양하여 발효액 혹은 균체내에 효소를 축적시켜 얻을 수 있다. 이렇게 얻은 효소는 균체 파쇄, 유안 염석,겔크로마토그라피 등과 같은 공지의 방법으로 분리, 정제하여 유리의 단백질 효소로 사용할 수도 있고 불용성 담체에 고정화하여 고정화 효소로 사용하여도 좋다.
이렇게하여 얻은 반응액 조성은 갈락토올리고당, 갈락토실 스테비오사이드, 미 반응된 유당, 스테비오사이드 반응 부산물인 포도당, 약간의 갈락토스로 이루어져 있다.
상기 반응액으로 이루어진 기능성 복합 감미료의 특징은 다음과 같이 몇가지로 요약할 수 있다.
(1) 감미도는 설탕에 비해서 0.8~30배로 갈락토올리고당의 단점인 저 감미도가 개선되어 있다.
(2) 비피더스균의 증식 활성이 있는 갈락토올리고당이 함유되어 기존 스테비오사이드의 감미료보다 기능성이 보강되어 있다.
(3) 감미질은 산뜻하고 설탕에 가까우며 단순히 갈락토올리고당에 스테비오사이드를 혼합한 것 보다 좋다.
(4) 스테비오사이드의 단점인 쓴맛 등의 갈락토실 스테비오사이드로의 전환, 갈락토올리고당의 혼합으로 대폭적으로 개선되어 있다.
상기의 특징으로 볼때 본 발명에 의하여 제조되는 기능성 복합 감미료는 갈락토올리고당, 스테비오사이드, 당전이 스테비오사이드 또는 이들의 혼합물과는 전혀 다른 조성, 성질을 갖는 독특한 감미료로 판단된다.
본 발명에 의하여 제조되는 기능성 복합 감미료는 일반 식품 및 다이어트 식품에 감미원으로 사용될 수 있다. 예를 들어 커피, 유 음료, 유산균 음료, 두유, 탄산 음료 등과 같은 청량 음료수, 아이스크림, 샤베트와 같은 빙과류, 탁상 감미료 등과 각종 음식물, 기호물의 감미료로 사용될 수 있다.
이하 실시예로 상세히 설명한다.
[실시예 1]
0.05M의 글리신 완충용액(pH 6.0)에 40%(W/V) 농도의 유당 수용액을 제조한 후 이 용액 100ml가 담긴 용기에 스테비오사이드를 2중량%의 농도로 첨가한 후 고정화 β-갈락토시다제 5g을 첨가하여 pH 5.0, 50℃에서 6시간 동안 교반시켰다.
반응 결과 생성된 갈락토올리고당과 갈락토실 스테비오사이드를 시간 경과에 따라서 각각 고속 액체 크로마토그라피(HPLC)로 표 1과 같은 조건으로 분석하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[표 1]
[표 2]
[실시예 2]
실시예 1에서 고정화 효소 5g 대신에 시판되는 β-갈락토시다제인 비이오락타 G-10(일본 다이와가세이사 제품, 바실러스 써큘란스 기원) 0.2g을 투입한 것 외에는 실시예 1과 같이 실시하였다. 갈락토올리고당과 갈락토실 스테비오사이드의 전환율은 실시예 1과 유사하였다.
[실시예 3]
고정화 β-갈락토시다제를 자켓이 달린 컬럼에 충진하여 온도를 50℃로 유지하면서 실시예 1에서와 같이 제조한 기질 용액을 공간속도 2.0으로 통액하여 연속 운전하였다. 이때의 전환율도 실시예 1과 유사하였다.
[시험예]
실시예 1에서 얻은 반응액을 고형분 농도 70%(W/V) 이상으로 농축하여 살균한 후 완제품(A)을 얻어 다른 감미료인 기존의 갈락토올리고당에 총당 대비 5중량%로 스테비오사이드를 단순히 첨가한 것(B), 스테비오사이드 단독푸(C)과 감미질을 비교하였다. 세가지 감미료를 커피 180ml에 0.8g, 0.5g, 0.05g씩 각각 첨가한 뒤 관능 평가를 숙단될 패널리스트 60명에게 실시하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
[표 3]
상기 결과로 부터 본 발명에 의하여 제조되는 기능성 복합 감미료는 미질이 우수하고 뒷맛이 좋은 것으로 나타났다.
Claims (3)
- 유당 용액에 스테비오사이드를 첨가한 후, 이 수용액 기질에 미생물 기원의 β-갈락토시다제를 작용시켜서 30~70℃에서 교반하에 반응시켜 갈락토올리고당과 갈락토실 스테비오사이드가 함유된 반응액을 얻는 것을 특징으로 하는 갈락토올리고당과 스테비오사이드를 함유하는 감미료의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 사용 효소가 유리의 단백질 효소, 효소를 함유하는 균체 또는 고정화 효소인 것을 특징으로 하는 갈락토올리고당과 스테비오사이드를 함유하는 감미료의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 스테비오사이드의 첨가량이 유당 함량대비 0.5~20중량%인 것을 특징으로 하는 갈락토올리고당과 스테비오사이드를 함유하는 감미료의 제조방법.
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| KR1019910022651A KR940004526B1 (ko) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 갈락토올리고당과 스테비오사이드를 함유하는 감미료의 제조방법 |
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Publications (2)
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| KR930011878A KR930011878A (ko) | 1993-07-20 |
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| KR1019910022651A KR940004526B1 (ko) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 갈락토올리고당과 스테비오사이드를 함유하는 감미료의 제조방법 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1295533A1 (en) * | 2001-09-21 | 2003-03-26 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Sweetener and process for producing the same |
-
1991
- 1991-12-11 KR KR1019910022651A patent/KR940004526B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
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| KR930011878A (ko) | 1993-07-20 |
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