JP6992175B2 - アルロースシロップおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アルロースシロップおよびその製造方法に関するものであって、さらに詳しくは、粘度調節剤および分散剤を含む適正粘度範囲を有するアルロースシロップおよびその製造方法に関するものである。

甘味料は長い間食品などの添加物として広く使用され、砂糖、果糖およびブドウ糖のような天然糖類はこれらの良い味によって飲料、食品、薬剤および口腔衛生／化粧品産業で多く使用されている。特に、砂糖は消費者に望ましい味を付与して広く使用されている。

砂糖は優れた甘味度を有していて、過去から様々な食べ物、加工食品などに添加されて食べ物の味を良くして食欲をそそる最も選好される甘味料とされてきた。しかし、最近、砂糖の有害性が継続して明らかになることによって問題が提起されている。

最近、全世界的に問題となっている成人病、肥満などを解決するための方案の一つとして、韓国をはじめとする複数国家で自国民の糖摂取を減らすための多様な政策が施行されている傾向にある。本明細書で用語“糖類低減”は、特別な言及がない限り、過剰摂取時肥満、糖尿、心血管系疾患、その他各種成人病の発生危険を高めると知られたブドウ糖、果糖、蔗糖など単糖類および二糖類の含量が低くなることを意味し、この時、前記“糖類”にはアルロースなどの希少糖は含まれない。

具体的には、砂糖の過剰摂取が虫歯はもちろん肥満、糖尿病など各種生活習慣病の大きな原因と指摘されていて、これを代替するほどの甘味料開発の必要性が全世界的に台頭しているのが実情である。最近、多様な甘味素材が開発されている。

アルロースは果糖の３番炭素のエピマーであって、果糖の７０％に該当する甘味度を有しており、血糖調節、虫歯予防および肝での脂肪合成を阻害する機能性糖である。砂糖代替甘味料として多く使用されている糖アルコール類は、一定量以上摂取時下痢を誘発するなどの副作用があるが、アルロースは知られた副作用がない。したがって、アルロースの甘味料としての関心が高まっている。

本発明の一例は、特定粘度範囲を有し粘度調節剤の分散度が高い糖原料シロップ、例えばアルロースシロップ、粘度調節剤および分散剤を含む糖シロップ組成物を提供するためのものである。
本発明の追加一例は、前記糖シロップ組成物の製造方法、粘度調節剤と分散剤を用いて前記糖シロップ組成物の粘度を調節する方法、および特定分散剤を用いて糖シロップ内で粘度調節剤の分散度を向上させる方法を提供するためのものである。
本発明のまた他の一例は、前記糖シロップ組成物を含む食品、食品添加剤、飲料または飲料添加剤に関するものである。

本発明による糖原料シロップ、例えばアルロースシロップ、粘度調節剤および分散剤を含む糖シロップ組成物に関するものであって、特定粘度範囲を有し粘度調節剤の分散度が高い糖シロップ組成物を提供して、多様な食品、食品添加剤、飲料または飲料添加剤として適用することができる。

本発明の一例は、特定粘度範囲を有する糖シロップ組成物に関するものであって、さらに詳しくは、原料糖シロップ、粘度調節剤および分散剤を含む糖シロップ組成物に関するものである。

糖シロップの粘度を調節するためには粘度調節剤を使用することができ、好ましくは、前記粘度調節剤は糖シロップの粘度を増加させるものであってもよい。前記粘度調節剤は、アルロースシロップで低い分散度および溶解度を有し、これを解決するための分散剤を追加的に添加することができる。

本発明に係る糖シロップ組成物の粘度は、使用方法および便宜性を考慮して適切な範囲に調節することができ、好ましくは温度２５℃で測定された粘度が５～１００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１０～３０ｍＰａ・ｓ、１５～２５ｍＰａ・ｓまたは１８～２０ｍＰａ・ｓであってもよい。

本発明に適用可能な原料糖シロップは、アルロースを含むアルロースシロップまたはアルロースシロップにオリゴ糖類を追加的に添加した糖シロップであってもよい。本発明の一例で、原料糖シロップがアルロースシロップとオリゴ糖類を含む場合、原料糖シロップ固形分含量１００重量％を基準にしてアルロース１０～８０重量％およびオリゴ糖類を２０～９０重量％で含むものであってもよい。前記原料糖シロップは、固形分含量を６０～８０ブリックス（Ｂｒｉｘ）で含むことができる。

前記アルロースシロップは、アルロース以外に、ブドウ糖、果糖および二糖類以上の糖類を含むことができる。アルロースシロップは多様な方法で製造することができ、好ましくは、生物学的方法、例えば微生物酵素反応で製造することができる。

例えば、前記アルロースシロップはアルロース含有混合糖またはこれから得られるものであり、前記混合糖はアルロースエピマー化酵素、前記酵素を生産する菌株の菌体、前記菌株の培養物、前記菌株の破砕物、および前記破砕物または培養物の抽出物からなる群より選択された１種以上を含むアルロース生産用組成物を果糖－含有原料と反応させて製造された混合糖またはこれから得られるものであってもよい。前記混合糖シロップは、総固形分含量１００重量部を基準にしてアルロース２～５５重量部、果糖３０～８０重量部、ブドウ糖２～６０重量部、およびオリゴ糖０～１５重量部を含む混合糖であってもよく、アルロース原料糖シロップは前記混合糖から分離および濃縮工程を通じて得られたものであってもよい。

本発明のアルロース製造のための一例として、アルロースエピマー化酵素を高い発現率と安定性で生産することができる発現システム、これを用いたＧＲＡＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ａｓ ｓａｆｅ）微生物、および前記発現システムを用いた微生物および酵素を含むアルロース生産方法などは、韓国登録特許第１０－１３１８４２２号および第１０－１６５６０６３号などに詳しく記載されている。

本発明に係る粘度調節剤は、糖シロップ組成物の粘度調節のために添加する成分であって、具体的な例は増粘多糖類（ヒドロゲル）からなる群より選択される１種以上であってもよく、例えばペクチンまたはカラギナンであってもよい。カラギナンは、ペクチンに比べて粘度増加度が高いので相対的に少ない量で添加することができる。

本発明の一例による粘度調節剤の含量は、糖シロップ組成物の含量１００重量％を基準にして、０．０１～５重量％、例えば０．０５～１重量％で使用することができる。

本発明の一例による分散剤は、粘度調節剤の低い分散度および溶解度を改善するために添加される。ペクチンのような粘度調節剤は、原料糖シロップの温度が高いほど溶解度および分散度が高まる傾向があるが、糖シロップを加熱する場合、加熱による分解および色度変化など好ましくない変化が伴うことがあるので、本発明の一例では分散剤を使用することによって加熱による糖シロップの好ましくない変化を防止または減少させることができる長所がある。分散剤の具体的な例は、二糖類、糖アルコール類およびオリゴ糖類からなる群より選択された１種以上であってもよく、好ましくはオリゴ糖類であってもよい。前記分散剤は、粉末形態で添加されるのが好ましい。

前記糖アルコール類は、ソルビトール、マルチトール、エリスリトール、キシリトール、マンニトール、イノシトールおよびラクチトールからなる群より選択することができる。前記オリゴ糖類は、ガラクトオリゴ糖、マルトオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖および大豆オリゴ糖からなる群より選択された１種以上であってもよい。

本発明の一例による分散剤の含量は、粘度調節剤１００重量部を基準にして、１０～３，０００重量部、例えば５０～２，０００重量部、または１００～１，０００重量部で使用することができる。

本発明の一例で、前記糖シロップ組成物は、色度１００～５００ＩＵを有するものであってもよい。糖シロップ自体で前記色度数値範囲を調節するか、または原料糖抽出物、カラメルシロップおよび人工色素からなる群より選択される１種以上の色度調節剤を追加して調節することができる。前記添加される色度調節剤の含量は各色度調節剤が有する色度（ＩＵ）を考慮して適切な含量で含むことができ、例えば、色度調節剤は、糖シロップ組成物１００重量％を基準にして０．０００１～１．０重量％の含量で含むことができる。

本発明の一例で、前記糖シロップ組成物は、甘味度調節のためにスクラロース、レバウジオシドおよびステビアからなる群より選択された１種以上の甘味素材を追加的に含むことができる。前記添加される甘味素材は、素材それぞれの砂糖に対する甘味度を考慮して適切な含量で含むことができ、例えば、糖シロップ組成物１００重量％を基準にして０．００００１～５．０重量％の含量で含むことができる。

本発明の一例は、糖シロップ組成物の粘度を調節する方法または特定粘度範囲を有する糖シロップ組成物の製造方法に関するものであって、原料糖シロップと粘度調節剤および分散剤を添加して混合する工程を含む。前記粘度調節剤と分散剤はまず、粉末を混合して混合粉末として製造した後に、原料糖シロップに添加することができる。

具体的一例で、前記原料糖シロップを昇温する場合、粘度調節剤であるペクチンの分散にさらに好ましく、例えば４０～９０℃または７０～８５℃温度に昇温する工程を含むことができる。

前記原料糖シロップの昇温工程は、原料糖シロップの加熱による褐変を最少化するために、スチームまたは熱水を用いた間接加熱方式が好ましく、加熱温度範囲は４０～９０℃になり得る。

前記粘度調節剤と分散剤の混合粉末を製造する工程は、粘度調節剤と分散剤は粉末を混合する工程として全ての粉末混合工程が適用可能であり、好ましくはＶミキサーまたは無重力ミキサーなどの設備を用いることができる。

前記混合粉末と原料糖シロップの混合する工程は、原料糖シロップが目標温度に到達した時、粘度調節剤と分散剤の混合粉末を１回または数回に分けて投入する過程で行うことができる。前記混合粉末を数回に分けて投入する過程は、増粘剤混合粉末の効率的な分散のための過程であって、好ましくは３回以上に分けて投入することができる。増粘剤投入時の攪拌速度は、１０～５００ｒｐｍで攪拌することができる。

本発明のまた他の一例は、温度２５℃で粘度５～１００ｍＰａ・ｓである糖シロップ組成物自体を製品化して、食品、食品添加剤、飲料、または飲料添加剤として適用することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の保護範囲が下記実施例に限定される意図ではない。

製造例１：アルロースシロップの製造
下記実施例に使用されたアルロースシロップは、韓国登録特許第１０－１３１８４２２号に記載された方法によって製造した。果糖含量９５重量％で含む原料から、７０ブリックス（Ｂｒｉｘ）のブドウ糖：果糖：アルロース：オリゴ糖＝６：６７：２５：２である２４～２６（ｗ／ｗ）％から構成されたアルロースシロップを収得した。
得られたアルロースシロップを有色およびイオン成分などの不純物を除去するために、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂および陽イオンと陰イオン交換樹脂が混合された樹脂で充填された常温のカラムに時間当りイオン交換樹脂２倍体積の速度で通液させて処理した。その後、カルシウム（Ｃａ²⁺）タイプのイオン交換樹脂で充填されたクロマトグラフィーを用いて高純度のアルロース分画を得た。前記アルロース分画をイオン精製および濃縮して、糖シロップ組成物固形分含量１００重量％を基準にしてアルロース９５重量％、果糖５重量％から構成されたアルロースシロップを製造した。

実施例１： シロップの粘度評価
製造例１で得られたアルロースシロップを８０℃温度に昇温後、ペクチンまたはカラギナンを投入して６０ｒｐｍで攪拌しながらシロップの性状を観察し、ペクチンが全て混合された後、常温に放置して層を形成し、以後在攪拌を通じた均質化を行った。アルロースシロップとカラギナンまたはペクチンの使用量は下記表１に示した。下記表１～表２で、ＬＭペクチン（低メトキシルペクチン）はＣＰＫｅｌｃｏ製品であり、フラクトオリゴ糖シロップおよびイソマルトオリゴ糖シロップは三養社製品を使用した。

異なる種類の粘度調節剤を含む組成物に関する試料１～試料５と、比較例１～２に対して粘度測定した。前記シロップの粘度を測定するために、前記試料５０ｍＬをビーカーに入れて、２５℃で粘度計（粘度計Ｔ－ｓｐｉｎｄｌｅ Ｄ、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．ＵＳＡ）を用いてスピンドル回転速度３０ｒｐｍで測定した。

上記表３に示したように、粘度調節剤としてカラギナンを使用した試料１とペクチンを使用した試料２および３の結果を見てみれば、粘度測定での増粘効果はカラギナンがペクチンに比べて高い効果を示し、試料３でペクチン０．３％添加による粘度は１８．１ｍＰａ・ｓであった。粘度調節剤としてイソマルトオリゴ糖を使用した試料４およびフラクトオリゴ糖シロップを使用した試料５の場合、高粘度シロップを使用した増粘方法ではあるが好ましくなく、ペクチンとカラギナンを粘度調節剤として使用した試料２および３が優れた増粘効果を示して好ましいのが分かった。

実施例２： シロップの官能評価
実施例１と実質的に同様な方法で、下記表４の組成によって粘度調節剤種類による組成に関する試料６～試料９を製造した。試料９の場合、フラクトオリゴ糖シロップに加えてレバウジオシドＡを添加した。

前記試料６～９に対して２０～４０代の社内訓練された評価パネル男女２０名を対象にして下記評価基準によって５点尺度で官能検査を行った。
＜評価基準＞
甘味強度：数値が大きいほど甘味が強く感じられる
甘味嗜好度：パネルが主観的に感じる甘味の選好度で、数値が大きいほど甘味の嗜好が良くなる
粘度強度：数値が大きいほど粘度が強く感じられる
粘度嗜好度：パネルが主観的に感じる粘度の選好度で、数値が大きいほど粘度の嗜好が良くなる

上記表５に示したように、カラギナンが含まれている試料６は異味／異臭が発生し消費者満足度を考慮して異味および異臭を除去する追加処理を行うか添加成分を使用しなければならないので、粘度調節剤としてペクチンがさらに好ましいのが分かる。また、試料９の場合、苦味が平価されて選好度が低い結果を示した。

実施例３： ペクチン含有シロップ組成物の物性評価
３－１： ペクチン溶解物の水和時間経過による溶解度
製造例１で得られたアルロースシロップ９９．７重量％を８０℃温度に昇温した後、ペクチン０．３重量％を投入して６０ｒｐｍで攪拌しながら性状を観察し、ペクチンが全て混合された後、常温に放置して層を形成した後に、在攪拌で均質化した。
製造されたシロップの粘度は、ブルックフィールド粘度計（Ｔ－ｓｐｉｎｄｌｅ Ｄ、ｓｐｅｅｄ３０）で、シロップ温度２５℃で測定した。よく水和されないペクチンの水和時間による粘度形成確認した結果を下記表６に示した。

上記表６に示したように、適用したペクチンは時間が経つにつれて水和が進行するのを確認し、約４８時間程度経過後にほとんど完全に水和された。

３－２： ペクチンと砂糖粉末の混合使用
アルロースシロップに対する粘度調節剤適用工程確立のための分散剤効果を確認するために、粘度調節剤単独適用と分散剤として砂糖を使用した試料に対して粘度調節剤の分散効果を比較した。
具体的には、製造例１のアルロース９５％濃度のシロップを９９．４重量％にペクチン０．３重量％および砂糖０．３重量％を添加してシロップ組成物を製造し（試料１１）、温度８５℃で低速攪拌時（３０ｒｐｍ）にペクチンを投入して粘度および分散度を確認した。比較例として、前記シロップと同一に製造するが、砂糖を使用せずペクチン０．３重量％を添加して同様な方法で試料１０を製造した。
製造されたシロップの粘度は、ブルックフィールド粘度計（Ｔ－ｓｐｉｎｄｌｅ Ｄ、ｓｐｅｅｄ３０）で、シロップ温度２５℃で測定した。

砂糖とペクチンを共に使用した試料１１は２時間ぶりにペクチンが完全に分散して肉眼で透明であり、シロップの粘度は２２ｍＰａ・ｓであった。砂糖を使用せずペクチンのみを使用した試料１０は、５時間攪拌してもペクチンが完全に分散しなくて濁度が高く塊が見えた。また、試料１０の粘度は１７ｍＰａ・ｓであって砂糖とペクチンを混合使用した試料１１より低かった。したがって、ペクチン分散のために投入工程に分散剤を適用するのが好ましい。ペクチンを粘度調節剤として適用した場合、加熱によって溶解度および分散度が改善された。

３－３： 多様な混合比によるペクチンと砂糖粉末の混合使用
製造例１のアルロース９５％濃度のアルロースシロップと、ペクチンおよび分散剤として砂糖を下記表８の組成で使用して糖シロップ組成物を製造した。具体的には、原料アルロースシロップを温度８０℃に昇温し、低速攪拌（３０ｒｐｍ）でペクチンを投入して３時間攪拌した。製造されたシロップの粘度は、ブルックフィールド粘度計（Ｔ－ｓｐｉｎｄｌｅ Ｄ、ｓｐｅｅｄ３０）で、シロップ温度２５℃で測定した。製造された糖シロップの性状評価は糖シロップの製造後３時間経過した時点で行った。
＜評価基準＞
×： 粘度調節剤塊と泡が存在して肉眼上で分散しない（分散しない）
△： 塊が見えないが、蒸留水に希釈した時、粘度調節剤粒子が区分される（部分分散）
○： 塊が見えなく透明であり、蒸留水に希釈しても粘度調節剤の粒子が見えない（完全分散）

３－４： ペクチンとフラクトオリゴ糖粉末の混合使用
製造例１のアルロース９５％濃度のアルロースシロップを使用した。低速攪拌（３０ＲＰＭ）および８０℃温度で加温した条件で、粘度調節剤としてペクチンを全体シロップ組成物１００重量％を基準にして０．１５重量％と設定し、前記ペクチンの重量％を１に固定し、分散剤としてフラクトオリゴ糖の含量を粘度調節剤重量に対して０．５倍、１倍、２倍および３倍に変更しながら多様な組成のシロップ組成物を製造した。
具体的には、表８の粘度調節剤およびフラクトオリゴ糖含量と、残量のアルロースシロップを混合して総合が１００重量％になるように混合した。性状の評価基準は、前記実施例３－３と同一な基準を使用した。下記表９の成分含量は重量％で表したものである。

上記表９の結果に示したように、粘度調節剤に対する分散剤含量が高いほど粘度調節剤の水和がはやく進行し、これにより、粘度形成時間も短縮されることを確認した。

実施例４： 糖シロップの物性評価
分散剤としてフラクトオリゴ糖およびイソマルトオリゴ糖粉末を使用してペクチンの分散力および水和力増加の有無を評価した。
具体的には、製造例１のアルロースシロップを８０℃温度で３時間３０ＲＰＭで攪拌した。ペクチン含量は全体シロップ組成物の０．２重量％を基準にして、分散剤の混合比率はペクチン重量に対する比率で０．５～２０倍で適用した。ペクチンと分散剤の含量を除いた残量をアルロースシロップで混合して全体１００重量％に合わせた。フラクトオリゴ糖粉末およびイソマルトオリゴ糖粉末は、三養社製品を使用した。
前記実施例３－３と同様な方法によって前記製造された糖シロップ組成物の性状および粘度を測定して水和水準を確認した。具体的には、粘度測定はブルックフィールド粘度計（ＴスピンドルＤ、Ｓｐｅｅｄ ３０）で、２０ｍＬビーカーに充填して測定し、性状は実施例３－３と同様な方法および基準で評価した。
本実施例による溶解性評価試料の判定基準で実験後、肉眼で観察される差を確認し、溶解性評価試料中原液状態の肉眼確認で区分されない▲の基準にして試料を蒸留水で１０倍希釈して、確認した肉眼観察差を評価した。分散剤を用いた粘度調節剤の分散および水和を分析するために、糖シロップに対する性状評価および粘度を測定してその結果を表１０に示した。下記表１０中、成分含量は重量％で示したものである。

上記表１０に示したように、粘度調節剤としてペクチンを使用し分散剤としてオリゴ糖類のフラクトオリゴ糖粉末とイソマルトオリゴ糖粉末を多様な含量および混合比で使用した結果、多様な含量の分散剤とペクチンを使用しても所定の粘度条件を満足する糖シロップ組成物を得ることができた。
また、分散剤として砂糖を使用した実施例３－３と結果を比較すると、オリゴ糖の吸湿性が砂糖より強いため、ペクチンと混合時に水和効率がさらに良いと確認された。ペクチンとオリゴ糖の重量比が０．５である場合、フラクトオリゴ糖を使用した試料がイソマルトオリゴ糖を使用した試料に比べて溶解度に優れて、フラクトオリゴ糖が分散剤としてより好ましいのを確認した。

Claims (8)

1. 原料糖シロップの固形分含量１００重量％を基準にしてアルロース１０～９９重量％を含む原料糖シロップ、粘度調節剤および分散剤を含み、
   前記粘度調節剤がペクチンであり、
   前記分散剤がフラクトオリゴ糖または砂糖であり、
   前記粘度調節剤を、糖シロップ組成物１００重量％を基準にして０．０１～５重量％含み、
   前記分散剤を、前記粘度調節剤１００重量部を基準にして１０～３，０００重量部含む、糖シロップ組成物。
2. 前記原料糖シロップが、原料糖シロップ固形分含量１００重量％を基準にしてアルロース１０～８０重量％およびオリゴ糖類を２０～９０重量％含むものである、請求項１に記載の糖シロップ組成物。
3. 前記粘度調節剤が、糖シロップ組成物の含量１００重量％を基準にして０．０１～１重量％含まれるものである、請求項１に記載の糖シロップ組成物。
4. 前記分散剤含量が、粘度調節剤１００重量部を基準にして５０～２，０００重量部含まれるものである、請求項１に記載の糖シロップ組成物。
5. スクラロース、レバウジオシドおよびステビアからなる群より選択された１種以上の甘味素材を追加的に含む、請求項１に記載の糖シロップ組成物。
6. 前記糖シロップ組成物が、色度１００～５００ＩＵを有するものである、請求項１に記載の糖シロップ組成物。
7. 原料糖抽出物、カラメルシロップおよび人工色素からなる群より選択される１種以上の色度調節剤を追加的に含む、請求項６に記載の糖シロップ組成物。
8. 糖シロップ組成物を製造するための方法であって、
   前記糖シロップ組成物が、原料糖シロップの固形分含量１００重量％を基準にしてアルロース１０～９９重量％を含む原料糖シロップ、粘度調節剤および分散剤を含み、
   前記粘度調節剤がペクチンであり、
   前記分散剤がフラクトオリゴ糖または砂糖であり、
   前記糖シロップ組成物が、前記粘度調節剤を、糖シロップ組成物１００重量％を基準にして０．０１～５重量％含み、
   前記糖シロップ組成物が、前記分散剤を、前記粘度調節剤１００重量部を基準にして１０～３，０００重量部含み、
   前記粘度調節剤と前記分散剤の混合粉末を製造して、前記原料糖シロップに添加する工程を含む、糖シロップ組成物の製造方法。