KR100757064B1

KR100757064B1 - 칼슘강화 기능성 과일잼

Info

Publication number: KR100757064B1
Application number: KR1020060046616A
Authority: KR
Inventors: 박민경; 배규희
Original assignee: 박민경; 배규희
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2007-09-10

Abstract

본 발명은 과일과 설탕을 주원료로 하는 과일잼에 젖산칼슘 또는 글루콘산칼슘 어느 1종을 혼합하여 과일잼을 제조함으로써 통상적으로 함량이 극히 미량인 과일잼의 칼슘함량을 강화시킨 과일잼 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 의한 칼슘강화 과일잼은, 기존 과일잼의 맛과 품질특성은 유지하면서 결핍 시 성장지연, 구루병, 골연화증, 골다공증 등의 질병을 유발하는 칼슘의 함량을 강화시켜 빠르게 성장하는 청소년을 비롯한 여성 등 칼슘이 부족되기 쉬운 집단의 영양보충에 도움을 주는 과일잼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

과일잼, 칼슘강화, 젖산칼슘, 글루콘산칼슘, 품질특성, 소비자기호도

Description

칼슘강화 기능성 과일잼{Calcium fortified fruit jam}

본 발명은 칼슘함량이 강화된 과일잼 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 과일잼 원료에 칼슘을 혼합하여 잼을 제조함으로써 함유량이 극히 미량인 통상적 과일잼의 칼슘 함유량을 높혀 청소년 및 여성 등 칼슘이 부족 되기 쉬운 집단의 영양보충에 도움을 줄 수 있는 과일잼에 관한 것이다.

칼슘은 인체에 가장 많은 무기질로서 99%는 뼈와 치아에 존재하며 나머지는 혈액, 세포외액, 근육과 기타조직에 존재하여 혈액응고, 근육수축, 신경전달 및 효소활성화 등의 중요한 생리작용을 한다. 칼슘의 결핍은 성장지연, 구루병, 골연화증, 골다공증 등을 유발하며 최근에는 고혈압, 동맥경화 등 순환기계 질환과도 관련이 있는 것으로 알려지고 있다.

칼슘함량과 체내 흡수 및 이용률은 식품마다 다른데 우유 및 유제품이 함량과 흡수율면에서 가장 좋은 식품이다. 그러나 한국인의 식사패턴을 보면 곡류 및 채소류 등 흡수율이나 생체 이용률이 낮은 식품으로부터 주로 칼슘을 섭취하는 실정이다. 따라서 한국인의 칼슘 섭취량은 권장량에 미치지 못하고 있으며 이에 칼슘제제 또는 칼슘강화 식품의 요구가 증대되고 있으나 아작 까지 칼슘이 강화된 과일잼은 발명된바가 없었다.

현재 식품첨가물로 허용되었거나 칼슘제제로 많이 이용되고 있는 칼슘종류는 젖산칼슘, 글루콘산칼슘, 탄산칼슘, 인산칼슘 등의 칼슘염이며 이밖에 난각이나 해조류를 이용하여 제조한 칼슘이 있다. 그러나 이들 칼슘은 종류에 따라 차이는 있지만 용해도가 매우 낮으며 특유의 쓴맛이나 이미로 인해 식품에 첨가하는 것이 쉽지 않다. 따라서 칼슘강화 식품의 제조 시 칼슘 종류의 선택 및 첨가농도의 결정이 기술적으로 가장 중요한 관건이 된다.

본 발명의 목적은, 적정 칼슘의 종류 및 함량을 첨가함으로써 과일잼 고유의 품질특성 및 맛에는 문제가 없으며, 균형 잡힌 식사를 하지 못하더라도 칼슘의 하루 필요량 섭취에 도움이 될 수 있는 칼슘강화 과일잼 조성물을 제공하는 것이다.

전술한 것과 같이, 식품에 첨가할 수 있는 칼슘은 종류에 따라 차이는 있지만 용해도가 매우 낮으며 특유의 쓴맛이나 이미가 있다. 따서 본 발명의 기술적 과제는, 과일잼 본래의 물리화학적 품질특성에 변화를 주지 않으며 관능적으로도 문제가 없는 칼슘의 첨가농도 및 종류를 밝히고 이를 바탕으로 칼슘이 강화된 기능성 과일잼 조성물을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자는 용해도가 우수하고 특유의 맛이 적은 칼슘염을 선택하고, 선택된 칼슘염의 첨가량을 달리하여 잼을 제조한 후 잼의 pH, 산도, 색도, 안토시아닌 잔존율, 기계적 조직감 등의 품질특성을 분석하고 최종적으로 소비자 기호도를 조사한 후 그 결과를 바탕으로 최적의 칼슘첨가량을 알아내어 칼슘강화 과일잼을 개발하였다.

이와 같은 과정을 통해 개발된 본 발명은, 40∼70중량%의 과일, 0.01∼0.5중량%의 젖산칼슘 또는 0.01∼0.5중량%의 글루콘산칼슘 및 설탕을 혼합하여 총 100%가 되는 것을 특징으로 한다.

칼슘강화 제품을 제조하기위해 식품법규상 허용된 칼슘의 종류는 구연산칼슘, 탄산칼슘, 인산칼슘, 젖산칼슘, 글루콘산칼슘 등이 있으나, 각각의 칼슘염의 용해도는 차례대로 0.085%, 0.00014%, 0.0025∼0.025, 5% 및 4%로 용해도 측면에서 젖산칼슘과 글루콘산칼슘이 가장 우수하다. 또한 체내 흡수율 및 식품에 첨가하였을 때의 맛에서도 젖산칼슘과 글루콘산칼슘이 가장 바람직한 것으로 조사되었다. 따라서 본 발명은 젖산칼슘 또는 글루콘산칼슘을 이용하여 칼슘강화 잼을 개발하였다.

젖산칼슘의 분자식은 C₆H₁₀O₆Ca·5H₂O이며 13%의 순수칼슘을, 글루콘산칼슘의 분자식은 C₆H₁₁O₇)₂·Ca·H₂O이며 9.16%의 순수칼슘을 함유하는 것으로, 순수칼슘의 양이 0.1 ~ 0.2%가 되도록 하기 위해, 상기 글루콘산칼슘 1.09 ~ 2.18중량%를 잼에 첨가한다. 본 발명에서 칼슘의 첨가비율은 순수칼슘의 양을 기준으로 하였는데, 최대 0.5중량%까지 할 수 있으나 0.2중량% 이하가 잼의 물성에 변화가 없으며 관능적으로도 선호되었다. 즉, 젖산칼슘 또는 글루콘산칼슘을 0.1∼0.2중량% 첨가한 잼은 pH, 산도, 안토시아닌 잔존율 및 기계적 조직감 등의 품질특성에 변화가 없었다. 뿐만 아니라, 0.1∼0.2중량%의 젖산칼슘 또는 글루콘산칼슘의 첨가는 잼의 붉은색을 선명하게 하는 효과도 있었다.

이하, 비교예 및 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하며, 비교예 및 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위는 이들에 국한되지 않는다.

<비교예 1> 딸기잼의 제조

표 1과 같이 과일 65중량%와 설탕 35중량%를 혼합하고, 온도 50∼60℃에서 교반하면서 진공압력 75cmhg의 진공탱크에서 당도가 64 Brix될 때까지 농축하여 잼을 제조하였다. 잼의 제조방법은 이하 모든 실시예에서도 동일한 방법으로 하였다.

표 1. 딸기잼의 원료 함량비

딸기(중량%)	설탕(중량%)
65	35

<실시예 1∼2>

젖산칼슘을 첨가한 딸기잼의 제조

젖산칼슘의 양은 표 2와 같이, 순수 칼슘의 양을 기준으로 하여 0.1∼0.2중량%가 되도록 첨가하였다. 젖산칼슘(C₆H₁₀O₆Ca·5H₂O)은 13%의 순수칼슘을 함유함으로 순수 칼슘의 양이 0.1∼0.2중량%가 되도록 하기 위해서는 0.77∼1.54중량%를 첨가하여야 한다. 잼의 제조는, 젖산칼슘을 혼합하고 상기 비교예 1과 동일하게 온도 50∼60℃에서 교반하면서 진공압력 75cmhg의 진공탱크에서 당도가 64 Brix될 때까지 농축하는 방법으로 하였다.

표 2. 젖산칼슘을 첨가한 딸기잼의 원료 혼합비

	중량%			비고
	딸기	설탕	젖산칼슘	순수 칼슘량
실시예 1	65	34.23	0.77	0.1
실시예 2	65	33.46	1.54	0.2

<실시예 3∼4>

글루콘산칼슘 첨가 잼의 제조
글루콘산칼슘 첨가 잼의 제조를 위해 글루콘산칼슘의 양은 표 3과 같이 순수 칼슘의 양을 기준으로 하여 0.1∼0.2중량%가 되도록 첨가하였다. 글루콘산칼슘(C₆H₁₁O₇)₂·Ca·H₂O)은 9.16%의 순수칼슘을 함유하므로 순수 칼슘의 양이 0.1∼0.2중량%이 되도록 하기위해 1.09∼2.18중량%의 글루콘산칼슘을 혼합하고 상기 비교예 1과 동일하게 온도 50∼60℃에서 교반하면서 진공압력 75cmhg의 진공탱크에서 당도가 64 Brix될 때까지 농축하는 방법으로 하였다.
표 3. 글루콘산칼슘을 첨가한 딸기잼의 원료 함량비

	중량%			비고
	딸기	설탕	글루콘산칼슘	순수 칼슘량
실시예 3	65	34.9	1.09	0.1
실시예 4	65	34.8	2.18	0.2

이하에서는 칼슘을 첨가하여 제조한 실시예 1∼4와 칼슘을 첨가하지 않고 제조한 비교예 1(이하, '대조군'이라 함)의 품질특성 및 관능검사 결과를 비교 평가하였다.
실험예의 모든 결과는 평균± SD로 나타내었으며 ANOVA와 Scheffe로 5% 수준에서 유의성을 검증하였다. 괄호안의 알파벳 문자는 통계적 유의성을 표시한 것이며, 같은 항목 내에서 서로 다른 문자는 5% 범위에서 유의적으로 다름을 의미한다.
<실험예 1>

글루콘산칼슘 첨가 잼의 제조를 위해 글루콘산칼슘의 양은 표 3과 같이 순수 칼슘의 양을 기준으로 하여 0.1∼0.2중량%가 되도록 첨가하였다. 글루콘산칼슘(C₆H₁₁O₇)₂·Ca·H₂O)은 9.16%의 순수칼슘을 함유하므로 순수 칼슘의 양이 0.1∼0.2중량%이 되도록 하기위해 1.09∼2.18중량%의 젖산칼슘을 혼합하고 상기 비교예 1과 동일하게 온도 50∼60℃에서 교반하면서 진공압력 75cmhg의 진공탱크에서 당도가 64 Brix될 때까지 농축하는 방법으로 하였다.

표 3. 글루콘산칼슘을 첨가한 딸기잼의 원료 함량비

이하에서는 칼슘을 첨가하여 제조한 실시예 1∼4와 칼슘을 첨가하지 않고 제조한 비교예 1(이하, '대조군'이라 함)의 품질특성 및 관능검사 결과를 비교 평가하였다.

실험예의 모든 결과는 평균± SD로 나타내었으며 ANOVA와 Scheffe로 5% 수준에서 유의성을 검증하였다. 괄호안의 알파벳 문자는 통계적 유의성을 표시한 것이며, 같은 항목 내에서 서로 다른 문자는 5% 범위에서 유의적으로 다름을 의미한다.

<실험예 1>

칼슘강화 딸기잼의 pH 및 총산도 변화

pH와 총산도 측정에 사용한 시료는 증류수로 10배(w/w) 희석하고 균질기(T25basic, IKA, Germany)로 마쇄한 후 거즈로 여과한 희석액을 사용하였다. pH는 pH meter(420A, Orion Research, USA)를 이용하여 측정하였다. 총산도는 희석액 25ml을 취하고 0.1% phenolphthalein을 지시약으로 사용하여 희석액을 중화시키는데 소비된 0.1N NaOH 용량을 citric acid 함량(%)으로 환산하여 표시하였다.

표 4. 칼슘강화 딸기잼의 pH 및 총산도

실험군	pH	총산도 (citric acid, %)
대조군	3.96± 0.02(a)	0.56± 0.04(a)
실시예 1	3.99± 0.01(a)	0.55± 0.01(a)
실시예 2	3.98± 0.02(a)	0.57± 0.02(a)
실시예 3	4.01± 0.05(a)	0.56± 0.02(a)
실시예 4	3.98± 0.04(a)	0.58± 0.06(a)

표 4에서 보는 것과 같이 젖산칼슘을 0.1(실시예 1)∼0.2중량%(실시예 2) 첨가한 딸기잼의 pH 및 총산도는 대조군과 비교하여 변화가 없었다.

글루콘산칼슘을 0.1(실시예 3)∼0.2중량%(실시예 4) 첨가한 딸기잼의 pH 및 총산도도 대조군과 비교하여 변화가 없었다.

<실험예 2>

칼슘강화 딸기잼의 색도 및 안토시아닌 잔존율 변화

색도는 색차계(Color JS555, Color Techno System Co., Japan)를 이용하여 L(lightness), a(redness), b(yellowness) 값을 측정하였다.

안토시아닌 잔존율 측정을 위해 시료를 추출용매(에탄올:증류수:HCL=85:13:2, v/v)와 혼합하여 균질기로 추출하였다. 추출액을 여과하고 암소에 2시간 방치한 후 535nm에서 흡광도를 측정하여 총 안토시아닌 함량을 측정하였다. 잔존율은 잼 제조 전 딸기의 안토시아닌 함량에 대한 제조 후 잼의 안토시아닌 함량의 백분율로 나타내었다.

표 5. 칼슘강화 딸기잼의 색도 및 안토시아닌 잔존율

실험군	색도			안토시아닌 잔존율(%)
실험군	명도(L)	적색도(a)	황색도(b)	안토시아닌 잔존율(%)
대조군	24.76± 0.56(a)	3.63± 0.10(a)	1.47± 0.08(a)	48.82± 2.18(a)
실시예 1	25.06± 1.05(a)	4.09± 0.09(b)	1.58± 0.09(a)	50.26± 2.51(ab)
실시예 2	25.32± 0.83(a)	4.21± 0.06(b)	1.64± 0.06(a)	51.22± 3.13(ab)
실시예 3	26.42± 0.79(a)	4.18± 0.08(b)	1.61± 0.10(a)	52.37± 2.76(ab)
실시예 4	26.71± 1.02(a)	4.83± 0.06(c)	1.66± 0.05(b)	56.37± 1.36(b)

표 5에서 보는 것과 같이 0.1∼0.2중량%의 젖산칼슘을 첨가한 실시예 1과 2는 대조군과 차이가 없었다. 글루콘산칼슘을 0.1∼0.2중량% 첨가한 실시예 3과 4도 대조군과 비교하여 차이가 없었다. 즉, 젖산칼슘 또는 글루콘산의 첨가는 딸기잼 색의 밝기를 나타내는 명도에 영향을 미치지 않았다. 그러나 붉은 정도를 나타내는 적색도의 경우는, 실시예 1과 2가 대조군과 비교하여 유의적으로 증가하였으며, 실시예 3과 4도 대조군과 비교하여 유의적으로 증가하였다. 즉, 0.1∼0.2중량%의 젖산칼슘 또는 글루콘산칼슘은 잼의 붉은 색을 선명하게 하는 효과가 있었다. 황색도의 경우는, 글루콘산칼슘을 0.2중량% 첨가한 실시예 4만이 유의적으로 증가 하였다.

안토시아닌 잔존율의경우, 실시예 1과 2는 증가하는 경향을 보이지만 대조군과 유의적 차이는 없었다. 통계적 유의성은 없었으나 젖산칼슘의 첨가에 의해 적색도가 증가하는 것이 안토시아닌 잔존율과 상관관계가 있을 것으로 사료된다. 한편, 실시예 4는 대조군과 유의적 차이가 있어 글루콘산칼슘 0.2중량%는 잼 제조과정 중 소실되는 안토시아닌 색소에 대한 보호효과가 있음을 보였다.

<실험예 3>

칼슘강화 딸기잼의 기계적 강도 및 스프레드메타 치 변화

잼의 강도는 직경 4.5cm, 높이 6cm의 비이커에 5cm 높이로 잼을 채우고 원형(25mm d.m)의 adaptor를 사용하여 rheometer(compac 100, Sun Scintific Co.,Japan)로 측정하였다. 측정조건은 진잎깊이 25mm, table speed 120mm, load cell 2Kg로 하였다. 스프레드메타 치(spreadmeter value)는 300g의 잼을 직경 10cm의 원통관에 넣고 유리판에서 위로 빼는 순간부터 2분경과 후 8군데에서 거리(cm)를 측정하고 평균값을 구하여 나타내었다.

표 6. 칼슘강화 딸기잼의 기계적 강도 및 스프레드메타 치

실험군	강도 (×103 dyne/cm2)	스프레드메타 치 (cm)
대조군	32.32± 1.75(a)	8.13± 0.41(a)
실시예 1	32.52± 1.52(a)	7.82± 0.92(a)
실시예 2	33.19± 1.41(a)	7.64± 0.60(a)
실시예 3	31.54± 2.02(a)	8.14± 0.95(a)
실시예 4	34.62± 1.21(a)	7.59± 1.02(a)

잼의 강도와 스프레드메타 치는 잼의 점도, 굳기 및 잼의 퍼짐성 등의 물성을 수치로 나타낸 것이라 할 수 있는데, 표 6에서 보는 것과 같이 실시예 1과 2는 대조군과 차이가 없었다. 마찬가지로 실시예 3과 4도 차이가 없었다. 스프레드메타 치에서도 모든 실시예는 대조군과 유의적 차이가 없었다. 즉, 젖산칼슘 또는 글루콘산칼슘의 첨가가 잼의 강도 및 퍼짐성에 영향을 미치지 않았다.

<실험예 4>

칼슘강화 딸기잼의 소비자 기호도

훈련된 검사요원 20명을 대상으로 색, 광택, 단맛, 신맛, 점도 및 종합적 기호도에 대하여 9점 채점법(1점; 대단히 약하다, 9점; 대단히 강하다)으로 평가하였다. 단, 종합적 기호도의 경우는 '약하다'를 '싫다'로 '강하다'를 '좋다'로 하였다.

표 7. 칼슘강화 딸기잼의 관능평가

실험군	색	광택	단맛	신맛	퍼짐성	종합적 기호도
대조군	5.90± 1.57(a)	4.80± 1.32(a)	5.00± 1.94(a)	4.66± 1.79(a)	5.94± 1.65(a)	5.19± 1.53(a)
실시예 1	5.61± 1.35(a)	5.14± 1.15(a)	5.61± 1.62(a)	4.34± 1.65(a)	4.81± 1.48(ab)	5.42± 1.16(a)
실시예 2	4.95± 1.71(a)	5.52± 1.66(a)	5.23± 1.75(a)	5.61± 1.82(a)	4.09± 1.72(b)	4.80± 1.32(a)
실시예 3	5.85± 1.55(a)	4.76± 1.81(a)	5.61± 1.82(a)	4.80± 1.88(a)	5.14± 2.10(ab)	5.01± 1.61(a)
실시예 4	5.58± 1.57(a)	5.05± 1.51(a)	5.36± 1.78(a)	4.78± 1.85(a)	5.01± 1.86(ab)	4.61± 2.22(a)

표 7에서 보는 것과 같이 색의 경우, 실시예 1과 2 또는 실시예 3과 4는 대조군과 비교하여 차이가 없었다. 광택, 단맛 및 신맛에서도 실시예 1과 2 또는 실시예 3과 4는 대조군과 비교하여 차이가 없었다. 퍼짐성은, 실시예 2가 대조군과 비교하여 유의적으로 약한 것으로 나타났다. 종합적 기호도는, 실시예 2와 실시예 4가 대조군과 비교하여 통계적 유의성은 없으나 낮은 경향을 보이고 있어 젖산칼슘 또는 글루콘산칼슘을 0.2중량% 이상 첨가할 경우 소비자 기호도가 떨어질 수 있음을 시사한다.

결론적으로, 젖산칼슘 또는 글루콘산칼슘을 0.2중량% 이하로 첨가한 잼은 pH, 산도, 기계적 조직감 등의 품질특성에 변화가 없었으며, 잼의 적색도를 상승시키고 안토시아닌 잔존율을 높이는 효과를 보였다. 소비자 기호도에서도 문제가 없으나 0.2중량%에서 기호도가 떨어질 수 있는 가능성이 보여 바람직한 젖산칼슘 또는 글루콘산칼슘 첨가량은 0.2중량% 이하인 것으로 보인다.

본 발명에 의한 칼슘강화 과일잼은, 과일잼 원료에 젖산칼슘 또는 글루콘산칼슘을 혼합하여 잼을 제조함으로써 함유량이 극히 미량인 통상적 과일잼의 칼슘 함유량을 높혀 청소년 및 여성 등 칼슘이 부족되기 쉬운 집단의 칼슘보충에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.

Claims

과일, 설탕을 주원료로 하여 칼슘염을 첨가하여 제조하는 과일잼에 있어서,

상기 칼슘염은 9.16%의 순수칼슘을 함유하는 분자식이 (C₆H₁₁O₇)₂·Ca·H₂O인 글루콘산칼슘으로, 과일잼의 전체중량에 대해 1.09 ~ 2.18중량%를 첨가하여 과일잼의 순수 칼슘 양이 0.1 ~ 0.2중량%가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 과일잼 조성물.
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