KR100888694B1 - 감미질이 우수한 효소처리스테비아 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 일반적인 효소처리스테비아 중에서 감미질이 우수한 특정 성분인 스테비오사이드-G1(Stevioside-G1), 스테비오사이드-G2 (Stevioside-G2), 레바우디오사이드 A-G1(Rebaudioside A-G1), 레바우디오사이드 A-G2(Rebaudioside A-G2)를 효과적으로 분리하는 방법으로서 수많은 당전이 반응물질을 다공성의 흡착수지를 이용하여 1차 분리하고, 이를 다시 흡착수지 및 알코올을 이용하여 과포화 흡착하여 분리하는 공정의 결과로부터 제조된 전체 감미료 중량 대비 스테비오사이드-G1, 스테비오사이드-G2, 레바우디오사이드 A-G1, 레바우디오사이드 A-G2의 4종류의 함량이 80% 이상 함유하며, 이를 다양한 제과, 음료, 식품, 제품 등의 감미제, 풍미 강화제 및 풍미 변형제의 성분 및 시약으로 사용하기에 적당하다.

스테비오사이드, 레바우디오사이드, 사이클로덱스트린글루카노트랜스퍼라제, 효소처리스테비아, 당부가반응, 효소반응, 감미제

Description

감미질이 우수한 효소처리스테비아 제조방법{Method for production sweet-improved enzymatically modified stevia}

본 발명은 스테비아(Stevia)계 천연 감미료에 관한 것으로서, 특히 α-글루코실(glucosyl)화 스테비아추출물로부터 전체 감미료 중량 대비 스테비오사이드-G1(이하, "ST-G1"이라 칭함), 스테비오사이드-G2(이하, "ST-G2"라 칭함), 레바우디오사이드 A-G1(이하, "RA-G1"이라 칭함), 레바우디오사이드 A-G2(이하, "RA-G2"라 칭함)의 4 종류의 함량이 80% 이상 함유하게 하는 제조 및 정제 방법에 관한 것으로부터 단맛의 부드러움이 양호한 감미료를 얻는 기술에 관한 것으로 특징지어진다.

설탕(자당)은 종래부터 음식물의 감미료로서 널리 이용되고 있다. 특히 캔 커피를 비롯한 커피 음료나 탄산 음료 등의 청량 음료수에는 다량의 설탕이 사용되고 있다. 그러나 최근 건강을 지향하거나 저칼로리를 지향하는 것에 영향을 받아 비만, 당뇨병, 충치의 원인이 되는 설탕의 양을 줄이거나 설탕 대신에 고감미도의 감미료가 이용되는 경향이 나타나고 있다. 이러한 감미도가 높은 감미료로는 남미 파라과이를 원산지로 하는 국화과의 다년생 식물인 스테비아에서 추출한 스테비아 감미료를 들 수 있다.

스테비아 감미료의 세계적인 소비처는 한국이 약 30%, 일본 27%, 중국이 30% 나머지 13%가 기타 나라로 되어있다. 그리고 한국에서 식품으로서의 소비 형태는 거의 효소를 이용하여 포도당을 부가해 감미질을 개량한 제품, 즉, 효소처리스테비아(식품첨가물 공전상의 공식명칭) 제품이 전체의 약 80% 이상을 차지하고 있다. 스테비아 감미료 중에서 효소처리스테비아가 가지는 장점은 ①감미질이 설탕에 가깝고, 쓴 맛이 없고, 감미도가 설탕의 100∼250배로 높기 때문에 실질적으로 무칼로리이다. ②열과 산에 안정하여 가공, 보존중의 감미 변화가 적다. ③미생물의 영양원이 되기 어렵고, 구강에서는 실질적으로 비우식성이다. ④메일라드 반응을 일으키지 않고, 식품가공으로 갈변되기 어렵다. ⑤젓갈미를 완화시킨다. ⑥산미를 완화시킨다. ⑦빙점 강하가 작다. ⑧침투압을 올리지 않는다. ⑨다른 감미료와의 상승효과가 있어서 감미 코스트의 저감에 유효하다. ⑩산뜻한 감미질이며 당질 감미료의 걸죽한 맛을 완화한다는 것이다.

그러나 상기와 같은 장점과 스테비아 잎 추출물에서의 정제공정 및 효소반응에 의한 감미질 보완에도 불구하고 효소처리스테비아는 타 당질감미료(설탕, 과당 등)와 비교하여 감미의 상승이 느리다는 특징과 뒷맛(後味)의 감미가 비교적 오래 남는다는 특징, 이른바 감미의 마무리가 나쁘다는 특징이 있다. 또 상기 스테비아 감미료에 다량 포함되는 스테비오사이드에는 감미와는 별도로 뒷맛에 독특한 떫은맛이나 쓴맛을 수반하는 결점이 있어, 커피 음료, 청량 음료수, 알콜 음료에 이용하면 명확히 위화감을 주는 단점이 있다.

현재 미국을 비롯한 유럽국가에서 고(高) 레바우디오사이드 A 함유 제품의 수요가 증가하는 추세임에 따라 고(高) 레바우디오사이드 A만을 분리할 경우 필연적으로 부산물인 스테비오사이드가 발생할 수 밖에 없는 실정이며, 레바우디오사이드 A 수요가 증가함에 따라 레바우디오사이드 A 보다 감미질이 좋지 않은 스테비오사이드를 어떻게 처리할 것인가라는 과제를 스테비아 사업을 하는 많은 업체들이 고민하게 되었으며, 이러한 문제들을 해결하기 위해 많은 업체들이 스테비오사이드를 이용한 감미료 개발을 진행하여 왔다.

이와 관련된 연구는 스테비오사이드를 주성분으로 한 스테비아추출물과 ß-1,4-갈락토실 당화합물을 포함하는 수용액상에서 ß-1,4-갈락토실 전이효소를 작용시켜 스테비오사이드에 갈락토실기를 주성분으로 하는 제조방법(일본특허공개 제58-94367호), 스테비오사이드의 미질 개선방법으로 물과 소수성 유기용매를 혼합한 반응계에서 스테비오사이드를 효소반응에 의하여 당전이 스테비오사이드로 전환하여 스테비오사이드의 미질을 개선하는 방법(한국등록특허 특1994-528호), 스테비오사이드와 레바우디오사이드 A 혼합물로부터 스테비오사이드와 레바우디오사이드 A의 알코올과 물에 대한 용해도 차이를 이용하여 각각을 결정형으로 분리하는 방법(일본공개특허 제56-121453호), 스테비아 식물에 감마광선을 조사하여 레바우디오사이드 A를 다량 함유케 하는 식물로 유전적 변형을 유발시키는 방법(일본특허공개 제2002-34502호) 등이 개시되어 있다.

또한 감미질이 우수한 특정 성분인 ST-G1, ST-G2를 분리하기 위한 연구로는 스테비아추출물과 α-글루코실당 화합물을 함유한 수용액에 사이클로덱스트린글루 카노트랜스페라제(cyclodextrin glucanotransferase, 이하 “CGTase”라 칭함)를 가하여 α-글루코실화 스테비아추출물을 수득하는 단계를 포함하는 고감미당 부가 스테비아 감미료의 제조방법(한국공개특허 제1992-252호), 스테비아추출물과 CGTase와 β-아밀라아제를 작용시키는 것에 의해 얻어지는 미질의 양호한 고감미당 부가 스테비아 감미료 및 제조방법(일본특허등록 제2798433호) 등이 있으나, 이들 고감미당부가 스테비아 감미료의 제조방법의 경우 총스테비올 배당체 함량에 대해 고감미질 성분인 ST-G1, ST-G2, RA-G1, RA-G2 총 함량이 40~60% 정도 수준으로 낮아서 만족할 만한 감미질을 발휘하지 못하게 되어 결과적으로 상기 방법들로부터 얻은 효소처리스테비아가 여전히 쓴맛 또는 불쾌감을 가지고 있어서 커피나 음료에 사용하는데 어려운 점 등의 문제가 있다.

따라서 효소처리스테비아로부터 감미질이 효과적으로 개선된 새로운 효소처리스테비아나 이를 제조하기 위한 새로운 제조방법 개발이 요구되었다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 기존의 스테비아추출물에 포함된 스테비오사이드에 1차로 CGTase를 반응시키고, 2차로 글루코아밀라제(Gluco-amylase)를 반응시켜 얻은 반응액을 다공성 흡착수지에 과포화시켜 얻어진 액을 분석한 결과 글루코스가 많이 부가된 성분이 먼저 유출되는 것을 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명에서 ST-G1과 ST-G2는 스테비오사이드의 13번과 19번 탄소위치에 글루코스가 1개 또는 2개가 부가된 성분이 대부분이며, RA-G1과 RA-G2는 레바우디오사이드 A의 13번과 19번 탄소위치에 글루코스가 1개 및 2개가 부가된 성분이 대부 분으로서 그 구조는 아래 그림과 같다.

따라서 본 발명의 주된 목적은 스테비아추출물의 당전이반응(glycosylation) 물질을 다공성의 흡착수지(방향족계, Styrene Type)를 이용하여 1차 분리하고, 이를 다시 흡착수지 및 알코올(메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올)을 이용하여 과포화 흡착하여 2차 분리를 통해 효소처리스테비아 중에서 감미질이 우수한 ST-G1, ST-G2, RA-G1, RA-G2 성분만을 1, 2차에 걸쳐 분리함으로써 효소처리에 의한 감미도의 저하를 개선하고 감미질상의 결점 및 수율을 개선할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 상기 방법으로 제조된 ST-G1, ST-G2, RA-G1, RA-G2 성분이 다량 함유된 효소처리스테비아를 다양한 제과, 음료(알콜음료 포함), 식품, 제품 등의 감미제, 풍미 강화제 및 풍미 변형제의 성분 및 시약으로서 사용하는 방법 또는 제품을 제공한다.

본 발명자 등은 일반적인 스테비아추출물에 먼저 CGTase를 반응시키고, 2차로 글루코아밀라제(gluco-amylase)를 반응시켜 얻은 반응액을 다공성 흡착수지에 과포화 시킨 후 얻어진 용액을 분석한 결과 글루코스가 많이 부가된 성분이 먼저 유출되는 것을 알 수 있었으며, 그것에 착안하여 1차 흡착수지에 과량의 반응액을 과포화 흡착시키고, 과포화되어 유출된 액을 2차 흡착수지에 그 성분을 흡착시킴으로써 ST-G1, ST-G2, RA-G1, RA-G2 성분을 쉽게 분리해낼 수 있다. 분리하여 얻은 농축액을 활성탄이나 탈색수지를 단독 또는 조합 사용하여 탈색, 탈염 또는 건조하여 분말상 감미료를 얻는다.

본 발명은 물 또는 소수성 유기용매 중에 스테비오사이드와 당의 공여체를 녹이거나 분산시킨 후 당전이효소 또는 가수분해효소를 사용하여 당전이 스테비오사이드(또는 레바우디오사이드 A)를 제조하는 것을 특징으로 한다. 당전이 반응에 사용되는 효소는 α-전이를 일으키는 바실러스 속(Bacillus sp .) 클렙지엘라 속(Klebsiella sp .), 대장균(E. coli) 기원의 CGTase의 사용이다.

본 발명에서 기질로 사용되는 것으로는 스테비오사이드와 레바우디오사이드 A 등과 같은 스테비오사이드의 동족체들이 들어 있는 혼합물이어도 좋으며, 또 다른 본 발명의 기질로서 α-전이를 위한 당 공여체로는 전분, 덱스트린, 전분의 가수분해물(DE=10~70) 등과 같은 α-글루코실 당화합물을 사용한다.

반응에 사용하는 스테비오사이드와 레바우디오사이드 A를 포함하는 스테비아추출물의 농도는 약 0.1~40%(w/w)이며, CGTase 사용량은 스테비오사이드와 레바우디오사이드 A를 포함하는 스테비아추출물의 0.1~10%(w/w)가 좋고, 이때 스테비아추출물과 당 공여체의 두 기질의 농도비는 효소반응의 속도와 최종 제품의 중량대비 감미도에 영향을 주게 되므로 당 공여체(전분, 덱스트린, 전분의 가수분해물(DE=10~70) 등과 같은 α-글루코실 당화합물)의 실제 농도비는 중량비로 사용한 스테비아추출물의 약 1:1~1:400배 범위가 좋으며 바람직하기는 1:1~1:20배가 좋다.

또한 상기 사이클로덱스트린글루카노트랜스퍼라제(CGTase)를 첨가하는 효소처리스테비아 감미료의 제조방법에서 α-사이클로덱스트린이나 β-사이클로덱스트린을 스테비아추출물 사용량 대비 1:2~1:10(w/w) 비율로 사용할 수 있다. 아울러 스테비오사이드와 레바우디오사이드 A를 포함하는 스테비아추출물에 α-1,4 글루코시다제로 사용되는 것으로는 비환원 글루코스 말단으로부터 글루코스 단위로 절단하는 글루코아밀라제, α-1,4 글루코실당 화합물의 당쇄 α-아밀라제(α-amylase), 비환원 말단으로부터 말토오스 단위로 절단하는 β-아밀라제(β-amylase) 등을 사용할 수 있으며 이들의 반응시 사용량은 스테비아추출물의 0.001~2.0%(w/w)가 좋다.

본 발명자들은 위와 같은 방법으로 제조된 효소처리스테비아는 놀랍게도 총 스테비올배당체 함량이 90% 이상, 미반응스테비올 배당체 함량이 10% 이하, 당전이율이 85% 이상, “ST-G1+ST-G2+RA-G1+RA-G2”의 합계량이 80% 그 이상이면서 감미질이 우수한 특성을 갖는 것으로서 기존 특허에서 얻을 수 있는 제품보다 훨씬 높은 규격에 적합하였으며, 스테비아추출물양 대비 제품으로 얻어지는 수율도 약 95%로 높게 나타내는 결과를 발견하였다.

본 발명의 실시예에 따라 제조된 효소처리스테비아의 비교분석 결과 및 그 효과는 다음과 같다.

일반적인 스테비아추출물[(주)대평, 제품명: Steviten-Light, 스테비오사이드 98%이상 함유, 이하 일반적인 스테비아추출물 제품이라 칭함]의 당전이율 분석 크로마토그램을 도 1 에 나타내었다. 본 발명의 제조방법으로 제조된 효소처리스테비아(이하, “본 발명품”이라 칭함)의 당전이율 분석 크로마토그램을 도2에 나타내었다. 도 1과 도 2를 보면 6분대 피크가 스테비오사이드이고, 7분대 피크가 레바우디오사이드 A이고, 8분대 피크가 ST-G1이고, 10분대 피크가 RA-G1이고, 11분대 피크가 ST-G2이고, 13분대 피크가 RAG2이고, 15분대 피크가 ST-G3(스테비오사이드에 글루코스가 3개 부가된 성분)임을 알 수 있다.

또한 표1과 표2에 나타낸 결과에서 알 수 있듯이, 1차 흡착수지의 알코올 농도가 낮을수록 당전이율이 높고, "ST-G1+ST-G2+RA-G1+RA-G2" 함량이 높게 나타난 반면, 수율이 낮았고, 알코올 농도가 높아질수록 당전이율이 낮고, “ST-G1+ST-G2+RA-G1+RA-G2" 함량이 낮게 나타난 반면, 수율이 높게 나타난 것을 알 수 있다.

따라서 당전이율 및 "ST-G1+ST-G2+RA-G1+RA-G2" 함량, 수율 등을 고려할 때 1차 흡착수지의 용리 알코올 농도는 40~60% 정도도 우수하나, 바람직하게는 50% 임을 알 수 있다. 2차 흡착수지의 경우 흡착된 모든 물질을 용리하여 제품화가 가능하므로 알코올 농도는 70~90% 모두 적합하나 80% 알코올과 90% 알코올 용리시 수율에 큰 차이가 없는 것으로서 알코올 사용량이 적은 80% 알코올의 사용이 바람직하다. 이때 메탄올과 에탄올 사용에 따른 수율, 당전이율 분석 결과의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 이외에도 위 실험 결과를 바탕으로 1, 2차 흡착수지의 용리 알코올 농도를 조정할 경우 당전이율이 더 높고, “ST-G1+ST-G2+RA-G1+RA-G2” 비율이 더 높은 제품의 생산도 가능할 수 있는 것이다.

[표1] 메탄올 농도별 용리액 당전이율 분석결과
반응액	흡착수지	메탄올 농도(%)	당전이율 (%)	ST(%)	G1(%)	G2(%)	G3(%)	수율(%)
반응액A	1차 흡착수지	40	95.3	4.7	41.5	48.5	5.3	14.8
	2차 흡착수지	70	97.2	2.8	32.9	56.4	7.9	73.8
	용리액 혼합	-	96.9	3.2	35.1	54.2	7.5	88.6
반응액B	1차 흡착수지	50	93.5	6.5	42.4	46.3	4.8	17.9
	2차 흡착수지	80	96.6	3.4	34.3	54.9	7.4	77.4
	용리액 혼합	-	96.0	4.0	35.8	53.3	6.9	95.3
반응액C	1차 흡착수지	60	78.4	22.0	51.0	25.9	1.1	29.5
	2차 흡착수지	90	95.2	4.8	43.0	49.5	2.7	77.9
	용리액 혼합	-	90.6	9.5	45.2	43.0	2.3	107.4
ST:스테비오사이드, G1:ST-G1+RA-G1, G2:ST-G2+RA-G2, G3:ST-G3+RA-G3

[표2] 에탄올 농도별 용리액 당전이율 분석결과
반응액	흡착수지	에탄올 농도(%)	당전이율 (%)	ST(%)	G1(%)	G2(%)	G3(%)	수율(%)
반응액A	1차 흡착수지	40	94.1	5.9	48.4	43.6	2.1	15.3
	2차 흡착수지	70	97.2	2.8	37.7	55.5	4.0	71.8
	용리액 혼합	-	96.5	3.4	39.6	53.4	3.6	87.1
반응액B	1차 흡착수지	50	90.2	9.8	46.6	39.0	4.6	20.1
	2차 흡착수지	80	96.8	3.2	35.1	54.1	7.5	75.6
	용리액 혼합	-	95.4	4.7	37.5	50.9	6.9	95.7
반응액C	1차 흡착수지	60	81.0	19.0	47.5	32.7	0.84	27.2
	2차 흡착수지	90	96.5	3.5	42.4	50.7	3.4	78.9
	용리액 혼합	-	92.5	7.3	43.7	46.3	2.7	106.1
ST:스테비오사이드, G1:ST-G1+RA-G1, G2:ST-G2+RA-G2, G3:ST-G3+RA-G3

일반적인 스테비아추출물 제품의 미전이스테비올배당체 함량 분석 크로마토그램을 도 3에 나타내었고, 본 발명품의 미전이스테비올배당체 함량 분석 크로마토그램을 도 4에 나타내었다. 도 3과 도 4에서 보는 바와 같이 스테비오사이드 피크의 크기가 현저하게 차이가 나는 것을 알 수 있으며, 그에 따라 일반적인 스테비아추출물 제품의 미전이스테비올배당체 함량이 훨씬 높다는 것을 알 수 있다. 이것은 일반적인 스테비아추출물 제품의 경우 감미질과 감미도가 가장 우수한 “ST-G1+ST-G2+RA-G1+RA-G2” 성분의 함량이 낮고, 스테비오사이드 함량이 높아 감미질과 감미 도가 본 발명품보다 훨씬 떨어진다는 사실을 입증하였다.

아울러 본 발명품을 0.05% 농도로 용해하고, 일반적인 스테비아추출물 제품을 여러 농도로 만들어 감미도를 비교하여 표3에 나타내었다.

[표3] 일반적인 스테비아추출물 제품과 본 발명품의 감미도 비교 결과
일반적인 스테비아추출물 제품 수용액 농도(%)	본 발명품의 0.05% 수용액
	강함	동일	약함
0.05	14	1	0
0.15	12	3	0
0.25	5	6	4
0.35	2	4	9
0.45	1	2	12

비교 결과 본 발명품 0.05% 농도는 일반적인 스테비아추출물 제품의 0.25% 농도와 감미도가 유사하므로 본 발명품의 감미도는 일반적인 스테비아추출물 제품보다 약 5배 정도 높은 것으로 우수한 감미효과를 보여 주었다. 동일한 감미도인 일반적인 스테비아추출물 제품 0.25% 수용액과 본 발명품 0.05% 수용액을 제조하여 감미질을 비교하여 표4에 나타내었다.

[표4] 일반적인 스테비아추출물 제품과 본 발명품의 감미질 비교 결과
평가항목	본 발명품의 0.05% 수용액 (일반적인 스테비아추출물 제품 0.25% 수용액 대비)
	강함	동일함	약함
쓴맛	1	3	12
단맛의 끌림	2	4	9
단맛의 부드러움	10	3	2
종합적 미질	13	1	1

비교 결과 본 발명품은 일반적인 스테비아추출물 제품에 비해 쓴맛이 적고, 단맛의 끌림이 덜하며, 단맛의 부드러운 정도가 설탕과 유사한 것으로 기존의 일반적인 스테비아추출물 제품이 가진 독특한 뒷맛의 떫은맛이나 쓴 맛을 수반하는 결점이 해결되어 본 발명품의 효소처리스테비아를 커피 음료, 청량 음료, 알콜 음료 (소주, 맥주, 과실주 등)에도 충분히 사용 가능하게 되었다.

통상적으로 일반적인 스테비아추출물 제품보다 감미도, 감미질이 더 우수한 제품을 제조하기 위해서는 그 만큼 더 많은 제조공정을 거쳐야 한다. 따라서, 일반적인 스테비아추출물 제품과 본 발명품의 제조공정을 간단히 비교하여 각 공정이 추가됨에 따른 효과를 비교하여 표5에 나타내었다.

[표5] 일반적인 스테비아추출물 제품과 본 발명품의 제조공정 효과비교
공정	일반적인 스테비아추출물 제품	본 발명품	공정 효과
1	효소 반응	1차 효소 반응	덱스트린 사용량을 늘려 전이율 높임
2	-	2차 효소 반응	G1, G2의 함량을 늘림으로서 제품의 질과 양 개선
3	-	흡착수지 처리	미반응덱스트린 제거 및 G1, G2 분리
4	-	농축	용리 알코올 회수 및 재사용
5	-	탈색수지 처리	제품의 색상 개선
6	농축	농축	-
7	건조	건조	-

일반적인 스테비아추출물 제품의 경우 단순히 효소반응, 농축, 건조의 공정으로 이루어지나 본 발명품의 경우는 1차 효소반응 후 2차 효소반응을 통해 "ST-G1+ST-G2+RA-G1+RA-G2"의 함량을 높여 제품의 질과 양을 늘릴 수 있으며, 흡착수지를 통해 미반응된 덱스트린을 제거하고, "ST-G1+ST-G2+RA-G1+RA-G2"를 분리하여 함량 및 수율, 감미도, 감미질을 높일 수 있는 효과가 있다. 용리된 알코올은 농축을 통해 회수하여 재사용할 수 있어 원가 절감 효과가 있고, 탈색수지를 처리함으로써 제품의 색상을 개선할 수 있는 효과가 있다. 위의 공정 및 효과를 통해 일반적인 스테비아추출물 제품의 모든 단점을 보완할 수 있는 탁월한 효과를 갖는 감미료를 수득할 수 있었다.

본 발명의 제조방법으로 얻어지는 감미료는 단독으로 사용할 수도 있으나, 솔비톨, 멀티톨, 환원물엿, 크실리톨, 트리할로오스, 에리스리톨 등의 설탕보다 감미도가 낮은 저칼로리 감미료와 병용할 수 있고, 이들 감미료의 특성을 해치지 않고 더욱 강한 단 맛을 부여할 수 있어 양질의 저칼로리 감미료 제제로 만들 수 있다. 또한 본 발명의 제조방법으로 얻어지는 감미료의 건조물은 담황색~백색을 나타내는 무취의 분말이다. 이 때문에 상기 감미료는 예를 들면, 건조물 단독 또는 희석제로서 설탕, 과당, 포도당, 유당, 이성화당, 물엿, 덱스트린, 전분 등의 당질계 감미료와 병용한 상태로 적절히 사용할 수도 있다. 또한, 감초 추출물, 사카린, 아스파르탐, 아세설팜칼륨, 수클라오오스 등의 비당질계 고감미도 감미료와 조합하여 적절히 사용할 수도 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는다.

<실시예1> 본 발명품의 감미료 제조

일반적인 스테비아추출물 제품[(주)대평, 제품명: Steviten-Light] 300g과 DE=10의 덱스트린(TATE&LYLE, STAR-DRI 100) 1500g을 물 3000㎖에 용해하고, Acetate Buffer를 이용하여 pH를 5.6으로 조정하고, 78℃로 가온하여 CGTase 4.2g을 첨가하여 24시간 반응시킨다. 이 반응액을 90∼95℃에서 30분간 실활시키고, 56℃로 냉각하여 글루코아밀라제 1.5g을 첨가하여 5시간 반응시킨 뒤 다시 90∼95℃ 에서 30분간 실활시키고 냉각한다. 냉각시킨 반응액을 A, B, C로 3등분하여 각각의 액을 1차 흡착수지(방향족계, Styrene Type) 600㎖에 과포화 흡착시키고, 과포화 흡착되어 나온 유출액은 2차 흡착수지 800㎖에 흡착하고, 1, 2차 흡착수지를 정제수로 충분히 세척한다.

반응액 A, B, C를 과포화 흡착시킨 1차 흡착수지는 40%, 50%, 60% 메탄올로 각각 용리한다. 각각의 2차 흡착수지는 80% 메탄올로 용리하여 40%, 50%, 60% 용리액과 합한 후 농축하여 메탄올을 제거한다. 메탄올을 제거한 농축액을 탈색수지(AW90, TRILITE) 100㎖에 통과시켜 탈색, 탈염한다. 탈색수지를 통과시킨 액을 농축, 건조하여 분말의 감미료를 얻는다.

<실시예2>

일반적인 스테비아추출물 제품[(주)대평, 제품명: Steviten-Light] 100g과 DE=10의 덱스트린(TATE&LYLE, STAR-DRI 100) 500g을 물 1000㎖에 용해하고, Acetate Buffer를 이용하여 pH를 5.6으로 조정하고, 78℃로 가온하여 CGTase 1.4g을 첨가하여 24시간 반응시킨다. 이 반응액을 90∼95℃에서 30분간 실활시키고, 56℃로 냉각하여 글루코아밀라제 0.5g을 첨가하여 5시간 반응시킨 뒤 다시 90∼95℃에서 30분간 실활시키고 냉각한다. 냉각시킨 액을 1차 흡착수지 700㎖에 과포화 흡착시키고, 과포화 흡착되어 나온 유출액은 2차 흡착수지 700㎖에 흡착한다. 1, 2차 흡착수지를 정제수로 충분히 세척하고, 1차 흡착수지는 50% 메탄올로, 2차 흡착수지는 80% 메탄올로 용리하여 두 액을 합한 후 농축하여 메탄올을 제거한다. 메탄올을 제거한 농축액을 탈색수지(AW90, TRILITE)100㎖에 통과시켜 탈색, 탈염한다. 탈 색수지를 통과시킨 액을 농축, 건조하여 80g의 분말상 감미료를 얻는다.

1차 흡착수지를 50% 메탄올로 용리 후 80% 메탄올로 재 용리한 액을 농축, 건조하여 55g의 분말상 부산물을 얻는다. 이 부산물은 다음 생산시 일반적인 스테비아추출물 제품과 혼합하여 반응에 사용한다.

<실시예3>

일반적인 스테비아추출물 제품[(주)대평, 제품명: Steviten-Light] 100g과 DE=10의 덱스트린(TATE&LYLE, STAR-DRI 100) 500g을 물 1000㎖에 용해하고, Acetate Buffer를 이용하여 pH를 5.6으로 조정하고, 78℃로 가온하여 CGTase 1.4g을 첨가하여 24시간 반응시킨다. 이 반응액을 90∼95℃에서 30분간 실활시키고, 56℃로 냉각하여 글루코아밀라제 0.5g을 첨가하여 5시간 반응시킨 뒤 다시 90∼95℃에서 30분간 실활시키고 냉각한다. 냉각시킨 액을 1차 흡착수지 600㎖에 과포화 흡착시키고, 과포화 흡착되어 나온 유출액은 2차 흡착수지 800㎖에 흡착한다. 1, 2차 흡착수지를 정제수로 충분히 세척하고, 1차 흡착수지는 50% 메탄올로, 2차 흡착수지는 80% 메탄올로 용리하여 두 액을 합한 후 농축하여 메탄올을 제거한다. 메탄올을 제거한 농축액을 탈색수지(AW90, TRILITE) 100㎖에 통과시켜 탈색, 탈염한다. 탈색수지를 통과시킨 액을 농축, 건조하여 95g의 분말상 감미료를 얻는다.

1차 흡착수지를 50% 메탄올로 용리 후 80% 메탄올로 재 용리한 액을 농축, 건조하여 46g의 분말상 부산물을 얻는다. 이 부산물은 다음 생산시 일반적인 스테비아추출물 제품과 혼합하여 반응에 사용한다. 실시예3의 방법은 1차 흡착수지량보다 2차 흡착수지량을 많이 하여 2차 흡착수지에 흡착되는 제품의 양을 늘림으로써 수율을 10~15% 향상시킬 수 있다.

<실시예4> 본 발명품의 감미료 대량제조

일반적인 스테비아추출물 제품[(주)대평, 제품명: Steviten-Light] 1kg과 DE=10의 덱스트린(TATE&LYLE, STAR-DRI 100) 5kg을 물 10L에 용해하고, 아세테이트 완충액(Acetate Buffer)을 이용하여 pH를 5.6으로 조정하고, 78℃로 가온하여 CGTase 14g을 첨가하여 24시간 반응시킨다. 이 반응액을 90∼95℃에서 30분간 실활시키고, 56℃로 냉각하여 글루코아밀라제 5g을 첨가하여 5시간 반응시킨 뒤 다시 90∼95℃에서 30분간 실활시키고 냉각한다. 냉각시킨 액을 1차 흡착수지 6L에 과포화 흡착시키고, 과포화 흡착되어 나온 유출액은 2차 흡착수지 8L에 흡착한다. 1, 2차 흡착수지를 정제수로 충분히 세척하고, 1차 흡착수지는 50% 메탄올로, 2차 흡착수지는 80% 메탄올로 용리하여 두 액을 합한 후 농축하여 메탄올을 제거한다. 메탄올을 제거한 농축액을 탈색수지(AW90, TRILITE) 1L에 통과시켜 탈색, 탈염한다. 탈색수지를 통과시킨 액을 농축, 건조하여 945g의 분말상 감미료를 얻는다.

1차 흡착수지를 50% 메탄올로 용리 후 80% 메탄올로 재 용리한 액을 농축, 건조하여 463g의 분말상 부산물을 얻는다. 이 부산물은 다음 생산시 일반적인 스테비아추출물 제품과 혼합하여 반응에 사용한다.

대량제조 실험한 결과도 실시예3와 거의 유사한 실험결과를 나타냄으로써 제조방법에 대한 재현성이 있다는 것을 증명하였고, 산업적으로 공장에서 대량생산도 가능하다는 것을 확인하였다.

<실시예5> 감미성분의 당전이율 분석

본 발명품의 당전이율 분석은 다음 조건에 따라 고속액체크로마토크래피에 의해 실시한다.

- 컬럼 : TSKgel Amide-80 5NI(TOSOH) 4.6mmID * 25cm

- 이동상 : CH₃CN:H₂O = 70:30

- 컬럼온도 : 35℃

- 유속 : 0.8 ㎖/min

- 검출 UV : 210㎚

- 주입량 : 20㎕

- 계산식

<실시예6> 미전이스테비올배당체 함량 분석

본 발명품의 미전이스테비올배당체 함량 분석은 다음 조건에 따라 고속액체크로마토그래피에 의해 실시한다. 스테비오사이드 및 레바우디오사이드 A 표준품을 105℃에서 2시간 건조한 다음 각각 50㎎을 정밀히 달아 이동상에 용해하여 50㎖로 한 액을 표준용액으로 한다. 시료를 50㎎을 정밀히 달아 이동상에 용해하여 50㎖로 한 액을 시험용액으로 한다. 시험용액 및 표준용액을 각각 다음의 조작 조건으로 액체크로마토그래피에 주입하여 함량을 구한다.

- 컬럼 : NH2, Amide-80

- 컬럼온도 : 실온

- 이동상 : CH₃CN:H₂O = 80:20

- 유속 : 1.0㎖/min

- 검출 UV : 210㎚

- 주입량 : 20㎕

- 계산식

*환산계수: Dulcoside-A(0.98), Stevioside(1.0), Rebaudioside-C(1.18), Rebaudioside-A(1.2)

각 성분의 함량을 합한 값이 미전이스테비올배당체 함량임.

<실시예7> 감미도와 감미질의 관능검사

본 발명품의 0.05% 수용액의 감미도와 감미질의 관능검사는 일반적인 효소처리스테비아 제품[(주)대평, 제품명: Steviten-Fresh, 효소처리스테비아 100%]을 비교시료로 하여 패널 15명을 대상으로 실시하였다. 감미도의 시험은 본 발명품의 0.05% 수용액과 예비 테스트에 의해 거의 같은 감미도가 조정된 일반적인 스테비아추출물 제품 을 0.05~0.45% 수용액으로 조정하여 기준으로 하여 감미의 강도를 측정하고, 평가는 감미가 강함, 동일함, 약함의 3단계로 하여 각 농도마다 평가에 대한 패널수로 해답을 구하였다. 감미질 시험은 본 발명품의 0.05% 수용액과 일반적인 스테비아추출물 제품의 0.25% 수용액에 있어서, 쓴맛, 단맛의 끌림, 단맛의 부드러움, 종합적 미질로 하여 평가는 감미가 상대적으로 강함, 동일함, 약함의 3단계로 하여 각 평가에 대한 패널수로 해답을 구하였다.

도 1. 일반적인 스테비아추출물 제품의 고속액체크로마토그래피의 크로마토그램이다.

도 2. 본 발명품의 고속액체크로마토그래피의 크로마토그램이다.

도 3. 일반적인 스테비아추출물제품 전이스테비올배당체 고속액체크로마토그래피의 크로마토그램이다.

도 4. 본 발명품의 미전이스테비올배당체 고속액체크로마토그래피의 크로마토그램이다.

Claims (14)

1. 삭제
2. 효소처리스테비아 감미료를 제조하는 방법에 있어서,

   스테비아추출물과 덱스트린 또는 전분 중에서 선택된 당 공여체를 함유한 수용액에 사이클로덱스트린글루카노트랜스퍼라제(CGTase)를 스테비아추출물의 0.1~10%(w/w)를 첨가하여 1차 반응하는 제1공정;

   글루코아밀라제 또는 α-아밀라제 또는 β-아밀라제 중에서 최소한 하나 이상 선택된 α-1,4 글루코시다제를 스테비아추출물 사용량 대비 0.001~2.0%(w/w)를 첨가하여 2차 반응하는 제2공정;

   수득된 반응액 정제시 방향족계 스타이렌 타입의 1차 흡착수지에 과포화 흡착하고, 과포화 흡착되어 나온 유출액을 방향족계 스타이렌 타입의 2차 흡착수지에 흡착하는 제3공정;

   1차 흡착수지 용리시 메탄올 또는 에탄올 중에서 선택된 40~60% 알코올로 사용하는 제4공정;

   2차 흡착수지 용리시 메탄올 또는 에탄올 중에서 선택된 70~90% 알코올로 사용하는 제5공정;

   용리액을 합한 후 용매를 제거하는 제6공정;

   을 거쳐 총 스테비올배당체 함량이 90중량% 이상, 미반응스테비올 배당체 함량이 10중량% 이하, 당전이율이 85중량% 이상, “스테비오사이드-G1 + 스테비오사이드-G2 + 레바우디오사이드 A-G1 + 레바우디오사이드 A-G2”의 합계량이 80중량% 이상인 감미료의 제조방법.
3. 삭제
4. 제 2항에 있어서,

   용리액 용매를 제거하는 제6공정중이거나 그 이후에 활성탄과 탈색수지를 단독 또는 조합 사용하여 제품의 색상을 개선하는 공정을 추가로 포함하는 효소처리스테비아 감미료의 제조방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 2항에 있어서,

   덱스트린의 사용량을 스테비아추출물 사용량 대비 1:1~1:20 중량비율로 사용하여 사이클로덱스트린글루카노트랜스퍼라제(CGTase)를 첨가하는 효소처리스테비아 감미료의 제조방법.
8. 삭제
9. 제 2항에 있어서,

   전분의 사용량을 스테비아추출물 사용량 대비 1:2~1:10 중량비율로 사용하여 사이클로덱스트린글루카노트랜스퍼라제(CGTase)를 첨가하는 효소처리스테비아 감미료의 제조방법.
10. 삭제
11. 제 2항에 따른 방법을 사용하여 제조되는 효소처리스테비아 감미료를 첨가하여 제조되는 음료.
12. 제 2항에 따른 방법을 사용하여 제조되는 효소처리스테비아 감미료를 첨가하여 제조되는 식품.
13. 삭제
14. 제 11항에 있어서,

    알콜음료를 특징으로 하는 음료.

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