KR20170032538A - 기능성 설탕의 제조방법 및 이의 방법에 제조된 기능성 설탕 - Google Patents
기능성 설탕의 제조방법 및 이의 방법에 제조된 기능성 설탕 Download PDFInfo
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Abstract
a)정제수에 설탕과 식이섬유인 난소화성 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스 중 어느 하나를 혼합하여 제1혼합물을 만들어 용해시키는 용해단계;
b)상기 a)단계를 거친 제1혼합물을 100~130℃로 교반기가 설치된 챔버에서 10000~13000rpm의 속도로 200~300분 동안 건조하여 재결정화 하는 단계;
c)상기 b)단계를 거친 제1혼합물을 분말화 하여 설탕을 만드는 단계;
d)상기 c)단계를 거친 설탕을 100~120℃, 10~30분 동안 재건조하는 단계;를
거쳐서 기능성 설탕을 제조한다.
본 발명에 의해 제조된 기능성 설탕은 기존의 설탕보다 감칠맛, 조직감, 음료와의 어울림이 뛰어나며 용해도가 높아 물에 잘 녹아, 식재료로 활용하기에 우수하고 칼로리가 낮아 건강증진 및 식생활 개선에 기여하고, 당 섭취를 줄이는 효과가 있으며 용해성이 커서 어떤 식품에 첨가해도 식품과 잘 어울리는 효과가 있다.
b)상기 a)단계를 거친 제1혼합물을 100~130℃로 교반기가 설치된 챔버에서 10000~13000rpm의 속도로 200~300분 동안 건조하여 재결정화 하는 단계;
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Description
본 발명은 설탕에 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스를 분말로 하여 혼합한 기능성 설탕의 제조방법 및 이의 방법에 의해 제조된 기능성 설탕에 관한 것이다.
설탕은 탄소·수소 및 산소로 구성된 유기화합물로서 단맛을 지니며 인체의 에너지원으로 쓰이고 포도당과 과당이 결합된 탄수화물로서 몸속에 빨리 흡수되며, 용해성이 우수하여 주스 및 각종 음료 등에 널리 사용된다.
설탕의 종류에는 가장 많이 쓰이는 정백당, 황백탕 흑설탕과 사각형태로 만들어 커피, 차 등에 사용되는 각설탕, 분말형태로 분쇄한 분당. 얼음모양의 얼음 설탕 등이 있다.
설탕의 제조는 사탕수수로 만들어진 원당을 수입해서 원당을 세척 후, 설탕성분이 아닌 성분을 정제하고 여과한다. 그 후 분말입자의 결정화 단계를 거치면 백설탕이 된다.
처음 생산된 백설탕의 정제과정이 계속되면 열에 의하여 설탕의 색이 갈색으로 변하게 되어 황백당, 흑설탕 등이 제조된다.
현대인들은 설탕의 과다 섭취로 인해서 각종 성인병이 발병하는 데 설탕은 빵 커피, 주스 과자 각종 인스턴트 음식에 다량 함유되어 있어 자신도 모르게 과량 섭취하여 여러 가지 문제를 일으킨다.
최근에는 건강에 대한 관심이 높아지면서 소비자의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있는 다양한 형태의 기능성 식품의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본래 설탕이 지니고 있는 단맛 외에 설탕의 부족한 기능성 물질과 영양성분이 첨가되어 기능적, 영양적 효과를 제공할 수 있는 설탕의 필요성이 증가하고 있는 추세이다.
특히 최근 정부의 당류 저감화 정책 추진과 맞물려 당 섭취를 줄일 수 있는 기능성 설탕이 더욱 주목받고 있다.
그러나 다양한 기능성 설탕이 나왔지만, 식이섬유를 함유하면서 기존의 설탕과 비슷하면서 일반설탕처럼 사용할 수 있고 칼로리가 적으며 편리성이 있는 설탕으로 사용하기에는 부족하다.
상기와 같은 과제를 해결하고자 본 발명은 수용성 식이섬유인 난소화성 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스를 함유한 기능성 설탕의 제조방법과 이의 방법에 의해 제조된 기능성 설탕을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 당분의 과다섭취에 따른 각종 부작용을 완화하거나 예방하는 목적이 있는 난소화성 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스를 함유한 기능성 설탕의 제조방법을 제공하고자 한다.
a)정제수에 설탕과 식이섬유인 난소화성 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스 중 어느 하나를 혼합하여 제1혼합물을 만들어 용해한다.
b)상기 a)단계를 거친 제1혼합물을 교반기가 설치된 챔버에서 10000~13000rpm의 속도로 100~130℃, 200~300분 동안 건조하여 재결정화한다.
c)상기 b)단계를 거친 제1혼합물을 분말화 하여 설탕을 만든다.
d)상기 c)단계를 거친 설탕을 100~120℃, 10~30분 동안 재건조한다.
본 발명에 의해 제조된 기능성 설탕은 기존의 설탕보다 감칠맛, 조직감, 음료와의 어울림이 뛰어나며 용해도가 높아 물에 잘 녹아, 식재료로 활용하기에 우수하고 칼로리가 낮아 건강증진 및 식생활 개선에 기여하고, 당 섭취를 줄이는 효과가 있으며 용해성이 커서 어떤 식품에 첨가해도 식품과 잘 어울리는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 수용성 식이섬유인 난소화성 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스를 혼합하여 기능성 설탕을 제조하는데,
난소화성 말토덱스트린은 배소덱스트린을 효소분해 하여 수용성 식이섬유만을 추출하여 정제하여 제조하고 폴리덱스트로스는 포도당과 솔비톨에 구연산 또는 인산을 첨가한 후 용융 축합반응으로 제조하여 이용한다.
난소화성 말토덱스트린과 폴리덱스트로스는 중합도가 8~12 정도 되는 수용성 식이섬유이다.
상기 난소화성 말토덱스트린은 옥수수 전분을 가열하여 얻은 배소덱스트린을 알파-아밀라제 및 아밀로글루코시다제로 효소분해하고 정제한 것 중 난소화성 성분을 분획하여 얻은 건강 기능성 물질이며, 식이섬유 함량은 표시량의 80% 이상으로서, 건강기능식품공전의 기능성 원료로 등재되어 있는 기능성 원료이다.
상기 난소화성 말토덱스트린은 비점성의 수용성 식이섬유로 체내에서 당 흡수를 지연시켜 식후 혈당 상승을 억제하는 것으로 알려져 있으며, 다양한 인체실험 결과 혈당 상승 억제 및 중성지방 농도 상승 억제, 그리고 배변활동 증가에 효과가 있음이 입증되었다.
또한, 상기 난소화성 말토덱스트린이 높은 비율로 함유된 식이섬유 섭취는 포만감 증가, 체중 감소, 혈당 상승 감소, 인슐린 저항성 감소 등의 효과가 있다고 보고되고 있는바, 당뇨병 예방 및 식이 요법에 대응하는 기대되는 기능성 식품 소재이다.
말토덱스트린은 옥수수를 가열하여 얻은 배소덱스트린을 α-amylase (Bacillus subtilis 또는 Bacillus licheniformis 유래) 및 amyloglucosidase (Aspergillus niger 유래)로 효소분해하고 정제한 덱스트린 중에 난소화성 성분을 분획하여 제조하는데 분말은 식이섬유를 850 mg/g이상 함유하고 있어야 한다 (액상인 경우 580 mg/g이상).
본 발명에서는 말토덱스트린을 하기의 방법에 의해 제조하였다.
a)곡분 100중량부에 대해 엿기름액을 100~200중량부로 혼합하는 단계,
b)상기 혼합한 혼합물을 40~75℃의 온도에서 8~12시간 당화시키는 당화단계;
상기 단계에서 온도가 40℃미만이면 당화반응이 효율적이지 않고, 액당의 점성이 약해지고, 75℃를 초과하면 액당의 점성이 커져 다음 단계의 여과가 효율적이지 못하고 엿기름속에 있는 효소의 변성이 일어나기 때문에 상기 범위로 첨가한다.
c)상기 당화액에 포함된 이물질이나 섬유소를 제거하는 여과단계,
상기 여과단계는 순수한 당화액만을 걸러내기 위한 단계이다.
당화된 당화액에 포함된 덱스트린을 얻기 위한 단계로서, 본 발명에서는 당화액에 포함된 이물질이나 식이섬유 등을 여과하므로 당화가 절반정도 이루어진 (포도당 지수 20이하)덱스트린을 얻는다.
d)상기 여과된 당화액을 건조시켜서 말토덱스트린을 제조한다.
여과단계에 의해 여과된 당화액을 건조시켜 덱스트린을 얻는 단계로서 60~80℃의 온도에서 당화액을 미립상태로 분무시키므로 당화액에 포함된 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 폴리덱스트로스는 1g당 1Kcal의 낮은 열량을 내며 독성, 발암성 등의 측면에서 안전하고 식이섬유로의 장점을 갖고 있다. 일반적으로 과일 등의 펙틴, 해조류의 알긴산 등에 들어있는 천연 수용성 식이섬유는 물에 녹이면 끈적끈적하고, 미끈미끈하여 마시기가 어려우나, 상기 폴리덱스트로스는 물에 녹여도 점도가 없기 때문에 드링크제로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 거의 무미 무취이고, 쉽게 물에 녹기 때문에 가공하기 쉬워 수많은 식품에 첨가가 가능하며, 증량제, 수분보습제, 안정제, 증점제 등으로 사용되기도 한다.
또한, 상기 폴리덱스트로스는 혈중콜레스테롤 수치와 혈당치를 내리거나 발암물질을 체외로 배출하여 고지혈증, 당뇨병, 대장암 등 성인병 예방을 비롯해 정장작용, 비만 예방 등 수용성 식이섬유가 갖는 유효작용을 모두 갖추고 있다. 특히 대변의 용적을 증가시키고 이동시간을 줄이며 부드러운 변을 볼 수 있게 도와주고 대변의 pH를 낮게 유지시켜 줄 수 있다.
본 발명에서는
a)정제수에 설탕과 식이섬유인 난소화성 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스 중 어느 하나를 혼합하여 용해시킨다.
상기 용해단계는 교반용기에 정제수 100중량부에 대해 설탕 30~40중량부, 식이섬유 5~10중량부를 혼합한 후 제1혼합물을 만들어 교반하는데 상기 제1혼합물을 200~250℃, 30~40분간 교반하여 용해하고, 다시 300~350℃에서 50~60분간 교반함으로써, 제1혼합물이 충분히 분산되어 균질한 용액이 되도록 한다.
상기 식이섬유는 수용성 식이섬유가 사용되는데, 본 발명에서는 식이섬유가 설탕과 함께 정제수에 용해됨으로써, 설탕에 기능성을 부여하는데, 식이섬유를 첨가함으로써 이취나 불쾌미 등이 제거될 수 있다.
상기 식이섬유는 난소화성 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스가 사용되는데, 상기 난소화성 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스로는 수용성 식이섬유로 다른 식이섬유에 비해 혈당억제 작용 및 혈중 중성 지질과 콜레스테롤 수치 저하 효과가 크고 산이나 열에 대한 안정성이 크다.
본 발명에서는 돼지감자분말을 제1혼합물 100중량부에 대해 0.05~0.5중량부로 혼합하여 제2혼합물을 제조한다.
상기 돼지감자분말이 0.05 중량부 미만이면 돼지감자의 첨가의 효과가 미밈하고 0.5중량부를 초과하면 기능성 설탕으로 제조시 물성을 저해해 상기 범위로 첨가한다.
돼지감자는 국화과의 다년생 식물로 해바라기 모양의 꽃이 피는데 뿌리가 마치 감자와 비슷하다 하여 돼지감자라 하고, 돼지감자는 독성이 없고 비타민과 미네랄이 풍부하여 일반감자와 다르게 탄수화물이 거의 들어있지 않아 칼로리가 매우 낮다.
돼지감자의 효능은 당뇨개선, 췌장기능 개선, 체지방 분해 및 다이어트, 장내 노페물 제거 변비개선, 골절 및 골다공증 치료 등에 효과가 있다.
b)상기 혼합물의 건조 및 설탕의 재결정화 단계;
상기 단계는 혼합물을 건조시켜서 설탕을 재결정화하는데 건조는 80~100℃, 100~200분 동안 예열된 챔버에서 수행되는데, 공급노즐을 통해 상기 챔버로 용해된 혼합물을 분사하는 형태로 공급함으로써, 상기 혼합물을 건조시켜 재결정화한다.
또한 건조속도를 증가시키기 위해 챔버내에 구비된 교반기를 10000~13000rpm의 속도로 회전시키면서 혼합물을 건조시킨다.
c)상기 혼합물의 분말화 단계;
상기 단계는 건조된 혼합물을 분쇄기 등을 이용하여 0.3~0.5mm의 크기로 분쇄하여 설탕을 제조한다.
상기 단계를 거친 분말을 설탕이라 한다.
d)설탕의 재건조 단계;
상기 단계는 분말화된 설탕을 50~80℃, 80~120분 동안 재가열해서 건조한다.
상기 50℃, 80분 미만이면 건조가 충분치 않아 설탕 내의 수분이 상승하게 되고, 이는 딱딱하게 굳는 고화현상을 일으키고, 더 나아가서는 설탕의 변질을 유발할 수 있다.
또한 80℃, 120분 이상이면 과건조를 통한 탄화물이 발생하여 최종제품에 혼입하게 된다.
상기 단계를 거치면서 기능성 설탕을 제조한다.
[실시예 1]
a)정제수 100중량부에 설탕 40중량부, 말토덱스트린 10중량부를 혼합하여 제1혼합물을 만든 후 200℃, 30분간 교반하여 용해하고 다시 300℃, 50분간 교반한다.
b)상기 교반한 제1혼합물을 100℃로 교반기가 설치된 챔버에서 10000rpm의 속도로 200분 동안 건조시켜 재결정화 한다.
c)상기 재결정화한 제1혼합물을 0.3mm의 크기로 분쇄한다.
d)상기 분쇄한 설탕을 50℃, 100분간 가열하여 재건조해서 기능성 설탕을 제조한다.
[실시예 2]
a)정제수 100중량부에 설탕 40중량부,폴리덱스트로스 10중량부를 혼합하여 제1혼합물을 만든 후 200℃, 30분간 교반하여 용해하고 다시 300℃, 50분간 교반한다.
b)상기 교반한 제1혼합물을 100℃로 교반기가 설치된 챔버에서 10000rpm의 속도로 200분 동안 건조시켜 재결정화 한다.
c)상기 재결정화한 제1혼합물을 0.3mm의 크기로 분쇄한다.
d)상기 분쇄한 설탕을 50℃, 100분간 가열하여 재건조해서 기능성 설탕을 제조한다.
[실시예 3]
a)정제수 100중량부에 설탕 40중량부,말토덱스트린 10중량부를 혼합하여 제1혼합물에 100중량부에 돼지감자분말을 1중량부를 혼합하여 제2혼합물을 만든 후 200℃, 30분간 교반하여 용해하고 다시 300℃, 50분간 교반한다.
b)상기 교반한 제2혼합물을 100℃로 교반기가 설치된 챔버에서 10000rpm의 속도로 200분 동안 건조시켜 재결정화 한다
c)상기 재결정화한 제2혼합물을 0.3mm의 크기로 분쇄한다.
d)상기 분쇄한 설탕을 50℃, 100분간 가열하여 재건조해서 기능성 설탕을 제조한다.
[비교예]
A사의 설탕을 구입하였다.
[관능성 평가]
본 발명품인 기능성 설탕을 가지고 관능검사요원 40명을 가지고 관능평가를 실시하였다.
[20대:10명, 30대:10명, 40대:10명,50대:10명]
관능검사항목은 감칠맛, 조직감, 음료와의 어울림, 전체적인 기호도 등에 대하여 실시하였으며 5점 척도법에 따라 다음의 평가기준에 의하여 실시한 후 평균값을 구하여 기록하였다.
[5점:아주 우수하다, 4점:우수하다, 3점:보통, 2점:불량하다, 1점;아주불량하다]
| 항목 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 | |
| 감칠맛 | 4.1 | 4.2 | 4.1 | 4.0 | |
| 조직감 | 4.3 | 4.2 | 4.2 | 4.0 | |
| 음료와의어울림 | 4.5 | 4.6 | 4.5 | 3.9 | |
| 전체적인 기호도 | 4.3 | 4.33 | 4.26 | 3.96 | |
상기 표에 나타난 바와 같이 본 발명품인 기능성 설탕은 비교예의 설탕에 비해 감칠맛, 조직감, 음료와의 어울림, 전반적인 기호도 등에서 우수하다는 것을 알 수 있다.
[용해도 측정]
실험예와 비교예의 설탕의 용해도 측정을 위해 100ml의 정제수에 각각1g의 설탕을 첨가하였고 25℃, 50rpm으로 교반하면서 20초 후에 용해도를 비교하여 하기 표에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 | |
| 용해도(%) | 95.2 | 94.8 | 94.9 | 90.8 |
상기 표의 결과에 나타난 바와 같이 본 발명품인 기능성 설탕은 비교예의 설탕에 비해서 용해성이 우수하다.
[칼로리계산]
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 | |
| 질량당칼로리 | 1.9 | 2.0 | 2.1 | 4.1 |
상기 표에 나타난 바와 같이 본 발명품인 기능성 설탕은 비교예의 설탕에 비해 질량당 칼로리가 낮아 건강증진에 기여해 기능성 설탕의 소비가 증가할 것이다.
본 발명품인 식이섬유를 함유한 기능성 설탕은 기존의 설탕에 비하여 감칠맛, 조직감, 음료와의 어울림이 뛰어나며 용해도가 높아 물에 잘 녹아 식재료로 활용하기에 우수하고 질량당 칼로리가 낮아 건강증진에 기여하고 식생활 개선효과가 있어서 산업상 이용 가능성이 크다.
본 발명품인 기능성 설탕은 음료와 잘 어울려 다수의 소비자의 요구를 만족시켜 주며, 생산자의 이윤창출에도 도움이 되며, 궁극적으로 국가의 기능성 식품산업에도 이바지할 것이다.
Claims (3)
- a)정제수에 설탕과 식이섬유인 난소화성 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스 중 어느 하나를 혼합하여 제1혼합물을 만들어 용해시키는 용해단계;
b)상기 a)단계를 거친 제1혼합물을 100~130℃로 교반기가 설치된 챔버에서 10000~13000rpm의 속도로 200~300분 동안 건조하여 재결정화 하는 단계;
c)상기 b)단계를 거친 제1혼합물을 분말화 하여 설탕을 만드는 단계;
d)상기 c)단계를 거친 설탕을 100~120℃, 10~30분 동안 재건조하는 단계;를 특징으로 하는 기능성 설탕의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 제1혼합물의 용해단계는 교반용기에 정제수 100중량부에 설탕 30~40중량부, 수용성 식이섬유 5~10 중량부를 혼합한 제1혼합물을 200~250℃,30~40분간 교반하여 용해하고, 다시 300~350℃, 50~60분간 교반하는 것을 특징으로 하는 기능성 설탕의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
정제수에 설탕과 식이섬유인 난소화성 말토덱스트린 또는 폴리덱스트로스 중 어느 하나를 혼합한 제1혼합물 100중량부에 돼지감자를 0.05~0.5중량부를 혼합하여 제2혼합물을 만들어 용해하는 것을 특징으로 하는 기능성 설탕의 제조방법.
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| KR20110104264A (ko) | 2010-03-16 | 2011-09-22 | 경북대학교 산학협력단 | 사탕무를 이용한 설탕의 제조방법 및 그 설탕 |
| KR20120007818A (ko) | 2010-07-15 | 2012-01-25 | 신삼기 | 생약농축액이 함유된 기능성 설탕의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 기능성 설탕 |
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