KR101725310B1 - 카라멜색소 대체물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법으로서, 카라멜 색소와 동등 혹은 그 이상의 색가를 가지면서도 4-MEI 등 위해 물질 발생이 없도록 하기 위해 카라멜화 반응이 아닌 마이야르 반응(maillard reaction)을 이용한 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 4-MEI 등 유해 물질이 발생이 없으며 Ⅲ형 카라멜색소와 색 강도 및 색 패턴이 유사한 카라멜색 계열의 식용 색소를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명은 Ⅲ형 카라멜색소와 동량 대체가 가능하여 저렴한 가격으로 카라멜색소의 4-MEI 등 위해성 문제를 해결할 수 있고, 색 패턴이 유사하여 최종 제품의 품질을 동일하게 유지할 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 카라멜 색소 대체물의 제조방법으로서, 카라멜 색소와 동등 혹은 그 이상의 색가를 가지면서도 4-MEI 등 위해 물질 발생이 없도록 하기 위해 카라멜화 반응이 아닌 마이야르 반응(maillard reaction)을 이용한 카라멜색소 대체물의 제조 방법에 관한 것이다.
카라멜 색소는 가장 일반적인 식용 색소로써 카라멜화 반응을 이용하여 당류로부터 제조된다. 이 과정에서 색강도를 높이기 위해 산, 알칼리, 암모늄, 아황산 등 여러 종류의 촉매제가 사용되며, 특히 암모늄을 사용하는 Ⅲ형, Ⅳ형 카라멜색소의 경우 당 분해물과 암모늄과의 반응에 의해 4-MEI 라는 발암물질이 발생되는 것으로 알려져 있다. 카라멜 색소는 식품 전반에 광범위하게 사용되며 색강도가 높은 Ⅲ형과 Ⅳ형의 사용량이 절대적이다. 암모늄을 사용하지 않는 Ⅰ형, Ⅱ형 카라멜색소의 경우 4-MEI 가 발생하지 않으나 색의 강도가 Ⅲ형, Ⅳ형 카라멜색소의 20 ~ 30 % 수준에 불과하여 직접 대체하기에는 어려움이 있다.
보다 상세하게는, 카라멜색소는 당의 열분해 반응인 카라멜화반응의 결과물로 생성되며 색의 강도를 높이기 위해 촉매제를 사용한다. 카라멜색소의 색 강도와 가장 관련이 깊은 촉매제는 암모늄인데, 암모늄을 사용할 경우 4-MEI(4-methyl imidazole) 가 생성된다. 최근 카라멜 색소에 포함되어 있는 발암물질인 4-MEI 가 사회적 이슈화됨에 따라 관련 연구가 진행 중에 있다.
선행문헌 1에 따르면, 카라멜 색소 제조시 4-메틸이미다졸의 저감화 방법에 대해서 개시하고 있으며, 보다 상세하게는 카라멜 제조시 금속 이온을 첨가함으로써 4-메틸이미다졸의 발생량을 저감화하는 방법에 대하여 개시하고 있다.
선행문헌 2에 따르면, 4-메틸이미다졸 함량이 저감된 카라멜 색소의 제조방법에 대하여 개시하고 있으며, 보다 상세하게는 내부 공간의 일부에 당류 액, 전분 가수분해물 액 또는 당밀에서 선택된 1종 이상의 수용성 탄수화물액이 수용된 반응기를 준비하는 단계; 상기 수용성 탄수화물 액이 수용된 반응기 상부 공간부를 통해 암모늄 화합물 용액을 반응기 내부로 공급하는 단계; 및 상기 암모늄 화합물의 존재하에서 반응기 내의 수용성 탄수화물을 열처리하는 단계를 포함하는 캬라멜색소의 제조방법을 제공한다.
상기 선행문헌들에 따르면 발생된 4-메틸이미다졸(MEI)의 함량을 줄이는데 그치고 있을 뿐 4-메틸 이미다졸의 발생을 방지하지는 못하는 문제점이 있다.
Ⅲ형 카라멜색소와 유사 계열의 갈색 색소로는 Ⅰ형 카라멜색소, 당시럽 등이 있으나 색의 강도가 낮아 동일 색 강도로 대체할 경우 사용량을 3 ~ 4 배가량 늘려야 하기 때문에 단가 상승의 원인이 되고, 사용량 증가에 따라 최종제품에서 고미(苦味)가 발생하는 문제가 있다. 또한 Ⅲ형 카라멜색소에 비해 붉은 색 패턴을 가지기 때문에 고미를 마스킹하고 색 강도를 동등 수준으로 맞출 경우에도 색의 패턴 자체의 차이로 최종 제품의 색상 변화를 막을 수 없다.
이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 카라멜화 반응을 이용하는 카라멜색소와 달리 마이야르반응을 이용하며, 촉매제인 암모늄를 배제하여 4-MEI 의 발생을 원천적으로 막고 동시에 반응 조건을 최적화함으로써 Ⅲ형, Ⅳ형 카라멜색소와 동등하거나 혹은 우수한 색가를 가지는 카라멜색소 대체물의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 카라멜색 계열의 식용 색소를 제공하는 데 있다.
이에, 본 발명은 당류 및 아미노산류를 1 : 0.1 ~ 1.2의 중량비로 혼합하고 40 ~ 90 ℃로 가열하여 혼합물을 제조하는 1단계; 상기 1단계의 혼합물을 pH6 ~ pH9로 조절하는 2단계; 및 상기 3단계의 혼합물을 마이야르 반응(maillard reaction)을 수행하는 3단계;를 포함하는 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 당류는 포도당, 과당, 자일로스, 설탕, 및 채소진액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 채소진액은 양파진액, 무진액, 배추진액, 마늘진액, 양배추진액 및 당근진액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 2단계의 pH는 상기 혼합물에 탄산나트륨, 탄산칼륨, 제3인산나트륨, 제3인산칼륨, 아세트산나트륨, 수산화나트륨 및 수산화칼륨로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알칼리를 첨가하여 조절할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 3단계의 마이야르 반응은 100 ~ 140 ℃에서 0.5 ~ 5 시간 동안, 0.9 ~ 1.5 bar에서 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 3단계 이후에 상기 반응물을 건조하여 분말화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 분말화는 진공건조, 열풍건조, 분무건조, 동결건조로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 방법으로 수행할 수 있다 .
본 발명은 색 강도가 100 ~ 250(단위)이고, 색 패턴이 4 ~ 6 (단위)이고, 4-메틸이미다졸(4-MEI, 4-methylimidazole) 함량이 0 ppm 인 것을 특징으로 하는 카라멜색 계열의 식용 색소를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 카라멜계열의 식용 색소는 상기의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 카라멜계열의 식용 색소.
본 발명에 따르면, 4-MEI 등 유해 물질이 발생이 없으며 Ⅲ형 카라멜색소와 색 강도 및 색 패턴이 유사한 카라멜색소 대체물을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명은 Ⅲ형 카라멜색소와 동량 대체가 가능하여 저렴한 가격으로 카라멜색소의 4-MEI 등 위해성 문제를 해결할 수 있고, 색 패턴이 유사하여 최종 제품의 품질을 동일하게 유지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 당류 및 아미노산류를 1 : 0.1 ~ 1.2의 중량비로 혼합하고 40 ~ 90 ℃로 가열하여 혼합물을 제조하는 1단계; 상기 1단계의 혼합물을 pH6 ~ pH9로 조절하는 2단계; 및 상기 3단계의 혼합물을 마이야르 반응(maillard reaction)을 수행하는 3단계; 를 포함하는 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법에 있어서, 상기 카라멜색 계열의 식용 색소는 마이야르 반응(maillard reaction)을 통해 제조되는 물질인 멜라노이딘이다. 상기 마이야르 반응은 카라멜화 반응과 함께 대표적인 비효소적 갈변반응으로 식품 산업에서 가장 중요시되는 반응이다. 환원당과 아미노기 간 상호 반응이기 때문에 당 아미노 반응으로도 알려져 있는 마이야르 반응은 반응 산물로 다양한 향 성분과 함께 멜라노이딘이라는 갈색 최종산물을 생성한다.
상기 멜라노이딘은 매우 안정한 물질로 항산화 작용을 가지며 된장, 간장 등의 발효 식품과 로스팅한 커피 등 거의 모든 식품 갈변의 주된 원인이 되는 물질이다. 일반적인 식품에서 마이야르반응에 의한 갈변은 장시간에 걸쳐 일어나며 색소로 사용할 만큼 색의 강도가 높지 않으나 반응 조건을 조정할 경우 색소 수준의 높은 색 강도의 물질을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명을 단계별로 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법에 있어서, 상기 1단계는 당류 및 아미노산류를 1 : 0.1 ~ 1.2의 중량비로 혼합하고 40 ~ 90 ℃로 가열하여 혼합물을 제조하는 단계로서, 상기 당류는 40 ~ 90 ℃의 온도로, 바람직하게는 60 ~ 80 ℃의 온도로 가열하여 당류를 정제수에 녹여 액상으로 유지할 수 있다. 상기 온도 범위로 가열함으로써 분말상을 용이하게 녹이고 pH 조정단계에서 마이야르 반응이 일어날 수 있는 당류와 아미노산류의 혼합물을 제조할 수 있다.
이때, 상기 당류는 포도당, 과당, 자일로스, 설탕, 및 채소진액 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 포도당, 과당 및 자일로스 등의 단당류를 사용하는 것이 좋다. 상기와 같이 단당류를 사용할 경우 원가 대비 높은 색가를 얻을 수 있다. 이때, 상기 채소진액은 양파진액, 무진액, 배추진액, 마늘진액, 양배추진액 및 당근진액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
당류와 촉매제를 이용하여 고온으로 가열하는 카라멜색소 제조법과 달리 본 발명에서는 마이야르반응을 주 반응으로 하기 위해 아미노산을 사용하는 차이점이 있다. 상기 당류 및 아미노산류의 혼합 비율에 따라 본 발명에 따라 제조되는 카라멜색소 대체물의 색가가 달라질 수 있으며, 포도당, 과당과 같은 육탄당보다 자일로스와 같은 오탄당을 사용할 경우 동일량의 당을 투입하여도 높은 색가를 얻을 수 있으나 원료의 단가 등을 감안하여 선택하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 아미노산류는 글리신 및 알라닌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 아미노산의 경우 분자 구조가 단순한 것이 유리하며, 단가를 고려할 경우 글리신을 사용하는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는 상기 당류에 아미노산류를 1 : 0.1 ~ 1.2의 중량비로 혼합하는 것이 좋다. 상기 당류 및 아미노산류의 혼합비가 1 : 0.1 미만인 경우 카라멜색소 대체물의 색가가 낮아 종래의 카라멜 색소를 대체하기 어려운 문제점이 있고, 1:1.2을 초과하는 경우 최적의 혼합비를 벗어나므로 색가는 낮아지면서도 제조원가는 높아질 수 있는 문제점이 있다. 상기 당류를 상기와 같은 범위로 혼합하는 경우 Ⅲ형 카라멜 색소와 유사한 색가를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법에 있어서, 상기 2단계는 상기 1단계의 혼합물을 pH6 ~ pH9로 조절하는 단계로서, 바람직하게는 혼합물을 pH7 ~ pH 9로 조절하는 것이 좋다. 상기 알칼리류를 반응물에 도입하면 마이야르 반응의 반응 속도가 증가하고 발열이 일어나 반응 시작 후에는 별도의 에너지 공급없이 자체 발열로 인해 품온이 증가할 수 있으며, 상기 pH 값을 조절하여 우수한 색가의 색소를 제조할 수 있다.
이때, 상기 2단계의 pH는 상기 혼합물에 탄산나트륨, 탄산칼륨, 제3인산나트륨, 제3인산칼륨, 아세트산나트륨, 수산화나트륨 및 수산화칼륨로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알칼리를 첨가하여 조절할 수 있고, 바람직하게는 탄산나트륨, 제3인산나트륨, 수산화나트륨 및 수산화칼륨 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법에 있어서, 상기 3단계는 상기 2단계의 혼합물의 마이야르 반응(maillard reaction)을 수행하는 단계로서, 고온고압의 조건에서 상기 혼합물을 반응시킴으로써 카라멜색 계열의 식용색소를 제조할 수 있다.
이때, 상기 3단계는 100 ~ 140 ℃에서 0.5 ~ 5 시간 동안 0.9 ~ 1.5 bar에서수행될 수 있으며, 바람직하게는 100 ~ 120 ℃에서 0.5 ~ 5 시간 동안 0.9 ~ 1.2 bar에서 수행되는 것이 좋다. 상기 3단계의 온도범위에 있어서, 100℃ 미만인 경우 제조되는 색소의 색가가 낮아지는 문제점이 있고, 140℃를 초과하는 경우 반응물의 점도가 높아져 분말화 등의 가공이 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법은 상기 반응물을 건조하여 분말화하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 단계는 반응물을 건조하여 분말화할 수 있는 방법이라면 어느 것이든 사용 가능하며, 바람직하게는 진공건조, 열풍건조, 분무건조, 동결건조로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 방법으로 수행할 수 있으나 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 색 강도가 200 ~ 500(color intensity)이고, 색 패턴이 4 ~ 6 (Hue index)이고, 4-MEI 함량이 0 ppm인 것을 특징으로 하는 카라멜색소 대체물을 제공한다. 상기 카라멜색 계열의 식용 색소는 종래의 카라멜색소와는 달리 잠재발암유발물질인 4-MEI 함량이 0 ppm이면서도, 색 강도가 200 ~ 500(color intensity)이고, 색 패턴이 4 ~ 6 (Hue index)로 종래의 Ⅲ형, Ⅳ형 카라멜색소와 색 강도가 유사하고, 색 패턴에 있어서도 유사하며 고미 등 이미의 발생이 없어 종래의 카라멜 색소를 대체가능하다
본 발명에 따른 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법에 있어서, 상기 카라멜색 계열의 식용 색소는 상기의 방법으로 제조될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예들을 통해 설명한다. 이때, 하기 실시예들은 발명을 예시하기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다.
[
실시예
]
실시예
1.
카라멜색
계열의
식용 색소의
제조
1단계: 반응조에 정제수 200 kg을 투입하고, 액상인 양파엑기스 20 kg, 포도당 75 kg 을 투입한 후 교반하면서 품온 70 ℃에 도달할 때까지 가열하였고, 품온 70 ℃가 된 후 가열을 중지하였다. 상기 가열된 당류에 분말상인 글리신 60 kg 및 자일로스 5 kg을 투입하여 혼합물을 제조하였다.
2단계; 상기 2단계의 혼합물에 아미노산, 당류 혼합물에 수산화나트륨 1.9 kg을 투입하고 완전히 용해되도록 교반하여 pH 8.2 가 되도록 조절하였다.
3단계; 품온이 97 ℃에 이르면 반응조를 밀폐하고 반응조 내부 압력을 1.1 bar 이하로 제어하였다. 압력 조정은 압력 비례 제어 밸브를 이용하였으며 내부 압력이 1.1 bar 이상이 될 경우 증기를 배출하여 해당 압력을 유지하도록 하였다.
이 경우 품온은 122 ℃ 로 고정되며, 3 hr 동안 압력 및 온도를 유지하여 마이야르 반응을 완료하였다. 상기 반응이 완료된 후 내압을 제거하고 방냉시킨 후 생성물을 배출하였다.
4단계; 상기 생성물을 스프레이 드라이어(Spray Dryer)를 이용하여 송풍 170℃, 배풍 110℃로 건조하고 분말화하여 카라멜색 계열의 식용 색소를 완성하였다.
실시예
2 ~ 6. 당류 및 아미노산의 혼합비에 따른
카라멜색
계열의 식용 색소의 제조
하기 표 1과 동일한 조성으로 당류, 글리신 및 수산화나트륨을 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 카라멜색 계열의 식용 색소를 제조하였다.
| 당류(kg) | 글리신(kg) | 수산화나트륨(kg) | 당류: 아미노산 비(중량비) | |
| 실시예 2 | 100 | 0 | 0.6 | 100:0 |
| 실시예 3 | 100 | 25 | 1.26 | 100:25 |
| 실시예 4 | 100 | 50 | 1.78 | 100:50 |
| 실시예 5 | 100 | 75 | 1.98 | 100:75 |
| 실시예 6 | 100 | 100 | 1.76 | 100:100 |
실시예
7 ~ 11. 당류 및 아미노산의 혼합비에 따른
카라멜색
계열의 식용 색소의 제조
정제수 50kg에 하기 표 2와 동일한 조성으로 과당, 무진액, 자일로스, 알라닌 및 탄산나트륨을 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 카라멜색 계열의 식용 색소를 제조하였다.
| 과당(kg) | 무 진액(kg) | 자일로스 (kg) |
알라닌 (kg) |
탄산나트륨(kg) | 당류: 아미노산 비 (중량비) |
|
| 실시예 7 | 120 | 8 | 6 | 17 | 9.1 | 100:13 |
| 실시예 8 | 110 | 8 | 6 | 25 | 9.1 | 100: 20 |
| 실시예 9 | 92 | 8 | 6 | 42 | 9.1 | 100: 40 |
| 실시예 10 | 100 | 8 | 6 | 34 | 9.1 | 100: 30 |
| 실시예 11 | 84 | 8 | 6 | 50 | 9.1 | 100: 50 |
실시예
12 ~ 19. 혼합물의
pH
에 따른
카라멜색
계열의 식용 색소의 제조
하기 표 3과 동일한 조성으로 수산화나트륨을 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 카라멜색 계열의 식용 색소를 제조하였다.
| 수산화나트륨(kg) | pH | |
| 실시예 12 | 0 | 5.5 |
| 실시예 13 | 0.36 | 6 |
| 실시예 14 | 0.68 | 6.5 |
| 실시예 15 | 0.98 | 7 |
| 실시예 16 | 1.34 | 7.5 |
| 실시예 17 | 1.76 | 8 |
| 실시예 18 | 2.2 | 8.5 |
| 실시예 19 | 2.8 | 9 |
비교예
1.
Ⅲ형 카라멜색소((주)대상 제조)를 준비하였다.
비교예
2.
Ⅰ형 카라멜색소(SAN SOON SENG FOOD INDUSTRIES 제조)를 준비하였다.
비교예
3.
당시럽(SUDZUCKER AG 제조)을 준비하였다.
실험예
1.
카라멜색
계열의
식용 색소의
색강도
및
색패턴
비교
상기 실시예 1에서 제조된 카라멜색 계열의 식용 색소 및 비교예 1 ~ 3의 색 강도, 색 패턴 및 4-MEI 함량을 비교하였다. 이때, 상기 카라멜색 계열의 식용 색소의 색 강도와 색패턴은 1000 배 희석물을 510 nm, 610 nm 에서 10 mm cell을 이용하여 분광광도계(spectrophotometer)로 흡광도를 측정하여 계산하였으며 계산식은 하기 식1 및 식2와 같다.
[식 1]
색의 강도 (Color intensity) = (610 nm 흡광도) × 희석배수 ÷ 고형분 함량
[식 2]
색의 패턴 (Hue Index) = 10 log [(510nm 흡광도)/(610 nm 흡광도)]
본 발명에 의해 제조된 카라멜색 계열의 식용 색소과 대체하고자 하는 Ⅲ형 카라멜색소, 현존하는 대체 가능 소재인 Ⅰ형 카라멜색소, 당시럽의 색 강도 및 색 패턴 측정값을 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 실시예 1 및 비교예 1 ~ 3의 4-MEI 함량은 시료 10g을 적당량의 정제수로 추출한 후 Ammonium acetate(pH 5.7) 버퍼를 이동상으로 하고 Acclaim® Trinity™ P1 칼럼을 사용하여 LC/MS로 조사하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
| 실시예1 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
|
카라멜색소
대체물 |
Ⅲ형 카라멜색소 |
Ⅰ형
카라멜색소 |
당시럽 | |
| 색 강도 | 350 | 330 | 85 | 90 |
| 색 패턴 (Hue Index) | 5.1 | 5.0 | 6.4 | 5.8 |
| 4-MEI (ppm) | 0 | 76 | 0 | 0 |
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 카라멜색 계열의 식용 색소의 색 강도가 가장 우수한 것을 확인할 수 있으며, 색 패턴은 5.1(Hue index)로 비교예 1과 유사한 값을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이때, 상기 색의 패턴으로 나타낸 Hue Index 값이 높을수록 적갈색의 패턴을 나타내며 값이 낮을수록 흑갈색을 띄게 된다.
또한, 실시예 1의 카라멜색 계열의 식용 색소에서는 비교예 2 및 비교예 3과 같이 4-MEI가 전혀 포함되어 있지 않은 것을 확인할 수 있었다.
실험예
2. 당류와 아미노산류 비율에 따른
색강도
변화 비교
상기 실시예 1에서 제조된 카라멜색 계열의 식용 색소의 색 강도와 색패턴은 1000 배 희석물을 510 nm, 610 nm 에서 10 mm cell을 이용하여 분광광도계(spectrophotometer)로 흡광도를 측정하여 계산하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 이때 계산식은 하기 식 1 및 식 2와 같다.
[식 1]
색의 강도 (Color intensity) = (610 nm 흡광도) × 희석배수 ÷ 고형분 함량
[식 2]
색의 패턴 (Hue Index) = 10 log[(510nm 흡광도)/(610 nm 흡광도)]
| 당류(kg) | 글리신(kg) | 수산화나트륨(kg) | pH | 색가 | |
| 실시예 2 | 100 | 0 | 0.6 | 7.8 | 57.8 |
| 실시예 3 | 100 | 25 | 1.26 | 7.8 | 220.9 |
| 실시예 4 | 100 | 50 | 1.78 | 7.8 | 324.1 |
| 실시예 5 | 100 | 75 | 1.98 | 7.8 | 370.9 |
| 실시예 6 | 100 | 100 | 1.76 | 7.8 | 360.2 |
상기 실시예 2 ~ 6의 카라멜색 계열의 식용 색소는 당류(포도당, 자일로스, 양파농축액) 및 아미노산류(글리신)의 혼합비율에 따라 색가가 변하는 것을 확인할 수 있고, 보다 상세하게는 아미노산을 포도당 중량의 0.2 ~ 1.2 가량 투입할 경우, 바람직하게는 아미노산을 포도당 중량의 0.2 ~ 0.8 가량 투입할 경우, 포도당 단일 반응 시 보다 3 ~ 7 배의 색가를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3. 당류와 아미노산류 비율에 따른 색강도 변화 비교
상기 실시예 7 ~ 11에서 제조된 카라멜색 계열의 식용 색소의 색 강도와 색패턴을 상기 실험예 2와 동일한 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
| 당류 : 아미노산 비 (중량비) | 색가 | |
| 실시예 7 | 100 : 13 | 251 |
| 실시예 8 | 100 : 20 | 350 |
| 실시예 9 | 100 : 40 | 406 |
| 실시예 10 | 100 : 30 | 410 |
| 실시예 11 | 100 : 50 | 383 |
상기 표 6에 따르면, 상기 실시예 7 ~ 11 의 카라멜색 계열의 식용 색소는 실시예 2 ~ 6 에서 당류와 아미노산의 비율이 100 : 75 일 때 색가가 최대값이 되는 것과 달리 당류와 아미노산의 비율이 100 : 30 일 때 최대값이 되는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 당류와 아미노산류의 최적 비율은 당류와 아미노산의 종류에 따라 달라질 수 있으며 목적하는 색가나 단가를 고려하여 선택하여 사용할 수 있었다.
실험예 4. pH에 따른 색가 변화 비교
본 발명에 따른 카라멜색 계열의 식용 색소의 pH에 따른 색가 변화를 비교하기 위하여 실시예 12 ~ 실시예 19의 당과 아미노산이 실시예 1과 동일한 배합비일 때 pH 에 따른 색가 변화를 분광광도계(spectrophotometer)로 흡광도를 측정하여 측정하였고, 그 결과를 표 7에 나타내었다.
| 수산화나트륨(kg) | pH | ||
| 12 | 0 | 5.5 | 192.0 |
| 13 | 0.36 | 6 | 276.4 |
| 14 | 0.68 | 6.5 | 304.3 |
| 15 | 0.98 | 7 | 327.2 |
| 16 | 1.34 | 7.5 | 342.4 |
| 17 | 1.76 | 8 | 350.1 |
| 18 | 2.2 | 8.5 | 374.5 |
| 19 | 2.8 | 9 | 340.9 |
상기 표 7에 따르면, 당류과 글리신을 100 : 60의 비율로 혼합하고 알칼리제를 이용해 pH 를 5.5 에서 9 까지 조정하여 동일 조건에서 반응시킨 결과 pH 를 6 ~ 9 로 조정하였을 경우 그렇지 않은 경우 (pH 5.5) 에 비해 1.4 ~ 1.8 배 가량 높은 색가를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
Claims (9)
- 채소 진액을 포함하는 당류 및 아미노산류를 1 : 0.1 ~ 1.2의 중량비로 혼합하고 40 ~ 90 ℃로 가열하여 혼합물을 제조하는 1단계;
상기 1단계의 혼합물을 pH6 ~ pH9로 조절하는 2단계; 및
상기 2단계의 혼합물을 마이야르 반응(maillard reaction)을 수행하는 3단계;를 포함하며
상기 3단계의 마이야르 반응은 100 ~ 140 ℃에서 0.5 ~ 5 시간 동안, 0.9 ~
1.5 bar에서 수행되는 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 당류는 포도당, 과당, 자일로스 및 설탕으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 채소진액은 양파진액, 무진액, 배추진액, 마늘진액, 양배추진액 및 당근진액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 2단계의 pH는 상기 혼합물에 탄산나트륨, 탄산칼륨, 제3인산나트륨, 제3인산칼륨, 아세트산나트륨, 수산화나트륨 및 수산화칼륨로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알칼리를 첨가하여 조절하는 것을 특징으로 하는 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 3단계 이후에 상기 반응물을 건조하여 분말화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 분말화는 진공건조, 열풍건조, 분무건조, 동결건조로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는 카라멜색 계열의 식용 색소의 제조방법.
- 채소 진액을 포함하는 당류가 포함된 카라멜색 계열의 식용 색소;
상기 식용 색소는 색 강도가 200 ~ 500(color intensity)이고, 색 패턴이 4 ~ 6 (Hue index)이고, 4-메틸이미다졸(4-MEI, 4-methylimidazole) 함량이 0 ppm 인 것을 특징으로 하는 카라멜색 계열의 식용 색소.
- 제 8항에 있어서,
상기 카라멜계열의 식용 색소는 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 카라멜계열의 식용 색소.
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|---|---|---|---|---|
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