Studies on the Rheological Properties of Sugar Derivative Sweeteners

대체감미료 당유도체의 유변성에 관한 연구

The rheological properties and food functionality of the novel sugar derivatives, fructo-oligosaccharide, high maltose syrup(HMS), maltitol and sorbitol were examined and compared to those of sucrose. All samples tested showed Newtonian fluid property at the concentration range of 10% to the original concentrated products containing $69{\sim}81%w/w$ solid. HMS showed the highest viscosity. The viscosity increased(r=0.8038) as the average molecular weight of sugar derivatives were increased. The viscosity increased exponentially as the concentration increased, and sugar alcohols had lower value of the exponent compared to HMS and fructo-oligosaccharide. The viscosity of sugar derivatives solutions decreased by the increasing temperature following the Arrhenius equation. The flow activation energies of sorbitol and HMS were higer than that of sucrose. Substitution of sucrose with fructo-oligosaccharide in apple jam processing did not change the textural characteristics, but in redbean jelly(yanggaeng) it reduced the hardness, adhesiveness, springiness and cohesiveness. When sucrose was 100% replaced by HMS, the texture of apple jam and redbean jelly was not changed, but by mixing sucrose and HMS 1 : 1 ratio, the hardness decreased substantially The sugar alcohols reduced the hardness, adhesiveness, springiness of apple jam and redbean jelly significantly. Addition of fructo-oligosaccharide and HMS to sucrose did not influence the solidifying rate of candy, but sorbitol, even at 10% addition, retarded the candy moulding.

대체감미료로 사용되고 있는 당유도체들 fructo-oligo당, HMS, sorbitol 및 maltitol의 유동특성과 식품기능성을 설탕과 비교하였다. 시험된 모든 당유도체 용액은 농도범위 10%에서 원액에 이르기까지 뉴우턴성 유체특성을 나타내었으며 HMS의 점도가 가장 높고 fructo-oligo 당, maltitol, 설탕, sorbitol, 포도당 순으로 점도가 낮아졌다. 용액의 점도가 평균분자량과 직선적 상관관계 (r=0.8038)를 보였다. 농도증가에 따라 점도는 지수적 증가추세를 나타내었으며 농도의존성지수는 당알콜류가 HMS나 fructo-oligo 당 보다 낮았다. 온도증가에 따라 당용액의 점도는 지수적 감소경향을 보여 Arrhenius식을 따랐으며 유동활성화에너지는 sorbitol과 HMS가 설탕보다 큰 반면 fructo-oligo 당과 maltitol은 설탕보다 작았다. Fructo-oligo 당을 사과잼에 설탕 대용으로 사용하였을 경우에는 조직감에 영향을 미치지 않았으나 팥양갱에서는 견고성, 부착성, 탄력성, 응집성을 모두 크게 저하시켰다. HMS는 사과잼과 팥양갱에 설탕 대용으로 전량 대체할 경우 큰 조직감 변화를 가져오지 않으나 설탕과 50%씩 혼용할 경우 견고성이 크게 저하되었다. 반면 당알콜류를 설탕대용으로 잼이나 양갱에 사용할 경우 견고성, 부착성, 탄력성을 저하시켰다. Fructo-oligo 당과 HMS를 설탕에 첨가할 경우 캔디의 고화속도에 큰 변화가 없으나 sorbitol은 고화속도를 크게 저하시켰다.