[논문]당알코올로 코팅한 껌의 제조특성과 색택변화에 관한 연구

이수한; 이종록; 김정환

doi:10.20878/cshr.2015.21.6.025

당알코올로 코팅한 껌의 제조특성과 색택변화에 관한 연구
Manufacturing Characteristics and Its Color Change of Chewing Gum coated Various Polyols 원문보기

Culinary science & hospitality research = 한국조리학회지, v.21 no.6 = no.75, 2015년, pp.303 - 311

이수한 (을지대학교 식품산업외식학과) , 이종록 (을지대학교 식품산업외식학과) , 김정환 (을지대학교 식품산업외식학과)

초록
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무설탕 원료로서 xylitol, maltitol, isomalt, erythritol 및 sorbitol을 껌의 코팅 재료로 사용하여 코팅 공정 중 제조특성과 외관을 비교하였고, 코팅 후 표면 균일성, 색택 변화, 코팅시간, 건조시간 등을 비교하였을 때 maltitol이 가장 우수하였으며, erythritol과 sorbitol은 코팅품질과 코팅시간이 길어지는 등의 생산성과 품질면에서 껌의 코팅 소재로는 부적합하였다. 이에 maltitol, xylitol 및 isomalt로 코팅한 껌을 고온 저장하면서 코팅층의 색택 변화를 분석한 결과, maltitol 코팅껌의 경우 $80^{\circ}C$, 1일간 저장시 ${\Delta}E$값은 2.88로 상온보관 시료와 비교하여 색상의 변화가 비교적 작았으나, xylitol과 isomalt 코팅껌은 색상의 변화가 크게 나타났다. 또한, maltitol 코팅껌을 polypropylene 포장재에 넣고 저장 중 색택의 변화를 관찰한 결과, $40^{\circ}C$이하에서는 색택의 변화가 적었으며, $60^{\circ}C$에서도 30일간 저장시 색차는 3 이하로 나타나 유통과정 상 품질의 변화가 적을 것으로 판단되었다. 그러나 본 실험은 색상변화로만 저장 중 변화를 평가하였던 바, 향후 당알코올류를 코팅제로 사용한 코팅껌의 저장 중 품질에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to evaluate the possibility of polyols for coating material of chewing gum. Five polyols xylitol, maltitol, isomalt, erythritol, and sorbitol were compared the coating quality, coating and drying time, and color differences. Maltitol was evaluated to be the best quality for coating the gum, whereas erythritol and sorbitol were not considered for coating materials for gum. These results derived from irregular surface layer and low productivity due to increased coating time. According to changes in color of chewing gum, samples coated maltitol and xylitol and isomalt stored at high temperature. In addition, color difference of sample coated maltitol was calculated 2.88 stored at $80^{\circ}C$ for 1 day, but those of xylitol and maltitol were highly evaluated. Sample coated maltitol in polypropylene bag was stored and measured for 1 month. Changes in color of sample was slightly occurred at below $40^{\circ}C$ and the color difference was not more than 3 at $60^{\circ}C$. Chewing gum coated maltitol as coating material was expected more stable in the quality of color during distribution. Current study was performed to color changes during storage, further study will be proceeded about shelf-life of chewing gum coated polyols.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 xylitol, maltitol, isomalt, erythritol 및 sorbitol을 코팅 소재로 만든 껌의 저장 중 coating 표면의 색택변화를 측정함으로써 코팅껌에서의 당알코올류의 적용 가능성을 검토하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
근래에는 껌의 형태도 일반 판검(stick gum)형태에서 코팅껌(coating gum)으로 다양화 되고 있어, 당알코올류을 코팅재료로 이용하는 코팅껌의 제조에 관한 연구가 보고되어 있다(Boutin RF 1992). 이에 본 연구는 polyol 5종을 sugarless gum코팅 소재로 적용하여 제조하였으며, 고온조건에서 저장하면서 coating gum의 색택변화를 측정함으로써 코팅껌에서의 당알코올류의 적용 가능성을 검토하고자 하였다.

제안 방법

Coating이 끝난 gum은 광택제로 Carnauba wax를 0.18%, 피막제로 Shellac AM을 0.12% 첨가하여 polyol coating 시료를 제조하였다.
Xylitol, maltitol 및 isomalt을 40, 60 및 80℃ 저장하면서 색상의 경시적인 변화를 측정하였으며, 그 결과는 [Table 3]에서 보는 바와 같다. Xylitol 코팅껌의 경우 40℃에서 7일 후 ΔE는 7.
따라서 온도에 따른 색상 변화가 상대적으로 적은 maltitol로 코팅껌을 제조하여 polypropylene 용기에 담아 25℃, 40℃, 60℃ 및 80℃에서 30일간 보관하면서 저장 중 색택 변화를 관찰하였다. 그결과는 [Table 4]에서 보는 바와 같으며, 25℃에서는 30일간 저장시 색차가 1 이하로 색택의 차이가 없는 것으로 나타났으며, 40℃ 저장의 경우도 훈련된 전문가들이 작은 차이를 느끼는 수준인색차 1.
본 실험에 사용된 시료의 배합비는 [Table 1] 과 같으며, [Fig. 1]의 방법으로 껌 센터(center)를 제조한 후 코팅재료로 xylitol, maltitol, isomalt, erythritol 및 sorbitol을 적용하였다.
1 g으로 칭량되었다. 성형 후 gum center는 숙성실(온도: 18～20℃, 상대습도(RH): 40～45%)에서 48시간 숙성시킨 다음 5종의 polyol을 이용하여 코팅하였다. Coating은 코팅기(Jun Jin, 한국)를 사용하여 coating용 polyol syrup을 분사(spray), 혼합(mixing), 건조(drying)의 3단계 cycle을 60～80회 반복하여 coating하였다(Boutin, 1992; Kacena, 2004; Flanyak, 1998).
이때 온도와 RH가 20～30℃, 35～ 40%로 유지된 coating실에서 건조된 gum은 중량이 각각 1.4±0.1 g을 나타내도록 coating하였다.
코팅의 품질에서도 sorbitol은 표면이 불균일하여 상품성이 떨어졌다. 이에 erythritol과 sorbitol 코팅 시료를 제외한 3종의 polyol 코팅껌에 대해서만 고온저장 중 색택변화 실험을 진행하였다.
코팅의 품질에서도 sorbitol은 표면이 불균일하여 상품성이 떨어졌다. 이에 erythritol과 sorbitol 코팅 시료를 제외한 3종의 polyol 코팅껌에 대해서만 고온저장 중 색택변화 실험을 진행하였다.

대상 데이터

본 실험에서 사용한 당알코올류는 xylitol(XYLISORB 60, Roquette Co., France), maltitol(SWEETPEARL 200, Roquett China Co. Ltd, China), isomalt(ISOMALT PF, Palatinit Co. Ltd., Germany), sorbitol(Neosorb P60W, Roquett China Co. Ltd., China) 및 erythritol(Erythritol, Rujian Biological Technology Co Ltd., China)을 사용하였다.
, China)을 사용하였다. 코팅 결착제 용도로 gum arabic(Nexira Co. Ltd., France)을, 광택제로는 Carnauba wax(Pontes Co. Ltd., Brazile)를 사용하였으며, 피막제로는 Shellac AM(주식회사 세전, 충북 진천, 한국)을 사용하였다.

데이터처리

코팅껌 시료의 저장온도에 따른 표면색상 변화의 측정은 색도색차계(Color difference meter, CM-3500d, Minolta Co. Japan)를 이용하였으며, 3회 측정한 평균값을 사용하였다. 색차(color difference, ΔE)는 초기 시료를 기준으로 대상 시료의 색의 차이를 다음과 같이 산출하였다(Brygidyr AM et al 1977).

성능/효과

둘째, 고온 저장에 따른 당알코올 코팅껌의 색택 변화에 있어서, xylitol, maltitol 및 isomalt를 40, 60 및 80℃ 저장하면서 색상의 경시적인 변화를 측정하였으며, 그 결과 xylitol 코팅껌의 경우 40℃에서 7일 후 ΔE는 7.54, 60 및 80℃에서의 ΔE 는 13.93과 17.79로서 색택의 큰 차이가 관찰되어, 고온에서 품질변화 가능성이 높으며, 유통기한도 상대적으로 짧을 것으로 추정되었다.
43 수준이었다. 또한, 60℃ 저장 시료의 경우 10일 경과부터 30일 경과시료 모두가 훈련되지 않은 사람도 약간의 차이를 느낄 수 있는 수준이었으나, 80℃ 저장 시에서만 색택의 변화가 급격히 나타나 30일 경과시에는 5.07로 색택의 차이가 큰 것으로 측정되었다. 이 결과는 [Table 3]의결과에 비해 색택의 변화 정도가 적은 수준이었는데, 이는 포장의 여부에 따른 차이로 판단되었다.
첫째, 무설탕 소재로서 erythritol, xylitol, maltitol, isomalt 및 sorbitol의 순서로 코팅시간이 짧았고, 건조시간도 동일한 패턴을 보였으며, 코팅후 erythritol, xylitol, maltitol 및 sorbitol 코팅 시료는 모두 흰색을 띠는 반면, isomalt은 노란색을 띠었다. 또한, erythritol 코팅껌의 경우 25℃의 용해도는 낮으나, 온도 상승에 따라 용해도가 증가하 므로 코팅 품질이 떨어져 상품성이 낮았으며, sorbitol 코팅껌의 경우 건조공정이 990분으로 가장 길어 생산성이 떨어졌다. 이에 erythritol과 sorbitol 코팅 시료를 제외한 3종 polyol 코팅껌에 대해서만 고온저장 중 색택변화 실험을 진행하였다.
88로 상온보관 시료와 비교하여 색상의 변화가 비교적 작았으나, xylitol과 isomalt 코팅껌은 색상의 변화가 크게 나타났다. 또한, maltitol 코팅껌을 polypropylene 포장재에 넣고 저장 중 색택의 변화를 관찰한 결과, 40℃이하에서는 색택의 변화가 적었으며, 60℃에서도 30일간 저장시 색차는 3 이하로 나타나 유통과정 상 품질의 변화가 적을 것으로 판단되었다. 그러나 본 실험은 색상변화로만 저장 중 변화를 평가하였던 바, 향후 당알코올류를 코팅제로 사용한 코팅껌의 저장 중 품질에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
즉, polypropylene 용기에 밀폐 포장함으로써 수분의 영향을 최소화하였기 때문으로 사료된다. 또한, 화학반응 속도가 빠른 고온 조건에서의 가속 저장조건을 감안하면 maltitol 코팅껌을 propylene 용기에 넣을 경우, 실온의 조건하에서 수개월 동안 색택을 유지하는 것으로 추정할 수 있었다.
무설탕 원료로서 xylitol, maltitol, isomalt, erythritol 및 sorbitol을 껌의 코팅 재료로 사용하여 코팅 공정 중 제조특성과 외관을 비교하였고, 코팅 후 표면 균일성, 색택 변화, 코팅시간, 건조시간 등을 비교하였을 때 maltitol이 가장 우수하였으며, erythritol과 sorbitol은 코팅품질과 코팅시간이 길어지는 등의 생산성과 품질면에서 껌의 코팅 소재로는 부적합하였다. 이에 maltitol, xylitol 및 isomalt로 코팅한 껌을 고온 저장하면서 코팅 층의 색택 변화를 분석한 결과, maltitol 코팅껌의 경우 80℃, 1일간 저장시 ΔE값은 2.
코팅껌의 제조과정에서 중요한 인자는 코팅하려는 당알코올 시럽의 건조시간, 코팅시간, 코팅 후 색택, 코팅 품질 등이다(Welti-Chanes J et al 2008). 본 실험에서는 코팅 cycle이 60～82회였으며, erythritol, xylitol, maltitol, isomalt 및 sorbitol 의 순서로 코팅시간이 짧았으며, 건조시간도 동일한 패턴을 보였다. 코팅 종료 후 erythritol, xylitol, maltitol 및 sorbitol 코팅 시료는 모두 흰색을 띠는 반면, isomalt은 노란색을 띠었다.
셋째, maltitol로 코팅껌을 제조하여 polypropylene 용기에 담아 25℃, 40℃, 60℃ 및 80℃에서 30일간 보관하면서 색상 변화를 측정한 결과, 25℃ 에서는 30일간 저장시 색차가 1 이하로 차이가 색택의 차이가 없는 것으로 나타났으며, 40℃ 저장의 경우도 훈련된 전문가들이 작은 차이를 느끼는 수준인 색차 1.43 수준이었다. 60℃ 저장 시료의 경우, 10일 경과부터 30일 경과시료 모두가 훈련되지 않은 사람도 약간의 차이를 느낄 수 있는 수준이었다.
76로 급격한 변화가 나타났다. 이상의 결과로 볼 때 3종의 당알코올류중 maltitol을 코팅한 껌이 고온에서의 색택의 변화가 적었다.
76로 급격한 변화가 나타났다. 이상의 결과로 볼 때 maltitol을 코팅한 껌이 고온에서의 색택의 변화가 적었다.
이에 maltitol, xylitol 및 isomalt로 코팅한 껌을 고온 저장하면서 코팅 층의 색택 변화를 분석한 결과, maltitol 코팅껌의 경우 80℃, 1일간 저장시 ΔE값은 2.88로 상온보관 시료와 비교하여 색상의 변화가 비교적 작았으나, xylitol과 isomalt 코팅껌은 색상의 변화가 크게 나타났다.
79로서 색택의 큰 차이가 관찰되었다. 즉, xylitol 코팅껌은 40℃ 이상의 고온에서 품질변화 가능성이 높으며, 유통기한도 상대적으로 짧을 것으로 예상되었다. 우리나라 코팅껌은 대부분 xylitol로 코팅을 하기 때문에 유통 중 하절기와 같은 가혹한 온도 조건에 노출될 경우 품질 저하가 신속히 나타날 수 있으며, 이에 대한 대비가 필요하다고 판단되었다.
60℃ 저장 시료의 경우, 10일 경과부터 30일 경과시료 모두가 훈련되지 않은 사람도 약간의 차이를 느낄 수 있는 수준이었다. 즉, 화학적 반응속도에 대한 고온 조건의 영향을 감안하면 maltitol 코팅껌을 polypropylene 용기에 담아 유통할 경우, 상대적으로 품질안정성이 높을 것으로 사료되었다.
첫째, 무설탕 소재로서 erythritol, xylitol, maltitol, isomalt 및 sorbitol의 순서로 코팅시간이 짧았고, 건조시간도 동일한 패턴을 보였으며, 코팅후 erythritol, xylitol, maltitol 및 sorbitol 코팅 시료는 모두 흰색을 띠는 반면, isomalt은 노란색을 띠었다. 또한, erythritol 코팅껌의 경우 25℃의 용해도는 낮으나, 온도 상승에 따라 용해도가 증가하 므로 코팅 품질이 떨어져 상품성이 낮았으며, sorbitol 코팅껌의 경우 건조공정이 990분으로 가장 길어 생산성이 떨어졌다.
본 실험에서는 코팅 cycle이 60～82회였으며, erythritol, xylitol, maltitol, isomalt 및 sorbitol 의 순서로 코팅시간이 짧았으며, 건조시간도 동일한 패턴을 보였다. 코팅 종료 후 erythritol, xylitol, maltitol 및 sorbitol 코팅 시료는 모두 흰색을 띠는 반면, isomalt은 노란색을 띠었다. 또한, isomalt 코팅껌은 isomalt의 용해도가 낮고 점도가 높아(Zumbe A et al 2001) 건조 시간도 길었다.

후속연구

또한, maltitol 코팅껌을 polypropylene 포장재에 넣고 저장 중 색택의 변화를 관찰한 결과, 40℃이하에서는 색택의 변화가 적었으며, 60℃에서도 30일간 저장시 색차는 3 이하로 나타나 유통과정 상 품질의 변화가 적을 것으로 판단되었다. 그러나 본 실험은 색상변화로만 저장 중 변화를 평가하였던 바, 향후 당알코올류를 코팅제로 사용한 코팅껌의 저장 중 품질에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
다만, 본 실험에서는 색상변화를 위주로 저장 중 변화를 평가하였으므로 코팅제로 당알코올류를 사용한 코팅껌의 저장 중 다양한 이화학적, 관능적 변화에 대한 추가적인 연구가 진행되어야할 것이다.
다만, 본 실험에서는 색상변화를 위주로 저장중 변화를 평가했으며, 코팅껌의 저장중 품질은 색상변화 외에도 수분, 향, 조직감 등 다양한 변화로 나타날 수 있을 것으로 사료되는 바, 코팅제로 polyols 사용한 코팅검의 저장 중 품질에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	껌의 효능은?	껌은 다양한 효능을 갖는데, 기억력과 지각 속도 등 뇌의 인지능력을 향상시키며(Onyper SV et al 2011), 입냄새를 치료한다(Deshpande A & Jadad AR 2008). 또한, 침의 분비를 촉진하여 소화기능을 강화시키며(Emsley J 2004), 신진대사를 촉진시켜 주는데, parotin이라는 귀밑샘에서 분비 되는 hormone은 치아, 뼈, 근육 등을 강화시키며 (Dodds MW et al 1991), 치아표면 청정과 침의 분 비를 촉진시키고 pH를 높여 입냄새를 제거한다 (Dong C & Macpherson LMD 1995). 그 밖에 긴장 완화, 저작운동을 통한 뇌세포의 발달 촉진과 지각신경을 자극하여 졸음을 방지하는 등의 다양한 효능을 가지고 있다(Wilkinson L et al 2002).
	온도변화가 껌의 질감과 탄성에 중요한 역할을 하는 이유는?	2 수준이며, 껌베이스 20～25%, 감미료 70～75% 및 향료 1～6%의 조성으로 배합되는데(WeltiChanes J et al 2008), 이중 껌베이스는 껌의 탄성과 연도 등 조직감에 영향을 미친다(Douglas F 2008; Gary R 2005). 껌의 제조에 있어서 중요 인자는 껌베이스의 처리온도와 습도 및 건조열풍의 속도인데, 높은 온도에서 껌베이스를 녹이고, 이를 다시 냉각하여 모양을 만들어 껌의 바람직한 특성을 갖도록 한다. 따라서 온도변화는 껌의 질감, 탄성에 중요한 역할을 하며, 특히 껌 베이스에 사용되는 여러 재료들에 의해 제조공정과 최종품질에도 영향을 받는다.
	껌베이스가 영향을 미치는 곳은?	껌의 수분함량은 1% 이하, 수분활성도는 약 0.2 수준이며, 껌베이스 20～25%, 감미료 70～75% 및 향료 1～6%의 조성으로 배합되는데(WeltiChanes J et al 2008), 이중 껌베이스는 껌의 탄성과 연도 등 조직감에 영향을 미친다(Douglas F 2008; Gary R 2005). 껌의 제조에 있어서 중요 인자는 껌베이스의 처리온도와 습도 및 건조열풍의 속도인데, 높은 온도에서 껌베이스를 녹이고, 이를 다시 냉각하여 모양을 만들어 껌의 바람직한 특성을 갖도록 한다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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