CN102448332A - 含海藻酮糖的组合物、其制备及其用途 - Google Patents
含海藻酮糖的组合物、其制备及其用途 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及含海藻酮糖的组合物、其制备以及用途。
Description
本发明涉及含海藻酮糖(trehalulose)的组合物(即vitalose)，其制备方法以及其用法。
海藻酮糖(1-O-α-D-吡喃葡萄糖基-D-果糖)和异麦芽酮糖(isomaltulose)(帕拉金糖，6-O-α-D-吡喃葡萄糖基-D-果糖)是蔗糖的已知的结构异构体。这些异构体以少量天然存在于蜂蜜中。已知这两种异构体均为非致龋性糖。然而，它们的物理和化学性质有些不同，尤其是海藻酮糖比异麦芽酮糖更溶于水，导致它们作为食品成分的用途不同。
由例如EP 1 424 074 A1可知，异麦芽酮糖和海藻酮糖还均是杂二糖，与蔗糖相比，其在人或动物摄食者的小肠内显示降低的水解速率，由此提示了提供用于控制血糖水平(尤其是用于患有糖尿病和葡萄糖不耐症的患者)或者用于防止肥胖的营养组合物。然而，该文献并没有公开营养组合物中含有的异麦芽酮糖和海藻酮糖的具体作用和关系。
EP 0 483 755 B1公开了制备包含海藻酮糖和异麦芽酮糖的组合物的方法。特别地，使用嗜中酸假单胞菌(Pseudomonas mesoacidophila)MX-45(FERM-BP 3619)或放射形土壤杆菌(Agrobacterium radiobacter)MX-232(FERM-BP 3620)将含有蔗糖的介质转化成主要含有海藻酮糖，但还含有显著量的异麦芽酮糖的溶液。因此，所公开的方法使用嗜中酸假单胞菌或放射形土壤杆菌的α-葡萄糖基转移酶将蔗糖转化为海藻酮糖和异麦芽酮糖(其中主要获得海藻酮糖)两者的能力。
EP 0 794 259 B1公开了利用来自恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、红色栖热菌(Thermus ruber)、水生栖热菌(Thermus aquatica)或脂肪杆菌(Pimelobacter)的麦芽糖/海藻糖转化酶由蔗糖溶液产生含海藻酮糖的组合物以制备含有海藻酮糖的多糖组合物。
EP 0 091 063 A2公开了利用固定的细菌细胞(尤其是来自红色精蛋白杆菌(Protaminobacter rubrum)(CBS 574.77)的细胞)制备异麦芽酮糖的方法，其中公开的方法使用含有蔗糖的溶液，使其经受这些固定的细胞以获得主要含异麦芽酮糖但也包含海藻酮糖的组合物。
EP 1 393 637 A1公开了用于维持专注度和注意力的试剂，尤其是含所述试剂的食品和饮料。该文献公开了用于人摄食的产品，据称其由于存在包含于所述产品中的异麦芽酮糖而改善专注度和注意力。
EP 0 983 374 B1公开了用于同时产生异麦芽酮糖和/或海藻酮糖和甜菜碱的方法。
所有这些方法的目的在于产生含有海藻酮糖或异麦芽酮糖的组合物，或者甚至是纯的海藻酮糖或异麦芽酮糖，从而利用已知的生理性质，尤其是其非致龋性和在小肠中的缓慢水解速率。虽然异麦芽酮糖是用以开发适合预防和治疗超重、肥胖、糖尿病和其它与葡萄糖或胰岛素代谢相关的病症和疾病的产品的有吸引力的试剂，但仍然存在提供甚至更有效的活性成分的需要。
由于异麦芽酮糖易于结晶出来(尤其应用于含水环境中时)，因此对于多种应用，例如果冻或果汁，生产含有高含量的异麦芽酮糖的含有海藻酮糖的组合物(还被称为vitalose)是不期望的。虽然制备包含高含量海藻酮糖的组合物对于某些应用是有益的，但对于其它应用，其缺点是其严重受到抑制的结晶能力。截至目前，还没有报道获得含有海藻酮糖的组合物(即vitalose)的方法，其含有显著量的海藻酮糖和异麦芽酮糖两者，并且其可以以简单、廉价且适合商业化的方式生产，并且其提供以下优点：其组成，尤其是海藻酮糖和异麦芽酮糖的比例，可以根据所产生的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的具体应用的具体需求而调整。此外，本领域需要提供用于预防和治疗与人体或动物体内葡萄糖和/或胰岛素的代谢有关的病症和疾病的改良的方式和方法，尤其用于特定的患者组，而该特定的患者组截至目前仍被认为不适合向其提供糖类，尤其是含糖膳食。
因此，本发明的技术问题是提供改良的含海藻酮糖和异麦芽酮糖的组合物(下文称为“vitalose”或“含海藻酮糖的组合物”)，其克服了上述缺点且其尤其能够用于有益的应用，尤其是在与葡萄糖和/或胰岛素代谢相关的病症和疾病的预防和治疗中，优选用于特定的摄食者组或患者组。因此，在本发明的上下文中，术语“含海藻酮糖的组合物”和“vitalose”与含海藻酮糖和异麦芽酮糖的组合物相同，并且可交互使用。本发明的技术问题还在于提供用于以工业规模生产含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的方法，尤其是允许其以显著可变的方式生产的方法，即以允许生产优选预先选择的产品组成(优选具有具体的、优选预先选择的海藻酮糖/异麦芽酮糖比例)的方式进行生产的方法。
本发明通过独立权利要求的教导而解决了其问题。
因此，在优选的实施方式中，本发明通过提供用于制备含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的方法而解决了其技术问题，其中(a)在合适的条件下使含蔗糖的组合物与来自假单胞菌属和精蛋白杆菌属(Protaminobacter)的微生物的细胞或细胞提取物接触；和(b)产生含海藻酮糖的组合物(即vitalose)。
因此，本发明的上述方法预见到在适合将蔗糖转化为含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的条件下使含蔗糖的组合物(尤其是含蔗糖的含水介质)接受酶促活性(尤其是α-蔗糖基转移酶活性，优选包含在来自假单胞菌和精蛋白杆菌属的微生物的细胞或细胞提取物中)一段时间。在优选的实施方式中，含海藻酮糖的组合物(即vitalose)被分离并且任选地被进一步纯化，优选从而导致蔗糖的完全(即100％)转化或者几乎完全(即至少95％、96％、97％、98％或99％)的转化。所获得的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)可根据现有技术的方法和根据来自期望应用的具体需要进行进一步纯化。在优选的实施方式中，可以例如通过色谱、过滤、去离子、脱色、酶处理、催化处理和/或分馏而进一步纯化所获得的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)。
因此，本发明提供了有益的且意料不到的教导：来自假单胞菌属的微生物的细胞或细胞提取物与来自精蛋白杆菌属的微生物的细胞或细胞提取物可以同时在单个方法中一起使用以由含蔗糖的组合物产生优选其组分具有预选的且易于改变的组成的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)。有利地，本发明的教导可以产生具有宽范围的组分(尤其是海藻酮糖和异麦芽酮糖)比例的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)。特别地，来自假单胞菌和精蛋白杆菌两者的细胞或细胞提取物的组合同时使用产生了主要包含海藻酮糖和异麦芽酮糖两者的有益组合物，尤其是增甜剂组合物，下文将所述组合物称为“含海藻酮糖的组合物”(即vitalose)，并且其产生了下文详述的益处，即所述组合物显示了出乎意料的血糖(glycemic)和胰岛素(insulinemic)行为并且开启了更有益的方法及其用途，尤其在控制体重和通常的与葡萄糖和胰岛素代谢有关的病症和糖尿病中。本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)基本为非致龋性的，优选为完全非致龋性的，且具有低血糖指数和低胰岛素指数。本发明的组合物是低卡路里组合物，其适合于健康导向性摄食者并且还尤其适合于糖尿病患者，且结合了怡人的增甜作用和良好的增稠(bodying)性质，所述组合物可以有利地以固体形式制备，但也可以有利地以糖浆形式(尤其是悬浮液或溶液形式)使用。特别地，本发明的组合物在使用浓度中不结晶出来。不受限于理论，本发明的组合物具有主要归结于其各种组分的特定比例(尤其是海藻酮糖与异麦芽酮糖以及与较少的碳水化合物组分异麦芽糖、异松三糖(isomelezitose)和低聚物的比例)的组成。
在下文中，除非特别说明，否则百分比(％)表示重量％。在本发明的上下文中，如所显示的，基于组合物的干物质或组合物的总重，所有的量(尤其是组合物组分的相对量)不超过100％，优选总和为100％。
在本发明的上下文中，含蔗糖的组合物优选为含1重量％至100％，优选1重量％至99％重量％或者90重量％至100重量％蔗糖(干物质的重量％)的组合物。在尤其优选的实施方式中，含蔗糖的组合物的蔗糖含量优选为2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％、60重量％、70重量％或80重量％至98重量％，优选3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％、60重量％、70重量％或80重量％至97重量％，优选4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％、60重量％、70重量％或80重量％至96重量％，优选5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％、60重量％、70重量％或80重量％至95重量％、96重量％、97重量％、98或99重量％，优选60重量％至90重量％、优选70重量％至80重量％、优选30重量％至60重量％或优选40重量％至50重量％蔗糖(均基于组合物的干物质)。最优选地，含蔗糖的组合物的蔗糖含量为90重量％至99重量％、优选90重量％至98重量％(均基于组合物的干物质)。
在尤其优选的实施方式中，含蔗糖的组合物以液体形式使用，尤其是溶解或悬浮在含水介质中，优选含蔗糖的含水溶液或悬浮液。优选地，上述含蔗糖的组合物可以溶解或悬浮在含水介质(例如水)中，从而获得溶液或悬浮液，其包含0.1重量％至80重量％，优选40重量％至75重量％，优选40重量％至60重量％，尤其是10重量％至60重量％，优选20重量％至55重量％含包含在水中的蔗糖组合物，从而与水或含水介质加和至100％(基于溶液或悬浮液的总重)。在尤其优选的实施方式中，含蔗糖的溶液或悬浮液的蔗糖含量为0.1重量％至80重量％，优选5重量％至30重量％，20重量％至30重量％，20重量％至60重量％，30重量％至60重量％或40重量％至75重量％，优选40重量％至60重量％，尤其为10重量％至60重量％，优选20重量％至55重量％的蔗糖(基于液体溶液或悬浮液的总重)。在尤其优选的实施方式中，含蔗糖的溶液或悬浮液还可以为来自糖厂的干物质含量优选为5％至30％，优选20％至27％的稀果汁或稠果汁。还可以使用发现于糖厂的糖蜜或其它不纯的蔗糖组合物。
在本发明的上下文中，来自假单胞菌属的微生物的细胞或细胞提取物在合适的条件下适合将蔗糖转化成含海藻酮糖和异麦芽酮糖的组合物。在本发明的上下文中，来自精蛋白杆菌属的微生物的细胞或细胞提取物在合适的条件下适合将蔗糖转化成含海藻酮糖和异麦芽酮糖的组合物。因此，在本发明中，来自假单胞菌属和精蛋白杆菌属的微生物的细胞或细胞提取物是能够由蔗糖形成海藻酮糖和异麦芽酮糖的细胞或细胞提取物。
在本发明的上下文中，细胞提取物表示来自本发明所使用的微生物的一个或多个细胞的提取物或部分，例如指破碎的细胞。在尤其优选的实施方式中，细胞提取物还表示能够将蔗糖转化成海藻酮糖和异麦芽酮糖的酶或酶系统的溶液或悬浮液，尤其是含有来自假单胞菌和/或精蛋白杆菌的α-葡萄糖基转移酶(表示优选α-葡萄糖基转移酶或蔗糖-6-葡糖基变位酶(EC 5.4.99.10))的溶液或悬浮液。因此，本发明预见到细胞或细胞提取物的用途，其中在优选实施方式中，术语“细胞提取物”还表示酶，该术语还包括包含所述α-葡萄糖基转移酶的酶系统。根据本发明，可以使用微生物的完整的或破碎的细胞，其中细胞用作酶系统的载体。细胞，尤其是固定的细胞，优选为死细胞。本发明使用的酶或酶系统可以通过常规技术，例如通过溶剂萃取、弗氏压碎(French press)、冻干和/或酶促处理从微生物的细胞提取。可以使用辅助方法例如破坏细胞或者渗透冲击，以有利于提取。所提取的酶或酶系统可以进一步纯化或者可以如此使用。本发明不仅预见到天然存在的野生型酶(即来自假单胞菌和/或精蛋白杆菌的α-葡萄糖基转移酶)的使用，还预见到其遗传工程衍生物以及来自假单胞菌和/或精蛋白杆菌的遗传工程突变体的细胞的使用。
在本发明的尤其优选的实施方式中，假单胞菌属的微生物为嗜中酸假单胞菌种的微生物，优选嗜中酸假单胞菌MX-45，优选P.mesacidophilaMX-45(FERM-BP 3619，所述微生物公开于例如EP 0 483 755 B1或EP 0625 578 B1中，还以FERM 11808进行了保藏)或者可公开得自Nagai et al.(Biosc.Sci.Biotech.Biochem.58(10)，(1994)1789-1793))。在本发明的尤其优选的实施方式中，精蛋白杆菌属的微生物是精蛋白杆菌种的微生物，优选红色精蛋白杆菌CBS 574.77(红色精蛋白杆菌CBS 574.77描述在例如EP 0 091 063 A2或EP 0 625 578 B1中)。
在优选的实施方式中，适合将含蔗糖的组合物转化成含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的条件为温度10℃，优选15℃至40℃，优选10℃至37℃，优选25℃至40℃，优选30℃至40℃，优选10℃至25℃，优选15℃至30℃，18℃至26℃且最优选10℃至20℃，且尤其优选10℃至17℃。
在进一步优选的实施方式中，所述方法在pH为5.0至9.0，优选5.0至7.0，优选6.0至7.0下进行。
在进一步优选的实施方式中，并且在适合实现将蔗糖转化为含20％至100％，优选30％至95％、96％、97％、98％、99％且优选100％，优选40％至98％，优选50％、60％或70％至97％，优选50％、60％、70％或80％至98％，优选75％至98％，最优选50％至99％，最优选60％至98％、85％至100％且优选大于95％、96％、97％、98％或99％(基于蔗糖的量)的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的条件下，使含蔗糖的组合物经受来自精蛋白杆菌和假单胞菌微生物属的细胞或细胞提取物一段时间。最优选地，所获得的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)基本不含蔗糖，优选不含蔗糖。
在本发明的优选实施方式中，细胞(可以为活的或死的)或细胞提取物可以以非固定的形式使用。在进一步优选的实施方式中，细胞或细胞提取物，尤其是酶，被固定在至少一种载体上，优选固定在两种不同类型的载体上。根据该优选的实施方式，一种载体固定来自假单胞菌属的微生物的细胞或细胞提取物，另一种不同的载体固定来自精蛋白杆菌属的微生物的细胞或细胞提取物。
在尤其优选的实施方式中，来自假单胞菌属和精蛋白杆菌属的微生物的细胞或细胞提取物被共固定在同一种载体上。因此，在该实施方式中，一种且同一种载体(即优选一种类型的载体颗粒)确实含有组合在载体上或载体内的细胞或细胞提取物。
可以利用现有技术进行固定。优选地，本发明预见到使用凝胶内的捕获。还可以优选地将细胞物理吸附在内部支持物上。它们还可以优选地被共价偶联在内部支持物上或者它们可以通过使用交联剂而聚集。根据本发明，优选凝胶内的捕获。合适的凝胶物质可以为藻酸盐、聚丙烯酰胺、琼脂、黄原胶/刺槐豆胶、κ-角叉菜聚糖或κ-角叉菜聚糖/刺槐豆胶、骨胶原或醋酸纤维素。
在优选的实施方式中，本发明预见到使用细胞或细胞提取物在藻酸盐载体(尤其是藻酸钙)内的固定。优选的固定产生了惰性的三维聚合物网络，从而提供了蔗糖的向内高度扩散和高稳定性。为了在优选的实施方式中制备优选在藻酸盐凝胶中固定的细胞或细胞提取物，将优选为两个属的微生物共同的细胞或细胞提取物与可溶性藻酸盐(例如藻酸钠)的含水溶液混合。在优选的方法中，这会涉及使完整的细胞或破碎的细胞(即细胞提取物)与可溶藻酸盐成浆状。在优选的实施方式中，细胞的浓度为溶液的1重量％至90重量％，优选为溶液的10重量％至40重量％，优选为20重量％(均为净重(体积))。然后将所得的藻酸盐混合物计量供应至金属盐的溶液中，可溶性藻酸盐与所述金属盐的溶液形成凝胶，例如通过使用氯化钙产生的藻酸钙。还可以将精蛋白杆菌属的微生物与假单胞菌属的微生物分别固定并在以后的阶段中在蔗糖转化开始前将两种分别固定的微生物混合。
通过计量供给浆状物或作为离散小滴的其它藻酸盐混合物，在优选的实施方式中可以产生捕获有细胞或细胞提取物的凝胶的球形颗粒。优选所述颗粒的尺寸可以变化，其中优选尺寸为直径3至5的颗粒。在进一步优选的实施方式中，还可以将细胞或细胞提取物固定在凝胶块、凝胶绳或微纤维性颗粒中。还可以使细胞或细胞提取物吸附在DEAE-纤维素上或通过用例如戊二醛(glutaraldehyd)使细胞或细胞提取物交联。
在本发明尤其优选的实施方式中，预见到在本发明的方法中采用特定的比例，尤其是假单胞菌和精蛋白杆菌的细胞或细胞提取物的酶活性比例或重量比。在尤其优选的实施方式中，提供了用于产生含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的方法，其中假单胞菌与精蛋白菌的细胞或细胞提取物的重量比或酶活性比例为10∶1至1∶10，尤其是8∶1至1∶8，5∶1至1∶5，3∶1至1∶3，2∶1至1∶2且尤其是1∶1。在本发明进一步优选的实施方式中，提供了用于产生含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的方法，其中假单胞菌与精蛋白菌的重量比或酶活性比例为10∶1至1.1∶1，8∶1至1.1∶1，5∶1至1.1∶1，3∶1至1.1∶1，优选2∶1至1.1∶1。在本发明进一步优选的实施方式中，提供了用于产生含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的方法，其中假单胞菌与精蛋白菌的重量比或酶活性比例为1∶1.1至1∶10，1∶1.1至1∶8，1∶1.1至1∶5，1∶1.1至1∶3，1∶1.1至1∶2。在尤其优选的实施方式中，提供了根据以上的方法，其中来自假单胞菌与精蛋白菌的细胞或细胞提取物的重量比或酶活性比例不同于1∶1的比例，特别地，其中所述比例大于1(即＞1∶1)或小于1(即＜1∶1)。
本发明的方法优选以连续过程、不连续过程进行，优选以分批操作或半连续过程进行。所述方法可优选在固定床反应器中进行。所述方法可以优选在反应釜、生物发酵罐或槽中，优选在机械搅拌下进行。
在一个进一步的实施方式中，将固定的细胞或细胞提取物加载至柱中，且使基质(即含蔗糖的溶液或悬浮液)通过所述柱，从而在流出液中收集含海藻酮糖的组合物。优选可以采用平行的数个柱，例如在旋转式传送带(carrousel)上。
本发明还提供了尤其是根据前述任一方法获得的或可获得的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)，其包含海藻酮糖和异麦芽酮糖。特别地，组合地且同时地使用来自假单胞菌属和精蛋白杆菌属的微生物的细胞或细胞提取物有利地将含蔗糖的组合物转化为特定的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)。作为天然的、基本非致龋性的、低胰岛素性的和低血糖性的增甜剂组合物，所述组合物提供本文所公开的生理学上有益的性质并且同时提供了蔗糖样的时间和味道谱，这在单独含异麦芽酮糖或海藻酮糖的组合物中没有发现。优选地，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)以液体形式使用，尤其是以糖浆形式使用，有利地，其在尤其优选的实施方式中不结晶出来。本发明的含海藻酮糖和海藻酮糖的组合物(即vitalose)在含水介质中具有良好的溶解性，使其可具有尤其宽范围的应用。
在本发明的上下文中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)是主要包含海藻酮糖和异麦芽酮糖且还包含特别是异麦芽糖、异松三糖、DP(聚合度)大于或等于3的碳水化合物低聚物和任选的葡萄糖、果糖和/或蔗糖的次要成分的组合物。在本发明的一个实施方式中，预见到除去一种、多种或所有次要组分，例如异麦芽糖、异松三糖和/或低聚物。在一个实施方式中，本发明的增甜剂组合物显示比单独含海藻酮糖或异麦芽酮糖的增甜剂组合物更多的蔗糖样时间和/或蔗糖样味道谱。本文所用的措辞“蔗糖样特征”、“蔗糖样味道”、“蔗糖样甜味”和“蔗糖样”为同义词并且总是被理解为与蔗糖有关。蔗糖样特征包括类似于蔗糖的特征的任何特征，并且包括但不限于最大响应、味道谱、时间谱、适应行为、口感、浓度/响应功能行为、促味剂和味道/甜味的相互作用、空间模式选择性和温度作用。通过专家感觉团对蔗糖和包含海藻酮糖和/或异麦芽酮糖的组合物的评价决定特征是否更像蔗糖、异麦芽酮糖或海藻酮糖。这种评价对包含海藻酮糖和/或异麦芽酮糖的组合物的特征与包含蔗糖的组合物的特征的类似性进行定量。
在本发明尤其优选的实施方式中，根据本发明制备的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含适合获得本文描述的有利的生理性质(尤其是在摄食者血液中诱导的低胰岛素应答)的海藻酮糖含量。在尤其优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含海藻酮糖和异麦芽酮糖，其各自的含量使得所述组合物适合于获得本文描述的有利的生理性质，即在摄食者血液中诱导的低胰岛素应答。在本发明的尤其优选的实施方式中，本发明的用于人或动物摄食的产品包含本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)，其含量适合于在摄食者体内获得本文描述的有利的生理性质，尤其是在摄食者血液中诱导期望的低胰岛素应答。
在尤其优选的实施方式中，根据本发明制备的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含20重量％至95重量％，优选30重量％至90重量％，优选25重量％至75重量％，优选40重量％至80重量％并且尤其30重量％至70重量％，优选35重量％至65重量％，优选45重量％至70重量％的海藻酮(基于组合物的干物质)。最优选地，含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含70重量％至80重量％，优选65重量％至78重量％的海藻酮糖。优选地，组合物的余量与异麦芽酮糖，或者任选地与异麦芽酮糖和0.1重量％至1重量％、2重量％、3重量％或4重量％的次要成分加和至100％。
在进一步优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含8重量％、10重量％、20重量％、30重量％或35重量％至50重量％，尤其是9重量％至40重量％，优选9重量％至30重量％，优选22重量％至35重量％，优选20重量％至40重量％，优选20重量％至30重量％，优选18重量％至27重量％且最优选20重量％至25重量％的异麦芽酮糖(基于组合物的干物质)。优选地，组合物的余量与海藻酮糖，或者任选地与海藻酮糖和0.1重量％至1重量％、2重量％、3重量％或4重量％的次要成分加和至100％。
在本发明进一步优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含0.0重量％，优选0.1重量％至2.0重量％，0.1重量％至1.5重量％，优选0.1重量％至1.0重量％，优选0.1重量％至0.4重量％的葡萄糖。
在本发明进一步优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含0.0重量％，优选0.1重量％至2.0重量％，0.1重量％至1.5重量％，优选0.1重量％至1.0重量％，优选0.1重量％至0.4重量％的果糖。
在本发明进一步优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含0.0重量％，优选0.1重量％至2.0重量％，0.1重量％至1.5重量％，优选0.1重量％至1.0重量％，优选0.1重量％至0.4重量％的异麦芽糖。
在本发明进一步优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含0.0重量％，优选0.1重量％至2.0重量％，0.1重量％至1.5重量％，优选0.1重量％至1.0重量％，优选0.1重量％至0.4重量％的异松三糖。
在本发明进一步优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含0.0重量％，优选0.1重量％至2.0重量％，0.1重量％至1.5重量％，优选0.1重量％至1.0重量％，优选0.1重量％至0.4重量％的碳水化合物低聚物，优选其DP≥3。
在本发明进一步优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含70重量％至80重量％的海藻酮糖和20重量％至30重量％的异麦芽酮糖。在尤其优选的实施方式中，含海藻酮糖的组合物(即vitalose)不包含除异麦芽酮糖和海藻酮糖外的任何其它成分。在另一个优选的实施方式中，根据本发明制备的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)包含70重量％至80重量％的海藻酮糖和20重量％至30重量％的异麦芽酮糖以及基于组合物的干物质加和至100重量％的选自异麦芽糖、异松三糖和碳水化合物低聚物的一种或多种碳水化合物，优选所述碳水化合物的总量为1重量％至6重量％、1重量％至5重量％、1重量％至4重量％并且最优选1重量％至3重量％(基于组合物的重量)。在进一步优选的实施方式中，含海藻酮糖的组合物(即vitalose)还包含异麦芽糖、异松三糖、葡萄糖、果糖、蔗糖和碳水化合物低聚物，优选全部加和至100重量％(DM)，优选其和为1重量％至6重量％、1重量％至5重量％、1重量％至4重量％并且最优选1重量％至3重量％(基于组合物的重量)。
在本发明优选的实施方式中，预见到除去所获得的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的一种或多种次要成分，优选由蔗糖、葡萄糖、果糖、异麦芽糖、异松三糖和碳水化合物低聚物组成的组中的一种或多种，最优选由葡萄糖、果糖和蔗糖组成的组中的一种或多种。在优选的实施方式中，所述除去可以通过本领域已知的方法进行，例如通过过滤、色谱(如阴离子和/或阳离子交换色谱)和酶促(例如转化酶)或催化裂解。优选地，可以进行炭和/或树脂处理。因此，在尤其优选的实施方式中，可以产生不含葡萄糖、果糖和蔗糖的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)，其是完全非致龋性的且产生尤其低的血糖指数和胰岛素指数。
在本发明进一步优选的实施方式中，提供了用于人或动物摄食的产品，其包含本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)和至少一种添加剂。
在本发明优选的实施方式中，用于人或动物摄食的产品包含0.02重量％至3.0重量％，尤其是0.02重量％至1.0重量％，优选0.02重量％至0.5重量％的至少一种添加剂，和加和至100重量％的一定量的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)，尤其是97重量％至99.98重量％，优选99.0重量％至99.98重量％，尤其是99.5重量％至99.98重量％的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)(均基于干物质)。优选地，优选地以0.02重量％至3.0重量％的量包含在产品中的至少一种添加剂为(a)甜叶菊(stevia)提取物或甜菊糖苷(steviolglycoside)，(b)甜叶菊提取物或甜菊糖苷和乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物的至少一种，或(c)乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物的至少一种。
在本发明优选的实施方式中，所述用于人或动物摄食的产品包含3重量％至95重量％、优选5重量％至95重量％、优选20重量％至95重量％、优选5重量％至90重量％、优选10重量％至90重量％、优选20重量％至80重量％、优选7重量％至70重量％、最尤其是40重量％至60重量％的本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)，和5重量％至97重量％、优选5重量％至95重量％、最优选5重量％至80重量％、优选余量加和至100重量％的至少一种添加剂(均基于总产品的干物质)。
在本发明优选的实施方式中，所述添加剂是高强度的增甜剂，优选至少一种甜叶菊提取物或甜菊糖苷，尤其是莱鲍迪甙(rebaudioside)，优选莱鲍迪甙A(Reb A，CAS no.58543-16-1，C44H70O23)。最优选地，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)与作为添加剂的Reb A存在于用于人或动物摄食的产品中。
例如，特别的实施方式也可以包含甜菊糖苷的组合。
可以组合或不组合的合适的甜菊糖苷的非限制性实例包括莱鲍迪甙A、莱鲍迪甙B、莱鲍迪甙C、莱鲍迪甙D、莱鲍迪甙E、莱鲍迪甙F、杜尔可甙(dulcoside)A、杜尔可甙B、甜茶甙(rubusoside)、卡哈苡甙(stevioside)(CAS no.57817-89-7，C38H60O18)或卡哈苡双糖甙(steviolbioside)。根据本发明的尤其期望的实施方式，高强度增甜剂的组合包含莱鲍迪甙A与莱鲍迪甙B、莱鲍迪甙C、莱鲍迪甙E、莱鲍迪甙F、卡哈苡甙、卡哈苡双糖甙、杜尔可甙A或其组合的组合。对于化学命名，参见the 68th JECFA meeting(2007)published in FAO JECFA Monographs 4(2007)。
在尤其优选的实施方式中，用作本发明的高强度增甜剂添加剂的甜菊糖苷为由卡哈苡甙、莱鲍迪甙A、莱鲍迪甙C、杜尔可甙A、甜茶甙、卡哈苡双糖甙和莱鲍迪甙B组成的组的至少一种。
在本发明尤其优选的实施方式中，本发明中使用的高强度增甜剂为Reb A、莱鲍迪甙B、莱鲍迪甙C、杜尔可甙A、甜茶甙、卡哈苡双糖甙和卡哈苡甙的混合物，其包含至少95重量％的所述甜菊糖苷(基于增甜剂组合物的干物质)。
在本发明尤其优选的实施方式中，使用包含莱鲍迪甙A的高强度增甜剂，其中莱鲍迪甙A的含量为增甜剂组合物干重的至少97重量％，优选为＞97重量％。
根据尤其期望的实施方式，高强度增甜剂包含莱鲍迪甙A、卡哈苡甙、莱鲍迪甙B、莱鲍迪甙C和莱鲍迪甙F的混合物；其中莱鲍迪甙A以基于高强度增甜剂混合物的总重的约75重量％至约85重量％的量存在于高强度增甜剂的混合物中，卡哈苡甙以约1重量％至约6重量％的量存在，莱鲍迪甙B以约2重量％至约5重量％的量存在，莱鲍迪甙C以约3重量％至约8重量％的量存在，并且莱鲍迪甙F以约0.1重量％至约2重量％的量存在。
根据尤其优选的实施方式，所使用的莱鲍迪甙A的纯度可以为约50％至约100％，约70％至约100％，约80％至约100％，约90％至约100％，约95％至约100％，约95％至约99.5％，约96％至约100％，约97％至约100％，约98％至约100％和约99％至约100％。根据尤其优选的实施方式，在粗莱鲍迪甙A结晶时，基本纯的莱鲍迪甙A组合物包含的莱鲍迪甙A的纯度基于干重大于约95重量％至约100重量％。在其它优选的实施方式中，基本纯的莱鲍迪甙A包含的莱鲍迪甙A的纯度基于干重水平大于约97重量％至约100重量％，大于约98重量％至约100重量％，或者大于约99重量％至约100重量％。
在本发明进一步优选的实施方式中，添加剂为乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物中的至少一种。根据本发明，这些基于乳糖酸的添加剂的使用提供了掩盖或降低另外甜的化合物的苦异味的优势并且提供了增强甜味作用。
因此，乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物能够掩盖例如苦味。本发明的一个优选的实施方式是苦味的掩盖，这尤其可归因于甜叶菊提取物或甜菊糖苷(例如莱鲍迪甙A)，其中乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物与已知显示苦异味的本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)和甜叶菊提取物或甜菊糖苷(如Reb A)组合使用。
因此，优选地，含海藻酮糖的组合物(即vitalose)与甜叶菊提取物或甜菊糖苷(尤其是莱鲍迪甙，特别是莱鲍迪甙A)以及另外的添加剂(尤其是乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物的至少一种)组合。
在优选的实施方式中，用于人或动物摄食的产品因此包含本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)和至少两种添加剂，即甜叶菊提取物或甜菊糖苷(尤其是Reb A)和乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、盐或其混合物中的至少一种。这种产品显示与传统的蔗糖或基于蔗糖/葡萄糖的产品类似的增甜能力，但具有本文公开的在生理性上有益的性质并且不显示已知归因于传统人造增甜剂的任何不利的感官或味道特点。特别地，这种产品提供高营养价值且甚至是治疗价值以及特征的蔗糖样谱(尤其是蔗糖样味道和甜味)。
可以掺入至食品组合物中以受益于其风味增强和/或掩盖性质的乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物的量可以在宽范围内改变，并且优选为基于所述食品组合物总量的0.01重量％至90重量％。优选地，掺入至食品组合物的乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物的量为基于食品组合物总量的至少0.05重量％、0.10重量％、0.25重量％、0.50重量％或1.00重量％。优选地，掺入至食品组合物的乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物的量为基于食品组合物总量的至多95重量％、85重量％、75重量％、65重量％、55重量％、45重量％、40重量％、35重量％、30重量％、25重量％、20重量％、15重量％或10重量％。5重量％或10重量％至90重量％量的乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物的剂量常常适合于用在浓缩物、餐桌增甜剂和盐取代物中。此外，发现乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物的所述高剂量可与其作为载体(例如香味载体)的用途有关。
如果使用乳糖酸本身，则其可导致形成乳糖酸-δ-内酯。在此情况下，通过特定的使用条件至少部分地确定乳糖酸和乳糖酸-δ-内酯的比例。以此类推，使用乳糖酸-δ-内酯本身，可导致乳糖酸的形成。乳糖酸-δ-内酯或乳糖酸的所述形成和随后的存在被理解为是根据本发明的用途。
如果在优选的实施方式中使用乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯和乳糖酸盐的混合物，则混合物中的乳糖酸和乳糖酸-δ-内酯之和与乳糖酸盐的重量比优选为1∶10和10∶1之间。
在本发明进一步的实施方式中，所述添加剂选自由酸性调味剂(acidicflavour)、水果味调味剂(fruit flavour)、甜味剂(sweet flavour)、咸味调味剂(savoury flavour)、盐咸味调味料(salty flavour)、高强度增甜剂、糖醇、舒可慢(sucromalt)、核糖、塔格糖、海藻糖、有机酸(例如柠檬酸或乳酸)、水果提取物、填充型增甜剂(bulk sweetener)、纤维、益生元剂、增稠剂、维生素、矿物质、防腐剂、水果制品、食用色素、液体介质(例如水或牛奶)和治疗剂组成的组。
在本发明进一步优选的实施方式中，所述添加剂选自由肌酸、多酚、L-肉碱、ω-3-多不饱和脂肪酸、ω-6-多不饱和脂肪酸、绿茶提取物、EGCG(表没食子儿茶素没食子酸酯)、氨基酸和peptopro(其为预消化的衍生自酪蛋白的乳蛋白)组成的组。
在进一步尤其优选的实施方式中，作为高强度增甜剂，可以使用阿斯巴甜、莫内林(monellin)、布拉奇因(brazzeine)、甜蜜素(cyclamate)、纽甜(neotame)、乙酰磺胺酸钾(acesulfam K)、甘草甜素(glycyrrhicine)、糖精、三氯蔗糖、阿力甜(alitame)、新橙皮苷二氢查尔酮(neohesperidine-dihydrochalcone)、甜菊糖苷、Reb A或索马甜(thaumatin)。
因此，含海藻酮糖的组合物(即vitalose)还可以与添加剂组合，所述添加剂为至少一种糖醇，优选自由巴糖醇(isomalt)、巴糖醇ST、巴糖醇GS、甘露醇、山梨醇、木糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇或麦芽糖醇组成的组。
在优选的实施方式中，作为添加剂，可以使用纤维，优选可溶性纤维，尤其是抗性糊精、抗性麦芽糊精，例如nutriose、果胶(pectine)、角叉菜聚糖、大米淀粉、大米糖浆、聚葡萄糖、低聚糖(例如低聚半乳糖或低聚果糖)或果聚糖(例如菊糖)。
在本发明进一步优选的实施方式中，所述添加剂为含色氨酸的肽组合物，尤其是含色氨酸的肽或色氨酸本身。在优选的实施方式中，所述含色氨酸的肽组合物包含至少两种不同的含色氨酸的肽，优选水溶性肽。在尤其优选的实施方式中，所述含色氨酸的肽为二肽或三肽。在尤其优选的实施方式中，包含vitalose和含色氨酸的肽组合物的食品、饲料或药物产品包含0.5重量％至5重量％，优选0.9重量％至3.5重量％(干重)的含色氨酸的肽组合物。在本发明尤其优选的实施方式中，此种产品尤其用于改善个体的心理表现。
本发明还提供了用于人和动物摄食的产品，其为食品、动物饲料或药物产品。本发明的产品优选为糖果、糖果填充物、软焦糖、硬焦糖、软糖、酸乳酪、焙烤产品、口香糖、冰淇淋、乳产品、果冻、饮料、浓缩果汁、水果制品、橘子酱(marmelade)或思慕昔(smoothie)。优选地、所述产品为水果制品、果汁、果冻或软糖。所述饮料可以优选为啤酒、果汁、乳饮品、软饮料、等渗饮料、高渗饮料、可可饮料、大米饮料、大豆饮料、无酒精饮料、具有对热和pH稳定的渗透压的饮料、能量饮料或运动饮料。
在本发明优选的实施方式中，用于人或动物摄食的产品为饮料，尤其是这样的饮料：其包含至少1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％、60重量％或70重量％的任选地包含至少一种添加剂的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)，以及至多10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％、60重量％、70重量％、75重量％或80重量％(均基于饮料的总重)的本发明的任选地包含至少一种添加剂的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)，余量为液体介质，尤其是含水溶液或乳溶液(例如水或牛奶)。在尤其优选的实施方式中，所述饮料包含1％至30％，优选2％至25％，最优选3％至15％(均基于饮料的总重)的本发明的任选地包含至少一种添加剂的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)，余量为液体介质，尤其是含水溶液或乳溶液(例如水或牛奶)。因此，在优选的实施方式中，所述饮料可以包含一种或多种上述添加剂，尤其是(a)甜叶菊提取物或甜菊糖苷(优选Reb A)，或(b)乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物，或者两者(即(a)和(b))。在本发明尤其优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)或包含本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的产品除了所述含海藻酮糖的组合物(即vitalose)本身外不包含任何进一步的增甜剂。在本发明进一步优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)或包含所述组合物的产品除了包含在所述含海藻酮糖的组合物(即vitalose)内的糖外，不含任何其它的糖。
在本发明进一步优选的实施方式中，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)或包含本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的产品不含高强度增甜剂，不含糖替代剂(例如糖醇)，或者不含这两者。在本发明尤其优选的实施方式中，含海藻酮糖的组合物(即vitalose)或含有所述组合物的产品不含山梨醇，不含甘露醇，不含乳糖醇，不含麦芽糖醇，不含木糖醇，不含赤藓糖醇或者不含其中的两种、三种、四种、五种或所有。
本发明还涉及本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)或海藻酮糖本身用于制备用于人或动物摄食的产品的用途，其中所述产品能够并且被设计用于在摄食者体内葡萄糖的持续释放和用于同时引发(在本文还称为诱导)低的血液胰岛素应答，尤其是引发显著低于异麦芽酮糖独自引发的胰岛素应答的胰岛素应答。
本发明还涉及上述用途，其中所述产品是药物产品。
本发明涉及用于治疗与葡萄糖或胰岛素代谢相关的病症或疾病的方法，其中将所述产品应用于有此需要的个体，由此引发低的胰岛素应答和葡萄糖的持续释放。
本发明涉及上述方法，其中所述与葡萄糖或胰岛素有关的病症或疾病选自由糖尿病、代谢综合征、葡萄糖不耐症、胰岛素抗性、多脂(adipositas)、肥胖、高脂血症、癌症(尤其是结肠癌)、肝疾病、胰岛素敏感性和动脉粥样硬化(arthroscleroses)组成的组。
本发明因此也基于以下意料之外的发现：在被人或动物摄食者摄取后，海藻酮糖提供了与异麦芽酮糖相比提高的血液葡萄糖水平，并且同时在血液中引发了与异麦芽酮糖相比较低水平的胰岛素。因此，虽然异麦芽酮糖和海藻酮糖两者均为低血糖性糖，但海藻酮糖意外地且有利地提供了在摄取后在人或动物体内提供与异麦芽酮糖相反的更高水平的血液葡萄糖水平，并且同时引发与异麦芽酮糖相反的较低的胰岛素应答(即血液中较低的胰岛素水平)的优势。因此，海藻酮糖是具有低GI(血糖指数)，提供极低胰岛素应答(即提供非常低II(胰岛素指数))的尤其低致血糖性试剂。
在本发明的上下文中，“低胰岛素应答”是由海藻酮糖诱导的并且比由异麦芽酮糖诱导的胰岛素应答低的胰岛素应答。本发明因此提供了意料之外的教导：异麦芽酮糖和海藻酮糖两者均具有低GI并且海藻酮糖具有尤其低的胰岛素指数(II)，这表示提供了低胰岛素应答，即比异麦芽酮糖低的胰岛素应答。本发明因此开启了海藻酮糖和含海藻酮糖的组合物的新的有利的方法和应用，其使用上述的发现。特别地，本发明提供了以下教导：使用海藻酮糖或含海藻酮糖的组合物(即vitalose)用于制备尤其用于人和动物摄食的产品，与单独含异麦芽酮糖的食品相比，所述产品经设计并适合提供葡萄糖的持续释放并同时仅引发低胰岛素应答。因此，本发明的食品目标在于降低血液中的胰岛素水平并帮助防止和治疗肥胖症、超重、多脂、慢性糖尿病和其它与葡萄糖和胰岛素有关的疾病或病症。
因此，与已知的组合物(尤其是单独或主要包含异麦芽酮糖的组合物或产品)相比，本发明的包含上述量的海藻酮糖的组合物或食品由于其低的胰岛素指数等而出乎意料地有益。因此，本发明提供了技术教导，从而具体地使用并调整组合物、食品或治疗方法中的海藻酮糖含量，以便完全或部分代替其它增甜剂(尤其是蔗糖、葡萄糖和/或异麦芽酮糖)，从而提供这样的食品组合物或疗法：其供应相当高数量的葡萄糖并由此在摄食者的血液中提供非常低的胰岛素应答。因此，本发明提供了有益的教导：为了某水平的能量供应，使摄食者负担相当低的胰岛素性负荷，或者反之，通过使用本发明的具体教导(即海藻酮糖提供与异麦芽酮糖相反的极低的血糖指数和相当高的对摄食者的葡萄糖供应的特定性质)，以某一胰岛素性负荷向摄食者供应较高量的能量。
本发明因此还提供了用于治疗与葡萄糖或胰岛素代谢有关的疾病状况或疾病的产品、用途和方法，其中以适合产生期望作用的量将本发明的产品应用于有此需要的个体，尤其是人或动物，由此引发低胰岛素应答和持续的葡萄糖释放。在本发明的上下文中，与葡萄糖或胰岛素代谢相关的疾病选自由糖尿病(尤其是II型慢性糖尿病(diabetes mellitus，type II))、代谢综合征、葡萄糖不耐症、胰岛素抗性、胰岛素敏感、多脂、肥胖、高脂血症、癌症、肝疾病、结肠癌和超重组成的组。本发明还提供了以下教导：使用本发明的海藻酮糖或含海藻酮糖的组合物(即vitalose)提高身体和心理表现，增加脂肪消耗和氧化，控制血糖水平和胰岛素水平，调动游离脂肪酸并降低糖原的消耗。
本发明提供了有利的教导：本发明的海藻酮糖或含海藻酮糖的组合物(即vitalose)能够连续为摄食者的身体(尤其是脑、神经、血液和肌细胞)提供延长且持续时间的水平甚至比异麦芽酮糖所提供的高的葡萄糖，同时(尤其是与异麦芽酮糖相比)诱导相当低的胰岛素应答。因此，为身体提供长久且持续的能量供应，避免身体和心理表现的降低并且提高身体和心理忍耐力、状况和活动性，同时降低糖原储量的消耗并支持体重控制和体重降低。
本发明还涉及用于预防和治疗牙齿疾病，尤其是斑块形成或牙齿缺陷(尤其是龋齿)的方法，其中将本发明的产品或组合物以适合获得期望的作用的量应用于有此需要的个体。特别地，本发明(根据其将本发明的产品或组合物应用于有此需要的个体)降低摄食者口腔内的斑块的形成。因此，本发明提供了用于改善牙齿健康的方法。
在进一步优选的实施方式中，本发明涉及用于改善心理和/或身体状况(尤其是忍耐力)的方法，其中将本发明的产品或组合物以适合获得期望的作用的量应用于有此需要的个体。因此，在尤其优选的实施方式中，本发明提供了用于改善有此需要的个体的忍耐力的方法，从而在尤其优选的实施方式中降低糖原消耗。
在进一步优选的实施方式中，本发明涉及用于改善(优选提高)有此需要的个体的脂肪氧化的方法，从而将本发明的产品或组合物以适合获得期望的作用的量应用于有此需要的个体。此外，本发明还涉及用于控制体重的方法，其中将本发明的组合物或产品应用于有此需要的个体。
在尤其优选的实施方式中，本发明提供了用于降低患者的呼吸比(RQ＝消除的CO2/消耗的O2)的方法，其中在身体锻炼之前、之中或之后以适合获得期望的作用的量将本发明的产品或组合物应用于有此需要的个体。
使用本发明的产品和组合物的所有方法都可以是治疗性或非治疗性方法，例如与化妆有关的、与活性相关的、运动或生活方式引导性的方法。
进一步优选的实施方式是从属权利要求的主题。
下文将通过实施例和附图对本发明进行描述。附图显示：
图1至6显示了本发明的利用不同比例的嗜中酸假单胞菌(Pseudomonas mesacidophila)和精蛋白杆菌将含蔗糖的组合物转化至含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的图示；
图7至14图示了与常规含蔗糖的果冻相比，根据本发明制备的果冻的硬度和粘结性；
图15显示了摄入者在摄入异麦芽酮糖和海藻酮糖后的血液葡萄糖水平；和
图16显示了摄入者在摄入异麦芽酮糖和海藻酮糖后的血液胰岛素水平。
实施例1：vitalose的制备
A.精蛋白菌生物催化剂的制备
用10ml无菌营养基质(由来自糖工厂的8kg浓果汁(干物质含量为65％)、2kg玉米浸液、0.1kg(NH4)2HPO4和89.9kg蒸馏水组成，如果需要的话调整至pH 7.2)清洗细胞，以洗掉红色精蛋白杆菌(CBS 574.77)株的次培养基。将该悬浮液用作接种体用于在含上述组合物的200ml营养溶液的1L烧瓶内振荡预培养。
在29℃下孵育30小时后，在每一情况下向含18L上述组合物的营养溶液的30L小发酵罐接种10瓶(总含量为2L)并在29℃下利用每分钟20L空气和350rpm搅拌速度进行培养。
在生物数量达到高于5×109生物/ml后，停止培养，通过离心从发酵溶液收集细胞，将其悬浮在浓度为2％的藻酸钠溶液中并通过将所述悬浮液逐滴加入至浓度为2％的氯化钙溶液中而固定。
用水洗涤所产生的固定珠。该生物催化剂可以在+4℃储藏数周。
B.假单胞菌生物催化剂的制备
为了制备该生物催化剂，用10ml无菌营养基质(由来自糖工厂的8kg浓果汁(干物质含量为65％)、2kg玉米浸液、0.1kg(NH4)2HPO4和89.9kg蒸馏水组成，如果需要的话调整至pH 7.2)清洗细胞，以洗掉嗜中酸假单胞菌MX-45(FERM BP 3619)株的次培养基。将该悬浮液用作接种体用于在含200ml营养溶液的1L烧瓶内振荡预培养。
在29℃下孵育30小时后，在每一情况下向含18L上述组合物的营养溶液的30L小发酵罐接种10瓶(总含量为2L)并在29℃下利用每分钟20L空气和350rpm搅拌速度进行培养。
在生物数量达到高于5×109生物/ml后，停止培养，通过离心从发酵溶液收集细胞，将其悬浮在浓度为2％的藻酸钠溶液中并通过将所述悬浮液逐滴加入至浓度为2％的氯化钙溶液中而固定。用水洗涤所产生的固定珠。该生物催化剂可以在+4℃储藏数周。
C.vitalose的制备
以1∶1的重量比将A)中获得的固定的细胞与B)中获得的固定的细胞混合并一起装填在可以自动调温并且温度自动调节为25℃至30℃的柱反应器中，使DM(干物质)含量为35％至45％的蔗糖溶液持续通过。调整该情况下的流速从而使所使用的至少97％的蔗糖被转化成期望的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)。
从柱反应器中出现的含海藻酮糖的组合物的HPLC分析表明以下组成：
D.剩余蔗糖的任选除去
如以下所述，通过在荷载有H+离子的强酸性阳离子交换物中处理或者利用合适的酶在柱反应器中处理，从以该方法获得的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)中任选地除去剩余蔗糖。
i)在强酸性阳离子交换物上除去剩余的蔗糖
将100cm3强酸性阳离子交换物(例如Lewatit
OC 1052)装填在温度自动调节至60℃且通过已知方法用HCl再生而荷载有H+离子的合适的玻璃柱中。
将实施例1C中获得的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)以100cm3·h-1的流速泵送通过以该方式制备的阳离子交换柱。在柱出口获得的产物具有以下组成(HPLC)：
ii)或者，利用固定的转化酶(例如来自NOVO NORDISK A/SCopenhagen的SP 362)进行剩余蔗糖的去除。将对应于33cm3床体积的11g所述固定的酶装填在温度调整至60℃的合适的玻璃柱中。
以210cm3·h-1流速将从实施例1C获得的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)连续泵送通过该柱。
从“转化酶柱”出现的产品的HPLC分析表明了如以上1D i)部分所示的组成。
在两者情况下，剩余的蔗糖被完全裂解成葡萄糖和果糖。这些单糖的含量相对较高，而含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的其它组分不变。
还可以除去葡萄糖和果糖，从而获得完全非致龋性增甜剂。
实施例2：用不同比例的假单胞菌和精蛋白杆菌转化蔗糖
在该实施例中，分析了嗜中酸假单胞菌MX-45(FERM BP 3619)和红色精蛋白杆菌CBS 574.77的不同比例对产品组成的影响。
为了制备含水介质形式的含蔗糖的组合物，通过制备1.58g/l乙酸钙的水溶液(用乙酸调整至pH 5.5)而制备第一溶液A。然后，通过加入达1L的溶液A至1.4602mol/l蔗糖(对应于500g蔗糖)而制备溶液B。
如实施例1A和1B所述，单独培养两种微生物株(即嗜中酸假单胞菌MX-45和红色精蛋白杆菌CBS 574.77)。在生物量均达到高于5×109生物/ml后，停止两种微生物的培养，通过离心收集细胞并一起集中在浓度为2％的藻酸钠溶液中，并通过将所述悬浮液逐滴加入至浓度为2％的氯化钙溶液中而一起固定。由以下明显可知用于将两种微生物株组合在由此制备的藻酸盐珠上的重量比例，即假单胞菌与精蛋白菌的比例为1∶2、1∶1和2∶1。
将按照所示制备的5g生物催化剂与50ml的溶液A混合并保持在室温下3小时。
通过将以上制备的生物催化剂的悬浮液在搅拌反应器中与以上制备的200ml的含蔗糖的溶液B在20℃下混合，开始蔗糖的转化。
在第一组实验中使用生物催化剂，其中载体上的整个微生物荷载中，33％为嗜中酸假单胞菌MX-45，67％为红色精蛋白菌(基于总微生物荷载的重量的百分数)。在第二组实验中，50％的总微生物荷载为MX-45，50％为红色精蛋白菌(基于总微生物荷载的重量的百分数)。在第三组实验中，67％的总微生物荷载为MX-45，33％为红色精蛋白菌(基于总微生物荷载的重量的百分数)。
在5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟、30分钟、35分钟和60分钟、3小时和20.5小时后采样。将所采的样品冷却、过滤、稀释至浓度为10°Bx(brix，10g于100g溶液中)并通过HPLC分析。
结果示于图1至6中。
从图1至6可以看出，本发明的方法导致蔗糖完全或几乎完全转化成含海藻酮糖的组合物(即vitalose)。
特别地，可以看出根据所固定的两种不同微生物株的细胞之间的特定重量比例，可以获得海藻酮糖与异麦芽酮糖的不同比例。特别地，使用的嗜中酸假单胞菌越多，产品组合物中的海藻酮糖含量越高，而红色精蛋白菌比例越高，所得产品中的异麦芽酮糖含量越高。特别地，数据显示，可以(且有利地)同时使用两种微生物和两种酶营养物一起用于转化，并且不对整体转化产生不良作用。
实施例3：多种果冻的制备
以下，制备将蔗糖和葡萄糖的混合物用作增甜剂的四种果冻配方和使用本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的四种配方。在储藏和TPC分析方面比较测定所制备的果冻。
3A：配方
图例：
样品1至4号：蔗糖/葡萄糖组合物
样品5至8号：本发明的vitalose(含海藻酮糖的组合物)
样品5至8的组合物：
3B：TPA-分析
在比较测试中，对在以上实施例3A中制备的样品进行详细分析，即比较包含多种增稠剂(果胶、白明胶、淀粉和/或阿拉伯树胶)的蔗糖/葡萄糖组合物与含海藻酮糖的组合物(即vitalose)。
i)TPA-分析(硬度、粘结性)
ii)在封闭的PE(聚乙烯)袋中于25℃储藏8周。
用于TPA测试和储藏行为的分析之间的间隔为0(开始储藏)、1周、2周、4周、8周。
在所有的果冻配方中，蔗糖和葡萄糖的传统增甜剂组合可成功地被本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)替代。使用含海藻酮糖的组合物(即vitalose)的制备与蔗糖/葡萄糖组合物完全相同。在制备过程中，尤其当烹饪果冻时，没有观察到海藻酮糖的降解。
从图7至14给出的结果明显可知，硬度和粘结性的TPA测定显示，由本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)制备的果冻等同于或非常类似于传统的基于蔗糖/葡萄糖的产品。储藏行为也是可以比较的。在冰箱温度(即7℃)下的储藏显示尤其好的稳定性和延长的保质期。
因此，这些结果显示，在制备和产品性质这两方面，本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)可代替传统使用的蔗糖/葡萄糖增甜剂用在果冻中，另外还提供上述优势，即在血糖和血胰岛素行为方面的特定的生理和营养优势。
实施例4：用本发明的含海藻酮糖的组合物(即vitalose)制备不同产品
4.1)压块干粮
*此处“海藻酮糖”表示90∶10海藻酮糖/异麦芽酮糖混合物。
4.2)硬糖(单位为重量％)
| 组分 | A* | B* |
| 含海藻酮糖的组合物(ex.1D) | 92.34 | 92.34 |
| Reb A# | 0.06 | 0.06 |
| 柠檬酸 | - | 1.55 |
| 植物香料 | 0.78 | - |
| 调味剂 | 0.04 | 0.04 |
| 调味剂(草药味) | 0.12 | - |
| 乳糖酸 | 0.12 | 0.12 |
| 着色剂 | 0.66 | 0.01 |
| 水 | 5.88 | 5.88 |
ex：实施例
#：Reb A含量为总Reb A增甜剂干重的＞97重量％
*A：润喉锭
*B：柠檬糖
4.3)冰激凌(单位为重量％)
| 组分 | |
| 含海藻酮糖的组合物(ex.1D) | 22.17 |
| Reb A# | 0.04 |
| 乳糖酸 | 0.90 |
| 脱脂乳(糖含量为53％) | 8.07 |
| 黄油(乳脂为82％) | 10.09 |
| 乳化剂 | 0.30 |
| 稳定剂 | 0.22 |
| 调味剂 | 0.20 |
| 着色剂 | 0.02 |
| 乳脂 | 8.25 |
| 固体乳 | 16.21 |
| 水 | 57.99 |
#：总Reb A增甜剂的干重的≥95重量％的Reb A、莱鲍迪甙B、莱鲍迪甙C、杜尔可甙A、卡哈苡甙、甜茶甙和卡哈苡双糖甙
4.4)罐装桔子(单位为重量％)
| 组分 | |
| 含海藻酮糖的组合物(ex.1C) | 11.00 |
| 桔子果肉 | 67.80 |
| 柠檬酸 | 0.40 |
| 水 | 20.80 |
4.5)胡萝卜汁(单位为重量％)
| 组分 | |
| 含海藻酮糖的组合物(ex.1D) | 10.70 |
| 胡萝卜汁 | 30.00 |
| 柠檬酸 | 0.05 |
| 调味剂 | 0.10 |
| 水 | 59.15 |
4.6)翻糖(fondant)(单位为重量％)
| 组分 | |
| 含海藻酮糖的组合物(ex.1D) | 97.8 |
| 水 | 2.2 |
实施例5：增甜粉
为了形成相对增甜粉，在三角测试中相互比较以下溶液(各15个测试者)：
a)两份浓度为7％的蔗糖溶液与浓度为15.5％的实施例1D的增甜剂的溶液比较。
b)两份浓度为7％的蔗糖溶液与浓度为17.5％的实施例1D的增甜剂的溶液比较。
c)两份浓度为7％的蔗糖溶液与浓度为18.5％的实施例1D的增甜剂的溶液比较。
在测试a)中，六个人确认增甜剂：与蔗糖溶液没有统计学上证明的差异。
在测试b)中，十二个人确认本发明的增甜剂“更甜”：统计学上证明的差异为p＝0.99。
在测试c)中，同样地，十二个人确认本发明的增甜剂“更甜”：统计学上证明的差异为p＝0.99。
本发明的增甜剂的增甜能力是蔗糖的约一半。为了提高增甜能力，可以将增甜剂与例如Reb A和乳糖酸混合。
实施例6：冰激凌
为了用实施例1D的增甜剂产生冰激凌，将22.1kg奶酪(干物质中40％为脂肪)、58.1kg全乳(DM中3.7％为脂肪)和4.5kg脱脂乳粉与15kg实施例1D的增甜剂和0.3kg稳定剂混合、均质化并除菌。
在除菌后，将53g精磨的甲基苯基丙氨酰天冬氨酸酯加入至冰组合物中、搅拌、打泡并冷冻。该产品与利用15kg糖产生的冰激凌具有相同的甜度和相同的味道。
在水果冰激凌的情况下，与另外的增甜剂(例如Reb A)一起配制可能尤其有益，原因是所述增甜剂使水果的味道好得多。
实施例7：草莓酱
为了产生低卡路里的草莓酱，将1kg粉碎的草莓与1kg实施例1C的增甜剂和8g介质酯化的果胶以及7g酒石酸一起煮沸3分钟并装至准备好的瓶中。
与用蔗糖产生的酱的比较显示稠度没有差异，甜度有些低，但这被可检测的较强的草莓味补偿。在储藏6个月时间后，增甜剂未显示结晶趋势。
实施例8：
与异麦芽酮糖比较测试了海藻酮糖对血液葡萄糖应答(血糖指数，GI)和胰岛素应答(胰岛素指数，II)的作用。
以随机交叉分析的方式，对两种性别的10位健康受试者进行分析。
在摄取异麦芽酮糖或海藻酮糖(各25g碳水化合物和250ml水)后，在0至180分钟的时间间隔内在时间点0分钟、15分钟、30分钟、45分钟、60分钟、90分钟、120分钟、150分钟和180分钟采集葡萄糖谱和胰岛素谱。
结果示于图15和16。如对于海藻酮糖的血糖水平图所示，海藻酮糖提供了葡萄糖的增加且更长的持续供应(GI)，该供应更长且总量大于异麦芽酮糖所提供的。
如在异麦芽酮糖的血糖应答的基础上所期待的，异麦芽酮糖的胰岛素应答(II)与血浆葡萄糖应答平行进行。相比之下，海藻酮糖显示显著低于异麦芽酮糖的胰岛素应答(II)和与通过海藻酮糖的血浆葡萄糖应答所预期的相反的显著低的血液胰岛素水平。因此，海藻酮糖提供了比异麦芽酮糖更长、更持续且更高的血糖水平，且同时提供了意料之外的与异麦芽酮糖相比显著较低的胰岛素应答，考虑到海藻酮糖本身的血糖谱，其还低于预期。
Claims (25)
1.用于制备含海藻酮糖的组合物的方法，其中(a)在合适的条件下使含蔗糖的组合物与来自假单胞菌属(Pseudomonas)和精蛋白杆菌属(Protaminobacter)的微生物的细胞或细胞提取物接触；和(b)产生含海藻酮糖的组合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述含蔗糖的组合物溶解或悬浮在含水介质中。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述细胞或细胞提取物被固定在至少一种载体上。
4.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述两个属的微生物的细胞或细胞提取物被共同固定在同一载体上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法制备的vitalose(含海藻酮糖的组合物)。
6.如权利要求5所述的vitalose(含海藻酮糖的组合物)，其包含含量为20至95重量％(基于干物质)的海藻酮糖。
7.如权利要求5和6所述的vitalose(含海藻酮糖的组合物)，其包含含量为8至50重量％(基于干物质)的异麦芽酮糖。
8.用于人或动物摄食的产品，其包含权利要求5至7中任一项所述的vitalose(含海藻酮糖的组合物)和至少一种添加剂。
9.如权利要求8所述的产品，其中所述产品包含0.02至3.0重量％的至少一种添加剂和97.0至99.98重量％的vitalose(含海藻酮糖的组合物)(均基于干物质)。
10.如权利要求8所述的产品，其中所述产品包含3至95重量％的vitalose(含海藻酮糖的组合物)和5至97重量％的至少一种添加剂(均基于干物质)。
11.如权利要求8和9中任一项所述的产品，其中所述添加剂是甜叶菊提取物和甜菊糖苷中至少一种。
12.如权利要求8至11中任一项所述的产品，其中所述添加剂为乳糖酸、乳糖酸-δ-内酯、乳糖酸盐或其混合物。
13.如权利要求8至12中任一项所述的产品，其中所述添加剂选自由以下组成的组：酸性调味剂、水果味调味剂、甜味剂、咸味调味剂、盐咸味调味料、高强度增甜剂、糖醇、舒可慢、核糖、塔格糖、海藻糖、有机酸、水果提取物、填充型增甜剂、纤维、益生元剂、增稠剂、维生素、矿物质、防腐剂、食用色素和治疗剂。
14.如权利要求8至13中任一项所述的产品，其中所述添加剂选自以下组成的组：肌氨酸、多酚、L-肉碱、ω-3-多不饱和脂肪酸、ω-6-多不饱和脂肪酸、绿茶提取物、EGCG(表没食子儿茶素没食子酸酯)、氨基酸和peptopro。
15.如权利要求8至14中任一项所述的产品，其中所述添加剂是含色氨酸的肽组合物。
16.如权利要求8至15中任一项所述的产品，其是食品、动物饲料或药物产品。
17.如权利要求8至16中任一项所述的产品，其是果冻、饮料、水果制品、浓缩果汁、果汁或思慕昔。
18.权利要求5至17中任一项所述的vitalose(含海藻酮糖的组合物)或产品或海藻酮糖用于制备用于人或动物摄食的产品的用途，其中所述产品能够且被设计用于葡萄糖的持续释放和用于同时引发低胰岛素应答。
19.如权利要求18所述的用途，其中所述产品是药物产品。
20.用于治疗与葡萄糖或胰岛素代谢相关的病症或疾病的方法，其中，将权利要求5至17中任一项所述的组合物或产品以合适的量应用于有此需要的个体，由此引发低胰岛素应答和葡萄糖的持续释放。
21.如权利要求18所述的方法，其中所述与胰岛素相关的疾病选自由以下组成的组：糖尿病、代谢综合征、葡萄糖不耐症、胰岛素抗性、多脂、超重、肥胖、高脂血症、癌症、肝疾病、胰岛素敏感性和动脉粥样硬化。
22.用于预防和治疗受试者的牙齿疾病的方法，其中将权利要求5至17中任一项所述的组合物或产品以合适的量应用于有此需要的受试者。
23.用于减少摄食者口腔内的斑块形成的方法，优选如权利要求22所述的方法，其中将权利要求5至17中任一项所述的组合物或产品以合适的量应用于有此需要的受试者。
24.改善受试者的心理和/或身体状况的方法，其中将权利要求5至17中任一项所述的组合物或产品以合适的量应用于有此需要的受试者。
25.用于控制受试者体重的方法，其中将权利要求5至17中任一项所述的组合物或产品以合适的量应用于有此需要的受试者。
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