CN114173799A - 含有改性魔芋粉的经口生理活性剂 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于经口施用的生理活性剂，该生理活性剂含有作为活性成分的改性魔芋粉，所述改性魔芋粉以均衡的方式包含水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维、具有良好的处理性和高储存稳定性、可易于日常使用并且具有蔬菜样生理活性。为此目的，使用包含8‑50质量％的水溶性膳食纤维和92‑50质量％的不溶性膳食纤维的改性魔芋粉作为用于经口施用的生理活性剂的活性成分。根据本发明的用于经口施用的生理活性剂可以用作血糖水平升高的抑制剂。

Description

含有改性魔芋粉的经口生理活性剂
技术领域
本发明涉及其中改性魔芋粉作为活性成分的用于经口施用(口服)的生理活性剂。特别地，本发明涉及在抑制血糖水平升高方面有效的生理活性剂。
背景技术
蔬菜是含有膳食纤维、维生素、矿物质等的低热量食品，并且已经对蔬菜中含有的组分的生理功能进行了各种研究。近年来，已经报告了蔬菜以及蔬菜中含有的组分在预防和治疗诸如动脉硬化、糖尿病、高血压、肥胖和血脂异常血症之类的疾病方面有效。此外，通过利用蔬菜的水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维两者的生理功能，预期控制餐后血糖水平升高，保持健康，或预防与生活方式有关的疾病和代谢综合征。
聚焦于蔬菜的生理活性，还进行了对含蔬菜的饮食的摄入顺序的研究。非专利文献1报告了在吃米饭前摄入蔬菜色拉(包含卷心菜(cabbage)作为蔬菜)具有抑制餐后血糖水平升高的效果。非专利文献2报告了在吃米饭前摄入蔬菜色拉(包含卷心菜和番茄作为蔬菜)具有抑制2型糖尿病患者的餐后血糖水平升高的效果。
另一方面，已经对诸如蔬菜之类的含纤维食品中含有的膳食纤维的生理功能进行了各种研究。首先，非专利文献3表明，与其他膳食纤维一样，作为魔芋块茎中含有的水溶性膳食纤维的葡甘露聚糖由于食品的延迟吸收而有效地作为用于治疗糖尿病的辅助手段。此外，非专利文献4报告了水溶性葡甘露聚糖对抑制餐后血糖水平的效果是由于延迟吸收所致，并且优于瓜尔胶。
作为用于利用水溶性葡甘露聚糖的生理活性的健康食品材料，临床数据已证实其降低胆固醇，抑制血糖水平升高，减重，减少体脂，维持饱腹感并调节肠道，PROPOL(注册商标，由Shimizu Chemical Corporation制造)是一种高粘性水溶性葡甘露聚糖(魔芋马铃薯提取物)，其在市场上出售。
此外，关于水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的生理活性，特别是抑制血糖水平升高的效果，非专利文献5记述了当在餐前摄入适当量的水溶性膳食纤维(难消化的糊精)时，血糖水平升高。此外，当在餐前摄入不溶性膳食纤维(纤维素)时，水溶性膳食纤维的效果比餐后30分钟的效果稍低，但是已经报告在餐后1小时和餐后2小时，抑制血糖水平升高的效果比水溶性膳食纤维的效果高。
专利文献1描述了由于从甜菜根得到的膳食纤维[水溶性膳食纤维(果胶，半纤维素)与不溶性膳食纤维(纤维素，木质素)的比率为约1:0.4至0.5]产生的在葡萄糖耐量试验中抑制血糖水平升高的效果。
专利文献2公开了一种营养组合物，其含有1.5至6.0g/100mL的作为不溶性膳食纤维的结晶纤维素，具有500至2000mPa·s的粘度系数，具有使其能够通过管自然下落的粘度，并且能够抑制腹泻和便秘，并抑制摄入该营养组合物后的血糖快速升高。
专利文献3公开了一种经加工的魔芋食品或饮品，相对于通过作为不溶性膳食纤维的魔芋抑制血糖水平升高，其通过使用在2.5至7.4的pH范围内的脱碱魔芋而具有抑制血糖水平升高的效果。
作为干燥的魔芋粉，专利文献4公开了通过将魔芋在干燥后研磨得到的魔芋粉。
另一方面，专利文献5公开了一种用于制备魔芋粉的方法，其可以通过使糖和氢氧化钙的水溶液作用于魔芋原料粉末同时保持其作为粉末粒子(颗粒，particle)的形态，对粉末粒子中含有的水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的比率进行各种改变。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP H06-62799 A
专利文献2：JP 2011-4702A
专利文献3：JP 2018-46854A
专利文献4：JP H04-99453 A
专利文献5：国际公布WO 2018/070358
非专利文献
非专利文献1：Ikuo Kanemoto等人，“Effects of low Glycemic Index dietaryintake order on postprandial blood glucose profile(低血糖指数膳食摄入顺序对餐后血糖谱的影响)”，Journal of the Japan Diabetes Society.53(2):96-101,2010
非专利文献2：Saeko Imai等人，“Effect of suppressing an increase inpostprandial blood glucose level by the order of food intake in diabeticpatients(糖尿病患者按进食顺序抑制餐后血糖水平升高的效果)”，Journal of theJapan Diabetes Society.53(2):112-115,2010
非专利文献3：Masaaki Matsuura等人，“Application of dietary fiber todiabetes treatment,especially on the effects of Glucomannan and Glactomannan(Guar Gum)(膳食纤维在糖尿病治疗中的应用，尤其是对葡甘露聚糖和半乳甘露聚糖(瓜尔胶)的影响)”，Japan Diab.Soc.23(3):209-217,1980
非专利文献4：Kunihiro Doi等人，“Application of dietary fiber todiabetes treatment(4th report)(膳食纤维在糖尿病治疗中的应用(第4次报告))”，Japan Diab.Soc.25(3):197-203,1982
非专利文献5：“Effects of food intake order on blood glucose level(2ndreport)(进食顺序对血糖水平的影响(第2次报告))”，Katsuhiko Koga，Bulletin ofNagasaki Women's Junior College，第41期，2016(2017年3月)，第4-8页
发明内容
本发明要解决的问题
尽管蔬菜作为膳食纤维以及维生素和矿物质的重要来源引起了关注，但是已经指出，近年来由于饮食习惯的改变，每人的每年蔬菜摄入量正在减少。
然而，当将蔬菜日常用于膳食纤维摄入时，存在以下技术问题。
(1)根据日本食品组成标准表2015年版，非专利文献5中使用的生卷心菜具有92.7％的水含量、0.4％的水溶性膳食纤维和1.4％的不溶性膳食纤维。因为生卷心菜具有高水含量和低膳食纤维含量，所以计算出对于60g生卷心菜的膳食纤维的总量为1.08g。因此，可能难以日常地在餐前食用生蔬菜。
(2)相对于生卷心菜的膳食纤维的总量，水溶性膳食纤维的比率为22％，并且不溶性膳食纤维的比率为78％。在生蔬菜中的水溶性膳食纤维与不溶性膳食纤维之间的比率以及这些的总含量有波动，并且可能难以总是获得稳定品质的蔬菜。
(3)生蔬菜不能在室温长期储存，并且必需一直获得新鲜的生蔬菜。
另一方面，当将专利文献3中描述的魔芋粒子或专利文献4中描述的魔芋粉用于膳食纤维摄入时，魔芋中含有的膳食纤维的95％以上是不溶性膳食纤维(日本食品组成标准表2015年版)，并且与蔬菜不同，不可能以均衡的方式摄入水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。
本发明的一个目的是提供一种含有改性魔芋粉作为活性成分的经口生理活性剂，该改性魔芋粉以均衡的方式含有水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维、具有出色的可处理性(handleability)和储存稳定性、易于日常使用并且具有蔬菜样生物活性。
解决问题的手段
本发明人考察了具有蔬菜样生理活性的食品材料，其以均衡的方式含有水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，并且可以解决含纤维蔬菜的上述技术问题。作为结果，他们获得了以下的新知识：通过使碱性试剂作用于上述含有具有各种已知生理活性的葡甘露聚糖的魔芋原料粉末同时保持粉末粒子的形态，获得以均衡的方式含有水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的改性魔芋粉。该改性魔芋粉具有水溶胀性，蔬菜样物理性质，以及通过将水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维组合获得的生理活性，即有效的蔬菜样生理活性剂。
尽管专利文献5公开了一种用于通过使糖和氢氧化钙的水溶液与碱性试剂反应来将魔芋粉中含有的水溶性膳食纤维的一部分转化为不溶性膳食纤维的技术，但是并没有描述或者暗示特定地选择具有水溶胀性的改性魔芋粉，将其用作蔬菜样生理活性剂的活性成分，即蔬菜样生理活性剂的活性成分的用途。
基于本发明人的上述新知识完成了本发明。
根据本发明的经口生理活性剂的特征在于，该活性剂含有作为活性成分的改性魔芋粉，所述改性魔芋粉含有8至50质量％的水溶性膳食纤维和92至50质量％的不溶性膳食纤维。
用于根据本发明的改性魔芋粉的使用方法是一种用于在经口生理活性剂的生产中使用改性魔芋粉作为用于蔬菜样生理活性的活性成分的方法，其特征在于，所述改性魔芋粉含有8至50质量％的水溶性膳食纤维和92至50质量％的不溶性膳食纤维。
发明效果
根据本发明，具有蔬菜样生物活性的改性魔芋粉是一种活性成分，该改性魔芋粉以均衡的方式含有水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维、具有出色的可处理性和储存稳定性并且易于日常使用。可以提供经口生理活性剂。特别地，可以预期其在抑制表现出肥胖/代谢综合征的病征的人群的血糖水平升高方面是有效的。
附图说明
[图1]其是示出了作为用于血糖水平升高的抑制剂在临床试验中的各个受试者的血糖水平变化的曲线图。
具体实施方式
作为根据本发明的经口生理活性剂的活性成分的改性魔芋粉相对于总膳食纤维含有8至50质量％的水溶性膳食纤维和50至92质量％的不溶性膳食纤维。根据所需的生理活性和形态，改性魔芋粉中的水溶性膳食纤维与不溶性膳食纤维的比率可以选自以下范围(相对于总膳食纤维的比率)。
-水溶性膳食纤维为10至50质量％，并且不溶性膳食纤维为50至90质量％。
-水溶性膳食纤维为20至50质量％，并且不溶性膳食纤维为50至80质量％。
-水溶性膳食纤维为30至50质量％，并且不溶性膳食纤维为50至70质量％。
-水溶性膳食纤维为40至50质量％，并且不溶性膳食纤维为50至60质量％。
-水溶性膳食纤维为10至40质量％，并且不溶性膳食纤维为60至90质量％。
-水溶性膳食纤维为10至30质量％，并且不溶性膳食纤维为70至90质量％。
-水溶性膳食纤维为10至20质量％，并且不溶性膳食纤维为80至90质量％。
改性魔芋粉优选地具有以下物理性质：
(i)具有吸水性和溶胀性。
(ii)具有在水和含有水的液体中的分散性。
(iii)与魔芋原料粉末不同，其溶解于水并且不胶凝化。即，其没有胶凝化能力。
(iv)在储存期间品质没有变化，并且其具有储存稳定性。
(v)具有热稳定性、冷冻和冷藏稳定性。
特别地，进行以下实验以确认热稳定性。
将改性魔芋粉(5.0质量％的水、23.2质量％的水溶性膳食纤维、70.5质量％的不溶性膳食纤维：水溶性膳食纤维相对于总膳食纤维的比率为24.8质量％，并且不溶性膳食纤维相对于总膳食纤维的比率为75.2质量％)以0.60质量％的浓度分散在0.08M磷酸盐缓冲液(pH 7.0)中的溶液装入耐热瓶中，轻轻盖上顶盖，并且在高压釜(由ALP Co.,Ltd.制造，型号CLS-32L)中在121℃热处理15分钟。在冷却之后，接着测量在这种经热处理的溶液(分散液)中的水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的含有率。测得水溶性膳食纤维的含有率为0.16质量％，并且不溶性膳食纤维的含有率为0.46质量％。作为结果，水溶性膳食纤维相对于总膳食纤维的比率为25.8质量％，并且不溶性膳食纤维相对于总膳食纤维的比率为74.2质量％，这与热处理之前的那些比率几乎相同。据此，很清楚的是，改性魔芋粉具有热稳定性。
(vi)具有对酸和碱的耐性。
改性魔芋粉在各个粉末粒子中同时含有水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，并且不是由水溶性膳食纤维组成的粉末粒子和由不溶性膳食纤维组成的粉末粒子的混合物。作为结果，各个粉末粒子具有吸水性和在诸如水的液体中的分散性。
通过观察在水或温水中的分散状态可以确认，改性魔芋粉具有在诸如水的液体中的分散性。
改性魔芋粉的吸水性和在水中的分散性不依赖于温度，并且在温水和热水中是不溶的并且可分散的。
改性魔芋粉优选地在pH 1.0至12.0的宽范围内具有吸水性，并且具有在水中的分散性与溶胀性。
改性魔芋粉的水分散性/溶胀性是由于改性魔芋粉同时含有水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维而获得的性质，并且可以主要根据水溶性膳食纤维与不溶性膳食纤维的比率对其进行调整。
改性魔芋粉的溶胀性可以通过用立体显微镜等来比较处于干燥状态和吸水状态(或在水中包封水的状态)的粉末粒子的尺寸(例如，直径和主轴)而确认。
本发明人已经确认，即使使用通过用专利文献4中所述的方法处理魔芋所获得的魔芋粉，通过与后面所描述的实施例1中相同的方法来制备水分散体，也不能获得与本发明的改性魔芋粉相同的上述水分散性和溶胀性。此外，专利文献3中所公开的魔芋粒子也不具有所述改性魔芋的伴随溶胀性的分散性，并且在这方面，本发明的改性魔芋粉与常规魔芋粒子是不同的。
改性魔芋粉不具有胶凝化能力，即其是非凝胶形成性的，这意味着改性魔芋粉不含有仅由水溶性膳食纤维组成的粉末粒子，并且保持了粉末粒子的形式。改性魔芋粉的非凝胶形成性可以通过测量水分散体的粘度和检查在水分散体的过滤中是否存在留在过滤介质上的粉末粒子来确认。
改性魔芋粉的储存稳定性可以通过在各种储存条件(常温、冷藏、冷冻等)下在预定储存时段前后是否存在品质变化(水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的含量等)来确认。另外，改性魔芋粉的储存稳定性可以通过在试验温度环境的负荷前后是否存在品质变化(水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的含量等)来确认。
对构成根据本发明的魔芋粉的粉末粒子的粒度没有特别限制，只要魔芋粉具有之后描述的水分散性和持水能力(溶胀性)即可，但是优选地分布在500μm以下、更优选400μm以下、进一步优选300μm以下的范围内。如果混合粒度超过500μm的粒子也没有问题。此外，在本发明的一个实施方案中，更优选的是，粉末粒子的总数的90至95％落在100μm以下的粒度范围内。还优选的是，粉末粒子的总数的90至95％是粒度在10至90μm范围内的细粉。此外，从可处理性的角度看，粉末粒子的粒度优选为1μm以上。可以通过诸如筛分的已知方法调整粒度分布。
改性魔芋粉的粒度分布中的中值(D50值；也称为中值直径，也称为d50)优选为120μm以下，更优选为100μm以下，并且进一步优选为30μm以上且小于100μm。
D50值由粉末的粒度分布计算，并且粉末的粒度分布可以通过已知方法获得。上述D50值由通过激光衍射/散射法获得的粒度分布计算。通过使用由Microtrac Bell制造的MT3300系列(LOW-WET)的粒度分布测量装置来进行通过激光衍射/散射法对粒度分布的测量。
由于改性魔芋粉的上述特性，推测粉末粒子在消化道中保持与在咀嚼蔬菜时相同的良好分散性和溶胀性，并且由改性魔芋粉粒子提供的水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维有效地起作用而进一步发挥所需的生理活性作用。
根据日本食品组成标准表(2015，第7版)，生蔬菜中通常含有的水溶性膳食纤维的含量通常为0.2质量％至2.3质量％，并且不溶性膳食纤维的含量在0.9质量％至6.2质量％的范围内。另外，它们的含量比随着生蔬菜的收获时间和新鲜度变化。因此，为了通过生蔬菜得到需要量的这些膳食纤维，可能需要大量摄入，并且摄入量随时间不同波动，并且可能不清楚是否定期摄入了需要的量。
另一方面，在本发明中作为活性成分使用的改性魔芋粉中的膳食纤维的含量远高于生蔬菜的膳食纤维的含量，并且组成是稳定的，使得摄入量的定量也是容易的。此外，其含有来源于多年来已作为食品使用的魔芋原料粉末的膳食纤维，并且具有作为食品和药物的安全性。
在下文中，将描述一种用于生产改性魔芋粉的方法。
根据本发明的用于生产改性魔芋粉的方法的一个实施方案包括：
(A)混合步骤：将魔芋原料粉末和碱金属溶液混合，并且将碱金属溶液供应至魔芋原料粉末中含有的粉末粒子，和
(B)不溶性膳食纤维形成步骤：通过供应了碱金属溶液的粉末粒子中的碱金属溶液的作用形成不溶性膳食纤维，获得不具有胶凝化能力的改性魔芋粉。
相对于改性魔芋粉中的总膳食纤维含量，这里作为目标的优选不溶性膳食纤维含量为50质量％以上。
继续上述步骤(A)和(B)，直到在保持魔芋粉中含有的粉末粒子的形态的状态下，魔芋粉中含有的不溶性膳食纤维与总膳食纤维(水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的总量)的比率(以质量计)升高，其中魔芋原料的胶凝化能力消失。不溶性膳食纤维与总膳食纤维的比率可以小于100质量％或为99质量％以下。
在本发明中，魔芋原料粉末是用于生产魔芋或含有可以用于生产魔芋的水溶性葡甘露聚糖的魔芋粉，并且在水中是可溶的。另一方面，用碱性试剂处理的改性魔芋粉是通过用上述步骤处理魔芋原料粉末获得的魔芋粉，并且不溶性膳食纤维的含量绝对高于魔芋原料粉末中的含量。作为结果，其在水中是不溶的，不具有胶凝化能力，并且与魔芋原料粉末明显不同。因此，尽管魔芋原料粉末可以用于生产魔芋，但是不可以使用改性魔芋粉生产魔芋或凝胶样食品。此外，改性魔芋粉与专利文献4中所描述的常规魔芋粉明显不同，区别在于其含有水溶性纤维，并且具有水分散性和溶胀性。
在用于生产改性魔芋粉的方法中，首先，制备魔芋原料粉末和碱金属溶液的混合物。对于该混合物的制备，可以优选地利用将碱金属溶液加入到魔芋原料粉末中并且通过搅拌进行混合的方法。可以使用已知的搅拌和混合机器用于混合魔芋原料粉末和碱金属溶液。
此外，为了在将碱金属溶液加入到魔芋原料粉末中并与魔芋原料粉末混合时将粉末粒子的形态保持为粒子，可以优选地使用以下的方法：通过搅拌等，使由于吸收碱金属溶液和将结合的粒子聚集而部分形成的硬聚集体疏松以分离粒子。此外，当加入并混合原料魔芋粉的量的两倍以上的碱金属溶液时，即使通过强力搅拌等也不能使其疏松，从而导致其中形成聚集体的海绵样状态。可以通过在干燥后进行搅拌等来分离这样的粒子。也可以通过在其中形成聚集体的状态下或在干燥步骤后用含水醇洗涤、用酸中和、脱水和干燥之后进行强力搅拌来分离粒子。即，优选的是加入并混合碱金属溶液，以使得碱金属溶液被均匀地吸收到魔芋原料粉末的每个粒子中。
用于生产改性魔芋粉的方法依赖于碱金属化合物如何渗透到魔芋原料粉末中。重要的是形成其中加入到原料粉末中的碱金属溶液被完全吸收并且各个粉末粒子彼此分离的状态。
魔芋原料粉末可以在没有特别限制下使用，只要可以通过用碱金属溶液处理获得所需的魔芋粉即可。作为魔芋原料粉末，例如，可以使用常用的特级品质粉末、一级粉末或魔芋精制粉末，如Timac Mannan(由Orihiro Co.,Ltd.制造)。
作为在加入到魔芋原料粉末中的碱金属溶液中含有的碱金属化合物，钠化合物和钾化合物是优选的，并且可以使用这些中的至少一种。钠化合物包括：氢氧化钠；钠的无机盐，如碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸二钠、磷酸三钠、焦磷酸钠、偏磷酸钠和多磷酸钠；钠的有机盐，如柠檬酸一钠、柠檬酸二钠、柠檬酸三钠；等等。钾化合物包括：氢氧化钾；钾的无机盐，如碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二钾、磷酸三钾、偏磷酸钾、多磷酸钾、焦磷酸钾和焦磷酸四钾；以及钾的无机盐；钾的有机盐，如柠檬酸三钾；等等。
这些之中，氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠是优选的，并且优选单独地或以两种以上的组合使用这些化合物。
当组合地使用两种以上碱金属化合物时，可以制备含有这两种以上碱金属化合物的溶液，并且用于与魔芋原料粉末的混合步骤。另外，可以制备两种以上这些化合物的各个溶液，并且用于与魔芋原料粉末的混合步骤。
碱金属溶液含有碱金属化合物和用于溶解该碱金属化合物的液体介质。作为液体介质，可以使用能够用于食品生产的水。作为碱金属溶液，碱金属化合物的水溶液是优选的。此外，碱金属溶液不含有诸如糖和醇的组分，并且由水和碱金属化合物组成，并且碱金属化合物是作为碱性组分的单一组分，即其中碱性组分是碱金属化合物的水溶液是优选的。
对碱金属溶液中的碱金属化合物的浓度没有特别限制，并且设定为使得可以获得魔芋原料粉末中含有的水溶性膳食纤维到不溶性膳食纤维的所需转化率。碱金属溶液中的碱金属化合物的浓度可以选自0.1M至5.0M的范围，并且优选地选自0.1M至3.0M的范围，并且更优选地选自0.2M至2.0M的范围，并且进一步优选地选自0.2M至1.0M的范围。
此外，对碱金属溶液的pH没有特别限制，只要将其设定为获得魔芋原料粉末中含有的水溶性膳食纤维向不溶性膳食纤维的所需转化率即可，其优选地选自11.0至14.0的范围。
可以对加入到魔芋原料粉末中的碱金属溶液的量进行选择以使得魔芋原料粉末中含有的粉末粒子可以保持作为粒子的形式，并且选自其中可以实现魔芋原料粉末中含有的葡甘露聚糖向不溶性膳食纤维的目标转化率的范围。
优选的是基于碱金属溶液中含有的碱金属化合物的浓度和从碱金属溶液供应到魔芋原料粉末的水的量来选择加入到魔芋原料粉末中的碱金属溶液的量。
作为本发明人考察的结果，要澄清的是，通过将碱金属溶液的添加量优选地设定为魔芋原料粉末的量的0.5至10倍、更优选0.5至5倍、进一步优选0.5至1.5倍(质量标准)，碱金属溶液可以被粉末粒子吸收，同时保持粉末粒子的形态。
其中进行不溶性膳食纤维的产生并且不溶性膳食纤维的比例升高的改性魔芋粉优选地通过进行不溶性膳食纤维形成步骤获得，通过该不溶性膳食纤维形成步骤，在根据需要进行搅拌的同时或者通过静置，将在混合步骤中获得的混合物保持在产生不溶性膳食纤维所需的温度和时间。
在不溶性膳食纤维形成步骤中，将碱金属溶液供应至魔芋原料粉末中含有的粉末粒子，使得由粉末粒子(即粉末粒子的表面和内部的至少一部分)中的水溶性葡甘露聚糖形成不溶性膳食纤维。
混合步骤和不溶性膳食纤维形成步骤可以部分重叠，或同时进行。
当在混合步骤中将碱金属化合物加入并且吸收至原料粉末时，优选的是将其适当加热以促进葡甘露聚糖向不溶性膳食纤维的转化。对加热时的温度没有特别限制，但是其优选地选自5℃至80℃的范围，优选30℃至70℃的范围。之后，可以通过进行不溶性膳食纤维形成步骤，通过将混合物在室温或约5℃至80℃的适当温度保持数小时至数天来促进向不溶性膳食纤维的转化。此外，可以在经过在80℃以下的干燥步骤的过程中促进向不溶性膳食纤维的转化，并且进一步地，可以通过干燥来停止向不溶性膳食纤维的转化反应。
保持粉末粒子作为粒子的形式意指不管通过用碱金属溶液的处理步骤(包括上述混合步骤和不溶性膳食纤维形成步骤(转化步骤))，魔芋原料粉末中含有的粉末粒子的外部形状或尺寸是否改变，这些粒子都保持在一次粒子的状态。所述状态可以包括由于碱金属溶液渗透到粉末粒子中所致的粉末粒子的溶胀、由于水分释放到粉末粒子的外部所致的收缩或粒子的外部形状和尺寸的变化。
在混合魔芋原料粉末和碱金属溶液的步骤以及形成粉末粒子中的不溶性膳食纤维的步骤中，将魔芋原料粉末加工成处于粉末状态的魔芋粉，并且在加工期间保持作为粉末粒子的形式。
当葡甘露聚糖与碱金属溶液接触时，推测碱金属化合物的作用形成其中糖链聚合物经由大量交联点连接的水不溶性结构，即不溶性膳食纤维。认为随着碱金属溶液的粉末粒子从表面渗透到内部，这种水不溶性结构的形成从粉末粒子的表面层进行到中心部。因此，通过改变用于使碱金属溶液作用于魔芋原料粉末的条件，可以改变魔芋粉粒子中含有的膳食纤维中的水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的比率。
另外，粉末粒子的表面层的网络结构(据推测首先形成)具有透水性，并且即使当该网络结构形成在表面层上时，也不会认为抑制了碱金属溶液到粉末粒子中的渗透。此外，通过在粉末粒子的表面层上形成水不溶性网络结构，在使用碱金属溶液的整个处理过程中，每个粉末粒子都可以独立地保持粒子形状。即使暂时发生在各粒子之间的粘附或粘结，也可以通过使其适当地疏松并且分离各个粒子而获得具有良好的各个粒子的分散性的粉末，其抑制各个粒子之间的后粘附或后粘结。
此外，通过在粉末粒子的表面层上和内部形成由葡甘露聚糖的交联凝胶制成的网络结构，粉末粒子具有吸水性和保水性以保持所吸收的水。作为结果，可以对粉末粒子赋予良好的口感，并且当加入到饮料或食品中时，其容易与饮料或食品相容，并且不损害这些口感和风味。
当已实现了葡甘露聚糖向不溶性膳食纤维的所需转化时，终止不溶性膳食纤维形成步骤。可以通过使用水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的含量及其含量比的测量结果、粘度的测量值以及在水或温水中的分散状态的观察结果来确认是否获得了所需的魔芋粉。
当使用水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的含量比来设定不溶性膳食纤维形成步骤的终点时，可以利用如下的方法：在该方法中，测量在各种处理条件下获得的魔芋粉的水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的含量比，预先选择能够获得所需含量比的处理条件，以及在所选择的处理条件下处理魔芋原料粉末。
还可以通过以下方式来确认不溶性膳食纤维形成步骤的终点：在利用碱金属溶液的处理过程期间从魔芋粉对试验样品进行取样，测量水分散液的粘度，并且观察在水分散液中的分散状态。当不溶性膳食纤维与总膳食纤维的比率升高并且失去胶凝化能力时，魔芋粉在水分散液中是不溶解的，并且保持粒子的状态，并且水分散液的粘度变为恒定并且不升高。例如，如之后描述的实验例和实施例中所显示的，具有预定浓度并且不具有胶凝化能力的魔芋粉的水分散液保持200mPa·s以下的低粘度状态。如上所述的，低粘度状态的保持可以用作胶凝化能力消失的指标。此外，作为用作胶凝化能力消失的指标的不溶性膳食纤维与总膳食纤维的比率，可以优选地使用50质量％以上。
魔芋原料粉末和碱金属溶液的混合物在利用碱金属溶液的处理过程期间和结束时保持作为湿粉末的状态。如果需要的话，可以对由此得到的湿粉末或通过干燥湿粉末得到的干粉末增加洗涤步骤和干燥步骤。可以使用洗涤步骤作为用于停止碱金属溶液的作用的结束步骤。此外，在洗涤步骤、干燥步骤和之后描述的中和步骤中的至少一个步骤期间，或者在这些步骤中的至少一个步骤之后，优选地增加粉碎处理(包括细粉碎处理)以减小粉末粒子的粒度并且改善粉末粒子的分散性和溶胀性。对这些处理没有特别限制，只要它们可以获得减小目标粒度的效果即可。可以使用已知方法来进行这些处理。对于粉碎处理，例如，可以使用干式粉碎处理、湿式粉碎处理和湿式加压处理中的至少一种，或者以多种不同方法的处理的组合。在粉碎过程中，最重要的是调整粒度以最终获得具有持水能力的魔芋粉。
在通过将水溶性膳食纤维的一部分转化为不溶性膳食纤维同时保持原料粉末粒子作为粒子的形态所获得的改性魔芋粉中，认为每个粉末粒子的外壳都主要含有不溶性膳食纤维，并且其内部主要含有水溶性膳食纤维。
当对粉末粒子进行减小粒度的粉碎过程时，以类似于切开的方式将粉末粒子粉碎，从而产生作为具有减小粒度的粉碎材料的粒子，其为半球形、薄片状或部分破坏的球形形状的形式。换言之，粉末粒子的含有不溶性膳食纤维的外壳部分被部分地刮除或分开以减小粉末粒子的粒度。在通过这样的粉碎处理获得的粉碎产物，即通过用碱性试剂将魔芋原料粉末中的水溶性膳食纤维的一部分转化为不溶性膳食纤维同时保持粉末的形态所获得的改性魔芋粉的粉碎产物中，容易暴露在粉碎前粉末粒子内部的含有水溶性膳食纤维的部分，并且可想到的是水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维二者都可以被形成为可更有效使用的魔芋粉。经过这样的粉碎处理的粉末粒子为特别优选的形式，以便利用水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维两者的性质和生理功能。
在这样的粉碎处理之后的改性魔芋粉(改性魔芋粉的粉碎产物)中，水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维二者均有效地用于获得由于吸水性所致的持水能力(溶胀性)以及多个粉末粒子在水中利用弱结合力缔合的缔合性。这些性质在粉碎前的粉末粒子中未发现，或者与粉碎前的粉末粒子相比更强，并且除了粒度分布以外，可以通过观察在水中的这些性质的行为来区分粉碎前后的粉末粒子。
粉碎处理前的粉末粒子的粒度随着基于在魔芋原料粉末中含有的粉末粒子的粒度的魔芋原料粉末的类型而改变，但是通常地，粒度分布的体积累积中的中值(D50值)为300μm至400μm。当获得具有这样的粒度的改性魔芋粉时，为了获得上述持水能力(溶胀性)和缔合性，粉碎处理条件优选地设定为使得粉碎前的中值通过粉碎减小。
当使用压碎后的粉末作为生理活性剂的活性成分时，粒度分布中的中值优选为120μm以下，更优选100μm以下，并且进一步优选在30μm以上且小于100μm的范围内，如上所述的。粉碎处理后的魔芋粉优选地含有粒度在1μm至500μm范围内的粉末粒子，但是在不损害水分散性和溶胀性的范围内，可以混合粒度超过500μm的魔芋粉。
根据本发明人的研究发现，当粒子溶胀并且彼此缔合时，通过在模拟胃中的酸性条件的崩解试验的第一溶液(pH 1.2)的酸水溶液(35℃)中搅拌上述粉碎处理后的粉末粒子，它们保持水(保留水)并且形成体积膨胀的团块。还发现在水性酸溶液中，这种团块通过剧烈摇动适度地崩塌而变成小块，并且进一步地，各个粉末粒子被分散。此外，当将中值粒度分布为100μm以下的粉末粒子在水性酸溶液中的缔合状态与模拟在通过用牙齿咀嚼来粉碎生卷心菜(作为膳食纤维的代表)时的状态的磨碎卷心菜糊(调节到pH 1.6)进行比较时，发现具有对应于磨碎卷心菜的细胞尺寸的粒度的粉末粒子以与在磨碎的卷心菜碎片中发现的细胞聚集体的结构类似的形式发生缔合。
根据本发明人的上述新发现，当粉碎处理后的粉末粒子的水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的比率不仅设定为接近于卷心菜中的比率的范围，例如(不溶性膳食纤维的1.4％，相对于水溶性膳食纤维的0.4％；参见日本食品标准成分表2015)，而且设定为与其他蔬菜相比更接近于各个水平的范围时，清楚的是，其可以具有与含有膳食纤维的蔬菜如生卷心菜相同的生理功能，即持水能力，这是膳食纤维的原始物理化学性质。
此外，在粉碎处理后的改性魔芋粉中，还优选的是，粉末粒子中的总膳食纤维的比率为50-98质量％，与粉碎前的改性魔芋粉中一样。此外，关于总膳食纤维的比率的下限，80质量％以上是更优选的，并且90质量％以上是特别优选的。
此外，水溶性膳食纤维与不溶性膳食纤维的比率设定为包括包含卷心菜的含纤维蔬菜中的比率的范围，例如，8至50质量％的水溶性膳食纤维和50至92质量％的不溶性膳食纤维。
以下效果可以通过具有上述膳食纤维含量、水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的比率并且具有水分散性和溶胀性的改性魔芋粉获得。
(1)根据2015年版的日本食品组成标准表，生卷心菜中的水和膳食纤维的含量比为92.7％的水、0.4％的水溶性膳食纤维和1.4％的不溶性膳食纤维。例如，当通过加入具有与模拟用牙齿咀嚼的状态的60g生卷心菜(1.1g的膳食纤维)的粉碎材料的体积相等的体积的水来获得溶胀的粉末时，所需要的粉碎后的改性魔芋粉的量可以为约2g。此外，改性魔芋粉可以甚至以这样少的量提供约1.8g的膳食纤维。
(2)当膳食纤维的每日摄入量设定为大约3至8g时，生卷心菜具有大量的水，并且为了实现这种摄入量，需要160g至400g的相对更大量的生卷心菜。粉碎后的改性魔芋粉的膳食纤维含量远高于生卷心菜的膳食纤维含量，并且可以容易地实现这样的摄入量。
(3)相对于生卷心菜的膳食纤维的总量，水溶性膳食纤维的比率为22％，并且不溶性膳食纤维的比率为78％。在这些的总含量方面存在波动，并且可能难以总是获得稳定品质的蔬菜。相比之下，粉碎后的改性魔芋粉可以获得其中水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的比率以及其总含量比稳定的产品。作为结果，可以保证定量的膳食纤维摄入。例如，通过携带作为胶囊类型的粉碎后的改性魔芋粉，一个大的优点是其总是可以在餐前服用它。
(4)生蔬菜不能在室温长期储存，并且必需一直获得新鲜的生蔬菜。另一方面，粉碎后的魔芋粉是干燥产品，具有高的储存稳定性，并且使得能够长期储存和稳定供应。
根据上述这些点，粉碎后的改性魔芋粉具有优选的特性，以便继续膳食纤维的日常定量摄入。
粉碎后的改性魔芋粉具有高吸水性、在水中溶胀和分散以及难以沉淀的性质。其可以适合地用于添加到液体食品中以强化膳食纤维，以及用于食品生产以在分散于液体中的状态下强化膳食纤维。此外，其可以适合地用作功能性食品如补品和食品组合物如特定保健用途的食品的膳食纤维组分。
粉碎后的魔芋粉的溶胀性可以通过粉碎中的目标粒度和粒度分布、碱性试剂的类型、用碱性试剂的处理条件等进行控制。根据这些点，更优选使用钾化合物、优选氢氧化钾作为碱性试剂。此外，通过使用钾化合物作为碱性试剂，除了膳食纤维以外，魔芋粉还可以用于钾摄入。
对于作为用于清洗魔芋粉的清洗剂没有限制，只要其是可以从魔芋粉除去没有被用于将葡甘露聚糖转化为不溶性膳食纤维的过量碱金属化合物(即进行脱碱处理)的清洗剂即可。作为清洗剂，例如，含有10至50质量％的挥发性醇如乙醇的含醇水是优选的，并且含有10至35质量％的挥发性醇的含醇水是更优选的。
可以根据需要在洗涤步骤期间或之后增加使用酸的中和步骤。用于中和的酸优选为作为食品中使用的酸化剂的酸组分使用的酸。这样的酸的实例包括：有机酸，如柠檬酸和苹果酸，以及无机酸，如盐酸、磷酸和磷酸盐。酸可以通过以粉末或粒子的形式加入到清洗溶液中使用，或作为水溶液在中和处理中使用，并且对酸的浓度进行选择以获得所需的中和效果。例如，可以优选地使用酸浓度为1至10质量％的水溶液。
干燥步骤可以在根据所需改性魔芋粉的水含量的条件下进行，并且可以使用已知的粉末干燥装置进行。干燥步骤后的改性魔芋粉的水含量可以例如设定在10质量％以下、优选2至8质量％的范围内。
具有洗涤步骤和干燥步骤的制造方法的一个实施方案可以包括以下步骤：
(A)混合步骤：在该混合步骤中，将魔芋原料粉末和碱金属溶液混合，并且将碱金属溶液供应至魔芋原料粉末中含有的粉末粒子。
(B)不溶性膳食纤维形成步骤：通过供应了碱金属溶液的粉末粒子中的碱金属溶液的作用来形成不溶性膳食纤维，以获得改性魔芋粉。
(C)干燥改性魔芋粉的步骤。
(C')用于洗涤改性魔芋粉的洗涤步骤。
(D)中和步骤：在洗涤步骤期间中和改性魔芋粉，或者中和经过了洗涤步骤的改性魔芋粉。
(D')干燥步骤：干燥经过了洗涤步骤的改性魔芋粉。
另外，具有洗涤步骤、中和步骤和干燥步骤的制造方法的另一个实施方案可以包括以下步骤：
(A)混合步骤：在该混合步骤中，将魔芋原料粉末和碱金属溶液混合，并且将碱金属溶液供应至魔芋原料粉末中含有的粉末粒子。
(B)不溶性膳食纤维形成步骤：通过供应了碱金属溶液的粉末粒子中的碱金属溶液的作用来形成不溶性膳食纤维，以获得改性魔芋粉。
(C)用于洗涤改性魔芋粉的洗涤步骤。
(C’)中和步骤：在洗涤步骤期间中和改性魔芋粉，或者中和经过了洗涤步骤的改性魔芋粉。
(D)干燥步骤：干燥经过了中和步骤的改性魔芋粉。
在其中保持魔芋粉中含有的粉末粒子作为粒子的形态的状态下进行上述步骤(A)和(B)，直到魔芋原料粉末的胶凝化能力消失，如上所述的。
此外，在清洗改性魔芋粉的步骤中，出于改善清洗效率的目的，可以增加加压加工处理。
由此获得的改性魔芋粉含有作为水溶性膳食纤维的葡甘露聚糖，并且具有已知的由于葡甘露聚糖所致的生理活性。这种生理活性的实例包括胆固醇的降低、血糖水平升高的抑制、减重、体脂的减少、饱腹感的保持和肠道调节。
此外，据推测改性魔芋粉同时含有水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，使得其具有水分散性和溶胀性，在肠内溶胀，并且可以形成具有一定粘度的团块。在这方面，可以由公开了水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维两者都发挥其作用的专利文献1和非专利文献4以及公开了两种膳食纤维都可以通过具有粘度而发挥其作用的专利文献2来估计。
关于肠道调节作用，清楚的是，改性魔芋粉具有水分散和溶胀作用，使得可以获得便秘缓解和便秘预防效果，这是蔬菜的膳食纤维的原始生理功能(参考the Journal ofthe Japanese Society of Food Industry，第37卷，第11期，916-933(1990))。另外，粉碎处理后的改性魔芋粉具有改善的吸水性，并且可以预期由于在包括胃的消化系统内的水的吸收所致，通过缩短直到溶胀的时间，而将会在更短的时间内表现出生理功能。
改性魔芋粉可以用作上述具有多种生理活性的经口生理活性剂的活性成分，并且这种经口生理活性剂也可以用作食品添加剂原料或保健食品原料。
特别地，根据本发明的经口生理活性剂具有改善的在含有水的液体中的分散性，并且例如，当将活化剂加入到各种饮料或液体食品如饮用水、软饮用水、各种饮用剂、各种汤中时，主要含有不溶性膳食纤维的粒子在这样的各种饮料或液体食品中快速扩散，并且可以长期保持为分散状态。此外，主要含有不溶性膳食纤维的分散粒子不抑制饮料或液体食品的喉咙通过的感觉，而是可以获得改善该感觉的效果。因此，魔芋粉可以适合地用于通过饮料和液体食品的水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的容易摄入，并且也适合用于与糕点、面包、面条等混合。
根据本发明的经口生理活性剂还可用作富含膳食纤维的食品，如补充剂，或用作食品添加剂或辅助成分以用于饮料和食品的膳食纤维强化。
当根据本发明的经口生理活性剂用作膳食纤维强化食品时，改性魔芋粉以原样使用，或者与可接受作为食品成分的载体、赋形剂、胶囊材料等一起配制。如果需要的话，还可以将膳食补充组分如维生素、蛋白质、糖和矿物质组分添加到使用魔芋粉的膳食纤维强化食品中。
当根据本发明的经口生理活性剂用作用于饮料和食品的食品添加剂或辅助成分时，改性魔芋粉可以以原样使用，或者与可接受作为食品成分的载体、赋形剂、胶囊材料等一起配制。
根据本发明的经口生理活性剂的摄入量可以设定为获得所需的生理活性效果，并且可以基于已知的摄入量(剂量)进行选择。
当根据本发明的经口生理活性剂用作血糖水平升高的抑制剂时，取决于其中血糖水平升高的餐食，接受者在存在血糖水平升高的风险的状态下，优选地在餐食之前或开始时或初期服用。对摄入量没有特别限制，只要其被选择为获得所需的抑制血糖水平升高的效果即可。例如，优选的是选自每天为100mg至20g的范围，优选1g至10g的范围，并且更优选1g至6g的范围。
实施例(实验例1)
作为魔芋细粉末，使用由Orihiro Co.,Ltd.制造的Timac Mannan(商品名)(水含量：8.0质量％，膳食纤维：85.4质量％)。
使用氢氧化钠(由Kanto Chemical Co.,Ltd.制造，食品添加剂，纯度95％)，制备以下五种溶液：A：0.100M(pH 13.0)，B：0.125M(pH 13.1)，C：0.150M(pH 13.2)，D：0.200M(pH 13.3)，和E：0.300M(pH 13.4)。
在将15g的氢氧化钠溶液加入到10g的Timac Mannan中之后，使用烹饪切割器(由Hitachi,Ltd.制造，型号FV-F3)进行匀化，密封，并且在60℃加热30分钟，然后将其在37℃加热20小时。以这种方式，使用200g的Timac Mannan作为原料来制备具有不同碱浓度的五种试验样品A至E。将八倍量的30质量％乙醇加入到各个原料中，用柠檬酸溶液中和，脱水，并且在70℃干燥。
对于每种干燥粉末，通过水含量测量和改进的Proski法来测量水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。此外，通过在35℃与水混合以具有1质量％的溶液浓度来制备混合物，并且测量各个混合物的粘度。这种粘度测量方法通常被采用来确定魔芋粉(水溶性魔芋粉)的品质标准。这是一种检查方法，其中在35℃的温浴中搅拌的同时，每2、3和4小时测量粘度(B型粘度计，由Toki Sangyo Co.,Ltd.制造)，并且使用其中的最高值以进行确定。在这种方法中，粘度越高，魔芋粉的胶凝化能力越好，并且广泛使用在这种测量方法中的魔芋原料粉末评级。
在基于这种粘度的魔芋原料粉末的品质分类的一个实例中，在这种测量方法中，粘度为15,000mPa·s以上的那些被归类为特级粉末，并且粘度为13,000mPa·s以上的那些被归类为一级粉末。Timac Mannan由于用于去除作为魔芋气味的三甲胺气味的醇处理所致而具有高的纯化纯度，并且在这种测量方法中的用于魔芋生产的魔芋粉的粘度的标准值为16,000mPa·s以上。
结果在表1中示出。
[表1]
Figure BDA0003487757820000201
(实验例2)
对于每100g作为原料的Timac Mannan，分别以100g的量加入氢氧化钾(由KantoChemical Co.,Ltd.制造，食品添加剂，纯度85％)的0.2M溶液和0.3M溶液，然后进行使用烹饪切割器的混合和匀化以制备两种具有不同碱浓度的试验样品。将每种样品密封并且在60℃加热30分钟，然后使其在25℃静置20小时，然后在75℃干燥，使得水含量为10质量％以下。将800g的30质量％含水乙醇加入到各个试验样品中，并且分别加入10质量％柠檬酸溶液以将pH中和到7.0，脱水，然后用热风在70℃干燥。在用0.2M氢氧化钾溶液调节的样品中，干燥产品的水含量为4.5质量％，并且在用0.3M氢氧化钾溶液调节的样品中，干燥产品的水含量为7.1质量％。
在用0.2M氢氧化钾溶液制备的样品中，通过改进的Proski法得到的不溶性膳食纤维的量为35.17质量％，并且水溶性膳食纤维的量为38.51质量％。相对于总膳食纤维的量，不溶性膳食纤维的量为47.7质量％。在用0.3M氢氧化钾溶液制备的样品中，不溶性膳食纤维的量为80.0质量％，水溶性膳食纤维的量为7.1质量％，并且相对于膳食纤维总的量，不溶性膳食纤维的量为91.8质量％。
当在35℃每2、3和4小时测量用0.2M氢氧化钾溶液制备的样品的1质量％溶液的粘度时，最大值为160.4mPa·s。此外，当在35℃每2、3和4小时测量用0.3M氢氧化钾溶液制备的样品的1质量％溶液的粘度时，最大值为4.0mPa·s。
(实验例3)
向10g作为原料的Timac Mannan中，加入10g的无水碳酸钠(由Kishida ChemicalCo.,Ltd.制造，食品添加剂，纯度99％以上)的1M溶液(pH 11.7)，混合，然后使用烹饪切割器进行匀化。在密封并且在60℃加热30分钟后，将混合物在35℃进一步静置20小时。当向其中加入250g的30质量％含水乙醇时，溶液的pH为10.7。向其中加入10质量％柠檬酸溶液以将pH中和到7.0，并且之后，通过与实验例1中相同的操作，将混合物用30质量％乙醇洗涤，脱水，并且在75℃干燥。干燥产品的水含量为6.5质量％，根据改进的Proski法，水溶性膳食纤维的量为3.3质量％，不溶性膳食纤维的量为89.7质量％，并且相对于膳食纤维的总量，不溶性膳食纤维的量为96.5质量％。
(实验例4)
在向10g作为原料的Timac Mannan中加入并且混合15g的氢氧化钾(由KantoChemical Co.,Ltd.制造，食品添加剂，纯度85％)的0.4M溶液(pH13.7)后，将混合物使用烹饪切割器(由Hitachi,Ltd.制造，型号FV-F3)匀化。然后，在密封后，在60℃加热30分钟，将混合物在30℃进一步加热15小时。当以这种方式加工200g的Timac Mannan并且向其中加入800g的30质量％含水乙醇时，溶液的pH为12.2。向其中加入10质量％柠檬酸溶液以将pH中和到7.0，并且将混合物搅拌20分钟，然后将其静置以弃去上清液。此外，在加入800g的30质量％含水乙醇的洗涤操作后，将搅拌20分钟和弃去上清液进行两次，使用滤布进行脱水，并且将剩余物用在70℃的热风干燥。干燥产品的水含量为4.0质量％，根据改进的Proski法，不溶性膳食纤维的量为94.7质量％，并且水溶性膳食纤维的量为1.4质量％，并且相对于膳食纤维的总量，不溶性膳食纤维的量为98.5质量％。
(实验例5)
在向10g魔芋粉-特级粉末(由Orihiro Co.,Ltd.制造)中加入并且混合15g的氢氧化钠(由Kanto Chemical Co.,Ltd.制造，食品添加剂，纯度95％)的0.4M溶液(pH 13.5)后，将混合物使用小型速磨机(由Labonect Co.,Ltd.制造，型号MS-05)匀化，密封并且在60℃加热30分钟，然后在35℃加热20小时。以这种方式，加工200g的特级粉末，向其中加入800g的30质量％含水乙醇，加入10质量％柠檬酸溶液以将pH调节到6.90，并且将混合物静置20分钟，然后弃去上清液。此外，加入800g的30质量％含水乙醇，将混合物搅拌20分钟，弃去上清液，然后使用滤布进行脱水。将剩余物用在70℃的热风干燥，并且通过改进的Proski法测量水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。
作为结果，作为原料的特级粉末(水含量8.0质量％)的水溶性膳食纤维的量为75.6质量％，不溶性膳食纤维的量为2.1质量％，并且不溶性膳食纤维与总膳食纤维的比率为2.7质量％，而在用0.4M氢氧化钠溶液处理的干燥产品(7.3质量％的水)中，水溶性膳食纤维的量为2.7质量％，不溶性膳食纤维的量为91.9质量％，并且不溶性膳食纤维与总膳食纤维的比率为97.1质量％。
这种粉末在水中是不溶的，并且作为用于评估魔芋粉的品质的方法，使用1质量％水分散液的粘度的测量值(在此期间，在35℃的温浴中搅拌的同时，每2、3或4小时用B型粘度计测量的粘度的最高值)为2.0mPa·s。
(实施例1)
将40kg作为原料的Timac Mannan放入到立式造粒机(由Powrex Corp.制造，FMVC-25型)中，并且以160rpm搅拌。当产品温度达到40℃时，在40分钟内加入并且混合40kg的氢氧化钠(Kanto Chemical Co.,Ltd.，食品添加剂)的0.4M溶液(pH 13.5)。在65℃的产品温度将混合物取出，密封，并且在室温保持20小时。将混合物在70至80℃的气氛中干燥，加入320kg的30质量％含水乙醇，并且将混合物搅拌20分钟(pH 10.1)，然后加入并且溶解1,860g的柠檬酸以多次进行湿磨机处理(此时的上清液的pH为6.98)。将所得物通过滤布过滤脱水，并且用在75℃的热风干燥，然后通过改进的Proski法测量水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。作为结果，水含量为8.0％，水溶性膳食纤维的量为2.3质量％，不溶性膳食纤维的量为89.7质量％，并且不溶性膳食纤维与总膳食纤维的比率为97.5质量％。
这种粉末在水中是不溶的，并且使用1质量％水分散液在35℃的温浴中搅拌3小时后用B型粘度计测量的粘度为3.0mPa·s。
当用装置(由Hosokawa Micron Co.,Ltd.制造，型号：ACM-15H)对这种粉末进行细粉碎处理时，最小粒度为4μm，最大粒度为296μm，d50(中值直径)为54μm，并且水含量4.5质量％，通过改进的Proski法测量的水溶性膳食纤维的量为15.0质量％，并且不溶性膳食纤维的量为79.4质量％。当将2g的这种细粉末在58g的在35℃的崩解试验的第一溶液(0.29％盐酸溶液：pH 1.2)中缓慢搅拌15分钟时，粉末形成包水的聚集体并彼此缔合，并且具有56ml的体积。
这种细粉碎的改性魔芋粉可以用作生理活性剂如片剂、散剂和胶囊的活性成分。
(实施例2)
将40kg作为原料的Timac Mannan放入到立式造粒机(由Powrex Corp.制造，FMVC-25型)中，并且以160rpm搅拌。当产品温度达到40℃时，在40分钟内加入并且混合40kg的氢氧化钾(Kanto Chemical Co.,Ltd.，食品添加剂)的0.4M溶液(pH 13.5)。在65℃的产品温度将所获得的混合物取出，密封，在室温保持20小时。将混合物在70至80℃的气氛中干燥以获得38.9kg的干燥产品。
当通过改进的Proski法测量这种干燥粉末的水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维时，水含量为7.3质量％，水溶性膳食纤维的量为3.6质量％，并且不溶性膳食纤维的量为82.1质量％。用1质量％水分散液在35℃的温浴中搅拌3小时后用B型粘度计测量的粘度的最大值为4.0mPa·s。
将320kg的30质量％含水乙醇加入到所获得的干燥粉末中，并且将混合物搅拌20分钟，然后加入并且溶解266g的柠檬酸，并且多次进行湿磨机处理(此时的上清液的pH为7.2)。将其通过滤布过滤脱水，并且用在75℃的热风干燥。
将这种干燥粉末用装置(由Hosokawa Micron Co.,Ltd.制造，型号：ACM-15H)进行细粉碎处理。所获得的魔芋粉的d50(中值直径)为40μm。最小粒度为2.9μm，并且最大粒度为230μm。粉碎的魔芋粉的水含量为4.1质量％，通过改进的Proski法测量的水溶性膳食纤维为12.1质量％，并且不溶性膳食纤维为82.3质量％。用1质量％水分散液在35℃的温浴中搅拌3小时后用B型粘度计测量的粘度的最大值为17.5mPa·s。
将2g的这种细粉末在58g的在35℃的崩解试验的第一溶液(0.29％盐酸溶液：pH1.2)中缓慢搅拌15分钟，以变成固体区分体(solid division)(60ml体积)。当用立体显微镜观察这种固体区分体时，包水的大量魔芋粉的小块进一步彼此缔合而形成聚集体，并且当强力摇动时，它们变成小块，并且最终确认了其是含有水的单个魔芋粉粒子。
这种细粉碎的改性魔芋粉可以用作生理活性剂如片剂、散剂和胶囊的活性成分。
作为一个典型实例，通过包水而溶胀并且构成从其缔合魔芋粉的聚集体取出的小团块(作为一个实例，长度为1100μm且宽度为750μm的立方体)的一个魔芋粉粒子的尺寸为137×106μm。另一方面，用食品切割器(Bamix-M300，由Cherry Terrace Co.，Ltd.制造)将60g的生卷心菜(可食用部分)仔细地制成糊状物以制备研磨产品，并且研磨产品的体积为约60ml。在用立体显微镜观察研磨糊状物时，组成细胞三维排列，并且它们的尺寸大致均匀，在长度100至130μm×宽度100至130μm的范围内。根据上述结果，确认了这种粉碎的魔芋粉吸收水，并且表现出与生蔬菜细胞类似的三维结构。
本细粉末在从冷水到热水的温度范围内包水(溶胀)，并且粉末粒子彼此缔合。当水温度高时，包水能力更大，并且缔合所需的时间缩短。因此，如果每餐将2至8g的魔芋粉添加到味噌汤或其他汤中，则其快速包水并且聚集，使得其可以以与蔬菜糊相同的感觉食用。即，可以容易地摄入具有与蔬菜类似的水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的比率、具有包水能力并且具有所需生理活性的膳食纤维糊。
另外，将本魔芋细粉末预先在约70℃的液体温度充分包水(溶胀)，并且在用果汁等进行调味和加风味后使其成为液态，并且如果需要，使用适当的增稠剂等来提供适当的粘度。在这之后，将每份4至6g的本魔芋细粉末包装在容器如自立袋中并且灭菌以提供生理活性剂。可以摄入经混配的并且具有所需生理活性的膳食纤维。
附带地，在将4g的本魔芋细粉末与一份(18g)的玉米粉汤混合之后，在将150ml的沸水倒入并轻轻搅拌时，魔芋粉包水(溶胀)并且聚集。原来100％通过1.0mm直径的筛的玉米汤中的超过60质量％留在1.0mm直径的筛上。作为结果，原本要喝的汤变为含有3.6g膳食纤维的可食用汤，并且与没有加入魔芋粉的情况相比，味道更丰富、浓厚，并且更受欢迎。
(作为血糖水平升高的抑制剂的临床试验)
在测量18名研究受试者(20多岁至50多岁的男性)的空腹血糖水平后，对他们进行曲奇试验(cookie test)。此时，让受试者在不知道服用哪种的情况下服用含有根据本发明的魔芋粉的胶囊(G1)和不含魔芋粉的安慰剂组的胶囊(P1)，并且进行了两次服用胶囊的试验，其中每个受试者都服用两种胶囊。对于曲奇试验，使用由Saraya Co.，Ltd.制造的产品名“Meal Test S”，并且将食用一份(120g)的一半时的时间设定为0，并且指示在20分钟内吃完剩余部分。然后，在30分钟、60分钟和120分钟后收集血液，并且测量血糖水平的变化。在开始时，使用空腹血糖(PG0)。
胶囊(G1)(试验剂量：8个胶囊(包含总计约2g的在实施例1中制备的改性魔芋粉))
胶囊(P1)(空胶囊/试验剂量：8个胶囊)
此外，还获得了对于代谢综合征确定所需的各信息(参见下表)。
[表2]
受试者的临床数据 平均值±SD 标准水平
年龄(岁) 39.4±9.8
BMI(kg/m<sup>2</sup>) 24.6±2.7
HbA1c(NGSP)(％) 5.5±0.2 4.7-6.2
空腹血糖(mg/dL) 100±5 65-110
空腹胰岛素(μU/mL) 6.8±0.3 2.2-12.4
HOMA-IR 1.68±0.75 ～2.5
HOMA-β 67.1±31.4 30～
胰岛素生成指数 1.02±0.65 0.8～
Matsuda指数 5.29±2.74 3～
HDL-C(mg/dL) 55±17 37-67
LDL-C(mg/dL) 128±25 ～139
中性脂肪(mg/dL) 141±118 50-150
各个受试者在服用G1和P1后的血糖水平的变化在图1中示出。G1用实线表示，并且P1用虚线表示。横轴显示时间(分钟)，并且纵轴显示血糖水平(mg/dL)。可以一看就确认血糖水平降低的受试者(6名受试者)以黑框展示。此外，比较了P1和G1之间的餐后60分钟的血糖水平升高方面的差异(ΔG(60-0))。这种比较值由下式定义：
ΔG(60-0)(P-G)＝ΔG(60-0)(P)-ΔG(60-0)(G)
如果ΔG(60-0)(P-G)的值为正，则确认抑制血糖水平升高的效果。
[表3]
Figure BDA0003487757820000271
在以上有标记方块所指示的八个人中观察到抑制血糖水平升高的一定效果。接下来，按照胰岛素指标对受试者进行分类，并且考察了上述八名受试者属于哪一组。作为胰岛素指标，比较了指示胰岛素分泌能力的“HOMA-β”值”与指示末梢组织中的胰岛素敏感性的“Matsuda指数”。以下示出了通过这些值将受试者数据分类的结果。
[表4]
Figure BDA0003487757820000281
如以上表4中所示的，当受试者具有较高的胰岛素分泌能力(“HOMA-β”值较高)和较低的胰岛素敏感性(“Matsuda指数”较低)时，存在易于通过本发明的抑制剂来抑制血糖水平升高的趋势。
接下来，按照血糖和身体组成对受试者进行分类。将空腹血糖(PG0)用于血糖，并且将瘦体重(去脂肪体重：FFM)用于身体组成。以下示出了通过这些值将受试者数据分类的结果。
[表5]
Figure BDA0003487757820000291
如以上表5中所示的，具有较低空腹血糖和较少瘦体重(较多体脂)的受试者趋于更有可能通过本发明的抑制剂形成对血糖水平升高的抑制。
如上所述的，不能说由于个体差异而整体上获得统计学显著性差异，但是使用本发明的血糖水平升高的抑制剂在一些组中具有对血糖水平升高的抑制效果。根据这些结果，确认了可以表现出对患有肥胖-代谢综合征的个人及其储备组的效果。

Claims (22)

1.一种经口生理活性剂，所述经口生理活性剂包含作为活性成分的改性魔芋粉，所述改性魔芋粉含有8-50质量％的水溶性膳食纤维和92-50质量％的不溶性膳食纤维。
2.根据权利要求1所述的经口生理活性剂，其中所述改性魔芋粉是其中魔芋原料粉末中的水溶性膳食纤维的一部分被转化为不溶性膳食纤维的改性魔芋粉。
3.根据权利要求2所述的经口生理活性剂，其中所述水溶性膳食纤维的一部分向不溶性膳食纤维的转化是由于碱性试剂所导致的。
4.根据权利要求3所述的经口生理活性剂，其中所述碱性试剂是碱金属溶液。
5.根据权利要求4所述的经口生理活性剂，其中所述碱金属溶液中含有的碱金属化合物是氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠以及碳酸钾中的至少一种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的经口生理活性剂，所述经口生理活性剂由于所述水溶性膳食纤维和所述不溶性膳食纤维而具有蔬菜样生理活性。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的经口生理活性剂，其中所述改性魔芋粉具有水溶胀性。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的经口生理活性剂，其中所述改性魔芋粉的粒度分布中的D50为100μm以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的经口生理活性剂，所述经口生理活性剂是药品。
10.根据权利要求9所述的经口生理活性剂，其中所述药品是用于血糖水平升高的抑制剂。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的经口生理活性剂，所述经口生理活性剂是食品。
12.一种改性魔芋粉在经口生理活性剂的生产中作为用于蔬菜样生理活性的活性成分的使用方法，其中所述改性魔芋粉含有8至50质量％的水溶性膳食纤维和92至50质量％的不溶性膳食纤维。
13.根据权利要求12所述的使用方法，其中所述改性魔芋粉是其中魔芋原料粉中的水溶性膳食纤维的一部分被转化为不溶性膳食纤维的改性魔芋粉。
14.根据权利要求13所述的使用方法，其中所述水溶性膳食纤维的一部分向不溶性膳食纤维的转化是通过碱性试剂进行的。
15.根据权利要求14所述的使用方法，其中所述碱性试剂是碱金属溶液。
16.根据权利要求15所述的使用方法，其中所述碱金属溶液中含有的碱金属化合物是氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠以及碳酸钾中的至少一种。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的使用方法，其中所述经口生理活性剂由于所述水溶性膳食纤维和所述不溶性膳食纤维而具有蔬菜样生理活性。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的使用方法，其中所述改性魔芋粉具有水溶胀性。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的使用方法，其中所述改性魔芋粉的粒度分布中的D50为100μm以下。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的使用方法，其中所述经口生理活性剂是药品。
21.根据权利要求20所述的使用方法，其中所述药品是用于血糖水平升高的抑制剂。
22.根据权利要求12至19中任一项所述的使用方法，其中所述经口生理活性剂是食品。
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