JP2000169502A - 分枝マルトデキストリンとその製造方法 - Google Patents
分枝マルトデキストリンとその製造方法Info
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Abstract
つ腸内ミクロフローラの質を改善する能力を有する分枝
マルトデキストリンの提供。 【解決手段】 22%から35%の間の、好ましくは2
7%と34%の間のグルコシド結合1→6、20%以下
の還元糖の含量、5以下の多分子指数及び最大で450
0g/モルに等しい数平均分子量Mnを有する分枝マル
トデキストリン。
Description
結合1→6のレベル、還元糖の含量、及び平均分子質量
の関して特有の性質を有する、水素添加した又は水素添
加しない分枝マルトデキストリン(branched maltodextr
ins)である。
ンの製造方法にも関する。それはまた、ヒトによって又
は動物によって消化されることを意図した製品において
使用され得る組成物、そのような分枝マルトデキストリ
ンと少なくとも1のポリオールとを含む非う食原性(aca
riogenic)組成物にも適用する。
ストリンは、グルコシド結合1→6の含量が標準マルト
デキストリンよりも大きいマルトデキストリンの意味で
ある。
extrins)は、グルコースと、4から5%のみのグルコシ
ド結合1→6と共に1→4で本質的に結合したグルコー
スポリマーの精製された及び濃縮された、非常に変動し
た分子量の、水に完全に溶解し且つ低い還元力を持つ混
合物として定義される。
の又は塊茎デンプンの酸又は酵素的加水分解により通常
製造される。標準マルトデキストリンの分類は、デキス
トロース当量又はD.E.の概念によって通常表され
る、その還元力の測定に主として基づいている。この特
有な点に付いて、マルトデキストリンの定義は、D.
E.値が20を越えてはならないことが、Monograph Sp
ecifications of the FoodChemical Codex statesにお
いて報告された。
ら、標準マルトデキストリンの分枝分散を正確に表すた
めには不十分である。実際は、全般にランダムな、デン
プンの酸加水分解、又は僅かにより定められたそれの酵
素的加水分解は、D.E.測定単独では正確に定義でき
ない、且つ重合度(D.P.)の低い度合の短分子を、同じく
高いD.P.を持つ非常に長い分子を含むグルコースと
グルコースポリマーの混合物を提供する。
トリンを構成するグルコースとグルコースポリマーの混
合物の平均D.P.の、かくしてそれの数平均分子量
(Mn)の近接した概念を与えるのみである。標準マルト
デキストリンの分子量の分散の特徴を完全にするため、
別なパラメーター、重量平均分子量(Mp)のそれを測定
することが重要である。
が、しかし異なる技術によって計測される。例えば、グ
ルコースポリマーに適応した測定法が、周知の分子量の
プルランによって校正されたクロマトグラフィーカラム
でのゲル透過クロマトグラフィーをベースとして用いら
れる。
ity)の指数(I.P.)と称され、ポリマー混合物の分子量の
分散を全般的に特徴付けすることが可能となる。一般的
なルールとして、標準マルトデキストリンの分子量にお
ける分散は、5と10の間のI.P.値に至る。
は、各種の工業分野、特に食品工業において用いられ
る。
れの低いD.P.を持つ化合物の高い含量、及びそれに
起因すると考えられる前生物的作用(prebiotic effect)
が無いという事実は、標準マルトデキストリンが、低カ
ロリー値を持つ、低う食原性(low cariogenicity)を持
つポリグルコシル化化合物(polyglucosylated compound
s)を有する必要がある、又は腸内フローラの質を改善す
るための適用において使用できないことを意味する。
合物」は、ヒト又は動物生体によってほんの僅かに同化
されるのみであり、又は小腸の酵素的活性にほんのわず
かに感受性があるのみで、標準ポリグルコシル化化合物
のカロリー値を提供しない、ポリグルコシル化化合物を
意味する。
物」は、ショ糖、グルコース、果糖又は標準ポリグルコ
シル化化合物のような通常の糖よりも、口腔の細菌によ
ってより劣った酸性化を示す化合物を意味する。う食原
性効果は実際、口腔において、糖を代謝して酸を生産す
る細菌の存在による。口のpH低下は、歯のエナメルの
ヒドロキシアパタイトの溶解と窩洞の生成に至る。
ジェニック(bifidogenic)、ブチロジェニック(butyroge
nic)、ラクチックフローラ、のようなヒト又は動物の健
康に有益である微生物の大腸における発育を促進するこ
とを意味する。このケースにおいて、健康に有益である
微生物の集団のそのようなコレクションの発展を改善す
るため、前生物的作用と言われるであろう。
ロリー値を有する、低う食原性の、且つ腸内ミクローラ
の質を改善する能力を有する、同じくそれの利用特性に
ついてマルトデキストリンの有する必要性は満足されて
いないことが明らかである。
によって、新規のタイプの生産物、即ち特異的な分枝マ
ルトデキストリンを工夫し且つ開発することによって予
め考慮された非妥協的な、これらの目的の全てを調和さ
せる価値あるものを得た。
22%から35%の間の、好ましくは27%と34%の
間のグルコシド結合1→6、20%以下の還元糖の含
量、5以下の多分子指数及び最大で4500g/モルに
等しい数平均分子量Mnをそれが示すという事実によっ
て特徴付けられる。
4500g/モルの間とされる。
の含量は、消化不可能な特性を本発明に従う分枝マルト
デキストリンに与え、その結果、小腸のレベルでそれの
同化を防ぐことによって、それのカロリー値を減じるこ
とになる。D.P.1のような低D.P.を持つ分枝の
低い含量はまた、生体により直接同化可能な遊離グルコ
ースの量が大きく減じられ、標準マルトデキストリンよ
りも低いカロリー値を有する本発明に従う分枝マルトデ
キストリンを与える。小腸における消化不可能な及び大
腸において発酵した分画によって表した部分の評価に基
づいた分枝マルトデキストリンのカロリー値の測定は、
2kcal/gとして見なされる。本発明に従う分枝マ
ルトデキストリンは、2.5kcal/g以下と推定し
たカロリー値を有する。
の微生物によるその同化を減じることによって、本発明
に従う分枝マルトデキストリンのう食原性力を低下する
結果となる。
また、完全に特異的な前生物的特性をこれら分枝マルト
デキストリンに与える。実際、それは、ブチロジェニッ
ク、ラクチック又はプロピオニックバクテリアのよう
な、ヒト及び動物の盲腸の及び結腸の細菌がこれら高度
分枝した化合物を代謝することが明らかとなっている。
ンは、望ましくない細菌の損失の原因となるビフィドジ
ェン(bifidogen)タイプの細菌の発育を改善する。分枝
マルトデキストリンの前生物的効果の測定は、本出願人
によって完成された以下のプロトコルによって動物にお
いて実施される。
stockのゴールデンハムスター)を、試験すべき製品の
15重量/容量%を含む溶液で給餌する。別のコントロ
ール群は、標準の食餌を与える。その試験は、その動物
を屠殺し且つその盲腸が取り出される間での14日にわ
たり実施される。相当する腸内ミクロフローラの発育を
表す、酢酸、プロピオン酸、酪酸及び乳酸の含量を、遠
心分離後の盲腸の内容物の調製物の上清について測定す
る。本発明に従う高分子量を持つ水素添加した分枝マル
トデキストリンの同化の後に実施した分析は、例えば、
腸内ミクロフローラの顕著な発育を示している。
更に、相対的に高い残りのグルコシド結合1→4と標準
マルトデキストリンと同じ基本的機能を保持するための
その可能性を作る低い還元力を有する。グルコシド結合
1→4のこの含量は、本発明に従う22と35%の間の
グルコシド結合1→6の含量と組合せて記載されていな
いまでも、本出願人の知識では含量は42と50%の間
とすることができる。優先的な手法において、本発明に
従う分枝マルトデキストリンは1.2と2.3の間、特
に1.3と2の間のグルコシド結合1→4/1→6の比
率で存在する。1.3と1.8の間の比率で表される分
枝マルトデキストリンが以下に例示される。それは、特
に食品製造において、製薬又は獣医学的製品において、
テクスチャー化剤(texturizing agents)、増粘剤及び/
又はゲル化剤、充填剤又は被包化剤(encapsulating age
nts)の役割を演じることができる。
P.を有する本発明に従う分枝マルトデキストリンは、
そのMn値が4500g/モルに達し得ることから、分
子量の低い分散を持った、同時に申し分のない分子量の
範囲を提供するグルコースポリマーの集団として定義す
ることが可能となる。I.P.のこの値は、特に1.5
と3の間、例えば1.8と2.9の間とすることができ
る。
は、多くても5%に等しい還元糖の含量と、2000と
4500g/モルの間のMnを好ましくは提供する、高
い分子量を持った分枝マルトデキストリンにより構成さ
れる。
還元糖の含量及び3000と4500g/モルの間のM
nを有する高分子量を持つ分枝マルトデキストリンによ
り構成された第1のサブファミリーを区別することがで
きる。
の還元糖含量と2000と3000g/モルの間のMn
を有する高分子量を持つ分枝マルトデキストリンによっ
て構成される。
は、5と20%の間の還元糖の含量と、2000g/モ
ル以下のMnを好ましくは有する、低分子量を持つ分枝
マルトデキストリンにより構成される。
と8%の間の還元糖の含量と、500と1500g/モ
ルの間のMnを有する低分子量を持つ分枝マルトデキス
トリンによって構成された第1のサブファミリーを区別
することができる。
%の間の還元糖の含量と、500g/モル以下のMnを
有する低分子量を持った分枝マルトデキストリンによっ
て構成される。
ような、水素添加された形態の分枝マルトデキストリン
に関する。水素添加した分枝マルトデキストリンは、良
好な熱安定性、及び還元糖の存在がそれ故に回避される
ことが要求される適用のために特に意図される。
トリンと、少なくとも1のポリオールを含むことを特徴
とする非う食原性組成物(acariogenic composition)に
も関する。上記ポリオールは、好ましくは、トレイトー
ル、エリトリトール、キシリトール、アラビトール、リ
ビトール、ソルビトール、マンニトール、マルチトー
ル、マルトトリイトール、マルトテトライトール、ラク
チトール、水素添加イソマルチトール、グリセリン及び
水素添加デンプン加水分解物を含む群から選択される。
食原性組成物は、30から70重量%の間の分枝マルト
デキストリンと、30と70重量%の間のマルチトール
を含み、該組成物は、ガム及び他の製菓の製造において
特有の適用を有する。
ら、本発明に従う分枝マルトデキストリンは、ヒト及び
動物によって消化されることを意図した非う食原性組成
物の製造において特別な幾つかの及び直接的な重要性を
有する。
とを意図した非う食原性組成物」は、糖菓(confectione
ry)、練り粉菓子(pastry products)、アイスクリーム、
咀嚼されるペースト(pastes to be chewed)、チューイ
ングガム、飲料、ジャム、スープ、牛乳ベースの調製
品、ヨーグルト、ケーキ、調製済動物飼料のような各種
の食料品、例えばエリキシル剤、咳止めシロップ、錠剤
又はピル、口腔衛生溶液、練り歯磨き及びゲルのよう
な、製薬の、獣医学の、ダイエット用の(dietetic)又は
衛生製品のような、消化及び経口投与を意図した組成物
又は製品を意味する。
造するため、以下の: a)脱水した酸性化デンプンが、5%以下の、好ましく
は4%以下の水分を有するように調製され、 b)脱水された酸性化デンプンが薄層連続型の反応器に
おいて、120℃と300℃の間の、好ましくは150
と200℃の間の温度で処理され、 c)得られた分枝した誘導デンプン生産物が採集され、
精製され且つ好ましくは濃縮され、 d)その分枝した誘導デンプン生産物が、分枝マルトデ
キストリンを得るための方法で、その数平均分子量に基
づいて分子分画される、 からなる、連続した工程が実施される。
下の、好ましくは4%以下の水分を有する脱水した酸性
化デンプンを調製することを含む。
い。かくしてデンプンは、コムギ、トウモロコシ、ジャ
ガイモ、コメ又はキャッサバから得ることができる。し
かしながら、コムギデンプンを使用することが、以下の
実施例におけるように好適である。
塩酸、硫酸、リン酸、硝酸とクエン酸から構成される群
から選択され得る。しかしながら、クエン酸は、望まし
くないエステル結合、これらは苦味の原因となる、を生
成するという事実、及び硫酸の取り扱いは安全性の問題
を引き起こすという面に鑑みて、本発明の状況の範囲内
では塩酸、リン酸又は硝酸を使用することが好適であ
る。本発明に従う製造方法において用いられる酸の量
は、5から100meqH+/kg乾物デンプンの間、
好ましくは10から50meqH+/kg乾物デンプン
の間である。デンプン中の酸の分散は可能な限り均一と
することが重要である。
チ式又は連続式の酸性化ようなデンプンの酸性化のため
に適用することができる。酸性化デンプンが連続型変性
法(押出し)で用いることを意図するとしてもやはり、可
能な限り連続的とされる製法を達成し、かくして非生産
的な操作(装荷、荷下ろし、取り出し)を制限するため
に、酸性化の連続的手段を使用することが本発明の状況
において好適である。
子間の連続する分枝化(branching)又は枝状化(ramifyin
g)を助けるために5%以下の水分に乾燥させる。この乾
燥工程の間、それは望ましくない還元糖の増加を避ける
ために加水分解反応をも制限するためにも有利である。
秒のオーダーの貯留時間において、得ようとした水分に
達することを可能にする連続型の乾燥技術を用いる必要
性があり、かくしてデンプンの加水分解反応を制限する
ことができるという事実を強調することができた。
と300℃の間の、好ましくは150と200℃の温度
で薄層連続型の反応器で酸性化し且つ脱水したデンプン
を処理することを含む。連続した薄層型の反応器によっ
て、本出願人は、主としてグルコシド結合のレベルで、
該生産物の構造の顕著な転換を得ると同時に、可能な限
り少数の分解生成物を生じるために、非常に短時間の間
に非常な高温を該生産物に加えることを可能にする何れ
かのタイプの反応器を意味する。ターボドライヤータイ
プの反応器(例えば、VOMM社によって市販される)又はブ
レンダータイプの(例えばSociety BUSSによって市販さ
れる)が、この定義に一致する。
50℃と200℃の間の温度で維持された反応ゾーンに
より構成される。加熱は、対流、誘導または輻射によっ
て供給することができる。多分、この加熱ゾーンは搬送
ゾーンに先行する又は後とすることができる。
た酸性化デンプンのための貯留時間は、温度と、酸性化
工程の間に使用した酸の量の関数とされる。これらの条
件において及び一般的に10秒程度を越えない、非常に
短い時間においての高温での処理は、非常に部分的な加
水分解と、とりわけ富化されたグリコシドの結合1→6
を持つ分枝化反応を生じるデンプンから誘導した化合物
を得ることに至る。
て得られた分枝した誘導デンプン生産物を採集し、精製
し且つ好ましくは濃縮することを含む。その分枝した誘
導デンプン生産物は、それが反応器から離れるように採
集され、そして通常の精製工程が、タンパク質、脂質の
種類の、着色物質の不純物を除去するために実施され
る。この精製は、当業者が自ら周知であるいずれかの方
法、例えば濾過によって、炭による処理によって、樹脂
による漂白又は脱ミネラル化によって又は限外濾過によ
って実施される。その濾過は、真空下での回転濾過によ
って、真空下、及び加圧下での濾過によって加圧下での
2度実行される。
AD 16型)樹脂、及びカチオン性Purolite樹脂(C 1
45型)、及びアニオン性Purolite樹脂(A 860型)で
の通常の順に従って実践できる。濾過し且つ漂白した、
分枝した誘導デンプン生産物は、それ自身周知のいずれ
かの技術、例えばエバポレーションによって濃縮でき
る。
にかけ、必要に応じて触媒的な水素添加を受けさせる。
これら2つの工程の順は逆にすることもできる。この分
子分画の工程は、例えば、クロマトグラフィー分離、膜
分離又は溶媒による選択沈澱を含むことができる。
低う食原性又は前生物的特性のために、与えられた適用
に適応させることができる特性を示す分枝マルトデキス
トリンの分画を採集することを意図する。
は、ガムの製造のために、2000と4000g/モル
の間のMnを示す分枝マルトデキストリンの分画が非常
に良好な結果を与えることを示すことができている。
され、そして脱ミネラル化され、20と70%の間、好
ましくは25と60%の間の実際上の乾物含量に濃縮さ
れている分枝した誘導デンプン生産物において実施され
る。
子分画を行う場合、クロマトグラフィーフラクションの
工程は、好ましくはカルシウムとマグネシウムの、しか
しより好ましくはナトリウム又はカリウムのような、ア
ルカリ及びアルカリ土類イオンによって荷電した、マク
ロポーラス型の強カチオン性樹脂によって、断続的又は
連続的(流動床を模した)のいずれか一方で、それ自身周
知の手法において実施される。
ラフィー分画は、本出願人が所有する米国特許第4,422,
881号中に記載した方法と装置を用いて実施される。分
枝マルトデキストリンは、250−300μmの粒子サ
イズを持ったカリウム型の形の、強カチオンマクロポー
ラス型のポリスチレン/ジビニル樹脂(又はDVB)に分
枝した誘導デンプン生産物を通過させることによって効
果的に得られた。カリウム形の強カチオンマクロポーラ
スポリスチレン樹脂は、5%DVBを持つPurolite C 1
41又は8%DVBを持つPurolite C 145、又は12%DV
Bを持つPurolite C 150からなる群から優先的に選択さ
れる。
℃のオーダーの温度に保たれ、且つほぼ50%乾物含量
の値で得られた分枝した誘導デンプン生産物のシロップ
を供給する4から10のトレーによって実施される。
パラメーターの選択は、当業者に理解可能である。これ
らパラメーターの選択は、分枝マルトデキストリンを含
む分画が、本発明に従うMnと結合1→6の含量を有す
るような手法においてなされる。
従う分枝マルトデキストリンは、該方法のこの工程で、
グルコースを除去する補充の工程にかけることができ
る。このグルコースを除去するための補充の処理は、分
枝マルトデキストリンの遊離残留グルコースの制限され
た含量が企図した適用のためにはまだ望ましくないと認
められるならば、着手することができる。この補充の処
理は、例えば、低カロリー値が分枝マルトデキストリン
のために探し求められる場合において、低分子量を持つ
マルトデキストリンのケースに用いられるであろう。
の手段によって、例えばアニオン交換器による脱酸性化
の工程に続きグルコースの形質転換によって実施され
る。この補充の工程は、酵素的酸化によって、又は細菌
による酸化によってグルコースの生物学的形質転換によ
って、又は樹脂又は膜におけるグルコースの分離によっ
て実施される。それはまた、グルコースを、該方法の後
工程における濃縮により除去されるアルコールに転換す
る酵母によって実行することもできる。
ルトデキストリンは、触媒的水素添加の工程にかけられ
る。これら分枝マルトデキストリンの触媒的水素添加
は、当該分野のルールに従い実行される。
パラメーターが次いで測定される。とりわけ、分析され
る生成物の乾物重量に対するグルコース重量で表した、
還元糖の含量がベルトランド法によって測定される。M
nとMw値は、固定相の孔へのそれの浸透又は非浸透の
理由で、それのサイズに基づいて溶解物の分枝の選択保
持に基づく立体排除クロマトグラフィー(steric exclus
ion chromatography)によって測定される。グルコシド
結合1→2、1→3、1→4及び1→6は、HAKOMORI,
S., 1964, J. Biol. Chem., 55, 205中に記載された通
常のメチル化技術を用いることによって測定される。
を熟読することでより明確となるであろう。それらは、
しかしながら、非制限的な説明のためにのみここに与え
られる。
づいて塩酸によって酸性化し、次いで4%の残留水分に
まで乾燥した。この第1の材料は、次いで180℃の温
度で保持されたPR46型のBUSS混練器に、5秒間
の貯留時間で20kg/hの流速で導入した。その反応
は、15℃で冷水を噴射することによって急速に停止し
た。
ン樹脂での漂白化による精製後、かくて得られた分枝し
た誘導デンプン生産物を、50%の乾物量に戻した。
粒子サイズを持つ、75℃で維持した6200リットル
トレー中に設けた、カリウム形のPurolite C 145強カチ
オンマクロポーラス樹脂でのクロマトグラフィーにかけ
た。
溶離水の供給速度は、第1及び第3のトレーのそれぞれ
のレベルで、60L/hと400L/hで固定した。第
2のトレーと第4のトレーの流出速度は、高い分子量を
持つ又は低い分子量を持つ分枝マルトデキストリンが得
られるかどうかに影響を及ぼす。
るために280L/hで、及び化合物Bを得るために3
20L/hで固定した。第4のトレーの流出速度は、化
合物Cのために180L/hで固定した。
表1中に一緒に記載した。比較のために、従来技術の標
準マルトデキストリンの一定の分析パラメーターもまた
一緒に掲載し、そのMnは特定の分枝マルトデキストリ
ンと同等である(化合物DとE)。
程は、実施例1で記載したそれと同じである。
固定した流出速度を持つ第4のトレーのレベルで実施し
た。370g/モルのMnを持つ分画が、30%で収量
を固定したクロマトグラフィーのパラメーターの調節に
よって得られた。ここでの収量は、クロマトグラフィー
系に導入した乾物に対して高分子量のこの分画から抽出
した乾物の割合を意味する。
の条件においてグルコースオキシダーゼによってグルコ
ースを除去する工程を含む、グルコース除去工程の装置
に影響を及ぼしている:35℃に加熱した、pH6.
0、20%乾物に調整した溶液に、0.5%/乾物とし
たNovozym 771(NOVO グルコースオキシダーゼ)を溶液1
リットル当たり1mlの割合で加えた;750回/分で
撹拌し且つ1.2vvmのばっ気を維持し、最初に13%
乾物グルコースを含む溶液が5時間後に10%乾物以下
の滴定値となった;得られた本発明に従う分枝マルトデ
キストリンFの分析結果を表2中に示す。
する本発明に従う分枝マルトデキストリン50重量%の
混合物Mから、ガムを作製した。
ムは、それが以下の特徴を示すことから、十分に有効で
あった:− これらのガムを高湿度雰囲気中に配した場
合、非常に低い水分回復性(特に3.5より低い水活性
(activity in water)を持つ)として示される、低い吸湿
性、− アラビアゴムの、より少ない量を使用すること
を可能にする、口中のテクスチャー、及びINSTRON硬さ
(25と35の間)であることから、かなりの財政上の救
済となる。
び組成物の使用が、製菓、特にガムの製造に特に適合す
ることが上記試験から明らかになった。
STRON硬さについての上述した2つの特徴を同時に有し
ている分枝マルトデキストリンをベースとするガムは、
記載されてはいない。
Claims (10)
- 【請求項1】 22%から35%の間の、好ましくは2
7%と34%の間のグルコシド結合1→6、20%以下
の還元糖の含量、5以下の多分子指数及び最大で450
0g/モルに等しい数平均分子量Mnを有する分枝マル
トデキストリン。 - 【請求項2】 2%以下の還元糖の含量、及び3000
と4500g/モルの間の数平均分子量Mnを有する請
求項1記載の分枝マルトデキストリン。 - 【請求項3】 2%と5%の間の還元糖含量及び200
0と3000g/モルの間のMnを有する請求項1記載
の分枝マルトデキストリン。 - 【請求項4】 5%以上で且つ最大でも8%に等しい還
元糖の含量、及び500と1500g/モルの間のMn
を有する請求項1記載の分枝マルトデキストリン。 - 【請求項5】 8%以上で且つ最大でも15%に等しい
還元糖の含量、及び500g/モル以下のMnを有する
請求項1記載の分枝マルトデキストリン。 - 【請求項6】 水素添加された請求項1記載の分枝マル
トデキストリン。 - 【請求項7】 請求項1記載の分枝マルトデキストリン
と、少なくとも1のポリオールを含む非う食原性組成
物。 - 【請求項8】 30と70重量%の間の請求項1記載の
分枝マルトデキストリンと、70と30重量%の間のマ
ルチトールを含む請求項7記載の非う食原性組成物。 - 【請求項9】 a)脱水した酸性化デンプンが、5%以
下の、好ましくは4%以下の水分を有するように調製さ
れ、 b)脱水された酸性化デンプンが薄層連続型の反応器に
おいて、120℃と300℃の間の、好ましくは150
と200℃の間の温度で処理され、 c)得られた分枝した誘導デンプン生産物が採集され、
精製され且つ好ましくは濃縮され、 d)その分枝した誘導デンプン生産物が、分枝マルトデ
キストリンを得るための方法で、その数平均分子量に基
づいて分子分画される、 各工程を含む請求項1記載の分枝マルトデキストリンの
製造方法。 - 【請求項10】 得られた分枝マルトデキストリンを触
媒的水素添加することを含む請求項9記載の製造方法。
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