JP6152270B2 - 血糖応答に対するよりもインスリン応答に対してより大きな影響を有する炭水化物組成物 - Google Patents

Description

本発明は、血糖応答よりもインスリン応答に対してより大きな影響を有する炭水化物組成物に関する。

マルトデキストリン、グルコースシロップ、および純デキストロースをはじめとするデンプン加水分解産物は、従来、穀物または塊茎デンプンの酸性および／または酵素的加水分解によって生成される。これらの加水分解産物は、直鎖および分枝糖類の複雑な混合物を含有し、事実上、グルコースと、極めて様々な分子量のグルコースポリマーとの混合物である。それらを分類する第１の方法は、従来、デキストロース当量またはＤ．Ｅ．の概念によって表される、それらの還元力の測定である。定義上、１００のＤ．Ｅ．が、これらのポリマーを構成するモノマーである、純グルコースまたはデキストロースに割り当てられる。非常に大きなグルコースポリマーであるデンプンは、０に近いＤ．Ｅ．を有する。これらの２つの値の間にあらゆる種類のデンプン加水分解産物があり、最も加水分解されたものは１００に近いＤ．Ｅ．を有し、最小限加水分解されたものは０に向かう傾向があるＤ．Ｅ．を有する。双方の範囲の間で、マルトデキストリンは１〜２０のデキストロース当量（ＤＥ）を有し、グルコースシロップは２０を超えるＤＥを有する。

２５〜６３ＤＥのグルコースシロップおよびマルトースシロップなどのデンプン加水分解産物は、それらの入手のしやすさ、高許容限界、加工性、および低価格のために食品用途で広く使用されている。健康的な食餌と肥満症に関心がある人々にとっては、グルコースシロップは糖含量が高いという欠点を有する。

イヌリン、ＦＯＳ、およびポリデキストロースなどの可溶性食物繊維は、多数の先進国（例えば米国、ヨーロッパ）の食餌に蔓延している繊維欠乏を低下させるための有益な食品成分として、より認識されるようになってきている。食物繊維は、便通、糞便重量増大、大腸発酵刺激、血液総コレステロールおよび／またはＬＤＬコレステロールレベルの低下、および食後血糖および／またはインスリンレベルの低下をはじめとするその多数の健康上の利点で良く知られている。特に欧州特許第４４３７８９号明細書は、血糖値にいかなる影響も及ぼすことなくインスリン分泌を節約するための食品複合材料中におけるピロデキストリンの使用を開示する。しかし市販される可溶性食物繊維は、過剰な鼓腸および下痢の形態の消化不耐性、低粘度、および望ましくない味覚と口当たりという欠点を抱えている。

「オリゴ糖類」という用語は、単純な単糖または二糖類よりも大きいが、多糖類（９単位を超える）よりも小さい炭水化物を包含する。

マルトオリゴ糖類、イソマルトオリゴ糖類（ＩＭＯ）、およびフルクトオリゴ糖類などの「オリゴ糖類」は、特にアジア市場においてより注目を浴びるようになっている。オリゴ糖類は、多様な機能性食品のための成分として食品加工業者によって購入されている。ＩＭＯはアジアで過去１５〜２０年間にわたって生産されており、多様な食品用途で使用されている。ＩＭＯの現行の使用の大部分は、日本、中国、韓国などのアジア諸国における健康食品成分としての使用である。ＩＭＯの使用は、日本ではその他のあらゆる不消化オリゴ糖類よりも普及している。２００３年には、日本におけるＩＭＯの需要は１１，０００トンと推定された。ＩＭＯは、甘味料として日本で長年使用されている。ＩＭＯシロップは、日本では伝統的発酵食品中で効果的に使用されている。

イソマルトオリゴ糖類は、具体的には、特にイソマルトース、パノース、イソマルトテトラオース、イソマルトペンタオース、ニゲロース、コージビオース、およびより高級な分枝オリゴ糖類をはじめとする、α−Ｄ−（１，６）−結合があるグルコースオリゴマーである。ヒト腸管酵素はα−（１，４）−グリコシド結合を容易に消化する一方で、α−Ｄ−（１，６）−結合、特に連結長鎖ポリマーのα−Ｄ−（１，６）−結合は、それらのヒト胃腸管通過に際して容易に加水分解されない。これが、オリゴ糖類、例えばイソマルトオリゴ糖類の持つ利点の一つが、例えばプレバイオティクスなどの健康増進効果であることの理由である（Ｋｏｈｍｏｔｏ Ｔ．，Ｆｕｋｕｉ Ｆ．，Ｔａｋａｋｕ Ｈ．，Ｍａｃｈｉｄａ Ｙ．，ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒｉａ Ｍｉｃｒｏｆｌｏｒａ，７（２）（１９８８），６１−６９；Ｋｏｈｍｏｔｏ Ｋ．，Ｔｓｕｊｉ Ｋ．，Ｋａｎｅｋｏ Ｔ．Ｓｈｉｏｔａ Ｍ．，ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｏｓｃ．Ｂｉｏｔｅｃｈ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．，５６（６）（１９９２），９３７−９４０；Ｋａｎｅｋｏ Ｔ，Ｋｏｈｍｏｔｏ Ｔ．，Ｋｉｋｕｃｈｉ Ｈ．，Ｆｕｋｕｉ Ｆ．，ｅｔ ａｌ．，Ｎｉｐｐｏｎ Ｎｏｇｅｉｋａｇａｋｕ Ｋａｉｓｈｉ，６６（８）（１９９２），１２１１−１２２０，Ｐａｒｋ Ｊ−Ｈ，Ｊｉｎ−Ｙｏｕｎｇ Ｙ．，Ｏｋ−Ｈｏ Ｓ．，Ｈｙｕｎ−Ｋｙｕｎｇ Ｓ．，ｅｔ ａｌ．，Ｋｏｒ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．，２０（３）（１９９２），２３７−２４２）。

日本、中国、香港、韓国、および台湾では、ＩＭＯは規制当局によって認識されており、この食品成分は数十年間にわたり販売されている。目下、ＩＭＯは、この製品をプレバイオティクス機能および消化健康の総合的改善のような健康上の利点を示すいくつかの機能性食品に添加することで、これらの国々のローカル人口によって消費されている。

オリゴ糖類の生理学的および機能的利点には、消化耐性、粘度、および望ましい味覚と口当たりが含まれる。しかし既存のオリゴ糖類は、単糖類および二糖類の総計と定義される糖含量が比較的高く、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｆｆｉｃｉａｌ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｓにより認可された繊維法による測定で、検出可能なレベルの食物繊維が低いという欠点を有する。例えば市販のイソマルトオリゴ糖類、例えばＩＭＯ５００およびＩＭＯ９００製品は、典型的に２０〜３５％の単糖類、１０〜４０％の二糖類、および５％未満の食物繊維を有する。

それでもなおＩＭＯは、多数の無視できない利点もまた提示する。ＩＭＯシロップはスクロースの約半分の甘さなので、液糖シロップの一部または全部をそれらで置き換えて、飲料のための異なる甘さプロフィールを作り出せる。それらはまた、非発酵性糖シロップとしてビール製造中に添加して発酵性糖のいくらかを置き換え、得られたビールの残留甘さと口当たりを改変し得る。それらの虫歯予防特性は、それらを砂糖代替物質として多数の菓子製品中で使用することで利用し得る。齲歯は、歯の表面に不溶性のグルカンガム（プラーク）が形成し、このプラーク下に歯のエナメル質を攻撃する酸が形成することで引き起こされる。細菌感染に対する改善された抵抗性をもたらす、報告されたより高い水分保持（水結合）能力は、製パン工業において老化速度がより遅い製品を開発する上で利点であり得る。しかし有用で興味のある主要な利点および主要な分野は、プレバイオティクス製品を対象として含む機能性食品分野にあるように見える。日本では、健康上の利点が報告された多数のいわゆる機能性食品が販売され、そのいくつかは成分としてＩＭＯを使用する。プレバイオティクスは、小腸を未消化で通過し、次に大腸中で発酵して、一連の単鎖脂肪酸、具体的には酪酸を生じる非消化炭水化物である。推奨用量で使用された場合、ＩＭＯは下痢を引き起こさないことがが臨床試験で報告されている。ＩＭＯは報告によれば、腸管内微生物叢の調節を助け、腸管微生物の均衡を改善する、腸内のビフィズス菌などのプロバイオティクス細菌（有益な生菌）によって、優先的に選択される食物源である。

目下、ＩＭＯは米国では、特に様々な飲料中の可溶性繊維およびプレバイオティクスの原料として、多くの企業によって配合されている。しかし欧州連合では、一般集団によるＩＭＯの使用は、プレバイオティクスおよび繊維の機能性がある栄養甘味料として想定されており、甘味付けの目的で多様なその他の食品および飲料製品と混合される。ＩＭＯは一般食品成分として使用され、飲料産業、乳業、およびあらゆる種類の菓子およびデザート製造業によって製造される一連の食品と共に調合される。

最近まで炭水化物は、それらの重合度を基準にして「単純」および「複合」に分類されている。しかしそれらの健康に対する影響は、構成糖タイプ（例えばグルコース、果糖、ガラクトース）と炭水化物の物理的形状の双方に左右される、それらの生理学的効果（すなわち血糖を上昇させる能力）に基づいての方が、より十分に説明され得る。この分類は、グリセミック指数（ＧＩ）と称される。ＧＩは、食後の血糖に対するそれらの影響に従って、炭水化物食品を分類するために導入された。ＧＩは、参考製品（グルコースまたは精白パン）の炭水化物等価負荷後の対応する面積の百分率で表される、試験品摂取後の増分血糖面積と定義される。ＧＩは、血糖値を増大させるそれらの能力（速度および大きさ）によって、炭水化物を含有する食品を分類する。それは等しい糖質（５０ｇの炭水化物）条件下で、単独食品によって誘発される血糖値増大と、最も頻繁には純グルコース溶液が使用される選択された基準食品によって誘発される血糖値増大とを比較することによって測定される。ＧＩは、調査食品摂取後２時間以内の血糖値または曲線下面積の和と、選択された基準食品によって定義される観察された変化とを比較することで定義される。基準食品により得られる応答の値を１００として、全てのその他の食品はこの値と比較して％値で表される。ＧＩ値は、３つのカテゴリーに分類される。高ＧＩ（＞７０）、中間（ＧＩ（５６〜６９）、および低ＧＩ（０−５５）。インスリン指数（ＩＩ）は、対応するインスリン面積増分から計算され得る。ＩＩはグルコース測定値をインスリン測定値で単に置き換えることで、ＧＩと同一条件下で得られる。指数は、血糖応答が、Ｉ型糖尿病における異常な炭水化物代謝の中核を成す、主要同化ホルモンであるインスリンの応答を適切に反映していないかもしれないという、持たれ得る懸念の結果として導入された。

異なる食品に対するグルコースおよびインスリン応答は、顕著に変動し得ることが今や確定している。応答の多様性は、炭水化物、タンパク質、および脂肪のタイプおよび量；食品形態食品加工法；食物繊維などの一連の要因に起因し得る。

健康な食餌と肥満症に関心がある人々の間では、より低いインスリン応答と、血糖応答に対するより少ない影響を誘発する炭水化物に対する必要性が認識されている。より具体的には、低いインスリン応答と、低い糖レベルと、消化耐性、粘度、および望ましい味覚と口当たりという利点がある可溶性食物繊維とを有する炭水化物に対する必要性がある。したがって費用効率が高く工業的に実行可能な技術によって、前記炭水化物を製造する方法が有利であることが認識される。

発明者らは、特定の範囲の可溶性食物繊維がある炭水化物組成物は、血糖応答よりもインスリン応答に対して、より大きな影響を及ぼし得ることを意外にも観察した。さらに発明者らは、可溶性食物繊維を還元糖グルコースシロップと組み合わせた場合に、この効果差がより強いこともまた観察した。

したがって本発明は、可溶性食物繊維とグルコースシロップを含む炭水化物組成物に関し、可溶性食物繊維は膵臓酵素による消化に抵抗性の少なくとも１つの炭水化物を含み、グルコースシロップは単糖類、二糖類、およびオリゴ糖類を含むかまたはそれらから構成され、組成物中の可溶性食物繊維は、０．９０よりも低いＲＩＲ（相対インスリン応答）／ＲＧＲ（相対血糖応答）比を得るのに適した量である。好ましくは可溶性食物繊維含量は、ＡＯＡＣ２００１．０３による測定で、乾燥量基準で前記組成物の約３０％〜約５０％である。好ましくは可溶性食物繊維はデキストリンおよび／またはマルトデキストリンであり、好ましくは分枝デキストリンおよび／またはマルトデキストリンである。場合により可溶性食物繊維は、イヌリン、ポリデキストロース、フルクトオリゴ糖類、およびβグルカンからなる群から選択される、任意の１つ、または組み合わせの可溶性食物繊維である。好ましくは前記グルコースシロップまたは前記組成物中の可消化単糖類および二糖類（ＤＰ１およびＤＰ２）の含量は、乾燥量基準で前記シロップまたは組成物の約１０％以下、好ましくは約５％未満である。より好ましくは、グルコースシロップは、乾燥量基準で前記シロップの約７５％以上のイソマルトオリゴ糖類を含有し、特に乾燥量基準で前記シロップの約８０％以上のＤＰ３〜ＤＰ８糖類を含有する。さらにより好ましくは前記シロップのパノース含量は、乾燥量基準で前記シロップの少なくとも約５％以上、好ましくは約１０％または２５％または４０％以上である。好ましくは前記シロップのイソマルトトリオース含量は、乾燥量基準で前記シロップの約５％以上、好ましくは約１５％または２５％以上である。特定の実施態様では、前記組成物のＤＥ（デキストロース当量）は約１５以上４０未満である（すなわち約１５〜４０）。別の特定の実施態様では、前記組
成物のＤ．Ｅ．は、Ｌａｂ９２５９製品では１８〜２５、Ｌａｂ９２４４製品では２３〜３０である。好ましくは組成物は、実質的に乾燥している。

本発明はまた、本発明に従った組成物を製造する方法にも関する。第１の実施態様では、本発明は、
ａ）デンプンをαアミラーゼで液化するステップと；
ｂ）ステップａ）によって得られた生成物に、膵臓酵素による消化に抵抗性の少なくとも１つの炭水化物を含む可溶性食物繊維を添加するステップと；
ｃ）混合物をβアミラーゼおよびプルラナーゼの少なくとも２つの酵素によって糖化するステップと；
ｄ）ＤＰ２糖類の含量が乾燥量基準で混合物の６０％よりも高い場合は、場合により混合物にトランスグルコシダーゼを添加するステップと；
ｅ）ＤＰ１およびＤＰ２糖類を混合物から除去するステップ
を含む、本発明に従った組成物を製造する方法に関する。

第２の実施態様では、本発明はグルコースシロップと可溶性食物繊維との液体混合を含む、本発明に従った組成物を製造する方法に関する。

第３の実施態様では、本発明は、グルコースシロップと可溶性食物繊維との乾式混合を含む、本発明に従った組成物を製造する方法に関する。

本発明はまた、飲料、食品、飼料、栄養補助食品、健康補助食品または機能性食品を調製するための本発明に従った組成物の使用にも関する。したがってそれは、本発明に従った組成物を飲料材料、食品材料、動物飼料材料、ペットフード材料、栄養補助食品材料、健康補助食品材料、および機能性食品成分からなる群から選択される少なくとも１つの構成要素に添加するステップを含む、飲料、食品、飼料、栄養補助食品、健康補助食品または機能性食品を調製する方法に関する。特にそれは、本発明に従った組成物と、飲料材料、食品材料、動物飼料材料、ペットフード材料、栄養補助食品材料、健康補助食品材料、および機能性食品材料からなる群から選択される少なくとも１つの構成要素とを含む生成物に関する。

本発明に従った炭水化物組成物を製造する方法の流れ図を示す。

定義
「ＲＩＲ」は、本明細書中で、対照として場合により１００と設定された２回のグルコース試験食の平均を使用して計算される、相対インスリン応答を意味する。インスリンレベルは、例えば実施例で詳述するようにして測定され得る。

「ＲＧＲ」は、本明細書中で対照として場合により１００と設定された２回のグルコース試験食の平均を使用して計算される、相対血糖応答を意味する。血糖値は、例えば実施例で詳述するようにして測定され得る。

「ＤＰ」は、糖類単位を意味する。

「ＤＰ１」は、単糖類、好ましくはデキストロースを意味する。

「可消化ＤＰ２」糖類は、本明細書中でα１→４結合がある２つのグルコース単位を意味し、したがってマルトースを指す。

「直鎖」糖類は、本明細書中でα１→４結合のみによって連結されるグルコース単位があるオリゴ糖類を意味する。例えばマルトースは、可消化直鎖ＤＰ２糖類とみなされる。

「分枝」糖類は、本明細書中でα１→４結合によって連結されるが、１→６結合によっても、そして場合により１→２および／または１→３結合によっても連結されるグルコース単位があるオリゴ糖類を意味する。例えばイソマルトースは、難消化性分枝ＤＰ２糖類とみなされる。

本明細書中では百分率は、特に断りのない限り乾燥量基準の重量基準で表現される。

数との関連で「約」が使用される場合、これは好ましくは数＋／−１０％、より好ましくは数＋／−５％、最も好ましくは「約」の付かない数それ自体を意味する。

可溶性食物繊維の百分率は、ＡＯＡＣ２００１．０３によって測定される。

「イソマルトオリゴ糖類」とは、本明細書中で１→６結合によって連結された、少なくとも２つのグルコース単位を含むグルコース含有オリゴ糖類を意味する。

「デキストリン」という表現は、本明細書中では、デンプンの酸および／または酵素的加水分解によって、従来得られる、標準デキストリンを意味する。

「マルトデキストリン」という表現は、本明細書中では、デンプンの酸および／または酵素的加水分解によって従来得られ、２０未満のデキストロース当量（またはＤＥ）として表される還元力によって特徴付けられる、標準マルトデキストリンを意味する。

本発明の組成物は、膵臓酵素による消化に抵抗性である、デンプンまたはその他の原料由来の少なくとも１つの炭水化物を含む可溶性食物繊維と、グルコースシロップとを含む。

組成物中の可溶性食物繊維の含量は、０．９０よりも低く、好ましくは０．８６以下、より好ましくは０．８３以下のＲＩＲ（相対インスリン応答）／ＲＧＲ（相対血糖応答）比を得るのに適した量である。例えば比率は、０．７０〜０．９０、好ましくは０．７５〜０．８であり得る。好ましくは比率は、０．５、０．６、または０．７よりも高い。

特に本発明は、可溶性食物繊維とグルコースシロップとを含む炭水化物組成物に関し、可溶性食物繊維は膵臓酵素による消化に抵抗性の少なくとも１つの炭水化物を含み、グルコースシロップは単糖類、二糖類、およびオリゴ糖類を含むかまたはそれらから構成され、組成物中の可溶性食物繊維の含量は、乾燥量基準で組成物の３０％以上、好ましくは少なくとも約３０または３５％である。例えば組成物中の可溶性食物繊維の含量は、乾燥量基準で組成物の約３０％〜約５０％、好ましくは約３５％〜４５または５０％の範囲に及び得る。可溶性食物繊維とは、水溶性であること意味する。

可溶性食物繊維は、例えばイヌリン、フルクトオリゴ糖類、βグルカンまたはポリデキストロースであり得るが、好ましくはデンプン、例えばトウモロコシ、小麦、米、ジャガイモまたはキャッサバデンプンに由来する難消化性可溶性食物繊維である。したがって可溶性食物繊維は、好ましくはデンプンに由来する、好ましくは難消化性デキストリンおよび／またはマルトデキストリンである。より好ましくは可溶性食物繊維は、本質的に難消化性デキストリンおよび／またはマルトデキストリンを含むかまたはそれらから構成される。デキストリンまたはマルトデキストリンは、そのままで、またはそれらの水素化形態で使用されてもよい。難消化性デキストリンは酸性媒体中におけるデンプンの乾燥ローストによって得られ、より具体的にはピロデキストリンと称される。

好ましくは可溶性食物繊維は、難消化性デキストリン、マルトデキストリンまたはその混合物である。

好ましい実施態様では、難消化性デキストリンまたはマルトデキストリンは、分枝デキストリンまたはマルトデキストリンである。「分枝デキストリン」または「分枝マルトデキストリン」という表現は、本発明の目的で、標準デキストリンよりも高比率の１→６グルコシド結合があり、そしてまた１→２および１→３グルコシド結合もある分枝デキストリンを意味するものと理解される。標準デキストリンまたはマルトデキストリン中では、１→６グルコシド結合の比率は総グルコシド結合の約４〜５％である。したがって好ましい分枝デキストリンは、総グルコシド結合の１０〜３５％、好ましくは総グルコシド結合の２５〜３０％の１→６グルコシド結合比、場合により総グルコシド結合の５〜１５％の１→２または１→３グルコシド結合比を示す。特にこれらの難消化性デキストリンについては、（その開示を参照によって本明細書に援用する）欧州特許出願公開第４４３７８９号明細書に記載される。特にこれらの難消化性マルトデキストリンについては、（その開示を参照によって本明細書に援用する）欧州特許出願公開第１００６１２８号明細書に記載される。例えばこれらの難消化性マルトデキストリンは、出願人によってＮＵＴＲＩＯＳＥ（登録商標）の名称の下に市販されるものであり得る。

グルコースシロップは、単糖類、二糖類、およびオリゴ糖類を含むかまたはそれらから構成される。特定の実施態様では、組成物のグルコースシロップは、コーンシロップであり得る。コーンシロップは３５よりも高く、好ましくは５５よりも高いＤＥを有し得る。グルコースシロップは、例えば市販されるＩＭＯ（５００）製品（昭和）イソマルトオリゴ糖（ＩＭＯ）シロップであり得る。ＰＣＴ出願国際公開第２００４／０６８９６６号パンフレットおよび欧州特許出願第８７５５８５号明細書は、ＩＭＯに富んだシロップを製造する方法を教示する。

好ましい実施態様では、組成物のグルコースシロップは可消化糖の含有量が低い。好ましくは組成物のグルコースシロップは、好ましくは乾燥含量でシロップの約１０％未満、より好ましくは約５％未満に、単糖類および可消化直鎖二糖類（ＤＰ１およびＤＰ２）の含量が低下している。より特定的な実施態様では、組成物のグルコースシロップは、好ましくは乾燥含量でシロップの約１０％未満、より好ましくは約５％未満に、イソマルトースをはじめとする単糖類および二糖類（ＤＰ１およびＤＰ２）含量が低下している。このようなイソマルトオリゴ糖類シロップは、ＩＭＯ（９００）製品（昭和）として市販されている。これに加えて、好ましい実施態様では、組成物は乾燥含量で組成物の約１０％未満、より好ましくは約５％未満の単糖類および可消化直鎖二糖類（ＤＰ１およびＤＰ２）含量を有する。これに加えて、組成物は、乾燥含量で組成物の約１０％未満、より好ましくは約５％未満のイソマルトースをはじめとする単糖類および二糖類（ＤＰ１およびＤＰ２）含量を有し得る。

好ましい実施態様では、可消化糖含有量の低いグルコースシロップは、乾燥量基準で前記シロップの約７５％以上のイソマルトオリゴ糖類を含有する。

既存のＩＭＯは、通常、βアミラーゼおよびトランスグルコシダーゼを使用して、液化デンプンまたはマルトースから出発し、メンブランまたはクロマトグラフィー分離による単糖類の除去を通じてＩＭＯを濃縮し、所望のＩＭＯレベルを得て製造される。したがって、イソマルトースはＩＭＯの主要構成要素の１つなので、それらは既存のＩＭＯ製品中に高濃度（＞２０％）で存在する。さらにイソマルトースからマルトースを分離することはほぼ不可能なので、既存のＩＭＯ製品は単糖類と二糖類の分離から得られ、ＩＭＯ製品中のマルトースなどの二糖類の高濃度につながる。例えば基本的なＩＭＯ５００は、高濃度のデキストロース（＞２５％）、マルトース（２０％）、およびイソマルトース（１５％）を有する。さらに既存のＩＭＯは、食品用途において繊維を表示できる十分高い繊維含量を有さない。

本発明は、ＩＭＯ製品からイソマルトースを除去することで糖含量が非常に低いＩＭＯをもたらし、二糖類および単糖類を除去する作業条件と特定のメンブランを選択することで三糖類から二糖類を成功裏に分離することにより、無糖食品、飲料、および医薬品用途で使用されてもよい低糖または無糖ＩＭＯの製造をもたらし、既存の方法と製品の問題を克服する。さらに具体的には、本発明に従った低糖または無糖ＩＭＯを製造する方法は二段階反応過程を伴い、高イソマルトトリオース含量のシロップを得て、ナノ濾過膜を使用したイソマルトースをはじめとする単糖類および二糖類からのＤＰ３以上のオリゴ糖類の分離がそれに続く。好ましくは第１の反応過程は、好ましくはβアミラーゼと脱分枝酵素（より好ましくはプルラナーゼまたはイソアミラーゼまたは両者の組み合わせである）との２つの酵素を低ＤＥおよび低ＤＳ（乾燥物質）液化デンプンと反応させて、高マルトースシロップを得るステップを伴う。デンプンの液化は、好ましくは酸または酵素、より好ましくはαアミラーゼを使用する。液化デンプンは、２〜１６のＤＥ、より好ましくは約４〜１２のＤＥ、および約２５％のＤＳの標的範囲を含有する。反応条件は、好ましくは少なくとも５２℃、より好ましくは約６０℃かつ約７０℃未満の温度、少なくとも４．５、より好ましくは約５．０で約５．５未満のｐＨ、および少なくとも８０％のマルトース含量のシロップを得るのに適切な反応時間、好ましくは少なくとも２５時間、より好ましくは約３０時間かつ約４０時間未満の反応時間を伴う。第２の反応過程は、好ましくは少なくとも５５℃、より好ましくは約６０℃かつ約７０℃未満の温度で、少なくとも４．５、より好ましくは約５．０かつ約５．５未満のｐＨで、パノース含量が少なくとも５％、好ましくは約１０％であり、イソマルトトリオース含量が少なくとも５％、好ましくは少なくとも約１０％または２０％またはそれを超えるシロップを得るのに適切な反応時間、トランスグルコシダーゼ酵素と、少なくとも８０％のマルトースを含有する高マルトースシロップとを反応させるステップを伴う。第２の反応段階で得られたシロップをナノ濾過を使用して分離し、乾燥量基準で前記シロップの少なくとも５％、好ましくは約１０％、２５％、４０％またはそれを超えるパノース含量、乾燥量基準で前記シロップの少なくとも１０％、好ましくは約１５％または２５％以上のイソマルトトリオース含量、および約１０％未満、好ましくは約５％未満のＤＰ１およびＤＰ２含量を有するシロップを得る。好ましくはナノ濾過膜はＤＬまたはＧＨ膜であり、標的分画分子量は約８００ダルトン、標的圧力は約５００ｐｓｉ未満、より好ましくは約３００ｐｓｉ〜約４００ｐｓｉ、標的温度は約５５℃未満、より好ましくは約４０℃〜約５０℃である。

好ましい実施態様では、上述の方法はＬａｂ９２４４の製造を可能にする。

製造されるＩＭＯは、異なるデンプン加水分解産物源を使用することで、繊維含量を有してもよい。発明者らの実験は記載される工程に従って実施され、得られた製品は意外にも以下の分析的特性を示す。デキストロース＜１％、マルトース１％、イソマルトース７％、ＤＰ３＞９０％、特に製品Ｌａｂ９２４４では、約２５％のイソマルトトリオース、および約２０％の繊維。

デキストロースおよびマルトースは良好な消化耐性に寄与し、例えば繊維などの難消化性炭水化物は便通を引き起こすことが良く知られている。意外にもＬａｂ９２４４などのＩＭＯ製品は、ほぼ全てのデキストロース、マルトース、およびイソマルトースの除去がありながら、依然として社内のパネル評価に基づいて、１日あたり１００ｇよりも高い耐性を有することが分かった。さらに意外なことに、この製品は噴霧乾燥されまたはハードキャンディシステムで使用されたが、それは既存のＩＭＯ製品および同様の分子量の製品よりもはるかに高い、極めて高いガラス転移温度を有する。

これに加えて驚いたことに、上記製品を生体外消化法（参照）で試験した際、本発明のＩＭＯ製品の４時間後の加水分解（消化）は、繊維含量の低い製品であっても非常に低いことが分かった。これは、本発明のＩＭＯ製品が緩慢に消化されて、長時間にわたるエネルギー特性を有することを示唆した。緩慢な消化は、血糖スパイクに起因する肥満症のリスクを低下させ、満腹による体重管理、および整腸を改善することで、ヒトの健康のためになる。

好ましくは還元糖グルコースシロップ、特に還元糖イソマルトオリゴ糖類シロップは、乾燥量基準で前記シロップの約８０％以上のＤＰ３〜ＤＰ８糖類を含有する。好ましくは前記還元糖イソマルトオリゴ糖類シロップは、イソマルトトリオース、イソマルトテトラオース、イソマルトペンタオース、およびそれらの混合物を含んでもよい。特に本発明の炭水化物組成物は、乾燥量基準で前記組成物の約５０％以上のＤＰ３〜ＤＰ８糖類、好ましくは乾燥量基準で前記組成物の６０または７０％以上のＤＰ３〜ＤＰ８糖類を含有する。より好ましくは還元糖グルコースシロップ、特に還元糖イソマルトオリゴ糖類シロップは、高含量のイソマルトトリオースおよびパノースを含有する。例えば前記シロップのイソマルトトリオース含量は、乾燥量基準で前記シロップの約２０％以上、例えば約２５、３０、４０または５０％である。したがって本発明の炭水化物組成物は、乾燥量基準で前記シロップを約２０％以上、例えば約２５、３０、４０または５０％含有してもよい。

本発明の組成物はまた、ＤＥによって特徴付けられてもよい。好ましくはＤＥは、約１５以上４０未満である。

本発明の炭水化物組成物は、液体、ペースト状または乾燥状態であり得る。好ましい実施態様では、組成物は実質的に乾燥している。

本発明はまた、本発明の炭水化物組成物を調製する方法にも関する。

第１の方法は、グルコースシロップと可溶性食物繊維との乾式混合を含む。

第２の方法は、グルコースシロップと可溶性食物繊維との液体混合を含む。得られる炭水化物組成物は、例えば噴霧乾燥を通じてさらに乾燥させて、固体または実質的に乾燥製品にでき得る。

これらの第１および第２の方法では、グルコースシロップと可溶性食物繊維は上で詳述した通りである。特に各構成要素の比率は、要求される百分率の最終組成物を得るために適応させなくてはならない。一般に繊維含量は、組成物の少なくとも２５％、および好ましくは３０％、またはなおもより多くに相当する（重量対重量）。

２つの構成要素は、必要な可溶性食物繊維含量を有するのに適切な量で混合される。好ましい実施態様では、繊維およびグルコースに加えて、特別な結合組成物もまた配合物に添加されてもよい。

第３の方法は、
ａ）デンプンをαアミラーゼで好ましくは２〜１６ＤＥの標的範囲に液化するステップと；
ｂ）膵臓酵素による消化に抵抗性の少なくとも１つの炭水化物を含む可溶性食物繊維を添加するステップと；
ｃ）混合物をβアミラーゼおよびプルラナーゼの少なくとも２つの酵素、場合によりイソアミラーゼ、トランスグルコシダーゼ、グルコアミラーゼ、およびフルクトイソメラーゼなどの１つまたはいくつかのその他の酵素で糖化するステップと；
ｄ）ＤＰ２糖類含量が乾燥量基準で混合物の６０％よりも高い場合は、場合により混合物にトランスグルコシダーゼを添加するステップと；
ｅ）ＤＰ１およびＤＰ２糖類を混合物から除去するステップ
とを含み、ステップｃ）およびｄ）の反応条件は、好ましくは少なくとも５５℃、より好ましくは約６０℃かつ約７０℃未満の温度、少なくとも４．５、より好ましくは約５．０かつ約５．５未満のｐＨ、および少なくとも５％、好ましくは約１０％のパノース含量と、少なくとも５％、好ましくは少なくとも約１０％または２０％またはそれを超えるイソマルトトリオース含量のシロップを得るのに適切な反応時間を伴う。

好ましくは可溶性食物繊維は、上で開示されるもの、特にデキストリンおよび／またはマルトデキストリン、より好ましくは分枝デキストリンおよび／またはマルトデキストリンである。ステップｂ）およびｃ）はまた、同時進行させ得る。

ＤＰ１およびＤＰ２の除去は、分離クロマトグラフィー、膜濾過、または分離クロマトグラフィーとそれに続く膜濾過を通じて実施し得る。好ましくは分離クロマトグラフィー条件は、約８０℃未満の温度と、イソマルトースをはじめとする単糖類および二糖類からＤＰ３以上のオリゴ糖類を分離するためのカルシウム、カリウム、またはナトリウム組成物の樹脂を含む。より好ましくは膜濾過条件は、標的圧力約５００ｐｓｉ未満、より好ましくは約３００ｐｓｉ〜約４００ｐｓｉ、および標的温度約５５℃未満、より好ましくは約４０℃〜約５０℃における、標的分画分子量約８００ダルトンのナノ濾過膜、好ましくはＤＬまたはＧＨ膜の使用を含む。さらにより好ましくは分離クロマトグラフィー条件には、本明細書に記載されるナノ濾過膜条件が続く。本発明はまた、本発明に従った炭水化物組成物と、飲料材料、食品材料、動物飼料材料、ペットフード材料、栄養補助食品材料、健康補助食品材料、および機能性食品材料からなる群から選択される少なくとも１つの構成要素と含む製品にも関する。

本発明は、本発明に従った炭水化物組成物を飲料材料、食品材料、動物飼料材料、ペットフード材料、栄養補助食品材料、健康補助食品材料、および機能性食品材料からなる群から選択される少なくとも１つの構成要素に添加するステップを含む、飲料、食品、飼料、栄養補助食品、健康補助食品または機能性食品を調製する方法にさらに関する。それはまた、飲料、食品、飼料、栄養補助食品、健康補助食品または機能性食品を調製するための本発明に従った炭水化物組成物の使用にも関する。

本発明のその他の目的、特徴、および利点は、以下の実施例の過程で明らかになるであろう。

実施例１：Ｌａｂ９２４４の調製
出発原料：約２５％のＤＳで約５のＤＥを有する液化デンプン（乾燥物質）
工程ステップ１：βアミラーゼ（Ｇｅｎｅｎｃｏｒ酵素から）および脱分枝酵素（Ｎｏｖｏｚｙｍｅから）、６０℃、ｐＨ５．３、約３０時間後、＞８０％マルトースがもたらされた
工程ステップ２：０．２％トランスグルコシダーゼＴＧＬ−５００（Ｇｅｎｅｎｃｏｒ酵素）、ｐＨ５．１、１４０Ｆ、２４時間
生成物：３７．８％デキストロース、８．３％マルトース、２２．４％イソマルトース、９．３％パノース、９．２％イソマルトトリオース、１２．９％その他
工程ステップ３：ステップ２からの生成物を４００ｐｓｉおよび５０℃でＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙからのナノ濾過膜に供給した（膜の名称ＤＬまたはＧＨ）。透過水を除去し、総単糖類および二糖類が１０％未満になるまで、濃縮水をさらなる分画のために再循環させた。

得られた生成物は、還元糖ＩＭＯである：０．８％ＤＰ１、１．０％ＤＰ２、７．０％イソマルトース、２．９％マルトトリオース、８．０％パノース、２３．０７％イソマルトトリオース、５７．２％その他。総繊維は約２０％。

実施例２：Ｌａｂ９２５９の調製
Ｌａｂ９２５９は、下述するようにポイント２Ａおよび２Ｂに従って、２つの異なる方法で調製し得る。
２Ａ：
出発原料：５０％デキストリン（Ｓｔａｄｅｘ ９０）の高マルトースシロップ
工程ステップ１：ｐＨ５．２および６０℃で４０〜７０時間の０．２％ＴＧ酵素（Ｇｅｎｅｎｃｏｒから）
得られた生成物：３９．０２％ＤＰ１、２３．４％ＤＰ２、１１．６％ＤＰ３、および２６％ＤＰ４＋。ＡＯＡＣ２００１．０３の繊維含量は１７．１％であった。

工程ステップ２：ステップ１からの生成物を４００ｐｓｉおよび５０℃でＤＬ膜またはＧＨ膜（ＧＥからの）に供給した。透過水を除去し、総単糖類および二糖類が１０％未満になるまで、濃縮水をさらなる分画のために再循環させた。

得られた生成物は、以下のプロフィールの還元糖高繊維ＩＭＯである。＜２％ＤＰ１、＜２％ＤＰ２、５．８％イソマルトース、６．４％パノース、１１．４４％イソマルトトリオース、７２．４％その他。総繊維は３５％である。

２Ｂ：
ステップ１：実施例１からの生成物とＮＵＴＲＩＯＳＥ（登録商標）ＦＭ０６とを７０：３０の比率で混合する。
ステップ２：得られた配合物をカチオンおよびアニオンＩＸによって精製する
ステップ３：蒸発

得られた生成物は、以下のプロフィールの還元糖高繊維ＩＭＯである。０．７％ＤＰ１、０．８％ＤＰ２、４．９％イソマルトース、５．６％パノース、１６．１％イソマルトトリオース、６６．６％その他。総繊維は３５％である。

実施例３：インスリン反応および血糖応答
方法
被験者：体型指数が２５．９±３．３ｋｇ／ｍ²である年齢３０±７歳の１２人の健康な被験者（９人の男性と３人の女性）について試験した。試験群の民族的背景は、次のとおり。白人７人、東アジア人１人、アフリカ系アメリカ人１人、ラテンアメリカ人１人、フィリピン人１人、およびスーダン−アフリカ人１人。個人の詳細を表１に示す。

プロトコル：試験当日、被験者は１０〜１４時間の一晩の絶食後、朝に来訪した。体重測定を行い、指穿刺によって空腹時血液サンプルを得た後、被験者は１０分間以内に試験食を摂取して、試験食開始の１５、３０、４５、６０、９０、および１２０分間後にさらなる血液サンプルを得た。

血液サンプル：合計８〜１０滴の血液からなる各指穿刺サンプルを指穿刺によって得て、２つの別個のバイアルに分けた。抗凝固剤および保存料として少量のフッ化ナトリウムおよびシュウ酸カリウムを含有するプッシュキャップ付き平底５ｍｌプラスチック管に、２〜３滴の末梢血を採取した。末梢血血糖値を分析するために、これらのサンプルを使用した。残る６〜８滴の末梢血はＭｉｃｒｏｖｅｔｔｅ ＣＢ３００（Ｓａｒｓｔｅｄ）バイアル内に収集して、インスリン分析のために使用した。

試験食：７種の試験食が摂取された。全ての食事は５０ｇの炭水化物を含有し、３００ｍｌの水と混合された。試験食を表２に開示する。

生化学的分析：グルコース分析のための指穿刺サンプルは最初冷蔵庫に入れて、２時間経過後、１週間以内に実施される分析まで−２０℃の冷凍庫に入れた。ＹＳＩモデル２３００ＳＴＡＴ分析器（Ｙｅｌｌｏｗ Ｓｐｒｉｎｇｓ，ＯＨ）を使用して、グルコース分析を実施した。Ｍｉｃｒｏｖｅｔｔｅ管を遠心分離してラベル付きポリプロピレン管に血清を移し、インスリン分析に先だって−２０℃で保存した。インスリンレベルは、ヒトインスリンＥＩＡキット（Ａｌｐｃｏ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）を使用して測定した。

統計学的分析：結果を一覧にし、絶食下の面積を無視して、血糖およびインスリン応答曲線（ＡＵＣ）下の増分面積を計算した。多重比較について調節したＮｅｕｍａｎ−Ｋｕｅｌｓ法を使用した反復測定ＡＮＯＶＡによって、シリーズ内の全ての食品の結果を比較した。対照として場合により１００と設定した２回のグルコース試験食の平均を使用して、相対血糖応答（ＲＧＲ）および相対インスリン応答（ＲＩＲ）を計算した。

結果
結果を表３に開示する。

これらの結果は、ＲＩＲ／ＲＧＲの比率で示されるように、ＲＧＲと比較してＲＩＲの特異的減少を誘発するためには、少なくとも３０％の繊維の比率が必要であることを明白に実証する。さらに単糖類および二糖類含有量が低いＩＭＯＳ組成物と組み合わせて繊維を使用した場合、より低いＲＧＲ／ＲＩＲの比率も観察され得る。

実施例４：食品用途
即席朝食用シリアル
本発明に従った炭水化物組成物を含む即席朝食用シリアルのコーティングを次のようにして調製し得る。前記炭水化物組成物は、１対１の基準で標準調合物中の砂糖を置き換える。７０〜７２％ＤＳの前記炭水化物組成物（乾燥物質）を１２０〜１２２℃に加熱する。続いて、およそ１０％のスラリーが添加された最終製品を生成するのに十分な量で、ス
ラリーをベースフレーク上に噴霧する。次にフレークを４０℃で４５〜６０分間乾燥させた。標準調合物と比較で、前記炭水化物組成物を含む最終製品は、１食あたりの砂糖の量が減少して、ダブルおよびトリプル（すなわちコーティング工程後にくっつく２つおよび３つの穀物フレーク／パフ）が減少し、心地良い口当たりが社内の官能評価で同定された。

飲料
本発明に従った炭水化物組成物を含む、産業界でベリーウォッシュ（ｂｅｌｌｙ ｗａｓｈ）、等張飲料、および１０％ジュース飲料として一般に知られている飲料を次のようにして調製し得る。前記炭水化物組成物を香味料系および高強度甘味料（例えばアスパルテームおよびアセスルファムカリウム）と共に混合して、標準調合物より少なくとも１５％少ない砂糖を含有するこれらの飲料の低糖バージョンを製造する。前記飲料は、成分を精製水と混合して、この溶液を１８５°Ｆ以上の温度に加熱し、１０分間保持して、引き続いて製品を飲料に適した容器に詰めて製造される。標準調合物と比較すると、前記炭水化物組成物を含む最終製品は、社内の官能評価に基づいて許容可能な香味プロフィールを保ちながら、１食あたりおよそ２．５グラム以上のレベルの食物繊維と、最高約９０％低下した砂糖レベルを含有する。

栄養バー
本発明に従った炭水化物組成物を含む栄養バーを次のようにして調製し得る。前記炭水化物組成物は、１対１の基準で伝統的栄養バーの標準調合物中の高果糖コーンシロップを置き換える。前記炭水化物組成物を含有する栄養バー組成の一例は、次のようであり得る。

栄養バーを調製する一方法は、１キログラムバッチで以下の工程を使用する。ピーナッツバターをはじめとする上に列挙した配合中の全ての湿潤成分をＨｏｂａｒｔミキサー内でおよそ２分間、低速で混合する。全ての乾燥成分を別に混合する。乾燥成分を湿潤成分を含有するＨｏｂａｒｔミキサーに添加して、およそ５分間低速で混合する。混合生地をオーブン皿に移して、およそ１／３”の均一の厚さに押し付ける。オーブン皿をアルミ箔で覆って、３１０°Ｆで１０分間焼く。１０分後、ベイクド製品をオーブンから取り出して、製品を室温に放冷する。冷却後、製品を望ましいサイズの長方形に切断して室温で保存する。

標準調合物と比較して、前記炭水化物組成物を含む最終製品は、食物繊維含量が１食あたりおよそ２．５グラム以上増大し、社内の官能評価に基づいて許容可能な香味プロフィールを保ちながら、少なくとも１５％少ない砂糖を含有する。前記炭水化物組成物を含む最終製品は、室温においてＺｉｐｌｏｃバッグ内で１ヶ月の保存した後、標準調合物を含む栄養バーよりも柔らかい質感を保つ。

Claims (15)

1. 可溶性食物繊維とグルコースシロップを含む炭水化物組成物であって、前記可溶性食物繊維が膵臓酵素による消化に抵抗性の少なくとも１つの炭水化物を含み、前記グルコースシロップが単糖類、二糖類、およびオリゴ糖類を含みまたはそれらからなり、０．９０よりも低いＲＩＲ（相対インスリン応答）／ＲＧＲ（相対血糖応答）比を得るために、前記組成物中の可消化単糖類および二糖類（ＤＰ１およびＤＰ２）の含量は乾燥量基準で前記組成物の１０％以下であり、前記可溶性食物繊維含量はＡＯＡＣ２００１．０３による測定で乾燥量基準で前記組成物の３５％である、炭水化物組成物。
2. 前記可溶性食物繊維が、分枝デキストリンおよび／またはマルトデキストリンである、請求項１に記載の組成物。
3. 前記組成物中の可消化単糖類および二糖類（ＤＰ１およびＤＰ２）の含量が、乾燥量基準で前記組成物の５％未満である、請求項１に記載の組成物。
4. 前記グルコースシロップが、乾燥量基準で前記シロップの７５％以上のイソマルトオリゴ糖類を含有する、請求項１に記載の組成物。
5. 前記グルコースシロップが、乾燥量基準で前記シロップの８０％以上のＤＰ３〜ＤＰ８糖類を含有する、請求項１に記載の組成物。
6. 前記シロップのイソマルトトリオース含量が、乾燥量基準で前記シロップの５％または、２０または３０％以上である、請求項５に記載の組成物。
7. 前記シロップのパノース含量が、乾燥量基準で前記シロップの５％または、２０または３０％以上である、請求項５に記載の組成物。
8. 前記組成物のＤＥが１５以上で４０未満である、請求項１に記載の組成物。
9. 前記組成物が乾燥している、請求項１に記載の組成物。
10. ａ）デンプンをαアミラーゼまたは酸で液化するステップと；
    ｂ）膵臓酵素による消化に抵抗性の少なくとも１つの炭水化物を含む可溶性食物繊維を添加するステップと；
    ｃ）前記混合物をβアミラーゼおよびプルラナーゼの少なくとも２つの酵素を用いて糖化するステップと；
    ｅ）ＤＰ１およびＤＰ２糖類を前記混合物から除去するステップ
    を含む、請求項１に記載の組成物を製造する方法。
11. ＤＰ２糖類含量が乾燥量基準で前記混合物の６０％よりも高い場合は、前記ステップｅ）を実行する前に、前記ステップｃ）の混合物にトランスグルコシダーゼを添加するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記グルコースシロップと前記可溶性食物繊維との液体混合を含む、請求項１に記載の組成物を製造する方法。
13. 前記グルコースシロップと前記可溶性食物繊維との乾式混合を含む、請求項１に記載の組成物を製造する方法。
14. 請求項１に記載の組成物と、飲料材料、食品材料、動物飼料材料、ペットフード材料、栄養補助食品材料、健康補助食品材料、および機能性食品材料からなる群から選択される少なくとも１つの構成要素とを含む、製品。
15. 請求項１に記載の組成物を飲料材料、食品材料、動物飼料材料、ペットフード材料、栄養補助食品材料、健康補助食品材料、および機能性食品材料からなる群から選択される少なくとも１つの構成要素に添加するステップを含む、飲料、食品、飼料、栄養補助食品、健康補助食品または機能性食品を調製する方法。