KR101171258B1 - 혈당저하 기능성을 가진 인조미 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 혈당저하 기능을 가진 인조미 및 이의 제조 방법에 관한 것으로써, 본 발명에 따른 인조미는 쌀단백 60~80 중량%, 쌀가루 16~38 중량%, 자일로스 1~2 중량%, 타가토스 1~2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 인조미의 제조 방법은, 쌀단백 60~80 중량%, 쌀가루 16~38 중량%, 자일로스 1~2 중량% 및 타가토스 1~2 중량%를 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 물을 가하면서 쌍축형 압출 성형기에 주입하여 압출성형하는 단계; 및 상기 압출성형 단계에서 수득된 성형물을 건조하는 단계를 포함한다.

Description

혈당저하 기능성을 가진 인조미 제조방법{A method for manufacturing an artificial rice lowering a blood glucose level}
본 발명은 인조미 및 그 제조방법에 관한 것으로서 본 발명에 따른 인조미는 인체에 유익하고 소화와 혈당 관리에 안정적인 성분들을 선택하여 적정한 함량으로 이를 혼합하고, 압축성형 후 건조함으로써 제조된다. 좀더 상세하게는 본 발명의 인조미는 쌀단백, 쌀가루를 주원료로 사용하되 혈당저하의 기능을 갖는 성분인 타가토스와 자일로스를 추가로 함유함으로써 일반적 인조미의 주요 성분인 탄수화물로 인하여 섭취 시 혈당이 상승되는 현상을 억제한다.
본 발명은 감소시키는 기능성 성분들을 함유한 인조미를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 쌀단백, 쌀가루를 이용하여 쌀의 특성을 살리되 혈당상승의 주요원인이 되는 포도당의 생성에 기여하는 탄수화물의 함량은 낮추고 단백질 함량은 상승시킨 조합으로 혈당상승을 억제하는 조합의 영양성분을 구성하고 이에 자일로스와 타가토스를 첨가하여 혈당상승이 추가로 더욱 억제되도록 기능성을 부여한 인조미를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 쌀(자연미) 및 밀가루 등의 곡물에는 다량의 탄수화물이 포함되어 있다. 다당류인 탄수화물은 이를 구성하는 단당류, 즉 포도당으로까지 분해되어 당화(saccharification)의 영향으로 혈당을 높여 당뇨인의 혈당 상승을 초래하게 된다. 구체적으로, 인체 소화기관에서 단당류로 분해된 포도당(글루코스)은 장벽에서 흡수되어 혈액으로 들어간 후 체내의 각 조직으로 보내져 산화되어 생활 에너지가 되는데, 이때 과도한 포도당이 체내에 흡수될 경우에는 혈당이 높아져 신체에 악영향을 끼치게 된다.
따라서, 과도한 쌀 섭취는 비만, 당뇨, 고혈압 등 성인병 발병과도 관련이 있다.
이에 쌀의 영양 성분을 강화하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 통상 쌀에 약용물질의 추출물을 주입하거나 흡수 코팅시킨 쌀이나 잡곡류를 혼합한 쌀밥용 식재료가 유통되고 있다. 그러나 이는 그 효능면에서 몸에 미치는 영향이 적어 대중화되지 못하고 있다.
예를 들면, 대한민국 공개특허 제2002-0037902호에는 보리와 도정부산물인 맥강을 분쇄하여 분말화한 후 베타글루칸을 농축하고, 여기에 전분, 클로렐라가 혼합된 곡물원료를 혼합하여 압출 성형한 다음, 성형화되어 베타글루칸이 강화된 식이섬유 쌀을 건조, 포장하는 방법을 개시하고 있고, 대한민국 공개특허 제2002-0035364호에는 분쇄된 미곡류, 맥류, 두류, 잡곡류 등을 혼합하여 성형하되 기능성 성분으로 올리고당, 에이코사펜타엔산, 카제인포스포펩타이드를 더 혼합한 후 쌍축형 압출성형기를 이용하여 성형하는 기능성분 함유 인조미 제조방법이 제시되어 있다. 또한 대한민국 공개특허 제 2004-0003746호에는 곡류 및 두류의 분쇄물에 결착제 및 천연색소를 포함하여 압출성형기를 통해 압출하면서 회전칼로 절단하여 성형한 다음, 건조 및 도정을 하는 인조미 제조방법이 제시되어 있다.
상기 선행 특허문헌들을 포함하는 종래의 인조미는 영양을 고려하지 않았을 뿐만 아니라 탄수화물의 함량이 높아 과체중인(비만인)은 물론 고지혈증이나 당뇨 또는 예비 당뇨인에게는 섭취가 어려운 문제점이 있다.
또한 대한민국 공개특허 제 10-2009-0129648 호에는 곡물 18~32%, 곤약 6~16%, 전분 15~25%, 실크단백 1~4%, 글루텐 32~42%를 포함하여 쌀알의 성형이 용이함은 물론, 압력밥솥 등에 취사 시 자연미와 동일한 퍼짐이 이루어지며, 단백질 및 식이섬유 등의 함량이 높아 고영양을 제공하면서 탄수화물의 함량이 낮아 혈당을 안정적으로 유지시키는 인조미 제조방법이 제시되어 있다.
그러나 상기 특허의 인조미의 탄수화물 함량은 51.9%로 여전히 높고, 쌀알 성형을 위해 과량의 글루텐을 함유하고 있다. 글루텐은 밀과 보리 등에 들어 있는 단백질로 미국인의 약 1%가 글루텐을 섭취하면 몸이 붓고 발진, 설사, 피로 등의 증상이 따르는 지방변증을 앓고 있어 글루텐을 기피하는 사람이 점차적으로 증가하는 추세이다.
대한민국 공개 특허 제10-2009-0045637호는 쌀을 제외한 곡물분말을 혼합한 후 쌀 모양으로 성형하여 아미노산, 비타민, 무기질, 섬유소 등의 영양 성분이 우수하고 GI(Glycemic index)가 낮아 당뇨, 비만 등의 성인병의 진행을 억제할 수 있는 저당 쌀 및 이의 제조방법을 개시한다. 상기 특허는 곡물분말 중 함유된 다량의 탄수화물로 인해 혈당 조절 효과가 불충분한 한계가 있다.
또한, 상기 선행특허들의 인조미는 쌀알 형태로 성형된 것으로 주로 압력 밥솥 등의 취사시의 용도만 사용하도록 언급하고 고안된 특허들이다.
한편, 최근 건강에 대한 관심이 높아지면서 각종 성인병을 유발시킬 수도 있는 설탕을 대체하기 위하여 비교적 부작용이 없는 대체 감미료로서 개발된 타가토스는 갈락토스의 이성질체이며, 프룩토스와 유사한 물리?화학적 성질을 갖고 있다고 알려진 물질이다. 최근 타가토스는 1.5 kcal/g의 저칼로리 천연 당으로 미국 FDA에서 GRAS(Generally Recognized As Safe)로 인정되어 식품, 음료, 건강식품, 다이어트 첨가물 등에 감미료로서 사용을 허가 받았다.
설탕과 유사한 감미도 (약 90%)를 가진 타가토스는 체내에서 대사 속도가 낮고 흡수율 또한 낮아, 부작용이 없는 저칼로리 설탕 대체 감미료로 사용될 수 있음이 알려져 있다. 타가토스는 섭취량의 20% 정도 만이 소장에서 흡수되고, 나머지 80%는 장내 미생물이 서식하는 대장으로 이동되어 선택적으로 유산균 생성을 촉진함으로써 단쇄 지방산을 생성하며, 특히, 대장암을 예방하는 부티릭산(butyrate)를 다량으로(전체 단쇄지방산의 50% 수준까지) 생성하는 프리바이오틱 성질을 가지고 있다.
젠너 (Zehner) 등의 미국특허 제 5,356,879호 및 제5,447,917호에서는 쥐(rats)를 대상으로 포도당, 물, 타가토스 섭취 시의 시간에 따른 혈당 및 인슐린 수치 변화 관찰 결과를 바탕으로 타가토스가 항-혈당상승 효과 (anti-hyperglycemic effect)와 당화물질 생성 (glycosylated end-product formation) 저해 효과가 있음을 밝히고, 이를 통하여 타가토스를 고혈당 및 당뇨병 환자에게 적합한 기능성 당류로서 공지하였다.
또한, 자일로스(xylose)는 식물계에 존재하는 대표적인 5탄당으로 동물의 장에서는 거의 소화되지 않는 비칼로리 당(non-caloric sugar)이며, 대부분 천연에서 추출된다. 자일로스는 식물세포벽의 구성성분인 옥수수, 밀, 호밀, 쌀과 같은 곡식의 헤미셀룰로스, 사탕무와 사과과육의 펙틴질, 식물검질 등에 널리 분포하며, 자일란(xylan) 등의 중합체 형태로 존재하며, 충치세균의 생육억제, 장내 부패균의 생육억제 및 장내 비피더스균의 생육촉진 등 여러가지 생리적 특성을 가진다.
상기 선행 문헌 어디에도 타가토스와 자일로스를 쌀단백 및 쌀가루와 함께 혼합하여 인조미 제조에 사용함으로써 혈당 조절 기능을 갖는다는 보고는 없다.
본 발명은 종래 인조미에서와 같이 혈당을 급격히 상승시키지 않고 안정적으로 낮게 일정하게 유지하는 혈당 저하 기능을 갖는 인조미 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다. 나아가, 본 발명은 종래 인조미의 적용 형태인 쌀알 형태의 취사 시 용도뿐만 아니라, 영양바나 시리얼류의 과자 등에도 사용할 수 있어 적용 분야가 넓은 인조미를 제공하는 데 발명의 목적이 있다.
나아가, 특정 기능성 성분들의 가미로 혈당 저하 효과 외에 대장암 예방, 충치 세균 증식 억제, 장내 부패균의 생육 억제 등의 우리 몸에 이로운 유익한 효과들이 예상되는 웰빙에 부합하는 새로운 인조미를 제공하고자 한다.
본 발명은, 쌀단백 60~80 중량%, 쌀가루 16~38 중량%, 자일로스 1~2 중량% 및 타가토스 1~2 중량%를 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 물을 가하면서 쌍축형 압출 성형기에 주입하여 압출성형하는 단계; 및 상기 압출성형 단계에서 수득된 성형물을 건조하는 단계를 포함하는, 혈당 저하능이 있는 인공미의 제조 방법을 통해 상기 목적을 달성하였다.
또한, 본 발명은 쌀단백 60~80 중량%, 쌀가루 16~38 중량%, 자일로스 1~2 중량%, 타가토스 1~2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당 저하 기능을 가진 인조미를 제공한다.
나아가, 본 발명은 인공미 전체 중량을 기준으로 42 중량% 내지 65 중량%의 단백질을 포함하는 것을 특징으로 하는 인조미를 제공한다.
본 발명은 쌀의 특성을 살리되 혈당상승의 주요원인이 되는 포도당의 생성에 기여하는 탄수화물의 함량을 낮추고 단백질 함량을 상승시키는 조합으로 혈당상승을 억제하는 한편, 자일로스와 타가토스를 소량 첨가하여 혈당상승이 더 많이 억제되도록 하며 혈당 조절 능력이 우수하며, 대장암 예방, 충치 세균 증식 억제, 장내 부패균의 생육 억제 등의 우리 몸에 이로운 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 인조미는 혈당을 급격히 상승시키지 않고 안정적으로 낮게 일정하게 유지하는 우수한 혈당 조절 효과를 나타낸다.
본 발명에 따른 인조미는 감미료 성분이 포함되어 있어 종래 인조미에 비해 맛이 좋고 또한 밥과 혼합하거나 과자나 시리얼에 혼합하여 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본원 발명에 따른 인조미 제조 공정의 순서를 도시하는 flow chart이다.
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 쌍축익스트루더의 일반적인 장치 모형을 나타낸다. 상기 쌍축익스트루더는 원료혼합조(1), 스트류 공급조(2), 혼합조(3), 압출기(4) 및 절단기(5)를 포함한다.
본 발명은 쌀단백 60~80 중량%, 쌀가루 16~38 중량%, 자일로스 1~2 중량% 및 타가토스 1~2 중량%를 혼합하는 단계;
상기 혼합물을 물을 가하면서 쌍축형 압출 성형기에 주입하여 압출성형하는 단계; 및
상기 압출성형 단계에서 수득된 성형물을 건조하는 단계를 포함하는, 혈당 저하 능이 있는 인공미의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 쌀단백은 쌀 단백질을 70 중량% 이상, 바람직하게는 80중량% 이상 함유한다.
상기 압출성형공정은 스크류의 200 내지 400 rpm의 회전속도로 40 내지 85℃의 온도에서 쌍축형 압출 성형기에 주입하여 이루어진다.
본 발명은 쌀단백 60~80 중량%, 쌀가루 16~38 중량%, 자일로스 1~2 중량%, 타가토스 1~2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당 저하 기능을 가진 인조미에 관한 것이다.
상기 쌀단백이 쌀 단백질을 70 중량% 이상, 바람직하게는 80중량% 이상 함유한다.
상기 쌀단백, 쌀가루, 타가토스 및 자일로스 입자 크기는 100 내지 300 ㎛이다.
본 발명에 따른 인조미는 취사용, 시리얼용, 과자용 또는 영양바용으로 사용될 수 있으며, 이러한 사용은 본 인조미를 원료로 직접 사용하거나 상기 용도 제품에 첨가하는 것을 포함한다.
나아가, 본 발명은 인공미 전체 중량을 기준으로 42 중량% 내지 65 중량%의 단백질을 포함하는 것을 특징으로 하는 인조미를 제공한다.
본원에서, 원료로서 쌀의 단백질 함량이 70 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상인 쌀단백 분말 60~80 중량%, 쌀 또는 현미를 분쇄한 쌀가루 16~38%, 자일로스 1~2%, 타가토스 1~2%를 혼합기를 이용하여 균일하게 혼합한 다음, 원료에 물을 가하면서 쌍축형 압출성형기에 원료를 공급하여 압출성형, 건조하여 인조미를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 자일로스는 순도 97% 이상인 것이 바람직하다.
상기 각 원료들의 함량은 혈당 저하 작용 및 영양학적 균형을 고려하여 정해진 것으로 각 혼합비율을 벗어난 경우 목적하는 혈당 저하 작용을 얻지 못하거나 영양의 불균형을 초래하므로 바람직하지 않다
본 발명의 쌀단백 원료는 미강에서 가공 정제된 분말 제품으로 분말의 입경은 예를 들어 100 ~ 200 마이크로미터의 갈색의 고운 입자를 띤 것으로서 예를 들어, 단백질 함량이 70~85%, 조지방 1~2 %, 탄수화물 8~12%, 회분 3~4%, 수분 5~8%의 범위인 쌀단백 원료를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 쌀가루는 쌀을 분쇄기로 분쇄하여 200 ~ 300 마이크로미터로 입도를 가지도록 하는 것이 좋다. 자일로스는 결정 분말로서 97%이상의 순도를 지니고 180 ~ 200 마이크로미터의 입도를 지니고 있는 원료를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 타가토스는 식이섬유 75% 이상의 100 ~ 200 마이크로미터의 미황색의 고운 분말제품을 사용할 수 있다.
쌀단백 60~80 중량%, 쌀가루 16~38 중량%, 자일로스 1~2 중량%, 타가토스 1~2%를 일정한 용기에 혼합하여 균질하게 혼합되도록 교반기가 달린 믹서기로 혼합한 다음 쌍축형 익스트루더 장치에 공급탱크로 일정한 속도로 공급하게 한다.
본 발명의 압출성형을 위한 쌍축형 익스트루더 장치는 당업자에게 공지된 것을 사용할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 몸통과 가열자켓, 냉각자켓이 부착된 쌍축형익스트루더 장치에 구동모터의 구동에 의해 스크류가 200~400 rpm으로 회전하면서 원료 투입구를 통하여 스크류에 직접 혼합원료를 투입하는 동시에 물을 주입하되 원료의 투입속도에 맞추어 원료 무게대비 25~30%가 되도록 일정하게 주입한다. 몸통 내부는 주입구부터 압출전 토출구까지 40℃에서 85℃까지 상승시키면서 30~40초간 압출기 내부에 잔류시간이 유지되며, 압출기내부의 원료 온도가 설정한 온도(45~85℃)까지 상승한 다음 길이 5mm * 폭 0.8 mm의 쌀형상의 압출구멍을 통하여 압출되는 성형물을 토출되는 절단부에서 1000~1500 rpm의 회전칼로 절단하여 인조미를 제조한다. 이렇게 제조된 인조미는 쌀알형태의 취사 시 용도뿐만 아니라, 영양바나, 시리얼류의 과자에도 적용하여 고칼로리 영양식으로 섭취시 급격히 상승하는 혈당치를 낮추는 효과가 있다.
다음 실시예에서는 본 발명에 대한 내용을 구체적으로 설명한다. 그러나 이들은 본발명을 상세하게 설명하여 이해를 돕기 위해 구체적인 실시예를 기술하며, 다만 본 발명이 당해 실시예로 제한되는 것은 아니다.
[대조실시예 1] 시험 물질(쌀단백 및 쌀가루 함유 인조미)의 제조
원료로서 쌀단백 추출물은 RP#80 (CJ제일제당 제품) 60 kg, 쌀가루는 100메쉬로 분쇄된 현미가루 40 kg 을 200 리터 용기의 교반날개가 달린 혼합기에 1시간동안 혼합하여 균질하게 혼합하였다.
쌍축형 익스트루더는 구동모터에 의해 스크류가 400 RPM으로 회전하면서 원료내림통을 통하여 내려올 때 급수부에서 혼합하여 함수율이 30%가 되도록 물을 공급하였다. 몸통내부로 원료 혼합물이 4 kg/min 속도로 공급하고, 물은 1.25 리터/분 속도로 공급하였다. 몸통길이가 1200 cm 인 외부는 냉각자켓과 가열자켓이 30 cm 간격으로 4단으로 감싸고 있고 몸통내부의 온도는 1단에서 40℃ , 2단에서 55℃, 3단에서 70℃, 4단에서는 85℃로 20~30초간 압출성형하였다. 압출부에는 압출구명을 통하여 압출되는 성형물을 회전칼이 달린 절단기로 800 RPM으로 세절하여 인조미를 제조하였다.
[실시예 1] 본 발명의 인조미의 제조 1
원료로서 쌀단백 추출물은 RP#80 (CJ제일제당 제품) 60 kg, 쌀가루는 100메쉬로 분쇄된 현미가루 38 kg, 자일로스 (Danisco 제품) 1kg, 타가토스 1 kg (Arla Foods Ingredients 제품)을 200 리터 용기의 교반날개가 달린 혼합기에 1시간동안 혼합하여 균질하게 혼합하였다.
쌍축형 익스트루더는 실시예 1과 같은 조건으로 인조미를 제조하였다.
[실시예 2] 본 발명의 인조미의 제조 2
원료로서 쌀단백 추출물은 RP#80 (CJ제일제당 제품) 60 kg, 쌀가루는 100메쉬로 분쇄된 현미가루 38 kg, 자일로스 (Danisco 제품) 2kg, 타가토스 2 kg (Arla Foods Ingredients 제품)을 200 리터 용기의 교반날개가 달린 혼합기에 1시간동안 혼합하여 균질하게 혼합하였다.
쌍축형 익스트루더는 실시예 1과 같은 조건으로 인조미를 제조하였다.
상기 실시예에 따른 인조미에 대하여 영양성분을 분석하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
영양성분 분석 결과 (단위: g/100 g)
샘플 성분 단백질 탄수화물 지방 식이섬유
대조실시예 1 (인조미) 52.0 37.3 2.1 1.6
실시예 1 (인조미) 52.1 39.5 2.0 0.5
실시예 2 (인조미) 52.1 39.4 2.1 0.6
일반미(백미) 7.8 75.1 2.2 0.2
[시험예 1] 섭취후 혈당변화 시험
상기 실시예에 의한 인조미와 일반미(백미)를 취반을 하여 밥을 지은 후 100 gram씩 섭취하게 하였으며, 일반인 6명을 대상으로 섭취 시 시간 경과 별로 혈당을 평가하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
일반미와 인조미 섭취 후 혈당 변화(단위: mg/dL)
샘플 시간 식전 0.5hr 1.0hr 1.5hr 2.0hr
일반미
(백미)
1번 102 130 141 93 92
2번 100 134 145 92 90
3번 95 113 134 93 90
4번 80 107 120 78 77
5번 85 110 136 80 82
6번 99 120 140 95 94
평균 93.5 122.7 137.7 88.3 87.5
대조
실시예 1
1번 105 123 134 94 91
2번 99 128 138 91 92
3번 97 114 128 93 89
4번 84 110 124 82 79
5번 88 106 130 83 85
6번 103 119 133 97 99
평균 96.0 116.7 131.2 90.0 89.2
실시예 1 1번 104 117 121 97 97
2번 101 121 125 97 98
3번 96 109 115 96 95
4번 82 103 112 80 82
5번 87 101 117 85 84
6번 102 113 120 100 100
평균 95.3 110.7 118.3 92.5 92.6
실시예 2 1번 104 118 120 94 94
2번 101 124 127 97 95
3번 96 110 118 95 95
4번 82 105 114 81 82
5번 87 106 118 83 84
6번 102 113 118 96 94
평균 95.3 112.7 119.2 91.0 90.6
상기 결과에 의하여, 일반미의 취반후 섭취시 혈당 최고 수치보다 대조실시예 1 및 실시예 1, 2의 경우가 혈당치가 감소하였으며, 자일로스와 타가토스를 첨가한 실시예 1, 실시예 2의 경우는 대조실시예 1보다 혈당이 현저하게 감소하였음을 확인할 수 있다.
따라서 본 발명을 통하여 제조된 인조미는 혈당을 효과적으로 낮추고, 안정적으로 유지시킴으로써 당뇨 환자에게 적합한 식용소재로 유용하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 인조미는 감미료 성분이 포함되어 있어 종래 인조미에 비해 맛이 좋고 또한 밥과 혼합하거나 과자나 시리얼에 혼합하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

  1. 쌀단백 60~80 중량%, 쌀가루 16~38 중량%, 자일로스 1~2 중량% 및 타가토스 1~2 중량%를 혼합하는 단계;
    상기 혼합물을 물을 가하면서 쌍축형 압출 성형기에 주입하여 압출성형하는 단계; 및
    상기 압출성형 단계에서 수득된 성형물을 건조하는 단계를 포함하는, 혈당 저하 능이 있는 인공미의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 쌀단백은 쌀 단백질을 70 중량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압출성형공정은 200 내지 400 rpm의 회전속도로 40 내지 85℃의 온도에서 쌍축형 압출 성형기에 주입하여, 압출 성형시키는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 쌀단백 60~80 중량%, 쌀가루 16~38 중량%, 자일로스 1~2 중량%, 타가토스 1~2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당 저하 기능을 가진 인조미.
  5. 제4항에 있어서, 상기 쌀단백이 쌀 단백질을 70 중량% 이상으로 함유하는, 인조미.
  6. 제4항에 있어서, 상기 쌀단백, 쌀가루, 자일로스 및 타가토스 입자 크기가 100 내지 300 ㎛인 인조미.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 취사용, 시리얼용, 과자용 또는 영양바용, 인조미.
  8. 삭제
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