KR101752335B1 - 글리코겐을 포함하는 식품 제제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 글리코겐 및 적어도 하나의 다른 식용 성분을 포함하는 글루코스의 제어 방출을 위한 식품 제제 및 이의 제조를 위한 글리코겐의 용도에 관한 것이다.

Description

글리코겐을 포함하는 식품 제제 {FOOD FORMULATION COMPRISING GLYCOGEN}
본 발명은 글루코스의 제어 방출을 위한 식품 제제의 제조에서 글리코겐의 용도에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 글루코스의 제어 방출을 위한 인공 식품 제제의 제조에서 2,000,000 달톤(Daltons) 이상의 평균 분자량을 가지는 글리코겐의 용도에 관한 것이다.
글루코스의 공급원을 포함하는 인공 식품 제제가 당업계에 잘 알려져 있다.
이들 제제들은 다양한 응용 분야를 가질 수 있다.
첫 번째 응용 분야는 프로 또는 아마추어 운동 선수를 위한 식이 보충제로서의 용도에 관한 것이다.
두 번째 응용 분야는 치료를 필요로 하는 개인이 정상적인 위장관을 통해 음식을 섭취할 수 없는 경우에 비경구 투여를 위한 용도에 관한 것이다.
세 번째 응용 분야는 캐뉼라(cannulae)를 통해 위 또는 장으로 바로 투여되는 액체 형태의 장 공급(enteric feeding)을 위한 용도에 관한 것이다.
네 번째 응용 분야는 현저한 칼로리 섭취 없이 포만감을 유도하는 작용제(증량제)로서의 용도에 관한 것이다.
당업계에 알려진 인공 식품 제제는 일반적으로 녹말 또는 이의 유도체들의 가수분해에 의해 얻어진다. 녹말은 식물계에서 가장 널리 보급된 다당류이며 글루코스의 중합체 사슬들을 포함한다. 녹말은 주로 두 종류의 중합체인 아밀로스(대략 20중량%)와 아밀로펙틴(대략 80중량%)을 포함한다. 아밀로스는 선형 중합체이며 글루코스 단위들은 α(1→4)글루코시드 결합에 의해 모두 결합되어 있다. 아밀로펙틴은 아밀로스와 유사한 구조의 기본 사슬을 가지는 분지 중합체이며 곁사슬들이 매 24-30 글루코스 단위마다 α(1→6)결합을 통해 분지된다.
특허 출원 EP1548033 또는 US 2005/0159329는 90,000 내지 150,000 달톤의 평균 분자량을 가진 녹말의 효소 가수분해에 의해 얻어진 매우 분지된 다당류를 기술한다. 또한 3,500 내지 20,000 달톤의 평균 분자량을 가진 유사한 다당류가 특허 출원 EP1369432에서 기술된다.
특허 출원 EP487187는 100 g 당 160 내지 240 Kcal의 낮은 칼로리 함량을 가지는 말토덱스트린을 포함하는 식품 제제를 기술한다. 특허 출원 EP 514 528는 말토덱스트린 및 베타-글루칸 및/또는 펜토산을 포함하는 용해성 식이 제품을 기술한다.
말토덱스트린은 α(1→4) 글루코시드 결합에 의해 함께 결합된 몇십 개의 글루코스 분자를 포함하는 녹말의 가수분해로부터 유래한 물질의 부류이다. 화학적/물리적 또는 효소 방법 또는 이들의 조합에 의해 이루어지는 녹말이 가수분해되는 정도에 따라 다양한 형태의 말토덱스트린이 얻어지며 이들을 이루고 있는 글루코스 분자의 수에 의해 구별되며 일반적으로는 2 내지 20 단위이다. 4-6의 최소 값부터 36-39의 최대 값에 이르는 덱스트로스 당량(DE)은 이들의 길이를 기준으로 측정된다. DE값이 높으면 높을수록 가수분해의 정도가 더 커지며 사슬 길이가 더 짧아진다. 신체에 의한 이들 소화의 최종 결과는 항상 글루코스이지만 처리가 일어나는 속도 및 결과로서 나타나는 에너지의 생산은 DE값에 의존한다.
글루코스의 공급원을 포함하는 인공 식품 제제는 예를 들어, 신체 활동 또는 격렬한 스포츠 활동 이후 예를 들어, 많은 양의 땀이 생성되는 상황에서 물/염의 균형을 회복하기 위해 다른 필수 영양소를 포함한다.
이들 제제의 이상적인 삼투압 농도는 혈장의 삼투압 농도(280-300 mOsml/kg)와 동일한 값 또는 약간 낮은 값을 가져야 하며, 즉 삼투압 농도가 위장 배출의 속도 및 특히 물과 용해된 분자들의 장 흡수에 영향을 미치는 것을 고려하면 에너지 용액은 혈액에 대해 저장성(hypotonic)이어야만 한다. 말토덱스트린을 이용하면 글루코스의 공급원 외에 다른 영양소를 포함하는 등장성 제제를 제공하는 것이 가능하다.
α(1→4)결합을 가진 저분자량의 다당류를 포함하는 당업계에 알려진 인공 식품 제제는 빠르게 흡수되고 대사되는 글루코스의 빠른 공급을 제공한다.
이는 두 가지 종류의 단점들을 가진다.
첫 번째 단점은 이들 식품 제제가 혈액 글루코스 수준의 빠른 증가(혈당증)를 야기하기 때문에 당뇨병을 가진 개인들에게 투여될 수 없다는 사실에 있다.
두 번째 단점은 많은 양의 물질들이 섭취되지 않으면 에너지 효과가 오래 지속되지 않으며, 이들 물질들의 과도한 삼투압 농도의 결과로 인해 장에 의해 재이용된 물로 인한 설사를 야기한다는 사실에 있다.
보다 가수분해하기 어려운 높은 분자량 및 결합을 가진 조성물이 이러한 단점들을 극복하려는 시도에서 조사되었다.
특허 출원 WO00/32064는 녹말 또는 녹말 유도체와 같은 탄수화물, 및 셀룰로스, 검, 펙틴 및 알긴산염의 유도체와 같은 가교된 다당류의 혼합물을 포함하는 조성물을 기술한다.
특허 출원 WO2004/023891은 α(1→6)결합을 가진 다당류를 포함하는 식품 제제를 기술하며, 일반적으로 300,000 내지 1,000,000 달톤의 분자량을 가진 덱스트란, 풀루란 및 알터난(alternan)이다.
특허 출원 EP153013은 장 흡수가 적은 또는 없는 50,000 내지 1,000,000 달톤의 분자량을 가진 덱스트란, α(1→6)결합을 가진 다당류에 기반한 제제를 기술하며 이들은 포만감을 유도할 수 있는 작용제(증량제)로 역할할 수 있다.
α(1→6)결합을 가진 다당류를 포함하는 당업계에 알려진 인공 식품 제제는 따라서 사슬 길이가 너무 길지만 않다면(이 경우 흡수가 대폭적으로 감소된다) 글루코스의 점진적인 방출을 제공하는 것으로 알려져 있다.
글리코겐은 대부분 5-10 글루코스 단위마다 α-1-6 글루코시드 결합에 의해 형성된 분지를 가진 α-1-4 글루코시드 결합을 통해 연결된 D-글루코스 분자를 포함하는 주로 동물 유래의 다당류이다. 글리코겐의 분지의 수와 정도는 글리코겐이 얻어지는 동물 종에 따라 다양하다. 천연 글리코겐의 분자량은 대략 106-107 달톤이다. 자연에서 글리코겐은 항상 단백질인, 세포 글리코겐 합성 과정에 관련된 효소인 글리코게닌에 결합된다.
상업용 글리코겐 유도체의 품질은 단백질 잔기(ppm으로 표시된 질소의 양 측면에서 측정됨) 및 환원당의 더 많은 또는 더 적은 양의 존재로부터 유래한다. 특허 EP 654048은 낮은 질소 및 환원당 함량 및 대략 2,500,000 달톤의 분자량을 가진 고품질의 글리코겐 유도체를 기술한다.
글리코겐은 화장품 분야에서 완화제(emollient)(JP-A-87-178 505에 기술됨) 및 수화제(JP-A-88-290 809에 기술됨)로, 식품 분야에서 첨가제로, 및 안과용 용액에서 보습제 및 윤활제(특허 WO99/47120에 기술됨)로 사용된다.
본 발명은 상기 문제를 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
놀랍게도, 본 출원인은 글리코겐, 특히 특허 EP654048에 기술된 글리코겐이 위장관을 모방하는 인비트로 시스템에서 말토덱스트린 형태의 낮은 분자량의 다른 다당류로부터 얻어진 것과 유사한 글루코스의 점진적인 방출을 제공할 수 있다는 것을 발견하였다.
따라서 본 발명은 글루코스의 제어 방출을 위한 인공 식품 제제의 제조에서 글리코겐의 용도에 관한 것이다.
본 출원인은 위장관을 모방한 인비트로 시스템에서 2,000,000 달톤 이상의 높은 분자량에도 불구하고 상기 언급한 글리코겐이 위장관에 존재하는 효소를 통해 효소 분해를 겪으며 글루코스가 20-24 시간 동안 점진적으로 방출되는 것을 발견하였다.
이것 외에도, 본 출원인은 또한 글리코겐이 2,000,000 달톤 이상의 고분자량을 가지기 때문에, 섭취된 글루코스의 동일한 양의 경우, 말토덱스트린의 투여와 비교하여 삼투압 농도가 훨씬 더 낮았으며 당업계에 알려진 설사 효과를 가진 물의 재이용 문제를 피할 수 있게 해준다는 것을 관찰하였다.
또한 본 출원인은 위장관을 통한 글리코겐의 통과 동안 관찰된 글루코스의 점진적이며 일정한 방출이 당뇨병이 있는 개인을 위한 식품 또는 음료로서 적절한 양의 글리코겐 활용 가능성을 유리하게 제공한다는 것을 알았다.
또한 다른 양태에서 본 발명은 글리코겐 및 적어도 하나의 다른 식용 성분, 바람직하게는 적어도 하나의 영양소를 포함하는 글루코스의 제어 방출을 위한 인공 식품 제제에 관한 것이다.
본 출원인은 본 발명에 따른 인공 식품 제제가 말토덱스트린을 포함하는 당업계에 알려진 제제보다 큰 식미(palatability)를 가진다는 것을 발견하였다.
특히 본 출원인은 본 발명에 따른 인공 식품 제제가 보다 덜 달며, 더 쾌적하고 미각에 의해 잘 용인된다는 것을 관찰하였다.
바람직하게, 본 발명에 따른 인공 식품 제제는 탄수화물, 단백질, 아미노산 및 유도체, 지질, 인지질, 비타민 및 무기염을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 영양소를 포함한다.
다른 양태에서 본 발명은 또한 글리코겐 및 적어도 하나의 추가적인 약학적으로 허용가능한 부형제(excipient)를 포함하는 글루코스의 장 또는 비경구 투여를 위한 수성 제제에 관한 것이다.
본 출원인은 글리코겐 용액의 낮은 삼투압 농도가 낮은 분자량의 당 또는 다당류를 포함하는 알려진 용액들의 글루코스 함량보다 더 높은 고 글루코스 함량을 가진 등장성 수성 제제(300 mOsm/kg)의 제조를 가능하게 해준다는 것을 발견하였다.
또한 본 출원인은 느린 글루코스 방출을 가진 다른 다당류와는 달리, 상기에 기술된 글리코겐 용액은 고 다당류 농도를 가짐에도 생리적 값에 가까운 pH 값을 가진다는 것을 발견하였다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
특히, 본 발명은 글루코스의 제어 방출을 위한 인공 식품 제제의 제조에서 글리코겐의 용도에 관한 것이다.
본 발명에서 사용된 글리코겐은 동물 또는 균류(fungi)로부터 추출될 수 있는 천연 글리코겐으로부터 얻어진다. 연체동물, 특히 홍합(Mytilus edulis 및 Mytilus gallus provincialis)은 글리코겐의 특히 유용한 공급원이며 이는 홍합이 낮은 비용에서 대량으로 이용이 가능하며 어느 정도 양의 글리코겐(평균적으로 2.5중량% 내지 3.9중량%)을 포함하기 때문이다. 글리코겐의 다른 천연 공급원은 조개, 굴과 같은 다른 쌍각류 연체동물, 흰삿갓조개(Crepidula fornicata)와 같은 복족류 또는 바다 복족류의 일부 종들, 및 간 및 근육과 같은 글리코겐이 풍부한 척추동물들의 기관을 포함한다.
유리하게 본 발명에서 사용된 글리코겐은 2,000,000 달톤 이상, 바람직하게 2,000,000 내지 5,000,000 달톤의 분자량을 가진다.
바람직하게 본 발명에서 사용된 글리코겐은 총 결합의 수에 대해 5% 내지 15%, 바람직하게 8% 내지 12%의 α-1-6 글루코시드 결합 백분율을 가진다.
본 발명에서 사용된 글리코겐은 추출 과정으로부터 얻어진 대로 사용되거나 이후 정제 절차들에서 처리될 수 있다.
이미 앞에서 언급한 바와 같이, 상업용 글리코겐 유도체의 품질은 단백질 잔기(ppm으로 표시된 질소의 양 측면에서 측정됨) 및 환원당의 더 많은 또는 더 적은 양의 존재로부터 유래한다.
본 발명의 목적을 위하여 낮은 환원당 및 질소 함량을 가진 글리코겐 유도체를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 바람직하게 사용되는 상업용 제품들의 예는 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)에 의해 생산되고 공급된 글리코겐 유도체이다.
바람직하게 본 발명에서 사용된 글리코겐 유도체는 F.D. 스넬(Snell) 및 스넬(Snell), "Colorimetric Methods of Analysis", New York, 1954, Vol. III, p. 204)에 의한 방법을 사용하여 측정된 1중량% 미만, 보다 바람직하게 0.25중량% 미만의 환원당을 포함한다.
바람직하게 본 발명에서 사용된 글리코겐 유도체는 켈달(Kjeldahl) 방법에 따라 측정된 3,000 ppm 미만의 질소, 보다 바람직하게는 1,000 ppm 미만, 보다 더 바람직하게는 100 ppm 미만의 질소를 포함한다.
바람직하게 본 발명에서 사용된 글리코겐 유도체는 A.C.R.A.F. S.p.A. Rome, Italy에 의해 생산되고 공급된 낮은 환원당 함량을 가진 제단백 글리코겐(deproteinated glycogen) 상품인 폴글루밋(PolglumytTM) 글리코겐이며 특허 EP 654048B1에 기술된 정제 절차에 따라 얻어진다.
유리하게 본 발명에서 사용된 글리코겐 유도체는 2,000,000 달톤 초과, 바람직하게는 2,000,000 내지 5,000,000 달톤의 분자량 및 총 결합의 수에 대해 5% 내지 15%, 바람직하게 8% 내지 12%의 α-1-6 글루코시드 결합의 백분율을 가진다.
본 발명에 따른 글루코스의 제어 방출을 위한 식품 제제는 글리코겐 및 적어도 하나의 다른 식용 성분, 바람직하게 적어도 하나의 영양소를 포함한다.
유리하게, 본 발명에 따른 식품 제제는 탄수화물, 단백질, 아미노산 및 유도체, 지질, 인지질, 비타민 및 무기염을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 영양소를 포함한다.
바람직하게 본 발명에 따른 식품 제제에서 탄수화물의 섭취는 글리코겐의 존재에 의해 충족된다. 그럼에도 불구하고 본 발명에 따른 식품 제제는 글리코겐 이외에 선택적으로 다른 형태의 탄수화물을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 식품 제제에서 사용되는 단백질은 예를 들어, 우유 단백질, 계란 단백질 또는 혈액 단백질과 같은 다른 천연 공급원들로부터 얻어질 수 있다. 또한 단백질은 펩티드의 가수분해 형태 또는 개개의 아미노산으로 존재할 수 있다. 바람직하게 단백질 함량의 적어도 절반은 온전한 단백질(intact protein)로 나타난다.
본 발명에 따른 식품 제제에 사용되는 지질은 12 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 포화 및 불포화 지방산의 트리글리세리드일 수 있다. 바람직하게는 예를 들어, ω-3, ω-6 및 ω-9 지방산과 같은 긴 사슬의 다가불포화 지방산의 트리글리세리드가 사용된다. 올레산, 리놀레산(LA), α-리놀렌산(ALA), 아라키돈산, 에이코사펜타엔산(EPA), 도코사헥사엔산(DHA) 및 도코사펜타엔산(DPA)의 트리글리세리드가 특히 바람직하다. 인지질은 바람직하게 레시틴 또는 이의 등가물일 수 있다. 레시틴은 동물 또는 식물 기원의 것일 수 있으며 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민 및 포스파티딜이노시톨과 같은 인산, 콜린, 지방산, 글리세롤, 당지질, 트리글리세리드 및 인지질을 우세하게 포함한다.
본 발명에 따른 식품 제제에 사용되는 비타민은 특히 한정되지 않으며 예를 들어, 그룹 B (B1, B2, B3, B5, B6, B8, B9 및 B12) 및 C의 수용성 비타민, 또는 그룹 A, D, E 및 K의 지용성 비타민과 같은 임의의 공지된 비타민일 수 있다. 또한 콜린, 안트라닐산, 리포산, 바이오플라보노이드, 유비퀴논, 및 메틸메티오닌과 같은 슈도비타민들(Pseudovitamins)이 사용될 수 있다. 제제의 비타민 함량은 일반적으로 일일권장섭취량(Recommended Daily Allowance)의 백분율 또는 RDA%로 표현된다.
무기염은 일반적으로 다량원소(macroelements)(100 mg 초과), 소량원소(microelements)(1 및 100 mg) 및 미량원소(oligoelement)(1 mg 미만)인 일일 필요량을 기초로 분류된다. 다량원소는 칼슘, 염소, 인, 마그네슘, 칼륨, 나트륨 및/또는 황을 포함하는 염이다. 소량원소는 구리, 아연, 불소, 요오드, 셀레늄, 크롬, 코발트, 망간, 몰리브덴, 규소, 니켈, 바나듐을 포함하는 염이다. 미량원소는 주석, 니켈, 게르마늄, 바나듐 및 텅스텐을 포함하는 염이다.
식품 제제는 위장 투여, 예를 들어, 비위관(naso-gastric tube) 또는 비장관(naso-enteric tube)을 통해 투여되는 장 공급을 위한 완전 식품, 식품 보충제, 영양 용액, 비경구 투여를 위한 영양 용액, 또는 당뇨병이 있는 개인들을 위한 식품 또는 보충제 형태일 수 있다.
완전식품은 사용자의 물질 및 에너지의 섭취 측면에서 일일 필요량을 만족시키기에 필요한 모든 영양 성분들을 포함한다. 따라서 제제는 상기 글리코겐을 함유하고 있는 30중량% 내지 70중량% 양의 탄수화물, 10중량% 내지 30중량% 양의 단백질 및 20중량% 내지 40중량% 양의 지질을 포함해야만 한다.
이외에도 제제는 하루에 2000 내지 2900 kcal를 제공할 수 있어야만 하며, 물 또는 다른 음료에 용해 또는 분산을 위한 고체 형태, 또는 사용 준비가 된 또는 농축물 형태의 액체일 수 있다. 특정 상황을 위해 보다 적은 또는 보다 많은 에너지 섭취가 제공될 수 있다(식이 또는 스포츠 요법).
식품 보충제는 단백질 및 에너지 섭취 면에서 사용자의 일일 필요량을 충족시키기에 필요한 영양 성분들의 오직 일부만을 포함한다. 따라서 제제는 하루에 1500 kcal 미만, 바람직하게는 100 내지 1000 kcal를 제공할 수 있을 것이다. 또한 이 경우 제제는 일반적인 식품으로의 첨가를 위한 또는 일반적인 식품의 성분으로서 상기에서 기술한 고체 또는 액체 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 식품 제제는 이의 외관, 기호 및 보존을 향상시키기 위하여 예를 들어, 착색제, 방부제, 항산화제, 산도 조절제, 증점제, 안정제, 유화제, 향미 증진제, 향료, 습윤제 및 감미료와 같은 통상적인 식품 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
다음 실시예들이 본 발명을 설명하는 역할을 할 것이지만 본 발명을 제한하지는 않는다.
실시예 1
대략 7의 pH에서 침의 알파-아밀라제로 배양하는 제 1 단계, 펩신으로 배양하는 제 2 단계 및 판크레아틴, 아밀로글루코시다제 및 소 담즙(bovine bile)으로 배양하는 제 3 단계에 특징이 있는 소화계를 자극하는 모델을 실험실에서 준비하였다.
스크류 캡이 제공되는 250 ml 파이렉스(Pyrex) 병에서 6 g의 기질을 100 ml의 포스페이트 완충액에 용해하였다.
용액의 온도를 37℃로 올린 다음 0.1　ml의 인간 알파-아밀라제의 용액(용액 A)을 첨가하였다. 최종 용액을 자석 교반(magnetic stirring)하면서 37℃로 온도 조절된 배스(bath)에서 15분간 배양하였다.
HCl의 1M 용액 2.50 ml를 이용하여 용액을 pH = 2로 조절한 다음 NaCl 용액 내 시그마(Sigma) P7012 펩신의 현탁액(용액 B) 0.25 ml를 첨가하였다. 최종 용액을 다시 자석 교반하면서 37℃에서 30분간 배양하였다.
NaHCO3의 1M 용액 8.67 ml를 이용하여 용액을 pH = 6.9로 조절한 다음 25 mM CaCl2 내 판크레아틴 및 아밀로글루코시다제의 용액(용액 C) 2 ml 및 2.4 g의 소-양 담즙(Bovine-Ovine Bile)(Sigma B8381)을 첨가하였다. 최종 용액을 37℃에서 5분간 교반하면서 배양하였다.
용액을 37℃의 온도에서 대략 900 ml의 완충액 용액을 포함하는 USP XIII 용해 기구의 1000 ml 용기에 위치한 투석 튜브(혼합 셀룰로스 에스터, 컷-오프 3500)로 옮겼으며 다음과 같이 준비하였다.
800 ml의 포스페이트 완충액과 CaCl2*2H2O 1 mM 용액 0.8 ml를 함께 혼합하였다. 그런 다음 이를 1 M HCl 20　ml를 이용하여 pH 2로 조절하고, 2 ml의 NaCl 용액(9 g/L)을 첨가한 후 1 M NaHCO3 용액 70 ml를 이용하여 pH를 6.9로 조절하고 25 mM CaCl2*2H2O 용액의 16 ml 용액을 첨가하였다.
24시간에 걸쳐 표 2-5에 표시된 시간들에서 1 ml의 샘플들을 완충액 용액으로부터 채취하였다.
기질로 폴글루밋(PolglumytTM) 글리코겐 및 말토덱스트린 DE 16.5-19.5를 이용하여 테스트를 반복하여 수행하였다. 6　g의 폴글루밋TM 글리코겐 샘플은 5.220 g의 글루코스에 상응하는 반면 6　g 샘플의 말토덱스트린 DE 16.5-19.5는 5.748 g의 글루코스에 상응하였다.
포스페이트 완충액 및 용액 A, B 및 C는 아래 표 1의 조성물을 가진다.
포스페이트 완충액 20 mM, pH = 6.9, Na2HPO4 1.42 g/L, KH2PO4 1.36　g/L, NaCl 0.58 g/L
용액 A 시그마 A1031 인간 알파-아밀라제, 1　mM CaCl2*2H2O 내 10 mg/ml
용액 B 돼지 위 점막(porcine gastric mucosa)으로부터의 시그마 P7012 펩신, 9 g/L NaCl 용액 내 1　mg/ml
용액 C 시그마 P7545 판크레아틴, 0.5 mg/ml, 시그마 A9228 아밀로글루코시다제(Rhizopus SP에서 유래) 25 mM CaCl2*2H2O 용액 내 840 U/ml
방출된 글루코스의 양을 측정하기 위해 두 개의 상업용 키트: 시그마 GAGO20 글루코스 (GO) 분석 키트 및 시그마 GAHK20 글루코스 (HK) 분석 키트 (둘 다 시그마-알드리치 사에 의해 공급됨)를 이용하여 샘플을 분석하였다.
제 1 테스트는 글루코스-옥시다제를 이용한 D-글루코스의 D-글루콘산 및 과산화수소로의 산화에 기반한다. 방출된 과산화수소는 퍼옥시다제(peroxidase)의 존재 하에서 o-디아니시딘(o-dianisidine)과 반응하여 황산의 존재 하에서 핑크색의 산화물을 나타내는 갈색 산화물을 형성한다. 540 nm에서 측정된 색의 강도는 글루코스 농도에 비례한다.
얻어진 결과들이 아래 표 2-5에 요약되어 있다.
말토덱스트린 DE 16.5-19.5 - 테스트 1
시간 글루코스 mg/ml 방출된 글루코스 %
0 0.00 0
2 0.81 14
3 1.52 27
4 1.99 35
6 2.58 46
20 3.85 68
21 3.96 70
24 4.02 71
말토덱스트린 DE 16.5-19.5 - 테스트 2
시간 글루코스 mg/ml 방출된 글루코스 %
0 0.00 0
2 0.89 16
3 1.79 32
4 2.28 40
6 2.96 53
20 4.22 75
21 4.08 73
24 4.10 73
폴글루밋TM 글리코겐 - 테스트 1
시간 글루코스 mg/ml 방출된 글루코스 %
0 0.00 0
2 0.74 14
3 1.16 23
4 1.90 37
6 2.57 50
20 4.12 80
21 4.14 81
24 4.12 81
폴글루밋TM 글리코겐 - 테스트 2
시간 글루코스 mg/ml 방출된 글루코스 %
0 0.00 0
2 0.82 16
3 1.23 24
4 2.08 41
6 2.43 47
20 4.14 81
21 4.05 79
24 4.01 78
제 2 테스트는 ATP의 존재 하에서 헥소키나아제(hexokinase)를 이용한 글루코스의 인산화에 기반한다. 글루코스-6-포스페이트는 이후 NAD(니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드)의 존재 하에서 6-포스포글루코네이트로 산화되며 반응은 글루코스-6-포스페이트 탈수소효소에 의해 촉매된다. 산화 동안 같은 몰 수의 NAD가 NADH로 환원된다. 340 nm에서 결과로서 일어나는 흡광도의 증가는 글루코스 농도에 정비례한다.
얻어진 결과들이 아래 표 6-9에 요약되어 있다.
말토덱스트린 DE 16.5-19.5 - 테스트 1
시간 글루코스 mg/ml 방출된 글루코스 %
0 0.00 0
2 0.96 17
3 1.60 28
4 2.21 39
6 2.73 49
20 4.09 73
말토덱스트린 DE 16.5-19.5 - 테스트 2
시간 글루코스 mg/ml 방출된 글루코스 %
0 0.00 0
2 0.89 16
3 1.82 32
4 2.30 41
6 3.04 54
20 4.49 80
폴글루밋TM 글리코겐 - 테스트 1
시간 글루코스 mg/ml 방출된 글루코스 %
0 0.00 0
2 0.83 16
3 1.44 28
4 2.03 40
6 2.75 54
20 4.07 80
24 4.14 81
폴글루밋TM 글리코겐 - 테스트 2
시간 글루코스 mg/ml 방출된 글루코스 %
0 0.00 0
2 0.83 16
3 1.44 28
4 2.03 40
6 2.75 54
20 4.07 80
실시예 2
증가하는 농도(10, 14, 18, 22, 26 및 30중량%)로 증류수 내 폴글루밋TM 글리코겐 및 말토덱스트린 DE 16.5-19.5의 6개 용액을 준비하였다.
점도, pH, 전도도 및 삼투압 농도를 측정하기 위해 최종 용액을 분석하였다. 결과들을 용해 시간과 함께 아래 표 10 및 11에 요약하였다. 2°/55 mm 콘-플레이트 기하구조를 구비한 보린 제미니 150 레오미터(Bohlin Gemini 150 rheometer)를 이용하여 점도 측정을 수행하였다. 삼투압 농도 측정은 크나우어 삼투압계(Knauer osmometer)를 이용하여 수행하였다. 분석 전에 용액들을 0.2μm 밀리포어 필터(Millipore filter)를 이용하여 여과하였다.
폴글루밋TM 글리코겐
농도
(% w/w)		 용해 시간
(분)		 점도
(mPa)		 pH 전도도
(μS/cm)		 삼투압 농도
(mOsm/kg)
10 15 2.3 6.76 92.4 -2.00
14 20 2.7 7.15 98.7 -2.66
18 30 3.8 7.34 113.7 1.00
22 45 4.0 7.47 129.7 0.50
26 60 6.0 8.22 142.3 5.66
30 60 19.1 8.34 151.2 6.33
말토덱스트린 DE 16.5-19.5
농도
(% w/w)		 용해 시간
(min)		 점도
(mPa)		 pH 전도도
(μS/cm)		 삼투압 농도
(mOsm/kg)
10 1 1.96 5.41 560 110.30
14 1 2.15 4.65 707 152.00
18 1 2.33 4.56 792 193.30
22 1.5 2.71 4.22 850 236.00
26 2 2.98 4.46 916 290.66
30 2 3.53 4.41 937 335.00
실시예 3
다음 표 12, 13 및 14는 본 발명에 따른 글리코겐을 포함하는 인공 식품 조성물의 실시예를 설명한다. 표 12는 정상적인 개인들을 위한 식품 제제를 설명하며, 표 13은 당뇨병이 있는 개인들의 경우 및 표 14는 위장관을 통한 투여의 경우이다.
성분 F1 F2 F3
폴글루밋TM 글리코겐 g 15 30 15
덱스트로스 g 5 10 5
단백질 g 20 10
Bcaa g 3 1.5
크레아틴 에틸 에스터 g 3
아르기닌 g 2
오르니틴 g 1
시트룰린 g 0.25
글루타민 g 3 2
티로신 g 0.5
타우린 g 0.5 0.5
마그네슘 mg 25
나트륨 mg 345
칼륨 mg 145
염화물 mg 130
알파-리포산 mg 200
카페인 mg 60
남가새 추출물
(Tribulus Terrestris Ex)		 mg 300
글루코사민 mg 200 200
울금 추출물
(Curcuma Longa Ex)		 mg 100
비타민 B1 %RDA 50% 50% 50%
비타민 B2 %RDA 50% 50% 50%
비타민 B5 %RDA 50% 50% 50%
비타민 B6 %RDA 50% 50% 50%
비타민 B12 %RDA 50% 50% 50%
비타민 A %RDA 50% 50% 50%
비타민 C %RDA 200% 200% 100%
비타민 E %RDA 200% 200% 100%
RDA: 일일권장섭취량(Recommended Daily Allowance)
폴글루밋TM: A.C.R.A.F. S.p.A. Rome, Italy에 의해 생산되고 공급된 감소된 환원당 함량을 가진 제단백 글리코겐(deproteinated glycogen)
성분 F4
폴글루밋TM 글리코겐 g 12
프룩토스 g 1
단백질 g 4
식물 지질 g 3.7
식이 섬유 g 1.5
비타민 g 100% RDA
무기염 mg 600
성분 F5
폴글루밋TM 글리코겐 g 15
덱스트로스 g 5
단백질 g 6
식물 지질 g 6
식이 섬유 g 2
비타민 g 100% RDA
무기염 mg 600
실시예 4
아래 표 15는 본 발명에 따른 글리코겐을 포함하는 비경구 투여를 위한 실시예 조성물을 설명한다.
활성 성분 100 ml 당 양
폴글루밋TM 글리코겐 6 g
덱스트로스 1 g
정제된 콩기름 3.5 g
알라닌 0.33 g
아르기닌 0.23 g
아스파르트산 0.07 g
글루탐산 0.11 g
글리신 0.16 g
히스티딘 0.14 g
이소류신 0.11 g
류신 0.16 g
리신 0.18 g
메티오닌 0.11 g
페닐알라닌 0.11 g
프롤린 0.14 g
세린 0.09 g
트레오닌 0.11 g
트립토판 0.04 g
티로신 0.004 g
발린 0.15 g
염화칼슘 0.01 g
황산마그네슘 0.03 g
염화칼륨 0.12 g
아세트산나트륨 0.1 g
실시예 5
아래 표 16은 본 발명에 따른 글리코겐을 포함하는 주사 가능한 제제를 위해 100 ml의 물에 용해하기 위한 파우더인 실시예 조성물을 설명한다.
활성 성분 100 ml 당 양
폴글루밋TM 글리코겐 6 g
덱스트로스 1 g
알라닌 0.77 g
아르기닌 0.61 g
글리신 0.92 g
히스티딘 0.25 g
이소류신 0.92 g
류신 1.13 g
리신 0.62 g
메티오닌 0.10 g
페닐알라닌 0.10 g
프롤린 0.82 g
세린 0.51 g
트레오닌 0.46 g
트립토판 0.08 g
발린 0.86 g
실시예 6
아래 표 17은 글루코스, 말토덱스트린(DE 16.5-19.5) 및 폴글루밋TM 글리코겐의 5% 용액에 대한 삼투압 농도 값을 나타낸다.
탄수화물 양
g/100 ml		 삼투압 농도
mOsm/kg		 다른 성분들이 이용할 수 있는 mOsm/kg 단위
글루코스 5 280 ~ 20
말토덱스트린 5 55 ~ 245
폴글루밋TM 글리코겐 5 < 1 ~ 300
표 17에 나타난 결과들은 대략 5%의 D-글루코스를 포함하는 제제가 이미 등삼투성 용액(iso-osmotic solution)이며, 말토덱스트린(DE 16.5-19.5)의 5% 용액은 55 mOsm/kg의 삼투압 농도(글루코스와 비교하여 대략 1/5)를 가지는 반면 폴글루밋TM 글리코겐의 5% 용액은 1 mOsm/kg 미만의 삼투압 농도 값(글루코스 보다 대략 300배 적음)을 가진다는 것을 명확하게 보여준다.
따라서, 표 17에 설명된 대로 폴글루밋TM 글리코겐을 포함하는 제제는 높은 글루코스 함량 및/또는 높은 함량의 필수 영양 성분(예를 들어, 비타민, 아미노산, 무기염 등)을 가진 제제를 제조할 수 있게 해준다.

Claims (18)

  1. 글리코겐 및 적어도 하나의 다른 식용 성분을 포함하며, 상기 글리코겐은 2,000,000 내지 5,000,000 달톤의 분자량을 가지며 총 결합의 수에 대해 5% 내지 15%의 α-1-6 글루코시드 결합 백분율을 가지는 것을 특징으로 하는 글루코스의 제어 방출을 위한 인공 식품 제제.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 글리코겐은 총 결합의 수에 대해 8% 내지 12%의 α-1-6 글루코시드 결합 백분율을 가지는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 글리코겐은 1중량% 미만의 환원당을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 글리코겐은 0.25중량% 미만의 환원당을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 글리코겐은 3,000 ppm 미만의 질소의 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 글리코겐은 1,000 ppm 미만의 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 글루코스의 제어 방출은 50중량%의 글루코스가 1시간 이상 동안 방출되는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 글루코스의 제어 방출은 50중량%의 글루코스가 3시간 이상 동안 방출되는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 글루코스의 제어 방출은 50중량%의 글루코스가 5시간 이상 동안 방출되는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 글루코스의 제어 방출은 80중량%의 글루코스가 6시간 이상 동안 방출되는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 글루코스의 제어 방출은 80중량%의 글루코스가 9시간 이상 동안 방출되는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 글루코스의 제어 방출은 80중량%의 글루코스가 12시간 이상 동안 방출되는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 식용 성분은 영양소인 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 영양소는 탄수화물, 단백질, 아미노산, 지질, 인지질, 비타민 및 무기염을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제제는 상기 글리코겐을 함유하고 있는 30중량% 내지 70중량% 양의 탄수화물, 10중량% 내지 30중량% 양의 단백질 및 20중량% 내지 40중량% 양의 지질을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제제가 고체 형태 또는 수용액인 것을 특징으로 하는 식품 제제.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 식품 제제가 위장 투여를 위한 완전 식품, 식품 보충제, 영양 용액, 비경구 투여를 위한 영양 용액, 또는 당뇨병이 있는 개인들을 위한 식품 또는 보충제를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 식품 제제.
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