KR101774606B1

KR101774606B1 - 혈당 반응보다 인슐린 반응에 더 큰 영향을 미치는 탄수화물 조성물

Info

Publication number: KR101774606B1
Application number: KR1020127008219A
Authority: KR
Inventors: 리우밍 조우; 톰 파라디; 찬다니 페레라; 로버트 게르하르트; 다니엘 윌; 도미니끄 보망; 마리-엘렌느 데그라브-자니
Original assignee: 로께뜨프레르
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2017-09-04
Also published as: JP2013506405A; EP2482674A1; PL2482674T3; US20110081474A1; CN102639005B; KR20120093182A; MX2012003702A; WO2011039151A1; CA2774753C; EP2482674B1; CN102639005A; ES2677011T3; JP6152270B2; US8617636B2; CA2774753A1

Abstract

본 발명은 가용성 식이 섬유 및 글루코오스 시럽을 포함하는, 혈당 반응보다 인슐린 반응에 더 큰 영향을 미치는 탄수화물 조성물, 그의 제조 방법 및 식품에서의 그의 용도를 기재한다.

Description

혈당 반응보다 인슐린 반응에 더 큰 영향을 미치는 탄수화물 조성물{CARBOHYDRATE COMPOSITIONS HAVING A GREATER IMPACT ON THE INSULINEMIC RESPONSE THAN ON THE GLYCEMIC RESPONSE}

본 발명은 혈당 반응보다 인슐린 반응에 더 큰 영향을 미치는 탄수화물 조성물에 관한 것이다.

말토덱스트린, 글루코오스 시럽 및 순수한 덱스트로오스를 포함한 전분 가수분해물은 통상적으로 곡물 또는 괴경 전분의 산 가수분해 및/또는 효소 가수분해에 의해 제조된다. 이들 가수분해물은 선형 및 분지형 당류의 복합 혼합물을 함유하며, 실제로 매우 다양한 분자량을 갖는 글루코오스 및 글루코오스 중합체의 혼합물이다. 그들을 분류하는 첫 번째 방법은 그들의 환원력을 측정하는 것인데, 이때 환원력은 통상적으로 덱스트로오스 당량 또는 D.E.의 개념으로 표현된다. 정의에 의하면, 100의 D.E.는 이들 중합체를 구성하는 단량체인 순수한 글루코오스 또는 덱스트로오스에 배정된다. 매우 큰 글루코오스 중합체인 전분은 D.E.가 0에 가깝다. 전분 가수분해물의 전 범위는 이들 2개의 값 사이에 있으며, 가장 많이 가수분해된 것은 D.E.가 100에 가깝고, 가장 적게 가수분해된 것은 D.E.가 0 쪽으로 가는 경향이 있다. 이들 양쪽 범위 사이에서, 말토덱스트린은 덱스트로오스 당량(DE)이 1 내지 20이고, 글루코오스 시럽은 DE가 20 초과이다.

전분 가수분해물, 예를 들어 25 내지 63 DE의 글루코오스 시럽 및 말토오스 시럽은 그들의 이용가능성, 높은 내성, 가공성 및 낮은 가격으로 인해 식품 응용에 널리 사용되어 왔다. 건강한 식이 응용 및 비만과 관련된 것들에 대해서, 글루코오스 시럽은 설탕 함량이 높다는 불리한 점을 갖는다.

가용성 식이 섬유, 예를 들어 이눌린, FOS 및 폴리덱스트로오스는 많은 선진국(예를 들어, 미국, 유럽)의 식이에서 만연하는 섬유 결핍의 감소에 유익한 식품 성분이라는 인식이 증가되어 왔다. 배변(laxation), 대변 중량의 증가, 결장 발효(colonic fermentation)의 자극, 총 콜레스테롤 수준 및/또는 LDL 콜레스테롤 수준의 혈중 감소, 및 글루코오스 및/또는 인슐린 수준의 식후 혈중 감소를 비롯하여, 식이 섬유의 수많은 건강상의 이익에 대해 잘 알려져 있다. 특히, 유럽 특허 제443,789호는 혈당치에 영향을 주지 않고서 인슐린 분비를 절약하기 위한 식품 조성물(food composite)에 있어서의 피로덱스트린의 용도를 개시한다. 그러나, 구매가능한 가용성 식이 섬유는 과도한 고창 및 설사 형태의 소화 불내성(digestive intolerance), 낮은 점도, 및 바람직하지 않은 맛 및 입안 느낌(mouthfeel)이라는 불리한 점으로 인해 곤란을 겪는다.

용어 "올리고당류"는 단순 단량류 또는 이당류보다는 더 크지만 (9단위 초과의) 다당류보다는 더 작은 탄수화물을 포함한다.

올리고당류, 예를 들어 말토올리고당류, 이소말토올리고당류(IMO) 및 프룩토올리고당류는 특히 아시아 시장에서 더 많은 주목을 얻고 있다. 올리고당류는 다양한 기능성 식품의 성분으로서 식품 가공업자에 의해 구매된다. IMO는 지난 15 내지 20년 동안 아시아에서 제조되어 왔으며, 다양한 식품 응용에서 사용된다. IMO의 현재 용도의 대부분은 일본, 중국 및 한국과 같은 아시아 국가에서 건강 식품 성분으로서 사용된다. IMO의 사용은 일본에서 다른 어떤 비소화성 올리고당류보다도 더 많이 퍼져 있다. 2003년도에 이 나라에서의 IMO 수요는 11,000톤인 것으로 추산되었다. IMO는 다년간 일본에서 감미료로서 사용되어 왔다. IMO 시럽은 일본에서 전통적인 발효 식품에 효과적으로 사용된다.

구체적으로, 이소말토올리고당류는 α-D-(1,6)-결합을 갖는 글루코오스 올리고머이며, 이에는 특히 이소말토오스, 파노오스, 이소말토테트라오스, 이소말토펜타오스, 니게로오스, 코지비오스 및 더 고차의 분지형 올리고당류가 포함된다. 사람의 장내 효소는 α-(1,4)-글리코시드 결합은 용이하게 소화시키지만, α-D-(1,6)-결합, 특히 더 긴 중합체를 연결시키는 것들은 그 결합이 사람의 위장관을 통과할 때 용이하게 가수분해되지 않는다. 그것이 올리고당류, 예를 들어 이소말토올리고당류의 이득 중 하나가 건강 촉진 효과, 예를 들어 프리바이오틱(prebiotic) 효과를 갖는 것에 대한 이유이다(문헌[Kohmoto T., Fukui F., Takaku H., Machida Y., et al., Bifidobacteria Microflora, 7(2)(1988), 61-69]; 문헌[Kohmoto K., Tsuji K., Kaneko T. Shiota M., et al., Biosc. Biotech. Biochem., 56(6)(1992), 937-940]; 문헌[Kaneko T, Kohmoto T., Kikuchi H., Fukui F., et al., Nippon Nogeikagaku Kaishi, 66(8)(1992), 1211-1220]; 문헌[Park J-H, Jin-Young Y., Ok-Ho S., Hyun-Kyung S., et al., Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol., 20(3)(1992), 237-242]).

일본, 중국, 홍콩, 한국 및 대만에서, IMO는 규제기관에 의해 인식되어 왔으며, 이 식품 성분은 수십년간 시판되고 있다. 현재, IMO는 이 제품을 다수의 기능성 식품 내로 첨가하여 프리바이오틱 기능 및 소화 건강의 전체적인 개선과 같은 건강 이득을 나타냄으로써 이들 국가에서 지역 주민(local population)에 의해 소비되고 있다.

올리고당류의 생리적 및 기능적 이득에는 소화 내성, 점도, 및 바람직한 맛 및 입안 느낌이 포함된다. 그러나, 기존의 올리고당류는 상대적으로 높은 설탕 함량(단당류 및 이당류의 총합으로서 정의됨), 및 AOAC(Association of Official Analytical Chemists; 미국 공인분석화학자협회)에 의해 승인된 섬유 방법에 의해 결정될 때 식이 섬유의 낮은 검출가능 수준이라는 불리한 점을 갖는다. 예를 들어, 구매가능한 이소말토올리고당류, 예를 들어 IMO 500 및 IMO 900 제품은 통상적으로 20% 내지 35%의 단량류, 10% 내지 40%의 이당류, 및 5% 미만의 식이 섬유를 갖는다.

그럼에도 불구하고, IMO는 또한 많은 무시할 수 없는 이점을 나타낸다. IMO 시럽은 액체 설탕 시럽의 일부 또는 전부를 대체하여 음료에 대한 상이한 감미 프로파일을 생성할 수 있을 것인데, 그 이유는 그들이 수크로오스의 약 절반 정도로 달기 때문이다. 그들은 또한 비발효성 설탕 시럽으로서 맥주 제조 중에 첨가되어 생성되는 맥주의 잔류 감미 및 입안 느낌을 변경시키는 발효성 설탕의 일부를 대체할 수 있을 것이다. 그들의 항우식원성(anti-cariogenic) 특성은 많은 제과 제품에서 설탕의 대체물로서 그들을 사용함으로써 이용될 수 있을 것이다. 치아 우식은 치아의 표면 상에 형성되는 불용성 글루칸 검(플라크), 및 치아 에나멜을 공격하는 플라크 하에서의 산의 형성에 의해 야기된다. 보고된 더 높은 수분 유지(물 결합) 능력(이는 세균 감염에 대한 개선된 저항성을 부여하게 될 것임)은 제빵 산업에서 더 느린 부패 속도(staling rate)를 갖는 제품을 개발함에 있어서 이점일 수 있을 것이다. 그러나, 사용 및 관심의 주요 이점 및 주요 분야는 프리바이오틱 제품이 포함되는 기능성 식품 분야에 있는 것처럼 보일 것이다. 일본에는 보고된 건강 이점을 갖는 이른바 기능성 식품이 다수 판매되고 있는데, 이들 중 일부는 성분으로서 IMO를 사용한다. 프리바이오틱은 소화되지 않은 상태로 소장을 통과한 후 결장에서 발효되어 다양한 소사슬(small chain) 지방산, 구체적으로 부티레이트를 생성하는 비소화성 탄수화물이다. IMO는 권장된 용량으로 사용될 때 설사를 일으키지 않는 것으로 임상 시험에서 보고되어 왔다. IMO는 보고된 바에 따르면 장내 미생물총(gut microflora)을 조절하고 장내 미생물 균형을 개선하도록 돕는 장내 비피더스 세균과 같은 프로바이오틱 세균(살아있는 유익한 세균)에 의해 우선적으로 선택되는 식품 공급원이다.

현재, IMO는 미국에서 다수의 회사에 의해 제형화되고 있는데, 특히 다양한 음료의 가용성 섬유 및 프리바이오틱의 공급원으로서 제형화되고 있다. 그러나, 유럽 연합에서는 일반 주민들에 의한 IMO의 예측된 사용이 프리바이오틱 및 섬유의 기능성을 갖는 영양 감미료로서일 것인데, 이 영양 감미료는 감미부여 목적을 위하여 다양한 다른 식품 및 음료 제품과 혼합된다. IMO는 음료 업계, 낙농 업계 및 모든 종류의 단 음식(sweet) 및 디저트 제조 업계에 의해 제조되는 다양한 식품 제품을 제형화하는 데 일반 식품 성분으로서 사용될 것이다.

최근까지 탄수화물은 그들의 중합도에 기초하여 "단순" 및 "복합"으로 분류되어 왔지만; 그러나, 건강에 대한 그들의 영향은 그들의 생리적 효과(즉, 혈당을 상승시키는 능력)에 기초하여 더 잘 설명될 수 있는데, 이 생리적 효과는 구성 설탕의 유형(예를 들어, 글루코오스, 프룩토오스, 갈락토오스) 및 탄수화물의 물리적 형태 둘 모두에 좌우된다. 이 분류는 혈당 지수(GI)로서 지칭된다. 탄수화물 식품을 식후 혈당에 대한 그들의 효과에 따라 분류하기 위하여 GI를 도입하였다. GI는 테스트 제품의 섭취 후의 증분의 혈당 면적으로 정의되는데, 이는 기준 제품(글루코오스 또는 흰빵)의 탄수화물-등가 부하(carbohydrate-equivalent load) 후의 상응하는 면적의 백분율로 표현된다. GI는 탄수화물을 함유하는 식품을 그들이 글루코오스 수준(속도 및 크기)을 증가시킬 수 있는 능력에 의해 분류한다. 그것은 단리된 식품에 의해 유도된 글루코오스 수준의 증가를, 이소글루시딕(isoglucidic) 조건(50g의 탄수화물) 하에서, 선택된 기준 식품에 의해 유도된 것과 비교함으로써 측정되는데, 이때 가장 빈번하게 사용되는 기준 식품은 순수한 글루코오스 용액이다. GI는 연구된 식품을 섭취한지 2시간 이내의 혈당치의 합계 또는 그 곡선 아래의 면적을 선택된 기준 식품에 대해 관찰된 변화와 비교함으로써 정의된다. 기준 식품에 대해 얻어진 반응은 100의 값으로 주어지며, 모든 나머지 다른 식품은 이 값과 비교하여 % 값으로 표현된다. GI 값은 3개의 범주로 그룹화된다. 고 GI(70 초과), 중간 GI(56 내지 69), 및 저 GI(0 내지 55). 인슐린 지수(II)는 상응하는 증분의 인슐린 면적으로부터 계산될 수 있다. II는 GI에 대한 것과 동일한 조건 하에서, 간단히 글루코오스의 측정을 인슐린의 측정으로 대체하여 얻어진다. 이 지수는 혈당 반응이 주요 동화작용 호르몬 인슐린(이는 제1형 당뇨병에서 비정상적인 탄수화물 대사의 중심이 됨)의 반응을 적절하게 반영할 수 없을지도 모른다는 우려 가능성의 결과로서 도입하였다.

상이한 식품에 대한 글루코오스 반응 및 인슐린 반응이 상당히 변할 수 있다는 것이 지금 잘 확립되어 있다. 이 반응에서의 변동은 탄수화물, 단백질 및 지방의 유형 및 양; 식품 형태의 식품 가공 방법; 식이 섬유 등과 같은 다양한 인자가 원인이 될 수 있다.

건강한 식이 응용 및 비만과 관련된 것들 중에서, 더 낮은 인슐린 반응 및 혈당 반응에 대한 더 적은 영향을 유도하는 탄수화물에 대한 필요성이 인식된다. 보다 상세하게는, 인슐린 반응이 낮고, 설탕 수준이 낮으며, 소화 내성, 점도, 및 바람직한 맛 및 입안 느낌이라는 이점을 갖는 가용성 식이 섬유를 갖는 탄수화물에 대한 필요성이 있다. 따라서, 비용 효과적이며 산업적으로 실행가능한 기술에 의해 상기 탄수화물을 제조하는 방법이 유리하다는 것이 인식된다.

본 발명자들은 놀랍게도 특정 범위의 가용성 식이 섬유를 갖는 탄수화물 조성물이 혈당 반응보다 인슐린 반응에 대해 더 큰 효과를 유발시킬 수 있음을 알아내었다. 추가적으로, 본 발명자들은 또한 감소된 설탕의 글루코오스 시럽과 가용성 식이 섬유가 조합될 때, 이 차별적인 효과가 더 강력함을 알아내었다.

따라서, 본 발명은 가용성 식이 섬유 및 글루코오스 시럽을 포함하는 탄수화물 조성물에 관한 것이며, 상기 가용성 식이 섬유는 췌장 효소에 의한 소화에 저항하는 적어도 하나의 탄수화물을 포함하고, 상기 글루코오스 시럽은 단당류, 이당류 및 올리고당류를 포함하거나 이들로 이루어지며, 조성물 내 가용성 식이 섬유는 RIR(Relative Insulinemic Response; 상대 인슐린 반응)/RGR(Relative Glycemic Response; 상대 혈당 반응) 비를 0.90 미만으로 얻기에 적합한 양으로 존재한다. 바람직하게, 가용성 식이 섬유의 함량은 AOAC 2001.03에 의해 결정될 때 상기 조성물의 건조 상태 기준(dry basis)으로 약 30% 내지 약 50%이다. 바람직하게, 가용성 식이 섬유는 덱스트린 및/또는 말토덱스트린, 바람직하게는 분지형 덱스트린 및/또는 말토덱스트린이다. 선택적으로, 가용성 식이 섬유는 이눌린, 폴리덱스트로오스, 프룩토올리고당류, 및 베타 글루칸으로 이루어진 군으로부터 선택되는 가용성 식이 섬유 중 임의의 하나 또는 이들의 조합이다. 바람직하게, 상기 글루코오스 시럽 또는 상기 조성물 내의 소화성 단당류 및 이당류(DP1 및 DP2)의 함량은 상기 시럽 또는 조성물의 건조 상태 기준으로 10% 이하, 바람직하게는 약 5% 미만이다. 더 바람직하게, 글루코오스 시럽은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 약 75% 이상의 이소말토올리고당류를 함유하며, 특히 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 약 80% 이상의 DP3 내지 DP8 당류를 함유한다. 훨씬 더 바람직하게, 상기 시럽의 파노오스 함량은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 적어도 약 5% 이상, 바람직하게는 약 10% 또는 25% 또는 40% 이상이다. 바람직하게, 상기 시럽의 이소말토트리오스 함량은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 약 5% 이상, 바람직하게는 약 15% 또는 25% 이상이다. 특정 실시 형태에서, 상기 조성물의 DE(덱스트로오스 당량)는 약 15 이상 및 40 미만(즉, 약 15 내지 40)이다. 다른 특정 실시 형태에서, 상기 조성물의 D.E.는 제품 Lab 9259에 대해서는 18 내지 25이고, 제품 Lab 9244에 대해서는 23 내지 30이다. 바람직하게, 조성물은 실질적으로 건조 상태이다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 제1 실시 형태에서, 본 발명은

a) 알파 아밀라아제로 전분을 액화하는 단계;

b) 단계 a)에 의해 얻어진 생성물에 췌장 효소에 의한 소화에 저항하는 적어도 하나의 탄수화물을 포함하는 가용성 식이 섬유를 첨가하는 단계;

c) 적어도 2개의 효소, 즉 베타 아밀라아제 및 풀룰라나아제로 혼합물을 당화하는 단계;

d) 선택적으로, DP2 당류의 함량이 혼합물의 건조 상태 기준으로 60% 초과이면, 혼합물에 트랜스글루코시다아제를 첨가하는 단계; 및

e) 혼합물로부터 DP1 및 DP2 당류를 제거하는 단계;

를 포함하는, 본 발명에 따른 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

제2 실시 형태에서, 본 발명은 글루코오스 시럽과 가용성 식이 섬유의 액체 블렌딩 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

제3 실시 형태에서, 본 발명은 글루코오스 시럽과 가용성 식이 섬유의 건식 블렌딩 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 음료, 식품, 사료, 약효 식품(nutraceutical), 식이 보충제 또는 기능성 식품을 제조하는 데 있어서의 본 발명에 따른 조성물의 용도에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 본 발명에 따른 조성물을 음료 성분, 식품 성분, 동물 사료 성분, 애완동물 사료 성분, 약효 식품 성분, 식이 보충제 성분 및 기능성 식품 성분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분에 첨가하는 단계를 포함하는, 음료, 식품, 사료, 약효 식품, 식이 보충제 또는 기능성 식품의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 본 발명에 따른 조성물, 및 음료 성분, 식품 성분, 동물 사료 성분, 애완동물 사료 성분, 약효 식품 성분, 식이 보충제 성분 및 기능성 식품 성분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하는 제품에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 탄수화물 조성물을 제조하는 방법의 흐름도를 도시한다.

정의

"RIR"은 본 명세서에서 100으로 설정된 대조 및 임의(control and arbitrary)로서의 2개의 글루코오스 시험식(test meal)의 평균을 사용하여 계산된 상대 인슐린 반응(Relative Insulinemic Response)을 의미한다. 인슐린 수준은, 예를 들어 실시예에 상술된 바와 같이 결정될 수 있다.

"RGR"은 본 명세서에서 100으로 설정된 대조 및 임의로서의 2개의 글루코오스 시험식의 평균을 사용하여 계산된 상대 혈당 반응(Relative Glycemic Response)을 의미한다. 글루코오스 수준은, 예를 들어 실시예에 상술된 바와 같이 결정될 수 있다.

"DP"는 당류 단위의 개수를 의미한다.

"DP1" 당류는 본 명세서에서 단당류, 바람직하게는 덱스트로오스를 의미한다.

"소화성 DP2" 당류는 본 명세서에서 알파 1→4 결합을 갖는 2개의 글루코오스 단위를 의미하며, 따라서 말토오스를 지칭한다.

"선형" 당류는 본 명세서에서 단지 알파 1→4 결합에 의해서만 연결된 글루코오스 단위를 갖는 올리고당류를 의미한다. 예를 들어, 말토오스는 소화성 선형 DP2 당류인 것으로 여겨진다.

"분지형" 당류는 본 명세서에서 알파 1→4 결합에 의해 연결되지만 또한 1→6 결합 및 선택적으로 1→2 및/또는 1→3 결합에 의해서도 연결된 글루코오스 단위를 갖는 올리고당류를 의미한다. 예를 들어, 이소말토오스는 비소화성 분지형 DP2 당류인 것으로 여겨진다.

본 출원에서의 백분율은 달리 언급되지 않는 한 건조 상태 기준으로 중량에 의해 표현된다.

"약"이 수치와 관련하여 사용될 경우, 이는 바람직하게 수치 +/- 10%, 더 바람직하게는 수치 +/- 5%, 가장 바람직하게는 "약" 없이 수치 그 자체를 의미한다.

가용성 식이 섬유의 백분율은 AOAC 2001.03에 의해 결정된다.

"이소말토올리고당류"는 본 명세서에서 1→6 결합에 의해 연결된 적어도 2개의 글루코오스 단위를 포함하는 글루코오스 함유 올리고당류를 의미한다.

"덱스트린"이라는 표현은 본 명세서에서 전분의 산 가수분해 및/또는 효소 가수분해에 의해 통상적으로 얻어지는 표준 덱스트린을 의미한다.

"말토덱스트린"이라는 표현은 본 명세서에서 전분의 산 가수분해 및/또는 효소 가수분해에 의해 통상적으로 얻어지고, 덱스트로오스 당량(또는 DE)으로서 표현되는 환원력이 20 미만인 것을 특징으로 하는 표준 말토덱스트린을 의미한다.

본 발명의 조성물은 전분 또는 다른 공급원으로부터 유래하며 췌장 효소에 의한 소화에 저항하는 적어도 하나의 탄수화물을 포함하는 가용성 식이 섬유 및 글루코오스 시럽을 포함한다.

조성물 내의 가용성 식이 섬유의 함량은 RIR(상대 인슐린 반응)/RGR(상대 혈당 반응) 비를 0.90 미만, 바람직하게는 0.86 이하, 더 바람직하게는 0.83 이하로 얻기에 적합한 양이다. 예를 들어, 이 비는 0.70 내지 0.90, 바람직하게는 0.75 내지 0.8일 수 있다. 바람직하게는, 이 비는 0.5, 0.6, 또는 0.7 초과이다.

특히, 본 발명은 가용성 식이 섬유 및 글루코오스 시럽을 포함하는 탄수화물 조성물에 관한 것이며, 상기 가용성 식이 섬유는 췌장 효소에 의한 소화에 저항하는 적어도 하나의 탄수화물을 포함하고, 상기 글루코오스 시럽은 단당류, 이당류 및 올리고당류를 포함하거나 이들로 이루어지며, 조성물 내의 가용성 식이 섬유의 함량은 조성물의 건조 상태 기준으로 30% 이상, 바람직하게는 적어도 약 30% 또는 35%이다. 예를 들어, 조성물 내의 가용성 식이 섬유의 함량은 조성물의 건조 상태 기준으로 약 30% 내지 약 50%, 바람직하게는 약 35% 내지 45% 또는 50%의 범위일 수 있다. 가용성 식이 섬유는 물에 용해성인 것을 의미한다.

가용성 식이 섬유는 예를 들어 이눌린, 프룩토올리고당류, 베타 글루칸 또는 폴리덱스트로오스일 수 있지만, 바람직하게는 전분으로부터, 예를 들어 옥수수, 밀, 쌀, 감자 또는 카사바 전분으로부터 유래하는 비소화성 가용성 식이 섬유이다. 따라서, 가용성 식이 섬유는 바람직하게 비소화성 덱스트린 및/또는 말토덱스트린이며, 이들은 바람직하게 전분으로부터 유래한 것이다. 더 바람직하게, 가용성 식이 섬유는 비소화성 덱스트린 및/또는 말토덱스트린을 본질적으로 포함하거나 이들로 본질적으로 이루어진다. 덱스트린 또는 말토덱스트린은 그 자체로 또는 그들의 수소화 형태로 사용될 수 있다. 비소화성 덱스트린은 산성 매질 내에서의 전분의 건식 로스팅에 의해 얻어질 수 있는데, 보다 구체적으로는 피로덱스트린이라 불린다.

바람직하게, 가용성 식이 섬유는 비소화성 덱스트린, 말토덱스트린 또는 이들의 혼합물이다.

바람직한 실시 형태에서, 비소화성 덱스트린 및 말토덱스트린은 분지형 덱스트린 또는 말토덱스트린이다. "분지형 덱스트린" 또는 "분지형 말토덱스트린"이라는 표현은 본 발명의 목적을 위하여 표준 덱스트린보다 1→6 글루코시드 결합의 비가 더 높으며 또한 1→2 및 1→3 글루코시드 결합도 갖는 분지형 덱스트린을 의미하는 것으로 이해된다. 표준 덱스트린 또는 말토덱스트린에서, 1→6 글루코시드 결합의 비는 총 글루코시드 결합의 약 4% 내지 5%이다. 따라서, 바람직한 분지형 덱스트린은 1→6 글루코시드 결합의 비가 총 글루코시드 결합의 10% 내지 35%, 바람직하게는 총 글루코시드 결합의 25% 내지 30%이고, 선택적으로 1→2 또는 1→3 글루코시드 결합의 비가 총 글루코시드 결합의 5% 내지 15%인 것으로 나타난다. 특히, 이러한 비소화성 덱스트린은 특허 출원 EP 443,789호(이의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함됨)에 기재되어 있다. 특히, 이러한 비소화성 말토덱스트린은 특허 출원 EP 1,006,128호(이의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함됨)에 기재되어 있다. 예를 들어, 이러한 비소화성 말토덱스트린은 본 출원인에 의해 NUTRIOSE^®라는 명칭으로 시판되는 것일 수 있다.

글루코오스 시럽은 단당류, 이당류 및 올리고당류를 포함하거나 이들로 이루어진다. 특정 실시 형태에서, 조성물의 글루코오스 시럽은 옥수수 시럽일 수 있다. 옥수수 시럽은 DE가 35 초과, 바람직하게는 55 초과일 수 있다. 글루코오스 시럽은 이소말토올리고당류(IMO) 시럽, 예를 들어 구매가능한 IMO(500) 제품(Showa)일 수 있다. PCT 출원 WO 2004/068966호 및 유럽 특허 출원 EP 875,585호는 IMO 풍부 시럽의 제조 방법을 교시한다.

바람직한 실시 형태에서, 조성물의 글루코오스 시럽은 소화성 설탕의 함량이 낮다. 바람직하게, 조성물의 글루코오스 시럽은 단당류 및 소화성 선형 이당류(DP1 및 DP2)에 있어서 감소된 함량을 갖는데, 바람직하게는 시럽의 건조 함량의 약 10% 미만, 더 바람직하게는 약 5% 미만이다. 더 특정한 실시 형태에서, 조성물의 글루코오스 시럽은 단당류 및 이당류(DP1 및 DP2)(이소말토오스를 포함함)에 있어서 감소된 함량을 갖는데, 바람직하게는 시럽의 건조 함량의 약 10% 미만, 더 바람직하게는 약 5% 미만이다. 그러한 이소말토올리고당류 시럽은 IMO(900) 제품(Showa)으로 구매가능하다. 추가적으로, 바람직한 실시 형태에서, 조성물은 단당류 및 소화성 선형 이당류(DP1 및 DP2)의 함량이 조성물의 건조 함량의 약 10% 미만, 바람직하게는 약 5% 미만이다. 추가적으로, 조성물은 단당류 및 이당류(DP1 및 DP2)(이소말토오스를 포함함)의 함량이 조성물의 건조 함량의 약 10% 미만, 바람직하게는 약 5% 미만일 수 있다.

바람직한 실시 형태에서, 소화성 설탕의 함량이 낮은 글루코오스 시럽은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 약 75% 이상의 이소말토올리고당류를 함유한다.

기존의 IMO는 보통 액화된 전분 또는 말토오스로부터 출발하여 베타 아밀라아제 및 트랜스글루코시다아제를 사용하고, 막 또는 크로마토그래피 분리에 의한 단당류의 제거를 통해 IMO를 농축시켜 원하는 IMO 수준을 달성함으로써 제조된다. 따라서, 이소말토오스는 IMO의 주요 성분 중 하나이기 때문에, 그들은 고농도(20% 초과)로 기존의 IMO 제품 내에 존재한다. 추가적으로, 말토오스를 이소말토오스로부터 분리하는 것은 거의 불가능하기 때문에, 기존의 IMO 제품은 단당류와 이당류 사이의 분리로부터 생성되었으며, 이로 인해 고농도의 이당류, 예를 들어 말토오스가 IMO 제품 내에 있게 되었다. 예를 들어, 기본적인 IMO 500은 고농도의 덱스트로오스(25% 초과), 말토오스(20% 초과) 및 이소말토오스(15% 초과)를 갖는다. 추가적으로, 기존의 IMO는 식품 응용에서의 섬유 요구를 받아들이기에 충분히 높은 섬유 함량을 갖지 않는다.

본 발명은 IMO 제품으로부터 이소말토오스를 제거하여 그 결과 매우 낮은 설탕의 IMO를 생성하고, 이당류 및 단당류를 제거하는 특정 막 및 공정 조건을 선택함으로써 삼당류로부터 이당류를 성공적으로 분리하여 그 결과 무설탕 식품, 음료, 및 제약 응용에 사용될 수 있는 무설탕 또는 감소된 설탕의 IMO를 생성함으로써 기존의 방법 및 제품의 문제를 극복한다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 감소된 설탕 또는 무설탕의 IMO의 제조 방법은 높은 이소말토트리오스 함량을 갖는 시럽을 달성하는 단계에 이어, 나노여과막을 사용하여 단당류 및 이당류(이소말토오스를 포함함)로부터 DP3 및 더 큰 DP의 올리고당류를 분리하는 단계의 2 단계 반응 공정을 포함한다. 바람직하게, 제1 반응 공정은 2개의 효소, 바람직하게는 베타-아밀라아제 및 탈분지화(de-branching) 효소, 더 바람직하게는 풀룰라나아제, 이소아밀라아제, 또는 이들 둘의 조합을 낮은 DE 및 낮은 DS(건조 물질)의 액화된 전분과 반응시켜 말토오스 고함량 시럽을 달성하는 단계를 포함한다. 전분의 액화는 바람직하게 산 또는 효소, 더 바람직하게는 알파 아밀라아제를 사용한다. 액화된 전분에는 2 내지 16의 DE, 더 바람직하게는 약 4 내지 12의 DE, 및 약 25%의 DS의 목표 범위가 포함된다. 반응 조건은 바람직하게 적어도 52℃, 더 바람직하게는 약 60℃ 내지 약 70℃ 미만의 온도, 적어도 4.5, 더 바람직하게는 약 5.0 내지 약 5.5 미만의 pH, 및 적어도 80%의 말토오스 함량을 갖는 시럽을 달성하기에 적합한 반응 시간, 바람직하게는 적어도 25시간, 더 바람직하게는 약 30시간 내지 약 40시간 미만의 반응 시간을 포함한다. 제2 반응 공정은 바람직하게 트랜스글루코시다아제 효소를 적어도 80%의 말토오스를 함유하는 말토오스 고함량 시럽과 적어도 55℃, 더 바람직하게는 약 60℃ 내지 약 70℃ 미만의 온도, 적어도 4.5, 더 바람직하게는 약 5.0 내지 약 5.5 미만의 pH, 및 적어도 5%, 바람직하게는 약 10%의 파노오스 함량, 및 적어도 5%, 바람직하게는 적어도 약 10% 또는 20% 이상의 이소말토트리오스 함량을 갖는 시럽을 달성하기에 적합한 반응 시간에서 반응시키는 단계를 포함한다. 제2 반응 단계의 결과로 생성된 시럽은 나노여과를 사용하여 분리하여 건조 상태 기준으로 적어도 5%, 바람직하게는 약 10%, 25%, 40% 이상의 파노오스 함량, 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 적어도 10%, 바람직하게는 약 15% 또는 25% 이상의 이소말토트리오스 함량, 약 10% 미만, 바람직하게는 약 5% 미만의 DP1 및 DP2 함량을 함유하는 시럽을 달성한다. 바람직하게 나노여과막은 약 500psi 미만, 더 바람직하게는 약 300psi 내지 약 400psi의 목표 압력, 및 약 55℃ 미만, 더 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 50℃의 목표 온도에서 목표 분자량 컷오프가 약 800달톤인 DL 또는 GH 막이다.

바람직한 실시 형태에서, 상기에 기재된 방법은 Lab 9244의 제조를 가능하게 한다.

제조된 IMO는 전분 가수분해물의 상이한 공급원을 사용함으로써 섬유 함량을 가질 수 있다. 본 발명자들의 실험은 기재된 단계에 따라 수행되었으며, 얻어진 생성물은 놀랍게도 다음의 분석적 특성, 즉 1% 미만의 덱스트로오스, 1% 말토오스, 7% 이소말토오스, 90% 초과의 DP3 및 더 높은 DP를 보여주는데, 특히 이들 중에서 제품 Lab 9244에 대해서는 약 25%의 이소말토트리오스, 및 약 20%의 섬유를 보여준다.

덱스트로오스 및 말토오스는 우수한 소화 내성에 기여하고, 비소화성 탄수화물, 예를 들어 섬유는 배변을 일으키는 것으로 잘 알려져 있다. 놀랍게도, 거의 모든 덱스트로오스, 말토오스 및 이소말토오스가 제거된 IMO 제품, 예를 들어 Lab 9244는 사내 패널 평가에 기초하여 일일 100g 초과의 내성을 여전히 갖는 것으로 확인되었다. 더 놀랍게도, 이 제품은 분무 건조되었거나 경질 캔디 시스템으로 사용되었는데, 그것은 기존의 IMO 제품 및 분자량이 유사한 제품보다 훨씬 더 높은 매우 높은 유리 전이 온도를 갖는다.

추가적으로, 상기의 제품이 시험관내 소화 방법(기준)으로 시험되었을 때, 본 발명의 IMO 제품의 가수분해(소화)가, 심지어는 낮은 섬유 함량을 갖는 그들 제품에 대해서조차도 4시간 후 매우 낮은 것으로 확인되었다는 것은 놀라운 일이었다. 이는 본 발명의 IMO 제품이 서서히 소화되고 확대 에너지 특성을 갖는다는 것을 나타내었다. 느린 소화는 사람의 건강에 있어서 혈당 급상승으로 인한 비만의 위험을 감소시키는 데, 포만감으로 인해 체중을 조절하는 데, 그리고 정장 작용(intestinal regulation)을 개선하는 데 좋다.

바람직하게, 감소된 설탕의 글루코오스 시럽, 특히 감소된 설탕의 이소말토올리고당류 시럽은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 약 80% 이상의 DP3 내지 DP8 당류를 함유한다. 바람직하게, 상기 감소된 설탕의 이소말토올리고당류 시럽은 이소말토트리오스, 이소말토테트라오스, 이소말토펜타오스, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 탄수화물 조성물은 상기 조성물의 건조 상태 기준으로 약 50% 이상의 DP3 내지 DP8 당류, 바람직하게는 상기 조성물의 건조 상태 기준으로 60% 또는 70% 초과의 DP3 내지 DP8 당류를 함유한다. 더 바람직하게, 감소된 설탕의 글루코오스 시럽, 특히 감소된 설탕의 이소말토올리고당류 시럽은 고함량의 이소말토트리오스 및 파노오스를 함유한다. 예를 들어, 상기 시럽의 이소말토트리오스 함량은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 약 20% 이상, 예를 들어 약 25%, 30%, 40% 또는 50%이다. 따라서, 본 발명의 탄수화물 조성물은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 약 20% 이상, 예를 들어 약 25%, 30%, 40% 또는 50%를 함유할 수 있다.

본 발명의 조성물은 또한 DE에 의해 특징지워질 수 있다. 바람직하게, DE는 약 15 이상, 및 40 미만이다.

본 발명의 탄수화물 조성물은 액체, 페이스트상 또는 건조 상태일 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 조성물은 실질적으로 건조 상태이다.

본 발명은 또한 본 발명의 탄수화물 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

제1 방법은 글루코오스 시럽과 가용성 식이 섬유을 건식 블렌딩하는 단계를 포함한다.

제2 방법은 글루코오스 시럽과 가용성 식이 섬유를 액체 블렌딩하는 단계를 포함한다. 얻어진 탄수화물 조성물은, 예를 들어 분무 건조를 통해 고체 또는 실질적으로 건조 상태의 생성물로 추가로 건조될 수 있다.

이들 제1 방법 및 제2 방법에서, 글루코오스 시럽 및 가용성 식이 섬유는 상기에 상술된 바와 같다. 특히, 각각의 성분의 비는 필요한 백분율을 갖는 최종 조성물을 얻도록 조정되어야 한다. 일반적으로, 섬유 함량은 조성물의 적어도 25%(중량 대 중량), 바람직하게는 30% 초과, 또는 심지어 그 이상을 나타낸다.

이들 두 성분은 가용성 식이 섬유의 필요한 함량을 갖기에 적합한 양으로 블렌딩된다. 바람직한 실시 형태에서, 섬유 및 글루코오스 이외에도, 특별한 결합 조성물이 또한 이 블렌드에 첨가될 수 있다.

제3 방법은

a) 알파 아밀라아제로 전분을, 바람직하게는 2 내지 16의 DE의 목표 범위로 액화하는 단계;

b) 췌장 효소에 의한 소화에 저항하는 적어도 하나의 탄수화물을 포함하는 가용성 식이 섬유를 첨가하는 단계;

c) 적어도 2개의 효소, 즉 베타 아밀라아제 및 풀룰라나아제, 및 선택적으로 하나 또는 몇 개의 다른 효소, 예를 들어 이소아밀라아제, 트랜스글루코시다아제, 글루코아밀라아제, 및 프룩토이소머라아제로 혼합물을 당화하는 단계;

e) 혼합물로부터 DP1 및 DP2 당류를 제거하는 단계;

를 포함하며,

여기서 단계 c) 및 단계 d)의 반응 조건은 바람직하게 적어도 55℃, 더 바람직하게는 약 60℃ 내지 약 70℃ 미만의 온도, 적어도 4.5, 더 바람직하게는 약 5.0 내지 약 5.5 미만의 pH, 및 적어도 5%, 바람직하게는 약 10%의 파노오스 함량 및 적어도 5%, 바람직하게는 적어도 약 10% 또는 20% 이상의 이소말토트리오스 함량을 갖는 시럽을 달성하기에 적합한 반응 시간을 포함한다.

바람직하게, 가용성 식이 섬유는 상기에 개시된 것이며, 특히 덱스트린 및/또는 말토덱스트린, 더 바람직하게는 분지형 덱스트린 및/또는 말토덱스트린이다. 단계 b) 및 단계 c)는 또한 동시에 일어날 수 있다.

DP1 및 DP2의 제거는 분리 크로마토그래피(separation chromatography), 막 여과, 또는 분리 크로마토그래피에 이은 막 여과를 통해 수행될 수 있다. 바람직하게, 분리 크로마토그래피 조건은 약 80℃ 미만의 온도 및 단당류 및 이당류(이소말토오스를 포함함)로부터 DP3 및 더 큰 DP의 올리고당류를 분리시키기 위한 칼슘, 칼륨 또는 나트륨의 수지 조성물을 포함한다. 더 바람직하게, 막 여과 조건은 약 500psi 미만, 더 바람직하게는 약 300psi 내지 약 400psi의 목표 압력, 및 약 55℃ 미만, 더 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 50℃의 목표 온도에서 목표 분자량 컷오프가 약 800달톤인 나노여과막, 바람직하게는 DL 또는 GH 막의 사용을 포함한다. 훨씬 더 바람직하게는, 분리 크로마토그래피 조건에 이어 본 명세서에 기재된 나노여과막 조건이 뒤따르게 한다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 탄수화물 조성물, 및 음료 성분, 식품 성분, 동물 사료 성분, 애완동물 사료 성분, 약효 식품 성분, 식이 보충제 성분 및 기능성 식품 성분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하는 제품에 관한 것이다.

본 발명은 추가로 본 발명에 따른 탄수화물 조성물을 음료 성분, 식품 성분, 동물 사료 성분, 애완동물 사료 성분, 약효 식품 성분, 식이 보충제 성분 및 기능성 식품 성분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분에 첨가하는 단계를 포함하는, 음료, 식품, 사료, 약효 식품, 식이 보충제 또는 기능성 식품의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 음료, 식품, 사료, 약효 식품, 식이 보충제 또는 기능성 식품의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 탄수화물 조성물의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 하기의 실시예를 통해 명백해질 것이다.

실시예

실시예 1: Lab 9244의 제조

출발 재료: 약 25% DS(건조 물질)에서 DE가 약 5인 액화된 전분

공정 단계 1: 베타 아밀라아제(Genencor로부터의 효소) 및 탈분지화 효소(Novozyme으로부터의 것), 60℃, pH 5.3, 약 30시간 후 80% 초과의 말토오스를 생성함

공정 단계 2: 0.2% 초과의 트랜스글루코시다아제 TGL-500(Genencor 효소), pH 5.1, 140F, 24시간

생성물: 37.8% 초과의 덱스트로오스, 8.3% 초과의 말토오스, 22.4% 초과의 이소말토오스, 9.3% 초과의 파노오스, 9.2‰의 이소말토트리오스, 12.9%의 기타

공정 단계 3: 단계 2로부터의 생성물을 400psi 및 50℃에서 General Electric Company(막에 대한 명칭 DL 또는 GH)로부터의 나노여과막에 공급하였다. 투과물(permeate)을 제거하고, 총 단당류 및 이당류가 10% 미만으로 될 때까지 추가의 분별(fractionation)을 위하여 잔류물(retentate)을 재순환하였다.

생성된 생성물은 감소된 설탕의 IMO이다: 0.8%의 DP1, 1.0%의 DP2, 7.0%의 이소말토오스, 2.9% 초과의 말토트리오스, 8.0% 초과의 파노오스, 23.07%의 이소말토트리오스, 57.2% 초과의 기타. 총 섬유는 약 20%이다.

실시예 2: Lab 9259의 제조

Lab 9259는 하기에 기재된 요점 2A 및 2B에 따라 2가지 상이한 방법으로 제조할 수 있다.

2A:

출발 재료: 50% 덱스트린(Stadex 90)을 함유하는 말토오스 고함량 시럽

공정 단계 1: 0.2% TG 효소(Genencor로부터의 것), pH 5.2 및 60℃에서 40 내지 70시간 동안

생성된 생성물: 39.02%의 DP1, 23.4%의 DP2, 11.6%의 DP3, 및 26%의 DP4+. AOAC 2001.03에 의한 섬유 함량은 17.1%이었다.

공정 단계 2: 단계 1로부터의 생성물을 400psi 및 50℃에서 나노막인 DL 또는 GH 막(GE로부터의 것)에 공급하였다. 투과물을 제거하고, 총 단당류 및 이당류가 10% 미만으로 될 때까지 추가의 분별을 위하여 잔류물을 재순환하였다.

생성된 생성물은 하기의 프로파일을 갖는 감소된 설탕의 고 섬유 IMO이다: 2% 미만의 DP1, 2% 미만의 DP2, 5.8%의 이소말토오스, 6.4%의 파노오스, 11.44%의 이소말토트리오스, 72.4%의 기타. 총 섬유는 35%이다.

2B:

단계 1: 70:30 비의 실시예 1 및 Nutriose 06으로부터의 블렌드 생성물.

단계 2: 생성된 블렌드를 양이온 및 음이온 IX에 의해 정제함

단계 3: 증발

생성된 생성물은 하기의 프로파일을 갖는 감소된 설탕의 고 섬유 IMO이다: 0.7%의 DP1, 0.8%의 DP2, 4.9% 이소말토오스, 5.6%의 파노오스, 16.1%의 이소말토트리오스, 66.6%의 기타. 총 섬유는 35%이다.

실시예 3: 인슐린 반응 및 혈당 반응

방법

대상자: 체질량 지수가 25.9 ± 3.3kg/m²인 30 ± 7세 연령의 12명의 건강한 대상자(9명의 남성 및 3명의 여성)를 연구하였다. 연구 집단의 인종은 7명의 백인, 1명의 동아시아인, 1명의 아프리카계 아메리카인, 1명의 라틴계 사람, 1명의 필리핀계 사람 및 1명의 수단계 아프리카인이었다. 이들 개개인에 대한 상세 사항은 표 1에 제시되어 있다.

프로토콜: 시험 당일, 대상자들은 10 내지 14시간의 야간 공복 후 아침에 왔다. 체중을 측정하고 공복 혈액 샘플을 손가락 단자(finger-prick)에 의해 얻은 후, 이어서 대상자는 10분 이내에 시험식을 소비하였으며, 시험식의 시작 후 15분, 30분, 45분, 60분, 90분 및 120분에 추가의 혈액 샘플을 얻었다.

혈액 샘플: 각각의 손가락 단자 샘플은 손가락 단자에 의해 얻어지고 2개의 별개의 바이알에 분리된 총 8방울 내지 10방울의 혈액으로 이루어진다. 2 내지 3 방울의 모세혈관 혈액은 항응혈제 및 방부제로서 소량의 불화나트륨 및 옥살산칼륨이 들어 있는 푸시 캡을 갖는 편평한 바닥의 5ml 플라스틱 튜브 내에 수집하였다. 이들 샘플을 모세혈관 혈당 수준을 분석하는 데 사용하였다. 나머지 6방울 내지 8방울의 모세혈관 혈액은 Microvette CB300(Sarsted) 바이알 내에 수집하였으며 인슐린 분석에 사용하였다.

시험식: 8개의 시험식을 소비하였는데; 모든 식사는 50g의 탄수화물을 함유하였으며 300ml의 물과 혼합하였다. 이들 시험식은 표 2에 개시되어 있다.

생화학적 분석: 글루코오스 분석을 위한 손가락 단자 샘플을 초기에는 냉장고 안에 넣어 두고, 2시간의 종료시에, 일주일 이내에 수행될 분석시까지 -20℃ 냉동고 안에 넣어 두었다. YSI 모델 2300 STAT 분석기(미국 오하이오주 옐로우 스프링스 소재)를 사용하여 글루코오스 분석을 행하였다. Microvette 튜브를 원심분리기로 회전시키고, 혈청을 라벨 부착된 폴리프로필렌 튜브로 옮기며 -20℃에서 저장한 후 인슐린 분석을 행하였다. 사람 인슐린 EIA 키트(Alpco Diagnostics)를 사용하여 인슐린 수준을 측정하였다.

통계학적 분석: 결과를 표로 만들었으며, 혈당 반응 및 인슐린 반응 곡선 아래의 증분 면적(AUC)(공복 아래의 면적은 무시함)을 계산한다. 다수의 비교에 맞게 조절하기 위하여 뉴먼-쿨스(Neuman-Kuels) 방법을 사용하여 반복 측정 ANOVA에 의해 일련의 모든 식품에 대한 결과를 비교하였다. 100으로 설정된 대조 및 임의로서의 2개의 글루코오스 시험식의 평균을 사용하여 상대 혈당 반응(RGR) 및 상대 인슐린 반응(RIR)을 계산하였다.

결과

그 결과가 표 3에 개시되어 있다.

이들 결과는 RIR/RGR 비에 의해 나타낸 바와 같이 RGR과 비교하여 RIR의 차별적인 감소를 유도하는 데에는 적어도 30% 비율의 섬유가 필요함을 명백히 입증한다. 추가적으로, 섬유가 단당류 및 이당류의 함량이 낮은 IMOS 조성물과 조합하여 사용될 때 RGR/RIR 비가 더 낮다는 것을 알 수 있다.

실시예 4: 식품 응용

바로 먹을 수 있는 아침식사용 시리얼

본 발명에 따른 탄수화물 조성물을 포함하는 바로 먹을 수 있는 아침식사용 시리얼의 코팅을 하기와 같이 제조할 수 있다. 상기 탄수화물 조성물은 일대일 기준으로 표준 제형 내의 설탕을 대체한다. 70% 내지 72% DS(건조 물질)의 상기 탄수화물 조성물을 120℃ 내지 122℃로 가열한다. 이어서, 그 후의 슬러리를 추가된 슬러리가 약 10%인 최종 생성물을 제조하기에 충분한 양으로 베이스 플레이크 상에 분무한다. 이어서, 플레이크를 45분 내지 60분 동안 40℃에서 건조시켰다. 표준 제형과 비교하여, 상기 탄수화물 조성물을 포함하는 최종 생성물은 1회 제공량당 감소된 양의 설탕, 감소된 양의 이중물(doubles) 및 삼중물(triples)(즉, 코팅 공정 후 함께 달라 붙는 2개 및 3개의 곡물 플레이크/퍼프(puff))을 함유하고, 사내 감각 평가로부터 기분 좋은 입안 느낌을 확인하였다.

음료

본 발명에 따른 탄수화물 조성물을 포함하는, 벨리 워시(belly wash), 이소토닉 음료, 및 10% 주스 드링크와 같은 업계에 일반적으로 알려진 음료를 하기와 같이 제조할 수 있다. 상기 탄수화물 조성물을 향미부여 시스템(flavoring system) 및 고강도 감미제(예를 들어, 아스파르탐 및 아세설팜칼륨)와 블렌딩하여 표준 제형보다 적어도 15% 더 적은 설탕을 함유하는 이들 음료의 감소된 설탕 버전을 제조한다. 상기 음료는 성분들을 정제수와 혼합하고, 이 용액을 185℉ 이상의 온도로 가열하며, 10분 동안 유지하고, 이어서 음료에 적합한 용기 내에 생성물을 채움으로써 제조한다. 표준 제형과 비교하여, 상기 탄수화물 조성물을 포함하는 최종 생성물은 식이 섬유를 1회 제공량당 약 2.5g 이상의 수준으로 함유하고, 최대 약 90%를 초과하여 감소된 설탕 수준을 함유하며, 그러면서도 사내 감각 평가에 기초하여 허용가능한 향미 프로파일을 유지한다.

영양바(nutrition bar)

본 발명에 따른 탄수화물 조성물을 포함하는 영양바를 하기와 같이 제조할 수 있다. 상기 탄수화물 조성물은 일대일 기준으로 전통적인 영양바의 표준 제형 내의 프룩토오스 고함량 옥수수 시럽을 대체한다. 상기 탄수화물 조성물을 함유하는 영양바 조성물의 한 예는 하기와 같을 수 있다:

영양바를 제조하기 위한 한 가지 방법은 하기의 단계를 사용하여 1kg의 배치(batch)로 하는 것이다: 저속으로 약 2분 동안 호바트(Hobart) 혼합기 내에서 땅콩 버터를 포함한 상기에 열거된 제형 내의 습윤 성분들 전부를 혼합한다. 이와 별도로 건조 성분들 전부를 혼합한다. 습윤 성분들이 들어 있는 호바트 혼합기에 건조 성분들을 첨가하고, 저속으로 약 5분 동안 혼합한다. 혼합된 도우(dough)를 베이킹 디쉬 내로 옮기고 가압하여 약 1/3"의 균일한 깊이가 되게 한다. 알루미늄 포일로 베이킹 디쉬를 덮고 10분 동안 310℉에서 베이킹한다. 10분 후, 오븐에서 베이킹된 생성물을 꺼내고 그 생성물을 실온으로 냉각시킨다. 냉각 후, 생성물을 원하는 크기의 직사각형 조각으로 자르고 실온에서 저장한다.

표준 제형과 비교하여, 상기 탄수화물 조성물을 포함하는 최종 생성물은 식이 섬유 함량을 1회 제공량당 약 2.5g 이상 증가시키며, 적어도 15% 더 적은 설탕을 함유하고, 그러면서도 사내 감각 평가에 기초하여 허용가능한 향미 프로파일을 유지한다. 상기 탄수화물 조성물을 포함하는 최종 생성물은 실온에서 Ziploc 백에 1개월간 저장 후 표준 제형을 포함하는 영양바보다 더 부드러운 조직감을 유지한다.

Claims

가용성 식이 섬유 및 글루코오스 시럽을 포함하는 탄수화물 조성물로서, 상기 가용성 식이 섬유는 췌장 효소에 의한 소화에 저항하는 적어도 하나의 탄수화물을 포함하고, 상기 글루코오스 시럽은 단당류, 이당류 및 올리고당류를 포함하거나 이들로 이루어지며, 조성물 내 가용성 식이 섬유는 RIR(Relative Insulinemic Response; 상대 인슐린 반응)/RGR (Relative Glycemic Response; 상대 혈당 반응) 비를 0.90 미만으로 얻기 위한 양으로 존재하고,
상기 가용성 식이 섬유의 함량은 AOAC 2001.03에 의해 결정될 때 상기 조성물의 건조 상태 기준(dry basis)으로 30% 이상이며, 상기 조성물 내의 소화성 단당류 및 이당류(DP1 및 DP2)의 함량은 상기 조성물의 건조 상태 기준으로 10% 이하인 탄수화물 조성물.
제1항에 있어서, 상기 가용성 식이 섬유의 함량은 AOAC 2001.03에 의해 결정될 때 상기 조성물의 건조 상태 기준으로 오차범위 10% 이내로 하여 30% 내지 50%인 탄수화물 조성물.
제2항에 있어서, 상기 가용성 식이 섬유는 덱스트린, 말토덱스트린, 또는 둘 모두인 탄수화물 조성물.
제1항에 있어서, 상기 글루코오스 시럽 내의 소화성 단당류 및 이당류(DP1 및 DP2)의 함량은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 10% 이하인 탄수화물 조성물.
제1항에 있어서, 상기 글루코오스 시럽은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 오차범위 10% 이내로 하여 75% 이상의 이소말토올리고당류를 함유하는 것인 탄수화물 조성물.
제1항에 있어서, 상기 글루코오스 시럽은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 오차범위 10% 이내로 하여 80% 이상의 DP3 내지 DP8 당류를 함유하고, 여기서 상기 "DP"는 당류 단위의 개수를 의미하는 것인 탄수화물 조성물.
제6항에 있어서, 상기 시럽의 이소말토트리오스 함량은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 오차범위 10% 이내로 하여 5% 이상인 탄수화물 조성물.
제6항에 있어서, 상기 시럽의 파노오스 함량은 상기 시럽의 건조 상태 기준으로 오차범위 10% 이내로 하여 5% 이상인 탄수화물 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물의 DE(덱스트로오스 당량)는 오차범위 10% 이내로 하여 15 이상 및 40 미만인 탄수화물 조성물.
제1항에 있어서, 조성물은 실질적으로 건조 상태인 탄수화물 조성물.
a) 알파 아밀라아제 또는 산으로 전분을 액화하는 단계;
b) 췌장 효소에 의한 소화에 저항하는 적어도 하나의 탄수화물을 포함하는 가용성 식이 섬유를 첨가하는 단계;
c) 베타 아밀라아제 및 풀룰라나아제를 포함하는 적어도 2개의 효소로 혼합물을 당화하는 단계;
d) 선택적으로, DP2 당류의 함량이 혼합물의 건조 상태 기준으로 60% 초과이면, 혼합물에 트랜스글루코시다아제를 첨가하는 단계; 및
e) 혼합물로부터 DP1 및 DP2 당류를 제거하는 단계
를 포함하는, 제1항에 따른 조성물의 제조 방법.
글루코오스 시럽과 가용성 식이 섬유의 액체 블렌딩 단계를 포함하는, 제1항에 따른 조성물의 제조 방법.
글루코오스 시럽과 가용성 식이 섬유의 건식 블렌딩 단계를 포함하는, 제1항에 따른 조성물의 제조 방법.
제1항에 따른 조성물, 및 음료 성분, 식품 성분, 동물 사료 성분, 애완동물 사료 성분, 약효 식품(nutraceutical) 성분, 식이 보충제 성분 및 기능성 식품 성분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하는 제품.
제1항에 따른 조성물을 음료 성분, 식품 성분, 동물 사료 성분, 애완동물 사료 성분, 약효 식품 성분, 식이 보충제 성분 및 기능성 식품 성분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분에 첨가하는 단계를 포함하는, 음료, 식품, 사료, 약효 식품, 식이 보충제 또는 기능성 식품의 제조 방법.