KR20030088053A - 섬유질을 포함하는 장내 영양공급용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 주제는 15 내지 35%의 l→6 글루코시드 연결, 20% 미만의 환원당 함량, 5 미만의 다분자성 지수, 및 최대 4500g/mol과 동등한 수평균 분자량 Mn을 갖는 분지된 말토덱스트린 0.5 내지 20 건조 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 건조 중량%, 및 더욱 더 바람직하게는 1 내지 5 건조 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물이다.

Description

섬유질을 포함하는 장내 영양공급용 조성물 {COMPOSTITION FOR ENTERAL NUTRITION COMPRISING FIBRES}
더 정확하게는, 본 발명의 목적은 분지된 말토덱스트린을 포함하는 장내 영양공급용 조성물이다.
본 발명은 섬유질을 포함하는 장내 영양공급용 조성물에 관한 것이다.
인공 영양공급은 아이에서와 마찬가지로 어른에서 장 결손을 보완하고, 염증성 장을 진정시키고, 중한 상태 때문에 또는 성가신 치료 때문에 먹을 수 없거나 먹지 않으려는 환자의 심각한 영양부족을 바로잡을 수 있게 한다. 지속시간은 며칠에서 4주, 몇 달 또는 몇 년 동안까지 확장될 수 있다. 경우에 따라서, 인공 영양공급은 소화 경로에(장내 영양공급) 의해서 또는 정맥 경로(비경구적 영양 공급)를 통해 수행될 수 있다. 항상 병원 장치로 의약, 수술 및 집중적 치료로 도입된 인공 영양공급이 지금은 매우 장기간의 치료가 요구되는 경우 집에서도 계속될 수 있다. 장내 또는 비경구적 인공 영양공급의 기본 원리는 환자가 보통의 경구 경로에 의해서 더이상 섭취할 수 없는, 살아가는데 필요한 모든 영양소, 즉 당, 지방, 단백질, 무기질, 미량 원소, 비타민을 공급하는 것이다.
장내 영양공급은 가장 간단하고, 가장 생리학적인 영양 보조 경로이다. 전달 위치는 비강 경로에 의해 도입된 튜브의 도움으로 일반적으로 위 내이다. 효과적이고 잘 견딜 수 있는 장내 영양공급은 두 가지의 기본적인 기술 원리, 음식 점적주입의 즉 저속 (1 내지 3 ml/min) 및 연속성 (1일 당 12 h 내지 24 h )과 관계가 있다.
흡수 기능을 손상시키는 광범위한 장 장애의 경우, 사용되는 음식물은 예비 분해된다(predigested) (아미노산, 단당류).
소장이 여전히 기능할 때에는, 덜 분해한 또는 전혀 분해하지 않는 영양물로 구성된 반기본적 식이요법(semi-basic diet)을 사용한다. 무기질, 미량 원소 및 비타민을 체계적으로 매일 첨가한다. 엄격한 청결 상태에서, 또는 공업적 제조의 경우 무균상태에서 영양제를 제조하고, 혼합하고 보관한다.
입원 환자 및 특히 항생물질을 투여받거나 장 장애를 겪고 있어 변비 또는 설사를 일으켜 장경유 경로를 통하여 보조 영양공급를 받고 있는 환자는 적합한 섬유질의 공급이 필요하다.
섬유질은 인체 건강에 유익한 효과를 주는 것으로 인정되고, 매일 음식 공급의 일부분을 형성해야 한다. 섬유질은 일반적으로 가용성 섬유질 및 불용성 섬유질의 두개의 카테고리로 분류된다. 가용성 섬유질, 예를 들면 펙틴, 이눌린, 저항 전분(resistant starch)은 장내 균상에 의해 발효된다. 이 발효는 결장에서 단쇄 지방산을 방출하는데, 이것은 그 pH를 낮추고 따라서 그 결과 병원성 박테리아의 발육을 제한하는 효과를 갖는다..
불용성 섬유질, 예를 들면 셀룰로스, 옥수수 또는 대두 섬유질은 본질적으로 위장내에서 기계적 역할을 갖는다. 이는 장내 균상에 의해 단지 매우 조금 발효되고 장 수송 기간을 단축하는데 기여한다.
섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물은 이상적으로는:
- 통상적으로 소비되는 섬유질과 유사해야 하고;
- 유익한 휘발성 지방산 생성을 일으켜야 하고;
- 환자의 헛배부름을 야기시키지 않아야 하고;
- 장 운동성을 개선해야 하고;
- 잔류물을 갖지 않아야 하고;
- 가용성이어야 하고;
- 점적주입을 용이하도록 적합한 점도를 가져야 하며;
- 보관 및 살균 동안 안정해야 하고;
- 점진적으로 흡수되어야 하고;
- 무기질 흡수를 촉진시켜야 한다.
섬유질을 포함하는 장내 영양공급용 여러 조성물이 제안되어 왔다. 펙틴 섬유질이 제안되어 왔으나, 지나치게 높은 점도, 및 무기질 흡수가 개선되지 않는 점과 같은 단점을 갖는다.
특허 EP-B1 0,756,828은 가용성 섬유질, 불용성 섬유질 및 저항 전분의 혼합물을 함유하는 섬유질이 풍부한 조성물을 기술하였다. 이 조성물은 많은 양의 가용성 섬유질을 함유하고 튜브로 점적주입하기에 적합하지 않는 높은 점도를 갖는다. 이 조성물은 안정성에서도 또한 문제를 갖는다.
명세서 EP-A1 1,010,374에서 가용 및 비가용 완두 섬유질, 이눌린 및 프럭토올리고당류를 포함하는 장내 영양공급용 섬유질 혼합물을 기술하였다. 이 조성물은 또한 특히 약간 가용성인 완두 섬유질 및 이눌린의 존재 때문에 너무 점성이고, 프럭토올리고당류는 살균 동안에 안정하지 못하다. 이 불안정성으로 인해 점진적인 가수분해가 일어나 글루코스 및 프럭토스의 방출 및 색상을 발생시키는데, 이 모두가 바람직하지 않다. 이 섬유질 혼합물은 단지 부분적으로 무기질 흡수를 촉진하고, 점진적으로 흡수되지 않는다. 또한, 완두 섬유질 및 이눌린은 환자의 헛배부름 문제를 발생한다. 프럭토올리고당류에 관해서는, 이 분자는 신체에 잘 받아들여지지 않아 설사의 발병으로 나타난다.
따라서 본 발명의 목적은 선행 기술의 단점을 고치는 것이다. 발명자는 수많은 연구 조사를 통하여 상기 모든 기준, 즉 점도, 용해도, 보관 및 살균 동안에 퇴화가 일어나지 않고, 점진적으로 흡수가 되고, 헛배부름이 발생하지 않고, 무기질, 특히 칼슘 및 마그네슘 흡수가 상당히 개선되는 것이 명백해지는 만족스런 안정성을 충족하는 신규의 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물을 고안 및 제조함으로써, 상기 분지된 말토덱스트린을 장내 영양공급용 조성물로 혼입하면 현재까지 상충되는 것으로 여겨졌던 이들 모든 목적을 만족시키는 것이 가능하다는 것을 실로 발견하였다.
따라서 본 발명의 주제는 15 내지 35%의 1→6 글루코시드 연결, 20% 미만의 환원당 함량, 5 미만의 다분자성 지수, 및 최대 4500 g/mol과 동등한 수평균 분자량 Mn을 갖는 분지된 말토덱스트린을 포함하는 것을 특징으로 하는 장내 영양공급용 섬유질이 풍부한 조성물이다.
본 발명의 목적상, 표현 "분지된 말토덱스트린"은 출원인이 소유자인 특허 출원 EP 1,006,128에서 기술된 말토덱스트린을 의미하는 것으로 이해된다. 이들 분지된 말토덱스트린은 소장 내의 흡수를 막음으로써 열량을 감소시키는 결과를 갖는 소화불능성 성질을 갖는다. 따라서 이들은 대사 및 장 균형에 이로운 소화불능 섬유질원으로 대표된다. 지침으로서, 이들 불용성 섬유질 수준은 일반적으로 건조 물질 기준으로 50%보다 크다. 이들 고함량의 1→6 글루코시드 연결은 매우 특별한 전구물(prebiotic) 성질을 수여한다: 실로 인간 및 동물의 맹장 및 결장의 박테리아, 예를 들면 부티로제닉, 락틱 또는 프로피오닉 박테리아가 매우 분지된 화합물을 대사하는 것으로 여겨져 왔다. 또한, 이들 분지된 말토덱스트린은 비피도제닉 박테리아의 발육을 촉진시켜 바람직하지 않는 박테리아를 손상시킨다. 이는 소비자의 건강에 이로운 결과를 낳는다. 결국, 상기 말토덱스트린의 분지된 특성은 퇴화를 하려는 경향을 상당히 그리고 유리하게 감소시키고, 특히 수용액에서 장시간 보관 동안에 퇴화가 일어나지 않는 것이 필요한 분야에서의 이들의 용도를 구상할 수 있게 한다.
특허 출원 EP 1,006,128에서 기술되어 있는 모든 분지된 말토덱스트린 조성물이 본 발명의 장내 영양공급용 조성물의 제조에 적합하다.
바람직한 변형으로서, 이들은 2 내지 5%의 환원당 함량 및 2000 내지 3000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는다.
다른 유리한 변형으로서, 이들 분지된 말토덱스트린의 모두 또는 일부는 수소화되고, 따라서 이들은 유리하게 살균 동안에 훨씬 더 안정된다.
본 발명에 따른 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물은 섬유질 공급 및 충분한 에너지 공급 상태를 만들어 내기 위하여 0.5 내지 20 건조 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 건조 중량%, 및 보다 더 바람직하게는 1 내지 5 건조 중량%의 분지된 말토덱스트린을 포함한다. 분지된 말토덱스트린은 AOAC No. 985-29 방법(1986)에 따라 측정했을 때 건조 기준으로 50% 보다 많은 불용성 섬유질 양을 갖는다. 본 발명의 장내 영양공급용 조성물 내에 말토덱스트린이 0.5 중량% 미만일 때, 섬유질 공급은 검출가능한 효과를 갖기에 불충분하다.
칼슘 및 마그네슘의 흡수에서 분명한 개선이 특히 동물에서 보여지고, 다르게 예시될 바와 같이 환자의 칼슘 및 마그네슘 상태를 개선할 장내 영양공급용 조성물의 제조를 구상하는 것을 가능하게 하는 두드러진 결과를 초래한다. 무기질 원소 흡수에 미치는 부정적 영향이 알려져 있는 섬유질이 풍부한 화합물의 경우 이것은 예기치 못한 놀라운 것이다.
본 발명의 분지된 말토덱스트린이 높은 투여량에서도 삼투성 설사를 일으키지 않는다는 것을 또한 발견하였다. 삼투성 설사 현상은 저분자량 발효가능 탄수화물, 예를 들면 락툴로스 또는 프럭토올리고당류의 흡수 동안에 관찰된다. 이 현상은 배설물 성분의 삼투성을 증가시키는 반응으로 대변의 수분 함량의 증가를 유발하고, 이 수분 함량의 증가는 설사의 출현시까지 연장될 수 있다. 예상치 못하게 놀랍게도, 본 발명의 분지된 말토덱스트린은 발효가능하지만 이 현상을 일으키지 않는다.
본 발명의 장내 영양공급용 조성물은 또한 단백질, 지방 및 탄수화물원을 포함한다. 바람직하게는, 단백질은 조성물 에너지 공급의 약 10 내지 20%를 나타낸다. 이들은, 예를 들면 동물 단백질, 예를 들면 우유 단백질, 대두 단백질, 또는 다른 방법으로는 곡물 기원 단백질에 의해 공급된다. 이들은 유리 아미노산원을 제공하기 위해서 그대로 또는 가수분해된 형태로 제공될 수 있다.
지방은 일불포화, 다불포화 및 포화 지방산의 형태로 바람직하게는 조성물의 에너지 공급의 30 내지 50%를 구성한다. 예를 들면 올리브, 옥수수, 해바라기, 밀 및 포도씨 오일과 같이 임의의 오일이 실로 적합하다.
상기 분지된 말토덱스트린 이외의 탄수화물은 바람직하게는 에너지 공급의 35 내지 55%를 나타낸다. 이들은 표준 또는 변형 전분, 고 아밀로스 전분, 변형 또는 다른 표준 말토덱스트린, 단순 당에 의해 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 분지된 말토덱스트린은 물론 에너지 공급 및 섬유질 공급을 모두 이룰 수 있다.
본 발명의 장내 영양공급용 조성물은 또한 완전 비타민 및 무기질을 공급하여 보충될 수 있다. 향미제, 감미제 및 기타 첨가제도 또한 첨가될 수 있다.
본 발명의 바람직한 변형물은 아니지만, 상기 분지된 말토덱스트린은 소화불능 덱스트린 예를 들면 특히 마츠타니(MATSUTANI)사에 의해 시판되는 피버졸(FIBERSOL)(등록상표)로 완전히 또는 부분적으로 대체될 수 있다. 하지만, 피버졸은 불용성 섬유질이 적기 때문에, 상기 분지된 말토덱스트린과 혼합되는 것이 유리하다.
따라서, 본 발명의 장내 영양공급용 조성물은 소화불능 덱스트린과 혼합된 분지된 말토덱스트린을 포함할 수 있다.
상기 조성물이 바로 사용할 수 있는 형태, 즉 위관으로써 점적주입될 수 있는 형태, 다른 방법으로는 음료의 형태, 예를 들면 과일 쥬스, 스프 또는 우유 쉐이크, 또는 다른 방법으로는 환자가 직접 먹어버리거나 튜브로 투여될 수 있는 디저트 크림 또는 요거트 형태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 조성물이 액체 중에서 재구성되어야 하는 분말의 형태로 제공될 수 있다.
본 발명의 분지된 말토덱스트린은 산성 매질에서 안정성 및 약산성 내지 산성 pH에서 장내 영양공급용 조성물, 예를 들면 음료, 스프 또는 과일 쥬스를 제조하는 것이 바람직할 경우에 매우 이로운 열 처리에 대한 안정성을 나타낸다. 이 안정성은 프럭토올리고당류의 경우에는 관찰되지 않았다. 게다가, 살균하고자 의도한 조성물을 제조할 때, 열처리 동안에 당의 카라멜화를 막기 위해 이들 조성물이 약산성인 것이 종종 바람직하다. 따라서, 산성 매질 중에서의 및(또는) 열에 대한 분지된 말토덱스트린의 안정성이 매우 유리하고 적합하다.
장내 영양공급용 조성물은, 고체 또는 액체에 관계없이, 바람직하게는 당업자에게 공지된 임의의 기술로 살균되고 필요하다면 박스, 파우치, 또는 멸균 병에 포장될 수 있다.
액체 또는 고체 장내 영양공급용 조성물의 제조 자체는 예를 들면, 단순히 다양한 분말 성분을 혼합하거나 상기 성분 모두를 포함하는 용액을 스프레이 건조하는 것을 포함하는 임의의 통상적인 기술에 의해 수행될 수 있다. 액체 형태가 관여된 경우, 상기 조성물은 튜브를 사용하여 또는 단순한 중력으로, 또는 펌핑에 의해 용이하게 투여가능할 수 있어야 한다. 다음에 예를 들면 실온에서 40 mPa.s 미만의 감소된 점도를 가져야 한다.
상기 장내 영양공급용 조성물은 동물에서 사용될 수 있다.
예시적이며 비제한적인 다음의 실시예 및 관련된 도면을 살펴 보면 본 발명을 더 분명하게 이해할 것이다.
실시예 1 : 무기질 흡수의 증명
래트 군을 본 발명에 따른 분지된 말토덱스트린 5 내지 10 건조 중량% 함유한 표준 음식의 혼합물로 먹이를 주었다. 대조군에게 표준 음식을 주었다.
1군은 표준 음식을 주었다. 2군은 분지된 말토덱스트린 5%를 혼합한 음식을 주고, 3군은 분지된 말토덱스트린 10%를 혼합한 음식을 주었다. 이 실험을 14일 동안 수행하고, 마지막 날에 배설물 내의, 동물에게 나누어준 음식과 음료수 내의 칼슘 및 마그네슘을 분석함으로써 칼슘 및 마그네슘의 계산을 수행하였다.
다음 결과를 얻었다:
칼슘 마그네슘
장 흡수*(%) 1군과 비교한변화량 (%) 장 흡수 1군과 비교한변화량 (%)
GROUP 1 21.52 - 32.74 -
GROUP 2 29.62 +37.6 39.34 +20.2
GROUP 3 38.49 +78.9 47.8 +46.0
*장 흡수는 고려된 무기질의 음식 내 및 음료 내의 양에서 동일 무기질의 배설물 내의 양을 차감하여 계산해서 퍼센트로 나타낸다.
이들 결과는 래트의 음식 내에 공급한 분지된 말토덱스트린의 소화관에서 무기질의 흡수에 미치는 전적으로 긍정적인 영향을 명백하게 증명한다. 무기질 원소의 흡수에 대한 불리한 효과가 알려진 고섬유질 화합물에 대해서 이는 매우 놀라운 것이다.
실시예 2: 본 발명의 장내 영양공급용 조성물의 제조
증류수에서 하기 조성의 분지된 말토덱스트린을 혼합함으로써 장내 영양공급용 조성물을 제조한다:
환원당 2.3
Mn (g/mol) 2480
Mw (g/mol) 5160
1,2 연결 (%) 10
1,3 연결 (%) 12
1,4 연결 (%) 49
1,6 연결 (%) 29
이 용액에 옥수수, 평지씨 및 콩 오일의 혼합물, 우유 단백질 및 콩 단백질혼합물, 표준 말토덱스트린, 및 비타민 및 무기질을 첨가하였다.
얻은 조성물은 아래에 기술하였다(중량 %로) :
- 단백질 : 4%
- 탄수화물 : 11%
- 지방 : 4%
- 분지된 말토덱스트린 : 3%
- 불용성 섬유질 : 1.5%
얻은 조성물을 6달 동안 보관하고, 그 후 보관 동안의 안정성을 산정하였다: 조성물은 균질하고 결정이나 침전이 없었고, 이는 퇴화하지 않고 따라서 보관시 좋은 안정성을 나타냈다. 이는 본 발명의 조성물에 대하여 6 달보다 긴 유효기간을예견할 수 있게 한다.
실시예 3: 용액 내 안정성 연구
음료 내에서 분지된 말토덱스트린의 안정성을 사정하기 위하여, 상이한 pH 값에서 프럭토올리고당류(베긴-세이(BEGHIN-SAY)에 의해 시판되는 액티라이트(ACTILIGHT) 950P 또는 오라프티(ORAFTI)에 의해 시판되는 라프틸로스(RAFTILOSE) P35), 또는 본 발명의 분지된 말토덱스트린 중 하나를 함유하는 용액을 제조하였다.
보관 동안의 이 용액 내의 올리고당류의 분자량의 변화량을 입체 배제법(steric exclusion) 이어서 시차 굴절 검출법(differential refractometric detection)에 의해 측정하였다.
결과를 도 1에 도시하였다.
분지된 말토덱스트린의 경우, 매우 작은 용액의 산성화 효과가 관찰되었다. 따라서 강산성의 pH 값 (3 미만)에서 약간의 가수분해가 있었고, 이는 낮은 값쪽으로 분자량이 변화하는 것을 야기한다. 2주 보관 후의 것은 산성화 직후에 관찰된 것보다 차이가 크지 않았다. 1달 보관 후에, 매우 낮은 pH 값 (2.7 미만)에서 얻은 값만이 2주의 숙성한 것에 비하여 감소하였다. 수평균 분자량은 pH 2의 용액에서 2800 돌턴에서 2400 돌턴으로 변화하였다.
프럭토올리고당류의 경우, pH 2에서 2주의 보관 후에, 분자량은 처음값의 30%로 감소하였다. 1 달 후, pH 2 및 2.7 용액은 매우 많이 분해된 프럭토올리고당류를 함유하였다.
결론으로서, 분지된 말토덱스트린이 일반적으로 pH 3 미만을 갖는 음료, 과일 또는 야채쥬스의 제조에 적합하다.
실시예 4: 열처리에 대한 안정성
본 발명의 분지된 말토덱스트린을 포함하는 과일 쥬스를 제조하고, 이를 74℃에서 17분간 저온살균처리를 받게 하였다. 분지된 말토덱스트린을 갖지 않는 대조물 및 프럭토올리고당류를 포함하는 대조물를 또한 제조하였다. 처리 전 및 후 및 보관 후의 함량을 비교하였다. 모든 과일 쥬스의 pH는 3.8이었다.
결과를 다음 표에 나타내었다:
대조물 7% 분지된말토덱스트린 7% 수소화한 분지된 말토덱스트린 7% 프럭토올리고당류(액티라이트)
슈크로스 슈크로스 분지된 말토덱스트린 슈크로스 수소화된 분지된 말토덱스트린 슈크로스 프럭토스올리고당류
저온살균 전 2.5 2.4 7.0 2.1 6.8 2.3 6.7
저온살균 후 1.4 1.6 7.0 1.6 6.8 2.4 4.5
저온살균 후+ 1.5달 검출안됨 검출안됨 6.9 검출안됨 6.9 3.8 2.4
저온살균 후+3달 1.5 1.5 7.1 1.2 7.1 3.4 1.7
이들 결과는 수소화되거나 또는 수소화되지 않은 본 발명의 분지된 말토덱스트린이 열처리 동안에도 가수분해되지 않고, 또한 3달 동안 보관 중에도 가수분해되지 않기 때문에 이들의 분해가 없음을 증명해 준다. 프럭토올리고당류는 저온살균으로(-30%) 및 보관으로( 저온살균 후와 비교하여 3달 후에 -60%) 매우 분해되었다. 이는 FOS 수준의 감소를 통하여 및 가수분해의 산물인 슈크로스 함량의 증가를 통하여 관찰되었다. 이는 특히 살균 또는 저온살균하고자 하는 본 발명의 장내 영양공급용 조성물 내의 말토덱스트린의 가장 특별한 이점을 확인시켜 준다.

Claims (9)

15 내지 35%의 l→6 글루코시드 연결, 20% 미만의 환원당 함량 , 5 미만의 다분자성 지수 및 최대 4500 g/mol과 동등한 수평균 분자량 Mn을 갖는 분지된 말토덱스트린 0.5 내지 20 건조중량%, 바람직하게는 1 내지 10 건조중량%, 및 더욱 더 바람직하게는 1 내지 5 건조중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 분지된 말토덱스트린의 환원당 함량이 2 내지 5%, 수평균 분자량 Mn이 2000 내지 3000 g/mol인 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 분지된 말토덱스트린의 모두 또는 일부가 수소화된 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 단백질, 및(또는) 지방, 및(또는) 탄수화물, 비타민 및 미네랄을 추가로 포함하는 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 재구성되는 분말인 섬유질이풍부한 장내 영양공급용 조성물.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 바로 사용할 수 있는 조성물인 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분지된 말토덱스트린이 건조 물질 기준으로 50%보다 많은 불용성 섬유질 양을 갖는 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분지된 말토덱스트린이 소화불능 덱스트린과 혼합된 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분지된 말토덱스트린이 산성 조건 하에서 및(또는) 열에 안정한 섬유질이 풍부한 장내 영양공급용 조성물.
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