KR20090041388A - 최소한 하나의 섬유 공급원 및 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올을 포함하는 식품 첨가제 - Google Patents

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앤드류 제이. 호프만
마이클 디. 해리손
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테이트 앤 라일 인그리디언츠 아메리카스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명에서는 최소한 하나의 섬유 공급원 및 프럭토오스 또는 소르비톨에서 선택되는 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올을 포함하는 식품 첨가제를 개시한다. 본 발명에서는 또한, 기초 식품 및 상기 식품 첨가제를 포함하는 섬유-강화된 식품을 개시한다. 이에 더하여, 본 발명에서는 상기 기초 식품 내로 상기 식품 첨가제를 혼합함으로써 식품에서 섬유를 강화하는 방법을 개시한다.
식품 첨가제

Description

최소한 하나의 섬유 공급원 및 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올을 포함하는 식품 첨가제{FOOD ADDITIVE COMPRISING AT LEAST ONE FIBER SOURCE AND AT LEAST ONE MONOSACCHARIDE OR SUGAR ALCOHOL}
전반적으로, 본 발명은 식품의 섬유 강화(fiber fortification) 분야에 관계한다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 식품에 대한 낮은 혈당 반응(glycemic response)을 부여하는 방식으로 이들 식품의 섬유 강화에 관계한다.
미국 및 다른 선진국에서 섬유 소비는 영양 전문가(nutritional expert)에 의해 권장되는 것보다 낮다. 불용성(insoluble) 섬유, 예를 들면, 셀룰로오스(cellulose) 또는 관련된 물질 및 인간에 의해 최소한 부분적으로 섭취불가능한 수용성 탄수화물 물질을 의미하는 가용성(soluble) 섬유를 모두 포괄하는 섬유는 위장 기능(gastrointestinal function)을 보조하고, II형 당뇨병(type II diabetes), 심장 질환(heart disease), 고콜레스테롤(high cholesterol), 또는 비만(obesity)의 발병 위험을 낮출 수 있다. 미국에서 2000 칼로리(calorie)/1일 식사(day diet)를 섭취하는 개체에 대한 섬유 소비의 일일 권장 수치(recommended daily value)는 25 g이지만, 미국인이 평균 소비하는 양은 대략 14-15 g/day인 것으로 추정된다. 이런 이유로, 식품(foodstuff)에 식이 섬유(dietary fiber)를 추가 할 수 있도록 하는 조성물이 요구된다.
이에 더하여, 당뇨병 환자와 이들의 건강관리 제공자(health care practitioner)로부터 및 건강과 건강 관련 이유로, 미국과 다른 선진국에서 전형적인 고-혈당 식이(high-glycemic diet)를 우려하는 사람들로부터, 낮은 혈당 반응을 나타내는 식품이 많은 주목을 받고 있다. 이런 이유로, 식품에 대한 낮은 혈당 반응(glycemic response)을 부여할 수 있는 조성물이 바람직하다.
본 발명의 요약
한 구체예에서, 본 발명은 최소한 하나의 섬유 공급원(fiber source) 및 프럭토오스(fructose) 또는 소르비톨(sorbitol)에서 선택되는 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올을 포함하는 식품 첨가제에 관계한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 기초 식품(base foodstuff), 최소한 하나의 섬유 공급원 및 프럭토오스 또는 소르비톨에서 선택되는 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올(sugar alcohol)을 포함하는 섬유-강화된 식품에 관계한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 식품의 섬유-강화 방법에 관계하는데, 상기 방법은 최소한 하나의 섬유 공급원 및 프럭토오스 또는 소르비톨에서 선택되는 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올을 포함하는 식품 첨가제를 기초 식품 내로 혼합하여 섬유-강화된 식품을 산출하는 단계를 포함한다.
이들 조성물과 방법은 식품에 식이 섬유 및 상대적으로 낮은 혈당 반응을 부여할 수 있다.
아래의 도면은 본 명세서의 일부를 구성하고, 본 발명의 특정 측면을 더욱 예시하기 위하여 포함된다. 본 발명은 본 명세서에 제시된 특정 구체예의 상세한 설명과 함께, 이들 도면 중에서 하나이상을 참조하면 더욱 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1. 하기에 기술된 개과(canine) 혈당 반응 검사 프로토콜에 따른, 말토덱스트린(maltodextrin) 또는 프럭토오스(fructose) 공급된 개들에 대한 시간의 추이에서 혈당 농도(blood glucose concentration) 변화
도 2. 하기에 기술된 개과 혈당 반응 검사 프로토콜에 따른, 말토덱스트린 및 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 제제(version 1) 공급된 개들에 대한 시간의 추이에서 혈당 농도 변화.
도 3. 하기에 기술된 개과 혈당 반응 검사 프로토콜에 따른, 말토덱스트린, 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 version 1에서 25% 프럭토오스 및 version 1에서 50% 프럭토오스 공급된 개들에 대한 시간의 추이에서 혈당 농도 변화.
도 4. 하기에 기술된 개과 혈당 반응 검사 프로토콜에 따른, 말토덱스트린, version 1에서 25% 풀룰란(pullulan) 및 풀룰란 공급된 개들에 대한 시간의 추이에서 혈당 농도 변화.
도 5. 하기에 기술된 개과 혈당 반응 검사 프로토콜에 따른, 말토덱스트린 및 version 1에서 50% 소르비톨 공급된 개들에 대한 시간의 추이에서 혈당 농도 변화.
도 6. 하기에 기술된 개과 혈당 반응 검사 프로토콜에 따른, 말토덱스트린, 두 번째 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 제제(version 2) 및 세 번째 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 제제(version 3) 공급된 개들에 대한 시간의 추이에서 혈당 농도 변화.
한 구체예에서, 본 발명은 최소한 하나의 섬유 공급원 및 프럭토오스 또는 소르비톨에서 선택되는 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올을 포함하는 식품 첨가제에 관계한다.
"식품 첨가제(food additive)"는 식품에 추가를 위하여, 또는 식품에 추가 이후에 의도되는 물질(material)의 임의의 제제를 포괄한다. 반드시 혼합될 필요가 없지만 단일 외부 용기(single outer container) 내에 함께 포장되거나, 또는 식품에 추가에 앞서 합쳐지는 물질은 식품에 추가를 위하여 의도되는 제제로서 간주될 수 있다.
임의의 섬유 공급원이 이용될 수 있고, 불용성(insoluble) 섬유, 예를 들면, 셀룰로오스(cellulose) 또는 관련된 물질, 또는 인간에 의해 최소한 부분적으로 섭취불가능한 수용성 탄수화물 물질을 의미하는 가용성(soluble) 섬유를 제공할 수 있는 물질일 수 있다. 한 구체예에서, 최소한 하나의 섬유 공급원은 소화-저항성 글루코오스 시럽, 소화-저항성 옥수수 시럽, 소화-저항성 글루코오스 시럽 고형물, 소화-저항성 옥수수 시럽 고형물, 소화-저항성 말토덱스트린, 또는 풀룰란에서 선택된다. 이들 물질은 수용성이고, 일반적으로, 많은 다른 섬유 공급원과 비교하여 온건하고 무해한 향기 및 무색을 갖는 것으로 인지된다.
"소화-저항성(digestion-resistant)"은 최소한 일부 덱스트로스 연쇄(linkage)가 비-선형 연쇄임을 의미한다(즉, α1→4 연쇄가 아니다). 글루코오스 시럽은 일부 단당류와 이당류를 포함하는 탄수화물 물질이다; 시럽 고형물은 시럽의 탈수(dehydration)후 잔류물이다. 글루코오스 시럽은 전형적으로, 대략 20 이상의 당화율(dextrose equivalence, DE)을 갖는다. 말토덱스트린은 실질적으로 단당류와 이당류가 없는 탄수화물 물질이고, 전형적으로, 대략 20 미만의 DE를 갖는다. "시럽"에 관련하여 "글루코오스"의 이용은 탄수화물 물질이 옥수수 전분으로부터 유래됨을 지시하는 "옥수수"의 이용과 대조적으로, 탄수화물 물질이 임의의 전분 공급원으로부터 유래될 수 있음을 지시한다.
본 명세서에서, 소화-저항성 글루코오스 시럽, 소화-저항성 옥수수 시럽, 소화-저항성 글루코오스 시럽 고형물, 소화-저항성 옥수수 시럽 고형물, 또는 소화-저항성 말토덱스트린은 포괄적으로, 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류로 지칭될 수 있다(이러한 배경에서, "저분자량(low molecular weight)"은 대략 360 da 내지 대략 3000 da의 평균 분자량(average molecular weight)을 갖는 탄수화물 물질을 의미한다).
저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류는 당분야에 공지된 기술, 예를 들면, 2006년 1월 25일 제출된 특허 출원 US 11/339,306에 기술된 방법으로 제조될 수 있다.
요약하면, 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류는 적절한 출발 물질(starting material)로부터 제조될 수 있는데, 이러한 출발 물질의 실례에는 전분의 가수분해(hydrolysis)에 의해 만들어진 시럽, 예를 들면, 덱스트로스 그린스(dextrose greens) 시럽(즉, 덱스트로스 일수화물(dextrose monohydrate) 결정화(crystallization)로부터 모액(mother liquor)의 재순환 흐름(recycle stream)), 다른 덱스트로스 시럽, 옥수수 시럽, 말토덱스트린의 용액 등이 포함되지만 이들에 국한되지 않는다. 이러한 출발 물질은 효소 전환(enzymatic reversion)(가령, 글루코아밀라아제 효소 조성물(glucoamylase enzyme composition), 또는 덱스트로스 중합체(dextrose polymer)에 작용하는 임의의 다른 효소에 의한) 또는 산 전환(acid reversion)에 의해 비선형 올리고당류로 전환될 수 있다. 산 전환에는 다양한 산, 예를 들면, 염화수소산(hydrochloric acid), 황산(sulfuric acid), 인산(phosphoric acid), 또는 이들의 조합이 이용될 수 있다.
이러한 산 처리(acid treatment)는 효소 처리(enzyme treatment)와 상이하게 진행된다. 효소는 선형 올리고머(linear oligomer)를 신속하게 가수분해하고 비-선형 올리고머를 서서히 형성하는 반면, 산에서는 선형 올리고머 감소 및 비-선형 올리고머 증가가 필적하는 속도로 진행된다. 덱스트로스는 올리고머의 효소 가수분해(enzymatic hydrolysis)에 신속하게 형성되고, 비-선형 응축 산물(condensation product)이 형성됨에 따라 서서히 소비되는 반면, 산에서는 덱스트로스 농도가 서서히 증가하다가 궁극적으로 감소한다.
선택적으로, 효소 전환 또는 산 전환 이후에 수소 첨가(hydrogenation)가 수행될 수 있다. 이러한 수소 첨가된 산물은 현재 가용한 수소 첨가된 전분 가수분해물(hydrogenated starch hydrolysate)보다 낮은 칼로리 함량(caloric content)을 보유할 것이다. 한 구체예에서, 수소 첨가는 당화율(DE)을 실질적으로 변화시키지 않으면서 생성 조성물을 탈색하는데 이용될 수 있다. 다른 구체예에서, 수소 첨가는 DE를 대략 10 이상의 수치에서 대략 10 미만의 수치로 감소시키는데 이용될 수 있다.
이러한 과정의 한 이형에서, 효소와 산이 임의의 순서로 순차적으로 이용될 수 있다.
앞서 기술된 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류는 최소한 60 wt% d.s.b. 섭취불가능 올리고당류를 포함할 수 있고, 본 발명에서는 최소한 80 wt% d.s.b. 섭취불가능 올리고당류(본 명세서에서, 삼당류 또는 고등(higher order) 올리고당류로서 정의됨)를 포함하는 제제를 제조하였다. 나머지 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류는 일차적으로, 잔여 단당류와 이당류이다. 본 발명의 전형적인 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 제제는 대략 1.5 wt% d.s.b. 내지 대략 8.5 wt% d.s.b. 단당류, 대략 3.5 wt% d.s.b. 내지 대략 4.5 wt% d.s.b. 이당류, 대략 4.0 wt% d.s.b. 내지 대략 4.5 wt% d.s.b. 삼당류, 그리고 나머지(대략 84 wt% d.s.b. 내지 대략 89 wt% d.s.b.) 사당류 또는 고등 올리고당류를 포함한다.
다른 구체예에서, 섬유 공급원은 풀룰란일 수 있다. 섬유 제공 이외에, 풀룰란은 상대적으로 높은 점성(viscosity)으로 인하여, 고강도 감미료를 포함하는 음료의 입맛(mouthfeel)을 개선할 수 있다. 이는 이런 음료의 소비자 수용도(consumer acceptance)를 촉진하는데 유익할 수 있는데, 그 이유는 풀룰란과 고강도 감미료-포함 음료의 입맛이 통상적인 당-함유 음료의 입맛에 더욱 가까워질 수 있기 때문이다. 고강도-감미료 및 대략 0.5 wt% d.s.b. 농도의 풀룰란을 포함하는 음료는 당으로 감미롭게 되고 풀룰란이 없는 음료의 것에 필적하는, 대략 10 sec-1 내지 대략 100 sec-1의 전단 속도(shear rate)에서 점성, 대략 1.3-1.5 cP를 보유할 수 있다.
2개 이상의 섬유 공급원이 이용될 수 있다. 한 구체예에서, 식품 첨가제는 하나이상의 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 및 풀룰란을 포함한다. 고분자량 섬유 공급원(대략 10,000 da 초과, 예를 들면, 풀룰란) 및 저분자량 섬유 공급원의 조합은 특정 개체에서 저분자량 섬유 공급원 단독보다 향상된 내당능(dietary tolerance)을 제공할 수 있다.
최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올과 관련하여, 프럭토오스, 소르비톨, 또는 둘 모두 이용될 수 있다. 첨가제 내에서 총 단당류와 당 알코올의 양은 대략 15 wt% 총 단당류와 당 알코올 내지 대략 60 wt% 총 단당류와 당 알코올 범위일 수 있다. 무게 백분율(weight percentage)은 섬유 공급원, 단당류 및 당 알코올의 전체 중량에서 산정된다. 첨가제 내에 포함되는 임의의 다른 물질(하기에 기술된 바와 같음)은 상기 무게 백분율의 산정에 포함되지 않는다.
본 명세서에서, 물질, 조성물, 또는 제제의 상대적 혈당 반응(relative glycemic response, RGR)은 하기의 실시예에서 기술된 바와 같이 산정된다. 요약하면, RGR은 개과 모형(canine model) 내에서 물질, 조성물, 또는 제제의 혈당 반응을 측정하고, 이후 10 DE(당화율, dextrose equivalent) 말토덱스트린 대조의 혈당 반응에 표준화시킴으로써 산정된다.
하나이상의 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 단독은 전형적으로, 대략 60%의 RGR를 나타내지만, 본 발명에서는 대략 25%의 낮은 RGR을 나타내는 제제를 제조하였다(도 6 참조). 프럭토오스 단독은 대략 3%의 RGR을 나타낸다. 본 발명에서 25 wt% 프럭토오스(나머지 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류)를 포함하는 물질은 단순한 혼합(mixing)과 희석(dilution)으로부터 기대되는 RGR(대략 18.25-45.75%)보다 훨씬 낮은 대략 7%의 RGR을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 또한, 50 wt% 소르비톨(나머지 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류)을 포함하는 물질은 대략 6%의 RGR을 나타내는데, 이 역시 단순한 혼합과 희석으로부터 기대되는 RGR보다 훨씬 낮다.
최소한 하나의 섬유 공급원 및 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올 이외에, 식품 첨가제는 다른 물질을 더욱 포함할 수 있다.
한 구체예에서, 식품 첨가제는 최소한 하나의 감미료를 더욱 포함한다. 다른 구체예에서, 감미료는 수크랄로스, 사카린, 아스파테임, 또는 아세설팜 염에서 선택된다. 현재 미국 식품 업계에서 가장 일반적으로 이용되는 아세설팜 염은 아세설판 칼륨(acesulfame potassium)이다. 이런 감미료는 탄수화물 함량, 칼로리 함량, RGR, 또는 당부하지수(glycemic load)를 거의 증가시키지 않으면서, 그들이 추가된 식품에 단맛(sweet taste)을 부여할 수 있다. 한 구체예에서, 식품 첨가제는 최소한 하나의 산미료(acidulant)를 더욱 포함한다. 산미료는 용해되거나 혼합되면 식품의 pH를 낮추는 인간이나 동물 소비용으로 적합한 물질이다. 한 구체예에서, 산미료는 구연산(citric acid) 또는 말산(malic acid)에서 선택될 수 있다.
한 구체예에서, 식품 첨가제는 최소한 하나의 수용성 탄산염(carbonate) 또는 중탄산염(bicarbonate)을 더욱 포함한다. 수용액(aqueous solution) 내로 들어간 이후에, 수용성 탄산염 또는 중탄산염은 수용액에 탄화(carbonation)를 부여한다. 이러한 수용성 탄산염 또는 중탄산염은 인간이나 동물 소비에 적합해야 한다. 한 구체예에서, 최소한 하나의 수용성 탄산염 또는 중탄산염 각각은 탄산나트륨(sodium carbonate) 또는 탄산칼슘(calcium carbonate)에서 선택될 수 있다. 다른 구체예에서, 최소한 하나의 수용성 탄산염 또는 중탄산염은 탄산나트륨일 수 있다.
다른 구체예에서, 식품 첨가제는 최소한 1가지 풍미제(flavorant)를 더욱 포함한다. 풍미제는 용해되거나 혼합되면 식품에 풍미(flavor)를 부여하는 인간이나 동물 소비용으로 적합한 물질이다. 한 구체예에서, 최소한 하나의 풍미제 각각은 레몬 향(lemon flavor), 라임 향(lime flavor), 체리 향(cherry flavor), 딸기 향(strawberry flavor), 바나나 향(banana flavor), 월귤나무 향(blueberry flavor), 포도 향(grape flavor), 수박 향(watermelon flavor), 오렌지 향(orange flavor), 사과 향(apple flavor), 복숭아 향(peach flavor), 나무딸기 향(raspberry flavor), 초콜릿 향(chocolate flavor), 바닐라 향(vanilla flavor), 풍선껌 향(bubble gum flavor), 또는 감초 향(licorice flavor)에서 선택된다.
다른 구체예에서, 식품 첨가제는 최소한 하나의 착색제(colorant)를 더욱 포함한다. 착색제는 용해되거나 혼합되면 식품에 색깔을 부여하는 인간이나 동물 소비용으로 적합한 물질이다.
다른 구체예에서, 식품 첨가제는 최소한 하나의 보존제(preservative)를 더욱 포함한다. 보존제는 미생물(microbe), 곤충(insect), 또는 다른 해충(pest)에 의한 공격으로부터 다른 물질을 보호하는 인간이나 동물 소비용으로 적합한 물질이다.
앞서 열거된 추가 성분 중에서 2가지 이상이 식품 첨가제 내에 포함될 수 있다. 가령, 식품 첨가제 내에 구연산, 레몬 향과 감미료의 포함은 이러한 식품 첨가제가 혼합되는 음료에 RGR 또는 당부하지수를 거의 증가시키지 않으면서, 식이 섬유와 함께 레모네이드 프로필(lemonade profile)을 부여할 수 있다.
한 구체예에서, 식품 첨가제는 대략 10% 미만의 상대적 혈당 반응(RGR)을 나타낸다. 또한, 이러한 식품 첨가제는 섭취 이후에 식이 섬유를 제공한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 기초 식품, 최소한 하나의 섬유 공급원 및 프럭토오스 또는 소르비톨에서 선택되는 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올을 포함하는 섬유-강화된 식품(fiber-fortified foodstuff)에 관계한다.
"기초 식품"은 섬유 강화가 요망되는 임의의 식품이다 . "식품"과 "기초 식품"은 인간이나 동물 소비용으로 의도되는, 마실 수 있는(potable) 또는 먹을 수 있는(comestible) 임의의 물질을 포괄한다. 한 구체예에서, 기초 식품은 특히, 물, 우유, 과일 주스, 식물 주스, 탄산음료, 비-탄산음료, 커피, 차, 맥주, 와인, 알코올음료, 알코올 혼합 음료, 빵과 같은 가공 음식, 케이크, 쿠키, 크래커, 압출 스낵, 수프, 냉동 디저트, 튀긴 음식, 파스타 제품, 감자 제품, 쌀 제품, 옥수수 제품, 밀 제품, 유제품, 요구르트, 과자, 하드 캔디, 영양바, 아침식사용 곡물, 제빵 반죽, 제빵 반죽 혼합물, 소스, 가공육, 또는 치즈에서 선택된다. 상기 목록은 전체로서 의도되지 않는다.
최소한 하나의 섬유 공급원 및 프럭토오스 또는 소르비톨에서 선택되는 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올은 앞서 기술된 바와 동일할 수 있다. 한 구체예에서, 섬유-강화된 식품은 최소한 하나의 섬유 공급원의 모든 총합으로부터 유래된 최소한 2.5 g 식이 섬유/1회분(serving)(다시 말하면, 기초 식품에 의해 제공되는 임의의 식이 섬유 이외에 2.5 g 식이 섬유)을 포함한다. 다른 구체예에서, 섬유-강화된 식품은 최소한 하나의 섬유 공급원의 모든 총합으로부터 유래된 최소한 3 g 식이 섬유/1회분, 예를 들면, 최소한 하나의 섬유 공급원의 모든 총합으로부터 유래된 최소한 4 g 또는 최소한 5 g 식이 섬유/1회분을 포함한다.
식품의 당부하지수(glycemic load, GL)는 탄수화물 함량(g) x RGR로서 정의된다. 한 구체예에서, 섬유-강화된 식품은 기초 식품의 GL보다 1 g/1회분 정도 높은 GL을 갖는다.
한 구체예에서, 기초 식품은 5 g 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 및 25.7 g 프럭토오스가 추가되어 대략 113 칼로리/12 oz serving을 공급하는 탄산음료이다. 이러한 탄산음료는 대략 3%의 RGR을 나타내고, 대략 0.9 g의 당부하지수가 전달된다. 이러한 음료의 1회분 소비는 3-4 g 식이 섬유를 제공한다.
다른 구체예에서, 기초 식품은 5 g 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류, 1.7 g 프럭토오스(이러한 조합된 성분의 RGR은 대략 7%이다) 및 단맛(sweetness)을 제공하는 0.06 g 수크랄로스가 추가되는 탄산음료이다. 이러한 음료는 대략 17 칼로리/12 oz serving을 공급한다. 상기 산물은 대략 0.5 g의 당부하지수를 갖는다. 이러한 음료의 1회분 소비는 3-4 g 식이 섬유를 제공한다.
풀룰란을 포함하는 음료의 한 가지 실례에서, 탄산음료의 기초 식품에 2.3 g 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 및 1.8 g 풀룰란(0.5 wt%)이 추가된다. 부가적으로, 콜라 음료에 단맛을 제공하기 위하여 0.06 g 수크랄로스가 추가된다. 풀룰란은 완전 당 음료의 입맛과 유사하도록 점성(viscosity)을 추가하기 위하여 상기 음료에 0.5wt%로 포함된다. 더욱 일반적으로, 대략 0.25 wt% d.s.b. 내지 대략 1.25 wt% d.s.b. 풀룰란이 물에서 완전 당 음료(대략 10% d.s.b. 수크로오스(sucrose) 또는 대략 10% d.s.b. 높은 프럭토오스 옥수수 시럽)의 것에 필적하는 유동성(rheology)을 상기 음료에 제공한다. 이러한 음료는 대략 8.2 칼로리/12 oz serving을 공급한다. 이러한 음료는 대략 1.2 g의 당부하지수 및 대략 30%의 혈당 반응을 나타낸다. 이러한 음료의 1회분 소비는 대략 3 g 식이 섬유를 제공한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 식품의 섬유-강화 방법에 관계하는데, 상기 방법은 기초 식품 내로, 최소한 하나의 섬유 공급원 및 프럭토오스 또는 소르비톨에서 선택되는 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올을 포함하는 식품 첨가제를 혼합하여 섬유-강화된 식품을 산출하는 단계를 포함한다.
기초 식품 및 식품 첨가제는 앞서 기술된 바와 동일할 수 있다.
"혼합"은 기초 식품과 식품 첨가제를 손상되지 않게 혼합하여, 상기 식품이 실질적으로 균질해지도록 하는 것을 의미한다. 이는 실질적인 균질성(homogeneity)까지 물질을 손상되지 않게 혼합하는데 유용한 특정 장치(apparatus)의 이용에 국한되지 않는다. 식품 첨가제를 기초 식품 내로 혼합하는 기술은 기초 식품 및 식품 첨가제의 상태(phase)와 다른 물리적 파라미터(physical parameter)에 따라 달라질 것이다. 본 발명의 개시로부터 이익을 얻는 당업자는 통상적인 실험을 통하여 어려움 없이, 본 발명의 식품 첨가제를 기초 식품 내로 혼합할 수 있을 것이다.
아래의 실시예는 본 발명의 바람직한 구체예를 예시하기 위하여 포함된다. 당업자가 인지하는 바와 같이, 아래의 실시예에 개시된 기술은 본 발명의 발명자에 의해 본 발명의 실시에서 충분히 기능하는 것으로 확인된 기술을 대표하고, 따라서, 이의 실시를 위한 바람직한 양식을 구성하는 것으로 간주될 수 있다. 하지만, 당업자는 본 발명의 명세에 비추어, 본 발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 유사한 결과를 여전히 획득하는, 본 명세서에 개시된 특정 구체예에서 다양한 변화가 달성될 수 있음을 인지할 것이다.
개과(canine) 혈당 반응 검사 프로토콜
동물. 사냥개 혈통(hound bloodlines), 25.1 ㎏의 평균 최초 체중(mean initial body weight)(범위, 19.9 내지 29.5 kg) 및 5년의 평균 연령을 갖는 목적-사육된 암컷 개(n = 5; Butler Farms USA, Clyde, NY)가 이용되었다.
사료 처리(Dietary treatment). 실험 탄수화물은 4개의 세트로 그룹을 나누고, 각 세트는 말토덱스트린 대조(Star-Dri 10)와 비교하였다. 개들은 내당능 검 사(meal tolerance test)를 위하여 대략 240-㎖ 탈이온수(deionized water)에 담긴 25 - 5O g의 탄수화물을 소비하였다. 투여량은 1회용 60 cc 주사기(바늘 없음)를 이용하여 측정하고 10분 동안 개들에게 제공하였다. 소비되는 양은 240-㎖ 물에 용해되는 물질의 능력에 기초하였다. 동일량의 전체 탄수화물이 각 5 x 5 라틴 방진(Latin Square) 내에서 전체 개들에게 투여되었다. 탄수화물 공급원을 용액/현탁액으로 주입하기 위하여, 유동판(stir plate)을 이용하여 물과 탄수화물을 혼합하였다. 혈당 측정은 개들이 10분 이내에 검사 탄수화물 전체를 소비한 경우에만 수행하였다.
저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류의 3가지 제제를 준비하였다. 단당류, 이당류, 삼당류, 사당류 및 고등 당류의 wt% d.s.b.는 아래와 같았다:
제제 DP1 DP2 DP3 DP4+
Version 1 1.7 3.8 7.6 86.9
Version 2 12.5 4.7 4.1 78.7
Version 3 1.6 4.6 4.6 89.2
실험 설계. 일련의 5 x 5 라틴 방진(Latin Square) 설계가 이용되었는데, 여기서 개들은 독립된 3시간 내당능 검사를 3회 받았다. 내당능 검사는 3-4일 이격되었다. 15 시간의 금식(food deprivation)후, 개들은 그들의 할당된 처리를 소비하였다.
모든 개들에 동일한 상업적 사료(lams Weight Controlㄾ; The lams Co., Lewsburg, OH)가 공급되었다. 상기 사료의 주요 성분은 옥수수 가루(corn meal), 닭고기(chicken), 갈아진 통수수(ground whole grain sorghum), 닭고기 부산 물(chicken by-product meal), 갈은 통보리(ground whole grain barley)와 어분(fish meal)이었다. 물은 자유롭게 섭취할 수 있도록 하였다. 각 내당능 검사에 앞서 저녁 17:00시에, 남아있는 사료를 제거하고, 개들은 15시간 동안 금식시켰는데, 이 시간 동안 이들은 물만을 소비하였다. 내당능 검사의 당일 아침에, 금식된 개들로부터 혈액 샘플을 채취하였다. 이후, 개들은 적당한 탄수화물 용액을 투여하고, 식후 15분, 30분, 45분, 60분, 90분, 120분, 150분과 180 시점에 추가의 혈액 샘플을 채취하였다. 경정맥(jugular) 또는 요골(radial) 정맥천자(venipuncture)를 통하여 주사기 내에 대략 1-㎖의 혈액을 수집하였다. 글루코오스 분석을 위하여 직후에 혈액의 분량을 채취하였다.
화학적 분석. 수집 직후에, 혈액 샘플은 Precision-G Blood 글루코오스 검사 시스템(Medisense, Inc., Bedford, MA)을 이용한 글루코오스 산화효소 방법으로 글루코오스를 분석하였다. 획득된 수치 범위에 대한 이러한 검사 시스템의 정확도(precision)는 제조업체에 의해 보고된 바에 따르면, 3.4 내지 3.7%(변동계수, coefficient of variation)이었다,
통계학적 분석. 각 라틴 방진(Latin Square)에서 데이터는 SAS(SAS Institute, Cary, NC)의 혼성 모형 절차(Mixed models procedure)로 분석하였다. 이러한 통계학적 모형(statistical model)은 처리의 고정 효과(fixed effect) 및 동물과 기간의 확률 효과(random effect)를 포함하였다. 처리 최소 자승 평균(least squares means)은 Tukey 방법을 이용하여 비교하였다. P < 0.05의 확률(probability)은 통계학적으로 유의한(statistically significant) 것으로 인정 되었다. 0.06 내지 0.10의 확률은 추세(trend)로서 간주되었다.
이러한 프로토콜은 아래의 6개 데이터세트(dataset)(도 1-6 및 표 1-6)를 산출하는데 이용되었다.
말토덱스트린 또는 프럭토오스 공급된 개들에 대한 곡선하 점증 영역(incremental area under the curve)과 상대적 혈당 반응.
항목 말토덱스트린 프럭토오스 SEM
N 5 5
첫 피크까지 시간(min) 45 - 17.4
글루코오스에 대한 곡선하 점증 영역 155.50c 4.67a 27.50
상대적 혈당 반응 100.00c 3.14a 19.51
abc 상이한 어깨 글자(superscript)를 갖는 동일 열 내에 평균은 상이하다(P < 0.05).
말토덱스트린 및 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류(version 1) 공급된 개들에 대한 곡선하 점증 영역과 상대적 혈당 반응
항목 말토덱스트린 version 1 SEM
N 5 5
첫 피크까지 시간(min) 45 33 12.2
글루코오스에 대한 곡선하 점증 영역 183.0c 115.3b 22.8
상대적 혈당 반응 100.0c 60.5b 11.9
abc 특별한 어깨 글자(superscript)를 갖는 동일 열 내에 평균은 상이하다(P < 0.05).
말토덱스트린, version 1에서 25% 프럭토오스 및 version 1에서 50% 프럭토오스 공급된 개들에 대한 곡선하 점증 영역과 상대적 혈당 반응
항목 말토덱스트린 version 1에서 25% 프럭토오스 version 1에서 50% 프럭토오스 SEM
N 5 5 5
글루코오스 피크까지 시간 (min) 27 22 42 19.9
글루코오스에 대한 곡선하 점증 영역 127.2c 7.8a 2.1a 11.08
상대적 혈당 반응 100.0c 6.7a 2.1a 5.41
abc 상이한 어깨 글자(superscript)를 갖는 동일 열 내에 평균은 상이하다(P < 0.05).
말토덱스트린, version 1에서 25% 풀룰란 및 풀룰란 공급된 개들에 대한 곡선하 점증 영역과 상대적 혈당 반응
항목 말토덱스트린 version 1에서 25% 풀룰란 풀룰란 SEM
N 5 5 5
글루코오스 피크까지 시간 (min) 35 39 33 13.4
글루코오스에 대한 곡선하 점증 영역 179.5c 54.1b 23.5ab 14.9
상대적 혈당 반응 100.0d 31.3b 13.3a 3.9
abc 상이한 어깨 글자(superscript)를 갖는 동일 열 내에 평균은 상이하다(P < 0.05).
말토덱스트린과 version 1에서 50% 소르비톨 공급된 개들에 대한 곡선하 점증 영역과 상대적 혈당 반응
항목 말토덱스트린 version 1에서 50% 소르비톨 SEM
N 5 5
글루코오스 피크까지 시간 (min) 35 29 13.4
글루코오스에 대한 곡선하 점증 영역 179.5c 9.6a 14.9
상대적 혈당 반응 100.0d 5.8a 3.9
abc 상이한 어깨 글자(superscript)를 갖는 동일 열 내에 평균은 상이하다(P < 0.05).
말토덱스트린, 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 version 2 및 저분자량 소화 저항성 올리고당류와 다당류 version 3 공급된 개들에 대한 곡선하 점증 영역과 상대적 혈당 반응
항목 말토덱스트린 version 2 version 3 SEM
N 5 5 5
글루코오스 피크까지 시간 (min) 30 18 18 4.9
글루코오스에 대한 곡선하 점증 영역 155.1d 37.7b 73.9c 12.9
상대적 혈당 반응 100.0d 24.5b 50.1c 7.8
abc 상이한 어깨 글자(superscript)를 갖는 동일 열 내에 평균은 상이하다(P < 0.05).
본 발명에서 개시되고 청구된 모든 조성물과 방법은 본 발명의 명세에 비추어 과도한 실험 없이 달성될 수 있다. 본 발명의 조성물과 방법이 바람직한 구체예의 관점에서 기술되긴 했지만, 본 발명의 개념, 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않는 개변이 본 발명에서 기술된 조성물과 방법에, 그리고 이들 방법의 단계 또는 단계의 순서에서 적용될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 더욱 구체적으로, 동일하거나 유사한 결과를 달성하는 화학적으로 및 생리학적으로 관련된 특정 작용제(agent)가 본 발명에서 기술된 작용제를 대체할 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 당업자에게 명백한 이와 같은 모든 유사한 대체물과 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 개념, 기술적 사상과 범위 내에 속하는 것으로 간주된다.

Claims (20)

  1. 최소한 하나의 섬유 공급원(fiber source) 및 프럭토오스(fructose) 또는 소르비톨(sorbitol)에서 선택되는 최소한 하나의 단당류(monosaccharide) 또는 당 알코올(sugar alcohol)을 포함하는 식품 첨가제(food additive).
  2. 청구항 1에 있어서, 최소한 하나의 섬유 공급원은 소화-저항성(digestion-resistant) 글루코오스 시럽, 소화-저항성 옥수수 시럽, 소화-저항성 글루코오스 시럽 고형물, 소화-저항성 옥수수 시럽 고형물, 소화-저항성 말토덱스트린, 또는 풀룰란(pullulan)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 식품 첨가제.
  3. 청구항 2에 있어서, (i) 소화-저항성 글루코오스 시럽, 소화-저항성 옥수수 시럽, 소화-저항성 글루코오스 시럽 고형물, 소화-저항성 옥수수 시럽 고형물, 또는 소화-저항성 말토덱스트린에서 선택되는 최소한 하나의 섬유 공급원 및 (ii) 풀룰란을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 첨가제.
  4. 청구항 1에 있어서, 15 wt% 총 단당류와 당 알코올 내지 60 wt% 총 단당류와 당 알코올을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 첨가제.
  5. 청구항 1에 있어서, 식품 첨가제는 10% 미만의 상대적 혈당 반응(relative 혈당 반응 , RGR)을 나타내는 것을 특징으로 하는 식품 첨가제.
  6. 청구항 1에 있어서, 최소한 하나의 감미료를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 첨가제.
  7. 청구항 6에 있어서, 감미료는 수크랄로스(sucralose), 사카린(saccharin), 아스파테임(aspartame), 또는 아세설팜 염(acesulfame salt)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 식품 첨가제.
  8. 기초 식품(base foodstuff), 최소한 하나의 섬유 공급원 및 프럭토오스 또는 소르비톨에서 선택되는 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올을 포함하는 섬유-강화된 식품(fiber-fortified foodstuff).
  9. 청구항 8에 있어서, 최소한 하나의 섬유 공급원은 소화-저항성(digestion-resistant) 글루코오스 시럽, 소화-저항성 옥수수 시럽, 소화-저항성 글루코오스 시럽 고형물, 소화-저항성 옥수수 시럽 고형물, 소화-저항성 말토덱스트린, 또는 풀룰란(pullulan)에서 선택되고, 최소한 하나의 섬유 공급원의 모든 총합으로부터 유래된 최소한 2.5 g 식이 섬유(dietary fiber)/1회분(serving)을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유-강화된 식품.
  10. 청구항 9에 있어서, (i) 소화-저항성 글루코오스 시럽, 소화-저항성 옥수수 시럽, 소화-저항성 글루코오스 시럽 고형물, 소화-저항성 옥수수 시럽 고형물, 또는 소화-저항성 말토덱스트린에서 선택되는 최소한 하나의 섬유 공급원 및 (ii) 풀룰란을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유-강화된 식품.
  11. 청구항 8에 있어서, 최소한 하나의 섬유 공급원의 총합과 최소한 하나의 단당류와 당 알코올의 총합의 전체 중량(total weight)에 대하여 15 wt% 총 단당류와 당 알코올 내지 60 wt% 총 단당류와 당 알코올을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유-강화된 식품.
  12. 청구항 8에 있어서, 수크랄로스(sucralose), 사카린(saccharin), 아스파테임(aspartame), 또는 아세설팜 염(acesulfame salt)에서 선택되는 최소한 하나의 감미료를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유-강화된 식품.
  13. 청구항 8에 있어서, 기초 식품은 물, 우유, 과일 주스, 식물 주스, 탄산음료, 비-탄산음료, 커피, 차, 맥주, 와인, 알코올음료, 알코올 혼합 음료, 빵과 같은 가공 음식, 케이크, 쿠키, 크래커, 압출 스낵, 수프, 냉동 디저트, 튀긴 음식, 파스타 제품, 감자 제품, 쌀 제품, 옥수수 제품, 밀 제품, 유제품, 요구르트, 과자, 하드 캔디, 영양바, 아침식사용 곡물, 제빵 반죽, 제빵 반죽 혼합물, 소스, 가공육, 또는 치즈에서 선택되는 것을 특징으로 하는 섬유-강화된 식품.
  14. 식품의 섬유-강화 방법에 있어서, 기초 식품 내로, 최소한 하나의 섬유 공급원 및 프럭토오스 또는 소르비톨에서 선택되는 최소한 하나의 단당류 또는 당 알코올을 포함하는 식품 첨가제를 혼합하여 섬유-강화된 식품을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 식품의 섬유-강화 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 최소한 하나의 섬유 공급원은 소화-저항성 글루코오스 시럽, 소화-저항성 옥수수 시럽, 소화-저항성 글루코오스 시럽 고형물, 소화-저항성 옥수수 시럽 고형물, 소화-저항성 말토덱스트린, 또는 풀룰란에서 선택되고, 섬유-강화된 식품은 최소한 하나의 섬유 공급원의 모든 총합으로부터 유래된 최소한 2.5 g 식이 섬유/1회분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 식품의 섬유-강화 방법.
  16. 청구항 15에 있어서, 최소한 하나의 섬유 공급원은 (i) 소화-저항성 글루코오스 시럽, 소화-저항성 옥수수 시럽, 소화-저항성 글루코오스 시럽 고형물, 소화-저항성 옥수수 시럽 고형물, 또는 소화-저항성 말토덱스트린에서 선택되는 최소한 하나의 섬유 공급원 및 (ii) 풀룰란인 것을 특징으로 하는, 식품의 섬유-강화 방법.
  17. 청구항 14에 있어서, 섬유-강화된 식품은 최소한 하나의 섬유 공급원의 총합과 최소한 하나의 단당류와 당 알코올의 총합의 전체 중량에 대하여 15 wt% 총 단 당류와 당 알코올 내지 60 wt% 총 단당류와 당 알코올을 포함하는 것을 특징으로 하는, 식품의 섬유-강화 방법.
  18. 청구항 14에 있어서, 수크랄로스, 사카린, 아스파테임, 또는 아세설팜 염에서 선택되는 최소한 하나의 감미료로 섬유-강화된 식품을 감미롭게 하는 단계가 더욱 포함되는 것을 특징으로 하는, 식품의 섬유-강화 방법.
  19. 청구항 14에 있어서, 기초 식품은 물, 우유, 과일 주스, 식물 주스, 탄산음료, 비-탄산음료, 커피, 차, 맥주, 와인, 알코올음료, 알코올 혼합 음료, 빵과 같은 가공 음식, 케이크, 쿠키, 크래커, 압출 스낵, 수프, 냉동 디저트, 튀긴 음식, 파스타 제품, 감자 제품, 쌀 제품, 옥수수 제품, 밀 제품, 유제품, 요구르트, 과자, 하드 캔디, 영양바, 아침식사용 곡물, 제빵 반죽, 제빵 반죽 혼합물, 소스, 가공육, 또는 치즈에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 식품의 섬유-강화 방법 .
  20. 기초 음료(base beverage), 0.25 wt% d.s.b. 내지 1.25 wt% d.s.b 풀룰란 및 수크랄로스, 사카린, 아스파테임, 또는 아세설팜 염에서 선택되는 최소한 하나의 감미료를 포함하는 섬유-강화 음료(fiber-fortified beverage).
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