KR20100021997A - 느린 소화성 또는 소화 저항성 올리고당류 성분을 포함하는 식용 조성물 - Google Patents

느린 소화성 또는 소화 저항성 올리고당류 성분을 포함하는 식용 조성물 Download PDF

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앤드류 제이. 호프만
마이클 디. 해리손
미첼 슈웬크
로리 나피에르
라첼 위크룬드
와렌 네흐메르
크리스토퍼 킹
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테이트 앤 라일 인그리디언츠 아메리카스, 인코포레이티드
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Abstract

식용 조성물(edible composition)은 소화 저항성(digestion resistant) 올리고당류, 느린 소화성(slowly digestible) 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 (1) 전분-유래된 가용성 섬유 성분, 그리고 (2) 과당(fructose), 소르비톨(sorbitol), 풀룰란(pullulan), 비-영양적 고밀도 감미료(non-nutritive high-intensity sweetener)와 이들 중에서 2개 이상의 조합에서 선택되는 최소한 하나의 물질을 포함한다.
식용 조성물(edible composition)

Description

느린 소화성 또는 소화 저항성 올리고당류 성분을 포함하는 식용 조성물{EDIBLE COMPOSITION COMPRISING A SLOWLY DIGESTIBLE OR DIGESTION RESISTANT OLIGOSACCHARIDE COMPOSITION}
본 발명은 느린 소화성 또는 소화 저항성 올리고당류 성분을 포함하는 식용 조성물에 관계한다.
다양한 탄수화물(carbohydrate), 예를 들면, 다양한 당과 전분이 식품 산물에 이용된다. 이들 탄수화물 중에서 다수는 인간 위(stomach)와 소장(small intestine)에서 소화된다. 대조적으로, 식품 산물에서 식이 섬유(dietary fiber)는 일반적으로, 인간 위 또는 소장에서 소화되지 않고 대장(large intestine) 내에서 미생물에 의해 잠재적으로 발효될 수 있다.
인간에서 탄수화물 소화(carbohydrate digestion)의 속도와 정도를 산정하기 위하여 시험관내와 생체내 검사가 수행될 수 있다. Englyst 검사는 빠르게 소화되거나, 느리게 소화되거나, 또는 소화 저항성인 탄수화물 재료의 양을 산정하는데 이용될 수 있는 시험관내 효소 검사법이다(European Journal of Clinical Nutrition (1992) Volume 46 (Suppl. 2), pages S33-S50).
빠르게 소화되는 탄수화물이 소비되면, 소비자의 혈류(bloodstream)는 전형 적으로, 짧은 기간(timeframe) 내에, 일반적으로, 음식물 섭취 이후 15분 내지 45분 시점에 피크 혈당 반응(peak glycemic response)을 나타낸다. 이러한 피크에 뒤이어, 췌장(pancreas)에 의해 방출된 인슐린(insulin)의 작용을 통하여 저혈당 오버슈트(hypoglycemic overshoot)가 빈번하게 나타난다. 저혈당증(hypoglycemia)은 통상적으로, 공복감(feelings of hunger)과 연관된다. 공복(hunger) 이후에 빠르게 소화되는 탄수화물이 소비되면, 식사(eating)와 그 직후에 공복감의 악순환(vicious cycle)이 발생할 수 있다.
본 발명의 요약
본 발명의 한 측면은 전분으로부터 유래되고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 가용성 섬유 성분을 포함하는 식용 조성물이다. 이러한 식용 조성물은 또한, 과당, 소르비톨, 풀룰란, 비-영양적 고밀도 감미료, 또는 이들 중에서 2개 이상의 조합에서 선택되는 최소한 하나의 물질을 포함한다.
본 발명의 다른 측면은 앞서 기술된 식용 조성물을 포함하는 식품 산물이다. 식용 조성물은 식품 산물에서 다른 감미료, 예를 들면, 자당에 대한 대체물로서 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 식품 산물에 대한 포유동물의 혈당 반응을 감소시키는 방법이다. 이러한 방법은 식품 산물의 재료에서 영양적 감미료를 앞서 기술된 식용 조성물로 대체하는 단계를 포함한다.
도 1은 10 DE 말토덱스트린, 또는 블렌드 1, 블렌드 2, 블렌드 3과 블렌드 4로 표지된 본 발명에 따른 조성물이 공급된 개에서, 시간의 흐름에서 혈당 농도(blood glucose concentration) 변화의 그래프이다.
본 발명의 한 측면은 식품에 이용하기 적합한 식용 조성물이다. 이러한 식용 조성물은 전분으로부터 유래되고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 가용성 섬유 성분을 포함한다. 이러한 식용 조성물은 또한, 과당을 포함한다. 소화 저항성 또는 느린 소화성 가용성 섬유 성분의 분율(fraction)은 Englyst 검사에 의해 결정될 수 있다.
본 명세서에서, "올리고당류"와 "당류 올리고머"는 최소한 2개의 당류 단위(saccharide unit)를 포함하는 당류, 예를 들면, 대략 2-30의 중합도(degree of polymerization, DP)를 갖는 당류를 지칭한다. 가령, 이당류(disaccharide)는 2의 DP를 갖는다.
한 구체예에서, 조성물은 건조 고형물 기초에서 다량의 가용성 섬유 성분을 포함한다. 다시 말하면, 존재하는 물을 제외하고, 식용 조성물 내에 존재하는 가용성 섬유 성분의 비율은 다른 재료의 비율보다 높거나 동등하다.
가용성 섬유 성분은 다양한 전분 공급원(starch source), 예를 들면, 전분 곡물(cereal grain), 감자(potato), 또는 타피오카(tapioca)로부터 유래될 수 있다. 가용성 섬유 성분은 다양한 전분 곡물, 예를 들면, 옥수수, 밀, 쌀, 또는 이들의 조합으로부터 만들어질 수 있다. 옥수수가 출발 물질(starting material)로서 이용되면, 가용성 섬유 성분은 때때로, SCF(soluble corn fiber, 가용성 옥수수 섬유)로 지칭된다. 본 출원에서 약어 SCF가 때때로 이용되긴 하지만, 가용성 섬유 성분이 반드시, 옥수수로부터 만들어질 필요는 없다.
한 구체예에서, 전분 공급원(starch source)은 유전자 조작 농산물(GMO)이 아니다. 가령, 전분 공급원은 비-GMO 옥수수이다. 또한, 가용성 섬유 성분은 가용성 섬유가 아닌 물질 역시 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 많은 구체예에서, 가용성 섬유는 건조 고형물 기초에서 가용성 섬유 성분의 대부분을 구성할 것이다. 하지만, 조성물 내에 예로써, 소량의 불용성 섬유 및/또는 신속하게 소화되는 탄수화물 역시 존재할 수 있다. SCF가 최소한 일부 구체예에서, 옥수수 시럽 또는 말토덱스트린으로 분류될 수 있기 때문에, 이는 U.S에서 폴리덱스트로스(polydextrose)에 가해지는 규제적 제한(regulatory limitation)을 받지 않는다.
한 구체예에서, 가용성 섬유 성분은 아래의 단계를 포함하는 방법에 의해 생산된다: 전분 곡물로부터 유래된 전분(starch)의 당화(saccharification)에 의해 최소한 하나의 올리고당류와 최소한 하나의 단당류를 포함하는 수성 성분을 생산하는 단계; 막 여과(membrane filtering)와 연속 모사 이동층 크로마토그래피(sequential simulated moving bed chromatography) 중에서 최소한 한 가지를 포함하는 방법으로 수성 성분을 분별하여 단당류-풍부한 흐름(monosaccharide-rich stream)과 소화 저항성 올리고당류-풍부한 흐름(oligosaccharide rich stream)을 형성하는 단계; 그리고 올리고당류-풍부한 흐름을 회수하는 단계.
상기 구체예의 한 가지 특정 이형에서, 올리고당류-풍부한 흐름은 소량의 포도당(dextrose)과 과당(fructose)을 포함하고, 상기 생산 방법은 올리고당류-풍부한 흐름을 이성화 효소(isomerization enzyme)와 접촉시켜 포도당 중에서 최소한 일부를 과당으로 전환시키고, 따라서 이성화된 올리고당류-풍부한 흐름을 산출하는 단계를 더욱 포함한다. 상기 구체예의 다른 특정 이형에서, 올리고당류-풍부한 흐름은 소량의 단당류를 포함하고, 상기 생산 방법은 올리고당류-풍부한 흐름을 수소로 경화 처리하여 흐름 내에 단당류 중에서 최소한 일부를 알코올로 전환시키고, 따라서 수소 경화된 올리고당류-풍부한 흐름을 산출하는 단계를 더욱 포함한다. 상기 구체예의 또 다른 특정 이형에서, 상기 생산 방법은 올리고당류-풍부한 흐름을 글루코시다아제 효소(glucosidase enzyme)와 접촉시켜 흐름 내에 존재하는 잔여 단당류 중에서 최소한 일부를 올리고당류 또는 다른 단당류에 공유 결합시키는 단계를 더욱 포함한다.
상기 구체예에 관한 부가적인 상세와 정보는 2005년 3월 17일 제출된 U.S. 특허 출원 11/083,347(US-2006-0210696-A1로서 공개됨)에서 확인되는데, 이는 본 명세서에 참조로서 편입된다.
다른 구체예에서, 가용성 섬유 성분은 아래의 단계를 포함하는 방법에 의해 생산된다: 전분 곡물로부터 유래된 최소한 하나의 단당류 또는 선형 당류 올리고머(linear saccharide oligomer)를 포함하고 최소한 70wt%(percent by weight, 중량 비율)의 고형물 농도(solids concentration)를 갖는 수성 공급 성분(aqueous feed composition)을 최소한 4O℃의 온도로 가열하는 단계; 그리고 비-선형 당류 올리고머의 형성을 유발할 만큼 충분한 시간 동안 글루코실 결합(glucosyl bond)의 절단 또는 형성의 속도를 가속화시키는 최소한 하나의 촉매를 공급 성분과 접촉시키는 단계, 여기서 선형 당류 올리고머보다 비-선형 당류 올리고머를 더욱 높은 농도로 포함하는 산물 조성물이 생산된다.
상기 구체예의 한 가지 특정 이형에서, 촉매는 글루코실 결합의 절단 또는 형성의 속도를 가속화시키는 효소이다. 글루코아밀라아제 효소(glucoamylase enzyme) 성분이 한 가지 적절한 실례이다. 상기 구체예의 다른 특정 이형에서, 촉매는 산(acid)이다. 적절한 산에는 염화수소산(hydrochloric acid), 황산(sulfuric acid), 인산(phosphoric acid), 또는 이들의 조합이 포함된다. 다른 특정 이형에서, 상기 방법에 이용되는 촉매는 산과 효소의 조합을 포함한다. 이러한 산과 효소는 임의의 순서(가령, 산과 효소의 순서로, 또는 효소와 산의 순서)로 순차적으로 이용될 수 있다. 상기 구체예의 다른 특정 이형에서, 공급 성분은 대략 70 - 99%의 고형물 농도를 갖고, 산과의 접촉 동안 대략 70 - 18O℃의 온도에 유지된다. 상기 구체예의 다른 특정 이형에서, 산물 조성물은 건조 고형물 기초(dry solids basis)에서 최소한 50wt%의 농도에서 최소한 3의 중합도(degree of polymerization)를 갖는 비-선형 당류 올리고머를 포함한다.
상기 구체예에 관한 부가적인 상세와 정보는 2006년 1월 25일 제출된 U.S. 특허 출원 11/339,306, 2006년 9월 15일 제출된 U.S. 특허 출원 11/532,219, 그리고 2006년 12월 14일 제출된 U.S. 특허 출원 11/610,639에서 확인되는데, 이들 각각은 본 명세서에 참조로서 편입된다.
가용성 섬유 성분은 여러 상이한 물리적 형태, 예를 들면, 시럽 또는 농축된 시럽 고형물로 이용될 수 있다. 한 구체예에서, 가용성 섬유 성분은 미립자 형태이다. 이들 미립자는 접합제(binder), 예를 들면, 다량의 말토덱스트린(maltodextrin)을 포함하는 접합제 성분에 의해 서로 묶일 수 있다. 미립자의 응집(agglomeration)은 용해(dissolution)와 분산(dispersion) 속도의 관점에서 유리할 수 있다. 이는 더욱 신속한 용해와 혼합의 더욱 낮은 전단율(shear rate)이 중요시되는 적용, 예를 들면, 테이블탑(table top) 설탕 대체물, 테이블탑 섬유 보충제, 그리고 온-더-고(on-the-go) 건조 분말 드링크 혼합 제품에서 유용할 수 있다.
선택적으로, 식용 조성물은 추가의 영양적 또는 비-영양적 당류 및/또는 다당류를 포함할 수도 있다. 한 구체예에서, 식용 조성물은 소르비톨, 풀룰란, 또는 이들의 조합을 포함한다. 소르비톨은 식품에 설탕의 단맛(sweetness)의 대략 60%를 전달하지만, 칼로리 함량(caloric content)이 현저하게 적고(2.6 vs. 4.0 ㎉/g, Livesay) 혈당 반응이 미미하다. 풀룰란 검은 신속하게 소화되는 탄수화물과 비교하여 인간에서 대략 50% 상대적 혈당 반응(relative glycemic response)을 유발하지만 식품에 설탕과 유사한 칼로리 함량을 전달하는 느린 소화성 탄수화물이다.
한 구체예에서, 식용 조성물은 과당, 풀룰란, 또는 소르비톨 중에서 최소한 하나의 농도가 최소한 1%라는 조건에서, 대략 50-99% 가용성 섬유 성분, 0-50% 과당, 0-33% 풀룰란, 그리고 0-33% 소르비톨을 포함한다(이들 모두 중량 비율이다). 다른 구체예에서, 식용 조성물은 대략 60-80% 가용성 섬유 성분, 1-20% 과당, 0-20% 풀룰란, 그리고 0-20% 소르비톨을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 식용 조성물은 대략 65-75% 가용성 섬유 성분, 5-15% 과당, 5-15% 풀룰란, 그리고 5-15% 소르비톨을 포함한다. 고강도 감미료를 포함하는 구체예에서, 상기 성분의 농도는 대략 0.001 - 0.5%일 수 있다.
본 발명의 식용 조성물은 선택적으로, 저항성 전분(resistant starch) 또는 다른 섬유 공급원을 포함할 수도 있다.
식품에서 감미료 조성물로서 이용하기 적합한 식용 조성물을 만들기 위하여, 많은 경우에 식품 조성물은 비-영양적 고밀도 감미료를 포함하는 것이 바람직할 것이다. 이런 비-영양적 고밀도 감미료의 적절한 실례에는 슈크랄로스(sucralose), 아세설팜 칼륨(acesulfame potassium), 아스파테임(aspartame), 그리고 이들의 조합이 포함되지만 이들에 국한되지 않는다.
본 발명의 식용 조성물은 식품 산물에 이용될 수 있다. 본 명세서에서, "식품"과 "식품 산물"은 넓은 의미에서, 인간에 의해 섭취될 수 있는 다양한 물질, 예를 들면, 음료(beverage)와 의약 캡슐(capsule) 또는 정제(tablet)를 포괄하는데 이용된다. 식용 조성물이 이용될 수 있는 적절한 식품 산물에는 구운 식품(baked food), 아침식사용 곡물(breakfast cereal), 유제품(dairy product), 캔디(confection), 잼(jam)과 젤리(jelly), 음료(beverage), 소(filling), 압출 스낵(extruded snack)과 시트 스낵(sheeted snack), 젤라틴 디저트(gelatin dessert), 스낵 바(snack bar), 치즈(cheese)와 치즈 소스(cheese sauce), 식용 필름(edible film)과 수용성 필름(water-soluble film), 수프(soup), 시럽(syrup), 소스(sauce), 드레싱(dressing), 크리머(creamer), 당의(icing), 설탕 입힘(frosting), 글레이즈(glaze), 사료(pet food), 토르티야(tortilla), 고기(meat)와 물고기(fish), 건과(dried fruit), 유아식(infant food)과 아동식(toddler food), 반죽(batter)과 빵(breading)이 포함되지만 이들에 국한되지 않는다.
본 발명의 다른 측면은 식품 산물에 대한 포유동물의 혈당 반응(glycemic response)을 감소시키는 방법이다. 상기 방법은 식품 산물의 재료(ingredient)에서 영양적 감미료(nutritive sweetener)를 앞서 기술된 식용 조성물로 대체하는 단계를 포함한다. 식용 조성물은 영양적 감미료, 예를 들면, 자당, 고과당 옥수수 시럽(HFCS), 과당, 포도당, 통상의 옥수수 시럽, 또는 식품 산물에서 옥수수 시럽 고형물의 완전한 또는 부분적인 대체에 이용될 수 있다.
식품 산물에서 본 발명의 식용 조성물의 포함은 다수의 이점, 예를 들면, 더욱 낮은 혈당 반응, 더욱 낮은 혈당 지수(glycemic index), 그리고 통상적인 탄수화물이 이용되는 유사한 식품 산물보다 낮은 혈당 부하(glycemic load)를 제공할 수 있다. 더 나아가, 올리고당류의 최소한 일부가 인간 위(stomach) 또는 소장(small intestine)에서 매우 느리게 소화되거나 전혀 소화되지 않기 때문에, 식품 산물의 칼로리 함량이 감소될 수 있다.
본 발명의 식용 조성물은 향미(flavor), 입안촉감(mouth feel), 또는 질감(texture)에 부정적인 영향을 주지 않으면서, 가용성 섬유의 공급원으로서 식품 산물에 첨가될 수 있다. 식품 내에서 가용성 섬유는 여러 유익한 효과, 예를 들면, 콜레스테롤 감소, 혈당 완화, 그리고 위장 건강 유지를 제공할 수 있다.
본 발명의 식용 조성물은 영양적 감미료 시스템과 다른 유사한 탄수화물이 1회분(serving)에 대해 2 내지 3 그람(또는 그 이상)으로 포함되는 식품에 특히 유용하다.
본 발명의 식용 조성물을 포함하는 식품 산물은 당뇨병으로 고통받는 포유동물, 예를 들면, 인간에서 혈당 농도(blood glucose concentration)를 제어하는데 도움이 될 수 있다. 이러한 식품 산물이 포유동물에 의해 소비되면, 식품 산물 내에서 느린 소화성 및/또는 소화 저항성 성분은 혈류(bloodstream)에서 더욱 온건한 상대적 혈당 반응을 유도하는데, 이는 당뇨병 환자에게 유익할 수 있다. 본 명세서에서 "제어"는 상대적인 용어로 이해되어야 한다; 다시 말하면, 혈당 반응은 동일한 포유동물이 이런 소화-저항성 및/또는 느린 소화성 성분을 포함하지 않는 유사한 식품 산물을 소비할 때 발생하는 혈당 반응과 비교하여 향상될 수 있지만, 이러한 혈당 반응이 당뇨병을 앓지 않는 포유동물에서 관찰되는 혈당 반응에 반드시 동등한 것은 아니다.
표 1에서는 재료 슈크랄로스, 과당, 자당, 소르비톨, 가용성 옥수수 섬유(SCF), 그리고 풀룰란의 상대적 단맛(relative sweetness), 상대적 혈당 반응(RGR), 칼로리 함량과 식이 섬유 함량을 보여준다.
표 1에서 조사된 가용성 옥수수 섬유(SCF) 시료는 거의 무색이고 순한 단맛을 나타낸다. AOAC 방법 2001.03을 이용한 측정에서, 상기 물질은 건조 고형물 기초에서 대략 75% 소화 저항성 탄수화물을 포함하는 것으로 밝혀졌다. SCF는 인간에서 대략 30% 상대적 혈당 반응(RGR, 대조(control)로서 25 g 포도당과 비교하여)을 나타낸다. 더 나아가, 가금(poultry)에 수행된 진정 대사 에너지(true metabolizable energy)(TME, Parsons) 측정에서, 상기 재료에 대한 대략 2 ㎉/g의 칼로리 함량이 확인되었다.
상대적 단맛 개(canine) RGR 칼로리 kcal/g 식이 섬유
슈크랄로스 600 0% n.d. 0
과당 1.5 3% 4.0 0
자당 1 19% 4.0 0
소르비톨 0.6 11% 2.6 0
SCF 0.1 40% 2.0 75%
풀룰란 0 13% 3.9 80%
(식이 섬유는 AOAC 2001.03에 의해 측정되었다. RGR과 칼로리 방법은 하기에 기술된다)
상대적 단맛은 테이블 설탕(table sugar)(자당)이 1의 상대적 단맛을 갖는 것으로 정의되는 감각 척도(sensory measurement)이다. 슈크랄로스는 전형적인 사용량 수준(usage level)에서 미미한 혈당 반응과 칼로리 함량을 갖는 것으로 가정된다. 유사하게, 슈크랄로스, 과당, 자당과 소르비톨은 정의에 의해, 식이 섬유에 기여로부터 배제된다. 단당류와 이당류(가령, 슈크랄로스, 과당과 자당)는 식품 라벨(food label)에서 설탕으로서 정량되고 식이 섬유 계산으로부터 항상 배제된다. SCF는 대략 10-15%의 단당류 함량으로 인하여 0.1의 상대적 단맛이 부여되었고, 생체내 TME 측정의 결과에 기초하여 대략 2 ㎉/g의 에너지 함량(energy content)을 갖는 것으로 산정된다. 산물 라벨(product label)에서 "식이 섬유의 우수한 공급원" 주장은 1회분(serving)에 대해 3 g의 식이 섬유를 전달함으로써 달성될 수 있다. SCF의 경우에, 1회분(serving)에 대해 4 g의 포함은 이의 분석된 75% 섬유 함량에 기초하여, 3 g의 식이 섬유를 전달할 것이다.
본 명세서에서, "지속된 에너지"는 완전 소화성 탄수화물로부터 유래된 에너지뿐만 아니라 대장(large intestine)의 정상균총(microbiota)에 의한 발효(fermentation)를 통한 대사 산물(metabolic product)로서 형성된 짧은 사슬 지방산(short chain fatty acid, SCFA)으로부터 유래된 에너지를 포괄하는데 이용된다. 대략 2 ㎉/gram의 평균 수치가 식이 섬유의 발효에 의해 형성된 SCFA의 칼로리 함량(에너지 수준)으로 제안되었다(Livesay). 대조적으로, 완전 소화성 탄수화물은 가수분해된 단당류의 소장(small intestine)에 의한 흡수를 의미하고, 대략 4 ㎉/gram의 전형적인 탄수화물 칼로리 함량을 결과한다.
앞서 언급된 바와 같이, 신속하게 소화되는 탄수화물은 전형적으로, 짧은 기간(timeframe), 일반적으로, 15분 내지 45분 이내에 발생하는 피크 혈당 반응으로 이어진다. 이러한 피크에 뒤이어, 췌장(pancreas)에 의해 방출된 인슐린(insulin)의 작용을 통한 저혈당 오버슈트(hypoglycemic overshoot)가 빈번하게 발생한다. 저혈당증(hypoglycemia)은 통상적으로, 공복감(feelings of hunger)과 연관된다. 공복에 뒤이어 신속하게 소화되는 탄수화물이 소비되면, 식사(eating)와 그 직후에 공복감의 악순환(vicious cycle)이 발생할 수 있다. 더욱 느린 소화성 탄수화물은 더욱 점진적으로 증가하는 혈당 반응과 그 이후에, 저혈당 오버슈트(hypoglycemic overshoot)를 회피하는 느리게 감소하는 안정 상태(plateau)로 이어지고, 따라서 앞서 기술된 바와 같은 소비와 그 이후에 공복의 악순환을 예방한다.
일부 구체예에서, 본 발명의 식용 조성물은 느린 소화성 탄수화물의 특징(점진적으로 증가하는 혈당 반응과 그 이후에, 느리게 감소하는 안정 상태) 뿐만 아니라, 대장으로 통과하고 거기에 존재하는 정상균총에 대한 발효 기질(fermentation substrate)이 되는 소화 저항성 분취물(digestion-resistant fraction)을 갖는 지속된 에너지 탄수화물을 제공한다. 발효는 숙주에 의해 흡수되고 자체로써 에너지 공급원으로 기능하는 짧은 사슬 지방산(SCFA)을 방출한다. 실제로, 부티르산염(butyrate)은 콜론(colon) 내벽을 형성하는 숙주 세포(host cell)에 대한 선호되는 에너지 공급원이고, 따라서 건강한 세포 기능과 질병과 암에 대한 저항성을 촉진한다.
시험관내 검사(하기 실시예 2에서 더욱 상세하게 기술됨)에서, 본 발명에 개시된 조성물은 소화 저항성 탄수화물을 대장(large bowel)으로 전달할 수 있고, 이들은 새로운 분변 물질(fecal material)로부터 접종된 생물체에 의한 발효 이후에 SCFA로 변형될 수 있는(지속된 에너지를 전달할 수 있는) 것으로 밝혀졌다.
[표 2]
칼로리 ㎉/g 칼로리 방법
자당 4.0 제공됨
과당 4.0 제공됨
풀룰란 3.9 TME
소르비톨 2.6 Livesay
SCF 2.0 TME
폴리덱스트로스 1.0 TME
이런 이유로, 본 발명의 식용 조성물은 전통적인 설탕 감미료를 대체하고, 감소된 칼로리와 혈당 부하에서 단맛을 제어하면서 거의 모든 식품에 지속된 에너지와 식이 섬유를 제공하는데 이용될 수 있다. 과당(선택적으로, 소르비톨)은 SCF의 혈당 반응을 약화시키는데 필요한 최소 비율(minimum ratio)로 이용될 수 있고, 낮은 혈당 부하와 감소된 칼로리 함량으로 이어진다. SCF와 SCF/풀룰란 블렌드에 의해 첨가된 가용성 섬유는 가용성이고, 우수한 향미와 로우 칼라(low color)를 보유하고, 따라서 식품 시스템(food system)에서 매우 다능하다. SCF/풀룰란 블렌드는 식이 내성(dietary tolerance)과 생균 효과(prebiotic effect)에 관하여, 한쪽 단독 재료에 비하여 섬유 이점을 제공할 수 있다.
본 발명의 한 구체예는 1회분 포장된 감미료 조성물이다. 상기 조성물은 전분 곡물로부터 만들어지고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 전분-유래된 가용성 섬유 성분을 포함한다. 상기 조성물은 또한, 비-영양적 고밀도 감미료(가령, 수크랄로스)를 포함하고, 소비자에 의해 개봉되도록 개조된 포장 내에 존재한다. 일부 구체예에서, 이러한 포장된 감미료 조성물은 과당, 풀룰란, 소르비톨, 또는 이들 중에서 2개 이상의 조합에서 선택되는 최소한 하나의 물질을 더욱 포함하고, 선택적으로, 말토덱스트린을 포함할 수 있다. 특정 구체예에서, 전분-유래된 가용성 섬유 성분은 대략 70-99wt%의 포장된 감미료 조성물을 포함한다.
응집된 가용성 옥수수 섬유(SCF)를 포함하는 이들 조성물은 SCF 그 자체와 비교하여 현저하게 향상된 분산성(dispersibility)과 용해 속도(dissolution rate)를 가질 수 있다. 예로써, 10 DE 말토덱스트린의 수성 용액이 응집 과정(agglomeration process)에서 본래 그대로의 SCF 입자를 서로 결합시키는데 이용될 수 있다. 이는 더욱 낮은 벌크 밀도(bulk density)(가령, 일부 구체예에서, 입방 센티미터당 0.1-0.85 g, 또는 일부 다른 구체예에서, 입방 센티미터당 0.45-0.65 g)를 갖는 산물을 산출한다.
이러한 응집된 산물의 강화된 분산성과 용해 속도는 혼합의 더욱 짧은 시간과 더욱 낮은 전단율이 중요시되는 적용, 예를 들면, 테이블탑(table top) 설탕 대체물, 테이블탑 섬유 보충제, 그리고 온-더-고(on-the-go) 건조 분말 드링크 혼합 제품에서 특히 중요할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예는 전분-유래된 가용성 섬유 성분(앞서 기술된 바와 같음), 과당, 그리고 비-영양적 고밀도 감미료(가령, 슈크랄로스)를 포함하는 옥수수 시럽 조성물에 관계한다. 특정 구체예에서, 조성물은 건조 고형물 기초에서 대략 35-50wt% 과당과 대략 35-50wt% 가용성 섬유 성분을 포함한다. 이러한 옥수수 시럽 조성물은 HFCS 자체보다 낮은 칼로리 함량을 갖는 감미료 조성물을 생산하기 위하여, 전통적인 고과당 옥수수 시럽과 혼합될 수 있다.
본 발명의 다른 구체예는 전분-유래된 가용성 섬유 성분(앞서 기술된 바와 같음)과 최소한 하나의 칼슘 화합물을 포함하는 식용 칼슘 보충제에 관계한다. 이러한 칼슘 화합물은 칼슘 염(calcium salt), 예를 들면, 구연산칼슘, 탄산칼슘, 또는 이들의 조합일 수 있다. SCF를 포함하는 칼슘 보충제는 SCF 발효의 pH 강하 효과(lowering effect)로 인하여, 칼슘 흡수(calcium absorption)가 강화되고 더욱 효과적일 수 있다.
본 발명의 다른 구체예는 전분-유래된 가용성 섬유 성분(앞서 기술된 바와 같음), 풀룰란, 비-영양적 고밀도 감미료(가령, 슈크랄로스), 그리고 최소한 하나의 향미를 포함하는 식이 음료에 관계한다. 특정 구체예에서, 음료는 대략 3-7wt% 전분-유래된 가용성 섬유 성분과 대략 0.1-3wt% 풀룰란을 포함한다.
이러한 식이 음료는 기존의 식이 음료에서 관찰되는 미각 문제(taste problem)를 극복하는데 도움이 될 수 있다. 특히, 많은 식이 음료는 그들의 완전 설탕 대응물(full sugar counterpart)과 동일한 미각을 제공하지 못한다. 식이 음료 vs. 완전 설탕 음료의 소비와 연관된 감각 경험(sensory experience)은 다면적이지만, 2가지 주요 감각 차이(sensory difference)는 "단맛(sweetness)"과 "입안촉감(mouthfeel)"의 관점에서 분류될 수 있다. 식이 음료는 고강도 감미료(HIS) 예를 들면, 슈크랄로스, 아스파테임과 아세설팜 칼륨의 포함을 통하여 그들의 단맛을 획득한다. 완전 칼로리 음료(full calorie beverage)에서 이용되는 설탕 또는 고과당 옥수수 시럽(대략 10wt%)을 대체하기 위하여, 매우 낮은 농도, 전형적으로, 0.02% 내지 0.06wt% 범위의 HIS가 식이 음료에 이용된다. 이러한 대체물은 식이 음료에 대한 유사한 단맛에서 더욱 낮은 칼로리 함량을 제공하지만, 용해된 고형물 농도(0.06% vs. 10%)에서 현저한 차이는 식이 음료에 훨씬 낮은 점성(viscosity)과 이에 따른, 훨씬 맛없는 입안촉감(watery mouthfeel)을 유발한다.
맛없는 입안촉감은 식이 음료의 감각 경험에서 단점이고, 또한 감소된 고형물 함량은 완전 설탕 대응물에 비하여 식이 음료에서 달콤하고 시큼한 향미에 대한 감각 인지(sensory perception)의 강도와 기간을 변화시킨다.
식이 음료의 이들 바람직하지 않은 특징은 풀룰란(가령, 중량 평균 분자량(weight average molecular weight) = 99,600과 18.9의 다분산도(polydispersity)를 갖는 풀룰란)과 가용성 옥수수 섬유의 조합을 이용함으로써 제거되거나 현저하게 감소될 수 있다. 이러한 조합은 식이 음료에 점성과 입안촉감을 부가할 뿐만 아니라 달콤하고 시큼한 향미의 감각 경험을 완전 설탕 음료에서 발견되는 것에 훨씬 가깝도록 자극한다.
본 발명의 특정 구체예는 아래의 실시예로부터 더욱 이해될 수 있다.
실시예 1 - 개 혈당 반응 검사 프로토콜
여러 재료와 재료 블렌드의 혈당 반응을 개에서 평가하기 위하여 아래의 절차가 이용되었다.
동물. 사냥개 혈통의 목적-사육된 암컷 개(n = 5; Butler Farms USA, Clyde, NY)[25.1 ㎏의 평균 최초 체중(범위, 19.9 내지 29.5 ㎏), 5년의 평균 연령]가 이용된다.
사료 처리(dietary treatment). 실험적 탄수화물은 4가지 세트로 분류하고, 각 세트는 말토덱스트린 대조(Star-Dri 10; Tate & Lyle)와 비교하였다. 개들은 식사 부하 검사(meal tolerance test)에서, 대략 240-㎖ dd(이중 증류된) 물에 담긴 25 - 50 g의 탄수화물을 소비하였다. 1회 분량(dose)의 양은 일회용 60 cc 주사기(syringe)(바늘 없음)를 이용하여 측정하고 10분 동안 개에 제공하였다. 소비된 양은 240-㎖ 물에 용해되는 능력에 기초하였다. 동일한 양의 전체 탄수화물을 각각 5 x 5 라틴 방진(Latin Square) 내에서 모든 개들에게 먹였다. 탄수화물 공급원을 용액/현탁액 내로 집어넣기 위하여, 유동판(stir plate)을 이용하여 물과 탄수화물을 혼합하였다. 개들은 10분 이내에 검사 탄수화물 전체를 소비하였고, 혈당의 정확한 측정이 수행된다.
실험 설계(experimental design). 일련의 5 x 5 라틴 방진(Latin square) 설계가 이용되었는데, 여기서 개들은 3번의 독립된 3 시간 식사 부하 검사(meal tolerance test)가 수행되었다. 이들 부하 검사는 3일 내지 4일 이격되었다. 15 시간의 사료 박탈(food deprivation)후, 개들의 그들의 할당된 처리를 소비할 것이다.
모든 개들에게 동일한 상업용 사료(lams Weight Control®; The lams Co., Lewsburg, OH)가 공급되었다. 상기 사료의 주요 재료는 옥수수분(corn meal), 닭고기(chicken), 당밀가루(ground whole grain sorghum), 닭 부산물(chicken by-product meal), 통보리 가루(ground whole grain barley)와 어분(fish meal)이었다. 물은 자유롭게 가용하였다. 각 식사 부하 검사(meal tolerance test)에 앞서 저녁 17:00 hr 시점에, 남아있는 사료는 제거하고, 개들은 15 시간 동안 사료를 박탈하였는데, 이 시간 동안 개들은 물만 소비하였다. 식사 부하 검사의 당일 아침에, 사료-박탈된 개들로부터 혈액 시료를 획득하였다. 이후, 개들은 적절한 탄수화물 용액을 먹이고, 식후 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180 분 시점에 추가의 혈액 시료를 채취하였다. 대략 1-㎖의 혈액을 인후(jugular) 또는 요골(radial) 정맥천자(venipuncture)를 통하여 주사기에 수집하였다. 글루코오스 분석을 위하여 혈액 분량을 즉시 채취하였다.
화학적 분석. 수집 직후에, 혈액 시료는 Precision-G 혈액 글루코오스 검사 시스템(Medisense, Inc., Bedford, MA)을 이용한 글루코오스 산화효소(glucose oxidase) 방법으로 글루코오스를 분석하였다. 획득된 수치 범위에 대한 이러한 검사 시스템의 정밀도(precision)는 제조업체에 의해 보고된 바와 같이, 3.4 내지 3.7%(변이 계수, coefficient of variation)이었다.
통계학적 분석. 각 라틴 방진(Latin Square) 내에서 데이터는 SAS의 혼합 모형 절차(Mixed models procedure)(SAS Institute, Cary, NC)로 분석하였다. 이러한 통계학적 모형(statistical model)은 처리의 고정 효과(fixed effect)와 동물과 기간의 무작위 효과(random effect)를 포함하였다. 처리 최소 제곱 평균(treatment least squares means)은 Tukey 방법을 이용하여 비교하였다. P < 0.05의 확률(probability)은 통계학적으로 유의한 것으로 인정되었다. 0.06 내지 0.10의 확률은 추세(trend)로서 지칭되었다.
이러한 프로토콜은 아래의 시료(풀룰란은 약어 "pu", 가용성 옥수수 섬유는 약어 "SCF", 소르비톨은 약어 "sorb", 그리고 과당은 약어 "fruc"로 표기된다)와 함께 이용되었다:
10 DE 말토덱스트린
CHO 블렌드 1 (1: 7: 1: 1 pu: SCF: sorb: fruc 중량비(weight ratio))
CHO 블렌드 2 (3: 5: 1: 1 pu: SCF: sorb: fruc 중량비)
CHO 블렌드 3 (3: 3: 2: 2 pu: SCF: sorb: fruc 중량비)
CHO 블렌드 4 (2: 6: 1 : 1 pu: SCF: sorb: fruc 중량비)
이들 결과는 도 1과 하기 표 2에 제시된다.
개들에 대한 곡선 아래 증가 면적과 상대적 혈당 반응
항목 10 DE 말토덱스트린 CHO 블렌드 2 CHO 블렌드 3 CHO 블렌드 1 CHO 블렌드 4 SEM
N 5 5 5 5 5
글루코오스 피크까지 시간, min 42a 27a 12a 99b 15a 16.54
글루코오스에 대한 곡선 아래 증가 면적 210.40b 23.84a 10.54a 59.79a 8.83a 23.53
상대적 혈당 반응 100.00c 25.76ab 7.05ab 38.64b 5.19a 13.30
abc 상이한 위첨자를 갖는 동일한 열에서 평균은 상이하다(P < 0.05).
상기 데이터에서 확인할 수 있는 바와 같이, SCF와 함께 소량의 과당 (fruc), 소르비톨(sorb)과 풀룰란(pu)을 포함하는 조성물은 개에서 약한 혈당 반응을 유발하였다. 가령, SCF는 자체로써, 40%의 RGR을 유발하는 반면, 1: 7: 1: 1 pu: SCF: sorb: fruc (CHO 블렌드 1) 중량비 블렌드는 RGR을 39%로 낮추었다. 유사하게, 3: 5: 1: 1 pu: SCF: sorb: fruc (CHO 블렌드 2) 중량비 블렌드는 RGR을 26%로 낮추었다. 3: 3: 2: 2 pu: SCF: sorb: fruc (CHO 블렌드 3) 중량비 블렌드는 RGR을 7%로 낮추었다. 2: 6: 1: 1 pu: SCF: sorb: fruc (CHO 블렌드 4) 중량비 블렌드는 RGR을 5%로 낮추었다. 이러한 정보의 요약은 하기 표 3에 제시된다:
개 RGR 칼로리 ㎉/g 칼로리 방법
SCF 40% 2.0 TME
CHO 블렌드 1 (1:7:1:1, pu:SCF:sorb:fruc) 39% 2.5 계산됨
CHO 블렌드 2 (3:5:1:1, pu:SCF:sorb:fruc) 26% 2.8 계산됨
자당 19% 4.0 제공됨
풀룰란 13% 3.9 TME
소르비톨 11% 2.6 제공됨
CHO 블렌드 3 (3:3:2:2, pu:SCF:sorb:fruc) 7% 3.1 계산됨
CHO 블렌드 4 (2:6:1:1, pu:SCF:sorb:fruc) 5% 2.6 계산됨
과당 3% 4.0 제공됨
실시예 2: 시험관내 발효 - 3 단계 단위가축(Monogastric)
특정 조성물이 시험관내에서 발효될 때 SCFA의 생산을 평가하기 위하여, 아래의 반응물과 절차가 이용되었다.
참고문헌:
Boisen, S., In Vitro Digestion for Pigs and Poultry, ed. M. F. Fuller, 1991, 135-145
Boisen and Eggum, Nutr. Res. Rev. 1991, 4:141-162
Bourquin, Titgemeyer and Fahey, 1993, J. Nutr. 123(5):860-869
반응물:
1. 인산염 완충액 I, 0.1M, pH 6.0 - 1 ℓ 부피 플라스크에, 2.1 g의 제2인산나트륨(sodium phosphate dibasic)(무수성)과 11.76 g의 제1인산나트륨(sodium phosphate monobasic)(일수화물)을 용해시킨다. 증류수로 부피를 증가시킨다. pH 측정으로 검사한다. 상기 용액은 냉동 상태로 보관되면 최대 48 시간 동안 유지된다.
2. 염화수소산, 0.2N - 16.7 ㎖ HCl을 1 ℓ 부피 플라스크에 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다.
3. HCl:펩신 용액 - 1 g 펩신(Sigma P-7000)을 100 ㎖ 부피 플라스크에 배치한다. 50 ㎖ 증류수에 용해시킨다. 10 ㎖ HCl을 첨가한다. 증류수로 부피를 증가시킨다. 사용 당일에 새로 제조한다.
4. 클로람페니콜 용액 - 0.5 g 클로람페니콜(Sigma C-0378)을 100 ㎖ 부피 플라스크에 배치한다. 95% 에탄올로 부피를 증가시킨다.
5. 수산화나트륨 용액, 0.6N - 24 g NaOH을 1 ℓ 부피 플라스크에 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다.
6. 인산염 완충액 II, 0.2M, pH 6.8 - 1 ℓ 부피 플라스크에, 16.5 g의 제2인산나트륨(sodium phosphate dibasic)(무수성)과 11.56 g의 제1인산나트륨(sodium phosphate monobasic)(일수화물)을 용해시킨다. 증류수로 부피를 증가시킨다. pH 측정으로 검사한다. 상기 용액은 냉동 상태로 보관되면 최대 48 시간 동안 유지된다.
7. 췌액소(pancreatin) 용액 - 5 g 돼지 췌액소(Sigma P- 1750)를 100 ㎖ 부피 플라스크에 배치한다. 인산염 완충액 II로 부피를 증가시킨다. 사용 당일에 새로 제조한다.
8. 무기물 용액 A - 1 ℓ 부피 플라스크에, 5.4 g 염화나트륨, 2.7 g 제1인산칼륨(potassium phosphate monobasic)(무수성), 0.18 g 염화칼슘 2수화물(calcium chloride dihydrate), 0.12 g 염화마그네슘 6수화물(magnesium chloride hexahydrate), 0.06 g 염화망간 4수화물(manganese chloride tetrahydrate), 0.06 g 염화코발트 6수화물(cobalt chloride hexahydrate), 그리고 5.4 g 황산암모늄(ammonium sulfate)을 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 냉장고에서 보관한다. 안정하다.
9. 무기물 용액 B - 2.7 g 제2인산칼륨(potassium phosphate dibasic)(무수성)을 1 ℓ 부피 플라스크에 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 냉장고에서 보관한다. 48 시간 동안 안정하다.
10. 미량 무기물 용액 - 1 ℓ 부피 플라스크에, 0.5 g EDTA(디나트륨 염(disodium salt)), 0.2 g 황산철 7수화물(ferrous sulfate heptahydrate), 0.01 g 황산아연 7수화물(zinc sulfate heptahydrate), 0.003 g 염화망간 4수화물(manganese chloride tetrahydrate), 0.03 g 인산(phosphoric acid), 0.02 g 염화코발트 6수화물(cobalt chloride hexahydrate), 0.001 g 염화구리 2수화물(cupric chloride dihydrate), 0.002 g 염화니켈 6수화물(nickelous chloride hexahydrate), 그리고 0.003 g 몰리브덴산나트륨 2수화물(sodium molybdate dihydrate)을 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 냉장고에서 보관한다. 안정하다.
11. 수용성 비타민 용액 - 100 ㎖ 부피 플라스크에, 0.0025 g 비타민 B-12를 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 남겨둔다. 1 ℓ 부피 플라스크에, 0.1 g 티아민(thiamin) HCl, 0.01 g 판토텐산(pantothenic acid), 0.1 g 니아신(niacin), 0.1 g 피리독신(pyridoxine), 그리고 0.005 g p-아미노벤조산(aminobenzoic acid)을 배치한다. 10 ㎖의 비타민 B-12 혼합물을 첨가한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 냉장고에서 보관한다. 안정하다.
12. 엽산염(folate):비오틴(biotin) 용액 - 1 ℓ 부피 플라스크에, 0.01 g 폴산(folic acid), 0.002 g 비오틴(biotin), 그리고 0.1 g 탄산암모늄(ammonium carbonate)을 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 냉장고에서 보관한다. 안정하다.
13. 리보플라빈(riboflavin) 용액 - 100 ㎖ 부피 플라스크에, 0.001 g 리보플라빈(riboflavin)과 0.13 g HEPES를 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 냉장고에서 보관한다. 안정하다.
14. 헤민(hemin) 용액 - 100 ㎖ 부피 플라스크에, 0.05 g 헤민(hemin)과 0.04 g 수산화나트륨을 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 냉장고에서 보관한다. 안정하다.
15. 짧은 사슬 지방산 혼합물 - 동등 부피(equal volume)의 n-발레르산염(valerate), 이소발레르산염(isovalerate), 이소부티르산염(isobutyrate), 그리고 DL-2-메틸부티르산염(methylbutyrate)을 함께 혼합한다.
16. 레자주린(resazurin) 용액 0.1% - 0.1 g 레자주린(resazurin)을 100 ㎖ 부피 플라스크에 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 안정하다.
17. 매체(media) - 가압멸균가능 플라스크(autoclavable flask)에서, 330 ㎖의 용액 A, 330 ㎖의 용액 B, 10 ㎖의 미량 무기물 용액, 1 ㎖의 레자주린 용액, 0.5 g의 효모 추출물(yeast extract), 0.5 g의 트립티케이스(trypticase), 4 g의 탄산나트륨(sodium carbonate), 0.5 g 시스테인(cysteine) HCl 일수화물, 그리고 296 ㎖ dd 물을 혼합한다. 구리 건조된 이산화탄소(copper dried carbon dioxide)로 30분 동안 환원시키고, 밀봉하고, 20분 동안 가압멸균한다. 용액을 냉각한 이후에, 0.4 ㎖의 짧은 사슬 지방산을 첨가한다. 20 ㎖의 수용성 비타민 용액, 5 ㎖의 엽산염:비오틴 용액, 5 ㎖의 리보플라빈 용액, 그리고 5 ㎖의 헤민 용액을 첨가하고, 여과하고, 멸균시킨다.
18. 무기물 용액 No. 1 - 3 g 제2인산칼륨(potassium phosphate dibasic)(무수성)과 1 g 구연산나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)을 500 ㎖ 부피 플라스크에 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 냉장고에서 보관한다. 안정하다.
19. 무기물 용액 No. 2 - 500 ㎖ 부피 플라스크에, 6 g 염화나트륨, 6 g 황산암모늄, 3 g 제1인산칼륨(무수성), 0.6 g 염화칼슘 2수화물, 1.23 g 황산마그네슘 7수화물, 그리고 1O g 구연산나트륨 2수화물을 연속적으로 용해시킨다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 냉장고에서 보관한다. 안정하다.
20. 중탄산나트륨(sodium bicarbonate) 용액 - 91 g 중탄산나트륨을 1 ℓ 부피 플라스크에 배치한다. dd 물로 부피를 증가시킨다. 실온에서 보관한다. 안정하다.
21. 혐기성(anaerobic) 희석 용액 - 37.5 ㎖의 무기물 용액 No. 1, 37.5 ㎖의 무기물 용액 No. 2, 1 ㎖의 레자주린 용액, 70 ㎖의 중탄산나트륨 용액, 그리고 854 ㎖ dd 물을 함께 혼합한다. 건조된 CO2로 30분 동안 정화한다. 0.5 g 시스테인 HCl 일수화물을 첨가하고 용해되도록 한다. 원하는 양을 이산화탄소 정화된 가압멸균가능 용기 내로 분배한다. 밀봉하고 20분 동안 가압멸균한다. 가압멸균(autoclaving) 이후에, 여전히 핑크색인 용기를 폐기한다.
절차:
1. Whatman 541 필터 페이퍼(filter paper)를 105℃ 오븐에서 하룻밤동안 배치하고, 익일에 칭량한다.
2. 삼중으로, 0.5 g 시료를 50 ㎖ 원심분리 튜브로 칭량한다. 또한, 3개의 블랭크(blank)를 제조한다. 시료는 1 ㎜로 으깬다.
3. 12.5 ㎖ 인산염 완충액 I을 각 튜브에 첨가한다. 부드럽게 혼합한다.
4. 5 ㎖ 0.2N HCl을 각 튜브에 첨가한다. HCl 또는 NaOH로 pH 2로 조정한다.
5. 0.5 ㎖ HCl:펩신을 각 튜브에 첨가한다.
6. 0.25 ㎖ 클로람페니콜 용액을 각 튜브에 첨가한다.
7. 튜브를 마개로 막는다. 부드럽게 혼합한다. 39℃에서 6 시간 동안 항온 처리한다. 규칙적으로 혼합한다.
8. 항온 처리후, 2.5 ㎖ 0.6N NaOH를 각 튜브에 첨가한다.
9. 5 ㎖ 인산염 완충액 II를 첨가한다. 부드럽게 혼합한다. HCl 또는 NaOH로 pH 6.8로 조정한다.
10. 0.5 ㎖ 췌액소 용액을 각 튜브에 첨가한다.
11. 튜브를 마개로 막는다. 부드럽게 혼합한다. 39℃에서 18 시간 동안 항온 처리한다. 규칙적으로 혼합한다.
12. 이들 튜브를 6,750 x g에서 15 분 동안 원심분리한다. 상청액(supernate)을 가만히 따라 버린다.
13. 새로운 배설물을 플라스틱 가방에 수집한다. 여분의 공기를 제거한 이후, 이들 가방을 밀봉하고 시료를 37℃에 유지시킨다.
14. CO2 하에 혐기성 희석 용액을 15초 동안 Waring 배합기에서 혼합함으로써 배설물을 상기 용액에서 1:10 희석한다. CO2 하에, 혼합되고 희석된 배설물을 4개 층의 한랭사(cheesecloth)를 통하여 혈청 병(serum bottle) 내로 여과하고 밀봉한다.
15. 26 ㎖ 매체를 각 튜브에 첨가한다. CO2로 정화한다. 마개와 Bunsen 밸브로 밀봉한다.
16. 이들 튜브를 4 ㎖의 희석된 배설물로 접종한다. 부드럽게 혼합한다.
17. 39℃에서 18 시간 동안 항온 처리한다. 규칙적으로 혼합한다.
18. 항온 처리후, 튜브의 내용물을 400 ㎖ Berzelius 비커로 이전한다. 120 ㎖의 95% 에탄올을 첨가하고 1 시간 동안 침전시킨다.
SCFA 분석이 요구되면, 튜브로부터 2 ㎖ 하위-시료(sub-sample)를 피펫으로 이전하고, 남아있는 28 ㎖를 112 ㎖ 95% 에탄올로 침전시킨다.
19. 이전에 벗겨진 Whatman 541 필터 페이터를 통하여, 침전된 시료를 여과한다. 3회 10 ㎖ 분할량(portion)의 78% 에탄올, 2회 분할량의 95% 에탄올, 그리고 2회 분할량의 아세톤(acetone)으로 씻어낸다. 105℃에서 하룻밤동안 건조시키고 칭량한다. 시료는 유기 물질 잔여(organic matter residue)를 결정하기 위하여 재(ash)가 될 수도 있다.
이러한 프로토콜은 표 4에 열거된 물질을 조사하는데 이용되었다:
시험관내 발효 결과
SCFA 수율(재료로부터 wt%)
검사제 식별물질 소화가능 % 발효가능 % 변화없음 % 아세트산염 프로피온산염 부티르산염
과당 85% 11% 4% 0% 0% 11%
소르비톨 0% 45% 55% 0% 0% 45%
풀룰란 78% 12% 10% 0% 4% 7%
Sol 섬유 덱스트린 38% 13% 48% 0% 0% 13%
SCF55 45% 13% 42% 1% 3% 9%
HSCF55 41% 36% 23% 14% 4% 17%
3:1 SCF55: 과당 67% 11% 22% 0% 0% 11%
1:1 SCF55: 과당 70% 16% 14% 0% 0% 16%
SCF55 - 55% 섬유를 포함하는 가용성 옥수수 섬유
HSCF55 - 55% 섬유를 포함하는 수소 경화된 가용성 옥수수 섬유
Sol 섬유 덱스트린 - 타피오카 덱스트린 식품 재료
실시예 3 - 섬유를 포함하는 드라이 드링크(dry drink) 혼합물
드라이 드링크 혼합물은 아래의 재료(중량 기초(weight basis)에서 열거된 비율)로 제조되었다:
CHO 블렌드 1 93.56
구연산 3.01
양딸기 향미 2.01
키위 향미 1.00
슈크랄로스, 건조 0.40
트리칼슘 인산염(tricalcium phosphate) 0.02
100.0
상기 산물은 아래와 같이 제조하였다: 제어된 대기, 낮은 습도(humidity)를 이용하여 블렌드를 혼합한다. 100 ㎖의 물에 대해 4.98 g을 첨가한다. 용해될 때까지 혼합한다.
실시예 4 - 탄산화된 소프트 드링크(soft drink)
소프트 드링크 혼합물은 아래의 재료로 제조되었다:
CHO 블렌드 1 23.28
구연산 0.63
카페인 0.06
구연산나트륨 0.10
소르빈산 칼륨(potassium sorbate) 0.05
슈크랄로스 액상 농축물 0.19
레몬-라임(lemon-lime) 향미 0.30
여과된 물 75.39
100.0
상기 산물은 아래와 같이 제조하였다: 탄수화물 블렌드를 물에 용해시킨다. 보존제(preservative)를 첨가하고 완전하게 용해시킨다. 산을 첨가한다. 이후, 카페인을 용해시키고 향미를 첨가한다. 여기에서 농축물(concentrate)이 만들어진다. 최종 음료(finished beverage)에서 5:1 쓰로우(throw)로 상기 농축물을 이용한다.
실시예 5 - 재수화 드링크
드링크 혼합물은 아래의 재료로 제조되었다:
CHO 블렌드 1 84.91
구연산 2.73
말산 1.82
염화나트륨 1.18
구연산나트륨, 2수화물 1.55
구연산칼륨, 일수화물 1.82
트리칼슘 인산염, 고화방지제(anticaking agent) 0.02
슈크랄로스, 미분화 0.45
포도 향미 5.47
적색 안료 #40 0.04
청색 안료 #1 0.01
100.00
상기 산물은 아래와 같이 제조하였다: 제어된 대기, 낮은 습도를 이용하여 블렌드를 혼합한다. 100 ㎖의 물에 대해 5.48 g을 첨가하고, 용해될 때까지 혼합한다.
실시예 6 - 오렌지 망고 저온살균 음료
음료 혼합물은 아래의 재료로 제조되었다:
CHO 블렌드 1 4.658
구연산 0.17
말산 0.07
염화나트륨 0.065
구연산나트륨, 2수화물 0.085
구연산칼륨, 일수화물 0.10
슈크랄로스, 미분화 0.035
적색 안료 #40 (1 % 용액) 0.17
황색 안료 #5 (5% 용액) 0.43
망고 향미 0.20
오렌지 향미 0.20
여과된 물 93.817
100.00
상기 산물은 아래와 같이 제조하였다: 건조 재료를 물에 용해시킨다. 19O℉에서 30초 동안 저온살균한다. 병 내로 고온 충전(Hot filling)한다. 냉각시킨다.
실시예 7 - 건조 푸딩(pudding) 혼합물
푸딩 혼합물은 아래의 재료로 제조되었다:
MiraSperse 2000 37.275
(Tate & Lyle, 변형된 식품 전분(food starch modified))
CHO 블렌드 1 52.319
피로인산테트라나트륨(tetrasodium pyrophosphate) 2.572
인산이나트륨(disodium phosphate) 2.572
유화제(emulsifier), bealite EV 1.959
이산화티타늄(titanium dioxide) 1.225
바닐라 향미 0.98
식염 0.796
슈크랄로스, 건조 0.230
Baker 난 암청색(egg shade color) 0.037
아세설팜-K 0.036
100.00
상기 산물은 아래와 같이 제조하였다: 제어된 대기, 낮은 습도를 이용하여 블렌드를 혼합한다. 52.26 g을 2 컵의 우유에 첨가한다. 고속에서 2분 동안 혼합한다. 먹기 5분 전에 굳힌다.
실시예 8 - 와이어 컷(wire cut) 쿠키
쿠키 혼합물은 아래의 재료로 제조되었다:
쇼트닝(shortening) 18.22
설탕 11.72
CHO 블렌드 1 6.50
식염 0.42
바닐라 향미 0.21
초콜릿 향미 0.21
물 5.88
액상 캐러멜 안료 0.21
슈크랄로스 25% 용액 0.047
Isosweet 100 (HFCS) 0.85
감성 유청(sweet whey) 0.42
박력분(pastry flour) 27.42
저항성 전분 12.00
베이킹 소다(baking soda) 0.64
초콜릿 칩(chocolate chip) - 미니 15.25
100.00
상기 산물은 아래와 같이 제조하였다: 쇼트닝, 설탕, CHO 블렌드, 그리고 식염을 Kitchenaid 혼합기에서 함께 교반한다. 측면을 긁어내고 속도 2에서 2분 동안 교반한다. 향미, 물, 안료, 슈크랄로스, Isosweet, 저항성 전분, 그리고 유장을 첨가한다. 탕기(bowl)를 긁어내고 속도 1에서 1분 동안 교반한다. 탕기(bowl)를 긁어내고 속도 2에서 2분 동안 교반한다. 탕기(bowl)를 긁어내고 칩을 제외한 재료를 그대로 놓아둔다. 속도 1에서 1분 동안 교반하고, 30초 후에 탕기를 긁어낸다. 48 g을 1.5" 쿠키 커터(cookie cutter) 내로 적합시키고 와이어 커터(wire cutter)로 ~12 g 쿠키를 절단한다. 단일 양피지(parchment)를 포함하는 1/2 시트(sheet) 팬에서 425℉에서 6:45분 동안 굽는다. 팬에서 냉각시킨다.
실시예 9 - 쿠키
혼합물은 아래의 재료로 제조되었다:
3/4 c CHO 블렌드 1(표준 설탕을 1:1 대체)
3/4 c 갈색 설탕
1 c 버터 또는 마가린
상기 산물은 아래와 같이 제조하였다: 버터와 설탕을 휘저어 크림 모양으로 만든다. 계란 2개와 1 t 바닐라를 첨가한다. 충분히 혼합한다. 2 1/4 c 밀가루, 1 t 베이킹 소다, 그리고 1 t 식염을 첨가한다. 충분히 혼합한다. 12 oz의 초콜릿 칩을 첨가하고, 쿠키 시트(cookie sheet)에 올려놓고, 375℉에서 7-10분 동안 굽는다.
실시예 10 - 테이블 설탕(table sugar) 대체물 이형 1(TSR1, 500 g 배치(batch)에 대한 조리법)
테이블탑 설탕 대체 혼합물은 아래의 재료로 제조되었다:
코어 M-60 8.3 g
가용성 옥수수 섬유 491.7 g
코어 M-60은 10 DE 말토덱스트린에서 중량으로 10% 슈크랄로스이다. 슈크랄로스는 중량으로, 테이블 설탕보다 600배 달다. SCF는 4 g 티스푼(teaspoon)당 3 g의 식이 섬유를 제공한다. 이러한 혼합된 재료는 중량으로, 테이블 설탕과 비교하여 동일한 단맛과 절반의 칼로리를 제공한다.
실시예 11 - 테이블 설탕 대체물 이형 2(TSR2, 500 g 배치에 대한 조리법)
테이블탑 설탕 대체 혼합물은 아래의 재료로 제조되었다:
슈크랄로스 0.83 g
가용성 옥수수 섬유 499.17 g
실시예 12 - 고과당 옥수수 시럽 섬유(HFCSF 42, 71%ds, 645 g 배치에 대한 조립법)
혼합물은 아래와 같이 제조하였다:
물에 녹인 TSR2(상기 실시예 11로부터)의 67.2wt% 용액 395 g을 준비한다. 과당의 77wt% 용액(Krystar® Liquid) 250 g에 혼합하고 이들 두 용액을 완전하게 혼합한다. 여기에서, 71% 건조 고형물 함량, 건조 고형물 기초에서 42% 과당, 그리고 건조 고형물 기초에서 43.5% 섬유를 포함하는 시럽 산물이 만들어진다. 이러한 시럽은 또한, 동등한 양의 표준 고과당 옥수수 시럽(HFCS), 예를 들면, ISOSWEET 100®(Tate & Lyle)보다 29% 적은 칼로리를 제공한다.
상기 물질은 임의의 적용에서 임의의 식품 산물 또는 음료의 요구에 맞게 섬유 수준을 조정하고 칼로리를 감소시키기 위하여, 유사한 건조 고형물과 과당 농축물(ISOSWEET 100®)을 포함하는 HFCS와 혼합될 수 있다.
실시예 13 - 고과당 옥수수 시럽 섬유(HFCSF 42, 80%ds, 573 g 배치에 대한 조립법)
혼합물은 아래와 같이 제조하였다:
물에 녹인 TSR2(상기 실시예 11로부터)의 82.3wt% 용액 323 g을 준비한다. 과당의 77wt% 용액(Krystar® Liquid) 250 g에 혼합하고 이들 두 용액을 완전하게 혼합한다. 여기에서, 80% 건조 고형물 함량, 건조 고형물 기초에서 42% 과당, 그리고 건조 고형물 기초에서 43.5% 섬유를 포함하는 시럽 산물이 만들어진다. 이러한 시럽은 또한, 동등한 양의 표준 고과당 옥수수 시럽(HFCS), 예를 들면, ISOSWEET 180®(Tate & Lyle)보다 29% 적은 칼로리를 제공한다.
상기 물질은 임의의 적용에서 임의의 식품 산물 또는 음료의 요구에 맞게 섬유 수준을 조정하고 칼로리를 감소시키기 위하여, 유사한 건조 고형물과 과당 농축물(ISOSWEET 180®)을 포함하는 HFCS와 혼합될 수 있다.
실시예 14 - 고과당 옥수수 시럽 섬유(HFCSF 55, 77%ds, 454 g 배치에 대한 조립법)
혼합물은 아래와 같이 제조하였다:
물에 녹인 TSR2(상기 실시예 11로부터)의 77wt% 용액 204 g을 준비한다. 과당의 77wt% 용액(Krystar® Liquid) 250 g에 혼합하고 이들 두 용액을 완전하게 혼합한다. 여기에서, 77% 건조 고형물 함량, 건조 고형물 기초에서 55% 과당, 그리고 건조 고형물 기초에서 33.7% 섬유를 포함하는 시럽 산물이 만들어진다. 이러한 시럽은 또한, 동등한 양의 표준 고과당 옥수수 시럽(HFCS) 예를 들면, ISOSWEET 5500®(Tate & Lyle)보다 23% 적은 칼로리를 제공한다.
상기 물질은 임의의 적용에서 임의의 식품 산물 또는 음료의 요구에 맞게 섬유 수준을 조정하고 칼로리를 감소시키기 위하여, 유사한 건조 고형물과 과당 농축물(ISOSWEET 5500®)을 포함하는 HFCS와 혼합될 수 있다.
실시예 15 - 응집된 가용성 옥수수 섬유
가용성 옥수수 섬유(SCF)는 Glatt ProCell 5 유동층 응집기(fluid bed agglomerator)를 탑 스프레이 양식(top spray mode)으로 이용하여, GF 배치 인서트(batch insert)로 응집시켰다. 25% StarDri 10(10 DE 말토덱스트린) 용액이 결합 용액(binding solution)으로서 이용되었다.
450 g의 SCF를 상기 유동층에 배치하고 200 g의 말토덱스트린 용액으로 응집시켰다. 이러한 과정은 아래의 파라미터에서 수행하였다: 53℃의 산물 온도(product temperature), 70㎥/hr의 풍량(air volume), 1.5 bar에서 원자화 공기(atomization air), 대략 8 g/min의 분사율(spray rate).
상기 용액 200 g을 분사한 이후에, 펌프와 히터를 멈추고, 산물을 1분 동안 건조시킨다. 최종 산물은 이후, 챔버로부터 끄집어내고 10 메시(mesh) 스크린을 통하여 체질하여 대형 입자를 제거하였다. 이는 본래 그대로의 SCF(~0.8 g/cc)와 비교하여 더욱 낮은 벌크 밀도(입방 센티미터당 0.2 내지 0.5 g)를 갖는 산물을 결과한다.
선택적으로, SCF는 응집에 앞서 60 메시를 통하여 체질될 수 있다. 스크린을 통과한 산물은 이후, 상기 유동층을 충전하는데 이용될 수 있다. 더욱 미세한 출발 산물(starting product)을 이용하면, 최종 산물의 분산성이 향상된다.
실시예 16 - 슈크랄로스를 포함하는 응집된 가용성 옥수수 섬유
가용성 옥수수 섬유(SCF)는 Glatt ProCell 5 유동층 응집기(fluid bed agglomerator)를 탑 스프레이 양식(top spray mode)으로 이용하여, GF 배치 인서트(batch insert)로 응집시켰다. 25% StarDri 10(10 DE 말토덱스트린) 용액이 결합 용액(binding solution)으로서 이용되었다. 최종 산물에 단맛을 부가하기 위하여, 소량의 슈크랄로스가 상기 접합제에 추가된다.
450 g의 SCF를 상기 유동층에 배치하고 200 g의 말토덱스트린 용액으로 응집시켰다. 최종 산물 ~0.32% 슈크랄로스를 만들기 위한 공정에 앞서, 1.6 g의 슈크랄로스를 상기 접합제 용액에 첨가하였다. 이러한 과정은 아래의 파라미터에서 수행하였다: 53℃의 산물 온도(product temperature), 70㎥/hr의 풍량(air volume), 1.5 bar에서 원자화 공기(atomization air), 대략 8 g/min의 분사율(spray rate).
상기 용액 200 g을 분사한 이후에, 펌프와 히터를 멈추고, 산물을 1분 동안 건조시킨다. 최종 산물은 이후, 챔버로부터 끄집어내고 10 메시(mesh) 스크린을 통하여 체질하여 대형 입자를 제거하였다.
선택적으로, SCF는 응집에 앞서 60 메시를 통하여 체질될 수 있다. 스크린을 통과한 산물은 이후, 상기 유동층을 충전하는데 이용될 수 있다. 더욱 미세한 출발 산물(starting product)을 이용하면, 최종 산물의 분산성이 향상된다.
실시예 17 - 구연산칼슘을 포함하는 캐러멜 씹는 과자(caramel chew)
씹을 수 있는 캐러멜-향미 칼슘 보충제(calcium supplement)는 아래의 재료로 제조되었다:
그램
설탕 54
가용성 옥수수 섬유 55(72% 건조 고형물을 포함하는 시럽)
탈지분유(non-fat dry milk) 5
유제품 버터(dairy butter) 27
식염 0.4
바닐라 향미 0.2
물 25
구연산칼슘 80
상기 산물은 아래와 같이 제조하였다: 설탕, 탈지분유와 물을 조리용 솥(cooking kettle)에 배치한다. 덩어리가 없어질 때까지 교반한다. 가용성 옥수수 섬유 시럽을 첨가한다. 끓는점(boiling temperature)(~216℉) 바로 위까지 조리한다. 교반하면서 버터를 첨가한다. ~236℉까지 조리한다. 식염, 칼슘과 향미를 첨가한다. 기름칠된 슬래브(slab)에 붓는다. 냉각시키고, 각각 5-6 g 무게의 조각으로 원하는 형상으로 절단한다. 포장한다.
실시예 18 - 탄산칼슘을 포함하는 캐러멜 씹는 과자(caramel chew)
씹을 수 있는 캐러멜-향미 칼슘 보충제(calcium supplement)는 아래의 재료로 제조되었다:
그램
설탕 54
가용성 옥수수 섬유 55(72% 건조 고형물을 포함하는 시럽)
탈지분유(non-fat dry milk) 5
유제품 버터(dairy butter) 27
식염 0.4
바닐라 향미 0.2
물 25
탄산칼슘 40
상기 산물은 아래와 같이 제조하였다: 설탕, 탈지분유와 물을 조리용 솥(cooking kettle)에 배치한다. 덩어리가 없어질 때까지 교반한다. 가용성 옥수수 섬유 시럽을 첨가한다. 끓는점(boiling temperature)(~216℉) 바로 위까지 조리한다. 교반하면서 버터를 첨가한다. ~236℉까지 조리한다. 식염, 칼슘과 향미를 첨가한다. 기름칠된 슬래브(slab)에 붓는다. 냉각시키고, 각각 5-6 g 무게의 조각으로 원하는 형상으로 절단한다. 포장한다.
이들 씹을 수 있는 캐러멜-향미 칼슘 보충제(실시예 17과 18) 중에서 하나의 2조각 1회분(two piece serving)은 대략 30 칼로리의 총 칼로리 섭취(total caloric intake)에서 1 g의 칼슘과 2 g의 식이 섬유를 제공한다.
실시예 19 - 다이어트 콜라(diet cola) 음료
대조 다이어트 콜라(diet cola) 음료는 아래의 재료를 특정된 농도에서 물에 용해시키고, 이후 탄산화(carbonation)시킴으로써 제조하였다:
재료 %
콜라 향미 0.100
캐러멜 DS 0.050
H3PO4 85% 0.060
Na3Citrate 0.030
카페인 0.010
Na 벤조에이트 0.010
슈크랄로스 0.021
다이어트 콜라 음료는 아래의 재료를 특정된 농도에서 물에 용해시키고, 이후 탄산화(carbonation)시킴으로써, 풀룰란과 SCF의 블렌드를 이용하여 제조하였다:
재료 %
SCF 5.000
풀룰란 1.000
콜라 향미 0.100
캐러멜 DS 0.050
H3PO4 85% 0.060
Na3Citrate 0.030
카페인 0.010
Na 벤조에이트 0.010
슈크랄로스 0.021
이들 2가지 식이 음료는 이후, 암호화된 시료 식별물질을 이용하여 숙련된 관능평가 패널(sensory panel)에 의해 검사되었다. 상기 패널은 SCF와 풀룰란을 포함하는 음료가 대조 다이어트 음료에 비하여 강화된 향미와 입안촉감을 제공한다는 것을 확인하였다.
본 발명의 특정 구체예에 관한 상기한 설명은 본 발명의 모든 가능한 구체예의 목록으로서 의도되지 않는다. 당업자는 다른 구체예가 아래의 특허청구범위 내에 있음을 인지할 것이다.

Claims (52)

  1. (1) 전분 곡물(cereal grain)로부터 만들어지고 소화 저항성(digestion resistant) 올리고당류, 느린 소화성(slowly digestible) 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 전분-유래된 가용성 섬유 성분(soluble fiber composition); 그리고 (2) 과당(fructose), 풀룰란(pullulan), 소르비톨(sorbitol), 비-영양적 고밀도 감미료(non-nutritive high-intensity sweetener), 또는 이들 중에서 2개 이상의 조합에서 선택되는 최소한 하나의 물질을 포함하는 식용 조성물(edible composition).
  2. 청구항 1에 있어서, 소르비톨, 풀룰란, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 비-영양적 고밀도 감미료를 포함하는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 비-영양적 고밀도 감미료는 슈크랄로스(sucralose)인 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 가용성 섬유 성분은 미립자 형태(particulate form)로 존재하고, 이들 미립자는 접합제(binder)에 의해 서로 묶여 있는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서, 접합제는 다량의 말토덱스트린(maltodextrin)을 포함하는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 전분-유래된 가용성 섬유 성분은 전분 곡물로부터 유래되는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  8. 청구항 7에 있어서, 전분 곡물은 옥수수이고, 가용성 섬유 성분은 가용성 옥수수 섬유 성분인 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 가용성 섬유 성분은 아래의 단계를 포함하는 방법에 의해 생산되는 것을 특징으로 하는 식용 조성물:
    전분 곡물로부터 유래된 전분(starch)의 당화(saccharification)에 의해 최소한 하나의 올리고당류와 최소한 하나의 단당류를 포함하는 수성 성분을 생산하는 단계;
    막 여과(membrane filtering)와 연속 모사 이동층 크로마토그래피(sequential simulated moving bed chromatography) 중에서 최소한 한 가지를 포함하는 방법으로 수성 성분을 분별하여 단당류-풍부한 흐름(monosaccharide-rich stream)과 소화 저항성 올리고당류-풍부한 흐름(oligosaccharide rich stream)을 형성하는 단계;
    올리고당류-풍부한 흐름을 회수하는 단계.
  10. 청구항 9에 있어서, 올리고당류-풍부한 흐름은 소량의 포도당(dextrose)과 과당(fructose)을 포함하고, 생산 방법은 올리고당류-풍부한 흐름을 이성화 효소(isomerization enzyme)와 접촉시켜 포도당 중에서 최소한 일부를 과당으로 전환시키고, 따라서 이성화된 올리고당류-풍부한 흐름을 산출하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  11. 청구항 9에 있어서, 올리고당류-풍부한 흐름은 소량의 단당류를 포함하고, 생산 방법은 올리고당류-풍부한 흐름을 수소로 경화 처리하여 흐름 내에 단당류 중에서 최소한 일부를 알코올로 전환시키고, 따라서 수소 경화된 올리고당류-풍부한 흐름을 산출하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  12. 청구항 9에 있어서, 생산 방법은 올리고당류-풍부한 흐름을 글루코시다아제 효소(glucosidase enzyme)와 접촉시켜 흐름 내에 존재하는 잔여 단당류 중에서 최소한 일부를 올리고당류 또는 다른 단당류에 공유 결합시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  13. 청구항 1에 있어서, 가용성 섬유 성분은 아래의 단계를 포함하는 방법에 의해 생산되는 것을 특징으로 하는 식용 조성물:
    전분 곡물로부터 유래된 최소한 하나의 단당류 또는 선형 당류 올리고머(linear saccharide oligomer)를 포함하고 최소한 70wt%(percent by weight, 중량 비율)의 고형물 농도(solids concentration)를 갖는 수성 공급 성분(aqueous feed composition)을 최소한 4O℃의 온도로 가열하는 단계;
    비-선형 당류 올리고머의 형성을 유발할 만큼 충분한 시간 동안 글루코실 결합(glucosyl bond)의 절단 또는 형성의 속도를 가속화시키는 최소한 하나의 촉매를 공급 성분과 접촉시키는 단계, 여기서 선형 당류 올리고머보다 비-선형 당류 올리고머를 더욱 높은 농도로 포함하는 산물 조성물이 생산된다.
  14. 청구항 13에 있어서, 최소한 하나의 촉매는 글루코실 결합의 절단 또는 형성의 속도를 가속화시키는 효소인 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서, 효소는 글루코아밀라아제 효소(glucoamylase enzyme) 성분인 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  16. 청구항 13에 있어서, 최소한 하나의 촉매는 산(acid)인 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  17. 청구항 16에 있어서, 산은 염화수소산(hydrochloric acid), 황산(sulfuric acid), 인산(phosphoric acid), 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  18. 청구항 13에 있어서, 최소한 하나의 촉매는 임의의 순서로 순차적으로 이용되는, 산과 효소의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  19. 청구항 13에 있어서, 공급 성분은 70 - 99%의 고형물 농도를 갖고, 산과의 접촉 동안 70 - 18O℃의 온도에 유지되는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  20. 청구항 13에 있어서, 산물 조성물은 건조 고형물 기초(dry solids basis)에서 최소한 50wt%의 농도에서 최소한 3의 중합도(degree of polymerization)를 갖는 비-선형 당류 올리고머를 포함하는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  21. 청구항 1의 식용 조성물을 포함하는 식품 산물(food product).
  22. 청구항 21에 있어서, 식용 조성물은 식품 산물에서 자당(sucrose)에 대한 대체물인 것을 특징으로 하는 식품 산물.
  23. 청구항 21에 있어서, 구운 식품(baked food), 아침식사용 곡물(breakfast cereal), 유제품(dairy product), 캔디(confection), 잼(jam)과 젤리(jelly), 음료(beverage), 소(filling), 압출 스낵(extruded snack)과 시트 스낵(sheeted snack), 젤라틴 디저트(gelatin dessert), 스낵 바(snack bar), 치즈(cheese)와 치즈 소스(cheese sauce), 식용 필름(edible film)과 수용성 필름(water-soluble film), 수프(soup), 시럽(syrup), 소스(sauce), 드레싱(dressing), 크리머(creamer), 당의(icing), 설탕 입힘(frosting), 글레이즈(glaze), 사료(pet food), 토르티야(tortilla), 고기(meat)와 물고기(fish), 건과(dried fruit), 유아식(infant food)과 아동식(toddler food), 반죽(batter) 또는 빵(breading)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 식품 산물.
  24. 식품 산물에 대한 포유동물의 혈당 반응(glycemic response)을 감소시키는 방법에 있어서, 식품 산물의 재료(ingredient)에서 영양적 감미료(nutritive sweetener)를 청구항 1의 식용 조성물로 대체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 청구항 24에 있어서, 영양적 감미료는 자당, 옥수수 시럽, 고과당 옥수수 시럽, 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 전분 곡물로부터 만들어지고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 전분-유래된 가용성 섬유 성분; 그리고 비-영양 적 고밀도 감미료를 포함하는 1회분(single serving) 포장된 감미료 조성물에 있어서, 상기 조성물은 소비자에 의해 개봉되도록 개조된 포장 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 1회분 포장된 감미료 조성물.
  27. 청구항 26에 있어서, 과당, 풀룰란, 소르비톨, 또는 이들 중에서 2개 이상의 조합에서 선택되는 최소한 하나의 물질을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 1회분 포장된 감미료 조성물.
  28. 청구항 26에 있어서, 비-영양적 고밀도 감미료는 슈크랄로스인 것을 특징으로 하는 1회분 포장된 감미료 조성물.
  29. 청구항 26에 있어서, 말토덱스트린을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 1회분 포장된 감미료 조성물.
  30. 청구항 26에 있어서, 전분-유래된 가용성 섬유 성분은 포장된 감미료 조성물의 대략 70-99wt%를 구성하는 것을 특징으로 하는 1회분 포장된 감미료 조성물.
  31. 전분 곡물로부터 만들어지고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 전분-유래된 가용성 섬유 성분; 과당; 그리고 비-영양적 고밀도 감미료를 포함하는 옥수수 시럽 조성물.
  32. 청구항 31에 있어서, 건조 고형물 기초에서 35-50wt% 과당과 35-50wt% 가용성 섬유 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 옥수수 시럽 조성물.
  33. 청구항 31에 있어서, 비-영양적 고밀도 감미료는 슈크랄로스인 것을 특징으로 하는 옥수수 시럽 조성물.
  34. 고과당 옥수수 시럽과 청구항 31의 옥수수 시럽 조성물의 블렌드(blend)를 포함하는 감미료 조성물.
  35. 전분 곡물로부터 만들어지고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 전분-유래된 가용성 섬유 성분; 그리고 최소한 하나의 칼슘 화합물을 포함하는 식용 칼슘 보충제(edible calcium supplement).
  36. 청구항 35에 있어서, 칼슘 화합물은 구연산칼슘(calcium citrate), 탄산칼슘(calcium carbonate), 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 식용 칼슘 보충제.
  37. 전분 곡물로부터 만들어지고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 전분-유래된 가용성 섬유 성분; 풀룰란; 비-영양 적 고밀도 감미료; 그리고 최소한 하나의 향미( flavor)를 포함하는 식이 음료(diet beverage).
  38. 청구항 37에 있어서, 비-영양적 고밀도 감미료는 슈크랄로스인 것을 특징으로 하는 식이 음료.
  39. 청구항 37에 있어서, 3-7wt%의 전분-유래된 가용성 섬유 성분과 0.1-3wt% 풀룰란을 포함하는 것을 특징으로 하는 식이 음료.
  40. (1) 전분 곡물로부터 만들어지고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 전분-유래된 가용성 섬유 성분; 그리고 (2) 말토덱스트린의 응집(agglomeration)을 포함하는 미립자를 포함하는 식용 조성물.
  41. 청구항 40에 있어서, 미립자는 비-영양적 고밀도 감미료를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  42. 청구항 41에 있어서, 비-영양적 고밀도 감미료는 슈크랄로스인 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  43. 청구항 40에 있어서, 입방 센티미터(cubic centimeter)당 0.1 - 0.85 g의 벌 크 밀도(bulk density)를 갖는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  44. 청구항 43에 있어서, 입방 센티미터당 0.45 - 0.65 g의 벌크 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 식용 조성물.
  45. 식용 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 아래의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    (a) 수성 말토덱스트린 용액과 (b) 전분 곡물로부터 만들어지고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 전분-유래된 가용성 섬유 성분을 배합하여 혼합물을 형성하는 단계;
    혼합물을 응집하여 미립자를 형성하는 단계.
  46. 청구항 45에 있어서, 혼합물은 비-영양적 고밀도 감미료를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 청구항 46에 있어서, 비-영양적 고밀도 감미료는 슈크랄로스인 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 청구항 45에 있어서, 미립자는 입방 센티미터당 0.1 - 0.85 g의 벌크 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 청구항 45에 있어서, 미립자는 입방 센티미터당 0.45 - 0.65 g의 벌크 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 청구항 45에 있어서, 혼합물은 스프레이 응집(spray agglomeration)에 의해 응집되는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 식용 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 아래의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    (a) 전분 곡물로부터 만들어지고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 전분-유래된 가용성 섬유 성분과 (b) 과당, 풀룰란, 소르비톨, 비-영양적 고밀도 감미료, 또는 이들 중에서 2개 이상의 조합에서 선택되는 최소한 하나의 물질을 배합하여 혼합물을 형성하는 단계;
    혼합물을 응집하여 미립자를 형성하는 단계.
  52. (1) 전분 곡물로부터 만들어지고 소화 저항성 올리고당류, 느린 소화성 올리고당류, 또는 이들의 조합을 포함하는 전분-유래된 가용성 섬유 성분; 그리고 (2) 과당, 풀룰란, 소르비톨, 비-영양적 고밀도 감미료, 또는 이들 중에서 2개 이상의 조합에서 선택되는 최소한 하나의 물질의 응집(agglomeration)을 포함하는 미립자를 포함하는 식용 조성물.
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