KR20130044153A - 혈당치의 상승이 완만한 당질 조성물 및 음식품 - Google Patents

Abstract

섭취 후의 소장에서의 소화 흡수가 늦어 혈당치의 상승이 완만하고, 또한 침투압이 가능한 한 낮은 당질 조성물 및 음식품을 제공하는 것을 과제로 한다. 덱스트린의 비환원 말단에, 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 구조를 가지고, 또한 DE가 10－52인 고분기 덱스트린과 이소말툴로스를 특정의 비율로 혼합한 당질 조성물에서는 이소말툴로스에 의한 고분기 덱스트린의 소화 억제 효과가 높아진다, 즉 소화가 상승적으로 억제된다고 하는 신규한 지견을 알아내어 본 발명의 완성에 이르렀다.

Description

혈당치의 상승이 완만한 당질 조성물 및 음식품{CARBOHYDRATE COMPOSITION AND FOOD AND BEVERAGE PRODUCING GRADUAL RISE IN BLOOD GLUCOSE LEVELS}

본 발명은 분자 내에 분기 구조 및/또는 직쇄 구조를 가지는 전분 분해물(덱스트린)의 비환원 말단에, 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 구조를 가지고, 또한 DE가 10－52인 고분기 덱스트린 및 이소말툴로스를 포함하는 혈당치의 상승이 완만한 당질 조성물, 음식품 및 영양 보급제에 관한 것이다.

당질은 우리의 에너지원으로서 중요한 영양소이다. 당질을 섭취하면 소화관 내의 효소로 소화되어 소장에서 흡수된다. 그 결과, 혈당치가 상승한다. 정상인의 경우 혈당치가 상승하면 췌장으로부터 인슐린이 분비되어 혈당치를 저하시키지만, 당뇨병 환자의 경우는 필요량의 인슐린이 생산되지 않거나, 분비되지 않거나, 혹은 분비되었다고 해도 효과가 저하하는 것이 원인이 되어, 혈당치가 높은 상태가 계속된다. 당뇨병에는 유전적으로 인슐린을 생산할 수 없는 I형과, 비만, 운동부족 등 생활 습관에 의해 인슐린 분비능이나 효과가 저하한 Ⅱ형이 있고, 당뇨병 환자의 90% 이상이 Ⅱ형이다. 근년 들어 이 Ⅱ형 당뇨병 환자가 급속히 증가하여 사회적으로도 큰 문제가 되고 있고, 당뇨병의 예방에도 시선이 모이고 있다. Ⅱ형 당뇨병은 주로 식생활을 개선함으로써 치료 또는 발증(發症)을 예방할 수가 있다고 생각되고 있다.

현재, 일반적으로 식품에 이용되고 있는 전분이나 전분 분해물 등의 당질은 소화 흡수가 빨라 섭취 후 혈당치는 급속히 상승한다. 이러한 소재는 당뇨병 환자에게는 적합하지 않고, 소화 흡수가 늦어 혈당치의 상승이 완만한 당질이 요구되고 있다(단, 에너지 계수는 탄수화물과 마찬가지의 4kcal/kg인 것이 전제). 또한, 영양 보급제 등의 당질에 사용되는 경우, 글루코스 등으로는 침투압이 높아 침투압성의 설사를 유발하기 때문에, 전분을 산 또는 효소로 가수분해하여 얻어지는 덱스트린 등, 침투압이 가능한 한 낮은 것이 요구되고 있다. 따라서, 당뇨병 환자에 있어서, 소화되기 어렵고, 또한 침투압이 낮은 당질의 개발은 극히 유용하다. 또, 소화되기 어렵고, 또한 침투압이 낮은 당질은 다이어트 식품, 에너지 보급 음료, 및 영양 보조 식품 등의 당질원으로서도 이용이 가능하여, 개발하는 의의는 극히 크다.

이들 요망에 답하는 영양 보급제의 당질로서 이소말툴로스가 알려져 있다. 이소말툴로스는 글루코스 1분자와 프럭토스 1분자가 α－1, 6 결합한 이당류이고, 소장에서의 소화 흡수 속도가 완만한 당질로, 현재 영양 보급제에 이용하는 당질로서 일부 이용되고 있다. 그러나, 이소말툴로스 10질량% 수용액의 침투압은 대략 340mOSMOL/kg으로 높아 사용이 제한되는 경우가 있었다.

또, 덱스트린의 비환원 말단에 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 결합으로 결합한 구조를 가지고, 또한 DE가 10－52인 것을 특징으로 하는 고분기 덱스트린(이하 단지 고분기 덱스트린이라고도 한다)이 개시되어 있다(특허문헌 1). 이 고분기 덱스트린은 소장에서의 소화 흡수 속도가 완만하고, 또한 10질량% 수용액의 침투압이 70~300mOSMOL/kg으로 낮기 때문에 영양 보급제의 당질로서 이용될 수 있지만, 혈당 상승의 지표로서의 GI치를 반드시 만족시킬 수 있는 것은 아니었다.

또, 이소말툴로스는 자당, 글루코스, 이성화당, 덱스트린 및 분기 덱스트린 등의 다른 당질과 동시에 섭취한 경우에, 그들 당질의 소화 흡수를 완만하게 하는 혈당 상승 억제 효과도 있는 것이 보고되어 있다(특허문헌 2). 그렇지만, 특허문헌 2에는 이소말툴로스와 덱스트린 또는 분기 덱스트린을 병용했을 때의 혈당치에 관련되는 효과를 실제로 평가한 예는 전혀 없고, 자당 혹은 글루코스를 이용한 예가 개시되어 있을 뿐이다.

WO2009/113652호 공보 일본 특허공개 2007－31445호 공보

본 발명은 이러한 사정에 기초하여 이루어진 것이고, 섭취 후의 소장에서의 소화 흡수가 늦어 혈당치의 상승이 완만하고, 또한 침투압이 가능한 한 낮은 당질 조성물 및 음식품을 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

본 발명자들은 소화되기 어려워 혈당치의 상승이 완만하고, 또한 침투압이 가능한 한 낮은 당질에 대해서 예의 연구를 거듭한 결과, 분자 내에 분기 구조 및/또는 직쇄 구조를 가지는 전분 분해물(덱스트린)의 비환원 말단에, 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 구조를 가지고, 또한 DE가 10－52인 고분기 덱스트린과 이소말툴로스를 특정의 비율로 혼합한 당질 조성물에서는 이소말툴로스에 의한 고분기 덱스트린의 소화 억제 효과가 높아지는, 즉 소화가 상승(相乘)적으로 억제된다고 하는 신규한 지견(知見)을 알아내어 본 발명의 완성에 이르렀다. 즉, 본 발명은 하기를 제공한다.

1. 덱스트린의 비환원 말단에 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 구조를 가지고, 또한 DE가 10－52인 고분기 덱스트린과, 이소말툴로스를 포함하는 당질 조성물.

2. 고분기 덱스트린과 이소말툴로스의 조성비(중량비)가 1：0.6~1：2인 상기 1 기재의 당질 조성물.

3. 비환원 말단에 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 글루코스의 비율이, 고분기 덱스트린 전질량에 대해서 5질량% 이상인 상기 1 또는 2 기재의 당질 조성물.

4. 내부에 분기 구조를 가지는 글루코스의 비율이, 고분기 덱스트린 전질량에 대해서 5~13질량%인 상기 1~3의 어느 하나에 기재된 당질 조성물.

5. 상기 1~4의 어느 하나에 기재된 당질 조성물을 포함하는 음식품.

6. 음식품이 영양제, 유동식, 식사 대체 음료, 에너지 보급 음료, 또는 젤리 식품인 상기 5 기재의 음식품.

본 발명에 의해 얻어지는 조성물은, 섭취 후의 소장에서의 소화 흡수가 늦어 혈당치의 상승이 효과적으로 억제되고, 또한 침투압이 낮기 때문에, 당뇨병 환자 대상 영양 보급제, 다이어트 식품, 에너지 보급 음료, 및 영양 보조 식품의 당질원 등 광범위한 의료 식품 및 식품 분야에의 응용을 기대할 수 있다.

본 발명에 있어서의 DE란 「〔(직접 환원당(포도당으로서 표시)의 질량)/(고형분의 질량)〕×100」의 식으로 표시되는 값으로, 빌슈테터－슈델법에 의한 분석치이다.

본 발명에 있어서의 「고분기 덱스트린」은 덱스트린의 비환원 말단에 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 구조를 가지고, 또한 DE가 10－52인 덱스트린이다.

DE는 바람직하게는 15－30, 더 바람직하게는 15－25이다.

본 발명의 당질 조성물의 침투압은 바람직하게는 70~300mOSMOL/kg 정도, 보다 바람직하게는 100~200mOSMOL/kg이다. 본 발명에 있어서의 침투압이란 Brix 10%로 조정한 수용액을 빙점 강하법에 의해, 침투압 계측기(VOGEL　OM802－D)를 이용하여 측정한 값이다.

상세하게는, 비환원 말단에 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 글루코스, 즉 「→6)－Glcp－(1→」의 비율이 덱스트린 전질량에 대해서 바람직하게는 5질량% 이상, 더 바람직하게는 7질량% 이상, 특히 바람직하게는 8~30질량%이다. 또, 내부의 분기 구조를 가지는 글루코스, 즉 「→4, 6)－Glcp－(1→」의 비율은 덱스트린 전질량에 대해서 바람직하게는 4~13질량%, 더 바람직하게는 5~10질량%이다.

이들 결합의 비율은 Hakomori의 메틸화법을 개변한 Ciucanu 등의 방법(Carbohydr. Res., 1984, 131, 209－217)에 의해 확인할 수 있다.

본 발명에 이용하는 분자 내에 분기 구조 및/또는 직쇄 구조를 가지는 전분 분해물(덱스트린)의 비환원 말단에, 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 구조를 가지고, 또한 DE가 10－52인 고분기 덱스트린은 시판의 것을 이용할 수가 있고, 예를 들면 마츠타니화학공업주식회사로부터 「HBD－20」의 상품명으로 판매되고 있다.

본 발명에 이용하는 이소말툴로스는 시판의 것을 이용할 수가 있고, 예를 들면 미츠이제당주식회사로부터 「팔라티노스(R)」의 상품명으로 판매되고 있다.

본 발명의 당질 조성물은 상기 고분기 덱스트린과 이소말툴로스를 배합하여 조제할 수가 있다. 배합비는 고분기 덱스트린 1질량부에 대해서 이소말툴로스 0.6~2.0질량부, 바람직하게는 0.8~2.0질량부, 더 바람직하게는 1.0~2.0질량부이다. 0.6질량부 미만에서는 소화 억제 효과가 약하고, 또 2.0질량부를 넘으면 소화 억제 효과는 강해지지만 침투압이 높아져, 영양 보급제 등에의 이용이 제한된다.

이 조성물은 단순한 분말의 혼합물이라도 좋지만, 과립, 정제, 페이스트, 용액 등의 용도에 따라 여러 가지 제형으로 할 수가 있다.

또, 이 조성물은 주로 의료식 대상의 영양 보급제, 개호(介護) 식품, 식사 대체 음식품, 다이어트 식품 및 스포츠용 음식품 등에 사용되는 것이 예상되지만, 거의 모든 식품에 사용할 수가 있다. 이 식품이란 사람의 식품, 동물원에서의 먹이 및 가축 사료, 애완동물 사료 등을 총칭하는 것이고, 종래의 DE=20~48 정도의 전분 분해물을 사용할 수 있는 식품의 모두가 포함된다. 즉, 커피, 홍차, 콜라, 쥬스 등의 액체 및 분말 음료류, 빵, 쿠키, 비스킷, 케이크, 피자, 파이 등의 베이커리류, 우동, 라면, 메밀국수 등의 면류, 스파게티, 마카로니, 페투치네 등의 파스타류, 캔디, 초콜릿, 추잉껌 등의 과자류, 도너츠, 포테이토칩스 등의 유과자류, 아이스크림, 쉐이크, 셔벗 등의 빙과류, 크림, 치즈, 분유, 연유, 크리미 파우더, 커피 화이트너, 유음료 등의 유제품, 푸딩, 요구르트, 드링크 요구르트, 젤리, 무스, 바바루아 등의 냉장 디저트류, 각종 수프, 스튜, 그라탱, 카레 등의 레토르트 파우치 내지 통조림류, 각종 된장, 간장, 소스, 케첩, 마요네즈, 드레싱, 부용, 각종 루 등의 조미료류, 햄, 소세지, 햄버거, 미트볼, 콘비프 등의 육가공품 및 그들의 냉동 식품, 필래프, 크로켓, 오믈렛, 도리아 등의 냉동 가공 식품, 크랩스틱, 어묵 등의 수산 가공품, 건조 매쉬드포테이트, 잼, 마멀레이드, 땅콩버터, 땅콩 등의 농산 가공품, 그 외 츠쿠다니, 떡, 쌀과자, 스낵 식품, 패스트푸드에 효과적으로 사용할 수 있다.

본 발명의 조성물은 그대로의 형태로 상기 에너지 보급제로서 사용할 수 있지만, 바람직하게는 의료식 대상의 영양 보급제, 개호 식품, 식사 대체 음식품, 다이어트 식품 및 스포츠용 음식품 등에 3~50질량%, 바람직하게는 10~30질량% 정도 함유시키는 것이 적당하다. 배합 방법으로서는, 식품 중의 전분질 또는 당질의 전부 또는 일부를 본 발명의 조성물로 치환하는 방법, 새로이 추가 배합하는 방법 등이 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

또, 본 발명의 조성물을 의료식 대상의 영양제, 개호 식품, 식사 대체 음식품, 다이어트 식품 및 스포츠용 음식 품 등에 사용하는 경우, 다른 기능성 식품 소재, 예를 들면 난소화성 덱스트린 등과 병용하면, 그 효과를 한층 높이는 것을 기대할 수 있다.

(시험예 1) (in vitro 소화성 시험)

이하에 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 특히 언급하지 않는 한 %는 질량%를 나타낸다.

고분기 덱스트린과 표준적인 덱스트린의 in vitro 소화에 대한 이소말툴로스의 저해 효과에 대해서 in vitro 소화성 시험으로 검증하였다.

본 발명에 있어서의 in vitro 소화성 시험이란, 생체 내에 있어서의 당질 소화성의 모의 시험이고, Englyst 등(European　Journal　of　Clinical　Nutrition, 1992, 46 S33~S50)의 방법에 기초한 변법으로, 당질(본 발명에서는 덱스트린)이 효소 혼합 용액(돼지 췌장 아밀라제 및 래트(rat) 소장 점막 효소)에 의해 분해를 받아 방출되는 글루코스량을 경시적으로 측정하는 시험이다.

사용하는 돼지 췌장 아밀라제는 Roche사제(19230U/ml)를 이용하였다. 또, 래트 소장 점막 효소는 Sigma사제의 래트 소장 아세톤 파우더를 이하와 같이 조제하여 이용하였다. 즉, 래트 소장 아세톤 파우더 1.2g을 45mM Bis－Tris Cl　Buffer(pH 6.6)/0.9mM CaCl2　15ml로 현탁하고, 호모지나이즈(homogenize)한 후, 3000rpm으로 10분 원심분리하여, 위의 맑은 액을 래트 소장 점막 효소의 조(粗)효소액으로 하였다. 조효소액의 활성은 26mM 말토스 용액에 있어서 1분간에 1mmol의 말토스를 분해하는 활성을 1U로 하여 산출하였다.

시험 방법은 이하와 같다.

덱스트린의 비환원 말단에 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 구조를 가지고, 또한 DE가 10－52인 고분기 덱스트린(상품명 HBD－20： 마츠타니화학공업사제/DE=20)(비환원 말단에 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 글루코스의 비율： 8.9%, 내부의 분기 구조를 가지는 글루코스의 비율： 5.2%)과, 컨트롤(control)으로서 표준적인 덱스트린(상품명 TK－16： 마츠타니화학공업사제/DE=18)(비환원 말단에 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 글루코스의 비율： 0.0%, 내부의 분기 구조를 가지는 글루코스의 비율： 4.8%)을 피검물질로서 사용하여, 각각 순수에 용해시켜 2질량%의 용액을 조제하였다. 또, 이소말툴로스(상품명 팔라티노스(R)： 미츠이제당사제)를 저해 물질로서 사용하였다.

각각의 피검물질에 대해, 이소말툴로스 비첨가계(피검물질만)로서 1개, 이소말툴로스 첨가계(피검물질＋팔라티노스(R))로서 5개의 시험관을 준비하여, 반응 용액을 조제하였다.

이소말툴로스 비첨가계(피검물질만)에는 2질량% 피검물질 용액 150μl와 완충 용액(45mM Bis－Tris Cl　Buffer(pH 6.6)/0.9mM CaCl2) 1270μl를 넣어 잘 교반하였다.

한편, 이소말툴로스 첨가계(피검물질＋팔라티노스(R))에는 2질량% 피검물질 용액 150μl와 2질량% 이소말툴로스 용액을 75, 90, 120, 150, 300μl로 되도록 각각 첨가하여, 전체량이 1420μl로 되도록 완충 용액을 넣어 잘 교반하였다. 이소말툴로스 첨가계(피검물질＋팔라티노스(R))에서의 이소말툴로스량은 피검물질량의 0.5배, 0.6배, 0.8배, 1배, 2배량으로 되도록 첨가하였다.

효소 혼합 용액은 돼지 췌장 아밀라제(384.6U/ml) 8μl, 래트 소장 점막 효소(6.33U/ml) 22.4μl, 완충 용액 49.6μl를 혼합하여, 80μl를 1반응 용액에 첨가하도록 조제하였다. 조제한 반응 용액을 37℃에서 10분간 예비 배양한 후, 0.5M 과염소산 25μl에 반응 용액 95μl와 효소 혼합 용액 5μl를 잘 혼합하여 반응 시간 0분 샘플로 하였다.

다음에, 나머지 반응 용액에 효소 혼합 용액 75μl를 첨가하고, 잘 혼합하여 37℃에서 반응을 개시하였다. 반응 시간 10분, 30분, 3시간에서 반응 용액 100μl를 취하고, 0.5M 과염소산 25μl와 혼합하여 반응을 정지시켰다. 이 반응 정지액 40μl를 글루코스 CⅡ 테스트 와코(와코순약공업사제)로 각 반응 시간에서의 글루코스 농도를 정량하였다. 정량한 글루코스 농도로부터 이하의 계산방법으로 이소말툴로스 첨가시의 글루코스 생성 속도의 감소율을 산출하여, 저해 효과의 지표로 하였다.

이소말툴로스 비첨가계에서의 글루코스 농도(반응 시간 0분： Amg/dl, 각 반응 시간： Bmg/dl)로부터, 반응 시간 0분부터 각 반응 시간까지의 1시간당 글루코스 생성 속도를 산출한다.

　　글루코스 생성 속도(mg/dl/h)=(B－A)/반응 시간(h) …　X

마찬가지로 팔라티노스 첨가계에서의 글루코스 농도(반응 시간 0분： Cmg/dl, 각 반응 시간： Dmg/dl)로부터, 반응 시간 0분부터 각 반응 시간까지의 1시간당 글루코스 생성 속도를 산출한다.

　　글루코스 생성 속도(mg/dl/h)=(D－C)/반응 시간(h) …　Y

이소말툴로스 비첨가계와 이소말툴로스 첨가계의 글루코스 생성 속도(X, Y)로부터, 이소말툴로스 첨가계를 기준으로 했을 때의 이소말툴로스 첨가시의 글루코스 생성 속도의 감소율을 각 반응 시간에서 구하였다.

　　글루코스 생성 속도 감소율(%)=(X－Y)/X×100

각 이소말툴로스(팔라티노스(R)) 첨가량에서의 글루코스 생성 속도 및 그 감소율을 각각 표 1에 나타낸다. 실험 1은 피검물질 1질량부에 대해서 이소말툴로스 0.5, 1.0 및 2.0질량부 첨가한 경우의 영향, 실험 2에서는 0.6 및 0.8질량부 첨가한 경우의 영향을 나타냈다.

피검물질 1질량부에 대해서 이소말툴로스 0.6질량부 이상 첨가했을 때, 표준적인 덱스트린(TK－16)에 비해 고분기 덱스트린(HBD－20)에서의 글루코스 생성 속도 감소율이 높고, 고분기 덱스트린의 분해 반응에 대해서 높은 저해 효과, 즉 상승(相乘)적인 저해 효과를 나타냈다.

또한 피검물질 1질량부에 대해서 이소말툴로스 0.6질량부 이상 첨가했을 때, 이소말툴로스 첨가량의 증가에 따라, 표준적인 덱스트린과 고분기 덱스트린에서의 글루코스 생성 속도 감소율의 차가 커져, 고분기 덱스트린의 분해에 대한 이소말툴로스의 상승적인 저해 효과가 인지되었다.

실시예 1　경장( 經腸 ) 영양제의 조제

표 2의 처방에 따라 시험예 1에서 확인된 HBD－20(침투압： 140mOSM)과 팔라티노스(R)를 포함하는 경장 영양제를 조제하여, 양호한 제품을 얻었다.

실시예 2　식사 대체 음료의 조제

표 3의 처방에 따라 시험예 1에서 확인된 HBD－20(침투압： 140mOSM)과 팔라티노스(R)를 포함하는 식사 대체용의 음료를 조제하여, 양호한 제품을 얻었다.

실시예 3　에너지 보급 음료의 조제

표 4의 처방에 따라 시험예 1에서 확인된 HBD－20(침투압： 140mOSM)과 팔라티노스(R)를 포함하는 에너지 보급 음료를 조제하여, 양호한 제품을 얻었다.

실시예 4　젤리의 조제

표 5의 처방에 따라 시험예 1에서 확인된 HBD－20(침투압： 140mOSM)과 팔라티노스(R)를 포함하는 젤리를 조제하여, 양호한 제품을 얻었다.

Claims (6)

1. 덱스트린의 비환원 말단에 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 구조를 가지고, 또한 DE가 10－52인 고분기 덱스트린과, 이소말툴로스를 포함하는 당질 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   고분기 덱스트린과 이소말툴로스의 조성비(중량비)가 1：0.6~1：2인 것을 특징으로 하는 당질 조성물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   비환원 말단에 글루코스 또는 이소말토올리고당이 α－1, 6 글루코시드 결합으로 결합한 글루코스의 비율이, 고분기 덱스트린 전질량에 대해서 5질량% 이상인 것을 특징으로 하는 당질 조성물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   내부에 분기 구조를 가지는 글루코스의 비율이, 고분기 덱스트린 전질량에 대해서 4~13질량%인 것을 특징으로 하는 당질 조성물.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 당질 조성물을 포함하는 음식품.
6. 제5항에 있어서,
   음식품이 영양제, 유동식, 식사 대체 음료, 에너지 보급 음료, 또는 젤리 식품인 것을 특징으로 하는 음식품.