KR20140108508A - 플라보노이드 당 첨가 생성물, 그의 제조 방법 및 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라보노이드 당 첨가 생성물 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 식품의 맛을 개질시키기 위한 이들 첨가 생성물의 용도에 관한 것이다.

Description

플라보노이드 당 첨가 생성물, 그의 제조 방법 및 용도{FLAVONOID SUGAR ADDITION PRODUCTS, METHOD FOR MANUFACTURE AND USE THEREOF}
본 발명은 플라보노이드 당 첨가 생성물, 그의 제조 방법 및 용도에 관한 것이다.
플라보노이드 및 그의 중합체는 대사 과정을 개선시키고 건강에 긍정적 영향을 미치는 식품 성분군을 구성한다. 따라서, 플라보노이드는 식품 성분 또는 식품 첨가물로서 상당한 관심을 끌어왔다.
플라보노이드는 다양한 건강상의 이점을 제공하는 반면, 플라보노이드 함유 식품은 종종 쓰고 떫은맛이 문제되었다. 이는 플라보노이드를 덜 함유하도록 식품을 가공함으로써 보완될 수 있다. 예를 들어, 이러한 쓰고 떫은맛 특성을 제거 또는 억제하기 위한 코코아 처리 방법이 EP-A 1 106 073에 개시되어 있다. 이 방법은 수분 함량에 주목하여, 알칼리화 및 로스팅(roasting)을 제안하였다. JP-A 11318338은 알칼리 사용과 함께 압력 및 열 처리를 기반으로 한 방법을 개시하였다. 이러한 방법은 쓴맛과 떫은맛의 측면에서 더 나은 맛을 제공하지만, 플라보노이드와 그에 관련된 건강상 이점을 크게 희생시킨다.
대안적인 접근으로서, 감미료 및/또는 지방 성분과 같은 다양한 화합물을 첨가함으로써 쓴맛과 떫은맛을 차폐할 수도 있다. 기능적 성분을 함유하는 맛 개질된 고형 과자 조성물이 EP-B 1 364 584에 개시되어 있다 (오일/지방 개질). 다양한 다른 쓴맛/떫은맛 개질제가 US-A 20030003212 (퀸산 및 신남산 에스테르); US-A 20030008046 (네오탐); WO02/100192 (클로로젠산); JP-A 58162260 (아스파르탐의 분해 생성물); JP-A 10248501 (감미료); US 5,562,941 (티오술페이트); US 3,753,726 (산); WO04/093571 (식물 스테롤 에스테르); US 4,183,965 (시클로테트라데센-1-온); JP-A 08298930 (덱스트린, 시클로덱스트린, 전분 및 시클로말토덱스트린글루카노트랜스퍼라제); WO 96/01568 A1 (중국 구타 페르카 잎 및 인삼)에 기재되어 있다 그러나, 이들 성분은 제품의 특성을 변화시킬 뿐만 아니라, 생성물의 성분으로서 전혀 바람직하지 않을 수 있다.
따라서, 선행 기술에서는 제품의 특성을 변화시키거나 손상시키지 않으면서 쓴맛과 떫은맛을 극복하기 위한 만족스러운 해결 방법이 제공되지 않았음을 인식하였다.
본 발명은 특정 플라보노이드 당 첨가 생성물이 쓴맛과 떫은맛을 차폐할 수 있다는 놀라운 발견을 기반으로 한다. 예상치못하게, 이들 화합물은 다양한 생성물의 맛 프로파일을 덜 떫고 보다 순한 방향으로 개질시킨다. 이러한 감각적 영향은 카테킨이나 에피카테킨과 같은 많은 플라보노이드가 쓰고 떫은 반면, 본 발명의 화합물은 정반대 방향으로 작용하고, 쓰고 떫은맛 특성이 전환된다는 사실에 비추어 더욱 예측할 수 없었고 놀라운 것이다. 따라서, 상기 신규 화합물은 식용 제제, 구강 접촉이 있는 제약 조성물 및 화장품 (즉, 치약, 구강 청결제)에서 떫고 쓴맛을 위한 효과적인 맛 개질제이다. 상기 신규 화합물에 의하여 맛 강도 및 맛 프로파일 인지 양자 모두가 개선된다.
상기 화합물은 덜 쓰고(쓰거나) 떫은 맛의 제품을 달성하기 위한 조미료 제제 또는 성분으로서의 기회를 제공한다. 상기 화합물은 상기와 같이 사용되거나, 보다 유리하게는 플라보노이드-풍부 식품의 제제 또는 추출물에서 사용될 수 있다. 이러한 추출물은 본 발명의 바람직한 실시태양이다. 떫은맛을 감소시키기 위한 다른 방법은 플라보노이드, 그리고 결과적으로 이들의 항산화 능력을 희생시키는 반면, 본 발명은 플라보노이드가 당 첨가 생성물로 전환됨에도 불구하고 성분, 제제 또는 식품의 항산화 능력을 보존한다. 본 발명의 당 첨가 생성물은 식품, 제약 조성물 또는 화장물에 우수한 맛 특성을 부여할 뿐만 아니라, 더욱 유리하게는 제제, 성분 및 식용 식품의 항산화 능력을 증가시킨다.
본 발명은 또한 상기 첨가 생성물의 제조 방법을 개시한다.
플라보노이드의 당 유도체는 예를 들어, EP-A 1 260 517; JP-A07179489; JP-A05176786 및 JP-A2001046096으로부터 알려져 있다. 상기 참고 문헌 모두는 O-글리코시드에 관한 것이다. 이들 플라보노이드 O-글리코시드 제제를 위한 알려진 용도는 US 4,906,480 (감미 및 향 강화제); JP-A 2001240532 (화장품); 및 JP-A 08217674 (히스티딘 데카르복실라제 억제제)에 개시되어 있다.
플라보노이드는 폴리페놀의 하위군이다. 이들은 일반적으로 각각 1개 이상의 히드록실 기를 가지는 2개의 방향족 고리로 이루어져 있다. 2개의 고리는 6원 헤테로시클릭 고리의 일부를 형성하는 3개의 탄소 "다리"로 연결된다. 플라보노이드는 헤테로시클릭 고리에 대한 방향족 고리의 연결, 헤테로시클릭 고리의 산화 상태 및 관능기를 기준으로 다시 하위군들로 나뉜다. 각 하위군 내에서, 각 화합물들은 특정 히드록실화 및 컨쥬게이션 패턴으로 특성화된다.
전형적으로, 식품의 플라보노이드는 3개의 고리 (A, B 및 C) 및 번호 매김 방식을 나타내는 하기 일반 구조를 가진다.
Figure pat00001
치환기 R3 내지 R6은 수소, 또는 히드록실기, 옥소기 및 C1-C6 직쇄 또는 분지쇄 알킬기와 같은 다양한 기를 나타낼 수 있다. 대부분의 식품 플라보노이드에 대하여, R4' 및 R6은 수소 원자를 나타내고, R5는 히드록실기를 나타낸다. 비오카닌 A에서, R4'는 메틸기를 나타내고; 포르모노넥틴에서, R4'는 메틸기를 나타내고, R5 및 R6은 수소 원자를 나타내고; 글리세테인에서, R5는 수소 원자를, R6은 히드록실기를 나타낸다.
C-고리는 불포화될 수 있으며, 추가의 관능기를 포함할 수 있다. B 및 C 고리 사이의 연결은 2 또는 3번 위치일 수 있다.
식품 중 플라보노이드 아글리콘의 구조적 다양성을 하기 표에 나타냈다. 이러한 화합물은 종종 O-글리코실화된 플라보노이드의 형태로 발견됨으로써, 구조적 다양성이 더 증가된다.
보다 유망한 식품 플라보노이드 중 일부, 및 그들의 구조적 특성을 하기 표 1에 요약하였다.
Figure pat00002
모든 플라보노이드는 관능기를 가지지 않는 탄소 원자에서 본 발명의 첨가 생성물을 형성하기에 적합하다. 당 첨가 생성물을 형성하기 위한 당의 플라보노이드에의 컨쥬게이션도 반응성이 높은 분자 부위인 플라보노이드의 C-고리에서 가능하다. 5번 위치에서 히드록실기를 가지는 플라보노이드, 예컨대, 카테킨 및 에피카테킨이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 플라보노이드 첨가 생성물은 순수한 플라보노이드 출발 물질, 또는 식물 일부, 식물 추출물 등과 같은 다양한 플라보노이드-함유 물질로부터 수득될 수 있다. 예를 들어, 높은 수준의 플라보노이드를 함유하는 코코아 원두 및 코코아 추출물을 사용할 수 있다 (예를 들어, 프랑스 나튀렉스(Naturex)사의 코코아 추출물, #148200, 40% 폴리페놀로 표준화). 플라보노이드 출발 물질로서 바람직한 다른 공급원은 높은 수준의 카테킨을 함유하는 녹차 추출물 (예를 들어, 프랑스 나튀렉스사의 녹차 추출물, 95% 폴리페놀, 75% 카테킨, 0.5% 미만의 카페인, 40% 초과의 에피갈로카테킨갈레이트로 표준화됨); 및 포도씨 또는 껍질 추출물 (예를 들어, 독일 브레코(Breko)사에 의해 공급되는 프로안토시아니딘 올리고머 40%를 포함하는 엑스그레이프(exGrape) 포도씨 폴리페놀 분말 OPC 40 #848F/848G; 독일 브레코사에 의해 공급되는 폴리페놀 80%를 함유하는 포도 폴리페놀 분말 P80, 백색, #834F)이다.
본 발명에 따른 바람직한 화합물은 상기 기본 구조의 A 고리에서 6 및/또는 8번 위치에 당을 첨가하여 수득된다.
본 발명의 맥락에서 적합한 당은 환원당이다. 환원당은 케톤 또는 알데히드 기를 가지는 당이다. 환원당으로는 프룩토스, 글루코스, 갈락토스, 글리세르알데히드, 락토스, 아라비노스 및 말토스를 들 수 있다. 케톤기를 함유하는 모든 단당류는 케토스로 알려져 있고, 알데히드기를 함유하는 모든 단당류는 알도스로 알려져 있다. 모든 케토스 및 알도스는 본 발명의 개념 내에서 유용하다. 이는 또한 수크로스와 같은 비-환원당이 공지된 수단에 의하여 환원당으로 전환될 수 있는 한, 마찬가지이다.
또한, 본 발명을 위해 적합한 환원당은 효소 처리 또는 가수분해에 의하여 올리고당류 또는 다당류로부터 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 가장 바람직한 당은 글루코스 및 갈락토스이다.
이론에 의해 제한되지 않기를 바라지만, 하기 예시된 카테킨 또는 에피카테킨과 글루코스 간의 반응은 본 발명에 의해 제안되는 다른 플라보노이드 및 환원당 간의 반응에 대하여 대표적인 것으로 가정한다.
Figure pat00003
환원당이 6 및/또는 8번 위치에 첨가된 본 발명에 따른 플라보노이드 첨가 생성물이 가장 바람직하다. 카테킨 또는 에피카테킨 및 글루코스 및/또는 갈락토스의 첨가 생성물이 특히 바람직하다. 본 발명에 따른 가장 바람직한 화합물은 (-)-카테킨-6-C-β-D-글루코피라노시드, (-)-카테킨-8-C-β-D-글루코피라노시드, (-)-카테킨-6-C-8-C-β-D-디글루코피라노시드, (-)-에피카테킨-6-C-β-D-글루코피라노시드, (-)-에피카테킨-8-C-β-D-글루코피라노시드, 및 (-)-에피카테킨-6-C-8-C-β-D-디글루코피라노시드이다.
본 발명에 따른 화합물은 플라보노이드 출발 물질을 환원당과 반응시켜 제조될 수 있다. 반응은 과량의 당을 이용하여 유리하게 진행된다. 예를 들어, 코코아 원두를 출발 물질로 사용하는 경우, 코코아 원두 200 g 당 1 내지 100 g의 당을 사용할 수 있다.
pH 6 내지 14, 바람직하게는 pH 8 내지 12, 특히 pH 10 이상의 조건 하에서의 가공이 바람직하다.
반응은 바람직하게는 수성 혼합물 중에서 실시되지만, 첨가 반응을 방해하지 않는 한 알콜과 같은 다른 용매 또는 용매 혼합물도 적합하다.
반응 혼합물을 가열하는 것이 유리하다. 바람직한 반응 온도는 20 내지 120℃, 바람직하게는 60 내지 100℃, 특히 70 내지 90℃이다. 80℃ 부근, 즉 75 내지 85℃에서 매우 양호한 결과가 수득되었다.
반응 시간은 특별히 제한되지 않는다. 반응 시간은 일반적으로 반응의 진행에 따라 좌우되고 그에 따라 조절된다. 그러나, 일반적으로 반응 시간은 수 시간 규모, 예를 들어 2시간 이하, 바람직하게는 1시간 미만이다.
당 첨가 생성물은 건조, 액체 제제화, 담체 상의 고정화 등의 추가적 가공 후 이와 같이 사용될 수 있거나, 알콜, 아세톤, 에틸 아세테이트 등으로부터 선택되는 적합한 용매로 추출될 수 있다. 당 첨가 생성물은 선택적 액체-액체 분할 및/또는 고체 상 추출/중합체 수지, 역상 실리카 겔, 이온 교환 수지 등과 같은 적합한 고체 지지체를 이용한 크로마토그래피에 의하여 추가로 농축될 수 있다.
본 발명의 당 첨가 생성물은 매우 다양한 제품의 떫은맛 및 쓴맛을 감소시키는데 유용하다. 이러한 제품으로는 코코아 및 관련 제품, 커피 및 커피-기재 제품, 차 음료 및 차 추출물을 들 수 있다. 특히, 후자는 이들의 건강상 이점 때문에 사용된다. 이때, 본 발명의 생성물은 보다 많은 양을 허용하고, 고-플라보노이드 제품의 식감(palatability)을 증가시키기 때문에, 이러한 건강상의 이점을 강화한다. 또한, 본 발명의 가공 생성물 그 자체는 기저 플라보노이드의 높은 항산화 효능을 유지하기 때문에, 이러한 제품의 이점에 기여한다. 이는 포도 추출물을 포함하는 널리 다양한 제품에 대해서도 그러하다.
본 발명의 화합물은 또한 레드 와인의 떫은맛을 감소시키고, 탄닌감을 약화시켜 보다 부드러운 맛을 제공한다.
본 발명의 화합물은 또한 푸른 고추, 붉은 고추, 인삼 등을 이용한 매운 식품에 존재하는 캡사이신, 진제롤 등의 자극을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 화합물은 또한 알콜 함유 음료의 "날카로운, 타는 듯한" 식감을 감소시킨다.
본 발명의 화합물은 또한 구강에서의 사용을 위한 제약 조성물 및 화장용 조성물에서 유용한 맛 개질제이다.
실시예 1
(에피)카테킨 (2 mmol), 글루코스 또는 갈락토스와 같은 환원당 (20 mmol), 및 25 ml의 용액에 가한 K2CO3 1440 mg(수용액, pH는 약 10)을 80℃에서 20분간 반응시켜 신규한 화합물을 제조할 수 있다.
생성된 반응 향료는 최종적으로 동결 건조하였다. 각 화합물은 아세톤 수용액 또는 메탄올을 이용한 용매 추출에 의하여 반응 향료로부터 추출한 뒤, 물-메탄올 구배를 이용한 RP-18 물질 상의 크로마토그래피에 의해 단리할 수 있다. 최종적으로, 화합물을 진공에서 증발시키고, 남은 용매를 이중 동결 건조에 의하여 조심스럽게 제거하였다.
실시예 2
감각적 시식 (5명)에 의하여, 알칼리화된 코코아 분말 (5 g/200 ml) + 8-C-글리코실화된 카테킨 50 ppm은 첨가하지 않은 대조군보다 덜 쓰고 덜 떫은 것으로 인지되는 것으로 나타났다.
알칼리화되지 않은 코코아 분말 (5 g/200 ml) + 8-C-글리코실화된 카테킨 50 ppm은, 첨가하지 않은 대조군보다 순하고 덜 떫은 것으로 인지되는 것으로 나타났다.
실시예 3
포도씨 추출물 (2000 ppm) + 8-C-글리코실화된 카테킨 약 10 ppm을 대조군인 포도씨 추출물 (2000 ppm)과 비교하여 시식하였고, 시식자들은 떫은맛이 감소된 것을 발견하였다.
실시예 4
테오브로민 (600 ppm) + 8-C-글리코실화된 카테킨 약 10 ppm. 시식자들은 쓴맛의 강도 감소를 인지하지는 못하였으나, 순수 테오브로민에 비하여 쓴맛 인지가 지연됨을 발견하였다.
실시예 5
프로필렌 글리콜 중에 용해된 카테킨-8-C-글루코시드의 용액 77 mg (7.8%) 을 강한 떫은맛 특성을 가진 용융된 다크 초콜렛 20 g에 가하였다. 고형화한 뒤, 초콜렛을 비처리한 대조군 초콜렛과 비교하여 시식하였다. 쓴맛은 변하지 않은 채로 남아있었으나 떫은맛이 감소되었음을 인지하였다. 5명 중 4명의 시식자가 "부드러운 끝맛(smoothing out)" 효과를 인식하였는데, 이는 쓴맛과 떫은맛은 차폐되지 않았으나 직접적으로 강하게 (upfront hit) 인지되지는 않으며, 비첨가 초콜렛에서와 같이 잔존하지 않는다는 의미이다.
실시예 6
8명이 알칼리화된 코코아 분말 5 g/200 ml 대 알칼리화된 코코아 분말 (5 g/200 ml) + 카테킨-6-C-Glc 50 ppm (물 1 kg을 참조로 한 ppm)을 비교하여 시식하였다. 대조군 샘플에서보다 낮은 최대 쓴맛 강도, 균일한(flat) 쓴맛 프로파일 및 "더 부드러운" 쓴맛 품질을 발견하였다.
실시예 7
실시예 6의 개질된 제품을 추가로 알칼리화된 코코아 분말 (5 g/200 ml) + 에피카테킨-6-C-Glc 50 ppm (물 1 kg을 참조로 한 ppm)과 비교하였다. 감각적 평가에 의하여, 대조군보다 낮은 최대 쓴맛 강도, 더 균일한 쓴맛 프로파일 및 "더 부드러운" 쓴맛 품질을 발견하였다.
실시예 8
실시예 6의 개질된 제품을 추가로 알칼리화된 코코아 분말 (5 g/200 ml) + 카테킨-6,8-C-디-Glc 50 ppm (물 1 kg을 참조로 한 ppm)과 비교하였다. 감각적 평가에 의하여, 대조군보다 낮은 최대 쓴맛 강도, 더 균일한 쓴맛 프로파일 및 "더 부드러운" 쓴맛 품질을 발견하였다.
실시예 9
카테킨 및 에피카테킨 갈락토시드를 이용하여 상기 실시예들을 반복하였고, 동일한 감각적 평가 결과를 얻었다. 결과적으로, 당 첨가 생성물을 제조하기 위한 환원당으로서 갈락토시드는 글루코시드와 동등하게 효과적이다.
실시예 10
글루코스 (4 g) 및 물 100 ml 중 3% K2CO3와의 반응에 의해 녹차 추출물 (5 g) 또는 포도씨 추출물 (5 g)로부터 출발하여 식품 성분을 제조하였다. 반응은 80℃에서 정확히 20분간 실시하였다. 생성된 향료 반응 혼합물을 동결 건조하여 짙은 적갈색 고체를 수득하였고, 그후 이를 다양한 수준으로 떫은 시식용 초콜렛에 가하였다. 1차 감별용 감각적 시식에서, 첨가의 최적 수준은 300 ppm으로 밝혀졌다. 생성된 초콜렛은 비처리된 대조군 샘플에 비하여 감소된 떫은맛을 가지는 더 깨끗한 맛을 나타냈다.
상기와 같은 방법으로 포도씨 추출물 및 차 추출물로부터 제조된 성분은 다크 초콜렛에 330 ppm으로 첨가될 경우, 다크 초콜렛에서 인지되는 떫은맛의 감각적 인지를 감소시켰다.
실시예 11
하기 실험들을 실시하여 다양한 출발 물질의 이용을 예증하였다. 하기 표는 코코아 원두의 건조 중량을 기준으로 한 농도 (mg/kg)a로 나타내었다.
Figure pat00004
a 농도는 2개군의 평균으로 나타냈다.
b t.a. = 미량
c n.d. = 탐지되지 않음.
하기 표는 코코아 원두에 상이한 알칼리화 공정을 적용했을 때 수득된 당 첨가 생성물 (C-글리코시드)의 농도 ((mg/kg)a 건조 중량)을 나타낸다 (glc = 글루코스; gal = 갈락토스).
Figure pat00005
a 농도는 2개군의 평균으로 나타냈다.
b t.a. = 미량
c 모든 샘플에서, c-6,8-C-gal은 미량으로 탐지되었다.
d n.d. = 탐지되지 않음.
더 많은 양의 당 첨가 생성물을 달성하기 위한 코코아 원두의 개질은 다음과 같이 실시하였다: 시간 50분, T = 80℃, m = 글루코스 10 g, K2CO3 4.4% (코코아 원두 200 g).
코코아 원두 외에 다른 플라보노이드 공급원을 사용하는 경우, 당 첨가 생성물로의 최대 전환률을 달성하기 위해서 반응 파라미터를 조정해야 한다.
실시예 12
아글리콘인 (+)-카테킨 및 (-)-에피카테킨, 및 아피게닌-8-C-β-D-글루코피라노시드 (비텍신) 및 아피게닌-6-C-β-D-글루코피라노시드 (이소비텍신)과 같은 C-글리코시드와 비교하여 (-)-카테킨-8-C-β-D-글루코피라노시드의 테오브로민에 대한 맛 개질 영향을 조사하기 위하여, 테오브로민 (3 mmol/L)을 상이한 농도의 (-)-카테킨-8-C-β-D-글루코피라노시드, (+)-카테킨, (-)-에피카테킨, 및 아피게닌-8-C-β-D-글루코피라노시드 (비텍신) 및 아피게닌-6-C-β-D-글루코피라노시드 (이소비텍신)에 가하였다. 결과를 하기 표에 요약하였다.
Figure pat00006
Figure pat00007
a 8명의 평가자들에게 테오브로민 용액 (3 mmol/L)을 상이한 양의 (-)-카테킨-8-C-β-D-글루코피라노시드, (+)-카테킨, (-)-에피카테킨, 비텍신 및 이소비텍신을 포함하는 테오브로민 용액 (3 mmol/L)과 삼각 시험법에 의해 비교하도록 요청하였다.
b 샘플이 정확하게 탐지되려면 (a와 비교), 맛과 맛 강도의 변화는 쓴맛 5.0으로 평가된 테오브로민 대조 용액과 비교하여 평가되어야 한다.
본 발명의 화합물은 식용 제제, 구강 접촉이 있는 제약 조성물 및 화장품 (즉, 치약, 구강 청결제)에서 떫고 쓴맛을 위한 효과적인 맛 개질제이다. 상기 신규 화합물에 의하여 맛 강도 및 맛 프로파일 인지 양자 모두가 개선된다.
본 발명의 당 첨가 생성물은 식품, 제약 조성물 또는 화장물에 우수한 맛 특성을 부여할 뿐만 아니라, 더욱 유리하게는 제제, 성분 및 식용 식품의 항산화 능력을 증가시킨다.

Claims (1)

  1. (-)-카테킨-6-C-β-D-글루코피라노시드, (-)-카테킨-8-C-β-D-글루코피라노시드, (-)-카테킨-6-C-8-C-β-D-디글루코피라노시드 또는 (-)-에피카테킨-6-C-8-C-β-D-디글루코피라노시드, 또는 갈락토시드 잔기 또는 다른 환원당을 가지는 동일한 아글리콘인 플라보노이드 당-첨가 생성물.
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