KR20180053361A - 혈당치 상승 억제제 및 이를 포함하는 경구 조성물 - Google Patents

혈당치 상승 억제제 및 이를 포함하는 경구 조성물 Download PDF

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Abstract

건강한 사람을 포함해 혈당치가 걱정되는 사람이 일상적으로 간편하고 안전하게, 게다가 지속적으로 섭취할 수 있는 단당류 섭취 후의 혈당치 상승 억제제 및 이를 포함하는 경구 조성물을 제공하는 것을 과제로 하고, (A) 글루코오스를 구성당으로 하며, (B) α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지고, (C) 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 생성하는 분지 α-글루칸 혼합물을 함유하는 혈당치 상승 억제제, 및 단당류와 함께 상기 혈당치 상승 억제제를 포함하는 경구 조성물을 제공함으로써 해결한다.

Description

혈당치 상승 억제제 및 이를 포함하는 경구 조성물
본 발명은 혈당치 상승 억제제에 관한 것으로, 상세하게는 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제하는 혈당치 상승 억제제 및 이를 포함하는 경구 조성물에 관한 것이다.
선진국에서는 당뇨병의 증가가 커다란 사회 문제가 되고 있어, 그 예방이 커다란 과제가 되고 있다. 당뇨병을 예방 또는 개선하기 위해서는 식사량 조절, 워킹이나 조깅 등의 유산소 운동을 하는 것이 권장되고 있지만, 이들을 적절한 지도 하에 장기간 일상적으로 행하는 것은 어렵다.
일반적으로, 혈당치가 높은 상태가 유지되면 당뇨병이 되기 쉽다고 알려져 있어, 특히 음식을 섭취한 직후의 혈당치, 소위 식후 혈당치의 상승을 억제하는 것은 당뇨병 예방에 있어 중요하다. 그런데, 근래, 단당류의 일종인 글루코오스를 이성화하여 얻어지는 이성화당(글루코오스와 프락토오스의 혼합물)이 감미료로서 각종 음식물에 널리 사용되게 되어, 특히 청량음료 등에 비교적 다량으로 사용되고 있기 때문에, 의식하고 안하고에 관계없이, 음료의 섭취를 통해 단당류를 섭취할 기회가 많아지고 있다. 글루코오스나 프락토오스 등의 단당류는 섭취하면 쉽게 흡수되어 혈당치의 상승을 초래하므로, 이들 단당류를 포함한 음식물을 섭취한 후의 혈당치 상승을 억제하는 것은 당뇨병을 예방하는 관점에서도 중요하다.
이러한 상황 하에, 간편하게 단당류 섭취 후의 혈당치의 상승을 제어하는 방법으로서, 단당류와 함께 섭취하면 혈당치의 상승을 억제하는 물질을 이용하는 방법이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 보리 배유(胚乳) 등에서 얻어지는 β-1,3-1,4-글루칸이 글루코오스 부하시의 혈당치 상승을 억제하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 비특허문헌 1에 보고되어 있는 바와 같이, β-1,3-1,4-글루칸은 내당능 이상(異常)을 보이며, 혈당치가 잘 저하되지 않는 인간, 이른바 "당뇨병 경계 영역의 인간"의 경우에서밖에 글루코오스 부하시의 혈당치 상승 억제 효과를 발휘하지 못한다는 한계가 있다. 또한, 특허문헌 2에는 글루코오스와 함께 고순도의 D-프시코오스(D-psicose)를 쥐에 섭취시키면 혈당치 상승이 억제되는 것이 개시되어 있다. 그러나, D-프시코오스는 그 자체가 감미(甘味)를 가지기 때문에, 감미를 가진 단당과 조합하여 사용할 경우에는 정미(呈味)에 영향을 주지 않고 지장없이 이용할 수 있는 반면, 무미(無味)인 것이 요망되는 복용제 또는 무가당의 차 음료, 니어워터(near water) 등에 배합하기에는 부적합하며, 혈당치 상승 억제 효과가 있는 감미가 없는 음료로서, 단당류를 함유하는 음식물을 섭취하기 전후에 이용하는 형태로는 응용할 수 없다는 점에서, 이용 범위에 한계가 있다.
한편, 난소화성 덱스트린, 즉 소량의 무기산을 첨가한 후, 가열한 배소(焙燒) 덱스트린을 가공하여 얻어지는 수용성 식이섬유의 일종인 난소화성 덱스트린(비특허문헌 2)은 그 자체가 저감미일 뿐만 아니라, 식후 혈당치의 상승을 억제하고 인슐린 분비를 완만하게 하는 효과를 가지고 있기 때문에, 많은 식음료에 배합, 이용되고 있는데, 당해 난소화성 덱스트린은 비특허문헌 3 및 4에 보고되어 있는 바와 같이, 단당류 섭취 후의 혈당치 상승에 대해서는 억제 효과를 나타내지 않는다.
이와 같이, 이성화당 등의 단당류가 감미료로서 각종 음료에 많이 사용되는 상황임에도 불구하고, 현재, "당뇨병 경계 영역의 인간"뿐만 아니라 그 밖의 사람도 포함하여, 인간이 이성화당 등의 단당류를 섭취한 후의 혈당치 상승을 억제하는 효과를 가지며, 그 자체가 저감미 내지 무미임과 동시에, 일상적으로 간편하고 안전하게, 게다가 지속적으로 섭취할 수 있는 혈당치 상승 억제제는 본 발명자들이 아는 한, 아직 보고되지 않았다.
일본 특허공개공보 2009-263655호 일본 특허공개공보 2005-213227호
제8회 보리 식품 심포지엄, 2012년 10월 23일 "전분 화학", 37권, 2호, 107-114페이지(1990) 와카바야시 등, 일본 영양·식량 학회지, 46권, 2호, 131~137페이지(1993) 와카바야시 등, 일본 식이섬유 연구회지, 3권, 1호, 13~19페이지(1999)
본 발명은 "당뇨병 경계 영역의 인간"뿐만 아니라, 단당류 섭취 후의 인간의 혈당치 상승을 억제하는 효과를 가지며, 그 자체가 저감미 내지 무미여서 이용 범위가 넓고, 일상적으로 간편하고 안전하게 지속적으로 섭취할 수 있는 혈당치 상승 억제제와, 이를 포함하는 경구 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 열심히 연구 노력을 거듭한 결과, 본 발명자들은 본 출원인이 먼저 국제공개 WO2008/136331호 팜플렛에 개시한 분지 α-글루칸 혼합물, 구체적으로는 글루코오스를 구성당으로 하고, α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며, 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 생성하는 분지 α-글루칸 혼합물이, 의외로 식후 혈당치의 상승을 억제할 뿐만 아니라, 단당류 섭취 후의 혈당치 상승도 억제하는 것을 발견하였다. 이러한 사실은 완전히 의외의 연구결과이다. 왜냐하면, 상기 분지 α-글루칸 혼합물은 분지를 갖는 글루코오스의 중합체이며, 수용성 식이섬유성을 나타낸다는 점에서 난소화성 덱스트린과 유사한 전분 유래의 혼합물이기 때문에, 비특허문헌 3 및 4에 보고되어 있는 난소화성 덱스트린과 마찬가지로, 단당류 섭취 후의 혈당치 상승에는 억제 효과를 나타내지 않는다고 여겨지고 있었기 때문이다. 그런데, 본 발명자들이 실험에 의해 확인한 바에 따르면, 상기 분지 α-글루칸 혼합물은 이를 인간이 섭취하면, "당뇨병 경계 영역의 인간"에 한하지 않고, 단당류 섭취 후의 혈당치 상승이 현저하게 억제되었다. 이 새로운 사실에 기초하여, 본 발명자들은 그 자체가 저감미 내지 무미여서 이용 범위가 넓고, "당뇨병 경계 영역의 인간"에 한하지 않고 효과가 있는, 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제하는 혈당치 상승 억제제 및 이를 포함하는 경구 조성물을 확립하여, 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 하기 (A) 내지 (C)의 특징을 갖는 분지 α-글루칸 혼합물을 유효성분으로 하는 단당류 섭취 후의 혈당치 상승 억제제를 제공함으로써 상기의 과제를 해결하는 것이다.
(A) 글루코오스를 구성당으로 하고,
(B) α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며,
(C) 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 생성한다.
상기 특징을 갖는 분지 α-글루칸 혼합물은 부작용의 걱정이 없는 안전한 가식성(可食性) 소재일 뿐만 아니라, 저감미 내지 무미이며, 단당류와 함께 섭취할 경우, 인간의 혈당치 상승을 억제하는 작용을 가지고 있다. 따라서, 상기 특징 (A) 내지 (C)를 갖는 분지 α-글루칸 혼합물은 단당류 섭취 후의 혈당치 상승 억제제의 유효성분으로서 매우 유용하다.
게다가, 본 발명은 상기 혈당치 상승 억제제와 함께 단당류를 포함하는 경구 조성물을 제공함으로써 상기의 과제를 해결하는 것이다.
본 발명의 혈당치 상승 억제제는 그 자체가 저감미 내지 무미이기 때문에 이용 범위가 넓고, "당뇨병 경계 영역의 인간"에 한하지 않고, 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명의 경구 조성물은 본 발명의 혈당치 상승 억제제를 포함하고 있기 때문에, 이를 섭취함으로써, 간편하고 안전하게 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1은 피험자에게 글루코오스만으로 이루어진 대조시료를 섭취시킨 경우와, 글루코오스와 함께 분지 α-글루칸 혼합물을 함유하는 피험시료를 섭취시킨 경우의, 피험자에게서의 혈당치 증가분 평균값의 시간경과에 따른 변화를 나타낸 도면이다.
도 2는 반전 소장을 이용한 글루코오스 흡수시험을 위해 제작한 장치의 개요를 나타낸 도면이다.
본 발명은 하기 (A) 내지 (C)의 특징을 갖는 분지 α-글루칸 혼합물을 유효성분으로 하는 혈당치 상승 억제제에 관한 발명이다.
(A) 글루코오스를 구성당으로 하고,
(B) α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며,
(C) 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 생성한다.
본 명세서에서 말하는 혈당치 상승 억제제란, 인간의 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제하는 제제를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 말하는 섭취란, 인간이 체내에 도입하는 것을 말하며, 경구 경로를 통한 섭취 및 경관 경로를 통한 섭취를 모두 포함한다.
본 발명의 혈당치 상승 억제제는 단당류와 동시에 또는 전후로 해서 섭취하는 것이 바람직하다.
본 발명의 혈당치 상승 억제제는 유효성분으로서 상기 분지 α-글루칸 혼합물(이하, "본 분지 α-글루칸 혼합물"이라 한다.)을 함유하여 이루어지는 것이다. 본 분지 α-글루칸 혼합물은 후술하는 바와 같이 여러 가지 제조 방법에 의해 얻을 수 있으며, 얻어지는 본 분지 α-글루칸 혼합물은 통상적으로 다양한 분지 구조 및 글루코오스 중합도(분자량)를 갖는 다수의 분지 α-글루칸의 혼합물 형태이며, 현행 기술로는 하나하나의 분지 α-글루칸의 단리나 정량을 실시하는 것은 불가능하다. 따라서, 개개의 분지 α-글루칸의 구조, 즉 구성단위인 글루코오스 잔기의 결합 양식 및 결합 순서를 분지 α-글루칸의 분자별로 결정하는 것은 할 수 없지만, 본 분지 α-글루칸 혼합물의 구조는 이 분야에서 일반적으로 사용되는 여러 가지 물리적 수법, 화학적 수법 또는 효소적 수법에 의해 혼합물 전체로 특징지을 수 있다.
구체적으로는, 본 분지 α-글루칸 혼합물의 구조는 혼합물 전체로 상기 (A) 내지 (C)의 특징에 의해 특징지어진다. 즉, 본 분지 α-글루칸 혼합물은 글루코오스를 구성당으로 하는 글루칸(특징 (A))이며, α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지고 있다(특징 (B)). 또한, 특징 (B)에서 말하는 "비환원 말단 글루코오스 잔기"란, α-1,4 결합을 통해 연결된 글루칸 사슬 중, 환원성을 나타내지 않는 말단에 위치하는 글루코오스 잔기를 의미하며, "α-1,4 결합 이외의 결합"이란, 문자 그대로 α-1,4 결합 이외의 결합을 의미한다.
또한, 본 분지 α-글루칸 혼합물은 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 생성한다(특징 (C)). 특징 (C)에서 말하는 이소말토덱스트라나아제 소화란, 본 분지 α-글루칸 혼합물에 이소말토덱스트라나아제를 작용시켜 가수분해하는 것을 의미한다. 이소말토덱스트라나아제는 효소번호(EC) 3.2.1.94가 부여되는 효소이며, α-글루칸에서의 이소말토오스 구조의 환원 말단측에 인접하는 α-1,2, α-1,3, α-1,4 및 α-1,6 결합 중의 어느 결합 양식일지라도 가수분해하는 특징을 갖는 효소이다. 바람직하게는 아스로박터 글로비포미스(Arthrobacter globiformis) 유래의 이소말토덱스트라나아제(예를 들어, 사와이(Sawai) 등, Agricultural and Biological Chemistry, 52권, 2호, 495~501페이지(1988) 참조)가 사용된다.
이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 생성하는 소화물의 고형물당 이소말토오스의 비율은 분지 α-글루칸 혼합물을 구성하는 분지 α-글루칸 구조의 이소말토덱스트라나아제로 가수분해될 수 있는 이소말토오스 구조의 비율을 나타낸 것으로, 특징 (C)에 의해 본 분지 α-글루칸 혼합물의 구조를 혼합물 전체로 효소적 수법에 의해 특징지을 수 있다.
본 분지 α-글루칸 혼합물은 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 소화물의 고형물당, 통상적으로 5질량% 이상 70질량% 이하, 바람직하게는 10질량% 이상 60질량% 이하, 보다 바람직하게는 20질량% 이상 50질량% 이하 생성하는 것이, 단당류 섭취 후의 혈당치 상승 억제 효과에 보다 우수하다고 생각됨에 따라 바람직하게 사용된다.
즉, 후술하는 바와 같이, 본 분지 α-글루칸 혼합물에 의한 단당류 섭취 후의 혈당치 상승 억제 효과에는, 본 분지 α-글루칸 혼합물이 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 생성한다는 구조적 특징을 가지고 있는 것이 깊이 관여하고 있다고 생각된다. 즉, 이소말토덱스트라나아제 소화에서의 이소말토오스 생성량이 5질량% 미만인 분지 α-글루칸 혼합물은 분지 구조가 적은 말토덱스트린에 가까운 구조적 특징을 갖게 되며, 반대로, 이소말토덱스트라나아제 소화에서의 이소말토오스 생성량이 70질량% 초과인 분지 α-글루칸 혼합물은 α-1,6 결합으로 연결된 글루코오스 폴리머인 덱스트란에 가까운 구조적 특징을 갖게 되어, 상술한 특징 (B)로 규정되는 분지 구조가 적어지기 때문에, 어느 경우나 모두 단당류 섭취 후의 혈당치 상승 억제에 관여하는 것으로 생각되는 구조적 특징이 희미해져, 이소말토덱스트라나아제 소화에 의한 이소말토오스의 양에는 적합한 범위가 존재한다.
또한, 본 분지 α-글루칸 혼합물의 보다 바람직한 일 양태로서는, 고속 액체 크로마토그래프법(효소-HPLC법)에 의해 구한 수용성 식이섬유 함량이 40질량% 이상이라는 특징 (D)를 가지고 있는 것을 들 수 있다.
수용성 식이섬유 함량을 구하는 "고속 액체 크로마토그래프법(효소-HPLC법)"(이하, 단순히 "효소-HPLC법"이라 한다.)이란, 1996년 5월 후생성 고시 제146호의 영양 표시 기준, "영양 성분 등의 분석 방법 등(영양 표시 기준별표 제1의 제3란에 언급한 방법)"에서의 제8항, "식이섬유"에 기재되어 있는 방법이며, 그 개략적인 것을 설명하면 다음과 같다. 즉, 시료를 열안정성 α-아밀라아제, 프로테아제 및 글루코아밀라아제에 의한 일련의 효소처리에 의해 분해처리하여, 이온교환수지에 의해 처리액으로부터 단백질, 유기산, 무기 염류를 제거함으로써 겔 여과 크로마토그래피용 시료 용액을 조제한다. 이어서, 겔 여과 크로마토그래피에 제공하여, 크로마토그램에서의 미(未)소화 글루칸과 글루코오스의 피크 면적을 구하고, 각각의 피크 면적과 별도 통상적인 방법에 의해 글루코오스 옥시다아제법에 의해 구해 놓은 시료 용액 중의 글루코오스량을 이용하여, 시료의 수용성 식이섬유 함량을 산출한다. 또한, 본 명세서를 통해 "수용성 식이섬유 함량"이란, 특별히 설명이 없는 한, 상기 "효소-HPLC법"에서 구한 수용성 식이섬유 함량을 의미한다.
수용성 식이섬유 함량은 α-아밀라아제 및 글루코아밀라아제에 의해 분해되지 않는 α-글루칸의 함량을 나타내는 것이며, 특징 (D)는 본 분지 α-글루칸 혼합물의 구조를 혼합물 전체로 효소적 수법에 의해 특징짓는 지표 중 하나이다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 분지 α-글루칸 혼합물에 의한 단당류 섭취 후의 혈당치 상승 억제 효과에는 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 생성한다는 구조적 특징이 깊이 관여하고 있다고 생각되는 바, 이 특징적인 구조 부분은 당연하지만, 본 분지 α-글루칸 혼합물의 수용성 식이섬유 함량이 높아지면 높아질수록, 바꿔말하면, α-아밀라아제 및 글루코아밀라아제로 분해되지 않는 분지 α-글루칸의 함량이 많을수록, 보다 많이, 소화되지 않고 소장에 도달하여, 혈당치의 상승 억제 작용을 나타내는 것으로 생각된다. 따라서, 본 발명의 혈당치 상승 억제제의 유효성분인 본 분지 α-글루칸 혼합물로서는 수용성 식이섬유 함량이 높은 것일수록 바람직하고, 바람직한 수용성 식이섬유 함량은 통상 40질량% 이상이지만, 60질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 75질량% 이상이다. 바람직한 수용성 식이섬유 함량의 상한은 특별히 없으며, 기술적으로 가능한 한 높을수록 좋고, 바람직하게는 100질량% 이하 또는 100질량% 미만이다.
또한, 본 분지 α-글루칸 혼합물의 보다 바람직한 일 양태로서는 하기 특징 (E) 및 (F)를 갖는 분지 α-글루칸 혼합물이며, 당해 특징은 메틸화 분석에 의해 구할 수 있다.
(E) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비율이 1:0.6 내지 1:4의 범위에 있고,
(F) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 합계가 전체 글루코오스 잔기의 55% 이상을 차지한다.
메틸화 분석이란, 주지와 같이 다당 또는 올리고당에서 이를 구성하는 단당의 결합 양식을 결정하는 방법으로서 일반적으로 널리 사용되고 있는 방법이다(Ciucanu 등, Carbohydrate Research, 131권, 2호, 209~217페이지(1984)). 메틸화 분석을 글루칸에서의 글루코오스의 결합 양식 분석에 적용할 경우, 먼저 글루칸을 구성하는 글루코오스 잔기에서의 모든 자유(free) 수산기를 메틸화하고, 이어서, 완전 메틸화한 글루칸을 가수분해한다. 그 후, 가수분해에 의해 얻어진 메틸화 글루코오스를 환원하여 아노머(anomer)형을 소거한 메틸화 글루시톨로 하고, 또한 이 메틸화 글루시톨에서의 자유 수산기를 아세틸화함으로써 부분 메틸화 글루시톨아세테이트(또한, "부분 메틸화 글루시톨아세테이트"를 단순히 "부분 메틸화물"로 총칭하는 경우가 있다.)를 얻는다. 얻어지는 부분 메틸화물을 가스 크로마토그래피로 분석함으로써, 글루칸에서 결합 양식이 각각 다른 글루코오스 잔기에서 유래하는 각종 부분 메틸화물은 가스 크로마토그램에서의 모든 부분 메틸화물의 피크 면적에서 차지하는 피크 면적의 백분율(%)로 나타낼 수 있다. 그리고, 이 피크 면적%로부터 당해 글루칸에서의 결합 양식이 다른 글루코오스 잔기의 존재비, 즉 각 글루코시드 결합의 존재 비율을 결정할 수 있다. 부분 메틸화물에 대한 "비"는 메틸화 분석의 가스 크로마토그램에서의 피크 면적의 "비"를 의미하고, 부분 메틸화물에 대한 "%"는 메틸화 분석의 가스 크로마토그램에서의 "면적%"를 의미하는 것으로 한다.
상기 (E) 및 (F)의 "α-1,4 결합된 글루코오스 잔기"란, 1번 위치 및 4번 위치의 탄소 원자에 결합된 수산기만을 통해서 다른 글루코오스 잔기에 결합된 글루코오스 잔기이며, 메틸화 분석에서, 2,3,6-트리메틸-1,4,5-트리아세틸글루시톨로서 검출된다. 또한, 상기 (E) 및 (F)의 "α-1,6 결합된 글루코오스 잔기"란, 1번 위치 및 6번 위치의 탄소 원자에 결합된 수산기만을 통해서 다른 글루코오스 잔기에 결합된 글루코오스 잔기이며, 메틸화 분석에서, 2,3,4-트리메틸-1,5,6-트리아세틸글루시톨로서 검출된다.
메틸화 분석을 통해 얻어지는, α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비율, 및 α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 전체 글루코오스 잔기에 대한 비율은 본 분지 α-글루칸 혼합물의 구조를 혼합물 전체로 화학적 수법에 의해 특징짓는 지표 중 하나로서 사용할 수 있다.
상기 (E)의 "α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비가 1:0.6 내지 1:4의 범위에 있다"라는 규정은 본 분지 α-글루칸 혼합물을 메틸화 분석에 제공했을 때, 검출되는 2,3,6-트리메틸-1,4,5-트리아세틸글루시톨과 2,3,4-트리메틸-1,5,6-트리아세틸글루시톨의 비가 1:0.6 내지 1:4의 범위에 있는 것을 의미한다. 또한, 상기 (F)의 "α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 합계가 전체 글루코오스 잔기의 55% 이상을 차지한다"라는 규정은, 본 분지 α-글루칸 혼합물의 메틸화 분석에서, 2,3,6-트리메틸-1,4,5-트리아세틸글루시톨과 2,3,4-트리메틸-1,5,6-트리아세틸글루시톨의 합계가 부분 메틸화 글루시톨아세테이트 55% 이상을 차지하는 것을 의미한다. 통상적으로, 전분은 1번 위치와 6번 위치에서만 결합된 글루코오스 잔기를 가지고 있지 않고, 또한 α-1,4 결합된 글루코오스 잔기가 전체 글루코오스 잔기 중 대부분을 차지하고 있기 때문에, 상기 (E) 및 (F)의 요건은 본 분지 α-글루칸 혼합물이 전분과는 전혀 다른 구조를 갖는 것을 의미하는 것이다.
상기 (E) 및 (F)의 특징에서 규정되는 대로, 본 분지 α-글루칸 혼합물은 바람직한 일 양태에서 통상적으로 전분에는 존재하지 않는 "α-1,6 결합된 글루코오스 잔기"를 상당히 갖는 것이지만, 높은 혈당치 상승 억제 효과를 필요로 하는 경우에는 보다 복잡한 분지 구조를 갖는 것이 높은 혈당치 상승 억제 효과를 기대할 수 있기 때문에, α-1,4 결합 및 α-1,6 결합 이외에 α-1,3 결합 및 α-1,3,6 결합을 갖는 것이 바람직하다. 여기에서, "α-1,3,6 결합"이란, "1번 위치, 3번 위치 및 6번 위치의 수산기의 3군데에서 다른 글루코오스와 결합된(α-1,3,6 결합된) 글루코오스 잔기"를 의미한다. 본 분지 α-글루칸 혼합물은 보다 복잡한 분지 구조를 갖기 때문에, 결합 중에 α-1,3 결합 및 α-1,3,6 결합이 임의의 비율로 포함되어 있으면 되며, 예를 들면, α-1,3 결합된 글루코오스 잔기가 전체 글루코오스 잔기의 0.5% 이상 10% 미만인 것이 바람직하다. 또한, 본 분지 α-글루칸 혼합물은 α-1,3,6 결합된 글루코오스 잔기가 전체 글루코오스 잔기의 0.5% 이상인 것이 바람직하다.
상기 "α-1,3 결합된 글루코오스 잔기가 전체 글루코오스 잔기의 0.5% 이상 10% 미만"인 것은 본 분지 α-글루칸 혼합물을 메틸화 분석에 제공했을 때, 2,4,6-트리메틸-1,3,5-트리아세틸글루시톨이 부분 메틸화 글루시톨아세테이트의 0.5% 이상 10% 미만 존재하는 것에 의해 확인할 수 있다. 또한, 상기 "α-1,3,6 결합된 글루코오스 잔기가 전체 글루코오스 잔기의 0.5% 이상"인 것은 본 분지 α-글루칸 혼합물의 메틸화 분석에서 2,4-디메틸-1,3,5,6-테트라아세틸글루시톨이 부분 메틸화 글루시톨아세테이트의 0.5% 이상 10% 미만 존재하는 것에 의해 확인할 수 있다.
본 분지 α-글루칸 혼합물은 중량평균분자량(Mw), 및 중량평균분자량(Mw)을 수평균분자량(Mn)으로 나눈 값(Mw/Mn)에 의해서도 특징지을 수 있다. 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)은 예를 들면 크기 배제 크로마토그래피 등을 이용하여 구할 수 있다. 또한, 중량평균분자량(Mw)에 기초하여, 본 분지 α-글루칸 혼합물을 구성하는 분지 α-글루칸의 평균 글루코오스 중합도를 산출할 수 있기 때문에, 본 분지 α-글루칸 혼합물은 평균 글루코오스 중합도로 특징지을 수도 있다. 평균 글루코오스 중합도는 중량평균분자량(Mw)으로부터 18을 빼고, 글루코오스 잔기량인 162로 나누어 구할 수 있다. 혈당치 상승 억제제의 유효성분으로서 사용하는 본 분지 α-글루칸 혼합물은 그 평균 글루코오스 중합도가 통상 8 내지 500, 바람직하게는 15 내지 400, 보다 바람직하게는 20 내지 300인 것이 바람직하다. 또한, 분지 α-글루칸 혼합물은 평균 글루코오스 중합도가 클수록 점도가 증가하고, 평균 글루코오스 중합도가 작을수록 점도가 작아진다는 점에서, 통상적인 글루칸과 유사한 성질을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 혈당치 상승 억제제의 실시양태에 따라, 요구되는 점도에 적합한 평균 글루코오스 중합도를 갖는 본 분지 α-글루칸 혼합물을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
중량평균분자량(Mw)을 수평균분자량(Mn)으로 나눈 값인 Mw/Mn은 1에 가까운 것일수록 구성하는 분지 α-글루칸 혼합물을 구성하는 분지 α-글루칸 분자의 글루코오스 중합도의 편차가 작은 것을 의미한다. 혈당치 상승 억제제의 유효성분으로서 사용하는 본 분지 α-글루칸 혼합물은 Mw/Mn이 통상적으로 20 이하인 것이면 문제없이 사용할 수 있지만, 바람직하게는 10 이하, 보다 바람직하게는 5 이하인 것이 바람직하다. 또한, 특정 글루코오스 중합도의 분지 α-글루칸 혼합물의 제공이 요구되는 경우에는 Mw/Mn이 1에 보다 가깝고, 글루코오스 중합도의 편차가 작은 것일수록 바람직하다.
본 분지 α-글루칸 혼합물은 상기 (A) 내지 (C)의 특징을 갖는 한, 어떠한 방법으로 제조된 것이라도 좋다. 예를 들면, α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,6 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 도입하는 작용을 갖는 효소를 전분질에 작용시켜 얻어지는 분지 α-글루칸 혼합물은 본 발명의 실시에서 바람직하게 이용할 수 있으며, 보다 바람직한 일례로서는 국제공개 WO2008/136331호 팜플렛에 개시되어 있는 α-글루코실 전이 효소를 전분질에 작용시켜 얻어지는 분지 α-글루칸 혼합물을 들 수 있다. 또한, 상기 α-글루코실 전이 효소뿐만 아니라, 말토테트라오스 생성 아밀라아제(EC 3.2.1.60) 등의 아밀라아제나, 이소아밀라아제(EC 3.2.1.68) 등의 전분분지절단효소를 병용하면, 본 분지 α-글루칸 혼합물을 저분자화할 수 있기 때문에, 분자량, 글루코오스 중합도 등을 원하는 범위로 조정할 수 있다. 또한, 시클로말토덱스트린글루카노 트랜스페라아제(EC 2.4.1.19)나 전분분지효소(EC 2.4.1.18), 일본 특허공개공보 2014-054221호에 개시되어 있는 중합도 2 이상의 α-1,4 글루칸을 전분질 내부의 글루코오스 잔기로 α-1,6 전이하는 활성을 갖는 효소를 병용함으로써, 본 분지 α-글루칸 혼합물을 구성하는 분지 α-글루칸을 더욱 고도로 분지시켜, 본 분지 α-글루칸 혼합물의 수용성 식이섬유 함량을 높일 수도 있다. 이렇게 하여 얻어지는 분지 α-글루칸 혼합물에 추가로 글루코아밀라아제 등의 당질 가수분해 효소를 작용시켜, 더욱 수용성 식이섬유 함량을 높인 분지 α-글루칸 혼합물로 하는 것도 임의이며, 글루코실트레할로오스 생성 효소(EC 5.4.99.15)을 작용시킴으로써 분지 α-글루칸 혼합물을 구성하는 분지 α-글루칸의 환원 말단에 트레할로오스 구조를 도입하거나, 수소 첨가에 의해 분지 α-글루칸의 환원 말단을 환원하거나 하여 분지 α-글루칸 혼합물의 환원력을 저하시켜도 좋으며, 또한, 크기 배제 크로마토그래피 등에 의한 분획을 수행함으로써, 원하는 분자량을 갖는 분지 α-글루칸 혼합물을 취득하는 것도 임의이다.
본 발명의 혈당치 상승 억제제에 함유되는 본 분지 α-글루칸 혼합물의 양은 단당류와 동시에 또는 전후로 해서 섭취되었을 때에 소기의 혈당치 상승 억제 작용을 발휘하는 한, 특별히 한정은 없지만, 본 분지 α-글루칸 혼합물을 1 내지 100질량%, 바람직하게는 3 내지 100질량%, 보다 바람직하게는 5 내지 100질량%의 범위로 함유하고 있으면 된다. 또한, 본 발명의 혈당치 상승 억제제는 본 분지 α-글루칸 혼합물 이외에, 필요에 따라 물, 미네랄, 착향료, 안정화제, 부형제, 증량제, pH 조절제 등에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 성분을 0.01 내지 50질량%, 바람직하게는 0.1 내지 40질량%의 비율로 적절히 배합하여 이용할 수도 있다.
본 발명의 혈당치 상승 억제제는 혈당치 상승 억제제의 작용 효과를 발휘하는 양만큼 섭취하면 되며, 섭취량에 특별한 제한은 없지만, 예를 들어, 유효성분인 본 분지 α-글루칸 혼합물의 섭취량이 통상적으로 성인(체중 60kg) 1회당 0.5 내지 100g의 범위, 바람직하게는 1 내지 50g의 범위, 보다 바람직하게는 1.5 내지 10g의 범위, 더욱 바람직하게는 3 내지 8g의 범위가 되도록, 본 발명의 혈당치 상승 억제제를 그대로 혹은 물, 차, 커피 등의 음료에 녹여 섭취하거나, 식품 또는 음료에 첨가하여 섭취하면 된다. 혹은, 유효성분인 본 분지 α-글루칸 혼합물의 섭취량이 단당류의 총 섭취량에 대해 0.5 내지 30질량%의 범위, 보다 바람직하게는 5 내지 15질량%의 범위가 되도록, 본 발명의 혈당치 상승 억제제를 섭취하여도 좋다. 또한, 본 발명의 혈당치 상승 억제제를 식품 또는 음료의 섭취 전후에 섭취할 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 혈당치 상승 억제제는 분말 형태, 알갱이 형태, 과립 형태, 액체 형태, 페이스트 형태, 크림 형태, 태블릿 형태, 캡슐 형태, 캐플릿(caplet) 형태, 소프트 캡슐 형태, 정제 형태, 막대 형태, 판 형태, 블록 형태, 환약 형태, 고체 형태, 겔 형태, 젤리 형태, 구미 형태, 웨하스 형태, 비스킷 형태, 사탕 형태, 츄어블 형태, 시럽 형태, 스틱 형태 등의 적절한 형태로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 혈당치 상승 억제제는 의약품이나 의약부외품뿐만 아니라, 특정 보건용 식품, 기능성 표시 식품, 영양 보조 식품 또는 건강식품 등의 생활습관병을 예방 또는 개선할 목적으로 섭취하는 식음료에 배합할 수 있다. 배합되는 식음료의 구체적인 예로는 탄산 음료, 우유 음료, 젤리 음료, 스포츠 드링크, 식초 음료, 두유 음료, 철 함유 음료, 유산균 음료, 녹차, 홍차, 코코아, 커피 등의 음료, 쌀밥, 죽, 빵, 면류, 스프, 된장국, 요구르트 등의 식품, 소프트 캔디, 하드 캔디, 구미, 젤리, 쿠키, 소프트 쿠키, 전병, 주사위 모양의 떡과자, 밥풀과자, 규히(찹쌀 가루에 설탕과 물엿을 넣어 반죽한 일본 과자), 떡류, 고사리 떡, 만두, 우이로우(화과자의 일종), 고물류, 양갱, 물 양갱, 킨교쿠(한천에 물, 설탕 등을 첨가해서 졸여 틀에 넣어 굳힌 과자), 젤리, 펙틴 젤리, 카스테라, 비스킷, 크래커, 파이, 푸딩, 버터 크림, 커스터드 크림, 슈크림, 와플, 스폰지 케이크, 팬케이크, 머핀, 도넛, 초콜릿, 가나슈, 시리얼 바, 츄잉껌, 캐러멜, 누가, 플라워 페이스트, 땅콩 페이스트, 과일 페이스트, 잼, 마멀레이드 등의 과자, 아이스크림, 셔벗, 젤라또 등의 빙과류, 나아가서는 간장, 분말 간장, 된장, 분말 된장, 전국, 히시오, 후리카케, 마요네즈, 드레싱, 식초, 삼배식초, 분말 초밥 식초, 중화요리의 소, 텐쯔유(튀김 찍어 먹는 국물), 국수 국물, 소스, 토마토 소스, 케첩, 불고기 양념, 닭 꼬치 양념, 카라아게 가루, 튀김 가루, 카레 루, 스튜의 소, 스프의 소, 국물의 소, 복합 조미료, 미림, 새로운 미림, 테이블 슈가, 커피 슈가 등의 각종 조미료나 조리 가공품을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 혈당치 상승 억제제는 생활습관병을 예방 또는 개선(치료)하는 액제, 시럽제, 경관 영양제, 정제, 캡슐제, 트로키제, 설하제, 과립제, 산제, 가루제, 유제, 분무제 등의 형태에 있는 약제에 배합할 수도 있다. 또한, 본 발명의 혈당치 상승 억제제는 인간 이외의 동물이 섭취하는 펫 푸드나 사료, 먹이에 배합할 수도 있다.
또한, 본 분지 α-글루칸 혼합물을 함유하는 본 발명의 혈당치 상승 억제제는 그대로 혈당치 상승 억제제로서뿐만 아니라, 본 발명의 혈당치 상승 억제제에 추가로 단당류를 첨가하여 경구 조성물로서 사용할 수 있다. 본 발명의 경구 조성물은 혈당치 상승 억제제를 포함하고 있기 때문에 경구 조성물 중에 단당류를 포함하고 있어도 섭취 후의 혈당치 상승을 억제할 수 있으므로, 혈당치의 상승이 걱정되는 사람일지라도, 단당류가 포함되어 있는 것을 신경 쓰지 않고 섭취할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
참고로, 본 발명의 경구 조성물에 사용되는 단당류로서는 인간에게서 단당류 섭취 후의 혈당치를 상승시키는 작용을 갖는 단당을 들 수 있으며, 특히 음식물에 배합되는 단당, 예를 들어 글루코오스, 프락토오스, 갈락토오스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상, 그 중에서도 글루코오스, 프락토오스, 및 글루코오스와 프락토오스의 혼합물인 이성화당, 특히 글루코오스를 혈당치 상승 억제제와 함께 본 발명의 경구 조성물에 배합하는 경우에는 본 발명의 혈당치 상승 억제제에 의한 혈당치 상승 억제효과가 보다 적합하게 발휘되기 때문에 바람직하다.
본 발명의 경구 조성물에는 본 발명의 혈당치 상승 억제제를, 혈당치 상승 억제제로서의 작용 효과가 발휘되는 양만큼 배합하면 되며, 배합량에 특별한 제한은 없지만, 예를 들면, 경구 조성물에 함유시키는 단당류의 총량에 대해, 유효성분인 본 분지 α-글루칸 혼합물이 0.5 내지 30질량%의 범위, 보다 바람직하게는 5 내지 15질량%의 범위가 되도록 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 유효성분인 본 분지 α-글루칸 혼합물은 성인(체중 60kg) 1회당 통상적으로 0.5 내지 100g의 범위, 바람직하게는 1 내지 50g의 범위, 보다 바람직하게는 1.5 내지 10g의 범위, 더욱 바람직하게는 3 내지 8g의 범위에서 섭취할 수 있도록 배합되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 경구 조성물에는 상기 성분 이외에, 추가로 물, 식염수, 감미료, 단백질, 펩타이드, 폴리페놀, 미네랄, 항균물질, 효소, 난소화성 다당류, 착색료, 착향료, 호료(糊料), 안정화제, 부형제, 증량제, pH 조절제 등에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 경구 조성물의 총량에 대해 0.01 내지 50질량%, 바람직하게는 0.1 내지 40질량%의 비율로 적절히 배합할 수 있다.
본 발명의 경구 조성물은 분말 형태, 알갱이 형태, 과립 형태, 액체 형태, 페이스트 형태, 크림 형태, 태블릿 형태, 캡슐 형태, 캐플릿(caplet) 형태, 소프트 캡슐 형태, 정제 형태, 막대 형태, 판 형태, 블록 형태, 환약 형태, 고체 형태, 겔 형태, 젤리 형태, 구미 형태, 웨하스 형태, 비스킷 형태, 사탕 형태, 츄어블 형태, 시럽 형태, 스틱 형태 등의 적절한 형태로 할 수 있다.
본 발명의 경구 조성물은 필요에 따라 경관 투여 등의 비경구적 투여 방법에 의해 위 또는 소화관으로 투여할 수 있다.
이하, 실험에 기초하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 실험 1에서는 국제공개 WO2008/136331호 팜플렛의 실시예 5에 기재된 방법에 따라 제조한 분지 α-글루칸 혼합물을 사용하였다. 즉, 상기 실시예 5에 기재된 방법에 따라, 27.1질량% 옥수수 전분 액화액(가수분해율 3.6%)에, 최종 농도가 0.3질량%가 되도록 아황산수소나트륨을 첨가하고, 또한 최종 농도가 1mM가 되도록 염화칼슘을 첨가한 후, 50℃로 냉각하고, 여기에 국제공개 WO2008/136331호 팜플렛의 실시예 1에 기재된 방법으로 조제한 바실러스 서큘란스(Bacillus circulans) PP710(FERM BP-10771) 유래의 α-글루코실 전이 효소의 농축 조효소액을 고형물 1g당 11.1 단위로 첨가하고, 추가로 50℃, pH 6.0에서 68시간 작용시켰다. 그 반응액을 80℃에서 60분간 유지한 후 냉각하고 여과하여 얻어지는 여과액을 통상적인 방법에 따라 활성탄으로 탈색하여 H형 및 OH형 이온수지에 의해 탈염하여 정제한 후, 농축, 분무 건조하여 제조한 분지 α-글루칸 혼합물을 이하의 실험 1에 사용하였다. 또한, 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물을 국제공개 WO2008/136331호 팜플렛의 단락 0079, 0080에 기재된 이소말토덱스트라나아제 소화시험법, α-글루코시다아제 및 글루코아밀라아제 소화 시험법, 단락 0076 내지 0078에 기재된 메틸화 분석법에 의해 분석한 결과, 이하의 (a) 내지 (c)의 특징을 가지고 있었다.
(a) 글루코오스를 구성당으로 하고,
(b) α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며,
(c) 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 소화물의 고형물당 35질량% 생성하였다.
또한, 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물을 상기 효소-HPLC법에 의해 분석한 결과, 상기 분지 α-글루칸 혼합물은 상기 특징 이외에, 하기 (d)의 특징을 가지고 있으며, 또한, 상기 메틸화 분석법에 의한 분석 결과로부터, 하기 (e) 내지 (h)의 특징을 갖는 것이 밝혀졌다.
(d) 수용성 식이섬유 함량이 82.9질량%이며,
(e) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비율이 1:2.1이고,
(f) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 합계가 전체 글루코오스 잔기의 73.8%이었다.
(g) α-1,3 결합된 글루코오스 잔기가 전체 글루코오스 잔기의 2.1%이었다.
(h) α-1,3,6 결합된 글루코오스 잔기가 전체 글루코오스 잔기의 5.6%이었다.
또한, 당해 분지 α-글루칸 혼합물을 국제공개 WO2008/136331호 팜플렛의 단락 0081에 기재된 겔 여과 HPLC에 의한 분자량 분포 분석한 결과, 그 중량평균분자량(Mw)은 5,000달톤(평균 글루코오스 중합도로 환산하면 약 30)이고, Mw/Mn은 2.1이었다.
상기와 같이, 본 실험에서 사용한 분지 α-글루칸 혼합물은 글루코오스를 구성당으로 하고, α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며, 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 생성한다는 상기 (A) 내지 (C)의 특징을 갖는 것이었다. 또한, 본 실험에서 사용한 분지 α-글루칸 혼합물은 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 소화물의 고형물당 5질량% 이상 70질량% 이하 생성한다는 특징, 수용성 식이섬유 함량이 40질량% 이상이라는 상기 (D)의 특징, 및 α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비가 1:0.6 내지 1:4의 범위에 있으며, α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 합계가 전체 글루코오스 잔기의 55% 이상을 차지한다는 상기 (E), (F)의 특징을 만족하는 것이었다.
또한, 상기 분지 α-글루칸 혼합물은 α-1,3 결합된 글루코오스 잔기가 전체 글루코오스 잔기의 0.5% 이상 10% 미만의 범위에 있으며, α-1,3,6 결합된 글루코오스 잔기가 전체 글루코오스 잔기의 0.5% 이상의 범위에 있는 것이었다.
이하의 실험에서는 글루코오스 섭취시 혈당치로의 분지 α-글루칸 혼합물의 영향을 조사하기 위해, 글루코오스 부하시험을 실시하였다.
<실험 1 : 글루코오스 부하시험>
당뇨병 등의 글루코오스 대사기능이상의 경력이 있는 자는 제외한 공복 혈당 치(섭취전의 혈당치)가 대략 80~110mg/dL인 건강한 남녀 13명의 피험자에게, 글루코오스만으로 이루어진 대조시료 50g(표 1을 참조)을 물에 용해하여 200mL로 한 수용액을 주고 5분 이내에 섭취시켰다. 섭취 전, 섭취 후 30, 45, 60, 90, 120분의 총 6회, 피험자의 손끝에서 채혈하여, 시험지 "아큐 체크 아비바 스트립 F"(로슈 다이아그노스틱스 주식회사 판매)와 자가혈당측정기 "아큐 체크 아비바 나노"(로슈 다이아그노스틱스 주식회사 판매)를 이용하여 혈당치를 측정하였다. 또한, 글루코오스로서는 시판중인 분말 글루코오스(상품명 "후지크리스타", 가토화학주식회사 판매)를 사용하였다.
이어서, 상기 시험으로부터 일주일 이상 경과한 후, 상기 13명의 피험자에 대해, 글루코오스와 함께 분지 α-글루칸 혼합물을 함유하는 피험시료 55g(표 1 참조)을 물에 용해하여 200mL로 한 수용액을 대조시료 섭취의 경우와 마찬가지로 섭취하게 하고, 섭취 후, 마찬가지로 채혈하여 혈당치의 변화를 측정하였다.

배합성분		 배합량(g)
대조시료 피험시료*
글루코오스 50 50
분지 α-글루칸 혼합물 0 5
합계 50 55
* : 글루코오스 및 분지 α-글루칸 혼합물을 물에 용해하여, 전량을 200mL로 하였다.
상기 피험자 13명의 대조시료 섭취시와 피험시료 섭취시에 대해, 각각 섭취 전, 섭취 후 30, 45, 60, 90, 120분에서의 혈당치 증가분의 평균값을 섭취 후 경과 시간에 대해 플로팅한 그래프를 작성하여, 도 1에 나타내었다. 또한, 혈당치 증가분 평균값의 곡선하면적(AUC, area under the curve)을 시료별로 산출하여 표 2에 나타내었다. 또한, 분지 α-글루칸 혼합물 섭취의 영향은 피험시료 섭취시의 AUC를 대조시료 섭취시의 AUC로 나누어 얻어지는 AUC 비율에 따라 평가하여, 그 결과를 표 2에 병기하였다.

피험자 수
섭취시료		 혈당치 증가분 평균값의 곡선하면적(AUC)
((mg/dL)·h)
AUC 비율*
(%)

13		 대조시료 99.0
87.4
피험시료 86.6
* : (피험시료 AUC/대조시료 AUC) × 100
도 1에서 볼 수 있듯이, 대조시료 섭취시(도 1의 부호 ○)에 비해, 피험시료 섭취시(도 1의 부호 ●)에는 혈당치 증가분의 상승이 억제되었다. 또한, 표 2에서 볼 수 있듯이, 대조시료 섭취시의 AUC가 99.0이었던 반면, 피험시료 섭취시의 AUC는 86.6으로 낮고, AUC 비율은 87.4%이었다. 이 결과로부터 분지 α-글루칸 혼합물은 단당인 글루코오스와 함께 섭취시키면, 글루코오스만을 섭취시킨 경우에 비해 혈당치의 상승을 현저하게 억제하는 것이 확인되었다.
참고로, 본 분지 α-글루칸 혼합물이 전분 부분 분해물(말토덱스트린)과 함께 섭취한 경우에 혈당치의 상승을 억제하는 것은 본 출원인과 동일한 출원인에 의한 국제공개 WO2008/136331호 팜플렛에 개시되어 있다. 상기 실험 결과는 분지 α-글루칸 혼합물이 전분 부분 분해물을 섭취한 경우뿐만 아니라, 단당류를 섭취한 경우에도 혈당치의 상승을 억제하는 것을 나타내는 것이다.
한편, 상술한 바와 같이, 이 분야에서 수용성 식이섬유 소재로서 널리 사용되고 있는 난소화성 덱스트린에 대해서는 단당인 글루코오스 및 과당의 섭취 후의 혈당치 상승에 대해서는 억제 효과를 나타내지 않는 것이 보고되어 있다(비특허문헌 3 및 4 참조). 본 분지 α-글루칸 혼합물과 난소화성 덱스트린은 분지를 갖는 글루코오스의 중합체이며, 수용성 식이섬유성을 갖는 전분 유래의 혼합물이라는 점에서 공통적임에도 불구하고, 글루코오스 섭취 후의 혈당치 상승에 미치는 영향이 다른 것은, 종래의 기술 상식을 뒤집는 매우 흥미로운 사실이며, 본 분지 α-글루칸 혼합물은 적어도 생체에서의 글루코오스의 도입을 현저하게 억제하는 점에서, 그 작용 효과는 난소화성 덱스트린과는 분명히 차이가 있는 것으로 생각된다.
본 분지 α-글루칸 혼합물은 단당인 글루코오스 섭취 후의 혈당치 상승을 억제하는 작용 효과를 발휘하기 때문에, 종래부터 혈당치 상승을 초래하는 것이 우려되었던, 단당류를 함유하는 음식물, 예를 들어 감미료로서 글루코오스, 프락토오스, 이성화당 등의 단당류를 함유하는 각종 음식물일지라도, 본 분지 α-글루칸 혼합물을 배합하면, 섭취 후의 혈당치 상승을 억제할 수 있음을 기대할 수 있다. 본 분지 α-글루칸 혼합물을 사용하면, 혈당치 상승의 걱정 없이 섭취할 수 있는 음식물의 범위를 확대할 수 있으며, 본 분지 α-글루칸 혼합물은 혈당치 상승 억제제로서 단당류를 함유하는 음식물의 분야, 특히 음료 분야에서 현재 널리 사용되고 있는 난소화성 덱스트린보다도 보다 유리하게 이용할 수 있다.
이하의 실험 2에서는 본 분지 α-글루칸 혼합물에 의한 단당류 섭취 후 혈당치 억제 작용의 메커니즘을 규명하는 한 수단으로서, 본 분지 α-글루칸 혼합물이 소장에서의 글루코오스 흡수에 미치는 영향을 쥐 반전 소장을 사용한 시험에 의해 검증하고, 아울러 수행한 난소화성 덱스트린에 대한 결과와 비교하였다.
<실험 2 : 분지 α-글루칸 혼합물에 의한 단당류 섭취 후 혈당치 상승 억제 작용의 메커니즘 - 쥐 반전 소장을 사용한 시험->
인간에 있어서의 본 분지 α-글루칸 혼합물의 혈당치 상승 억제작용의 메커니즘을 검증하기 위해 쥐 반전 소장을 사용하여 소장에서의 글루코오스 흡수에 미치는 영향을 검토하였다. 본 분지 α-글루칸 혼합물로서는 실험 1에서 사용한 것과 동일한 표본품을 사용하며, 난소화성 덱스트린으로서는 시판중인 난소화성 덱스트린(상품명 "파이버 솔 2", 마츠타니화학공업주식회사 판매)을 사용하였다.
그리고, 반전 소장을 사용하는 시험(예를 들어, 츠치야 마사히코 등, 쥐 반전 소장의 포도당 흡수에 관한 연구 : 경시적 관찰법의 개발, 일본 소화기 질환 학회 잡지, 80권, 1138-1143페이지(1983년)를 참조)이란, 장관(腸管)의 특정 부분의 투과 메커니즘을 연구하기 위해, 그 부분을 적출하여 반전하고, 양단을 결찰하여 자루 모양으로 해서 물질의 투과를 검토하는 방법이며, 자루 속에, 예를 들어 완충액을 넣고, 대상 물질(본 실험에서는 글루코오스)을 함유하는 시험액 중에서 95% O2-5% CO2 가스를 통과하면서 자루를 인큐베이팅한다. 당해 시험액 중의 대상 물질이 소장 점막으로부터 흡수되어 자루 내측의 장막측으로 이행한 양을 측정하여 흡수를 평가한다. 장관을 반전하여 점막측을 바깥쪽으로 하는 것은 상피 세포가 다량의 산소를 요구하기 때문에, 그 보급을 용이하게 하는 것이 첫번째 이유라고 되어 있다. 본 실험에서는 in vitro에서 소장에 의한 글루코오스의 흡수를 경시적으로 측정하였다.
<실험 2-1 : 쥐 반전 소장의 조제>
Wistar 쥐(수컷, 7주령, 일본 클레아주식회사 판매)를 구입하여, 1~3주간은 표준 사료를 주어 사육하여 순화시켰다. 이어서, 당해 쥐를 4시간 절식시킨 후, 소무노펜틸(somnopentyl) 마취 하에 정중 절개로 개복하여 소장을 채취하고, 채취한 쥐 소장의 트레이츠(Treitz) 인대(소장의 중간에 있고 소장을 등 쪽의 벽(후복벽)에 연결고정하고 있는 인대 모양의 구조)보다 하부측(회장(回腸)측)을 향해 약 16cm에서 24cm 부위까지의 길이 약 8cm의 부분 소장을 잘라 내어, 시험에 사용하였다.
<실험 2-2 : 반전 소장을 사용한 글루코오스 흡수시험>
쥐 반전 소장을 사용한 글루코오스 흡수시험은 도 2에 나타낸 시험장치를 제작하여, 하기의 순서에 따라 실시하였다.
<시험장치>
이하, 시험장치의 개요에 대해 도 2에 기초하여 설명한다. 플라스틱제 20mL 주사통(도 2의 부호 d)을 용기로서 사용하고, 주사통 d의 상부에 가스 배기용 작은 구멍(도 2의 부호 b)을 형성하며, 주사통 d의 하단에는 가스 환류용 튜브(도 2의 부호 h)를 장착한다. 고무마개(도 2의 부호 a)의 중앙부에 구멍을 뚫고, 끝을 절단 한 플라스틱제 1mL 칩(도 2의 부호 c)을 삽입하여, 당해 칩 c의 끝에는 일단을 결찰한 반전 소장(도 2의 부호 e)을 장착하여 결찰한다. 이를 주사통 d의 상단을 통해 끼워 넣어 시험장치로 한다.
<시험순서>
(1) 글루코오스만, 글루코오스와 분지 α-글루칸 혼합물, 또는 글루코오스와 난소화성 덱스트린을 크렙스-링거(Krebs-Ringer) 중탄산 완충액(pH 7.4)(이하 "KRB 완충액"으로 약칭한다.)에 각각 용해하여 하기 3종의 피험 샘플 용액을 조제하였다.
대조군 : 글루코오스만(180mg/dL, 10mM);
분지 α-글루칸 혼합물 첨가군 : 글루코오스(180mg/dL, 10mM)에 분지 α-글루칸 혼합물(60mg/dL)을 첨가;
난소화성 덱스트린 첨가군 : 글루코오스(180mg/dL, 10mM)에 난소화성 덱스트린(60mg/dL)을 첨가;
(2) 플라스틱제 20mL 주사통(도 2의 부호 d)에, 상기 3종의 피험 샘플 용액 중 하나를 20mL(도 2의 부호 g) 주입하고, 37℃의 항온 수조에 넣어 가스 환류용 튜브(도 2의 부호 h)로부터 95% O2-5% CO2 가스를 통하게 하여 가스 환류를 실시한다.
(3) 실험 2-1에서 취득한 쥐 소장의 내부를 95% O2-5% CO2 가스를 통하게 한 냉 KRB 완충액으로 세정한다.
(4) 도시하지 않은 반전용 막대를 장관의 근위단에 조금 삽입하고, 반전용 막대를 소장 내로 밀어넣으면서 반전시켜 반전 소장으로 한다.
(5) 반전용 막대에서 분리한 반전 소장(도 2의 부호 e)에, 끝을 절단한 플라스틱제 1mL 칩(도 2의 부호 c)을 삽입, 결찰함으로써 장착하고, 근위단으로부터 약 5cm의 부위를 결찰한다.
(6) 반전 소장 e를 장착한 칩 c를 주사통 d의 내부에 세팅하고, 마이크로피펫으로 칩 c의 상부를 통해 반전 소장 장막측(반전 소장 c의 내측)에 KRB 완충액 0.5mL(도 2의 부호 f)를 주입한다. 이 시점에서 실험(인큐베이션)을 시작하였다. 또한, 시험 전 및 시험 중 모두, 점막측(반전 소장 c의 외측)의 피험 샘플 용액 g에는 95% O2-5% CO2 가스를 통하게 하였다.
(7) 점막측, 장막측 모두, 인큐베이팅 0, 30, 60, 90, 120분의 시점에서 용액 각 5μL를 마이크로피펫으로 샘플링하여, 글루코오스 정량 키트(상품명 "글루코오스 CII 테스트 와코", 와코쥰야쿠공업주식회사 판매)를 사용하여 글루코오스를 정량하였다.
(8) 각 피험 샘플군 모두 각각 6회 시험하여, 데이터의 검정은 Tukey-Kramer 법으로 실시하여 비교하였다. 위험률 0.05 미만에서 "유의차 있음"으로 하였다.
반전 소장을 사용한 글루코오스 흡수 시험에서, 장막측의 글루코오스 농도를 경시적으로 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.
시간
(분)		 장막측 글루코오스 농도*(mg/dL)
대조군(글루코오스만) 분지 α-글루칸 혼합물 첨가군 난소화성 덱스트린 첨가군
0 2.0±1.2 2.2±2.0 0.8±0.5
30 31.5±10.9 13.3±6.6 32.6±6.6
60 96.2±17.8a 40.4±26.5b 88.2±22.4ab
90 155.2±23.0a 71.7±40.6b 137.3±31.9a
120 202.8±27.5a 102.7±58.3b 185.0±31.4a
* : 평균값±표준편차, n=6 서로 다른 부호간에 유의차 있음(p<0.05)
표 3에 나타낸 바와 같이, 대조군(글루코오스만)에서는 장막측의 글루코오스 농도가 시험 개시 30분, 60분, 90분, 120분의 시점에서 각각 31.5±10.9mg/dL, 96.2±17.8mg/dL, 155.2±23.0mg/dL, 202.8±27.5mg/dL에 도달하여, 시간 경과에 따라 글루코오스 농도가 상승하고, 반전 소장이 점막측의 글루코오스를 흡수하여 장막측으로 이행시키고 있음을 알 수 있었다. 한편, 분지 α-글루칸 혼합물 첨가군에서는 장막측의 글루코오스 농도가 시험 개시 30분, 60분, 90분, 120분의 시점에서 각각 13.3±6.6mg/dL, 40.4±26.5mg/dL, 71.7±40.6mg/dL, 102.7±58.3mg/dL로, 각 시간에서 대조군보다도 현저하게 낮은 값을 나타내었다. 또한, 난소화성 덱스트린 첨가군은 대조군과 큰 차이가 없는 결과를 나타내었다. 이상의 결과로부터, 분지 α-글루칸 혼합물이 소장 점막에서의 글루코오스 흡수를 억제하는 작용을 갖는 것에 반해, 난소화성 덱스트린은 흡수 억제 작용을 갖지 않음을 알 수 있었다.
또한, 120분 인큐베이팅한 후의 반전 소장 내의 완충액 양은 시험마다 반드시 일정하지 않기 때문에, 시험 종료시의 장막측 완충액 양에 글루코오스 농도를 곱해 반전 소장 장막측의 전체 글루코오스량을 산출하였다. 대조군, 분지 α-글루칸 혼합물 첨가군, 및 난소화성 덱스트린 첨가군의 반전 소장 내의 전체 글루코오스량은 각각 1.15±0.27mg, 0.47±0.34mg 및 0.93±0.33mg이며, 표 3에 나타낸 글루코오스 농도의 경우와 마찬가지로, 분지 α-글루칸 혼합물 첨가군에서는 대조군에 비해 흡수한 글루코오스량이 유의하게 적었다. 한편, 흡수한 전체 글루코오스 양에 있어서도 난소화성 덱스트린 첨가군과 대조군은 큰 차이가 없었다.
상기 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 분지 α-글루칸 혼합물 첨가군은 대조군(글루코오스만)과 난소화성 덱스트린 첨가군에 비해 당 부하 후 90 내지 120분에 글루코오스의 흡수량이 유의하게 적었다. 한편, 난소화성 덱스트린 첨가군은 대조군과 큰 차이가 없었다. 이상의 결과로부터, 분지 α-글루칸 혼합물은 소장에서의 글루코오스의 흡수 억제 작용을 가지며, 한편, 난소화성 덱스트린은 글루코오스의 흡수 억제 작용을 갖지 않는 것으로 판단되었다. 덧붙여서, 난소화성 덱스트린이 반전 소장을 사용한 글루코오스 흡수시험에서 흡수억제작용을 나타내지 않는 것은 문헌(와카바야시 시게루, "난소화성 덱스트린의 내당능에 미치는 영향", 일본 내분비 회지, 68권, 623-635페이지(1992년))에도 보고되고 있다.
실험 2의 결과로부터, 본 분지 α-글루칸 혼합물이 소장에서의 글루코오스의 도입을 억제하고 있는 것으로 밝혀졌다. 이 때문에, 본 분지 α-글루칸 혼합물에 의한 인간의 글루코오스 섭취시의 혈당치 상승 억제는 소장에서의 글루코오스의 흡수 억제에 의한 것임이 확인되었다. 본 실험에 의해, 난소화성 덱스트린이 생체에서의 단당류 섭취시에 혈당치 상승 억제 작용을 나타내지 않는 반면, 본 분지 α-글루칸 혼합물이 혈당치 상승 억제 작용을 나타내는 요인 중 하나가, 소장에서의 글루코오스 흡수에 미치는 작용의 차이에 있는 것으로 밝혀졌다.
본 분지 α-글루칸 혼합물이 어떻게 작용하여 소장에서의 글루코오스의 혈액으로의 도입을 억제하고 있는지는 불분명하지만, 본 분지 α-글루칸 혼합물의, α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며, 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 생성하는 구조적 특징을 갖는 것이, 보다 바람직하게는 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 소화물의 고형물당 5질량% 이상 70질량% 이하 생성하는 구조적 특징을 갖는 것이 그 기능을 발휘함에 있어 필요한 것으로 추정된다.
또한, 이소말토덱스트라나아제 소화에서의 이소말토오스 생성량이 5질량% 미만인 분지 α-글루칸 혼합물은 분지 구조가 적은 말토덱스트린에 가까운 구조이기 때문에, 소장에서의 글루코오스의 도입에 미치는 영향이 작은 것으로 추정된다. 한편, 이소말토덱스트라나아제 소화에서의 이소말토오스 생성량이 70질량% 초과인 분지 α-글루칸 혼합물은 α-1,6 결합으로 연결된 글루코오스 폴리머인 덱스트란에 가까운 구조가 되며, 반대로 분지 구조가 단조로워지기 때문에 소장에서의 글루코오스의 도입에 미치는 영향이 작아지는 것으로 추정된다. 또한, 본 분지 α-글루칸 혼합물 중, 고속 액체 크로마토그래프법(효소-HPLC법)에 의해 구한 수용성 식이섬유 함량이 40질량% 이상인 것은 그 자체가 소장에서 소화흡수되기 어렵기 때문에 보다 바람직한 것으로 추정된다.
한편, 난소화성 덱스트린이 소장에서의 글루코오스의 도입을 억제하는 일은 없었다. 난소화성 덱스트린이 이당류 이상의 당질 섭취 후의 혈당치 상승에 대해 억제 효과를 나타냄에도 불구하고, 단당류 섭취 후의 혈당치 상승에 대해서는 억제 효과를 나타내지 않는 작용 메커니즘으로서는, 난소화성 덱스트린이, 이당류 분해 효소와 연동된 글루코오스의 도입을 저해하고 있기 때문인 것으로 추정된다.
이하, 본 발명을 실시예에 근거하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되는 것이 아니다.
실시예 1
<혈당치 상승 억제제>
국제공개 WO2008/136331호 팜플렛의 실시예 5에 기재된 방법에 따라, 분지 α-글루칸 혼합물 분말을 조제하였다. 또한, 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물 분말은 하기의 (a) 내지 (g)의 특징을 가지고 있었다.
(a) 글루코오스를 구성당으로 하고,
(b) α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며,
(c) 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 소화물의 고형물당 35질량% 생성하고,
(d) 수용성 식이섬유 함량이 80.8 질량%이며,
(e) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비가 1:2.2이고,
(f) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 합계가 전체 글루코오스 잔기의 72.9%이며,
(g) 평균 글루코오스 중합도가 31이고, Mw/Mn이 2.0이다.
본 제품은 혈당치 상승 억제제의 유효성분으로서 이용될 수 있다. 또한, 본 제품을 섭취함으로써, 인간의 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제하는 것이 가능하다. 본 제품은 일반적으로 성인(체중 60kg) 1회당, 약 0.5 내지 약 100g의 범위에서 본 제품을 그대로 혹은 물, 차, 커피 등의 음료에 녹여 섭취하거나, 식품 또는 음료에 첨가하여 섭취하면 된다. 본 제품을 식품 또는 음료의 섭취 전후에 섭취할 수도 있음은 물론이다. 본 제품은 그 자체가 무미이며, 이취(異臭)가 없고, 실온 하에서도 흡습, 변색하지 않고 1년 이상에 걸쳐 안정적이다.
실시예 2
<혈당치 상승 억제제>
국제공개 WO2008/136331호 팜플렛의 실험 2-2에 기재된 방법에 따라, 고형분 농도 30질량%의 분지 α-글루칸 혼합물 용액을 조제하고, 그 후, 통상적인 방법에 따라 분무건조하여 분지 α-글루칸 혼합물 분말을 얻었다. 또한, 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물 분말은 하기의 (a) 내지 (g)의 특징을 가지고 있었다.
(a) 글루코오스를 구성당으로 하고,
(b) α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며,
(c) 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 소화물의 고형물당 27.2질량% 생성하고,
(d) 수용성 식이섬유 함량이 41.8질량%이며,
(e) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비가 1:0.6이고,
(f) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 합계가 전체 글루코오스 잔기의 83.0%이며,
(g) 평균 글루코오스 중합도가 405이고, Mw/Mn이 16.2이다.
본 제품은 혈당치 상승 억제제의 유효성분으로서 이용될 수 있다. 또한, 본 제품을 섭취함으로써, 인간의 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제하는 것이 가능하다. 본 제품은 통상적으로 성인(체중 60kg) 1회당, 약 0.5 내지 약 100g의 범위에서 본 제품을 그대로 혹은 물, 차, 커피 등의 음료에 녹여 섭취하거나, 식품 또는 음료에 첨가하여 섭취하면 된다. 본 제품을 식품 또는 음료의 섭취 전후에 섭취할 수도 있음은 물론이다. 본 제품은 그 자체가 무미이며, 이취가 없고, 실온 하에서도 흡습, 변색하지 않고 1년 이상에 걸쳐 안정적이다.
실시예 3
<혈당치 상승 억제제>
국제공개 WO2008/136331호 팜플렛의 실시예 6에 기재된 방법에 따라, 분지 α-글루칸 혼합물 분말을 조제하였다. 또한, 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물 분말은 (a) 내지 (g)의 특징을 가지고 있었다.
(a) 글루코오스를 구성당으로 하고,
(b) α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며,
(c) 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 소화물의 고형물당 40.6질량% 생성하고,
(d) 수용성 식이섬유 함량이 77.0질량%이며,
(e) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비가 1:4이며,
(f) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합 글루코오스 잔기의 합계가 전체 글루코오스 잔기의 67.9%이고,
(g) 평균 글루코오스 중합도가 18이며, Mw/Mn이 2.0이다.
본 제품은 혈당치 상승 억제제의 유효성분으로서 이용될 수 있다. 또한, 본 제품을 섭취함으로써, 인간의 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제하는 것이 가능하다. 본 제품은 일반적으로 성인(체중 60kg) 1회당 약 0.5 내지 약 100g의 범위에서 본 제품을 그대로 혹은 물, 차, 커피 등의 음료에 녹여 섭취하거나, 식품 또는 음료에 첨가하여 섭취하면 된다. 본 제품을 식품 또는 음료의 섭취 전후에 섭취할 수도 있음은 물론이다. 본 제품은 그 자체가 무미이며, 이취(異臭)가 없고, 실온에서도 흡습, 변색하지 않고 1년 이상에 걸쳐 안정적이다.
실시예 4
<혈당치 상승 억제제>
옥수수 전분 액화액에 추가적으로 말토테트라오스 생성 아밀라아제를 고형물 1g당 2단위로 첨가한 것 이외에는 국제공개 WO2008/136331호 팜플렛의 실시예 5에 기재된 방법에 따라, 분지 α-글루칸 혼합물 분말을 조제하였다. 또한, 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물 분말은 (a) 내지 (g)의 특징을 가지고 있었다.
(a) 글루코오스를 구성당으로 하고,
(b) α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며,
(c) 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 소화물의 고형물당 41.9질량% 생성하고,
(d) 수용성 식이섬유 함량이 69.1질량%이며,
(e) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비가 1:2.4이고,
(f) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 합계가 전체 글루코오스 잔기의 64.2%이며,
(g) 평균 글루코오스 중합도가 13이고, Mw/Mn이 2.0이다.
본 제품은 혈당치 상승 억제제의 유효성분으로서 이용될 수 있다. 또한, 본 제품을 섭취함으로써, 인간의 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제하는 것이 가능하다. 본 제품은 일반적으로 성인(체중 60kg) 1회당, 약 0.5 내지 약 100g의 범위에서 본 제품을 그대로 혹은 물, 차, 커피 등의 음료에 녹여 섭취하거나, 식품 또는 음료에 첨가하여 섭취하면 된다. 본 제품을 식품 또는 음료의 섭취 전후에 섭취할 수도 있음은 물론이다. 본 제품은 그 자체가 무미이며, 이취가 없고, 실온에서도 흡습 변색하지 않고 1년 이상에 걸쳐 안정적이다.
실시예 5
<혈당치 상승 억제제>
실시예 1에 기재된 방법으로 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물에 아밀로글루코시다아제(글루코아밀라아제)를 작용시켜, 분해되지 않은 성분을 겔 여과 크로마토그래피를 이용하여 분취하였다. 그 후, 통상적인 방법에 따라 정제 및 분무 건조하여 분지 α-글루칸 혼합물 분말을 조제하였다. 또한, 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물은 (a) 내지 (g)의 특징을 가지고 있었다.
(a) 글루코오스를 구성당으로 하고,
(b) α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며,
(c) 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 소화물의 고형물당 21질량% 생성하고,
(d) 수용성 식이섬유 함량이 94.4질량%이며,
(e) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비가 1:1.9이며,
(f) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 합계가 전체 글루코오스 잔기의 64%이며,
(g) 글루코오스 중합도가 22이고, Mw/Mn이 1.7이다.
본 제품은 혈당치 상승 억제제의 유효성분으로서 이용될 수 있다. 또한, 본 제품을 섭취함으로써, 인간의 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제하는 것이 가능하다. 본 제품은 통상적으로 성인(체중 60kg) 1회당, 약 0.5 내지 약 100g의 범위에서 본 제품을 그대로 혹은 물, 차, 커피 등의 음료에 녹여 섭취하거나, 식품 또는 음료에 첨가하여 섭취하면 된다. 본 제품을 식품 또는 음료의 섭취 전후에 섭취할 수도 있음은 물론이다. 본 제품은 그 자체가 무미이며, 이취가 없고, 실온에서도 흡습 변색하지 않고 1년 이상에 걸쳐 안정적이다.
실시예 6
<경구 조성물(분말주스)>
분무 건조에 의해 제조한 오렌지 과즙 분말 33질량부에 대하여, 실시예 5에 기재된 방법으로 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물 분말 10질량부, 글루코오스 20질량부, 무수 결정 말티톨 20질량부, 무수 구연산 0.65질량부, 사과산 0.1질량부, 2-O-α-글루코실-L-아스코르브산 0.2질량부, 구연산 소다 0.1질량부 및 분말 향료 적량을 잘 혼합하여 교반하고, 분쇄하여 미세분말로 만들어, 이를 유동층 조립기(造粒機)에 투입하고, 바람배출온도를 40℃로 한 후, 이것에 실시예 1의 방법으로 얻은 분지 α-글루칸 분말을 물에 용해하여 얻은 용액을 바인더로서 적량 스프레이하고, 30분간 조립(造粒)하여 계량하고, 포장하여 제품을 얻었다. 본 제품은 단당류를 포함하는 과즙 함유율 약 30%의 분말주스이다. 본 제품은 단당류를 포함하고 있지만 혈당치 상승 억제제로서 분지 α-글루칸 혼합물을 배합하고 있기 때문에, 섭취할 경우의 혈당치 상승을 억제할 수 있는 분말주스이다. 또한, 본 제품은 이미(異味), 이취(異臭)가 없어 주스로서 상품 가치가 높은 것이다.
실시예 7
<경구 조성물(카스터드 크림)>
옥수수 전분 100질량부, 실시예 4에 기재된 방법으로 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물 분말 30질량부, 트레할로오스 함수(含水) 결정 70질량부, 글루코오스 40질량부 및 식염 1질량부를 충분히 혼합하고, 계란 280질량부를 첨가하여 교반하며, 여기에 끓는 우유 1000질량부를 서서히 첨가하고, 불에 올려 교반을 계속하면서, 옥수수 전분이 완전히 호화하여 전체가 반투명하게 되었을 때 불을 끄고, 이를 냉각하여 적량의 바닐라 향료를 첨가한 후, 계량, 충전, 포장하여 제품을 얻었다. 본 제품은 단당류, 이당류, 다당류를 포함하는 커스터드 크림이다. 본 제품은 단당류, 이당류, 다당류를 포함하고 있지만 혈당치 상승 억제제로서 분지 α-글루칸 혼합물을 배합하고 있기 때문에, 섭취할 경우의 혈당치 상승을 억제할 수 있는 커스터드 크림이다. 또한, 본 제품은 매끄러운 광택을 가지며, 풍미가 좋고, 고품질의 커스터드 크림이다.
실시예 8
<경구 조성물(영양보조식품)>
글루코오스 247g, 실시예 3에 기재된 방법으로 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물 분말 217g, 피로인산 철 현탁액(타이요화학사 제 상품명 산액티브 FeM) 8g, 비타민 프리믹스 15g, 아스코르브산 나트륨 3g, 아연 효모 0.5g, 크롬 효모 0.3g, 수크랄로오스 0.2g을 조립(造粒) 원분말로서 조립 장치에 투입하였다. 한편, 조립 조정용수 100mL 중에 커피추출분말 15g, 황산마그네슘 10g을 용해시켰다. 조립 원분말을 장치 내에서 혼합시키고 있는 곳에 조립조정액을 노즐 끝을 통해 조금씩 분무하여 과립화하고, 1팩 5.15g 또는 1팩 10.3g이 되도록 알루미늄 봉지에 질소가스를 충전하였다. 본 제품은 단당류를 포함하는 영양보조식품이다. 본 제품은 단당류를 포함하고 있지만 혈당치 상승 억제제로서 분지 α-글루칸 혼합물을 배합하고 있기 때문에, 섭취할 경우의 혈당치 상승을 억제할 수 있는 영양보조식품이다. 또한, 본 제품은 이미(異味), 이취(異臭)가 없고, 영양보조식품으로서 상품 가치가 높은 것이다.
실시예 9
<경구 조성물(홍차 음료)>
실시예 1에 기재된 방법으로 얻어진 분지 α-글루칸 혼합물 분말을 사용하여, 본 발명의 경구 조성물인 홍차를 제조하였다. 차잎 15g에 대해 끓는 물 1L를 첨가하고, 찻잎을 여과하여 홍차 추출액 1L를 얻었다. 홍차 추출액 1L에 이성화당을 60g 첨가하고, 추가로 분지 α-글루칸 혼합물을 중량비로 2%, 3%, 4% 첨가한 홍차를 각각 본 발명의 홍차 음료 A, B, C로 하였다. 또한, 분지 α-글루칸 혼합물을 첨가하지 않은 점 이외에는 상기와 동일한 방법으로 얻은 홍차 음료를 대조군으로 하였다. 20~50대의 남녀 10명으로 관능 평가를 실시한 결과, 홍차 음료에 함유하는 폴리페놀 특유의 쓴맛과 떫은맛을 마스킹하는 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한, 본 발명의 홍차 음료 A, B, C는 실온에 보존하여도, 대조군에 비해 크림다운현상(홍차를 서서히 식히면 희게 탁해지는 현상)이 억제됨을 알 수 있었다.
본 제품은 단당류를 포함하는 홍차 음료이다. 본 제품은 단당류를 포함하고 있지만 혈당치 상승 억제제로서 분지 α-글루칸 혼합물을 배합하고 있기 때문에, 섭취할 경우의 혈당치 상승을 억제할 수 있는 홍차 음료이다. 또한, 본 제품은 이미, 이취가 없고, 홍차 음료로서 상품 가치가 높은 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 분지 α-글루칸 혼합물을 유효성분으로 하는 본 발명의 혈당치 상승 억제제에 따르면, 유효성분인 본 분지 α-글루칸 혼합물 그 자체가 저감미 내지 무미이기 때문에 이용 범위가 넓고, "당뇨병 경계 영역의 인간"에 한하지 않고 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제할 수 있다는 장점이 얻어진다. 또한, 본 발명의 경구 조성물은 단당류와 함께 본 발명의 혈당치 상승 억제제를 포함하고 있기 때문에, 이를 섭취하여도 혈당치의 상승을 걱정할 필요가 없다는 장점을 가지고 있다. 본 발명은 이 분야에서 크게 기여하는 대단히 의의가 있는 발명이다.
도 1에 있어서,
○ : 글루코오스만으로 이루어진 대조시료를 섭취했을 때의 혈당치 증가분의 평균값(Δ혈당)
● : 글루코오스와 함께 분지 α-글루칸 혼합물을 함유하는 피험시료를 섭취했을 때의 혈당치 증가분의 평균값(Δ혈당)
도 2에 있어서,
a : 고무마개
b : 배기용 작은 구멍
c : 끝을 절단한 플라스틱제 1mL 칩
d : 플라스틱제 20mL 주사통
e : 반전 소장
f : 장막측 완충액
g : 점막측 완충액
h : 95% O2-5% CO2 가스 환류용 튜브

Claims (7)

  1. 하기 (A) 내지 (C)의 특징을 갖는 분지 α-글루칸 혼합물을 유효성분으로 하는, 인간의 단당류 섭취 후의 혈당치 상승을 억제하는 혈당치 상승 억제제 :
    (A) 글루코오스를 구성당으로 하고,
    (B) α-1,4 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 3 이상의 직쇄상 글루칸의 일단에 위치하는 비환원 말단 글루코오스 잔기에 α-1,4 결합 이외의 결합을 통해 연결된 글루코오스 중합도 1 이상의 분지 구조를 가지며,
    (C) 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 생성한다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분지 α-글루칸 혼합물은 이소말토덱스트라나아제 소화에 의해 이소말토오스를 소화물의 고형물당 5질량% 이상 70질량% 이하 생성하는 분지 α-글루칸 혼합물인 것을 특징으로 하는 혈당치 상승 억제제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분지 α-글루칸 혼합물은 하기 (D)의 특징을 갖는 분지 α-글루칸 혼합물인 혈당치 상승 억제제 :
    (D) 고속 액체 크로마토그래프법(효소-HPLC법)에 의해 구한 수용성 식이섬유 함량이 40질량% 이상이다.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분지 α-글루칸 혼합물은 하기 (E) 및 (F)의 특징을 갖는 분지 α-글루칸 혼합물인 혈당치 상승 억제제 :
    (E) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 비가 1:0.6 내지 1:4의 범위에 있고,
    (F) α-1,4 결합된 글루코오스 잔기와 α-1,6 결합된 글루코오스 잔기의 합계가 전체 글루코오스 잔기의 55% 이상을 차지한다.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분지 α-글루칸 혼합물의 평균 글루코오스 중합도가 8 내지 500인 것을 특징으로 하는 혈당치 상승 억제제.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 혈당치 상승 억제제와, 단당류를 함유하는 것을 특징으로 하는 경구 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    단당류는 글루코오스 및 프락토오스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는 경구 조성물.
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