KR20190025944A - 식이 섬유를 함유하는 수소첨가 글루코스 중합체 조성물 - Google Patents

식이 섬유를 함유하는 수소첨가 글루코스 중합체 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 AOAC 2001.03 방법에 의해 결정된 총 섬유 함량이 50% 초과이고 건조 중량 환원당 함량 RS가 800 ppm 미만인 수소첨가 글루코스 중합체 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 조성물을 포함하는 식품 또는 의약품에 관한 것이다.

Description

식이 섬유를 함유하는 수소첨가 글루코스 중합체 조성물
본 발명은 식이 섬유를 함유하고, 매우 낮은 환원당 함량을 포함하는 수소첨가 글루코스 중합체의 신규한 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 또 다른 주제는 이러한 조성물의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 그의 구조를 매우 약간만 분해시키면서, 글루코스 중합체의 환원 작용기의 양을 매우 크게 감소시킬 수 있는 수소화 및 알칼리화의 특정 단계의 조합을 포함한다. 본 발명의 또 다른 주제는 상기 조성물을 포함하는 식품 또는 의약품이다.
글루코스 중합체는 식품 또는 의약 산업과 같은 수많은 산업에서 일반적으로 사용된다.
가장 일반적인 글루코스 중합체는 전분 가수분해물이다. 전분 가수분해물은 일반적으로 두 가지 큰 부류, 말토덱스트린 및 글루코스 시럽으로 나뉜다. 이들 부류 중 하나 또는 다른 하나의 구성원은, 덱스트로스 당량(DE)에 의해 결정되는데, DE는 환원당의 수 대 총 당의 수의 비에 100을 곱한 것이다. 말토덱스트린은 20 미만의 DE를 갖고, 글루코스 시럽은 20 이상의 DE를 갖는다.
전분 가수분해물은 본질적으로 소화 가능하며 식이 섬유를 포함하지 않는다.
본 발명에 따르면, "식이 섬유"는 인간에 의해 소화되지 않거나 아주 약간만 소화되는 글루코스 중합체 구조를 의미하고자 하는 것이다.
비소화성 식이 섬유를 함유하는 기타 글루코스 중합체가 존재한다. 전분 및 전분 가수분해물만이 α-1,4 및 α-1,6 유형의 당질(glucide) 결합을 갖는 한편, 비소화성 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체는 1,2 유형(α 또는 β 아노머성) 및 1,3 유형(α 또는 β 아노머성)의 비정형 결합 또는 β-1,4 및 β-1,6 유형의 비정형 결합을 포함한다. 이러한 비정형 결합 모두는, 인간 소화 효소에 의해, 가수분해되지 않거나, 단지 매우 어렵게 가수분해된다.
식이 섬유를 함유하는 이러한 글루코스 중합체는 일반적으로, 특히 글루코스 및/또는 말토스일 수 있거나 이들을 포함할 수 있는 제조에 사용될 수 있는, 전분 또는 전분 가수분해물의 열처리에 의해 제조된다. 이러한 열처리는 산 또는 효소의 촉매 작용을 이용하여 수행되며; 전술한 비정형 결합을 형성할 수 있게 하고 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체를 형성하게 한다.
전술한 글루코스 중합체는 글루코스 중합체의 가장 반응성이 큰 작용기인 말단 환원당을 포함한다. 일반적으로, 환원당은 중합체의 열 불안정성을 일으키는 주요 요소로 여겨진다. 이러한 환원당은 특히 질소 함유 화학종과 반응하여, 마이야르(Maillard) 반응을 일으키기 쉽다.
따라서, 글루코스 중합체를 더욱 열적으로 안정화하기 위해, 말토-올리고당을 분해하지 않도록 충분히 "온화한" 조건 하에서 말토-올리고당을 수소화하는 과정을 더욱 구체적으로 설명하는 국제 특허출원 WO 99/36442호에 설명된 바와 같이, 전분 가수분해물의 환원 작용기를 수소화하는 것이 알려져 있다. 이 반응은 우선적으로 활성화된 니켈형 촉매를 이용하여 수행된다. 유리하게는, 수소화 단계는 110℃ 내지 120℃ 범위의 온도 및 400 내지 700 psi 범위의 압력에서 수행된다. 이 문헌은 또한 5.0 내지 6.0 범위의 pH에서 수소화 반응을 수행하는 것을 교시한다. 생성된 말토-올리고당은 "본질적으로 0"의 DE를 가지며, 즉 이 문헌에 따르면 최대 1의 DE를 갖는다. 글루코스 중합체는 식이 섬유를 함유하지 않으며, 환원당 함량이 나타나지 않는다.
또한, 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체의 제조는 열처리 단계를 포함하기 때문에, 이들 중합체는 전술한 전분 가수분해물과 달리 일반적으로 착색의 문제를 갖는다. 열처리가 고온, 예를 들어 100℃를 초과하는 온도에서 수행되는 경우, 이러한 착색의 문제가 더욱 커질 수 있다. 착색 현상은 통상적으로 불포화 결합의 존재에 기인한다. 이러한 불포화 결합은, 열처리 단계 동안 형성된, 환원 글루코스의 결합이거나 중합체 내의 불포화 결합(예를 들어 알켄)일 수 있다.
식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체의 이러한 착색 문제는 유럽 특허 문헌 EP 530.111호에 설명된 바와 같은 온화한 제조 조건을 이용하여, 또는 유럽 특허 문헌 EP 485.304호 및 EP 516.491호에 설명된 바와 같이 양이온 및 음이온 수지 상에서 또는 카본 블랙으로 정제를 수행함으로써 제한될 수 있다. 또 다른 해결책이 미국 특허 US 4.622.233호에 기재되어 있으며, 여기서 글루코스 중합체의 탈색은 퍼옥사이드 또는 클로라이트(chlorite)에 의해 수행된다.
생성물의 탈색을 위한 또 다른 해결책은 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체를 수소화하는 것으로 이루어진다.
이러한 수소화는 특히, 국제 특허출원 WO 92/14761호에 설명되어 있다. 수소첨가 폴리덱스트로스는 "본질적으로 0"의 DE, 즉 이 문헌에 따르면 1 미만의 DE를 갖는다. 이 문헌은 수소화 촉매 및 2수소(설명의 나머지 부분에서는 "수소")의 존재 하에서 가열하는 것으로 이루어지는 단계에서 폴리덱스트로스의 수소화를 설명한다. 실시예 9의 조건 하에서, 폴리덱스트로스는 고형분 함량이 40%이고 pH가 6.2인 용액으로 형성되며, 또한 라니 니켈을 포함하는 이 용액은, 1400 psig의 수소 압력 하에서 90 분 동안 140℃ 내지 150℃로 된다. 수득된 수소첨가 폴리덱스트로스는 환원당의 양이 0.2%이다. 또한 이 문헌은 환원제로서 수소화붕소를 이용하는 수소화를 설명한다. 환원당의 양이 결정된 실시예 20의 조건 하에서, 그 양은 0.4%이다. 이러한 수소첨가 글루코스 중합체는, 아민 작용기를 포함하는 다른 생성물과 덜 반응성인 한편, 개선된 색상 및 풍미를 갖는 것으로 존재한다.
미국 특허 US 5,424,418호는 유사하게, 수소첨가 폴리덱스트로스를 형성하기 위한 폴리덱스트로스의 수소화에 이어, 그로부터 소르비톨을 제거하기 위하여 이러한 수소첨가 폴리덱스트로스의 크로마토그래피 단계를 포함하는 수소첨가 폴리덱스트로스의 제조 방법을 설명한다. 이러한 수소화 단계는 pH의 변화 없이 수행된다(pH 7 또는 8). 매우 우선적으로, 수득된 생성물에서 환원당의 양은 0.15% 미만이다. 그럼에도 불구하고, 실시예는 이 문헌의 방법을 이용하여 환원당을 매우 적은 양으로 포함하는 수소화 중합체 조성물을 수득할 수 없음을 보여준다. 크로마토그래피 단계 전에도, 수소첨가 폴리덱스트로스는 환원당을 많은 양(실시예에서, 0.50%, 0.45% 및 적어도 0.12%)으로 포함하며, 이후의 크로마토그래피 단계는 환원당의 이러한 양을 감소시킬 수 있게 하지 않는다. 실제로, 크로마토그래피 단계 동안 조성물로부터 제거되는 소르비톨은 환원당이 아니다.
출원인 이름의 유럽 특허 문헌 EP 654483호는, 일 변형에 따라, 수소화 단계가 pH 4 내지 8에서 수행되는 방법을 설명한다. 더욱 구체적으로, 실시예 5에서, 미리 효소 처리된 폴리덱스트로스의 수소화 및 글루코스 옥시다제를 이용한 처리가 설명된다. 실시예 5에 따르면, 이러한 수소화는 50 바의 수소 압력 하에서 pH가 7인 40%의 고형분 함량을 갖는 용액 상에서 라니 니켈 존재 하에 수행된다. 수득된 폴리덱스트로스는 글루코스 옥시다제를 사전에 이용함에도 불구하고, 환원당의 양이 0.10%이며, 또한 이것은 조성물에서 환원당의 양을 감소시킬 수 있게 한다. 수소화는 반응 동안 pH의 조절 없이 수행된다.
또한, 유럽 특허 문헌 EP 368451호는 실시예 2 및 10에서, 소화되기 어렵고 또한 폴리덱스트로스보다 더 높은 분자량인 덱스트린의 수소화를 설명한다. 이러한 수소화는 라니 니켈의 존재 하에서, 95 바의 수소 압력으로, 130℃에서 90 분 또는 2 시간 동안, pH가 9.5로 설정된, 고형분 함량이 40%인 수성 현탁액 상에서 수행된다. 환원당의 양은 결정되지 않지만, 출원인은 이러한 교시를 따라, 환원당의 양이 0.1%를 훨씬 초과하였음을 관찰할 수 있었으며: 이는 적어도 0.25%이고, 이러한 수소화는 소화하기 어려운 덱스트린의 분해를 유도한다.
미국 특허 문헌 US 2003/0096055 A1호는 개선된 색상 및 수소화 전에 가용성 전분 유도체에 비해 환원당의 함량이 최대 30% 감소된 섬유를 함유하는 가용성 수소화 전분 유도체를 설명한다. 최저 양(0.6%)의 환원당을 갖는 샘플은 너무 낮아서 특허청구된 기준(대략 75%의 감소)에 맞지 않기 때문에, 본 발명에 따른 것이 아니다.
유럽 특허 문헌 EP 516491 A2호는 효소 처리의 몇몇 단계 및 피로덱스트린의 오토클레이브에서의 처리를 포함하는 피로덱스트린 가수분해물의 제조를 설명한다.
프랑스 특허 문헌 FR 2　668　147 A1호는 산화된 다당류 가수분해물의 안정화 방법을 설명한다.
식이 섬유를 포함하는지의 여부에 관계 없이, 글루코스 중합체는 수소화가 다소 어렵다. 실제로, 방법과 무관하게, 출원인은 다음의 경향을 관찰할 수 있었다: 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체의 점도가 높을수록, 이 중합체는 수소화되기 더욱 어렵다. 글루코스 중합체의 점도는 주로 분자량과 관련되기 때문에, 글루코스 중합체의 분자량이 더욱 클수록, 조성물 내에서 환원당의 양이 감소되기는 더욱 어렵다. 따라서, 지금까지 수소화 방법을 이용하여 1000 ppm보다 적은 건조 중량의 환원당 양을 포함하는 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 수득하는 것은 결코 가능하지 않았다.
다니스코(Danisco)가 판매하는 제품인 리테세(Litesse)® 울트라, 또는 마츠타니(Matsutani)가 판매하는 파이버졸(Fibersol)® 2H, 이들 둘 모두는 식이 섬유를 함유하는 수소첨가 글루코스 중합체이며, 각각 0.15% 및 0.25%의 환원당을 포함한다(실시예 섹션 참조).
상기로부터 종래 기술의 수소화 방법은 매우 적은 양의 환원당을 포함하는 수소첨가 글루코스 중합체를 수득할 수 있게 하지 않는다는 것을 알 수 있다. 그러나, 환원당의 양이 0.15% 또는 심지어는 0.10%로 낮은 경우에도, 열 작용 하에서, 특히 수소첨가 글루코스 중합체가 아민 작용기를 갖고 있는 화합물 존재 하에서 분해가 일어날 수 있으며, 이러한 분해는 생성물의 착색을 일으킨다. 그러나, 이들 중합체는 특히 식품 산업용이기 때문에, 그를 포함하는 식품의 과도한 갈변 없이, 모든 온도 조건 하에서 사용할 수 있어야 할 수 있다. 식품은 매우 일반적으로 2 내지 7의 범위인 pH를 갖기 때문에, 식품 산업에 대해 산성 및 중성 pH에서 개선된 열 안정성을 갖는 글루코스 중합체를 제공할 수 있는 것이 유익할 것이다. 의약 응용에서, 이들 중합체는 가능한 한 의약 제제의 다른 구성성분과 비반응성인 것이 필요할 수 있다.
따라서, 이미 알려진 조성물의 환원당의 양보다 더욱 적은 양을 갖는, 식이 섬유를 함유하는 수소첨가 글루코스 중합체의 신규한 조성물, 특히 고분자량이며 식이 섬유를 함유하는 수소첨가 글루코스 중합체를 수득할 필요가 존재한다.
바로 이것이 본 발명의 주제이며, 하기에서 설명될 것이다.
본 발명은 AOAC 2001.03 방법에 따라 결정된 총 섬유 함량이 50% 초과이고, 환원당의 양이 건조 중량 RS로 800 ppm 미만인 수소첨가 글루코스 중합체 조성물에 관한 것이다.
실제로, 출원인은 글루코스 중합체를 단지 약간만 분해시키면서 글루코스 중합체 내 총 섬유 함량은 감소시키지 않거나 단지 매우 약간만 감소시키는, 지금까지 달성되지 않은 환원당의 양을 갖는 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 수득하는 것이 전적으로 가능함을 발견하였다. 출원인은 이러한 글루코스 중합체의 분자량이 높은 경우에도 이를 달성하였다. 이러한 조성물은 많은 장점, 특히 적은 색상, 적은 향, 적은 풍미 및 특히 산성 내지 중성 pH에서 뛰어난 온도 안정성을 갖는다. 이는 본 조성물이 식품 및 의약품에서 유리하게 사용될 수 있게 한다.
많은 연구 후, 출원인은 글루코스 중합체의 수소화의 제1 단계 및 본 발명의 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 수득하는 것을 가능하게 하는 알칼리화의 제2 단계를 포함하는 특정 방법을 관찰할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 또 다른 주제는 하기 단계를 포함하는 본 발명에 따른 수소첨가 글루코스 중합체 조성물의 제조 방법이다:
· 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체의 수용액을 제공하는 단계;
· 선택적으로 pH를 보정한 후, pH가 4 내지 7 범위인 용액을 제공하기 위하여, 수용액을 수소화 촉매와 접촉시키는 단계;
· 환원당 함량이 0.15 내지 1% 범위인, 예비수소첨가 조성물로 지칭되는 조성물을 달성하기에 충분한 기간 동안 반응기 내에서 상기 용액을 수소화하는 단계;
· 이어서 염기 첨가에 의해 예비수소첨가 조성물의 pH를 조절하는 단계로서, 상기 조성물은 이 단계의 종료 시 8.5 내지 11 범위의 pH를 갖는 단계;
· 또한, 이어서 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 형성하기에 충분한 기간 동안 100℃ 내지 140℃의 온도에서, 수소화 촉매 및 수소 존재 하에서, 예비수소첨가 조성물을 알칼리화하는 단계.
본 발명에 따른 방법은 글루코스 중합체의 구조를 단지 약간만 분해시키는 장점을 갖는다. 종래 기술의 방법(예컨대, 미국 특허 문헌 US 5,424,418호, 유럽 특허 문헌 EP 654483호 또는 국제 특허 문헌 WO 92/14761호에 설명된 것들)과 달리, 본 발명의 방법은 글루코스 중합체에서 환원당의 양을 감소시키는 두 단계들, 즉 수소화 단계와 알칼리화 단계 사이에 염기를 첨가하여 pH를 조절하는 단계를 포함한다. 실시예 섹션에서 입증된 바와 같이, 별개의 pH와 이러한 순서로 수행되는 이들 두 단계는 본 발명의 조성물을 수득할 수 있게 한다. 글루코스 중합체는 알칼리화 단계의 pH에서 상대적으로 불안정하다는 것이 잘 알려져 있기 때문에 이것은 더욱더 놀랍다. 어떤 이론에 구속되기를 바라지 않고, 수소화 단계는 글루코스 중합체를 충분히 안정화시켜 이후의 알칼리화 단계에 효과적으로 적용할 수 있게 하여 본 발명의 조성물에서 환원당의 양을 대폭 감소시키는 것으로 보인다
본 발명은 이제 아래에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 주제는 식이 섬유를 함유하고, 매우 적은 양의 환원당 RS를 갖는 수소첨가 글루코스 중합체 조성물에 관한 것이다.
"수소첨가 글루코스 중합체 조성물"은 글루코스 중합체를 포함하는 조성물을 의미하고자 하는 것으로, 이의 말단 작용기는 수소화된 것이다.
글루코스 중합체는 비소화성 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체이다. 본 발명에 따른 조성물은, AOAC 2001.03 방법에 따라 결정된, 50% 초과, 유리하게는 60% 초과, 바람직하게는 70% 초과, 예를 들어 80% 초과의 총 섬유 함량을 함유한다.
문헌에 설명되어 온, 식이 섬유를 함유하는 많은 글루코스 중합체가 존재한다. 예를 들어, 미국 특허 문헌 US 3876794호 또는 국제 특허 문헌 WO 9841545호에 설명된 것들과 같은, 글루코스 또는 글루코스 시럽의 농축 수용액으로부터 산 촉매작용에 의해 수득된 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체를 언급할 수 있다. 또한, 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체는, 예를 들어 이후 비소화성 덱스트린에 대해 참조되는 유럽 특허 문헌 EP 535627호 또는 EP 538146호에 기재된 바와 같이, 전분으로부터 수득될 수 있다.
본 발명의 제1 바람직한 변형에 따라, 글루코스 중합체는 출원인 이름의 유럽 특허 문헌 EP 1006128호에 설명된 글루코스 중합체, 즉 22% 내지 35%, 바람직하게는 27% 내지 34%의 1 -> 6 글루코시드 결합, 20% 미만의 환원당 함량, 5 미만의 다분산성 지수 및 최대 4500 g/몰의 수평균 분자량 Mn을 갖는 것을 특징으로 하는 분지형 말토덱스트린이다.
본 발명의 제2 바람직한 변형에 따라, 글루코스 중합체는 출원인 이름의 프랑스 특허 문헌 FR 3　032 709호에 설명된 글루코스 중합체, 즉 α-1,4 결합 함량이 1,4-글리코시드 결합의 총 수 중 70% 내지 80%인 말토-올리고당이다.
또한 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체는 구매할 수 있으며, 예를 들어 본 출원인이 판매하는 뉴트리오스®, 다니스코가 판매하는 리테세®, 테이트 앤드 라일(Tate and Lyle)이 판매하는 프로미터(Promitor)® 또는 다르게는 마츠타니가 판매하는 파이버졸®2가 있다.
글루코스 중합체가 식이 섬유를 함유하는 경우, 이들을 특성화하는 비정형 결합을 유지하고 따라서 이들 생성물의 특정 소화성을 유지하는 관점에서, 수소화 동안 글루코스 중합체의 구조를 단지 약간만 분해하는 것이 필수적이다. 따라서 본 발명의 방법은 글루코스 중합체의 구조를 분해하지 않거나, 약간만 분해시키고, 총 섬유 함량을 감소시키지 않거나, 약간만 감소시킬 수 있기 때문에, 특히 유리하다. 놀랍게도, 글루코스 중합체가 염기성 조건 하에서 분해되어, 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체의 경우, 이 섬유와 관련된 영양적 이점을 잃게 한다는 것이 알려져 있지만, 이것은 본 발명의 특정 방법에 의해 가능해졌다. "글루코스 중합체의 구조를 약간 분해한다"는 것은 본 발명의 조성물의 제조 방법 동안, 그의 초기 분자량 Mn의 10%를 초과하지 않는 비율로 글루코스 중합체의 분자량 Mn에서의 감소를 의미하고자 한다. "총 섬유 함량을 약간 감소시킴"은, 본 발명의 조성물의 제조 방법 동안, AOAC 2001.03 방법에 따라 결정된, 글루코스 중합체의 총 섬유 함량에서 3%를 초과하지 않는 비율의 감소를 의미하고자 하며: 예를 들어 80% 섬유를 함유하는 글루코스 중합체의 경우, 수득된 수소화된 조성물에서 이 함량이 77% 미만이면 방법은 총 섬유 함량을 약간 감소시킨 것이다.
본 발명의 수소첨가 글루코스 중합체 조성물은 환원당의 양이 800 ppm 미만이다. 이러한 양은, 당업자에게 잘 알려진, 간행물[Somogyi M. (1952) J. Biol. Chem., 200 245]의 주제인, 넬손-소모기(Nelson-Somogyi) 방법에 의해 결정된다. 본 발명의 목적상, 조성물 내 환원당의 양을 결정하기 위해서는 이러한 넬손-소모기 방법을 이용하는 것이 필수적이다. 이는 다른 알려진 방법, 예를 들어 버트랜드 방법은, 그 양이 본 발명의 조성물의 양만큼 낮은 경우 환원당의 양을 정확하게 결정할 수 없기 때문이다. 바람직하게는, 환원당의 양은 700 ppm 미만, 예를 들어 600 ppm 미만, 예를 들어 500 ppm 미만, 예를 들어 400 ppm 미만이다. 본 발명에 따른 조성물은, 건조 중량 기준으로, 환원당의 양이 20 내지 600 ppm, 예를 들어 50 내지 400 ppm의 범위일 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 조성물의 건조 중량과 관련하여, 글루코스, 말토스, 및 이들의 이성질체의 수소화로부터 생성된 폴리올(DP1H+DP2H)의 건조 중량이 30% 미만, 유리하게는 25% 미만, 예를 들어 15% 미만, 특히 5% 미만, 또는 심지어는 2% 미만일 수 있다. 이러한 양은 고성능 액체 크로마토그래피에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에 따라, 조성물의 수평균 분자량 Mn은 광범위하게 변화될 수 있으며, 특히 500 내지 3000 g/몰, 유리하게는 800 내지 2600　g/몰의 범위일 수 있다. 예를 들어, 500 내지 1600 g/몰 또는 1600 내지 2300 g/몰의 범위일 수 있다. 조성물의 중량 평균 분자량 Mw는 광범위하게 변화될 수 있으며, 특히 1000 내지 6000 g/몰, 유리하게는 1300 내지 5000　g/몰의 범위일 수 있다. 예를 들어, 1000 내지 3600 g/몰 또는 3600 내지 6000 g/몰의 범위일 수 있다. 글루코스 중합체의 분자량은, 그의 중량-평균 분자량이 2500 g/몰 이상인 경우 일반적으로 높은 것으로 간주된다. 분자량 Mn 및 Mw는 본질적으로 본 발명의 방법에 적용되는 글루코스 중합체의 분자량 Mn 및 Mw에 따라 달라진다. 중량-평균 분자량은 글루코스 중합체의 점도 면에서, 결정적 인자인 것으로 여겨질 수 있다. 실제로, Mn 및 Mw의 값은, 알려진 분자량을 갖는 펄룰란(pullulan)으로 보정한 크로마토그래피 컬럼 상에서의 겔 침투 크로마토그래피에 기초할 수 있는, 글루코스 중합체에 적합한 측정 방법에 의해 결정된다. RS의 양에 대해서는, 본질적으로 출발 글루코스 중합체, 수소화 조건 및 알칼리화 조건에 따라 달라지며, 하기에서 설명될 것이다. 본 발명에 따른 조성물은 RS/Mw 비율을 가질 수 있고, RS는 ppm으로서 표시되고, Mw는 g/몰로 표시되며, 이 비율은 0.01 내지 0.80의 범위, 특히 0.02 내지 0.60의 범위, 예를 들어 0.04 내지 0.30의 범위이다.
본 발명의 일 주제는 중량-평균 분자량이 2500 g/몰 이상, 예를 들어 2500 내지 6000 g/몰의 범위, 유리하게는 3600 내지 6000 g/몰의 범위, 또는 3700 내지 5000 g/몰의 범위이고, RS 양이 50 내지 800 ppm, 예를 들어 80 내지 600 ppm, 또는 심지어는 100 내지 400 ppm의 범위인 수소첨가 글루코스 중합체 조성물에 관한 것이다. 이러한 조성물은 특히, 본 발명의 방법이, 글루코스 중합체의 분자량이 높은 이러한 변형에서조차도, 환원당의 양을 급격히 감소시킬 수 있게 한다는 점에서 특히 유리하다.
본 발명의 또 다른 주제는 중량-평균 분자량이 1000 내지 3600 g/몰 범위이고, RS 양이 30 내지 800 ppm, 예를 들어 40 내지 500 ppm, 또는 심지어는 50 내지 250 ppm 범위인 수소첨가 글루코스 중합체 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 조성물은 산성 내지 중성에 확장되어 있는 넓은 pH 범위에 걸쳐 개선된 안정성을 갖는다. 이는 대다수의 식품이 그러한 pH를 갖는다는 점에서 이점이 된다. 이러한 개선된 안정성은 이들 식품에서 글루코스 중합체 조성물이 유리하게 사용될 수 있게 한다. 처리는 실시예 섹션에서 상세하게 설명된다.
따라서 본 발명에 따라, 본 발명의 수소첨가 글루코스 중합체 조성물은 산성 pH에서 개선된 안정성을 갖고, 유리하게는 시험 A의 열처리 후, ICUMSA 착색이 100 미만, 우선적으로는 90 미만, 또는 심지어는 70 미만이다. 본 발명에 따라, 본 발명의 수소첨가 글루코스 중합체 조성물은 중성 pH에서 개선된 안정성을 갖고, 유리하게는 시험 B의 열처리 후, ICUMSA 착색이 100 미만, 우선적으로는 90 미만, 또는 심지어는 70 미만이다.
시험 A 처리는 pH=4에서 완충되고, 고형분 함량이 25%인 수성 조성물 형태의 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 배치하는 단계, 이어서 이러한 완충된 수성 조성물의 열처리를 115℃에서 6 시간 동안 수행하는 단계로 이루어진다. 시험 B 처리는 pH=7에서 완충되고, 고형분 함량이 25%인 수성 조성물 형태의 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 배치하는 단계, 이어서 이러한 완충된 수성 조성물의 열처리를 85℃에서 6 시간 동안 수행하는 단계로 이루어진다.
본 발명에 따른 조성물은 하기 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 수득될 수 있었다:
· 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체의 수용액을 제공하는 단계;
· 선택적으로 pH를 보정한 후, pH가 4 내지 7 범위인 용액을 제공하기 위하여, 수용액을 수소화 촉매와 접촉시키는 단계;
· 환원당 함량이 0.15 내지 1% 범위인, 예비수소첨가 조성물로 지칭되는 조성물을 달성하기에 충분한 기간 동안 반응기 내에서 상기 용액을 수소화하는 단계;
· 이어서 염기 첨가에 의해 예비수소첨가 조성물의 pH를 조절하는 단계로서, 상기 조성물은 이 단계의 종료 시 8.5 내지 11 범위의 pH를 갖는 단계;
· 또한, 이어서 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 형성하기에 충분한 기간 동안 100℃ 내지 140℃의 온도에서, 수소화 촉매 및 수소 존재 하에서, 예비수소첨가 조성물을 알칼리화하는 단계.
제공된 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체의 수용액은 고형분 함량이 15 내지 40%, 예를 들어 20 내지 30%의 범위일 수 있다. 당업자는 글루코스 중합체 및/또는 사용된 반응기에 따라 용액의 고형분 함량을 변화시킬 수 있다. 제공된 글루코스 중합체는 특히 Mn, Mw 및 섬유 함량 면에서 바람직한 수소첨가 글루코스 중합체 조성물에 따라 달라진다. 이러한 글루코스 중합체는 조성물의 건조 중량에 대하여, 30% 미만, 유리하게는 25% 미만, 예를 들어 15% 미만, 특히 5% 미만 또는 심지어는 2% 미만의, 당(DP1+DP2), 즉 글루코스, 말토스 및 이들의 이성질체의 건조 중량을 가질 수 있다. 이러한 양은 고성능 액체 크로마토그래피에 의해 결정될 수 있다. 중합체는 전술한 것들로부터 선택될 수 있다.
글루코스 중합체를 원하는 양으로 물과 함께 간단히 혼합함으로써 글루코스 중합체의 용액을 제조할 수 있다. 글루코스 중합체의 수용액은 수소화 촉매와 접촉된다. 수소화 촉매는 그 자체로 알려져 있다; 이 촉매는 라니 니켈 유형일 수 있거나, 당의 수소화를 위한 임의의 기타 촉매가 적합할 수 있다. 당업자는 사용되는 촉매의 양을 조절하는 방법을 알 것이다; 예로써 라니 니켈은, 글루코스 중합체의 건조 중량에 대하여, 2 내지 10%의 범위의 양, 예를 들어 약 5%의 양으로 사용될 수 있다.
수소화 단계의 시작 전에, 글루코스 중합체의 수용액은 4 내지 7 범위의 pH를 갖는다. 이 pH는 산 또는 염기를 첨가함으로써 보정될 수 있다.
글루코스 중합체의 수용액은 이후 반응기 내에서 수소화 단계에 적용된다.
수소화를 가능하게 하는 반응기는 가압 하에서 작동할 수 있는 알려진 반응기이고; 예를 들어 재킷 부착(jacketed) 반응기일 수 있다. 반응기에는 일반적으로 반응 매질의 균질화를 가능하게 하는 교반기가 설치된다.
바람직하게는, 수소화 단계 동안 온도는 100℃ 내지 140℃, 가장 우선적으로는 110℃ 내지 130℃이다. 유리하게는, 반응기 내 수소 압력은 20 내지 200 바, 예를 들어 30 내지 100 바, 우선적으로는 40 내지 60 바의 범위이다.
이 단계의 종료 시, 넬손-소모기 방법에 의해 결정된 환원당 함량이 0.15 내지 1% 범위인 예비수소첨가 조성물로 지칭되는 조성물이 수득될 수 있다. 후자는 이 환원당 함량을 수득하기에 충분한 기간 동안 수소화 단계를 수행함으로써 수득된다. 이러한 기간은 주로 이러한 단계 동안 사용된 압력 및 온도 조건에 따라 달라진다: 압력 및 온도가 더 높을수록, 반응 시간은 더 짧아질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 글루코스 중합체의 구조를 단지 약간만 분해한다는 면에서, 당업자는 전술한 바람직한 조건을 사용하는 것을 선호할 것이다. 이 단계의 기간은 90 내지 120 분, 바람직하게는 120 내지 180 분의 범위일 수 있다.
이러한 예비수소첨가 조성물은 이후 염기를 첨가함으로써 pH의 조절 단계에 적용될 수 있으며, 이 단계의 종료 시, 상기 조성물의 pH는 8.5 내지 11, 예를 들어 8.6 내지 10, 우선적으로는 9.10 내지 9.90의 범위이다. 염기는 수산화나트륨일 수 있다.
이러한 예비수소첨가 조성물의 알칼리화 단계는 이후, 본 발명의 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 형성하기에 충분한 기간 동안 100℃ 내지 140℃의 온도에서 수행된다.
알칼리화 단계의 기간은 주로 이 단계 동안 사용된 온도 조건에 따라 달라지며: 온도가 높을수록, 그리고 예비수소첨가 조성물의 환원당 함량이 낮을수록, 반응 시간은 더 짧아질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 지시된 조건 하에서, 글루코스 중합체의 구조를 단지 약간만 분해하기 위해서는, 10 내지 120 분, 바람직하게는 15 내지 100 분의 범위의 기간을 사용하는 것이 바람직하다. 놀랍게도, 본 방법의 이러한 알칼리화 단계는 구조를 분해시키지 않거나, 단지 약간만 분해시키고, 글루코스 중합체의 총 섬유 함량을 감소시키지 않거나, 또는 단지 약간만 감소시킨다; 어떤 이론에 구속되기를 바라지 않고, 본 출원인은 수소화 단계 동안 제공된 예비수소첨가 조성물이 글루코스 중합체의 구조를 분해시키지 않으면서 알칼리화 단계에 적용될 수 있게 하는 특성을 갖는다고 가정한다. 이것은 글루코스 중합체가 식이 섬유를 포함하는 경우, 그리고 그러한 섬유의 영양적 이점을 유지하고자 할 경우에 특히 필수적이다.
알칼리화 단계는 또한 수소화 촉매 및 수소의 존재 하에서 수행된다. 수소 압력은 20 내지 200 바, 예를 들어 30 내지 100 바, 우선적으로 40 내지 60 바의 범위일 수 있다. 알칼리화 단계는 수소 하에서, 수소화 단계 동안 사용된 촉매의 분리 없이, 상기 수소화 단계 종료 시 염기를 도입함으로써 전술한 수소화 반응기에서 수행될 수 있다.
당업자는, 본 발명의 수소화 조성물에서 환원당의 양을 감소시키기 위하여, 전술한 알칼리화 단계의 파라미터를, 예를 들어 온도를 증가시키거나, 이 단계의 기간을 증가시키거나, 심지어는 촉매의 양을 증가시킴으로써 그리고 수소 압력을 증가시킴으로써 변화시킬 수 있을 것이다.
수소화 및 알칼리화 단계는 회분식 또는 연속식일 수 있다.
이후의 알칼리화 단계를 다른 반응기에서 수행하기 위해 반응기로부터 예비수소첨가 조성물을 회수할 수 있다. 또한 동일한 반응기에서 조성물을 유지하여, 그 안의 pH를 조절하는 단계를 수행하고, 이어서 알칼리화 단계를 수행할 수 있다.
제1 단계 동안 또는 선택적으로 제2 단계 동안 사용된 촉매는, 선택적으로 경사분리 단계 후에 수행되는 여과 단계에 의해, 예비수소첨가 조성물 또는 수소첨가 글루코스 중합체 조성물로부터 분리될 수 있다.
또한 본 발명의 방법은, 알칼리화 단계 이후, 수소첨가 글루코스 중합체 조성물의 정제 단계를 포함할 수 있다. 유리하게는, 정제 단계는 하나 이상의 이온 교환 수지 상에 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 통과시키는 단계를 포함한다. 우선적으로는, 이 단계는 강한 양이온 수지 상에서 제1 통과에 이어 약한 음이온 수지 상에서의 제2 통과를 포함한다. 또한 이러한 단계는 혼합층 상에서 통과에 의해 보충될 수 있다. 또한 정제 단계는 카본 블랙으로 글루코스 중합체 조성물을 처리하는 것을 포함할 수 있다. 또한 방법은 크로마토그래피 단계, 예를 들어 의사 이동상 크로마토그래피(simulated moving bed chromatography) 단계를 포함할 수 있다.
이 단계에서 여전히 액체 형태인 조성물은 고체 형태로 될 수 있다. 유리하게는, 조성물은 바람직하게는 분무-건조 분말인 분말의 형태이다. 따라서 방법은 농축 단계에 이어 건조 단계를 포함할 수 있다. 농축 단계는 임의의 유형의 증발기를 이용하여 수행될 수 있고, 건조 단계는 특히 분무 건조 단계 또는 과립화 단계일 수 있다. 이들 방법은 당업자에게 잘 알려져 있다.
본 발명에 따른 수소첨가 글루코스 중합체 조성물은 수소첨가 글루코스 중합체에 대해 이미 알려진 응용 분야에 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 특히 식품 및 의약품의 제조, 특히 비알코올성 음료, 예컨대 탄산 음료 및 특히 소다, 차-기재 음료, 과일 주스, 무가당 또는 저당 음료, 및 또한 알코올성 음료, 예컨대 맥주, 리커(liquor) 및 스피릿(spirit)과 같은 음료의 제조, 요거트 또는 아이스크림과 같은 유제품 제조, 빵, 씨리얼, 케이크 또는 쿠키와 같은 조리 제품의 제조, 제과류의 제조, 잼/젤리 또는 과일-기재 식품, 소스의 제조, 파스타 또는 국수의 제조, 특히 노인 또는 어린이 또는 유아용 식품, 및 또한 분말이거나 정제 형태일 수 있는 식이 보조제와 같은 특정 영양 식품의 제조, 또는 약학 제제의 제조에 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 주제는 pH가 2 내지 7의 범위인 식품 및 의약품의 제조를 위한 본 발명에 따른 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 하기 실시예에서 이제 상세하게 설명될 것이다. 이들 실시예는 비제한적이며, 어떤 방식으로든 본 발명의 범주를 제한할 수 없음을 강조한다.
실시예
착색의 측정
착색은 ICUMSA 방법에 따라 측정된다.
0.45 ㎛ 다공성을 갖는 막 필터(아크로디스크(Acrodisc) 필터)로 여과한 후, 5 cm-길이의 용기에서 분광 광도계를 이용하여 420 nm에서의 용액의 광학 밀도(OD)를 측정한다. 또한 용액의 브릭스를 측정한다:
Figure pct00001
상이한 수소첨가 글루코스 중합체 조성물의 착색은 표 1 및 표 2에서 "ICUMSA" 열에 보고된다.
안정성 결정 방법
상이한 pH 및 온도에서 수소첨가 글루코스 중합체 조성물의 안정성 시험을 수행한다.
목적은 소정의 시간에 걸쳐 착색의 변화를 평가하는 것이다. 이것은 식품 공정 동안 수소화 섬유의 안정성을 특성화할 수 있게 한다.
이러한 목적을 위해, 고형분 함량이 25%인, 2 개의 수소화 섬유 용액을 제조한다.
pH 4의 안정성을 결정하기 위해(시험 A), 용액을 pH=4에서 완충시킨다(시트르산, 수산화나트륨 및 염화나트륨을 포함하는 플루카(Fluka)® pH 4 완충 용액). pH 7에서의 안정성을 결정하기 위해(시험 B), 용액을 pH=7에서 완충시킨다(인산일칼륨 및 인산2나트륨을 포함하는 플루카® pH 7 완충 용액).
용액을, 이후 밀폐된 파이렉스 시험관(각 pH에 대해 10 개의 관) 내에 위치시키고, 관을 6 시간 동안 오일 조 내에:
· pH=4에서의 안정성을 연구하는 시험 A에 대해 115℃에서;
· 및 pH=7에서의 안정성을 연구하는 시험 B에 대해 85℃에서
위치시킨다.
그런 다음 관을 오일 조에서 치우고, 실온(20℃)까지 냉각시킨다.
상기와 동일한 방식으로, ICUMSA 방법에 따른 착색을 열처리 후 상이한 시험관에 대해 측정하고, 측정 평균을 계산한다.
처리 후, 상이한 수소첨가 글루코스 중합체 조성물의 착색은 표 1 및 표 2에서 "ICUMSA(pH 4, 6 시간)" 및 "ICUMSA(pH 7, 6 시간)" 열에 보고된다.
실시예 1A
현탁액 중 라니 니켈을 함유하는 20 리터의 재킷 부착 반응기에서, 뉴트리오스® FM 10 유형의 글루코스 중합체를 교반하면서 도입한다.
사용된 뉴트리오스® FM 10은 대략 10%의 환원당 및 대략 74%(AOAC 2001.03)의 섬유 함량을 포함하고, 1145 g/몰의 수-평균 몰 질량 및 3480 g/몰의 중량-평균 몰 질량을 갖는다.
반응 매질에서 글루코스 중합체의 고형분 함량은 25 중량%이고, 건조 중량에 대하여 표시한 라니 니켈 함량은 5 중량%이다. 용액의 pH는 5이다.
수소화를 50 바의 수소 압력 및 120℃의 온도에서 2 시간 동안 수행한다.
넬손-소모기 방법에 따라 결정된, 1867 ppm의 환원당의 양을 포함하는 예비수소첨가 조성물이 수득된다.
50 바의 수소 압력 및 120℃의 온도에서 반응기를 유지시키면서, 3 중량%의 수산화나트륨의 용액을 15 분 내에 도입하여 예비수소첨가 조성물의 pH를 9.2 값으로 한다. 이어서 알칼리화 단계를 이후 15 분 동안 수행한다.
이 시간 후, 반응을 멈추고, 15 분 동안 정치시키고, 상등액을 디캔터(decanter)로 경사분리시켜 촉매를 회수한다. 이어서 디캔터로부터 상등액을 여과시켜 촉매의 최종 미량을 제거한다.
이러한 방식으로 수득된 시럽을 15℃까지 냉각시킨 후, 강한 양이온 수지 및 약한 음이온 수지 상에서, 이어서 혼합 층 상에서 정제한다.
수소화 조성물의 특징이 하기 표 1에 제공된다.
실시예 1B
실시예 1B는 알칼리화 단계의 기간이 15 분 대신 45 분이라는 점에서만 실시예 1A와 상이하다.
수소화 조성물의 특징이 하기 표 1에 제공된다.
실시예 1C
실시예 1C는 알칼리화 단계의 기간이 15 분 대신 75 분이라는 점에서만 실시예 1A와 상이하다.
수소화 조성물의 특징이 하기 표 1에 제공된다.
비교예 1
비교예 1(C EX1)은 수소화 단계의 기간이 3 시간이고, 알칼리화 단계가 수행되지 않은 점에서만 실시예 1A와 상이하다.
수소화 조성물의 특징이 하기 표 2에 제공된다.
실시예 2A
현탁액 중 라니 니켈을 함유하는 20 리터의 재킷 부착 반응기에서, 뉴트리오스® FM06 유형의 글루코스 중합체를 교반하면서 도입한다.
사용된 뉴트리오스® FM 06은 대략 5%의 환원당 및 대략 85%의 섬유 함량(AOAC 2001.03)을 포함하고, 2295 g/몰의 수-평균 몰 질량 및 4125 g/몰의 중량-평균 몰 질량을 갖는다.
반응 매질에서 글루코스 중합체의 고형분 함량은 25 중량%이고, 건조 중량에 대하여 표시한 라니 니켈 함량은 5 중량%이다. 용액의 pH는 5이다.
수소화를 50 바의 수소 압력 및 130℃의 온도에서 3 시간 동안 수행한다.
넬손-소모기 방법에 따라 결정된, 1673 ppm의 환원당의 양을 포함하는 예비수소첨가 조성물이 수득된다.
50 바의 수소 압력 및 120℃의 온도에서 반응기를 유지시키면서, 3 중량%의 수산화나트륨의 용액을 15 분 내에 도입하여 예비수소첨가 조성물의 pH를 9.3 값으로 한다. 이어서 알칼리화 단계를 15 분 동안 수행한다.
이 시간 후, 반응을 멈추고, 15 분 동안 정치시키고, 상등액을 디캔터로 경사분리시켜 촉매를 회수한다. 이어서 디캔터로부터 상등액을 여과시켜 촉매의 최종 미량을 제거한다.
이러한 방식으로 수득된 시럽을 15℃까지 냉각시킨 후, 강한 양이온 수지 및 약한 음이온 수지 상에서, 이어서 혼합 층 상에서 정제한다.
수소화 조성물의 특징이 하기 표 1에 제공된다.
실시예 2B
실시예 2B는 수소화 단계의 기간이 3 시간 대신 2 시간이고, 알칼리화 단계의 기간이 15 분 대신 75 분이라는 점에서만 실시예 2A와 상이하다.
넬손-소모기 방법에 따라 결정된, 3255 ppm의 환원당의 양을 포함하는 예비수소첨가 조성물이 수득된다. 수산화나트륨의 도입 후, 예비수소첨가 조성물의 pH는 9.6이다.
수소화 조성물의 특징이 하기 표 1에 제공된다.
실시예 2C
실시예 2C는, 건조 중량으로 표시된 라니 니켈 함량이 5 중량% 대신 7.5 중량%이라는 점에서만 실시예 2B와 상이하다.
넬손-소모기 방법에 따라 결정된, 2163 ppm의 환원당의 양을 포함하는 예비수소첨가 조성물이 수득된다. 수산화나트륨의 도입 후, 예비수소첨가 조성물의 pH는 9.7이다.
수소화 조성물의 특징이 하기 표 1에 제공된다.
비교예 2A
비교예 2A(C EX2 A)는, 수소화 단계의 기간이 3 시간이고, 알칼리화 단계가 수행되지 않는다는 점에서만 실시예 2C와 상이하다.
수소화 조성물의 특징이 하기 표 2에 제공된다.
비교예 2B
비교예 2B(C EX2 B)는, 수소화 단계의 기간이 4 시간이고, 알칼리화 단계가 수행되지 않는다는 점에서만 실시예 2C와 상이하다.
수소화 조성물의 특징이 하기 표 2에 제공된다.
실시예 3
글루코스 중합체 조성물은 프랑스 특허출원 FR 3　032 709 A1호의 실시예 1을 재현함으로써 제공된다.
생성된 조성물은 대략 20.2%의 환원당 및 대략 61%의 섬유 함량(AOAC 2001.03)을 포함하고, 595 g/몰의 수-평균 몰 질량 및 1300 g/몰의 중량-평균 몰 질량을 갖는다.
반응 매질에서 글루코스 중합체의 고형분 함량은 25 중량%이며, 건조 중량에 대하여 표시한 라니 니켈 함량은 5 중량%이다. 용액의 pH는 5이다.
수소화를 50 바의 수소 압력 및 130℃의 온도에서 2 시간 동안 수행한다.
넬손-소모기 방법에 따라 결정된, 1570 ppm의 환원당의 양을 포함하는 예비수소첨가 조성물이 수득된다.
50 바의 수소 압력 및 120℃의 온도에서 반응기를 유지시키면서, 3 중량%의 수산화나트륨의 용액을 15 분 내에 도입시켜 예비수소첨가 조성물의 pH를 9.3 값으로 한다. 이어서 알칼리화 단계를 75 분 동안 수행한다.
이 시간 후, 반응을 멈추고, 15 분 동안 정치시키고, 상등액을 디캔터로 경사분리시켜 촉매를 회수한다. 이어서 디캔터로부터 상등액을 여과시켜 촉매의 최종 미량을 제거한다.
이러한 방식으로 수득된 시럽을 15℃까지 냉각시킨 후, 강한 양이온 수지 및 약한 음이온 수지 상에서, 이어서 혼합 층 상에서 정제한다.
수소화 조성물의 특징이 하기 표 2에 제공된다.
표 1은 또한 2 개의 상용 수소첨가 글루코스 중합체 조성물인, 다니스코가 판매하는 수소첨가 폴리덱스트로스인 리테세® 울트라 또는 마츠타니가 판매하는 비소화성 덱스트린인 파이버졸® 2H의 특징을 나타낸다.
수소첨가 글루코스 중합체 조성물의 특성화
Ex 1A Ex 1B Ex 1C Ex 2A Ex 2B Ex 2C 파이버졸® 2H 리테세 ® 울트라
RS 614 ppm 370 ppm 86 ppm 714 ppm 391 ppm 208 ppm 2501ppm 1503 ppm
DP1H+DP2H 4.0 4.0 4.0 0.3 0.2 0.3 n.d.　 n.d.　
Mn (g/몰) 1170 1170 1170 2210 2150 2170 1245 715
Mw (g/몰) 3465 3465 3415 4030 3995 4000 2810 1600
총 섬유 70% n.d. 69% 81% 80% 80% n.d.　 79%
ICUMSA 22 15 6 25 18 14 29 28
ICUMSA (pH 4, 6 시간) 62 44 32 87 56 38 154 128
ICUMSA (pH 7, 6 시간) 85 53 41 96 58 47 184 140
n.d.: 결정되지 않음
수소첨가 글루코스 중합체 조성물의 특성화
Ex 3 C Ex1 C Ex2A C Ex2B
RS 320 ppm 1620 ppm　 1150 ppm 1080 ppm
DP1H+DP2H 20.2 4.0 0.3 0.3
Mn (g/몰) 595 1170 2210 2210
Mw (g/몰) 1300 3465 4030 4030
총 섬유 61% 70% 81% 81%
ICUMSA 25 30 28 28
ICUMSA(pH4, 6 시간) 29 125 112 105
ICUMSA(pH7, 6 시간) 39 148 123 116
이들 예는, 종래 기술의 조성물보다 훨씬 더 낮은, 매우 적은 양의 환원당을 갖는 수소첨가 글루코스 중합체 조성물의 제조 가능성을 입증한다.
비교예 1의 조성물과 실시예 1A의 예비수소첨가 조성물의 비교는, 기간은 1 시간 증가되었다 하더라도, 환원당의 양은 현저히 감소되지 않음을 입증한다.
비교예 2A의 조성물과 실시예 2C의 예비수소첨가 조성물의 차이는 환원당의 양이 감소되지만, 기간이 1 시간 증가되었다 하더라도, 본 발명의 환원당의 양에 도달할 정도로 충분히 감소되지 않음을 입증한다.
비교예 2B의 조성물과 비교예 2A의 조성물의 비교는, 기간이 1 시간 증가되었더라도, 환원당의 양은 현저히 감소되지 않음을 입증한다.
따라서, 선택된 조건에 무관하게, 수소화 단계 및 알칼리화 단계를 포함하는 본 발명의 특정 방법만이, 800 ppm 미만의 매우 적은 양의 환원당을 갖는 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 수득할 수 있게 하였다.
시험은 또한 본 발명에 따른 조성물이 산 또는 중성 pH에서 개선된 열 안정성을 갖는다는 것을 입증한다. 어떤 이론에 구속되기를 바라지 않고, 이것은 환원당에서의 급격한 감소에 의해 설명될 수 있다.
식품은 일반적으로 pH가 2 내지 7의 범위이기 때문에, 이것은 식품 제조 방법에서 사용될 수 있는 제품에 대해 특히 수요가 많은 이점이 있다.

Claims (15)

  1. AOAC 2001.03 방법에 따라 결정된 총 섬유 함량이 50% 초과이고, 환원당의 양이 건조 중량 RS로 800 ppm 미만인 수소첨가 글루코스 중합체 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 환원당의 양이 건조 중량으로 20 내지 600 ppm, 바람직하게는 50 내지 400 ppm의 범위인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 글루코스 중합체가 비소화성 식이섬유를 함유하는 글루코스 중합체인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제3항에 있어서, AOAC 2001.03 방법에 따라 결정된 총 섬유 함량이 60% 초과, 바람직하게는 70% 초과, 예를 들어 80% 초과인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물의 건조 중량에 대하여, 글루코스, 말토스 및 그의 이성질체의 수소화로부터 생성된 폴리올(DP1H+DP2H)의 건조 중량은 30% 미만, 유리하게는 25% 미만, 예를 들어 15% 미만, 특히 5% 미만, 또는 심지어는 2% 미만인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 1000 내지 6000 g/몰의 범위, 유리하게는 1300 내지 5000 g/몰, 예를 들어 1000 내지 3600 g/몰 또는 3600 내지 6000 g/몰의 범위의 Mw를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 2500 g/몰 이상, 예를 들어 2500 내지 6000 g/몰 범위의 Mw를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. · 식이 섬유를 함유하는 글루코스 중합체의 수용액을 제공하는 단계;
    · 선택적으로 pH를 보정한 후, pH가 4 내지 7 범위인 용액을 제공하기 위하여, 수용액을 수소화 촉매와 접촉시키는 단계;
    · 환원당 함량이 0.15 내지 1% 범위인, 예비수소첨가 조성물로 지칭되는 조성물을 달성하기에 충분한 기간 동안 반응기 내에서 상기 용액을 수소화하는 단계;
    · 이어서 염기 첨가에 의해 예비수소첨가 조성물의 pH를 조절하는 단계로서, 상기 조성물은 이 단계의 종료 시 8.5 내지 11 범위의 pH를 갖는 단계;
    · 또한, 이어서 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 형성하기에 충분한 기간 동안 100℃ 내지 140℃의 온도에서, 수소화 촉매 및 수소 존재 하에서, 예비수소첨가 조성물을 알칼리화하는 단계
    를 포함하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 수소첨가 글루코스 중합체 조성물의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 수소화 단계는 100℃ 내지 140℃의 온도 및 20 내지 200 바의 수소 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 예비수소첨가 조성물은 pH 조절 단계 종료 시 9.10 내지 9.90 범위의 pH를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 알칼리화 단계에 이어, 수소첨가 글루코스 중합체 조성물의 정제 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 정제 단계는 수소첨가 글루코스 중합체 조성물을 하나 이상의 이온 교환 수지 상에 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 정제 단계는 글루코스 중합체 조성물을 카본 블랙으로 처리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 농축 단계 다음에 건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 식품 또는 의약품.
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