KR910004355B1 - 식용섬유 제품의 제조방법 - Google Patents

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Description

식용섬유 제품의 제조방법

본 발명은 식용섬유 제품, 더욱 특별하게는 곡물 껍질을 기본으로 한 식용섬유 제품의 제조방법에 관한 것이다.

요즈음에는 저-섬유식품이 변비, 게실질환, 결장염, 치질, 대장암 및 담석증과 같은 가장 빈번한 문화병의 원인이 된다고 추측되고 있다. 식용섬유의 섭취로써 상술한 질환의 발생을 방지할 수 있고, 그러한 질환의 치료에 사용될 수 있다. 이는 또한 당뇨병 제 Ⅱ형, 동맥경화증 및 비만증과 같은 기타 질환의 예방에 효과적이다.

여기서 "식용섬유"라 함은 소화효소에 의하여 영향을 받지 않으면서 소화관을 통과하는 식물 세포벽을 의미한다. 식용섬유는 4개의 주성분, 즉, 셀룰로오스, 헤미셀롤로오스, 펙틴 및 라그닌으로 구성되어져 있다. 대장 또는 결장내에서 일차적으로 헤미셀룰로오스 및 펙틴은 효소에 의하여 분해되어 유리지방산, 락트산 및 기체를 형성한다. 이들 물질은 인체로 재흡수되지 않고 대신에 효과가 있는 자극 및 침투활성을 일으킨다.

식용섬유의 유용한 특성를 가졌다고 할 수 있는 것으로서 시중에는 밀기울(wheat bran)과 같은 수종의 조성물이 있다. 그러나 밀기울은 겨우 25∼35%의 섬유질만 함유하였을뿐, 그 나머지는 전분, 단백질 및 지방이다. 이러한 저-섬유 함량으로 인하여, 농축된 섬유 조성물을 동일량 투여할 때와 비교하여 고-에너지가를 초래한다.

또한, 밀기울은 잔사(residual)생성물이고 박테리아 함량이 극히 높다. 밀기울내의 피틴산(phytic acid)함량 또한 높아서, 피틴산과 무기질간에 킬레이트 착물을 형성하여 인체내 무기질의 흡수를 방해한다.

변비의 의학적 치료에는 일차적으로 벌크제(bulk agents)가 사용되는데, 예를들면 상품명[Lunelax, Metamucil 및 Siblin]으로 판매되는 차전자-기본(psyllium-based)제 및 고무 조성물[Inoxaxol]이 있다. 이들 제품중 식용섬유는 거의 전적으로 수용성 헤미셀룰로오스로 구성된다. 그러나 이들 벌크제와 관련하여는 섬유질 함량에 대한 문헌이 없고, 따라서 복용이 복잡하며, 고가이고, 밀기울보다 덜 효율적이라는 점에서 수많은 문제점과 결점이 존재한다. 또한, 상기 벌크제는 액체와 혼합하였을 때 풍미가 없는 겔 또는 고무질을 형성하므로 썩 만족스럽지 못하며, 당함량이 높고, 알레르기를 유발하고, 상당량의 겔을 형성하므로 식도내 폐쇄의 원인이 된다고 알려져있다. 이러한 유형의 벌크제를 자주, 그리고 지속적으로 사용하면 제품내의 당함량과 치아에의 점착을 유발하는 겔 형성 특성으로 인하여 충치 발생이 극적으로 증가하는 점에 주의하여야 한다. 고-에너지 함량 또한 주의해야 하며, 상기 섬유질은 통상의 식품에서 자연적으로 섭취되지 않으며 인도식물(Indian plant)로부터 얻어진다는 사실에 주의해야 한다

본 발명의 목적은 자연물을 기본으로 한 개량된 식용섬유 제품을 제공함에 있다.

본 발명에 따라 곡물 껍질을 기본으로 하고, 식용섬유(본 명세서에 정의한 바와 같음) 함량이 70중량%이상이고 피틴산 함량이 0.5중량% 이하인 식용섬유 제품이 제공된다.

본 발명의 식용섬유 제품의 피틴산 함량은 0.5중량% 이하이므로 철, 칼슘 및 아연의 흡수에 미치는 식용섬유 제품의 억제효과는 무시할만하다. 상기 무기질은 임산부, 성장기의 어린이에, 그리고 부상의 치료등에 특별히 중요하다. 따라서, 피틴산 함량이 낮으므로 무기질 흡수능력을 감소시킬 위험은 보다 적게 하면서 보다 많은 양의 식용섬유 제품을 소비할 수 있다.

본 발명의 바람직한 태양에 있어서, 식용섬유 제품은 밀의 껍질(husk)로부터 유도되며 섬유질을 70중량%이상 함유하고, 하기 성분들을 표시된 분량만큼 함유한다.

셀룰로오스 18중량%, 헤미셀룰로오스 35중량%, 펙틴 4중량%, 리그닌 13중량%, 단백질 8중량%이하,지방 4중량% 이하, 무기질 2중량% 이하, 및 피틴산 0.5중량% 이하

상기 분석에서 명백한 바와 같이 본 발명의 바람직한 태양에 따른 식용섬유 제품은 저-에너지 함량이며 분해되어 에너지를 생성할 수 있는 당 또는 전분을 함유하지 않는다. 식용섬유내의 단백질부는 인체 효소에 수용 가능하지 않으며 따라서 원칙적으로는 분해되어 에너지를 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 식용섬유 제품의 섬유질 함량은 바람직하게는 80중량% 이상이다. 상기 제품은 바람직하게는 크기가 0.2∼2㎜인 입자를 80% 이상 함유하며 평균입자 크기가 약 1㎜인 입자 형태이다. 더 큰 입자의 결장내 분해는 예를들면 밀기울의 그것보다 더 낮기 때문에 입자 크기는 중요하다. 또한 상기 범위의 입자 크기는 본 제품의 경구 소비를 보다 더 용이하게 한다. 밀기울이 쓴 맛을 갖는 반면에, 본 발명을 구체화하는데 바람직한 식용섬유의 형태는 실질적으로 무미(tasteless)이고, 발효유, 빵 등과 같은 각종 식품과 함께 먹을 수 있다. 고-섬유 함량이므로 본 발명에 따른 제품은 공지의 제품과 비교하여 더 낮은 섭취량으로써 더 양호한 임상적 효과를 발휘한다.

본 제품이 큰 입자 형태이므로 공지의 제품과 비교하여 본 제품의 바람직한 형태의 분진-형성성을 감소한다. 그러나, 섬유질에 실질적으로 당 및 전분이 없다는 사실도 또한 분진 형성과 관련이 있는데, 이것은 이들 물질의 결여가 본 제품을 공지의 제품보다 덜 바삭거리게(brittle)하기 때문이다.

본 발명을 구현하는 식용섬유 제품의 바람직한 형태는 시중의 비교 가능한 제품보다 더 양호한 품질 유지성을 갖는데, 이는 부분적으로는 수분 및 미생물의 낮은 함량에 기인한다.

본 발명을 구현하는 제품내 식용섬유 입자의 구조는 치아에 청정 효과를 갖는다. 이를 부분적으로는 기계적 작용에 기인하며 부분적으로는 플라그를 형성하는 박테리아(스트렙토코쿠스 무탄스)가 섬유질에 결합하고 치아에 점착하지 않기 때문이다.

본 발명에 따른 식용섬유는 바람직하게는 입자 형태로 제조되지만, 반드시 이러한 형태를 이룰 필요는 없다. 입자를 처리하여 제품을 과립 또는 플레이크형으로 얻을 수도 있다. 결합제를 가한 후 압축에 의하여 정제로 제조할 수도 있다. 상술한 최적의 조성을 보유하기 위하여는 바람직하게는 실질적으로 모든 지방을 먼저 제품으로부터 제거하고 나서, 결합 물질을 가한다. 많은 사람들이 입자 형태의 식용섬유를 발효후, 물등과 혼합하기 보다는 정제형태의 식용섬유로 소비하기를 좋아한다. 적절한 결합제를 사용하고 적절한 압축도 등으로써 정제가 위에 도달하기 전에 용해되지 않도록 할 수 있다.

본 발명의 식용섬유 제품은 다음과 같이 제조할 수 있다 : 탱크내에서 곡물 껍질을 물과 혼합한다(1500㎏ 제품/10㎥물). 온도를 55℃로 8∼12시간 유지하면 원료내에 존재하는 락트산 박테리아에 의하여 pH가 6.5에서 약 4.5로 감소된다. 효소 아밀라아제에 의하여 전분이 분해되고, pH가 약 5.2에 도달하면 피티아제가 피틴산을 분해한다.

수득된 생성물을 탈수시키고나서, 다시 물 10㎥와 혼합하고, 55℃로 승온시켜서 6∼12시간 유지한다. pH를 6.0으로 유지하는데 필요시에는 석회를 가한다. 단백질 성분은 효소 프로테아제에 의하여 분해된다. 수득된 생성물을 탈수시키고, 신선한 물속에서 효소 및 박테리아를 비등 살균하고, 마지막 단계에서 생성물을 건조/냉각시킨다.

수득된 섬유는 식용섬유 함량이 70중량% 이상이고, 단백질/전분/지방/피틴산 함량이 낮은 식용섬유 제품을 제공한다. 전형적으로, 생성된 섬유제품은 섬유질 70∼90중량%, 단백질 8중량% 이하, 지방 4중량% 이하, 무기질 2중량% 이하, 그리고 피틴산 0.5중량% 이하를 함유한다.

본 발명을 구현하는 식용섬유 제품의 특성을 하기 실시된 각종 시험과 관련하여 설명한다.

[시험 1∼팽윤 효과]

본 발명을 구현하는 식용섬유과 각종 유형의 밀기울의 물에 대한 팽윤 효과를 시험하기 위하여 각 시험물질의 시료 1g을 눈금 실린더에 넣고, 20℃의 물을 가하여 총 부피가 100㎖가 되도록 한다. 1/2, 1, 12 및 24시간 후에 실린더상의 밀리리터 눈금에 의하여 시험물질의 부피를 재어서 패윤효과를 평가하였다. 결과를 하기 표 Ⅰ에 보인다.

[표 I]

상기 표로부터 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품은 우수한 팽윤효과를 갖는다는 것을 알 수 있다. 1g은 17ml로 팽윤되며 본 제품은 이러한 팽윤효과를 24시간 후에도 유지한다.

[시험 2∼물 보유성]

각종 식용섬유 조성물에 대하여 20℃의 물로 1시간 동안 포화되도록 하여 각 조성물의 보유성을 측정하였다. 그리고 조성물을 여과지에 통과시켰다. 물과 결합한 여과지상의 섬유를 시계 접시에 옮겨서 무게를 잰다. 이는 식용섬유 제품의 물-결합성을 제공한다. 결과를 표 Ⅱ에 보인다.

[표 II]

본 발명을 구현하는 식용섬유 제품은 실질적으로 전량의 전분과 일정량의 단백질이 제거되었으므로 섬유질 함량은 70% 이상이다. 이는 다시 말해서 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품이 비교 가능한 기울 제품보다 명백하게 더 양호한 물-결합성을 가짐을 의미한다.

한편, 당 40∼50%도 함유하는 차전자-기본(psyllium-based) 제품은 더 양호한 물-결합성을 갖는다. 이는 주로 이들의 화화적 조성과 이들의 거의 전체를 구성하는 수용성 헤미셀룰로오스에 기인한다고 추측된다. 그러나, 이들 제품은 본 발명에 따른 식용섬유 제품과 비교될 수 없으며 단지 참고용으로 선택되었다.

시험 1 및 2에서 수득된 결과는 중요한데, 그 이유는 제품의 고-팽윤 및 물-보유성이 배설물량의 증가를 유발하고, 더 부드러운 배설물을 형성하기 때문이다.

[시험 3∼효과 및 내성]

이 시험의 목적은, 종래 벌크 완하제(Lunelax 또는 Vi-Siblin)로 치료하였던 결장염 또는 변비로 고생하는 환자에 대해 본 발명에 따른 식용섬유 제품의 효과 및 내성을 조사함에 있다.

남자 5명과 여자 7명 함께 22명의 환자가 본 실험에 첨가하였다(연령 분포 25∼81세), 환자중 14명에 대하여 변비로 진단되었고 8명에 대하여 결장염으로 진단되었다. 상기 질환은 10주 이상 지속되었다.

환자들은 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품으로 3주간 치료하였다. 치료전과 후에, 환자와의 면담을 근거로 하여 배변 주기, 변의 농도, 자각 문제 및 질환 상태에 대한 환자의 의견에 대하여 기록하였다. 치료후에 환자들에 대하여 본 제품의 구미성(palatability)과 치료 결과에 대한 인상을 질문하였다.

본 발명을 구현하는 식용섬유를 3.5g×2의 용량만큼 투여하였다. 초기에, 결장염를 가진 모든 환자들은 자주 설사를 경험하였다. 치료후에 6명은 정상 농도의 배변을 보았고, 2명은 묽은 농도의 배변을 보았다. 변비로 고생하는 환자들중 12명은 2일 또는 3일마다 배변을 보았고, 2명은 3일에 1회도 배변하지 못했다. 환자들중 3명의 변의 농도는 정상이었고, 11명은 경성이었다. 본 발명을 구현하는 제품으로 3회 치료후에 7명의 환자는 매일 배변하였고, 7명은 2일 또는 3일 1회 배변하였다. 변의 농도는 10명의 환자가 정상이었고, 4명이 경성이었다. 양쪽군의 환자들에 대하여 점수로 평가한 증상은 38에서 17로 감소하였다. 치료전에 환자들중 2명은 자신이 극히 악성 상태라고, 12명은 악성, 그리고 11명은 그리 악성 상태가 아니라고 응답하였다. 치료후에 2명은 자신이 극히 악성 상태라고, 12명은 그리 악성 상태가 아니라고, 그리고 8명은 문제가 해결되었다고 응답하였다. 본 식용섬유의 맛에 대하여는 6명이 불쾌하다고 한 반면에 나머지 16명은 맛이 자연스러우며, 유쾌 또는 매우 유쾌하다고 응답하였다. 14명의 환자가 본 치료에 대하여 만족하거나 극히 만족하다고 응답한 반면에, 의사는 16명의 환자에 대하여 결과가 만족하거나 매우 만족하다고 응답하였다.

상기 결과는 본 발명을 구현하는 식용섬유가 상기 투여량에 있어서 변의 농도 및 배변 주기를 정상화 하는 효과를 갖고 있으며, 구미성에 있어서 현재 시판되고 있는 벌크제(Lunelax, Vi-Siblin)보다는 양호하다는 점을 보여준다.

[시험 4∼효과 및 내성]

이 시험의 목적은 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품의 소아 변비증에 대한 효과 내성을 연구함에 있다.

생후 10개월 내지 11개월 된 여아 14명, 남아 6명, 합계 20명의 환자가 실험에 참가하였다. 선발 기준으로서는 2개월 이상 변비로 고생하였으며, 이미 식이요법 또는 벌크 완하제로서 치료받은 적이 있는 환자를 선택하였다.

치료전에 환자 또는 그 부모를 면담하여 배변 주기 및 변의 농도, 배변의 질, 복부 통증 및 다른 완하제의 사용에 대하여 조사하였다. 8명의 환자에 대하여는 영양사가 식습관(diet anamnesis)을 기록하였다. 본 발명을 구현하는 식용제품으로 1개월간 치료한 후에 환자를 다시 면담하였다. 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품으로 치료하는 동안 환자들이 가능한한 정상 식사를 계속하도록 하였다. 투여량은 1.7∼3.5g/일이었다.

식습관을 보면 이들중 4명의 소아가 소량의 야채를 섭취하는 반면에, 모든 소아가 거의 매일 어떤 형태든지 과일을 섭취하는 것으로 나타났다. 이들 중 3명은 너무 과량의 우유를 섭취하고, 1명은 섬유질이 결핍된 빵을 먹었다.

치료전에는 19명의 소아중 11명은 3일 간격으로 또는 그보다 못하게 배변하였다. 본 식용섬유 제품으로써 1개월 치료후에는 19명의 소아중 10명이 매일 배변하였고, 6명은 2일에 1회 배변하였다. 초기에는 18명의 소아가 배변중 통증을 경험하였다. 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품으로 1개월간 치표후에는 4명의 소아만이 배변중 약간의 통증을 경험하였다. 16 또는 18명의 소아가 배변 횟수의 증가를 경험하였다. 16명의 경우에 변의 농도가 정상화되었다. 12명의 소아가 치료전에 복부 통증을 경험하였으나, 이는 치료에 저항한 2명의 경우를 제외하고 모두 사라졌다. 치료전에는 12명의 소아가 벌크제를, 10명의 소아가 경구적 자극제를, 그리고 6명이 직장 완하제를 사용하였다. 그러나, 1개월의 치료후에는 이들 12명의 소아중 4명만이 본 발명을 구현하는 식용섬유와 함께 다른 완하제를 필요로 하였다. 소아들중 대부분이 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품의 맛이 자연적이라고 생각하였고, 본 조성물을 잘 섭취하였다. 1명의 소아가 본 식용섬유 제품은 유쾌한 맛이 없다고 생각하였으므로 치료를 중단하였다. 따라서 이 어린이는 결과에서 제외하였다.

초기에는 복부팽만 및 위장팽만 형태의 부작용이 인식되었으나 1주일 내에 사라졌다.

따라서 본 조사는, 생후 10개월 내지 11세가 된 변비증 소아에 있어서, 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품으로 치료하면 배변의 횟수, 변의 질 및 농도에 대하여 바람직한 결과를 가져옴을 보여준다. 배변 습관이 정상화됨에 따라 복부 통증도 사라졌다.

본 발명을 구현하는 식용섬유 제품으로 치료하는 동안, 다른 완하제의 사용이 감소되었고, 극히 악화된 변비가 있는 1명의 소아만이 보충적 완하제를 사용할 필요가 있었다. 본 발명을 구현하는 조성물은 내성이 양호하였다.

[시험 5∼플라스마 콜레스테롤에 대한 효과]

연구결과에 의하면 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품의 소비로 인하여 과콜레스테린혈증으로 고생하는 환자의 플라스마-리포프로테인 패턴이 변경될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이와 같은 양성 효과에 대한 이유를 확립하기 위하여, 담즙염의 흡착력을 본 발명을 구현하는 식용섬유, 차전자(Lunelax, Metamucil 및 Vi-Siblin) 및 식용섬유가 아닌 이온 교환기인 콜레스티라민(Questran)에 대하여 시험관내에서 연구하였다.콜레스티라민은 그의 이온 교환능을 통해 담즙염과 결합하는 등록 의약품이다.

연구 결과 본 발명을 구현하는 식용섬유는 공역 및 비공역 담즙염 모두를 흡착하는 능력이 크다는 것을 알 수 있다. 흡작법은 포화 가능하고, 가역적이고 타우로-공역 또는 글리신-공역 담즙염에 대하여 특이성을 나타내지 않는다. 결합은 신속하고, pH의존성이고, 6M 우레아로 어느 정도 고농도의 염에서 억제된다. 이것은 결합부위가 소수성 및 친수성이라는 것을 나타낸다. 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품은 차전자(Lunelax, Metamucil, Vi-Siblin)의 경우보다 상당히 큰 정도로 소디움 라우로데옥시콜레이트를 흡착한다. 그러나, 콜레스티라민(Questran)은 이와 같은 면에서 비교할 때 가장 현저한 조성물의 흡착성을 갖는다.

결과에 의하면 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품은 기타 식용섬유 보다 큰 정도로 타우로-공역 및 글리신-공역 담즙염 모두를 흡착한다. 본 발명을 구현하는 식용섬유 제품의 플라스마-콜레스테롤에 대한 양성 효과적인 메카니즘은 장의 말단에서 담즙염의 재흡착을 억제하는데서 기인하는 것으로 간주되어, 그 결과 담즙산의 합성에서 콜레스테롤의 분해를 증가시킨다.

[시험 6∼부패성]

본 발명을 구현하는 식용섬유 제품의 부패성을 25℃ 및 45℃에서 저장 시험하여 조사하였다. 섬유 제품시료 200g을 밀봉되지 않은 플로텐 백에 넣어 25℃에서 24개월 동안 저장하고, 200g의 섬유질 시료를 열려진 유리병에 넣어 45℃에서 42개월 동안 저장한다.

화학 반응 속도는 10℃ 증가함에 따라 2배가 되므로, 45℃에서 24개월 동안 저장한 것은 25℃에서 96개월 동안 저장한 것과 동일하다. 제품의 부패성을 확인하기 위하여 다음 항목을 조사한다 : 섬유질 함량의 변화 흡습성 및 맛과 냄새의 변화 정성온도 또는 증가 온도에서 저장후에도 섬유질 함량의 변화는 관찰되지 않는다.

저장한 물질에서는 중량의 변화가 관찰되지 않는다. 냄새와 맛은 여러 시험에서 동일하게 판단되며 곡물의 미세한 냄새와 맛으로 특성화된다.

이와 같이, 본 발명에 의해 배설물을 연화시켜 배설물량을 증가시키고, 장의 통과 시간을 단축시키며, 유기 화합물을 결합시키고, 담즙염을 흡착시키며, 혈 지질 함량을 낮추고, 탄수화물 대사에 영향을 미쳐서 포만감을 증가시키는 식용섬유 제품을 생산할 수 있다.

더우기, 이와 같은 제품은 소비자의 구미에 맞게 만들어질 수 있으며, 실질적으로는 무미이다.

본 발명에 관한 식용섬유 제품은 장 운동 조절제, 변비, 게실질환, 결장염, 치질, 항문열창, 당뇨병 제II형 및 담석 치료제, 그리고 변비, 게실질환, 결장염, 치질, 항문열창, 당뇨병 제II형 및 담석의 예방제, 수술 전후의 통변치료제로서 사용될수 있다.

이와 같은 제품은 결장 검사(coloscopy)전의 결장 세정용으로도 사용될 수 있다. 하기 특허청구 범위의 각각에 포함된 사항은 본 발명의 일반적인 기재의 일부로서 이해되어야 한다.

Claims (4)

1. 식용섬유 함량이 70중량% 이상이 되도록 곡류를 가공하고, 제품 입자의 80% 이상의 0.7∼2.0mm 범위의 크기를 가지며, 평균 입자 크기가 약 1mm가 되도록 제품의 입자 크기를 조절하며, 피틴산 함량을 0.5중량% 이하로 조절하고, 섬유중의 지방 함량을 4중량% 이하로 감소시킴을 특징으로 하여 곡물의 껍질로부터 식용섬유 제품을 제조하는 방법.
2. 식용섬유 70중량% 이상 및 피틴산 0.5중량% 이하를 함유하는 식용섬유 제품의 제조방법에 있어서, 곡물 기울의 수중 혼합물을 약 55℃의 온도로 약 8∼12시간 동안 처리하여 기울내에 자연 발생하는 피타아제로 피틴산 함량을 약 0.5중량% 이하로 충분히 감소기키고 ; 아밀라아제와 프로타아제를 각각 가하여 전분 및 단백질을 효소 분해하여 전분 함량 및 단백질 함량을 소정 시간내에 수득 가능한 낮은 수준으로 감소시키고 ; 그 후에 혼합물의 온도를 물의 비점 정도로 더욱 승온시켜서 효소 반응을 중단시키고 ; 식용섬유 70중량% 이상 및 피틴산 0.5중량% 이하를 함유하는 상기 생성된 식용섬유 제품을 회수하는 것을 특징으로 하는 식용섬유 제품의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 곡물 기울이 밀기울인 제조방법.
4. 제 2 항 또는 제 3항에 있어서, 상기 생성된 제품을 건조, 냉각시키는 제조방법.