NO315073B1 - Kolesterolsenkende ern¶ringsprodukt inneholdende diettfibre innkapslet i zein - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et ernæringsprodukt som angitt i krav 1 hvilket reduserer serumkolesterol hos pattedyr.

Aterosklerose er en sykdom i arteriene som begynner som en lipidfylt lesjon i arterieveggens intima og fremskrider gradvis og danner etter hvert en fibroateromatøs plakk i løpet av noen år. Sykdommen rammer ofte de koronare arterier som gjen-nomstrømmer hjertet. Med en gang det foreligger signifikant inntrengning i karlumenet, kan den koronare strøm være utilstrekkelig for å oppfylle myokardiale oksygenbehov og forårsake torakssmerte (stabil angina pectoris). Etter hvert kan plakken revne og sprekke, med eller uten overliggende trom-bose.. Sprekker i plakken kan forårsake en plutselig reduksjon i koronarperfusjon og føre til ustabil angina, myokardialt infarkt (nekrose i hjertemuskelen som resultat av et avbrudd i blodtilførselen til området) eller iskemisk plutselig død, hvilket antakeligvis skyldes ventrikulær arytmi. Hjertesykdom kan være et resultat av flere etiologier, men som oftest skyldes det aterosklerotisk obstruksjon av de store koronare arterier. Mer enn halvparten av dødsfallene relatert til hjertesykdom kan tilskrives aterosklerose.

Risikofaktorhypotesen for aterosklerose er blitt anerkjent i

den medisinske verden: De fleste mennesker som dør eller invalidiseres som et resultat av aterosklerose, oppviser ett eller flere identifiserbare karakteristiske trekk kalt risikofaktorer. Hvis en person har en risikofaktor, er det sannsynlig at han eller hun vil utvikle kliniske manifestasjoner på aterosklerose, og det er sannsynlig at de vil gjøre det før en person som ikke har risikofaktorer. De følgende parametere har vist seg å være forbundet med koronar hjertesykdom (CHD) i Framinghams studie og andre store epidemiologiske studier, og det er nå anerkjent: alder (forholdet mellom alder og CHD er også avhengig av kjønn) og familiens historie når det gjelder prematur CHD, hyperkolesterolemi og spesielt

høye nivåer av lavdensitetslipoprotein(LDL)kolesterol i blodet, lave nivåer av høydensitetslipoprotein(HDL)kolesterol, sigarettrøking, hypertensjon og diabetes bidrar alle til å øke risikoen i forhold til det normale med en faktor på 2-6. Når disse karakteristiske trekk kombineres, er de kom-binerte risikoer for koronar hjertesykdom additiv (Dauber, "The Epidemiology of Atherosclerotic Disease", the Harvard University Press, 1980; Kannel, "New Perspectives on Car-diovascular Risk Factors", American Heart Journal, 114:213-219, 1987; Matthews et al., "Menopause and Risk Factors for Coronary Heart Disease", New England Journal of Medicine,

321:641-646, 1989; "Report of the National Cholesterol Education Program Expert Panel on detection, evaluation, and treatment of high blood cholesterol in adults", Archives of Inte-rnal Medicine, 14S:36-69, 1988).

Like viktig som identifikasjonen av kolesterol som risikofaktor er det faktum at når blodkolesterol- og spesielt LDL-kolesterolnivåene reduseres hos hyperkolesterolemiske personer, er det en reduksjon i risikoen for hjertesykdom. Resultatene av kliniske forsøk innen lipidforskningen indi-kerer at for hvert prosentpoeng kolesterolnivåene minker, minker risikoen for hjertesykdom med 2 % {"Lipid Research Clinics Program. The Lipid Research Clinics Primary Prevention Trial Results I. Reduction in incidence of coronary heart disease", Journal of the American Medical Association, 251:351-364, 1984; "Lipid Research Clinics Program. The Lipid Research Clinics Primary Prevention Results II. The relationship of reduction in incidence of coronary heart disease to cholesterol lowering", Journal of the American Medical Association, 251:365-374, 1984).

De blodkolesterolhevende virkninger av mettet fett i kosten og kolesterol er anerkjent. Derfor anbefaler the American Heart Association og the National Cholesterol Education Program som sin "Trinn 1-diett" et kolesterolsenkende program som består i en reduksjon av totalt fett til mindre enn 30 % av kaloriene som fett, en reduksjon av mettede fettsyrer til mindre enn 10 % av kaloriene og en reduksjon av kolesterol til mindre enn 300 mg pr. dag. Det er også anerkjent at polyumettet fett senker blodkolesterol, men på grunn av den rela-tivt lille mengde data vedrørende langtidsanvendelse av dietter med meget høyt polyumettet fettinnhold anbefaler the American Heart Association og the National Academy of Sciences ikke at polyumettede stoffer skulle overskride 10 % av kaloriene {Expert Panel, "Summary of the Second Report of the National Cholesterol Education Program (NCEP) Expert Panel on Detection, Evaluation and Treatment of High Blood Cholesterol in Adults (Adult Treatment Panel II)", Journal of the American Medical Association, 259:3015-3023, 1993; Nutrition Committee of the American Heart Association, "Dietary Guidelines for Healthy American Adults", Circulation, 77:721A-724A, 1988; Food and Nutrition Board, National Research Council, Recommended Dietary Allowances, 10. utg., National Academy Press, Washington D.C., 1989). Retnings-linjene til the National Cholesterol Education Program fast-slår også at monoumettede stoffer bør utgjøre opptil 10-15 % av dietten, protein 10-20 %, karbohydrat 50-60 % og diettfiber 15-25 g/dag. Diettfibertypen er ikke spesifisert.

For folk som spiser en normal amerikansk diett, betyr over-gangen til en trinn 1-diett å redusere sitt inntak av fett. I "the Multiple Risk Factor Intervention Trial" ble det forsøkt med forandringer i kostholdet ifølge ett trinn 1-diett, og det førte til reduksjoner i serumkolesterol i området 5-7

(Banks et al., "Dietary Management of the Patient with Atherosclerosis: Are the New National Cholesterol Education Panel Recommendations Enough?", Journal of the National Medical Association, 81(5):493-495, 1989). Dette betyr at hvis det endelige mål er å redusere de totale kolesterolnivåer til mindre enn 200 mg/dl, vil personer som inntar en normal amerikansk diett, og har serumkolesterolnivåer over

215-220 mg/dl, være nødt til å anvende mer enn ett trinn 1-diett.

En skjerpet diettanbefåling fra the National Cholesterol Education Program er "Trinn 2-dietten", som ytterligere begrenser mettet fett til 7 % av kaloriene og kolesterol til mindre enn 200 mg pr. dag. Én ulempe i trinn 2-dietten og andre meget fettfattige dietter er at i tillegg til å senke LDL senker de også HDL (Jones et al., "Effeet of dietary fat selection on plasma cholesterol synthesis in older, moderately hypercholesterolemic humansArteriosclerosis and Thrombosis, 14(4):542-548, 1994; Grundy et al., "Comparison of monounsaturated fatty acids and carbohydrates for reducing raised levels of plasma cholesterol in man", American Journal of Clinical Nutrition, 47:965-969, 1988).

Trinn 1-dietten gir ikke spesifikke anbefalinger for noen andre komponenter i dietten som ville kunne forsterke dens kolesterolsenkende eller antiaterogene potensial. Ytterligere kolesterolsenkende komponenter innbefatter vegetabilske oljer som inneholder ikke-forsåpbare komponenter, kolesterolsenkende diettfibrer og vegetabilske proteiner. Riskliolje inneholder en forholdsvis stor uforsåpbar del, dvs. en ikke-acylglyserolandel som inneholder to generelle klasser av forbindelser: (a) steroler og triterpenalkoholer og (b) tokotrienoler, som ligner tokoferoler, men med tre dobbeltbin-dinger i sidekjeden. Sterolene og triterpenalkoholene i riskliolje esterifiseres ofte til ferulsyre og er også kjent som "oryzanoler". Studier i rotter, primater og mennesker indi-kerer at riskliolje senker serumkolesterol og kan senke serumtriglyserider (Nicolosi et al., "Rice bran oil lowers serum total and low density lipoprotein cholesterol and Apo B levels in nonhuman primates", Atherosclerosis, dø:133, 1991; Lichenstein et al., "Rice bran oil consumption and plasma lipid levels in moderately hypercholesterolemic humans", Arteriosclerosis and Thrombosis, 14 (4):549-546, 1994). To forskjellige mekanismer kan være innbefattet. Først kan plantesteroler og oryzanoler interferere med absorpsjonen av kolesterol eller mettet fett og/eller absorpsjonen av gallesyrer. For det andre er det blitt rapportert fra studier i kyllinger, griser og vaktler at tokotrienoler reduserer kolesterolsyn-tesen i leveren. Det er også mulig at plantesteroler kan for-hindre aterosklerose ved andre mekanismer (Mattson et al., "Optimizing the Effect of Plant Sterols on Cholesterol Absorption in Man", American Journal of Clinical Nutrition, 35:697-700, 1982; Qureshi et al., "The Structure of an In-hibitor of Cholesterol Biosynthesis Isolated from Barley", Journal of Biological Chemistry, 251:10544-10550, 1986).

De kolesterolsenkende virkninger av diettfiber er blitt oppsummert i flere oversikter den senere tid (Jenkins et al., "Fiber in the treatment of hyperlipidemia", Handbook of Dietary Fiber in Nutrition, G. Spiller, red., CRC Press, 1986; Sugano et al., "Dietary Fiber and Lipid Absorption", Dietary Fiber: Chemistry, Physiology, and Health Effeets, Kritchevsky et al., red. Plenum Press, 1988; Anderson et al., "Dietary Fiber and Coronary Heart Disease", Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 29( 2):95-147, 1990). Viskøse, løselige fibrer er effektive kolesterolsenkende midler sammenlignet med ikke-viskøse, uløselige fibrer eller fordøye-lige karbohydrater, men virkningen er varierende. Tabell 1 oppsummerer data fra over 50 studier på mennesker. Som angitt i tabell 1, kan man forvente en reduksjon i serumkolesterol i området 10-15 % med doser av en egnet fiberkilde varierende fra 6 g/dag til 50 g/dag. Variasjonen i responsen kan skyldes forskjeller i dosen, tidspunktet for administrasjonen, typen av personer som deltar og fiberkildenes renhet og kjemiske sammensetning. Generelt har guargummi fordeler i forhold til de andre fibrer som er angitt i tabell 1, da den er mer konsistent i sitt høye nivå av diettfiber enn pektin, mer lett tilgjengelig i høyere kvalitet enn psyllium og mer konsistent i sin effektivitet enn havre- og soyaprodukter.

De mest sannsynlige mekanismer for kolesterolsenkende virkning av fibrer ifølge Anderson et al., "Dietary Fiber and Coronary Heart Disease", Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 29( 2):95-147 (1990), er: (1) modifikasjon av gallesyrereabsorpsjonen i den terminale ileum (interrupsjon av den enterohepatiske syklus av gallesyrer); (2) interferens med lipidabsorpsjonen; og (3) nedregulering av leverens evne til å syntetisere kolesterol.

Mange løselige fibrer nedbrytes i høy grad eller fullstendig av bakterier i coecum, men gallesyrer reabsorberes ikke særlig godt hvis de frigis fra diettfibrer. Dette kan delvis skyldes fermentasjonsproduktene. Produksjonen av kortkjedete fettsyrer (SCFA) forårsaker en senkning i pH-verdien i colon, og dette kan redusere gallesyrenes oppløselighet og passive reabsorpsjon (Remesy et al., "Cecal fermentations in rats fed oligosaccharides (insulin) are modulated by dietary calcium levels", American Journal of Physiology, 264:G855-G862, 1993).

Det er kjent at kolesterolbiosyntesen i leveren reguleres av intracellulære kolesterolnivåer, men diettfibrer forårsaker ikke en økning i kolesterolbiosyntesen i leveren som samsvarer med behovene for gallesyresyntese. Flere studier støt-ter hypotesen at propionat generert ved bakteriell fermentasjon av fiber vil kunne utøve en hastighetskontrollerende virkning på leverkolesterolsyntesen (Chen et al., "Propionate may mediate the hypocholesterolemic effects of certain soluble plant fibers in cholesterol-fed rats", Proceedings of the Society of Experimental Biology and Medicine, 175:215-218, 1984; Ebihara et al., "Hypocholesterolemic effect of cecally infused propionic acid in rats fed a cholesterol-free, casein diet", Nutrition Research, 13:209-217, 1993). Andre data bestrider gyldigheten i dette konsept (Evans et al., "Relationship between structure and function of dietary fibre: a comparative study of the effects of three galactomannans on cholesterol metabolism in the rat", British Journal of Nutrition, 58:217-229, 1992; Nishina et al., "Effects of propionate on lipid biosynthesis in isolated rat hepatocytes", Journal of Nutrition, 120:668-673, 1990).

Planteproteiner, så som soyaprotein, synes å senke kolesterol (Carrol, "Review of clinical studies on cholesterol-lowering response to soy protein", Journal of the American Dietetic Association, 91(7):820-827, 1991). Reduksjoner i LDL-kolesterol i området 15-20 % i forhold til kontrolldietter inneholdende hovedsakelig kasein er blitt dokumentert (Meinertz et al., "Soy protein and casein in cholesterol-enriched diets: effects on plasma lipoproteins in normolipidemic subjects", American Journal of Clinical Nutrition, 50:786-793, 1989; Sirtori et al., "Clinical experience with the soybean protein diet in the treatment of hypercholesterolemia", American Journal of Clinical Nutrition, 32:1645-1658, 1979; Sirtori et al., "Soybean-protein diet in the treatment of type II hyperlipoproteinemia", Lancet, 5:275-277, 1977). Den kolesterolsenkende virkning av soyaprotein er gjennomgående blitt observert hos alle personer, og den kan være mer ut-preget hos yngre personer og hos hyperlipidemiske personer (Meinertz et al., "Soy protein and casein in cholesterol-enriched diets: effects on plasma lipoproteins in normolipidemic subjects", American Journal of Clinical Nutrition, 50:786-793, 1989). Ikke desto mindre vil anvendelsen av soyaprotein som en del av en kombinasjon av kolesterolsenkende ingredienser i kosten bidra til en medisinsk signifikant reduksjon i LDL-kolesterol.

Den kolesterolsenkende mekanisme hos soyaprotein er uklar. En del av virkningen kan forklares ved aminosyresammensetningen av proteiner (Huff et al., "Plasma cholesterol levels in rabbits fed low fat, cholesterol-free, semipurified diets: Effects of dietary proteins, protein hydrolysates and amino acid mixtures", Atherosclerosis, 28:187-195, 1977). Skjønt substitusjonen av en del av det animalske protein i kosten med et supplement inneholdende 5-10 g planteprotein sannsynligvis i seg selv ville forårsake en medisinsk signifikant reduksjon i blodkolesterolnivåene, vil anvendelsen av soyaprotein som en del av en kombinasjon av kolesterolsenkende ingredienser i kosten kunne bidra til en medisinsk signifikant reduksjon i LDL-kolesterol.

Det er meget lite publisert vitenskapelig informasjon om dietter som kombinerer kjente kolesterolsenkende ingredienser.

Det tilveiebringes ifølge foreliggende oppfinnelse et ernæringsprodukt omfattende en fast matriks bestående av fett, karbohydrat og minst ett protein valgt fra gruppen bestående av vegetabilske proteiner og melkeproteiner, og eventuelt vitaminer og mineraler, hvor den faste matriks har dispergert i seg partikler innkapslet i minst 20% zein, partiklene omfatter en diettfiber som er i stand til å senke serumkolesterol hos mennesker. Den foretrukne diettfiber er guar innkapslet i et belegg på minst ca. 2 0 % zein. Proteinet er fortrinnsvis et soyaprotein, og det kan ytterligere innbe-fatte kalsiumkaseinat og/eller havreprotein. Fettet er fortrinnsvis valgt fra gruppen bestående av vegetabilske oljer inneholdende mindre enn 25 vekt% mettede fettsyrer. Eksempler på sådanne vegetabilske oljer er riskliolje, kanolaolje og maisolje.

Første dyrestudie

Denne studie undersøkte, ved hjelp av en rottemodell, den kolesterolsenkende virkning av fire løselige polysakkarider som er lett fermenterbare i coecum, men gir forskjellige fer-mentas jonsprodukter og atskiller seg i sin evne til å binde gallesyrer. Hann Wistar-rotter ble vilkårlig plassert i én av fem diettgrupper: kontroll, pektin, guargummi, gummi arabicum eller fJ-cyklodekstrin. De fire testforbindelser ble tilsatt til kontrolldietten som en erstatning for hvetestivelse.

Pektin er en høyt forgrenet galakturonsyrepolymer som har effektive geldannende egenskaper og en høy evne til å binde gallesyrer og interagere med lipidfordøyelsen (Koseki et al., "Effects of gum arabic and pectin on the emulsification, the lipase reaction, and the plasma cholesterol levels in rats", Agricultural Biological Chemistry, 53:3127-3132, 1989; Pfeffer et al., "Molecular interactions with dietary fiber components. Investigation of the possible association of pectin and bile acids", Journal of Agricultural Food Chemistry, 29:455-461, 1981). Pektin brytes lett ned av mikrofloraen i tykktarmen. Kolesterolsenkende virkninger er vedvarende blitt rapportert i forbindelse med pektin (Ahrens et al., "Effects of oral and intracecal pectin administration on blood lipids in mini pigs", Journal of Nutrition, Uff:70-76, 1986; Fernandez et al., "Prickly pear (Opuntia sp) pectin reverses low density lipoprotein receptor suppression induced by a hypercholesterolemic diet in guinea pigs", Journal of Nutrition, 122:2330-2340, 1992; Kay et al., "Effeet of citrus pectin on blood lipids and fecal steroid excretion in man", American Journal of Clinical Nutrition, 108:630-639, 1978; Reddy et al., "Effeet of dietary wheat bran, alpha, pectin and carrageenan on plasma cholesterol and fecal bile acid and natural sterol excretion in rats". Journal of Nutrition, 110:1247-1254, 1980). Denne kolesterolsenkende virkning kan moduleres av faktorer så som lipid i kosten, spesielt kolesterol (Kelley et al., "Effeet of pectin, gum arabic and agar on cholesterol absorption, synthesis, and turnover in rats", Journal of Nutrition, 108:630-639, 1978; Vigne et al., Effect of pectin, wheat bran and cellulose on serum lipids and lipoproteins in rats fed on a low or high-fat diet", British Journal of Nutrition, 58:405-413, 1987).

Gummi arabicum er også en galakturonsyrepolymer med høy kat-ionbindende kapasitet, men den mangler geldannende egenskaper. Til tross for sin mangel på geldannende egenskaper kan gummi arabicum senke kolesterolmengden. Ved fermentasjon av gummi arabicum i colon kan frigitte Ca<2+->ioner danne uløselige komplekser med gallesyrer og således forsterke ekskresjonen av dem.

Guargummi er et nøytralt galaktomannan som utøver lav kation-bindende kapasitet. Den danner geler i tynntarmen som kan oppfange noen organiske materialer, så som gallesyrer. Guargummi er kjent for å senke serumkolesterol i flere dyrearter og i mennesker (Chen et al., "Effects of guar gum and wheat bran on lipid metabolism of rats", Journal of Nutrition, 109:1028-1034, 1979; Gallaher et al., "Viscosity and fermen-tability as attributes of dietary fiber responsible for the hypocholesterolemic effect in hamsters", Journal of Nutrition, 123:244-252, 1993; Ide et al., "Hypolipidemic effects of guar gum and its enzyme hydrolysate in rats fed highly saturated fat diets", Annals of Nutrition and Metabolism, 35:34-44, 1991; Jenkins et al., "Effects of pectin, guar gum and wheat fiber on serum cholesterol", Lancet, 1:11-16, 1985).

Det er blitt funnet at noen oligosakkarider påvirker kole-sterolmetabolismen i samme grad som de komplekse polysakkarider. B-cyklodekstrin er et syklisk oligosakkarid som danner inklusjonskomplekser med et antall organiske og uorganiske molekyler, spesielt kolesterol og gallesyrer (Riottot et al., "Hypolipidemic effects of G-cyclodextrin in the hamster and in the genetically hypercholesterolemic Rico rat", Lipids, 28:181-188, 1993). Cyklodekstriner er fermenterbare (Flourie et al., "Fate of B-cyclodextrin in the human intestine". Journal of Nutrition, 123:676-680, 1993), men det hovedsakelige sluttprodukt ved deres fermentasjon er propionat (Levrat et al., "Role of propionic acid and bile acids excretion in the hypocholesterolemic effects of oligosaccharides in rats", Journal of Nutrition, 124(4):531-538, 1994). Ved å sammen-ligne disse polysakkarider i rotter som er tilpasset høy-lipiddietter supplert med 0,1 % kolesterol, ble de respektive virkninger av gallesyreekskresjon og coecal fermentasjon på kolesteroltransporten og metabolismen evaluert.

Metode

Hann Wistar-rotter (IFFA-CREDO, L'Arbresle, Frankrike) ble foret med en kommersiell pelletdiett (A03-pellets, U.A.R, Villemoisson/Orge, Frankrike) inntil kroppsvekten nådde ca. 150 g. Grupper på 8 rotter ble fåret med semirensede dietter som et fuktig pulver i 21 dager. Diettene inneholdt følgende (g/100 g, tørrvekt): 18 g kasein (Louis Francois, Paris, Frankrike), 57,4 g hvetestivelse (L. Francois); 17,5 g jord-nøttolje; 0,1 g kolesterol (Sigma, St. Louis, MO); 0,1 g vitaminblanding (U.A.R.); 6 g mineralblanding (U.A.R.). I de fiberholdige dietter var 7,5 g hvetestivelse erstattet med 7,5 g pektin, guargummi eller gummi arabicum (TIC Gums, Belcamp, Maryland, USA) eller p-cyklodekstrin (Roquettes, Lestrem, Frankrike). Dyrene ble anbrakt to i hvert bur. Burene hadde nettingbunn for å begrense koprofagi, og de ble holdt i temperaturkontrollerte rom ved 22 °C med en mørk periode fra kl 2200 til 0800. Dyrene ble holdt og behandlet i henhold til anbefalingene fra den tilsvarende institusjonelle etiske komité.

Det ble tatt prøver av rottene mot slutten av den mørke periode tidlig om morgenen, ved et tidspunkt da de coecale fermentasjoner fremdeles er meget aktive. Dyrene ble anes-tetisert med natriumpentobarbital (40 mg/kg), og de ble holdt på en varmeplate ved 37 °C. 1 ml blod fra hvert dyr ble anbrakt i et plastrør inneholdende heparin og sentrifugert ved 10 000 x g i 15 minutter. Etter sentrifugering ble plasmaet fjernet og holdt ved +4 °C for lipid- og lipoproteinanalyser. Etter blodprøvetakingen ble coecum og dens innhold fjernet og veid. Cirka 1 g coecalt innhold ble overført til mikrofugerør som umiddelbart ble frosset ved -20 °C. Plasmalipoproteiner ble separert ved ultrasentrifugering på en densitetsgradient, som beskrevet av Serougne et al., 1987. Gradienten ble deretter fraksjonert (500 pl fraksjoner) og holdt ved 4 °C for lipidanalyse.

Gallesyrer ble analysert i de coecale supernatanter hvis de var løselige, eller etter ekstraksjon fra ubehandlede coecale prøver eller feces med 10 vol. etanolisk KOH under anvendelse av reaksjonen katalysert av 3a-hydroksysteroiddehydrogenase (EC 1.1.1.50, Sigma), som beskrevet av Turley et al., "Reevaluation of the 3 alpha-hydroxysteroid dehydrogenase assay for total bile acids in bile", Journal of Lipid Research, 12:924-928, 1978. Total kolesterol (BioMerieux, Charbonnieres-les-Bains, Frankrike) ble bestemt i plasma og lipoproteinfraksjoner ved enzymatiske prosedyrer. Et poly-valent kontrollserum (Biotrol-33 pluss) ble behandlet paral-lelt med prøvene og tjente som kontroll på nøyaktigheten av resultatet i triglyserider og kolesterolanalyse.

Det coecale gallesyreforråd ble beregnet som coecal konsentrasjon (umol/g) x volumet av coecalt innhold (ml). Verdiene er angitt som middelverdier ± SEM, og hvor det var hensikts-messig ble signifikante forskjeller mellom middelverdiene bestemt med variansanalyse (ANOVA) og multiple områdesammen-ligninger med Fishers PLSP-prosedyrer (Stat view 512+, Brain Power, Calabasas, California, USA). Hvor det var nødvendig å oppnå homogenitet i avvikene, ble dataene underkastet loga-ritmisk transformasjon. Verdier for P < 0,05 ble betraktet som signifikant.

Resultater

Nærværet av løselige fibrer eller oligosakkarider i kosten påvirket ikke dyrenes matinntak eller den daglige vektøkning. Signifikante resultater av dette eksperiment er angitt nedenfor i tabell 2, som viser at pektin, guargummi og S-cyklodekstrin var høyst effektive når det gjaldt å senke plasma-kolesterolkonsentrasjonene (henholdsvis -22 %, -27 % og -37 %), mens rotter foret med guargummidietten bare oppviste moderat reduksjon i kolesterolnivåene (-13 %). Det som var mer viktig, var at LDL-kolesterolnivåene, som øker risikoen for aterosklerose og koronar hjertesykdom, ble signifikant senket av guargummi (-45 %) og B-cyklodekstrin (-52 %).

^ver verdi er middelverdien SEM (n = 12) unntatt i gruppen fQret med B-cyklodekstrin {n = 10). Verdier innen en kolonne som ikke har samme opphøyde bokstav, er signifikant forskjellige (P < 0,05). Virkningen av diettbehandlingen ble under-søkt med ANOVA og multippel områdesammenligning ved Fishers beskyttede minste signifikante prosedyrer.

Foreliggende resultater samsvarer med det syn at fibrene som reduserer den ileale reabsorpsjon av gallesyrer og øker deres ekskresjon, er de mest hypokolesterolemiske. Pektin og guargummi svekker den ileale reabsorpsjon av gallesyrer, og derved øker de det coecale forråd og ekskresjonen av gallesyrer, sannsynligvis i kraft av sin høye viskositet i tarmen. B-cyklodekstrin har derimot en meget kraftig virkning på galle-syreabsorpsjonen, hvilket kan tilskrives dets evne til å fange opp eller innkapsle steroler uten særlige forandringer i luminal viskositet.

For fibrer med lignende viskositet synes en høyere fermenta-bilitet å være forbundet med en kraftigere kolesterolsenkende virkning. Nedbrytningen av fibrene ved den coecale mikroflora bør frigi de bundne gallesyrer i lumen og muliggjøre deres absorpsjon av det coloniske epitelium. Faktisk er det så at et antall prosesser, inklusive acidifikasjonen av den coloniske lumen, forbundet med kalsiumfosfat eller mikroorga-nismer (hvis konsentrasjon øker ved fermentasjon av diettfibrer) begrenser konsentrasjonen av løselige gallesyrer og derved reduserer deres reabsorpsjon (Remesy et al., "Cecal Fermentations in Rats Fed Oligosaccharides (Inulin) are Modulated by Dietary Calcium Level", American Journal of Physiology, 264:G855-G862, 1993) . Disse observasjoner understøtter hypotesen at fermentasjon forhindrer enhver signifikant reabsorpsjon i colon av gallesyrer. Det ble konkludert med at både guargummi og B-cyklodekstrin øker gallesyreekskresjonen og reduserer det totale kolesterolnivået og LDL-kolesterolnivået i blodet hos rotter. Skjønt begge disse substanser sannsynligvis ville være akseptable kolesterolsenkende ingredienser i matvarer, er B-cyklodekstrin hittil ikke blitt gitt i terapeutiske konsentra-sjoner til et særlig stort antall mennesker. Guargummi derimot, som angitt i tabell 1, er blitt gitt i 22 separate studier til sammenlagt over 400 mennesker. Derfor ble guargummi valgt som en av de aktive ingredienser som skulle undersøkes ved fremstillingen av prototypene for matproduktplatene beskrevet nedenfor.

Matproduktplateeksem<p>el 1

Mange forsøk ble gjort for å fremstille en akseptabel mat-produktplatematriks inneholdende uinnkapslet guargummi og fri for partielt eller helt hydrogenert fett. For eksempel ble rekkefølgen av tilsetningen av ingrediensene og blandings-tidene variert, men uten tilfredsstillende resultater. Prototypen til matproduktplatenummer 1 er typisk for disse forsøk. Anvendt her og i kravene er den "faste matriks" i ernæringsproduktet eller matproduktplaten et næringsmiddel eller en matvare uten noe ytre belegg.

Fremstillingsprosedyre

Prototypen til matproduktplatenummer 1 ble fremstilt i en Hobart-mikser. Alle ingredienser ble anbrakt i mikseren og mikset ved værelsestemperatur (24 °C ± 10 °C). De første ingredienser som ble anbrakt i mikseren, var soyaprotein, dikalsiumfosfat og sitronsyre, og de ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Risklioljen og lecitin ble deretter tilsatt til de andre ingredienser og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Guaren ble deretter tilsatt til ingrediensblåndingen og mikset med den inntil fullstendig sammenblanding. Polydekstrose, havrekli og sprø ris ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Sluttingrediensene som ble tilsatt til blandingen, var maissirup med høyt fruktoseinnhold og glyserin som ble mikset med de andre ingredienser inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter bredt ut på en benk og rullet ut med en normal rullepinne til ensartet tykkelse. Satsen ble skåret til plater med en spatel og deretter avkjølt i et kjøleskap til mellom 0 og 10 °C. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene eller blandingen av ingredienser utsatt for forhøyede temperaturer ved steking eller baking. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, forhøye temperaturen i blandingen noen få grader. Platene ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen-/folieemballasje.

Teksturen i denne matproduktplateprototypen og alle de andre matproduktplateprototyper beskrevet her ble bestemt med en Stevens L.F.R.A.-teksturanalysator. Dette instrument måler den kraft som er nødvendig for å bevege en sonde 3 mm inn i en plate med en hastighet på 0,2 mm/sekund. Prøvestørrelsen er én plate, og det gjøres fem målinger pr. plate. Middelverdien av de fem målinger beregnes og angis som "kraftgram". Teksturen i matproduktplateprototyp nr. l ble bestemt flere ganger i løpet av en periode på flere uker, og resultatene er angitt i tabell 5.

Da en hardhet på 400 eller mer er uakseptabelt vanskelig å tygge, var denne prototyp og andre inneholdende uinnkapslet guar og passende nivåer av hydrogenert fett ikke akseptable som hande1sprodukt. Andre problemer som ble iakttatt, var matproduktplater som ble uttørket, harde, oppsmuldret eller til og med pulverisert.

Matproduktplateeksem<p>el 2

Prototypen til matproduktplater nr. 2 og 3 ble fremstilt med uinnkapslet guar ifølge lærdommen i US-patent 4 496 606. Selv om dette patent angir litteratur som anerkjenner anvendelse av diettfiber, f.eks. guar, for å behandle hyperkolesterolemi, er hensikten med oppfinnelsen en matproduktplate for konsumpsjon som diettsupplement til type II-diabetikere for å forbedre glukosetoleransen og redusere behovet for insulin. Prototypen til matproduktplate nr. 2 ble fremstilt ifølge eksempel 1 i US-patent 4 496 606, skjønt noen ingredienser var ikke helt beskrevet der så nøyaktig som mulig.

Generisk havre målt opp med en morter og støter.

<3>Guaren ble erholdt fra TIC Gums og ble betegnet med sin produktkode "8/22A", som er beskrevet nedenfor i avsnittet forut for <n>Innkapslingseksperiment 1".

<3>Crisco<®.>

Fremst illinqsprosedyre

Det første trinn i fremstillingen av prototypen til matproduktplatenummer 2 var å fremstille sjokoladebelegget. Dette faste sjokoladebelegg (fast ved temperaturer under 32 °C) ble smeltet ved å anbringe det i et beger og oppvarme det til 43 °C ± 10 °C. Den første ingrediens som ble anbrakt i Hobart-mikseren var det smeltede sjokoladebelegg. Alle gjenværende ingredienser ble tilsatt til mikseren ved værelsestemperatur (24 °C ± 10 °C) . Maissirup med høyt fruktoseinnhold og delvis hydrogenert soyabønne-/bomullsfrøoljer ble tilsatt til sjokoladebelegget i mikseren og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Guaren ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Havre, hvetekim, fruktose og salt ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter lagt på en benk og rullet ut med en normal rullepinne til ensartet tykkelse. Satsen ble skåret til plater med en spatel og deretter av-kjølt i et kjøleskap til mellom 0 og 10 °C. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene utsatt for forhøyede temperaturer ved steking eller baking. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, forhøye temperaturen i blandingen noen få grader. Platene ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen-/folieemballasje.

Teksturen i disse matproduktplateprototyper ble bestemt flere ganger i løpet av en periode på flere uker under anvendelse av metoden beskrevet ovenfor i matproduktplateeksempel 1, og resultatene er angitt i tabell 7.

Prototypen til matproduktplate nr. 2 inneholdt ca. 11 vekt% hydrogenert fett i matproduktplatematriksen, som er en effektiv fuktighetsbarriere for guaren. Skjønt teksturtestresultatene var akseptable i smakstesten for prototypen til matproduktplate nr. 2, var den ikke særlig lett å tygge. Imidlertid var smaken god, og dette skyldtes sannsynligvis sjokoladebelegget og det høye fettinnhold i matriksen. innlem-mingen av hydrogenert fett i et sådant matprodukt gir mettet fett og et uønsket høyt kaloriinnhold.

Matproduktplateeksempel 3

Prototypen til matproduktplate nr. 3 ble fremstilt ifølge eksempel 2 i DS-patent 4 496 606 så nært som mulig, skjønt noen ingredienser var ikke helt beskrevet der.

^aisflak malt opp med morter og støter.

<2>Guaren ble erholdt fra TIC Gums og ble betegnet med sin produktkode "8/22A", som er beskrevet nedenfor i avsnittet forut for Innkapsl ingseksper imen t l".

Fremstillingsprosedvre

Det første trinn i fremstillingen av prototypen til matproduktplatenummer 3 var å fremstille sjokoladebelegget. Dette faste sjokoladebelegg (fast ved temperaturer under

32 °C) ble smeltet ved å anbringe det i et beger og oppvarme det til 43 °C ± 10 °C. Den første ingrediens som ble anbrakt i Hobart-mikseren var det smeltede sjokoladebelegg. Alle gjenværende ingredienser ble tilsatt til mikseren ved værel-ses temperatur (24 °C ± 10 °C) . Maissirup med høyt fruktoseinnhold og melasse ble tilsatt til sjokoladebelegget i mikseren og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Guaren ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Mais, hvetemel, fruktose og salt ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter lagt på en benk og rullet ut med en normal rullepinne til ensartet tykkelse. Satsen ble skåret til plater med en spatel og deretter avkjølt i et kjøleskap til mellom 0 og 10 °C. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene utsatt for forhøyede temperaturer ved steking eller baking. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, forhøye temperaturen i blandingen noen få grader. Platene ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen-/folieemballasje.

Teksturen i disse matproduktplateprototyper ble bestemt flere ganger i løpet av en periode på flere uker under anvendelse av metoden beskrevet ovenfor i matproduktplateeksempel 1, og resultatene er angitt i tabell 9.

Teksturtestresultatene for prototypen til matproduktplate nr. 3 var ikke akseptable, og i en smakstest viste det seg at de var svært vanskelige å tygge. Prototypen til matproduktplate nr. 3 inneholdt minste ca. 3 vekt% hydrogenert fett. Et for-søk ble gjort med denne prototypen for å minimalisere hydrogenert fett, f.eks. ved å anvende et belegg med lavt fettinnhold istedenfor et peanøttbelegg. Men i eksempel 2 i US-patent 4 496 606 inneholdt en 55 g plate 11 g fett, og det meste av dette synes å være hydrogenert fett.

Innkapsling av diettfiber

Et ernæringsprodukt i henhold til foreliggende oppfinnelse er en fast matriks omfattende protein, fett og karbohydrat, hvor matriksen har fordelt i seg partikler omfattende en diettfiber innkapslet i zein. Fortrinnsvis er den innkapslede diettfiber guar innkapslet i et belegg på minst 20 % tilsatt zein.

Prolaminer utgjør de hovedsakelige proteinkomponenter i korn og mel. I motsetning til andre proteiner kan de ekstraheres fra mel med 80 % alkohol, men de er uløselige i absolutt alkohol og vann. De viktigste prolaminer er zein, gliadin og hordein. Zein er foretrukket i foreliggende oppfinnelse.

Zeinkomponenten for beleggingssjiktet omfatter fortrinnsvis zein med et askeinnhold på 2 vekt% eller mindre. Metoden som ble anvendt for å bestemme askeinnholdet, er i USP XXII, "Residue on Ignition", sulfatert. Zeinet som ble anvendt i mange av eksemplene beskrevet her, var F4000, produsert av Freeraan Industries, Tuckahoe, New York, USA, med et askeinnhold på ca. 1,1 vekt%. Mykgjøringsmidlet kan generelt velges fra gruppen bestående av spiselige glykoler inklusive trietylenglykol og propylenglykol, acetylerte glyserider, oleinsyre, melkesyreacetamid, etylenglykolmonooleat, glyserin, glyserolmonostearat, dibutyltartrat og trikresolfosfat. En egnet hydrofob substans som anvendes for det zeinbeleg-gende materialet omfatter vegetabilske og animalske fetter, enten uhydrogenert eller hydrogenert eller partielt hydrogenert, fettsyrer og glyserinestere av fettsyrer, og representative materialer omfatter palmeolje, palmekjerneolje, soyabønneolje, rapsfrøolje, riskliolje, solsikkeolje, saflorolje, kokosnøttolje, ricinusolje, MCT-olje, som også er kjent som glyserinester av C6-Cl8-fettsyrer avledet fra kokosnøtt-ol je, og blandinger derav. Andre hydrofobe substanser som også anvendes her, kan velges fra monoglyserider, destillerte monoglyserider, acetylerte monoglyserider, diglyserider, triglyserider og blandinger derav. Den hydrofobe substans som ble anvendt i eksemplene angitt her for forskjellige zein-belegginger, var MCT-olje, glyserinester av C6-C18-fettsyrer avledet fra kokosnattolje, produsert av Karlshamms, Columbus, Ohio, USA, under varemerket Captex<®> 355 eller Durkex<®> 500, partielt hydrogenert soyabønneolje, produsert av Van Den Bergh Foods, Lisle, Illinois, USA.

Den innkapslede guargummi kan fremstilles ved forskjellige beleggingsteknikker som er kjent i faget, inklusive flytende sjiktbelegging, koaservasjon eller en kombinasjon derav og lignende, som beskrevet i US-patent 4 384 004 av Cea et al. Fortrinnsvis kan flytende sjiktbelegging med en Wurster-kolonne anvendes for å påføre zeinbelegget.

I det flytende sjikt med Wurster-kolonneprosedyren, som anvendt her for å påføre de forskjellige belegg, suspenderes guargummipulveret i et apparat som frembringer en sterk luft-strøm oppover eller damp hvor partiklene beveger seg. Strømmen passerer gjennom en sone av finfordelt beleggingsmateriale og gjør at de passerende partikler belegges, og deretter beveger de belagte partikler seg oppover gjennom Wurster-kolonnen, og deretter vandrer de nedover i en fluidisert motstrøm til en strøm av oppvarmet fluidisert gass, hvoretter de tørkes. Partiklene kan deretter igjen entre den oppovergående strøm for en ytterligere belegging inntil det ønskede vektforhold mellom belegg og aktiv kjerne er blitt oppnådd. Ovennevnte metode og apparat er kjent som Wurster-prosessen, og den er beskrevet i detalj i følgende US-patenter, hvis beskrivelser er inkorporert her ved referanse: US-patenter nr. 3 089 824, 3 117 027 3 196 827, 3 241 520 og 3 253 944.

Prolaminbeleggingsmaterialene fremstilles for anvendelse som en løsning som er i stand til å atomiseres ensartet. Oppløse-ligheten av zein krever et løsningsmiddel med både polare og ikke-polare grupper i passende forhold. Det passende forhold av polare og ikke-polare grupper kan erholdes med ett enkelt løsningsmiddel eller to eller flere løsningsmiddelblandinger. Eksempler på passende løsningsmidler som kan brukes enkelt-vis, er eddiksyre, melkesyre, propionsyre og propylenglykol. Vandige alkoholer er foretrukket som løsningsmidler på mange områder. Eksempler på egnede alkohol-/vannsystemer er meta-nol/vann, etanol/vann, isopropanol/vann og n-butanol/vann. For å oppnå fullstendig oppløselighet over tåkepunktet varierer andelen av alkohol til vann for hver alkohol som velges og løsningsmiddelblandingens sluttemperatur. Hvis ønskelig, kan andre ingredienser, så som mykgjøringsmidler eller hydrofobe substanser, tilsettes for å forbedre det endelige beleggs egenskaper. Egnede mykgjøringsmidler innbefatter trietylenglykol, propylenglykol, oleinsyre, melkesyreacetamid, etylenglykolmonooleat, glyserin, glyserolmonostearat, dibutyltartrat og trikresolfosfat. Egnede hydrofobe substanser innbefatter vegetabilske og animalske fetter, enten uhydrogenert, hydrogenert eller partielt hydrogenert, fettsyrer og glyserinestere av fettsyrer, og representative materialer omfatter palmeolje, palmekjerneolje, soyabønne-olje, rapsfrøolje, riskliolje, solsikkeolje, saflorolje, kokosnøttolje, ricinusolje, MCT-olje, også kjent som glyserinester av C6-C18-fettsyrer avledet fra kokosnøttolje, og blandinger derav. Andre hydrofobe substanser som også er nyttige her, kan velges fra monoglyserider, destillerte mono-og diglyserider, acetylerte mono- og diglyserider, diglyserider, triglyserider og blandinger derav. Mykgjøringsmidlene kan tilsettes i kjente effektive mengder innenfor omfanget av oppfinnelsen. Generelt er mengder på ca. 5-25 vekt% zein vel-egnet .

Prosentandelen av belegg som anvendes i eksemplene, ble beregnet basert på mengden av beleggingsløsning sprayet på guargummien og ikke virkelig zeinanalyse av det innkapslede produkt. Andelene av zein er "tillagte" prosentandeler defi-nert som vekten av påført zein delt på vekten av guargummi tilsatt i det flytende sjiktbeleggingsapparat. Som eksempel kan nevnes at for en sats på 500 g guargummi vil et 20 % tillagt zeinbelegg bety at en løsning inneholdende 100 g zein ble sprayet på guaren. Beleggets prosentandel innbefatter ikke noe mykgjøringsmiddel som normalt ble tilsatt i et nivå på 20 vekt% av mengden zein.

To størrelser av guargummipartikler ble anvendt i de følgende mikroinnkapslingseksperimenter. Alle guargummipartikler ble erholdt fra TIC Gums (Belcamp, Maryland, USA). Guargummipartikler betegnet av TIC Gums som "8/22" {også omtalt her som "små" guarpartikler) karakteriseres ved: en minste viskositet på 3000 eps {1 % oppløsning); og partikkelstørrelser i en prøve slik at maksimalt 4 % av partiklene passerer gjennom en USS-siktstørrelse nr. 100 og minst 75 % av partiklene passerer gjennom en USS-siktstørrelse nr. 200; og en pH-verdi på 4-7. Guargummipartikler betegnet av TIC Gums som "8/22A"

(også omtalt her som "store" guarpartikler) karakteriseres ved: en minste viskositet på 3000 eps (1 % oppløsning); og partikkelstørrelser i en prøve slik at maksimalt 25 % av partiklene passerer gjennom en USS-siktstørrelse nr. 200 og 100 % av partiklene passerer gjennom en USS-siktstørrelse nr. 60.

Innkapslingseksperiment 1

Dette eksperiment ble utført for å vurdere virkningen av partikkelstørrelsen på "munnfølelsen" som en følge av mengden av beleggingsmaterialet på en partikkel. "Munnfølelsen" er det sensoriske inntrykk av matens struktur som en person føler når han spiser mat.

Guargummi ble innkapslet i forskjellige mengder zein. Guargummi 8/22 (små guarpartikler) ble erholdt fra TIC Gums

{Belcamp, Maryland, USA). Fordi partikkelstørrelsen på meste-parten av guaren var under 75 pm, ble en kjerne av guargummi og zein fremstilt før overtrekkingen med zein. En løsning av beleggingsmaterialet ble fremstilt omfattende zein {F4000, Freeman Industries, Tuckahoe, New York, USA) pluss middels lange triglyseridkjeder {MCT-olje) {Captex<®> 355, Karlshamms, Columbus, Ohio, USA) tilsvarende 7,6 % zein, samt en 11,4 vekt% løsning av etanol/vann i et vekt-/vektforhold på 90/10. I en 411 /6" {1"= 25,4 mm) flytende sjiktenhet med et gjennom-siktig hovedkammer ble guargummien først granulert med en bunnspraydyse og deretter belagt under anvendelse av en bunnspray med en Wurster-kolonneinnsetning. Beleggingsløsningen ble påført på 500 g guargummi ved en initiell hastighet på 8 g/minutt. Etter 11 minutter ble hastigheten økt til 9 g/minutt, og det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 15 psig (1 psi = 0,073 kg/cm<2>). Temperaturen på den innstrøm-mende, fluidiserende luft varierte mellom 43,9 og 46,7 °C med en tilsvarende temperatur på utløpsluften på ca. 25-32 °C. Etter at 5 vekt% zein av vekten på guargummien var påført, ble guargummien siktet for å fjerne partikler som var større enn 840 pm. Guargummien ble deretter belagt under anvendelse av Wurster-kolonneinnsetningen under de samme prosessbetingelser. Prøver ble fjernet ved zeinnivåer på 20 og 40 vekt% av guargummien. Ved hvert prøvetakingspunkt ble den belagte guargummi siktet for å fjerne partikler som var større enn 840 pm før de ble ført tilbake til enheten for mer belegging. Innkapslingsprosessen ble stanset etter at en zeinmengde på 60 vekt% av vekten på guarutgangsmaterialet var påført på guaren.

Inkorporert i en matproduktplate gav partiklene belagt med 20 % tillagt zein et matprodukt med god munnfølelse. Men når partikler belagt med større mengder zein ble innlemmet i matproduktplater, ble de resulterende produkter funnet å ha uakseptabel munnfølelse, som ble beskrevet som "sandaktig" eller "stenet".

Innkapslin<g>seksperiment 2

Hensikten med dette eksperiment var å bestemme om anvendelsen av et annet mykgjøringsmiddel med zeinet ville muliggjøre tynnere belegg som ville være en like god fuktighetsbarriere som tykkere belegg og gi et tynnere beleggs akseptable munn-følelse {mindre partikler) når det ble innlemmet i et matprodukt .

Dette eksempel ligner meget på innkapslingseksperimentet hvor prøver med forskjellige beleggingsnivåer av zein ble anvendt. Nivået av MCT-olje ble økt, og den initielle granulasjons-prosess ble forandret. En løsning av beleggingsmaterialet ble fremstilt omfattende F4000 pluss Captex<®> 355, tilsvarende 20 % av zeinet, som en 12,5 vekt% løsning av etanol/vann i et 90/10 vekt-/vektforhold. I en 4"/6" flytende sjiktenhet ble 8/22 guargummi (små guarpartikler) først granulert med en bunnspraydyse og deretter belagt med en bunnspray med en Wurster-kolonneinnsetning. Beleggingsløsningen ble påført på 1000 g guargummi ved en hastighet på 9 g/minutt. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 15 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 44,4 og 50,9 °C med en tilsvarende utstrømmende lufttemperatur på ca. 21,1-27,2 °C. Etter at 10 vekt% zein i forhold til vekten på guargummien var påført, ble guargummien siktet for å fjerne partikler som var over 840 um og under 125 pm. Guargummien ble deretter belagt under anvendelse av Wurster-kolonneinnsetningen under de samme prosessbetingelser. Prøver ble fjernet ved zeinnivåer på 20-40 vekt% av guargummien. Ved hvert prøvetakingspunkt ble den belagte guargummi siktet for å fjerne partikler som var større enn 840 um før de ble ført tilbake til enheten for mer belegging. Innkapslingsprosessen ble stanset etter at 60 vekt% zein i forhold til guaren var påført. Denne prosess resulterte i mindre agglomerering enn innkapslingseksperiment 1, men pulverstrømmen i kammeret var langsommere, muligens på grunn av det høyere oljeinnhold i beleggingsløsningen.

Når partiklene belagt med bare 10 % tillagt zein ble innlemmet i matplatene, ble platene uakseptabelt harde i løpet av kort tid, og dette indikerte en utilstrekkelig fuktighetsbarriere på guaren. Skjønt MCT-oljen hadde gode mykgjørende egenskaper, var man opptatt av uønskede virkninger på smaken av andre matprodukter inneholdende MCT-olje.

Innkapslingseksperiment 3

Dette eksperiment ble utført for å vurdere større guarpartik-lers beleggingsevne.

Guargummi ble innkapslet i 20 % tillagt zein under anvendelse av et 18" Wurster-beleggingsapparat. Guargummi 8/22A som ble anvendt i dette eksperiment, har en noe større partikkelstør-relse, som beskrevet ovenfor. En løsning av et beleggingsmateriale ble fremstilt omfattende zein F4000 pluss Durkex<® >500, tilsvarende 20 % av zeinet, som en 15 vekt% løsning av etanol/vann i et 90/10 vekt-/vektforhold. Beleggingsløsningen ble påført på 35 kg guargummi ved en initiell hastighet på

200 g/minutt, og hastigheten ble gradvis økt til 250 g/minutt i løpet av 40 minutter. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 80 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 44,4 og 46,7 °C med en tilsvarende temperatur på den utstrømmende luft på mellom 26,1 og 38,9 °C. Etter at 20 vekt% zein i forhold til vekten på guargummien var påført, ble prosessen stanset. Produktet ble tørket i 5 minutter og deretter fjernet fra kolonnen. 99 % av produktet var mindre enn 40 mesh.

Det ble påvist at større guarpartikler gav bedre innkapslede partikler med mer ensartet størrelse enn de som ble erholdt ved å belegge de mindre guarpartikler.

Innkapslingseks<p>eriment 4

Formålet med dette eksperiment var å forsøke å fremstille et sluttprodukt med mindre innkapslede partikler ved å anvende en serie siktetrinn.

Guargummi ble innkapslet i forskjellige zeinnivåer ved hjelp av et 18" Wurster-beleggingsapparat. Guargummi 8/22 {små guarpartikler) ble anvendt i dette eksperiment. En løsning av et beleggingsmateriale ble fremstilt omfattende zein F4000 pluss Durkex<®> 500, tilsvarende 20 % av zeinet, som en 23,5 vekt% løsning av etanol/vann i et 90/10 vekt-/vektforhold. Beleggingsløsningen ble påført på 35 kg guargummi ved en hastighet på 250 g/minutt. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 80 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 43,9 og 46,7 °C med en tilsvarende temperatur på den utstrømmende luft på mellom 24,4 og 40 °C. Etter at 10 vekt% zein i forhold til vekten på guargummien var påført, ble prosessen stanset. Produktet ble siktet for å fjerne produkter større enn 420 um og mindre enn 150 pm. Den siktede guargummi ble ført tilbake til Wurster-kolonneinnsetningen og belagt under de samme prosessbetingelser. Etter at et zeinnivå på 20 % tillegg var påført, ble systemet stanset. Produktet ble tørket i 5 minutter og deretter fjernet fra kolonnen. 97,5 % av produktet var mindre enn 40 mesh.

Selv om utbyttet av akseptabelt sluttprodukt var høyt, ville denne prosess være uakseptabelt dyr på grunn av ekstra prosess tr inn.

Innkapslingseksperiment 5

Hensikten med dette eksperiment var å vurdere anvendelsen av riskliolje som et hydrofobt materiale i zeinbelegget. I dette eksperiment ble de større guargummipartiklene (8/22A) innkapslet i 25 % tillagt zein, og riskliolje var mykgjør-ingsmidlet. En løsning av et beleggingsmateriale ble fremstilt omfattende zein F4000 pluss riskliolje, tilsvarende 20 % av zeinet, som en 23,5 vekt% løsning av etanol/vann i et 90/10 vekt-/vektforhold. I en 4"/6" flytende sjiktenhet ble guargummien belagt ved hjelp av en bunnspray med en Wurster-kolonneinnsetning. Beleggingsløsningen ble påført på 500 g guargummi 8/22A ved en hastighet på 9 g/minutt. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 15 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 43,9 og 45 °C med en tilsvarende temperatur på den utstrømmende luft på mellom 26,9 og 34,4 °C. Etter at 25 vekt% zein i forhold til vekten på guargummien var påført, ble guargummien siktet for å fjerne partikler over 420 pm og under 125 um. 85,3 % av produktet var i det riktige størrelsesområdet.

Riskliolje viste seg å ikke gjøre beleggingsprosessen så lett som de andre mykgjøringsmidler, men dette bør muligens kunne forbedres ved forandringer i prosessen og/eller formu-leringen.

Innkapslingseksperiment 6

Hensikten med dette eksperiment var å vurdere beleggingen av større guarpartikler med økte nivåer av zein.

I dette eksperiment ble de større guargummipartikler (8/22A) innkapslet i 30 % tillagt zein med Durkex<®> 500 som mykgjør-ingsmiddel. En løsning av et beleggingsmateriale ble fremstilt omfattende zein F4000 pluss Durkex<®> 500, tilsvarende 20 * av zeinet, som en 23,5 vekt% løsning av etanol/vann i et 90/10 vekt-/vektforhold. I en 4"/6" flytende sjiktenhet ble guargummien belagt under anvendelse av en bunnspray med en Wurster-kolonneinnsetning. Beleggingsløsningen ble påført på 500 g guargummi 8/22A ved en hastighet på 9 g/minutt. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 15 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 42,8 og 46,1 °C med en tilsvarende temperatur på den utstrømmende luft på mellom 29,4 og 35,6 °C. Etter at 30 vekt% zein i forhold til vekten på guargummien var påført, ble guargummien siktet for å fjerne partikler over 42 0 um og under 125 um. 89,4 % av produktet var i det riktige størrel-sesområdet.

Da den mikroinnkapslede guar fremstilt i dette eksperiment ble innlemmet i matproduktplater, var platene oppsmuldret og hadde en uakseptabel "sandaktig" munnfølelse.

Innkapslin<g>seksperiment 7

Formålet med dette eksperiment var å vurdere anvendelsen av karnaubavoks som beleggingsmateriale for å redusere prosess-tiden i en dual beleggingsprosess.

I dette eksperiment ble noe av produktet fra eksperiment 3 belagt med karnaubavoks. Karnauba (nr. 120, Frank B. Ross Co., Inc., Jersey City, New Jersey, USA) ble smeltet i et beger og holdt ved en temperatur på 104,4 °C. I en 4<n>/6" flytende sjiktenhet ble 500 g av produktet fra eksempel 4 belagt ved hjelp av en bunnspray uten Wurster-kolonneinnsetning. Den smeltede voks ble pumpet ved en temperatur på mellom 98,9 og 104,4 °C. Det atomiserende lufttrykk var 15 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 51,6 og 53,3 °C med en tilsvarende utstrømningstemperatur på 39,4-41,7 °C. Etter at 75 g av voksen var påført, ble beleggingsprosessen stanset.

Da de mikroinnkapslede partikler fremstilt i dette eksperiment ble innlemmet i matproduktplater, ble de resulterende matproduktplater uakseptabelt harde innen 2 måneder etter fremst illingen.

Innkapslin<g>seksperiment 8

Formålet med dette eksperiment var å evaluere zeinpartikler belagt bare med karnaubavoks.

I dette eksperiment ble større guargummipartikler (8/22A) innkapslet i 44,8 % tillagt karnaubavoks. Karnaubavoks {nr. 120) ble smeltet i et beger og holdt ved en temperatur på 104,4 °C. I en 4"/6n flytende sjiktenhet ble guargummien belagt ved hjelp av en bunnspray uten Wurster-kolonneinnsetning. Den smeltede voks ble påført på 500 g guargummi 8/22A. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 15 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 53,9 og 72,2 °C med en tilsvarende utstrømmende lufttemperatur på mellom 33,1 og 36,7 °C. Etter at karnaubavoksen var påført, ble produktet fjernet.

Den mikroinnkapslede guar fremstilt i dette eksperiment ble ikke anvendt i matproduktplater på grunn av resultatene fra eksperiment 7.

Innkapslingseksperiment 9

Formålet med dette eksperiment var å vurdere anvendelsen av bivoks som beleggingsmateriale.

I dette eksperiment ble større guarpartikler innkapslet i

23 % tillagt bivoks. Bivoksen {Frank B. Ross Co., Inc., Jersey City, New Jersey, USA) ble smeltet i et beger og holdt ved en temperatur på 107,2 °C I en 4,,/6" flytende sjiktenhet ble guargummien belagt ved hjelp av en bunnspray uten Wurster-kolonneinnsetning. Den smeltede voks ble påført på 500 g guargummi 8/22A (store guargummipartikler). Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 15 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 21,1 og 32,2 °C med en tilsvarende temperatur på den utstrømmende luft på mellom 28,3 og 29,4 °C. Etter 5 minutter begynte guargummien å agglomerere, slik at den innstrømmende lufts temperatur ble redusert til 21 °C. Prosessen ble stanset etter 23 % tillagt bivoks på grunn av flytproblemer i kammeret .

Da den innkapslede guar fremstilt i dette eksperiment ble innlemmet i matproduktplater, var platene uakseptabelt harde og oppsmuldrende og pakket seg rundt tennene på personer som spiste platen.

Innkapslingseks<p>eriment 10

Formålet med dette eksperiment var å vurdere anvendelsen av parafinvoks som beleggingsmateriale.

I dette eksperiment ble de større guarpartikler (8/22A) innkapslet i 40 % tillagt parafinvoks. Voksen (parafin 150/160, Frank B. Ross Co., Inc., Jersey City, New Jersey, USA) ble smeltet i et beger og holdt ved en temperatur på 104,4 °C. I en 4"/6n flytende sjiktenhet ble guargummien belagt ved hjelp av en bunnspray uten Wurster-kolonneinnsetning. Den smeltede voks ble påført på 500 g guargummi 8/22A. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 15 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 26,1 og 27,2 °C med en tilsvarende temperatur på den utstrømmende luft på mellom 25,5 og 29,4 °C. Etter at 40 % parafinvoks var påført, ble prosessen stanset.

Da den innkapslede guar fremstilt i dette eksperiment ble innlemmet i matproduktplater, ble platene snart harde og pakket seg rundt tennene på personer som spiste platen.

Innkapslingseksperiment 11

Hensikten med dette eksperiment var å vurdere mulighetene for å belegge xantangummi, som er en løselig høyviskositetsfiber.

I dette eksperiment ble xantangummi innkapslet i 20 % tillagt zein med Durkex<®> 500 som mykgjøringsmiddel. En løsning av et

beleggingsmateriale ble fremstilt omfattende zein F4000 pluss Durkex<®> 500, tilsvarende 20 % av zeinet, som en 23,5 vekt% løsning av etanol/vann i et 90/10 vekt-/vektforhold. I en 4"/6" flytende sjiktenhet ble xantangummien belagt ved hjelp av en bunnspray med en Wurster-kolonneinnsetning. Beleggings-løsningen ble påført på 500 g xantangummi ved en hastighet på 9 g/minutt. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 15 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 45 og 52,2 °C med en tilsvarende temperatur på den utstrømmende luft på mellom 27,2 og 32,2 °C. Etter at 20 vekt% zein i forhold til vekten på xantangummien var påført, ble prosessen stanset.

Til dags dato har den innkapslede xantangummi ikke blitt innlemmet i et matprodukt, men beleggingsprosessen synes å ha gitt et tilfredsstillende produkt.

Innkapslin<g>seksperiment 12

Dette eksperiment ble utført for å vurdere muligheten for større skala (større satsstørrelser) ved belegging av guargummi med zein og bruke beleggingsutstyr med større kapasitet og et forskjellig mykgjøringsmiddel.

Guargummi ble innkapslet ved forskjellige nivåer av zein under anvendelse av et 18" Wurster-beleggingsapparat. De små guargummipartikler (8/22) ble anvendt i dette eksperiment. En løsning av et beleggingsmateriale ble fremstilt omfattende zein F4000 pluss partielt hydrogenert vegetabilsk olje

(Durkex<®> 500, Van den Bergh Foods Co., Lasle, Illinois, USA), tilsvarende 20 % av zeinet, som en 23,5 vekt% løsning av etanol/vann i et 90/10 vekt-/vektforhold. Beleggingsløsningen ble påført på 50 kg guargummi ved en initiell hastighet på 175 g/minutt, og hastigheten ble gradvis økt til 215 g/minutt i løpet av 30 minutters periode. Periodevis ble den flytende linje skylt med 90/10 etanol/vann hvis det flytende linje-trykk økte. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 80 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 44,6 og 46,7 °C med en tilsvarende temperatur på den utstrømmende luft på mellom 25 og 33,3 °C. Etter at 10 vekt% zein i forhold til vekten på guargummien var påført, ble prosessen stanset for å fjerne en prøve. Guargummien (35 kg) ble ført tilbake til Wurster-kolonneinnsetningen og belagt under de samme prosessbetingelser. Etter at et zeinnivå på 15 % tillegg var påført, ble systemet stanset igjen, og en prøve ble fjernet. Innkapslingsprosessen ble stanset etter at 2 0 vekt% zein i forhold til guaren var påført. Produktet ble tørket i 5 minutter og deretter fjernet fra kolonnen. Produktet ble siktet for å fjerne produkter over 40 mesh (420 pm). 84 % av produktet var mindre enn 40 mesh.

Det ble påvist at en oppskalering av beleggingsprosessen er mulig, og at den hydrogenerte vegetabilske olje er et godt mykgjøringsmiddel som ikke hadde noen vesentlig innvirkning på produktets smak. Den mikroinnkapslede guar som ble fremstilt i dette eksperiment, ble anvendt i den "andre dyrestudie", som er beskrevet nedenfor.

Innkapslingseksperiment 13

Hensikten med dette eksperiment var å ytterligere forfine beleggingsprosessen.

Guargummi ble innkapslet i 25 % tillagt zein under anvendelse av et 18" Wurster-beleggingsapparat. En løsning av et beleggingsmateriale ble fremstilt omfattende zein F4 000 pluss Durkex<®> 500, tilsvarende 20 % av zeinet, som en 23,5 vekt% løsning av etanol/vann i et 90/10 vekt-/vektforhold. Beleg-gingsløsningen ble påført på 35 kg større guargummipartikler (8/22A) ved en hastighet på 240 g/minutt. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 80 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 45 og 47,2 °C med en tilsvarende temperatur på den utstrømmende luft på mellom 28,9 og 37,8 °C. Etter at 25 vekt% zein i forhold til vekten på guargummien var påført, ble prosessen stanset. Produktet ble tørket i 5 minutter og deretter fjernet fra kolonnen. Produktet ble siktet for å fjerne produkter over 40 mesh og under 140 mesh. 89,8 % av produktet var i det riktige området.

Den mikroinnkapslede guar fremstilt med denne prosedyre, ble anvendt i prototypen til matproduktplate nr. 4, som ble anvendt i den "humane kliniske studie av matproduktplaten", som er beskrevet nedenfor.

Innkapslingseksperiment 14

Hensikten med dette eksperiment var å forbedre beleggingsprosessen og fremstille bedre mikroinnkapslet guar for anvendelse i et fast matprodukt.

Store guargummipartikler (8/22A) ble innkapslet i 25 % tillagt zein under anvendelse av et 18"Wurster-beleggingsapparat. En løsning av et beleggingsmateriale ble fremstilt omfattende zein F4000 pluss Durkex<®> 500, tilsvarende 20 % av zeinet, som en 15 vekt% løsning av etanol/vann i et 90/10 vekt-/vektforhold. Beleggingsløsningen ble påført på 35 kg guargummipartikler ved en hastighet på 240 g/minutt. Det atomiserende lufttrykk for spraydysen var 80 psig. Temperaturen på den innstrømmende, fluidiserende luft varierte mellom 38,9 og 47,2 °C med en tilsvarende temperatur på den utstrømmende luft på mellom 24,4 og 35,6 °C. Etter at 25 vekt% zein i forhold til vekten på guargummien var påført, ble prosessen stanset. Produktet ble tørket i 5 minutter og deretter fjernet fra kolonnen. Produktet ble siktet for å fjerne produkter over 40 mesh. 97,2 % av produktet var mindre enn 40 mesh.

Den innkapslede guar fremstilt i dette eksperiment, er blitt innlemmet i prototypene for matproduktplatene nr. 5, 6, 7 og 8, som er beskrevet nedenfor.

Innkapsling (dvs. mikroinnkapsling) av guar med zeinprotein representerer en signifikant modifikasjon av guarens fysi-kalske egenskaper, og dette kan modifisere de fysiologiske virkninger av guaren. For å underbygge at zeininnkapslet guar beholdt den kolesterolsenkende virkning som naturlig, uinnkapslet guar har, ble en andre dyrestudie og en studie på mennesker utført.

Andre dyrestudie

Foreliggende studie ble satt opp for å påvise, i en dyremodell med god prediktiv verdi for mennesker, hvilke forandringer i serumkolesterol som var å forvente som respons på en diett hvor riskliolje, soyaprotein og zeinmikroinnkapslet guargummi tilsettes i et nivå som tilnærmet er lik, på vekt pr. kaloribasis, den dose som ville bli anvendt på mennesker for å erholde en kolesterolsenkende effekt. Riskliolje og soyaprotein ble tilsatt til diettene i disse eksperimenter fordi det har vist seg i tidligere eksperimenter at riskliolje og soyaprotein, på samme måte som guargummi, senker kolesterol.

Riskliolje inneholder uvanlig høye nivåer av uforsåpbare komponenter (dvs. ikke-fettsyreholdige komponenter). Tidligere undersøkelser på hamstere har vist at riskliolje reduserer plasmakolesterol og forhindrer dannelse av fett-strimer, begynnelsen for aterosklerose (Nicolosi et al., "Comparative effects of rice bran oil, soybean oil and coco-nut oil on lipoprotein levels, low density lipoprotein oxi-dixability and fatty streak formation in hypercholesterolemic hamsters", Arteriosclerosis, 11:1603a, 1991). I cynomolgusaper ble det, når riskliolje ble anvendt i forskjellige nivåer istedenfor det vanlige fett i standard amerikansk diett, en 1 % reduksjon av lavdensitetslipoproteinkolesterol for hver prosent kalorier som riskliolje ble tilsatt til dietten (Nicolosi et al., "Rice bran oil lowers serum total and low density lipoprotein cholesterol and Apo B levels in nonhuman primates", Atherosclerosis, flfl(2-3):133-142, 1991). Når 20 % av kaloriene som riskliolje ble tilsatt til mennes-kers diett, ble det en 19,7 % reduksjon i LDL-kolesterol etter 5 uker på dietten (Lichenstein et al., "Rice bran oil consumption and plasma lipid levels in moderately hypercholesterolemic humans", Arterioscler-Thrombosis, 14(4):549-56, 1991) . Triglyseridene i riskliolje inneholder opptil 20 % mettet fett og tilnærmelsesvis samme mengder av polyumettede (40 %) og monomettede fettsyrer (40 %). Fordi riskliolje ikke har særlig lavt innhold av mettede substanser, må dens kolesterolsenkende virkning tilskrives dens dårlig karakteri-serte uforsåpbare komponenter.

Studieut forming

Hos hunn cynomolgusaper, en dyremodell som er meget prediktiv for forandringer i kolesterolnivåer når det gjelder men-neskers respons på diett, ble fem dietter sammenlignet i et randomisert, overkryssende mønster. Den første diett (A) var en vanlig amerikansk diett som inneholdt 36 % av kaloriene som fett, og mettet fett var ca. 15 % av kaloriene. De neste fire dietter {B, C, D og E) var alle trinn 1-dietter fra American Heart Association-inneholdende 30 % av kaloriene som fett, hvor de mettede substanser utgjorde noe mindre enn 10 % av kaloriene. Imidlertid ble disse fire dietter modifisert ved å tilsette mikroinnkapslet guargummi (for å oppnå 3,5 vekt% guargummi) og soyaprotein (9 vekt%). I tillegg inneholdt diettene C, D og E henholdsvis 5, 10 og 20 % av kaloriene som fysikalsk raffinert riskliolje. Fysikalsk raffi-nering er en metode for behandling av spiseolje som gjør det mulig å beholde ikke-forsåpbare komponenter. En sjette diett, en umodifisert trinn 1-diett (F) fra American Heart Association, ble gitt mot slutten av studien etter at alle de andre dietter var sluttført. Diettene var fargekodet. Av 20 aper sluttførte 19 alle fem perioder i studien. Diett F var ikke del av den originale protokoll. Etter at dyrene hadde sluttført diettene A-E, ble 19 aper gitt diett F i en periode på 6 uker. Sammensetningen av diettene A-F er angitt i tabell 10.

Eksperimentelle dietter

A. Vanlig amerikansk diett (AAD) (rød)

B. Modifisert trinn 1-diett. En kolesterolsenkende fiber og soyaprotein ble tilsatt (blå/ingen farge) C. Modifisert trinn 1-diett med 5 % av kaloriene som fysikalsk raffinert riskliolje (gul) D. Modifisert trinn 1-diett med 10 % av kaloriene som PR-RBO (grønn)

E. Modifisert trinn 1-diett med 20 % av kaloriene som PR-RBO (oransje)

F. Standard trinn 1-diett (ingen farge).

De tørre dietter ble hydrert ved å tilsette 20 % (w/w) vann og helt i firkantede plastbeholdere (100 g våtdiett pr. be-holder) , som ble lukket og lagret ved -2 0 °C. Apene fikk to firkanter av dietten pr. dag, og 100 g gav 358 kcal, totalt 716 kcal pr. dag. For å unngå feil ble hver diett farget, og et farget kort ble plassert på buret.

Blodprøver av fastende dyr ble erholdt hver 4., 5. og 6. uke på hver diett. Blodet ble analysert med hensyn til lipider, inklusive total mengde kolesterol og HDL-kolesterol. Blodet ble trukket ut fra hoftebensåren på apene inn i EDTA-holdige rør, og plasma ble fremstilt ved lavhastighetssentrifugering. Totalt kolesterolinnhold i plasma (TC) og triglyserider (TG) ble kvantifisert under anvendelse av enzymatiske metoder beskrevet av Allain et al., "Enzymatic determination of total serum cholesterol", Clinical Chemistry, 20:470-481, 1974; Bucolo, "Quantitative determination of serum triglyceride by the use of enzymes", Clinical Chemistry, 19:476-482, 1973). HDL-C ble målt etter fosfowolframat-magnesiumkloridfelling av VLDL og LDL. LDL-C-fraksjonen ble bestemt ved forskjellen mellom TC og HDL-C (LDL-C-fraksjonen som ble målt, innbefattet mindre enn 15 % VLDL-C når disse dietter ble gitt). Alle analyser ble gjort med en autoanalysator.

Resultater

Apene tilpasset seg godt diettene. Nitten dyr fullførte alle fem diettperioder (A-E) i den riktige rekkefølge, og totalmengden kolesterol og HDL-kolesterol ble analysert etter 4, 5 og 6 uker hos alle aper. Diett F ble gitt etter diettene A-E. Totalmengde og mengden av HDL-kolesterol ble målt etter 4 og 6 uker hos alle 19 aper.

Etter 6 uker på vanlig amerikansk diett (diett A) var det gjennomsnittlige totale kolesterolnivå hos de 19 aper som fullførte studien, 242,6 mg/dl. Når dyrene fikk diettene supplert med zeinmikroinnkapslet guar og soyaprotein, varierte de gjennomsnittlige serumkolesterolnivåer fra 132,5 mg/dl til 144,1 mg/dl. Dette representerer gjennomsnittlige reduksjoner varierende fra 98,5 til 110 mg/dl, ca. 40-45 % lavere enn med den vanlige amerikanske diett (diett A) (p < 0,001). Kolesterolnivåene ble ikke påvirket av mengden riskliolje i diettene. Resultatene er oppsummert i tabell 11.

Reduksjonene i totalmengden av plasmakolesterol kan helt forklares ved reduksjonene i LDL-kolesterol. LDL-kolesterol minker fra et gjennomsnitt på 171,3 mg/dl etter 6 uker på vanlig amerikansk diett (diett A) til mellom 62,8 mg/dl og 72,4 mg/dl etter 6 uker på de zeinmikroinnkapslede guar-dietter. Dette representerer reduksjoner på 58-63 %. HDL-kolesterol forandret seg ikke.

Fraværet av virkning av "fysikalsk raffinert" riskliolje, til og med ved nivåer så høye som 20 % av kaloriene, var et

uventet resultat. I tidligere studier, da riskliolje ble tilsatt til dietten til 20 % av kaloriene til aper og mennesker, minket serumkolesterolnivåene med 20 % i forhold til den vanlige amerikanske diett. I foreliggende studie maskerte den

store kolesterolsenkende virkning av zeinmikroinnkapslet guar og/eller soyaprotein den kolesterolsenkende virkning av "fysikalsk raffinert" riskliolje. Det er mulig at nærværet av fett i en konsentrasjon på ca. 30 % av kaloriene er meget viktig når det gjelder å potensiere den kolesterolsenkende virkning av zeinmikroinnkapslet guar og/eller soyaprotein, men det var tydelig ingen forskjell mellom "fysikalsk raffinert" riskliolje og en blanding av maisolje, olivenolje og kokosnøttolje under de foreliggende fdringsbetingelser i denne dyremodell.

Det er sannsynlig at andre typer riskliolje kan være like effektive som "fysikalsk raffinert" riskliolje når de tilsettes til dietten i forbindelse med andre kolesterolsenkende komponenter, så som zeinmikroinnkapslet guar og soyaprotein.

Lipidnivåer hos dyr f6ret med en umodifisert trinn 1- diett

( diett F)

Som antydet i metodeavsnittet, ble disse resultater analysert separat fra diettene A-E. Når de samme 19 aper som sluttførte diettene A-E ble f6ret med den umodifiserte trinn 1-diett i 6 uker (dvs. trinn 1-diett uten tilsatt zeininnkapslet guar, soyaprotein eller riskliolje), var deres kolesterolnivåer 23,8 % lavere enn de var på normal amerikansk diett (diett A), og de gjennomsnittlige LDL-kolesterolnivåer var 32,2 lavere enn de var på vanlig amerikansk diett (tabell 11).

Dette betyr at den umodifiserte trinn 1-diett (diett F) var bare ca. 50-60 % så effektiv som de modifiserte trinn l-

dietter (diettene B, C, D og E) når det gjaldt å senke kolesterol og LDL-kolesterol: mens den umodifiserte trinn l-diett (diett F) reduserte de gjennomsnittlige kolesterolnivåer fra 243 til 185 mg/dl, reduserte den modifiserte trinn 1-diett (diettene B, C, D og E) kolesterolmengden med ytterligere 40 mg/dl til området 132-144 mg/dl.

Lipidforandringer over tid

Plasmalipidnivåene varierte som funksjon av tiden for hver

diett unntatt diett D (tabell 12). Når den vanlige ameri-

kanske diett ble gitt, fortsatte kolesterolnivåene å øke i løpet av de 6 uker studien varte (kolesterolnivåene var signifikant høyere etter 6 uker enn etter 4 uker). Derimot min-

ket kolesterolnivåene under f6ringen med diettene B, C, D og E som inneholdt zein, mikroinnkapslet guar og soyaprotein (kolesterolnivåene var lavere etter 6 uker enn etter 4 uker på diettene C og E og lavere etter 6 uker enn etter 5 uker på diett B). Som studien skred frem, ble derfor forskjellene mellom diettene B, C, D og E som inneholdt zeinmikroinnkaps-

let guar og soyaprotein og den vanlige amerikanske diett (diett A) mer aksentuert.

Skjønt forandringene i LDL over tid statistisk ikke var signifikant (unntatt for diett E, hvor det gjennomsnittlige kolesterolnivå var lavere etter 6 uker enn etter 4 uker), var det klare tendenser som tilsvarte forandringene iakttatt for totalmengden av kolesterol: tendensen er oppovergående for diett A (normal amerikansk diett) og nedovergående for tre av de fire dietter inneholdende mikroinnkapslet guar (tidsangiv-else ikke vist). Derimot var det ingen tendenser i det hele tatt i HDL over tid. Derfor er det rimelig å konkludere med at forandringer i totalmengden av kolesterol over tid helt berodde på forandringer i LDL-fraksjonen.

Studie på mennesker

Foreliggende studie ble initiert for å bestemme om riskliolje, soyaprotein og zeinmikroinnkapslet guar, den kombinasjon av ingredienser som var effektiv når det gjaldt å senke kolesterol hos aper, som beskrevet ovenfor i den andre dyrestudie, ville kunne senke kolesterolnivået hos mennesker når den ble innlemmet i et ernæringsprodukt i henhold til foreliggende oppfinnelse. I denne studie er ernæringsproduktet i henhold til oppfinnelsen omtalt som den "aktive plate". Den aktive plate ble sammenlignet med en "kontrollplate" som inneholdt ingredienser som var kjent for ikke å ha noen kolesterolsenkende aktivitet.

Kliniske produkter. Sammensetningen av den aktive plate og kontrollplaten er angitt i tabellene 13-16. Hver aktive plate som inneholdt 203 kcal og veide 57,6 g, gav gjennomsnittlig 11,9 g diettfiber målt i henhold til Association of Official Analytical Chemists (AOAC) , inklusive 9,2 g diettfiber fra guargummi, 5,60 g fysikalsk raffinert riskliolje og 5,60 g soyaprotein. Guargummien var mikroinnkapslet med zeinprotein, og dette brakte det totale protein-innhold i den aktive plate til 8,9 g. Hver kontrollplate som inneholdt 215 kcal og veide 62 g, inneholdt følgende kontrollingredienser: ca. 12,4 g ertebelger og "Snowite" havrefiber (begge fiberkilder inneholder 80-90 % uløselige cellulosefibrer), 6,1 g jordnøttolje og totalt 9,3 g protein fra kalsiumkaseinat og fullstendig melkeprotein. De aktive plater og kontroilplatene ble brakt i nær overens-stemmelse med hensyn til de kalorigivende makronutrienter (karbohydrat, fett og protein), totalt kaloriinnhold og totalt mineralinnhold, hvor askeinnholdet er en indikasjon (inklusive kalsium).

6,1 g vann

203 kcal

Fremstillingsprosedvre

Prototypen til matproduktplate nr. 4 er blitt fremstilt i kommersielle satsstørrelser på opptil 390 kg. Typen av mikser som ble anvendt, var en dobbeltarmet mikser. Alle ingredienser som ble tilsatt til mikseren, ble tilsatt og mikset ved værelsestemperatur (24 °C ± 10 °C) . De første ingredienser som ble anbrakt i mikseren, var soyaprotein, dikalsiumfosfat og sitronsyre, og de ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Riskliolje, lecitin og aromastoff ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Zeinmikroinnkapslet guar ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Polydekstrose, havrekli og sprø ris ble tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Ingrediensene som ble tilsatt til slutt, var maissirup med høyt fruktoseinnhold og glyserin, og produktet ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter overført til en dobbeltrullekstruder og ekstrudert ved værelsestemperatur (24 °C ± 10 °C) og skåret opp i en spesifikk størrelse med en skjærestang. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, forhøye temperaturen i blandingen flere grader. Platene ble deretter avkjølt i en kjøletunnel mellom 0 og 15 °C. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene utsatt for forhøyede temperaturer ved steking.

Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen eller ekstruderingen, forhøye temperaturen i blandingen noen få grader. Platen ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen-/folieemballasje.

Teksturen i denne matproduktplateprototypen ble bestemt bare ved tidspunktet for fremstillingen under anvendelse av metoden beskrevet ovenfor i matproduktplateeksempel 1. Ved tidspunktet for fremstillingen var matproduktplatens hardhet 97. Teksturen i disse spesielle matproduktplater ved et senere tidspunkt ble ikke bestemt.

Personval<g>. Personene var folk som var valgt basert på Interesse for studien og villighet til å utføre de nødven-dige forholdsregler. De måtte ha generelt god helse, spesielt vedrørende gastrointestinalfunksjon.

Utforming. Studien var en randomisert, overkryssende studie med 43 frittlevende personer (18 kvinner og 25 menn) med en gjennomsnittlig alder på 35 år (variasjon 23-59), hvor den aktive plate ble sammenlignet med en kontrollplate. Av de 43 normale personer som sluttførte studien, spiste 22 1 (én) aktiv plate pr. dag i 7 dager og 2 (to) aktive plater i 14-16 dager (periode I = 21-23 dager totalt) . Periode I ble etterfulgt av en 12-14 dagers utvaskingsperiode, etterfulgt av fortæring av 1 (én) kontrollplate pr. dag i 7 dager og 2 (to) kontrollplater pr. dag i 14-16 dager (periode II = 21-23 dager totalt). Anvendt her omtales perioden under hvilken en person fortærte den aktive plate, som "aktivplateperioden", og perioden under hvilken en person fortærte kontroilplaten, omtales som "kontrollplateperioden". De andre 21 personer fulgte samme plan i motsatt rekkefølge og begynte med kontrollplater under periode I, etterfulgt av utvaskingsperioden, etterfulgt av fortæring av aktive plater under periode II. For å oppveie antallet dager på hver plate ble prøve-takingen av personers blod som initielt ble utført på man-dager under den første perioden, byttet til onsdager i den andre perioden og vice versa.

Metoder. Etter en grundig faste over natten ble det tatt blod mellom kl 0730 og 0900 om morgenen før studien (basislinjen) og mot slutten av perioden for kontroilplaten og den aktive plate, og blodplasma ble analysert ved en standardisert blodkjemimetode fra Roche Laboratories, Dublin, Ohio, USA.

For å undersøke om fortæringen av to plater pr. dag forandret det normale kosthold for disse personer, ble det krevd at de nedtegnet 3 dagers kosthold under følgende tids-perioder: 1. En torsdag, fredag og lørdag like før begynnelsen av studien (basislinje). 2. En torsdag, fredag og lørdag før slutten av studiens periode I. 3. En torsdag, fredag og lørdag før slutten av periode

II.

Kostholdsangivelsene ble nedtegnet i notisbøker som inneholdt detaljerte instruksjoner om porsjonsstørrelser og beskrivelse av maten som ble nedtegnet. Notisbøkene ble gitt til en dietetiker som kunne kontakte personene direkte hvis matmengden var uklar og overføre data til daglige inntak ved hjelp av et standardisert dataprogram (Nutritionist IV, San Bruno, CA) .

Statistisk analyse. For kontinuerlig/normalt fordelte variabler ble den statistiske analyse utført ved to perioders overkryssende ANOVA. Virkningene av sekvens (diett x periodeinteraksjon), periode (diett x sekvens-interaksjon) og den direkte virkning av dietten ble innlemmet i analysen. Når det var en sekvensvirkning (p < 0,10), ble behandlingene sammenlignet under anvendelse av data bare fra den første periode. Alle andre resultater ble ansett å være signifikante hvis p < 0,05.

Resultater

Blodli<p>ider. Gjennomsnittlige nivåer i serum av LDL- og HDL-kolesterol var ikke signifikant forskjellige ved basislinjen og under kontrollperioden, og dette indikerte at kontrollplaten var nøytral med hensyn til serumlipider (tabell 17). Under perioden med den aktive plate minket det gjennomsnittlige nivå i serum av kolesterol og LDL-kolesterol med 25 mg/dl henholdsvis 23 mg/dl sammenlignet med kontroiIplateperioden (serumkolesterol minket med 13,2 %, og LDL-kolesterol minket med 18,6 %). HDL-kolesterolnivåene minket også signifikant under aktivplateperioden i forhold til kontrollplateperioden, men ikke i forhold til basislinjemålingene. Som andel av den totale kolesterolreduksjon utgjorde reduksjonene i LDL-kolesterol gjennomgående over 90 % av den totale kolesterolreduksjon.

Kalium- oa bilirubinnivåer i serum. Kaliumnivåene i serum ble signifikant lavere i aktivplategruppen (middelverdier ± SEM: 4,11 ± 0,05 for den aktive plate sammenlignet med 4,32 ± 0,08 for kontrollplaten) (p = 0,01). Det gjennomsnittlige kaliuminntak minket fra ca. 3000 mg/dag ved basislinjen til 2500 mg/dag for begge plater (kontrollen eller aktivplaten), og dette indikerte at tilsetningen av begge plater til dietten kan bytte ut noen næringsmidler med høyt kaliuminnhold fra kostholdet. Dette taler for å supplere platene med kalium.

Bilirubinnivåene i serum ble signifikant høyere når personene fortærte den aktive plate enn når de fortærte kontrollplaten (p = 0,047). Imidlertid var bilirubininnholdet over 1,2 mg/ dl, den øvre grense for det normale, i bare to prøver, og disse prøver var hemolysert (hemolyse er kjent for å interferere med bilirubinbestemmelsen).

Virkning av platesupplerin<g>en på den totale diettsammen-setning. Som angitt ovenfor, senket tilføyelsen av den aktive plate til kosten LDL-kolesterolinnholdet i serum. Diettene ble analysert for å bestemme om den kolesterolsenkende virkning var et direkte resultat av den aktive plate eller var et resultat av en forandring i hele kostholdet, og for å bestemme om noen av platene resulterte i en nettoøkning av kalorier til dietten i forhold til basislinj edietten.

Det var statistisk ingen signifikant forandring i kompo-nentene i dietten som mest sannsynlig ville influere på kolesterolnivåene i serum uavhengig av den aktive plates supplering. Som vist i tabell 18, forandret de gjennomsnittlige inntak av mettet fett, polyumettet fett og kolesterol seg ikke signifikant fra periode til periode. Blod-lipidforandringene var mest sannsynlig forårsaket av den aktive plate og ikke av en forandring i totaldietten som svar på tilføyelsen av den aktive plate til dietten.

I kraft av sitt høye innhold av diettfiber og kalsium bidro de aktive plater positivt til det totale inntak av diettfiber og kalsium. Det gjennomsnittlige inntak av diettfiber ble nesten fordoblet fra et basislinjeinntak på mindre enn 15 g/dag til nivåer på 27 g/dag under kontrollperioden og 31 g/dag under aktivplateperioden (tabell 19). Det totale inntak av fiber var signifikant høyere ved fortæring av den aktive plate enn kontrollplaten som et resultat av noe høy-ere nivåer av fiber i aktivplaten enn kontrollplaten (se tabellen). Det gjennomsnittlige kalsiuminntak økte fra et basislinjeinntak på 933 mg/dag til et gjennomsnittlig inntak på 1085 mg/dag under kontrollperioden og 1181 mg/dag under aktivplateperioden. Kalsiuminntaket var signifikant høyere under aktivplateperioden enn under kontrollplateperioden, selv om kalsiumnivåene i de to plater nesten var identiske. De små forskjeller i totaldiettfiber og kalsiuminntak mellom aktivplate- og kontrollplateperioden kan ikke forklare den vesentlige forskjell i serumkolesterolnivåene i de to perioder.

Virkningen av å supplere dietten med to plater (enten aktiv eller kontroll) pr. dag på det totale kaloriinntak var ikke statistisk signifikant. Selv om to plater gav 400 kcal pr. dag til dietten, kompenserte personene sitt kaloriinntak slik at det totale kaloriinntak, så som fett og kolesterol-inntak, ikke var målbart forskjellig under diettinterven-sjonen verken med kontrollplaten eller den aktive plate (tabell 20). Dette ble ytterligere stadfestet ved fraværet av statistisk signifikante vektforandringer mot slutten av den 3 uker lange diettintervensjon (tabell 20). Appetitt-/ metthetsvurdering. Foreliggende studie angav appetitten før et måltid og metthetsfølelsen etter et måltid én gang pr. dag under studien ifølge metoden beskrevet av Haber et al., "Depletion and disruption of dietary fiber: effects on satiety, plasma glucose and serum insulin", Lancet, l. oktober 1977. Resultatene angir at mål-ingene for appetitt og metthetsfølelse ikke var avhengig av hvilken plate personene spiste ved tidspunktet for evaluer-ingen. Videre hadde personene i foreliggende studie det samme totale kaloriinntak med begge plater, som bestemt ved rnatnedtegnelsene, og de beholdt sin vekt nøyaktig, og dette synes å indikere en overveiende mangel på virkning hos guaren når det gjelder å kontrollere appetitten og matinn-taket. Anekdotisk informasjon som støtter den antakelse at fortæring av viskøse fibrer, så som guar, forårsaker en følelse av metthet som fører til lavere kaloriinntak, ble derfor ikke underbygget av foreliggende resultater.

Gastrointestinale virkninger av den aktive plate. Flere gastrointestinale virkninger ble notert ved fortæring av to aktive plater pr. dag. Økt gassproduksjon (flatulens), et større antall stolganger og en bløtere konsistens i avfør-ingen var de gastrointestinale parametere som mest åpenbart ble påvirket av fortæringen av de aktive plater. Vi kan ikke bestemme av de nåværende data i hvilken grad disse gastrointestinale virkninger ville forsvinne etter lang-tidsfortæring av en diett med høyt fiberinnhold. Det er imidlertid klart at de gastrointestinale virkninger fort forsvinner (innen 1-2 dager) ved å redusere eller slutte med å spise de aktive plater.

To personer hoppet av fra studien, én som et resultat av halsbrann og oppstøt, og den andre som et resultat av diaré (avføringens konsistens ble signifikant påvirket av den aktive plate, som angitt ovenfor).

Ytterligere utførelsesformer

Flere ytterligere utførelsesformer av ernæringsprodukter i henhold til oppfinnelsen, i form av matproduktplater, ble fremstilt for å forsøke å forbedre produktets tekstur, smak og andre aspekter av produktet.

Et ernæringsprodukt i henhold til foreliggende oppfinnelse inneholder fortrinnsvis en fettkilde valgt fra gruppen bestående av vegetabilske oljer inneholdende mindre enn 25 vekt% mettede fettsyrer. Eksempler på sådanne vegetabilske oljer er riskliolje, kanolaolje og maisolje.

Et ernæringsprodukt i henhold til foreliggende oppfinnelse inneholder fortrinnsvis soyaprotein, og det kan alternativt inneholde én eller flere proteinkilder valgt fra gruppen bestående av soyaprotein, havreprotein og kalsiumkaseinat.

Et ernæringsprodukt i henhold til oppfinnelsen kan alternativt inneholde en acidulant i den faste matriks for å stimulere salivasjonen (for å underlette svelgingen) eller forbedre smaken. Fortrinnsvis velges acidulanten fra gruppen bestående av sitronsyre, eplesyre og fumarsyre. Sitronsyre er blitt anvendt i flere av matproduktplateproto-typene.

Matproduktplateeksempel 5

Prototypen til matproduktplate nr. 5 var en vurdering av virkningen av å anvende guargummi som var blitt tykkere innkapslet i kombinasjon med et soyaproteinsystem.

Fremstillingsprosedvre

Prototypen til matproduktplate nr. 5 ble fremstilt i en Hobart-mikser. Alle ingredienser ble tilsatt til mikseren og mikset ved værelsestemperatur (24 °C ± 10 °C) . De første ingredienser som ble anbrakt i mikseren, var soyaprotein, dikalsiumfosfat og sitronsyre, som ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Riskliolje og lecitin ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Zeinmikroinnkapslet guar ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Polydekstrose, havrekli og sprø ris ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. De siste ingredienser som ble tilsatt til mikseren, var maissirup med høyt fruktoseinnhold og glyserin, som ble mikset med de andre ingredienser inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter bredt ut på en benk og rullet ut under anvendelse av en normal rullepinne til ensartet tykkelse. Satsen ble skåret til plater med en spatel og deretter avkjølt i et kjøleskap til mellom 0 og 10 °C. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene utsatt for forhøyede temperaturer ved steking. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, forhøye temperaturen i blandingen flere grader. Platene ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen-/folieemballasj e.

Teksturen i prototypen til matproduktplatene ble bestemt flere ganger i løpet av noen uker med metoden beskrevet ovenfor i matproduktplateeksempel 1, og resultatene er angitt i tabell 22.

Disse testresultater indikerte at til og med med bedre innkapsling av guaren vil teksturen (hardheten) i matproduktplaten ytterligere kunne forbedres ved å bruke et forskjellig proteinsystem.

Matproduktplateeksempel 6

Prototypen til matproduktplate nr. 6 ble fremstilt for å vurdere anvendelsen av kalsiumkaseinat som proteinsystem fordi resultatene av matproduktplateeksempel 5 indikerte at soyaprotein kan bidra til en hard platetekstur.

Fremstillin<q>sprosedyre

Prototypen til matproduktplate nr. 6 ble fremstilt i en Hobart-mikser. Alle ingredienser ble tilsatt til mikseren og mikset ved værelsestemperatur (24 °C ± 10 °C) . De første ingredienser som ble anbrakt i mikseren, var kalsiumkaseinat, dikalsiumfosfat og sitronsyre, som ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Riskliolje, aromastoff og lecitin ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Mikroinnkapslet guar ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Polydekstrose, havrekli og sprø ris ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Maissirup med høyt fruktoseinnhold og glyserin ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter bredt ut på en benk og rullet ut med en normal rullepinne til ensartet tykkelse. Satsen ble skåret til plater med en spatel og deretter avkjølt i et kjøleskap til mellom 0 og 10 °C. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene utsatt for forhøy-ede temperaturer ved steking. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, forhøye temperaturen i blandingen flere grader. Platene ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen-/folieemballasje.

Teksturen i disse matproduktplateprototyper ble bestemt flere ganger i løpet av en periode på noen uker under anvendelse av metoden beskrevet ovenfor i matproduktplateeksempel 1, og resultatene er angitt i tabell 24.

Disse testresultater indikerte at et kalsiumkaseinatpro-teinsystem er velgjørende når det gjelder å forbedre teksturen (hardheten) i matproduktplaten.

Matproduktplateeksempel 7

Prototypen til matproduktplate nr. 7 ble fremstilt for å vurdere anvendelsen av et proteinsystem omfattende 60 vekt% soyaprotein og 40 vekt% kalsiumkaseinat. Det ble antatt at det var ønskelig å ha soyaprotein i proteinsystemet, fordi i teorien kan soyaprotein bidra til en reduksjon i serumkolesterol .

<1>"Havreklien" som ble anvendt, var i virkeligheten en blanding bestående av 26,25 vekt% havrefiber, 62,128 vekt% havremel og 11,622 vekt% soyaprotein.

'Guargummien var innkapslet som beskrevet ovenfor i "Innkapslingseksperiment 14".

<3>Fysikalsk raffinert riskliolje fra Tsuno Rice Fine Chemical Co., Wakayama, Japan.

Fremstillingsprosedyre

Prototypen til matproduktplate nr. 7 ble fremstilt i en Hobart-mikser. Alle ingredienser ble tilsatt til mikseren og mikset ved værelsestemperatur (24 °C ± 10 °C) . De første ingredienser som ble anbrakt i mikseren, var soyaprotein, kalsiumkaseinat, dikalsiumfosfat og sitronsyre, som ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Riskliolje og lecitin ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Zeinmikroinnkapslet guar ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Polydekstrose, havrekli og sprø ris ble deretter tilsatt og mikset med de andre ingredienser inntil fullstendig sammenblanding. De siste ingredienser som ble tilsatt til mikseren, var maissirup med høyt fruktoseinnhold og glyserin, og de ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter bredt ut på en benk og rullet ut med en normal ruilepinne til ensartet tykkelse. Satsen ble skåret til plater med en spatel og deretter avkjølt i et kjøleskap til mellom 0 og 10 °C. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene utsatt for forhøyede temperaturer ved steking. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, for-høye temperaturen i blandingen flere grader. Platene ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen/folieemballasje.

Teksturen i prototypen til matproduktplatene ble bestemt flere ganger i løpet av en periode på noen uker under anvendelse av metoden beskrevet ovenfor i matproduktplateeksempel 1, og resultatene er angitt i tabell 26.

Disse testresultater indikerte at et proteinsystem som er en blanding av soyaprotein og kalsiumkaseinat, har en positiv virkning på matproduktplatene tekstur (hardhet) sammenlignet med et proteinsystem som består av 100 % soyaprotein.

Matproduktplateeksempel 8

Prototypen til matproduktplate nr. 8 ble fremstilt for å vurdere et proteinsystem som bestod av 60 vekt% soyaprotein og 40 vekt% myseproteinisolat.

i Fremstillingsprosedvre

Prototypen til matproduktplate nr. 8 ble fremstilt i en Hobart-mikser. Alle ingredienser ble tilsatt til mikseren og mikset ved værelsestemperatur {24 °C ± 10 °C) . De første ingredienser som ble anbrakt i mikseren, var myseproteinisolat, soyaprotein, dikalsiumfosfat og sitronsyre, som ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Riskliolje og lecitin ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Zeinmikroinnkapslet guar ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Polydekstrose, havrekli og sprø ris ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. De siste ingredienser som ble tilsatt til mikseren, var maissirup med høyt fruktoseinnhold og glyserin, som ble mikset med de andre ingredienser inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter bredt ut på en benk og rullet ut med en normal rullepinne til ensartet tykkelse. Satsen ble skåret til plater med en spatel og deretter avkjølt i et kjøleskap til mellom 0 og 10 °C. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene utsatt for forhøyede temperaturer ved steking. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, forhøye temperaturen i blandingen noen få grader. Platene ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen-/folieemballasje.

Teksturen i matproduktplateprototypen ble bestemt under en periode på flere uker under anvendelse av metoden beskrevet ovenfor i matproduktplateeksempel 1, og resultatene er angitt i tabell 28.

Disse testresultater indikerte at et proteinsystem som er en blanding av soyaprotein og myseproteinisolat, har en positiv virkning på matproduktplatens tekstur (hardhet) sammenlignet med et proteinsystem som er 100 % soyaprotein.

Matproduktplateeksempel 9

For å forsinke platens tiltakende hardhet og uttørking ble prototypen til matproduktplate nr. 9 utviklet. En signifikant reduksjon i mengden av havrekli og tilsetning av maltodekstrin og honning synes å gi platen forbedrede fysi-kalske egenskaper.

Fremstillingsprosedyre

Prototypen til matproduktplate nr. 9 ble fremstilt i en Hobart-mikser. De første ingredienser som ble anbrakt i mikseren, var soyaprotein, kalsiumkaseinat, dikalsiumfosfat og sitronsyre, som ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Riskliolje og lecitin ble deretter tilsatt til mikseren og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Zeinmikroinnkapslet guar ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Polydekstrose, maltodekstrin, havrekli og sprø ris ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. De siste ingredienser som ble tilsatt til mikseren, var maissirup med høyt fruktoseinnhold, honning og glyserin, som ble mikset med de andre ingredienser inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter bredt ut på en benk og rullet ut ved hjelp av en normal rullepinne til ensartet tykkelse. Satsen ble skåret til plater med en spatel og deretter avkjølt i et kjøleskap til mellom 0 og 10 °C. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene utsatt for forhøyede temperaturer ved steking. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, for-høye temperaturen i blandingen noen få grader. Platene ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen-/folieemballasje.

Teksturen i prototypen til disse matproduktplatene ble bestemt flere ganger i løpet av en periode på flere uker under anvendelse av metoden beskrevet ovenfor i matproduktplateeksempel 1, og resultatene er angitt i tabell 30.

Matp roduktplateeksempe1 10

For å gi platene et bedre utseende ble et konfektovertrekk med lavt fettinnhold påført. Mindre enn 30 % av kaloriene i denne plateprototypen kom fra fett.

Guargummien var innkapslet som beskrevet ovenfor i "Innkapslingseksperiment 14".

<2>"Havreklien" som ble anvendt, var i virkeligheten en blanding bestående av 26,25 vekt% havrefiber, 62,128 vekt% havremel og 11,622 vekt% soyaprotein.

<3>Fysikalsk raffinert riskliolje fra Riceland Foods, Inc., Stuttgart, Arkansas.

Fremstillingsprosedvre

Prototypen til matproduktplate nr. 10 ble fremstilt i en knamaskin. De første ingredienser som ble anbrakt i knamaskinen, var soyaprotein, kalsiumkaseinat og mineralblanding, som ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Riskliolje, lecitin, grahamkjeksaroma, grahamaroma og krem-formet vaniljearoma ble deretter tilsatt til knamaskinen og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Zeinmikroinnkapslet guar ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Polydekstrose, maltodekstrin, havrekli og sprø ris ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. De siste ingredienser som ble tilsatt til mikseren, var maissirup med høyt fruktoseinnhold, honning og glyserin, som ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter ekstrudert og skåret til plater med en ekstruder/kuttemaskin. Platene ble deretter belagt med konfektbelegget med et beleggings-system. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene utsatt for forhøyede temperaturer ved steking. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, forhøye temperaturen i blandingen noen få grader. Platene ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen-/folieemballasje.

Teksturen i denne matproduktplateprototypen ble bestemt flere ganger i løpet av en periode på flere uker med metoden beskrevet i matproduktplateeksempel 1, og resultatene er angitt i tabell 32.

Matproduktplateeksempel 11

Prototypen til matproduktplate nr. 11 ble fremstilt for å øke den gastrointestinale toleranse ved å redusere mengden av innkapslet guar. For å opprettholde minst 7 g fiber i matproduktplaten ble det tilsatt byggmel og soyapolysakkarid.

Guargummien var innkapslet som beskrevet ovenfor i "Innkapslingseksperiment 14".

<2>Prowashnupana helkornbyggmel.

<3>Fysikalsk raffinert riskliolje fra Riceland Foods, Inc., Stuttgart, Arkansas.

<4>Havrekli fra Quaker Oats Chicago, IL.

Fremstillingsprosedyre

Prototypen til matproduktplate nr. 11 ble fremstilt i en Hobart-mikser. De første ingredienser som ble anbrakt i mikseren, var soyaprotein, kalsiumkaseinat og mineralblanding, som ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Riskliolje, lecitin, grahamkjeksaroma, grahamaroma og krem-formet vaniljearoma ble deretter tilsatt til mikseren og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Zeinmikroinkaps-let guar ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. Polydekstrose, maltodekstrin, havrekli, byggmel, soyapolysakkarid og sprø ris ble deretter tilsatt og mikset inntil fullstendig sammenblanding. De siste ingredienser som ble tilsatt til mikseren, var maissirup med høyt fruktoseinnhold, honning og glyserin, som ble mikset inntil fullstendig sammenblanding. Satsen ble deretter bredt ut på en benk og rullet ut med en normal rullepinne til ensartet tykkelse. Satsen ble skåret til plater med en spatel og deretter avkjølt i et kjøleskap til mellom 0 og 10 °C. Ikke ved noe tidspunkt ble matproduktplatene utsatt for forhøyede temperaturer ved steking. Naturligvis kunne friksjonen som skyldtes miksingen, forhøye temperaturen i blandingen noen få grader. Platene ble deretter pakket i en lavdensitetspolyetylen-/folieemballasj e.

Teksturen i denne matproduktplateprototypen ble bestemt bare ved tidspunktet for fremstillingen under anvendelse av metoden beskrevet ovenfor i matproduktplateeksempel 1. Ved tiden for fremstillingen var matproduktplatens hardhet 37.

Alternative sovaproteinkilder

Den soyaproteinkilde som ble anvendt i alle matprodukt-plateprototypene beskrevet ovenfor, var SUPRO<®> 1610 {tidligere kalt PP 1610), som er et kommersielt tilgjengelig soyaproteinisolat fremstilt av Protein Technology International, som er en avdeling av Ralston Purina, 835 South 8th Street, St. Louis, Missouri 63012, USA. I forsøk på å vurdere virkningen av soyaproteinet på produktteks-turen ble andre kommersielt tilgjengelige soyaproteinkilder anvendt istedenfor SUPRO<®> 1610. SUPRO<®> 661, som også fremstilles av Protein Technology International, har vist seg å være en overlegen soyaproteinkilde med hensyn til produkttekstur. En gjennomsnittlig fagkyndig person kan velge en proteinkilde som tilveiebringer de ønskede ernæringsmessige og teksturelle egenskaper til et ernæringsprodukt i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Den ernæringsmessige profil i en matproduktplate i henhold til foretrukne utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er angitt i tabell 34.

Claims (15)

1. Ernæringsprodukt omfattende en fast matriks bestående av fett, karbohydrat og minst ett protein valgt fra gruppen bestående av vegetabilske proteiner og melkeproteiner, og eventuelt vitaminer og mineraler karakterisert ved at den faste matriks har dispergert i seg partikler innkapslet i minst 20% zein, partiklene omfatter en diettfiber som er i stand til å senke serumkolesterol hos mennesker.

2. Ernæringsprodukt ifølge krav l, karakterisert ved at diettfiberen er guar.

3. Ernæringsprodukt ifølge krav 1, karakterisert ved at partiklene omfatter guar innkapslet i zein tilsatt til ca. 20 %.

4. Ernæringsprodukt ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at én proteinkilde er soyaprotein.

5. Ernæringsprodukt ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at én fettkilde er valgt fra gruppen bestående av vegetabilske oljer inneholdende mindre enn 25 vekt% mettede fettsyrer.

6. Ernæringsprodukt ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at én proteinkilde er soyaprotein og én fettkilde er valgt fra gruppen bestående av vegetabilske oljer inneholdende mindre enn 25 vekt% mettede fettsyrer.

7. Ernæringsprodukt ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at det inneholder soyaprotein og havreprotein.

8. Ernæringsprodukt ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at det inneholder soyaprotein og kalsiumkaseinat.

9. Ernæringsprodukt ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at det inneholder soyaprotein, havreprotein og kalsiumkaseinat.

10. Ernæringsprodukt ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter soyaprotein, riskliolje og karbohydrat, hvor den faste matriks har dispergert i seg en serumkolesterolsenkende mengde partikler omfattende guar innkapslet i zein.

11. Ernæringsprodukt ifølge krav 10, karakterisert ved at partiklene omfatter guar innkapslet med zein tilsatt til ca. 20 %.

12. Ernæringsprodukt ifølge krav 10, karakterisert ved at den faste matriks ytterligere omfatter havreprotein.

13. Ernæringsprodukt ifølge krav 10, karakterisert ved at den faste matriks ytterligere omfatter kalsiumkaseinat.

14. Ernæringsprodukt ifølge krav 10, karakterisert ved at den faste matriks ytterligere omfatter kalsiumkaseinat og havreprotein.

15. Ernæringsprodukt ifølge krav 10, karakterisert ved at den faste matriks ytterligere omfatter en acidulant valgt fra gruppen bestående av sitronsyre, eplesyre og fumarsyre.