저 칼로리 벌크화제를 위한 전달 시스템 document_id A220623052975

저 칼로리 벌크화제, 예컨대 셀룰로스, 전분, 글루칸, 곡물 겨 및 하이드로콜로이드(예, 크산탄, 구아 및 알기네이트)는 일반적으로 식품에 사용될 수 있는 소화 가능한 중합체이다. 종종 "섬유" 또는 "조질 식료"로도 지칭되는 이러한 제제는 대부분이 손상되지 않은 상태로 소화계를 통과하며, 다수의 실제적이고 잠재적인 건강상 잇점을 갖는 것으로 나타났다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, "섬유"라는 것은 식품에 포함된 소화 가능한 유기 물질을 지칭하며, "하이드로콜로이드"는 물과의 접촉시 겔을 형성하는 물질을 지칭한다. 섬유 및 하이드로콜로이드는 물을 자신의 중량의 수 배로 흡수할 수 있어서 크기가 상당하게 (초기 부피에 비하여 약 20 배까지의 정도로) 팽창되도록 한다. 식이에서의 섬유의 이로운 구체예는 주지되어 있다. 이러한 소화성 물질을 식품에 첨가하면 장의 연동 운동을 자극하며, 그리하여 수반되는 식품 물질의 소화를 증가시킨다. 이와 같은 소화에 대한 효과로 인하여, 증가된 식이 섬유 섭취는 장 암을 비롯한 장 질환의 발생을 감소시키는 것과 관련되어 있다. 또한, 섬유는 상당한 콜레스테롤 저하 식이 제품으로서 제안되어 왔다. 또한, 식이 섬유는 혈중 콜레스테롤을 저하시키는 것 이외에 각종 기전에 의하여, 예컨대 혈중 트리글리세리드 농도를 약화시키고, 고혈압을 감소시키고, 식후 혈당 농도를 정상화하여 관상 동맥 심질환의 위험을 저하시키는 것으로 나타났다. 문헌[Lupton et al., "Dietary Fiber and Coronary Disease: Does the Evidence Support an Association?", Curr. Atheroscler. Rep., 5:500-5 (2003)]. 섬유 화합물이 고혈압을 완화시키고, 혈당 농도를 정상화하는 능력은 특정의 개체에게는 콜레스테롤 저하 능력보다 더욱 효과적인 것으로 입증될 수 있다. 또한, 고 식이 섬유의 장시간 섭취는 내당력 및 지질 대사에 대한 이로운 효과를 갖는 것으로 나타났으며, 이는 제2형 당뇨병의 치료를 위한 중요한 요법을 입증할 수 있다는 것을 시사한다. 문헌[Li et al., "Long-term Effects of High Dietary Fiber Intake on Glucose Tolerance and Lipid Metabolism in Gk Rats: Comparison among Barley, Rice and Cornstarch," Metabolism, 52:1206-10 (2003)]. 콜레스테롤을 저하시키는 것으로 보이는 한 유형의 비-섬유 화합물로는 식물성 단백질(예, 대두 단백질)이 있다. 문헌[Carroll, "Review of Clinical Studies on Cholesterol-Lowering Response to Soy Protein," J. Am. Dietetic Assoc. 91:820-827 (1991)]. 콜레스테롤 농도의 유의적인 감소(15 내지 20％ 범위내)는 주로 카제인을 포함하는 대조 식이에 비하여 주로 대두 단백질을 포함하는 식이로부터 입증되었다. 문헌[Meinertz et al., "Soy Protein and Casein in Cholesterol-enriched Diets: Effects on Plasma Lipoproteins in Normolipidemic Subjects," Am. J. Clin. Nutr., 50:786-793 (1989)]; [Sirtori et al., "Clinical Experience with the Soybean Protein Diet in the Treatment of Hypercholesterolemia," Am. J. Clin. Nutr., 32:1645-1658 (1979)]; [Sirtori et al., "Soybean-Protein Diet in the Treatment of Type II Hyperlipoproteinemia," Lancet 275-277(1977)]. 그럼에도 불구하고, 대두 단백질의 콜레스테롤 저하 효과는 모든 개체에서 일관되게 관찰되지는 않았으며, 더 젊은 개체 및 고지질혈증을 앓고 있는 개체에게서 더욱 뚜렷할 수 있다. 문헌[Meinertz et al., Am. J. Clin. Nutr., 50:786-793 (1989)]. 그러나, 식이 섬유와 콜레스테롤 저하 단백질의 조합은 LDL 콜레스테롤에서의 유의적인 감소에 기여할 수 있다. 불행하게도, 현재의 식품은 식이 섬유의 다수의 상기 잇점을 최대로 활용할 수가 없다. 겨의 처리는 겨로부터 통상적으로 얻는 콜레스테롤 저하 효과를 감소시킬 수 있는 것으로 제안되어 왔다. 문헌[Kerckhoffs et al., "Cholesterol-Lowering Effect of Beta-glucan from Oat Bran in Mildly Hypercholesterolemic Subjects May Decrease When Beta-glucan Is Incorporated into Bread and Cookies," Am. J. Clin. Nutr., 78:221-7 (2003)]. 미국 및 서방 국가에서의 식이 섬유 섭취는 일반적으로 맛없는 질감, 입안의 느낌 및 풍미로 인하여 저조하다. 이와 같이 맛이 없는 섬유는 적어도 부분적으로 물을 흡수하고, 이의 초기 크기보다 수 배로 팽창되는 경향에 의한 것이다. 또한, 이와 같이 물을 흡수하는 능력은 섬유를 포함하는 임의의 식품 조성물의 공정 동력학에 영향을 미친다. 그러므로, 구운 제품, 예컨대 쿠키, 크래커, 파스타, 도우, 압출 스낵 및 캔디류에 상당량의 섬유 및 하이드로콜로이드를 첨가하는 것은 곤란하다. 그러므로, 이와 같이 물을 흡수하는 능력은 섬유의 씹기 및 소화를 어렵게 한다. 또한, 물의 흡수는 종종 화합물에 바람직하지 못한 질감 및 점도를 부여하게 된다. 예를 들면, 쿠키에 미코팅 친수성 섬유를 첨가하면 쿠키 도우가 베이킹시 퍼지지 않으며 그리하여 통상의 쿠키형 제품보다는 케이크형 제품과 비슷한 건조한 입안의 느낌 및 최종의 질감을 갖는 베이킹 제품을 생성하게 된다. 식품에서의 물 전달을 방지하기 위한 식용 코팅은 당업계에 공지되어 있다. 탄수화물, 지질 및 단백질 화합물은 단독으로 및 조합하여 사용되어 저 칼로리 벌크화제를 포함하는 각종 식품의 수분 흡수를 변경시켜 왔다. 수분 흡수를 방지하거나 또는 유의적으로 감소시키기에 효과적인 섬유의 코팅은 매우 곤란한데, 이는 대부분의 섬유의 소수성 성질 및 불규칙한 형상으로 인한 것이다. 또한, 코팅에서의 약간의 간극은 신속한 수분 흡수를 가능케 할 수 있다. 지방, 오일 및 왁스를 비롯한 지질의 소수성 성질이 특히 수 불투과성 장벽으로서 특히 적절하도록 함에도 불구하고, 이들은 섬유를 둘러싸는 연속 장벽을 형성하지 않기 때문에 섬유에 대한 부적절한 장벽 층이 되는 것으로 입증되었다. 지질 코팅된 식품은 일반적으로 물이 자유롭게 전달되도록 하는 코팅에서의 구멍 또는 간극을 갖는다. 연속 코팅을 제공함에도 불구하고, 탄수화물 코팅은 일반적으로 이의 친수성 성질로 인하여 수분 흡수의 방지에 있어서 충분치 않다. 또한, 단백질 화합물은 섬유의 불완전한 코팅을 산출하게 되는 높은 제타 전위로 인하여 섬유에 대한 수분 흡수에 부적절한 장벽이 되는 것으로 입증되었다. 그래서, 지질, 단백질 또는 이의 단순 혼합물의 사용은 일반적으로 섬유를 완전 캡슐화시키는데 부적절하며, 섬유 입자에 의하여 물이 흡수되는 것을 실질적으로 방지하게 된다. 미국 특허 제4,915,971호에는 다성분 식품의 각각의 성분중에서 물의 전달을 지연시키기 위한 식용 막이 제공된다. 이러한 막은 친수성 층으로부터 떨어져 존재하는 이의 소수성 표면을 갖는 소수성 지질 베이스 층에 이웃한 친수성 중합체 베이스 층으로 이루어진다. 막은 비-식품 지지 표면에서 형성되며, 그 후에 제거되어 식품의 2 개의 이웃한 성분 사이에 배치되어, 소수성 지질 층은 높은 수증기압을 갖는 식품 성분을 향하게 된다. 수용성이 더 큰 섬유에서의 식이 섬유의 캡슐화가 개시되어 있다. 예를 들면, 미국 특허 출원 공보 제2003/0059458호는 수용성 식이 섬유를 사용한 캡슐화에 의하여 카로브(carob) 섬유의 흥미를 끌지 못하는 감각 성질(예, 색상, 풍미 및 질감)의 차폐 방법을 제공한다. 국제 특허 공보 제WO00/74501호에는 용해되지 않은 채 소화관의 소정 부분으로 식이 섬유가 전달되는, 불용성 또는 저 용해도 섬유에 의하여 둘러싸인 1 이상의 식이 섬유를 포함하는 입상 섬유 조성물이 개시되어 있다. 미국 특허 제5,545,414호에는 분산된 제인(zein)에 캡슐화된 식이 섬유(예, 구아)를 포함하는 단백질, 지방 및 탄수화물을 포함하는 고체 매트릭스를 제공한다. 종래 기술의 캡슐화된 섬유 생성물은 특정의 적용예에서 섬유의 식감을 가능한한 증가시키기는 하나, 식품 가공 또는 소화중에 원하는 정도로 물을 전달하는 것을 지연시키지는 못한다. 본 발명의 캡슐화된 섬유는 유의적으로 감소된 수분 흡수 성질을 갖는다. 그래서, 증가된 식감 이외에, 본 발명의 캡슐화된 섬유는 개선된 소화를 제공하며, 그리하여 소화중에 포만감이 증가하게 된다. 003c#발명의 개요003e# 본 발명은 일반적으로 지질 화합물로 코팅되어 베이스 또는 내층을 형성하고, 그후 단백질 화합물내에서 외층으로서 섬유/지질 복합체를 캡슐화시키는 저 칼로리 벌크화제에 관한 것이다. 사실상, 본 발명은 식용 섬유에 의한 수분 흡수를 조절할 수 있는 식용 섬유를 위한 전달 시스템을 제공한다. 본 발명의 캡슐화된 섬유를 사용하면, 식용 섬유에 의한 물의 흡수(그리고, 이에 의한 식용 섬유의 팽윤)는 캡슐화된 섬유가 위에 도달하여 정상적인 소화 과정이 개시될 때까지 효과적으로 지연될 수 있다. 또한, 본 발명은 수분 흡수가 조절되는 캡슐화된 식용 섬유 생성물에 관한 것이며, 상기 캡슐화된 식용 섬유 생성물은 식용 섬유 입자를 포함하며, 여기서 식용 섬유 입자의 표면은 지방 또는 지질을 포함하는 내층으로 실질적으로 피복되며, 내층은 단백질을 포함하는 외층으로 실질적으로 완전하게 피복되며, 여기서 내층 및 외층은 저장 및 인체에 의한 초기 소화 단계중에 수분 흡수로 인한 식용 섬유 입자의 상당한 팽윤을 방지하기에 효과적인 식용 섬유용 수분 장벽을 제공하며, 상기 수분 장벽은 식용 섬유 입자가 수분 흡수로 인하여 팽윤되도록 추후의 소화 단계중에 파괴된다. 본 발명에 대하여, 소화의 "초기 단계"는 캡슐화된 식용 섬유 입자 또는 캡슐화된 식용 섬유 입자를 포함하는 식품의 씹기, 삼키기 그리고 위로의 유입을 포함시키고자 한다. 또한, 본 발명에 대하여, 소화의 "추후의 단계"는 위에서의 실제의 소화 과정 및 소장으로의 유입을 포함하는 것을 의미하고자 하나, 일반적으로 식용 섬유 입자의 팽윤은 소장으로의 유입 이전에 실질적으로 완전하게 이루어진다. 섬유 입자상의 지질 코팅 또는 베이스 층은 차후에 적용된 단백질 코팅을 정착시키는 작용을 하여 단백질 층이 섬유 입자를 완전하게 캡슐화하도록 한다. 본 발명에 사용하기 위한 적절한 "저 칼로리 벌크화제" 또는 섬유 화합물의 예로는 각종 유형의 셀룰로스, 미가공 전분, 개질 전분, 글루칸, 겨, 하이드로콜로이드, 크산탄, 알긴, 알기네이트 염, 펙틴, 구아, 키토산 등뿐 아니라 이들의 혼합물 등이 있다. 섬유를 적어도 부분적으로 둘러싸는 지질 또는 베이스 층의 첨가는 섬유의 제타 전위로 인하여 정상적으로 극히 곤란한, 단백질 층으로 차후의 코팅을 촉진한다. 단백질 및 지질 층에 의한 캡슐화에 의하여 식품에 첨가될 수 있으며 가공중에 또는 섭취의 초기 단계에서 상당량의 물을 흡수하지 않는 섬유 입자를 산출한다. 이에 의하여, 베이킹 성질이 개선되며, 섬유 공급원의 소화력을 개선시키게 된다. 또한, 단백질성 외피는 캡슐화된 섬유 성분을 포함하는 식품의 섭취로부터 포만감이 증가하게 되는데, 이는 섬유가 위에서 펩신 및 리파제와 접촉할 때까지 이의 단백질성 외피로부터 방출되지 않기 때문이며, 그리하여 물을 신속하게 흡수하며, 팽창되어 위를 채우게 된다.