專(zhuān)利名稱(chēng)：普魯蘭作為慢消化碳水化合物的用途的制作方法
本申請(qǐng)涉及一種新的慢消化碳水化合物-普魯蘭(Pullulan)-的發(fā)現(xiàn)及其在糖尿病患者的飲食管理中的用途，并涉及含有普魯蘭的食品。
背景對(duì)葡萄糖不耐癥的初步處理是嚴(yán)格堅(jiān)持使餐后葡萄糖反應(yīng)最小化的飲食，并在許多情況下，盡量少使用藥物治療(胰島素或口服降血糖藥)。
在1921年以前，饑餓是唯一被認(rèn)識(shí)到的糖尿病(DM)治療方法。自外源胰島素發(fā)現(xiàn)后，飲食一直是治療的主要焦點(diǎn)。對(duì)來(lái)自碳水化合物和脂肪的熱量分配的建議在過(guò)去75年中不斷轉(zhuǎn)變。根據(jù)隨著時(shí)間的觀(guān)點(diǎn)，有助于代謝控制的最佳組合見(jiàn)下面表1。
表1對(duì)DM患者的建議熱量分配的歷史
*基于營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)^＜10％飽和脂肪早期建議限制飲食中的碳水化合物，因?yàn)橛眠@種養(yǎng)生法則血糖控制通常較好。然而，過(guò)些年研究者發(fā)現(xiàn)低碳水化合物、高脂肪的飲食與脂蛋白代謝紊亂和心血管疾病相聯(lián)系。在1950年，美國(guó)糖尿病協(xié)會(huì)(ADA)建議增加由碳水化合物提供的熱量的比例，從而來(lái)降低心血管的風(fēng)險(xiǎn)。隨著醫(yī)學(xué)界獲得更多對(duì)糖尿病的了解，飲食建議繼續(xù)以推薦增加食用碳水化合物的方式而發(fā)展。
部分這種進(jìn)展源自下述發(fā)現(xiàn)并非所有碳水化合物都會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)难欠磻?yīng)。單糖，比如葡萄糖，能快速被人所吸收，并使糖尿病患者的血糖水平立即產(chǎn)生峰值。更復(fù)雜的碳水化合物，比如淀粉，則不會(huì)產(chǎn)生這種立即的峰值。復(fù)雜碳水化合物不能直接被吸收。在消化過(guò)程中，它們被酶促轉(zhuǎn)化成葡萄糖和其他單糖。因此，復(fù)雜碳水化合物在糖尿病患者中產(chǎn)生了遲鈍血糖反應(yīng)，因?yàn)樗鼈冎饾u轉(zhuǎn)化成葡萄糖并以降低的速率被吸收。
其他復(fù)雜的碳水化合物，比如纖維素，被認(rèn)為是不能消化的。這些不能消化的碳水化合物典型地是聚合的多糖。它們具有人的酶所不能裂解的配糖鍵。因此，雖然這些多糖使患者產(chǎn)生飽脹的感覺(jué)，但它們不被消化并且最終不會(huì)導(dǎo)致葡萄糖的吸收。
在J.Agric Food Chem 1998，46，2253中，Tsuji等人圖示地說(shuō)明了不消化多糖對(duì)大鼠模型中血糖水平的影響。為了讀者的方便，將該圖復(fù)制在下面。
示意

圖1 作為該圖的評(píng)述，葡萄糖的口服產(chǎn)生了血糖水平的顯著上升(大約5倍的增長(zhǎng))。經(jīng)比較，Tsuji所表征的不消化多糖FibersolTM基本上沒(méi)有引起動(dòng)物血糖水平的改變。
因此，短語(yǔ)“不消化多糖”是食品和營(yíng)養(yǎng)科學(xué)家的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。其被用來(lái)表述下述碳水化合物人的消化酶不能將其轉(zhuǎn)化成葡萄糖或其他單糖。一些不消化多糖在文獻(xiàn)中已有描述。這些包括果膠、纖維素、植物膠(例如瓜爾豆膠)、半纖維素、聚葡萄糖、黃原膠、菊糖、植物滲出液、海藻多糖、改性纖維素、改性淀粉(例如FibersolTM2)等等。
另一不消化碳水化合物由日本岡山Hayashibara Co.，Ltd.供應(yīng)，并稱(chēng)為普魯蘭。Hayashibara報(bào)道說(shuō)普魯蘭是具有粘結(jié)性的可食性塑料。其報(bào)道說(shuō)普魯蘭用作食品成分是安全的。它已經(jīng)在調(diào)味品、敷料劑和肉制品中被用作組織形成劑。Hayashibara也建議將普魯蘭用作可食性油墨。
Hayashibara已經(jīng)評(píng)價(jià)了普魯蘭的消化性。其報(bào)道說(shuō)普魯蘭是不可消化的，就如纖維素或者果膠。表1中的數(shù)據(jù)復(fù)制于Hayashibara銷(xiāo)售支持。其描述了消化酶對(duì)普魯蘭的作用。
表1不同酶對(duì)普魯蘭的作用(據(jù)制造商Hayashibara Co.，Ltd.報(bào)道)
*每20mg普魯蘭所產(chǎn)生的還原糖(以mg計(jì))(即普魯蘭葡萄糖亞基間鍵的斷裂)除Hayashibara之外的其他實(shí)體也對(duì)普魯蘭的性能作了評(píng)估。讀者的注意指向了美國(guó)專(zhuān)利Nos.5116820和4629725。Hiji報(bào)道說(shuō)普魯蘭抑制了蔗糖的吸收。因此，可將其加入為糖尿病患者設(shè)計(jì)的食物中，所加的水平為食物中碳水化合物總重量的0.25％-5％。Hiji也報(bào)道說(shuō)森林匙羹藤酸的共同給藥增強(qiáng)了等魯蘭的抗吸收性能。
Kimoto等人報(bào)道了用普魯蘭實(shí)施的動(dòng)物安全試驗(yàn)的結(jié)果。Food andChemical Toxicology 23，(1997)323-329。Kimoto也報(bào)道說(shuō)普魯蘭是一種不消化的多糖。在第324頁(yè)，Kimoto等人報(bào)道說(shuō)當(dāng)暴露于酶時(shí)，普魯蘭產(chǎn)生了最小量的葡萄糖。
因此，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的清楚瀏覽說(shuō)明了普魯蘭被認(rèn)為是一種不消化的多糖。這意味著人不能將普魯蘭轉(zhuǎn)化成葡萄糖，同時(shí)普魯蘭的攝入不會(huì)增加血清葡萄糖水平。因此，雖然文獻(xiàn)教導(dǎo)了普魯蘭作為纖維而具有功效，但并沒(méi)有啟發(fā)人們將普魯蘭用作慢消化碳水化合物?，F(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)了這種用途是沒(méi)有效果的，因?yàn)槿瞬荒軐⑵蒸斕m轉(zhuǎn)化成葡萄糖或其他單糖。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，已發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)錯(cuò)誤表征了普魯蘭。普魯蘭并非是不消化的碳水化合物。實(shí)際上，已發(fā)現(xiàn)普魯蘭是一種慢消化的碳水化合物。這意味著人的酶能逐漸將普魯蘭轉(zhuǎn)化成葡萄糖。普魯蘭逐漸轉(zhuǎn)化成葡萄糖將導(dǎo)致人血糖水平逐漸上升。
這個(gè)錯(cuò)誤表征的發(fā)現(xiàn)意味著申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)了若干普魯蘭的新用途。作為慢消化碳水化合物，大量的普魯蘭可混入食物中，從而產(chǎn)生遲鈍血糖反應(yīng)。普魯蘭可混入膳食代用品中，比如飲料和方條狀食品(Bar)?？晒┻x擇地，普魯蘭可混入為糖尿病患者設(shè)計(jì)的食療點(diǎn)心中。如有治療的需要，也可將普魯蘭用來(lái)控制糖尿病患者的夜間低血糖癥。
普魯蘭也可用于為減肥項(xiàng)目中的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的食物中。來(lái)自普魯蘭的葡萄糖逐漸釋放將在這些個(gè)人中產(chǎn)生飽腹感。普魯蘭也可用于為運(yùn)動(dòng)員設(shè)計(jì)的食物和飲料中(即“運(yùn)動(dòng)飲料”和“運(yùn)動(dòng)方條狀食品”)。普魯蘭對(duì)于葡萄糖耐量受損的患者而言也是有益的。這些個(gè)人常常指的是前驅(qū)糖尿病人或具有糖尿病發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)的個(gè)人?？傊?，普魯蘭可用于任何適合慢消化碳水化合物的應(yīng)用中。
附圖簡(jiǎn)述圖1表示的是按照實(shí)施例IV所述、給予普魯蘭和麥芽糊精的Zucker大鼠的血糖反應(yīng)。
圖2表示的是實(shí)施例IV中所述的血糖水平的增長(zhǎng)變化。
圖3的目的是進(jìn)行比較。其披露了由Pfizer.Inc.《聚葡萄糖食品添加劑申請(qǐng)》紐約，PfizerInc.1978(FDA申請(qǐng)(A3441))所公開(kāi)的數(shù)據(jù)。并比較了在成年糖尿病受試者中由葡萄糖和不消化多糖所產(chǎn)生的血糖反應(yīng)。如圖3所描述的，不消化多糖對(duì)于各受試者的血糖水平基本上沒(méi)有影響(即該化合物沒(méi)有轉(zhuǎn)化成葡萄糖)。
圖4表示的是按照實(shí)施例V所述、給予麥芽糊精和普魯蘭的人受試者的血糖反應(yīng)。
發(fā)明詳述除另有說(shuō)明外，本申請(qǐng)中所用的下述術(shù)語(yǔ)具有下面規(guī)定的意義。除數(shù)量外，復(fù)數(shù)和單數(shù)應(yīng)被認(rèn)為具有相同的意義a)“相對(duì)血糖反應(yīng)”(GI)通過(guò)下述方法計(jì)算得將測(cè)試食物的血糖的曲線(xiàn)下面積(AUC)增量除以參照食物的血糖AUC增量，再乘以100，其中測(cè)試和參照食物的碳水化合物含量相同。參照食物典型的是葡萄糖或白面包，其具有100的標(biāo)準(zhǔn)GI。
b)“遲鈍血糖反應(yīng)”指的是與相同劑量的葡萄糖相比較時(shí)，相對(duì)血糖反應(yīng)的下降。
c)“低血糖癥”指的是血漿葡萄糖濃度下降到足以產(chǎn)生癥狀的水平，并且隨著正常葡萄糖濃度的恢復(fù)癥狀減輕。
d)“DM”指的是糖尿病，并在Joslin′s Diabetes Mellitus.Kahnand Weir(eds.)1994中有詳細(xì)描述。
e)“不消化碳水化合物”指的是對(duì)于人上消化道中或任何非反芻動(dòng)物中的內(nèi)源消化具有抵抗性的碳水化合物。
f)術(shù)語(yǔ)“不消化碳水化合物”、“不消化多糖”、“非消化性碳水化合物”和“非消化性多糖”應(yīng)被認(rèn)為是同義詞。
g)“慢消化碳水化合物”指的是具有慢的消化速率的多糖，其中金標(biāo)準(zhǔn)是生玉米淀粉，更具體而言，具有比水解玉米淀粉更慢的消化速率(例如，來(lái)自Cerester的Lodex 15)。
h)“快消化碳水化合物”指的是被快速消化的碳水化合物，比如未改性的麥芽糊精(例如來(lái)自Cerester的Lodex 15)，并且消化的速率等于或快于未變性麥芽糊精，比如Lodex 15。
i)術(shù)語(yǔ)“總熱量”指的是給定重量或體積的成品營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品的總的熱含量。
j)術(shù)語(yǔ)“膳食代用品”和術(shù)語(yǔ)“營(yíng)養(yǎng)品”應(yīng)視為同義詞。
k)術(shù)語(yǔ)“總碳水化合物含量”指的是所有碳水化合物成分的總量，在分析上可定為總固體-(灰分+脂肪+蛋白質(zhì))。
l)術(shù)語(yǔ)“參照日常攝入量或RDI”指的是一套日常參照，其基于對(duì)必需維生素和礦物質(zhì)的建議日常容許量。建議日常容許量是一套由國(guó)家科學(xué)院建立的估計(jì)營(yíng)養(yǎng)容許量，其是定期更新的，從而反映了當(dāng)今的科學(xué)知識(shí)。
m)術(shù)語(yǔ)“患者”指的是人、狗、貓和其他任何非反芻動(dòng)物。
n)任何對(duì)本中請(qǐng)中數(shù)值范圍的參照都應(yīng)認(rèn)為通過(guò)形容詞“大約”來(lái)修飾。此外，任何數(shù)值范圍應(yīng)被認(rèn)為來(lái)對(duì)指向該范圍的子集的權(quán)利要求提供支持。例如，1-10的范圍的公開(kāi)應(yīng)被認(rèn)為對(duì)該范圍中子集(即2-9、3-6、4-5、2.2-3.6、2.1-9.9等等)的說(shuō)明和權(quán)利要求提供支持。
如上所述，現(xiàn)有技術(shù)已錯(cuò)誤表征了普魯蘭。文獻(xiàn)包含了來(lái)證明普魯蘭為不消化性碳水化合物的動(dòng)物數(shù)據(jù)。正如將在本申請(qǐng)的實(shí)驗(yàn)部分所表明的，這種表征是不正確的。申請(qǐng)人已經(jīng)證實(shí)，在人中，普魯蘭是一種慢消化的碳水化合物。
普魯蘭是一種水溶性的、粘性的多糖，一種α-葡聚糖，其由相對(duì)簡(jiǎn)單的線(xiàn)型結(jié)構(gòu)葡萄糖單元組成，也就是3個(gè)α-1，4連接的葡萄糖分子單元，其在終端葡萄糖上通過(guò)α-1，6連接來(lái)重復(fù)聚合。典型的食物淀粉，比如玉米淀粉，由27％直鏈淀粉(α-1，4-連接的葡萄糖分子)和73％支鏈淀粉組成，所述支鏈淀粉含有α-1，4、α-1，6連接。然后對(duì)于普魯蘭而言，α-1，6連接用來(lái)交聯(lián)個(gè)體短鏈，從而導(dǎo)致步進(jìn)結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)A)。由于普魯蘭的平均分子量為50,000-500,000，因而圖2中的n為300-3000。Kimoto等人Food and Chemical Toxicology 35(1997)323-329。
結(jié)構(gòu)A 普魯蘭由黑酵母出芽短梗霉(Aureobasidiium pullulans)在細(xì)胞外生成。其通過(guò)在具有足夠碳、氮源和礦物質(zhì)的介質(zhì)中以及在通風(fēng)下培養(yǎng)該相同酵母而產(chǎn)生。通過(guò)離心分離從培養(yǎng)液中回收普魯蘭。然后典型地用醇進(jìn)行分餾并純化，這可從Kimoto等人的現(xiàn)有技術(shù)中獲知。普魯蘭也是日本岡山的Hayashibara Co.Ltd所商業(yè)上出售的。
如前所述，普魯蘭是一種慢消化碳水化合物。通過(guò)任何普魯蘭分子都可實(shí)現(xiàn)這種效果，所述分子具有前述的不同分子量。普魯蘭可作為一種具有不同分子量化合物的混合物來(lái)給藥。如有需要，高度純化的單一分子量的材料也可使用。
普魯蘭對(duì)于糖尿病患者的血糖水平的有益作用可通過(guò)多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。如有需要，可以不用載體而給藥。普魯蘭可簡(jiǎn)單地溶解于水中來(lái)被糖尿病患者食用?？晒┻x擇地，可將普魯蘭噴灑在食物上，溶解于咖啡中等等。糖尿病患者總的日常劑量會(huì)有大的不同，但典型地，一個(gè)糖尿病患者食用1-150g/天的普魯蘭是有益的。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，可將普魯蘭混入藥丸、膠囊、快速溶解的片劑、錠劑等中。這些藥物制劑形式在治療或預(yù)防低血糖癥中是特別有用的。對(duì)于低血糖癥的劑量變化很大，典型地為1-20g/劑量，更典型為5g/劑量。制備這種制劑形式的方法是現(xiàn)有技術(shù)中公知的。請(qǐng)讀者注意最新版的Remingtons Pharmaceutical Sciences來(lái)作為如何制備這種制劑形式的指導(dǎo)。
雖然普魯蘭可以作為簡(jiǎn)單實(shí)體來(lái)給藥，但典型的是混入食品中，并在就餐或點(diǎn)心期間被糖尿病患者來(lái)食用。如有需要，糖尿病患者可簡(jiǎn)單地改變他們正常食用的食物處方。他們可以簡(jiǎn)單地用相當(dāng)量的普魯蘭代替葡萄糖和其他快消化的碳水化合物。用普魯蘭來(lái)代替快消化糖將顯著降低食物的血糖指數(shù)。相似的策略可被視圖減肥的個(gè)體來(lái)利用，因?yàn)槠蒸斕m提供了葡萄糖的延長(zhǎng)釋放，并推遲了個(gè)體進(jìn)食另外熱量的要求。
雖然這種策略產(chǎn)生了具有遲鈍血糖反應(yīng)的食品，但也可產(chǎn)生相對(duì)乏味的飲食，許多個(gè)體發(fā)現(xiàn)這是令人不快的，因?yàn)槠蒸斕m是無(wú)味的。因此，在另一實(shí)施方案中，將普魯蘭混入飲料、方條狀食品、小甜餅等中，這些是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)來(lái)增強(qiáng)普魯蘭的適口性，從而增強(qiáng)患者/消費(fèi)者的接受度。
典型的是，將普魯蘭混入膳食代用飲料中，比如Glucerna、Ensure、ChoiceDM、Slim Fast、Pediasure、Glytrol、Resource、Diabetic等。也可將普魯蘭混入膳食代用方條形食品中，比如PowerBars、Glucernabars、Choice DMbars、Ensurebars和Boostbars等?？晒┻x擇的，可將普魯蘭混入果汁、碳酸飲料、瓶裝水等中。用來(lái)生產(chǎn)任何這種食品或飲料的方法對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。下面的討論旨在說(shuō)明這種糖尿病患者和減肥膳食代用品及其制備。
大多數(shù)膳食代用品(即方條狀食品或液體)提供了來(lái)自脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì)的熱量。這些產(chǎn)品也典型地含有維生素和礦物質(zhì)，因?yàn)樗鼈兌檫m合作為營(yíng)養(yǎng)唯一來(lái)源。雖然這些膳食代用品可作為營(yíng)養(yǎng)的唯一來(lái)源，但典型的是它們并非如此。個(gè)體消費(fèi)這些產(chǎn)品來(lái)代替一天一餐或兩餐，或者提供健康點(diǎn)心。本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品應(yīng)解釋為包括任何這些實(shí)施方案。
根據(jù)目標(biāo)患者人群(那糖尿病患者對(duì)非糖尿病患者，感官考慮，文化偏愛(ài)，用途，等等)，這些營(yíng)養(yǎng)成分的量可以改變很大。然而作為一種通用的、非限制性方針，本發(fā)明的膳食代用品可含有下面相對(duì)量的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物(基于總熱量的相對(duì)百分比)。
表2營(yíng)養(yǎng)配方成分范圍
*包括普魯蘭這些膳食代用品的新穎性在于普魯蘭來(lái)提供碳水化合物熱量的重要來(lái)源的用途。如上所指出的，碳水化合物提供了總熱量的大約25％-100％。應(yīng)將足夠的普魯蘭混入產(chǎn)品中，從而使普魯蘭占碳水化合物系統(tǒng)的至少5w/w％(在干重基礎(chǔ)上測(cè)定，即不溶解于液體中)。更典型的是，普魯蘭占碳水化合物系統(tǒng)的約5-約100w/w％。可供選擇地，普魯蘭應(yīng)提供總碳水化合物熱量的至少5％，并優(yōu)選為10-50％。
碳水化合物系統(tǒng)(即包括普魯蘭在內(nèi)的一種或多種碳水化合物)的剩余部分可以由任何適合人的碳水化合物系統(tǒng)來(lái)提供，并考慮到任何相關(guān)的飲食限制(即，如果打算給糖尿病患者食用的話(huà))。合適的可利用碳水化合物的實(shí)例包括淀粉、改性淀粉、水解玉米淀粉、麥芽糊精、葡萄糖聚合物、蔗糖、玉米糖漿干粉、葡萄糖、果糖、乳糖、高果糖玉米糖漿、果寡糖、蜂蜜、膳食纖維、糖醇(例如麥芽糖醇)。
已經(jīng)為糖尿病患者設(shè)計(jì)出專(zhuān)門(mén)的碳水化合物混合物，從而來(lái)幫助緩和他們的血糖水平。這種碳水化合物的實(shí)例已在Cashmere等人的美國(guó)專(zhuān)利4921877、Wibert等人的美國(guó)專(zhuān)利5776877、Audry等人的美國(guó)專(zhuān)利5292723和Laughlin等人的美國(guó)專(zhuān)利5470839中公開(kāi)，這些內(nèi)容全部引入作為參考。任何這些碳水化合物混合物可與普魯蘭一起使用，從而進(jìn)一步降低產(chǎn)品的血糖指數(shù)。
如有需要，也可將無(wú)吸收性碳水化合物混入碳水化合物系統(tǒng)中。這些無(wú)吸收性碳水化合物占碳水化合物系統(tǒng)的小于或等于約20wt/wt％，更典型地為小于或等于碳水化合物系統(tǒng)的約15wt/wt％。術(shù)語(yǔ)“無(wú)吸收性碳水化合物”指的是聚合程度大于約20和/或分子量大于約3600的碳水化合物部分，其對(duì)人上消化道中的內(nèi)消化具有抵抗性。無(wú)吸收性碳水化合物具有許多總膳食纖維的特征。然而，它們不能通過(guò)對(duì)纖維的AACC方法32-07來(lái)進(jìn)行定量，因而他們沒(méi)有包括在本發(fā)明的總膳食纖維值中。本發(fā)明的無(wú)吸收性碳水化合物來(lái)源的實(shí)例包括諸如Fibersol等化學(xué)改性淀粉、聚葡萄糖和菊糖。
典型地，碳水化合物系統(tǒng)也含有膳食纖維。膳食纖維的量可以有明顯的不同，但典型地在碳水化合物的3-20w/w％(基于干重量)。在此以及權(quán)利要求中所用的膳食纖維，應(yīng)理解為食物的下述全部成分其不能被人消化道中的內(nèi)源酶來(lái)分解成能吸收進(jìn)血流中的小分子。這些食物成分大多數(shù)是纖維素、半纖維素、果膠、膠、粘膠、木質(zhì)素。纖維在化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)上有顯著不同，因而其生理機(jī)能亦是如此。
纖維(或纖維系統(tǒng))的對(duì)生理機(jī)能有影響的性能是溶解性和可發(fā)酵性。考慮到溶解性，基于纖維在指定pH的緩沖液中溶解的能力，可將纖維分成可溶性和不溶性類(lèi)型。纖維源在其所含的可溶性和不溶性纖維的量上具有不同。此處和權(quán)利要求中所用的“可溶性”和“不溶性”膳食纖維通過(guò)美國(guó)谷類(lèi)化學(xué)家協(xié)會(huì)(AACC)方法32-07來(lái)決定。此處和權(quán)利要求中所用的“總膳食纖維”或“膳食纖維”應(yīng)理解為由AACC方法32-07測(cè)定的可溶性和不溶性纖維的總量，其中，以重量計(jì)，膳食纖維源的至少70％包括膳食纖維。此處和權(quán)利要求中所用的“可溶性”膳食纖維源是一種通過(guò)AACC方法32-07測(cè)出至少60％的膳食纖維是可溶性膳食纖維的纖維源，“不溶性”膳食纖維源是一種通過(guò)AACC方法32-07測(cè)出至少60％的總膳食纖維是可溶性膳食纖維的纖維源。
可溶性膳食纖維的代表是阿拉伯膠、羧甲基纖維素鈉、瓜爾膠、柑橘果膠、低和高甲氧基果膠、燕麥和大麥葡聚糖、角叉膠和車(chē)前子?，F(xiàn)有大量的可溶性膳食纖維的大量商業(yè)性來(lái)源。例如，阿拉伯膠、羧甲基纖維素鈉、瓜爾膠、果膠、低和高甲氧基果膠可由馬里蘭TIC GumsInc.of Belcamp供應(yīng)。燕麥和大麥葡聚糖可由內(nèi)布拉斯加州MountainLake Specialty Ingredients，Inc.of Omaha供應(yīng)。Psyllium可由新澤西州the Meer Corporation of North Bergen供應(yīng)，而角叉膠由賓夕法尼亞州FMC Corporation of Philadelphia供應(yīng)。
不溶性膳食纖維的代表是燕麥殼纖維、豌豆殼纖維、大豆殼纖維、大豆子葉纖維、糖用甜菜纖維、纖維素和玉米糠。現(xiàn)在也有大量的不溶性膳食纖維商業(yè)性來(lái)源。例如，玉米糠可由伊利諾斯州Quaker Oatsof Chicago供應(yīng)；燕麥殼纖維可由加拿大Canadian Harvest ofCambridge，Minnesota供應(yīng)；豌豆殼纖維可由加拿大Woodstone Foodsof Winnipeg供應(yīng)；大豆殼纖維和燕麥殼纖維可由馬里蘭Fibrad Groupof LaVale供應(yīng)；大豆子葉纖維可由密蘇里州Protein TechnologiesInternational of St.Louis供應(yīng)；糖用甜菜纖維可由明尼蘇達(dá)州Delta Fiber Foods of Minneapolis供應(yīng)；纖維素可由新澤西州JamesRiver Corp.of Saddle Brook供應(yīng)。
有關(guān)纖維素及其混入配方的更詳細(xì)討論可參見(jiàn)由Garl等人提出的美國(guó)專(zhuān)利No.5085883，該文在此引入作為參考。
除纖維素外，營(yíng)養(yǎng)品中也可含有不消化的寡糖，比如果寡糖(FOS)。不消化寡糖能被大腸中的厭氧微生物來(lái)快速和大量地發(fā)酵成短鏈脂肪酸。這些寡糖是大多數(shù)雙歧桿菌屬的優(yōu)選能量源，但其不能被諸如產(chǎn)氣莢膜梭菌、艱難梭菌或大腸桿菌等潛在致病性生物所利用。術(shù)語(yǔ)“不消化寡糖”指的是聚合程度小于或等于20和/或分子量小于或等于約3600的小碳水化合物部分，其對(duì)于人上消化道中的內(nèi)源消化具有抵抗性。
膳食代用品典型地也含有蛋白質(zhì)源。蛋白質(zhì)源可含有完整蛋白(intact protein)、水解蛋白、氨基酸或它們的一些組合?？稍跔I(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品中利用的蛋白質(zhì)包括任何適合人消費(fèi)的蛋白質(zhì)。這種蛋白質(zhì)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，并在制備這些產(chǎn)品時(shí)容易選擇出。合適的可利用的蛋白質(zhì)實(shí)例典型地包括酪蛋白，乳清，乳蛋白，大豆、豌豆、大米、玉米、水解蛋白及其混合物。商業(yè)性蛋白質(zhì)源是容易獲得的，并是該領(lǐng)域人員所知曉的。例如，酪蛋白酸鹽、乳清、水解酪蛋白酸鹽、水解乳清和乳蛋白可由加利福尼亞New Zealand Milk Products ofSanta Rosa供應(yīng)。大豆和水解大豆蛋白可由密蘇里州ProteinTechnologies International of Saint Louis供應(yīng)。豌豆蛋白可由俄亥俄州Feinkost Ingredients Company of Lodi供應(yīng)。大米蛋白可由加利福尼亞California Natural Products of Lathrop供應(yīng)。玉米蛋白可由EnerGenetics Inc.of Keokuk，lowa供應(yīng)。
本發(fā)明營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品的第三種成分是脂肪。本發(fā)明的脂肪源可以是任何適合人消費(fèi)的脂肪源或脂肪源的混合物。典型地，脂肪提供了所需水平的飽和、多不飽和以及單不飽和脂肪酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員能容易地計(jì)算出應(yīng)該往營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品中添加多少脂肪源，從而來(lái)提供所需水平的飽和、多不飽和以及單不飽和脂肪酸。食品級(jí)脂肪的實(shí)例在本領(lǐng)域是公知的，典型地包括大豆油、橄欖油、水產(chǎn)油、向日葵油、高油酸向日葵油、紅花籽油、高油酸紅花籽油、分餾椰子油、棉籽油、玉米油、菜籽油、棕櫚油、棕櫚核油、亞麻油、中鏈甘油三酯(MCT)及其混合物。如有需要，可將構(gòu)造油脂混入營(yíng)養(yǎng)品中。
上面所列的大量脂肪商業(yè)性來(lái)源是容易獲得的，并是本領(lǐng)域人員所知曉的。例如，大豆油和菜籽油可由伊利諾斯州Archer DanielsMidland of Decatur供應(yīng)。玉米油、椰子油、棕櫚油和棕櫚核油可由Premier Edible Oils Corporation of Portland，Organ供應(yīng)。分餾椰子油可由伊利諾斯州Henkel Corporation of LaGrange供應(yīng)。高油酸紅花籽油和高油酸向日葵油可由俄亥俄州SVO SpecialtyProducts of Eastlake供應(yīng)。水產(chǎn)油可由日本Mochida Internationalof Tokyo，Japan供應(yīng)。橄欖油可由英國(guó)Anglia Oils of NorthHumberside供應(yīng)。向日葵油和棉籽油可由明尼蘇達(dá)州Cargil ofMinneapolis供應(yīng)。紅花籽油可由加利福尼亞California OilsCorporation of Richmond供應(yīng)。構(gòu)造油脂可由Stepan Oils供應(yīng)，其在美國(guó)有辦事處，并可登陸www.stepan.com。
本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物典型地含有維生素和礦物質(zhì)。維生素和礦物質(zhì)被認(rèn)為在日常飲食中是必需的。本領(lǐng)域技術(shù)人員重視對(duì)某些維生素和礦物質(zhì)建立最低要求，而上述礦物質(zhì)對(duì)于正常生理機(jī)能而言被認(rèn)為是必要的。從業(yè)者也懂得需要合適附加量的維生素和礦物質(zhì)來(lái)提供到營(yíng)養(yǎng)組合物中，從而對(duì)這些組合物在加工和存儲(chǔ)期間的一些損失做出補(bǔ)償。另外，從業(yè)者懂得某些微量營(yíng)養(yǎng)素可能對(duì)患有糖尿病的人們有潛在益處，比如是鉻、肉堿、牛磺酸和維生素E，并且，由于2型糖尿病患者更高的周轉(zhuǎn)，對(duì)于某些微量營(yíng)養(yǎng)素而言可能存在更高的飲食要求，比如抗壞血酸。
對(duì)于用作營(yíng)養(yǎng)唯一來(lái)源的完全營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品而言，維生素和礦物質(zhì)系統(tǒng)的實(shí)例典型地在約350千卡-約5600千卡中含有下述物質(zhì)RDI的至少100％維生素A、B1、B2、B6、B12、C、D、E、K，β-胡蘿卜素，生物素，葉酸，泛酸，煙酸，膽堿；礦物質(zhì)鈣，鎂，鉀，鈉，磷和氯化物；痕量礦物質(zhì)鐵，鋅，錳，銅和碘；超痕量礦物質(zhì)鉻，鉬，硒；以及條件必需營(yíng)養(yǎng)物m-肌醇，肉堿和牛磺酸。
在營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品中用作營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑的維生素和礦物質(zhì)系統(tǒng)的實(shí)例，典型地在單份或在約50千卡-約800千卡中含有下述物質(zhì)RDI的至少25％維生素A、B1、B2、B6、B12、C、D、E、K，β-胡蘿卜素，生物素，葉酸，泛酸，煙酸，膽堿；礦物質(zhì)鈣，鎂，鉀，鈉，磷和氯化物；痕量礦物質(zhì)鐵，鋅，錳，銅和碘；超痕量礦物質(zhì)鉻，鉬，硒；以及條件必需營(yíng)養(yǎng)物m-肌醇，肉堿和?；撬?。
也可將人造甜味劑加入營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品中，從而來(lái)增強(qiáng)配方的感官質(zhì)量。合適的人造甜味劑的實(shí)例包括糖精、阿斯巴甜、乙?；前匪徕浐腿日崽?。本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品也可合意地包含調(diào)味劑和/或色素，從而給營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品提供吸引人的外觀(guān)和口服所能接受的口味。有用調(diào)味劑的實(shí)例典型地包括，例如，草莓、桃子、奶油山核桃、巧克力、香蕉、樹(shù)莓、柑桔、越桔和香子蘭。
本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)。對(duì)于液體膳食代用品，一般而言，制備油和纖維的混合物，其含有全部的油、任何乳化劑、纖維和脂溶性維生素。通過(guò)將碳水化合物與礦物質(zhì)一起以及與水中的蛋白質(zhì)混合，分別制備三種多漿體(碳水化合物和兩種蛋白質(zhì))。然后將漿體與油混合物一起混合。將所得混合物均質(zhì)、熱處理、用水溶性維生素標(biāo)準(zhǔn)化、增味，最終將該液體殺菌或干燥成粉?？晒┻x擇地，均質(zhì)的配制物可保持未稀釋?zhuān)⒆鳛椴级」嘌b入合適的容器中，或干燥從而形成粉。然后將產(chǎn)品包裝。典型地，該包裝為終端消費(fèi)者的使用(即，被糖尿病患者所食用，幫助減肥，等等)提供用法說(shuō)明。
固體營(yíng)養(yǎng)組合物，比如方條狀食品、小甜餅等，也可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)。例如，它們可通過(guò)本領(lǐng)域公知的冷擠出技術(shù)來(lái)生產(chǎn)。為制備這種組合物，典型的是將所用粉狀成分干混合在一起。這種組分典型地包括蛋白質(zhì)、維生素預(yù)混合物、某些碳水化合物等。然后一起混入脂溶性成分，并與上面粉狀預(yù)混合物一起混合。最終，將所有液體成分混合入該組合物，從而形成塑料樣的組合物或面團(tuán)。
上述方法旨在產(chǎn)生一種塑性體，其能在之后通過(guò)稱(chēng)為冷形成或擠出的步驟來(lái)成形、而不需要進(jìn)一步地物理或化學(xué)改變發(fā)生。在該方法中，塑性體在相對(duì)低壓下強(qiáng)制通過(guò)模具，從而給出所需的外形。然后在合適的位置將所得擠出物切分，從而產(chǎn)生所需重量的產(chǎn)品。如有需要，然后將固體產(chǎn)品涂覆，從而來(lái)增強(qiáng)適口性，并經(jīng)包裝用來(lái)配送。典型地，包裝給終端消費(fèi)者的使用(即，被糖尿病患者所食用，幫助減肥，等等)提供用法說(shuō)明。
本發(fā)明的固體營(yíng)養(yǎng)品也可通過(guò)焙烤應(yīng)用或加熱擠出來(lái)生產(chǎn)，從而制成谷類(lèi)食品、小甜餅和餅干。本領(lǐng)域有見(jiàn)識(shí)的人能夠選擇現(xiàn)有的許多生產(chǎn)方法來(lái)生產(chǎn)所需的最終產(chǎn)品。
如上所指出的，也可將普魯蘭混入果汁、非碳酸化的飲料、碳酸化飲料、風(fēng)味水(下文中統(tǒng)稱(chēng)為“飲料”)中。普魯蘭典型地占飲料總碳水化合物含量的10％-100％。生產(chǎn)這種飲料的方法是本領(lǐng)域所公知的。讀者的注意力指向美國(guó)專(zhuān)利NO.6176980和5792502，其內(nèi)容都在此引入作為參考。例如，將包括普魯蘭在內(nèi)的所有碳水化合物溶解于適量的水中。然后選擇性地加入調(diào)味劑、色素、維生素等。然后將該混合物巴氏殺菌、包裝并存儲(chǔ)直到出貨。
當(dāng)然，除本文中所述的方式外，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍下，本發(fā)明的實(shí)施方案可通過(guò)其他方式來(lái)實(shí)施。因此，當(dāng)前的實(shí)施方式在所有方面而言都被認(rèn)為是說(shuō)明性的，而并非限制性的，并且所有改變和等同也在本發(fā)明描述的范圍之內(nèi)。下面的非限制性實(shí)施例將進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例I篩選碳水化合物包含進(jìn)糖尿病患者飲食的適宜性的一個(gè)方法是測(cè)定它們被動(dòng)物或人的酶在體外消化模式下所消化的速度。該技術(shù)在本領(lǐng)域是公知的，并已被Muir和O′Dea在American Journal of ClinicalNutritional(1992)56123-127以及American Journal of ClinicalNutritional(1993)57540-546中加以說(shuō)明。最初在普魯蘭上實(shí)施該分析。通過(guò)在15psi和121℃下高壓滅菌10分鐘來(lái)對(duì)普魯蘭樣本進(jìn)行熱處理，從而來(lái)復(fù)制在食品生產(chǎn)中通常所用的條件。
獲得了下面的結(jié)果
表A普魯蘭的體外消化*
*可消化淀粉百分比，以成分重量的百分比表示，通過(guò)Muir和O′Dea的方法測(cè)定(α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶系統(tǒng)；1992)；體外培養(yǎng)15小時(shí)已經(jīng)顯示出與免受小腸中消化的淀粉的量相關(guān)(Muir和O′Dea1993)。時(shí)間0值表示樣本中游離葡萄糖百分?jǐn)?shù)。所有值都是兩個(gè)樣本的平均值。
令人驚奇地，我們發(fā)現(xiàn)普魯蘭是可消化的，這與現(xiàn)有技術(shù)相反。與未煮的玉米淀粉相似，普魯蘭顯示出慢速率的體外消化。然而，在煮熟后普魯蘭保持其慢的體外消化速度，而煮制則使玉米淀粉被快速消化。
實(shí)施例II基于實(shí)施例I所報(bào)道的令人驚奇的數(shù)據(jù)，用另外的不同分子量的普魯蘭樣本來(lái)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。出于對(duì)比的目的，也對(duì)葡萄糖進(jìn)行測(cè)試。文獻(xiàn)中所報(bào)道的玉米淀粉的數(shù)據(jù)見(jiàn)下面。
表B普魯蘭的體外淀粉消化(由Muir和O′Dea所述的方法)*
*值為兩次分析的平均值?？上矸郯俜直龋猿煞指晌镔|(zhì)的百分比表示，通過(guò)Muir和O′Dea的方法測(cè)定(α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶系統(tǒng)；1992)；體外培養(yǎng)15小時(shí)已經(jīng)顯示出與免受小腸中消化的淀粉的量相關(guān)(Muir和O′Dea 1993)。時(shí)間0值表示樣本中游離葡萄糖百分?jǐn)?shù)。C＝煮熟。PF20＝食品級(jí)普魯蘭，MW為200,000。PI20＝藥品普魯蘭，MW為200,000。
作為對(duì)照，對(duì)葡萄糖進(jìn)行測(cè)試，并產(chǎn)生了預(yù)期的結(jié)果。不同級(jí)別的普魯蘭充當(dāng)了慢消化碳水化合物。
實(shí)施例III本實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明了用普魯蘭所作的體外工作。
表C普魯蘭體外淀粉消化(由Muir和O′Dea所述的方法)*
*來(lái)自Sigma的生玉米淀粉的歷史數(shù)據(jù)。可消化淀粉百分比，以成分干物質(zhì)的百分比表示，通過(guò)Muir和O′Dea的方法測(cè)定(α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶系統(tǒng)；1992)；體外培養(yǎng)15小時(shí)已經(jīng)顯示出與免受小腸中消化的淀粉的量相關(guān)(Muir和O′Dea 1993)。時(shí)間0值表示樣本中游離葡萄糖百分?jǐn)?shù)。C＝煮熟。對(duì)于葡萄糖和普魯蘭的值是三次分析的平均。PA＝普魯蘭，MW為6010。PB＝普魯蘭，MW為13900。PC＝普魯蘭，MW為49200。PF10＝食品級(jí)普魯蘭，MW為100,000。
不同分子量的普魯蘭都以慢的速度被消化，因而在食品中是有功效的。
實(shí)施例IV下面的實(shí)施例說(shuō)明了普魯蘭在2型糖尿病(胰島素抵抗力)的動(dòng)物模型中作為慢消化碳水化合物的功能。
本實(shí)驗(yàn)的目的是對(duì)給予普魯蘭與麥芽糊精的雄性Zucker肥胖fa/fa大鼠的餐后血糖反應(yīng)進(jìn)行比較。從Harlan Sprague Dawley，Inc.(Indianapolis，IN)處獲得20只5周齡的雄性Zucker肥胖fa/fa大鼠。將大鼠單個(gè)養(yǎng)于干草墊上的懸掛naglene籠中(Sani-Chips，HarlanTeklad)，并隨意給與水和鼠食(丸狀；8640Harlan Teklad 22/5RodentDiet；HarlanTeklad，Madison，WI)。將圈養(yǎng)設(shè)施保持在19-23℃，30-70％的相對(duì)濕度，并且12小時(shí)光-黑循環(huán)。將大鼠每周觸摸4-5次，并在本實(shí)驗(yàn)前觸摸3周，從而使其適應(yīng)本實(shí)驗(yàn)中人的觸摸。另外，為膳食耐量測(cè)試，訓(xùn)練大鼠通過(guò)注射器來(lái)口服液體碳水化合物溶液。動(dòng)物使用方案由俄亥俄州立大學(xué)動(dòng)物保護(hù)委員會(huì)(The Ohio StateUniversity Animal Care Committee)審查并批準(zhǔn)。
對(duì)照測(cè)試是以～0.9g/kg體重來(lái)使用麥芽糊精(Lodex15；Cerestar USA Inc.，Hammond，IN)。在給予之前用水將Lodex配制成25％(重量/體積)的溶液(總體積10ml)。相似地，制備25％(重量/重量)普魯蘭(Sigma，St.Louis，MO)溶液(總重量14g)。測(cè)試之前2小時(shí)，兩者處理都在微波的高檔下加熱30秒，從而使碳水化合物完全溶解。
在對(duì)比設(shè)計(jì)中對(duì)兩種飲食處理進(jìn)行評(píng)價(jià)(每一處理為10只大鼠)。測(cè)試時(shí)，大鼠秤重為275±5.5g(平均值±SEM)，年齡為8周。在16小時(shí)的過(guò)夜禁食之后，對(duì)大鼠進(jìn)行膳食耐量測(cè)試。將大鼠隨機(jī)每口(1ml)給予兩種飲食處理中的一種。所有大鼠在10分鐘內(nèi)食用該食物。在基線(xiàn)和餐后30、60、90、120以及180分鐘收集血樣用于葡萄糖分析(PrecisionG；Medisense，Bedford，MA)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)中大鼠可任意喝水。
通過(guò)尾靜脈來(lái)收集血樣，立即將大約5μl血直接轉(zhuǎn)移到PrecisionG血糖測(cè)試條上，并對(duì)血糖濃度進(jìn)行分析。使用全血，然而，PrecisionG儀器校正了葡萄糖檢測(cè)量，并以mg葡萄糖/dl血漿給出數(shù)據(jù)。
結(jié)果給予麥芽糊精或普魯蘭的雄性Zucker肥胖fa/fa大鼠的餐后血糖反應(yīng)見(jiàn)圖1。從基線(xiàn)開(kāi)始血糖的增長(zhǎng)變化見(jiàn)圖2?；A(chǔ)血糖值是不同的(麥芽糊精與普魯蘭，分別為116±5與115±5)。給予普魯蘭的大鼠在餐后30分鐘時(shí)從基線(xiàn)開(kāi)始的血糖增長(zhǎng)變化下降了45％(P＜0.01)(圖2)。計(jì)算曲線(xiàn)下面積(AUC)(Wolever and Jenkins，血糖指數(shù)在預(yù)測(cè)混和進(jìn)食的血糖反應(yīng)中的應(yīng)用，Am.J.Clin.Nutr.1986，43，167-172.)，并發(fā)現(xiàn)給予普魯蘭的大鼠出現(xiàn)降低(P＜0.05)(麥芽糊精與普魯蘭的3小時(shí)AUC分別為4812+581與2889+486)。
實(shí)施例V主要目的是測(cè)定非糖尿病健康成人對(duì)于普魯蘭和麥芽糊精的餐后血糖反應(yīng)。
在本研究中招收36個(gè)健康成人受試者，其都達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。28個(gè)受試者完成本方案。本實(shí)驗(yàn)遵從雙盲、兩時(shí)期、兩處理、并在處理間用最少4天清除的交叉設(shè)計(jì)。受試者在14天內(nèi)返回，并以適當(dāng)?shù)慕徊嫣幚韥?lái)作重復(fù)分析。用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的隨機(jī)分配，將受試者隨機(jī)打亂成相等人數(shù)，從而來(lái)研究次序。
在每次測(cè)試前3天每天讓達(dá)到合格要求的受試者食用高碳水化合物食物(每天超過(guò)150g碳水化合物)。在飲食日記中記錄每個(gè)受試者的食物攝入，以估計(jì)碳水化合物的消耗。在膳食葡萄糖耐量測(cè)試前的晚上，受試者食用低殘留物的晚餐，其由8液量盎司(237ml)罐的巧克力EnsurePlus以及另外的EnsureNutrition and Energy Bars所組成，從而來(lái)提供每一受試者的個(gè)人日常熱量需求的大約1/3，所述個(gè)人日常熱量需求通過(guò)Harris-Benedict等式來(lái)估計(jì)(Harris andBenedict，人基礎(chǔ)代謝的生物統(tǒng)計(jì)研究；Carnegie InstituteWashington，D.C，p.227(Pub1.No.279)，1919)、并乘以1.3的活性因子。在測(cè)試前，受試者禁食過(guò)夜(10-16小時(shí))。在禁食期間，受試者只允許喝水。禁止吸煙。在膳食葡萄糖耐量測(cè)試前24小時(shí)內(nèi)受試者不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
過(guò)夜禁食之后的早上，受試者來(lái)到測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，并在基線(xiàn)血樣收集之前放松至少30分鐘。在膳食葡萄糖耐量測(cè)試之前立即通過(guò)指刺來(lái)獲得血液(自己實(shí)施，除非受試者有另外的要求，使用消毒過(guò)的氣割設(shè)備)。然后在10分鐘時(shí)間內(nèi)食用合適的測(cè)試產(chǎn)品，在通過(guò)自己實(shí)施指刺的膳食葡萄糖耐量測(cè)試期間，在餐后15、30、45、60、90、120、150和180分鐘(每個(gè)時(shí)間點(diǎn)±5分鐘)收集另外的血樣。用YSI分析儀(YSI 2700型Select Biochemistry Analyzer，Yellow SpringsInstruments，Yellow Springs，OH)來(lái)對(duì)毛細(xì)管血糖進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)Wolever等人來(lái)計(jì)算葡萄糖曲線(xiàn)下增加面積(血糖指數(shù)方法論和臨床應(yīng)用，Amer.J.Clin.Nutr.1991，54，846-845)。在測(cè)試之后的48小時(shí)間，受試者記錄下藥物處理和個(gè)人腸胃耐量數(shù)據(jù)。
在研究調(diào)查之前做連續(xù)3天的飲食記錄。受試者登記下所有在此期間所消化的食物和液體的量和類(lèi)型。關(guān)于每一受試者一套3天飲食記錄的完成，調(diào)查者或協(xié)調(diào)者審查飲食記錄，從而來(lái)確保1)記錄下每一食物的最精確份量，和2)記錄下足夠的信息，以便來(lái)估計(jì)3天期間碳水化合物攝入的日常量(＞日常所需的150克)給予受試者商業(yè)上的Ensure產(chǎn)品來(lái)作為先前調(diào)查的上述調(diào)查1和調(diào)查2之前的晚餐。詢(xún)問(wèn)受試者關(guān)于對(duì)這些晚餐的順應(yīng)性，并將其記錄在案例報(bào)告表上。在調(diào)查1和調(diào)查2中研究人員見(jiàn)證了膳食葡萄糖耐量測(cè)試期間每一受試者的研究產(chǎn)品攝入。受試者在10分鐘內(nèi)全部消化了該研究產(chǎn)品，并在案例報(bào)告表記錄下順應(yīng)性。
受試者招自不同的人群，包括先前的研究受試者和其他來(lái)自普通人群的個(gè)人。符合研究參與的受試者需滿(mǎn)足下面的標(biāo)準(zhǔn)。研究招募的合格標(biāo)準(zhǔn)包括受試者為18-75歲；男性，或者產(chǎn)后至少6個(gè)月且沒(méi)有泌乳的未孕女性；當(dāng)前沒(méi)有接受口服避孕藥或口服激素取代療法；體質(zhì)指數(shù)(BMI)為20-28kg/m2，受試者沒(méi)有糖尿病或葡萄糖不耐癥(篩選毛細(xì)管血糖＜110mg/dL)；沒(méi)有活性代謝或腸胃疾病，這些可能干擾營(yíng)養(yǎng)吸收、輸送、新陳代謝或排泄；并且沒(méi)有已知的食物敏感癥；在最近3個(gè)月內(nèi)沒(méi)有過(guò)感染(要求藥物治療或住院治療)、手術(shù)或皮質(zhì)類(lèi)固醇治療，或者在最近3個(gè)星期沒(méi)有使用過(guò)抗生素；沒(méi)有進(jìn)行日常藥物治療(例如醋氨酚、水楊酸鹽、利尿劑等)，這些將會(huì)干擾營(yíng)養(yǎng)吸收、新陳代謝、排泄或胃運(yùn)動(dòng)；不吸煙；并且，在先前到本研究中任何參與期間，在告知同意的表格上自愿署名并親自注上日期。
在任何研究參與前，當(dāng)履行進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)和獲得受試者或?qū)ο蠓ǘù砣说耐夂螅ㄟ^(guò)使用預(yù)期產(chǎn)生的隨機(jī)化計(jì)劃來(lái)實(shí)施處理分配。受試者以隨機(jī)次序接受兩個(gè)研究產(chǎn)品。在膳食葡萄糖耐量測(cè)試之前3天，受試者必須每天食用至少150g碳水化合物，之前的晚上食用其低殘留物餐，之前24小時(shí)禁止鍛煉，之前10-16小時(shí)禁食。如果受試者不能在測(cè)試之前堅(jiān)持這些指導(dǎo)，他/她返回進(jìn)行另一個(gè)研究日程。研究人員負(fù)責(zé)分配和分發(fā)該研究產(chǎn)品。
受試者以隨機(jī)次序來(lái)接受兩種產(chǎn)品。本實(shí)驗(yàn)中評(píng)價(jià)的兩種處理是1)麥芽糊精和2)普魯蘭。麥芽糊精是部分水解的玉米淀粉，其是許多加工食物中的普通成分，并普遍被認(rèn)為是安全的(GRAS；21CFR184.1444)。普魯蘭是一種淀粉樣食物成分，其已經(jīng)被用作食用膠，作為豆腐、火腿和香腸的組織形成劑，作為調(diào)味劑的基質(zhì)，和作為經(jīng)微膠囊化保護(hù)味道的工具以及作為食物膜(Kimoto等人，新淀粉普魯蘭的安全性研究在大鼠中的慢性毒性以及細(xì)菌誘變性。Food andChemical Toxicology 1997，35，323-329)。這些碳水化合物被混入果汁樣的飲料中(～25g每250ml)，并經(jīng)調(diào)味從而來(lái)增強(qiáng)適口性。所述產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)譜的詳述見(jiàn)下表。
表D研究產(chǎn)品的組成
受試者在每一膳食葡萄糖耐量測(cè)試中食用2-8液量盎司份的產(chǎn)品，上述測(cè)試提供總共50g的碳水化合物。
表E成分列表
該研究由兩個(gè)處理期(調(diào)查1和調(diào)查2)組成，在研究調(diào)查之間具有至少4天并且最佳為最大14天的清除期，對(duì)于每一膳食葡萄糖耐量測(cè)試，受試者食用2份(～8液量盎司/份)的研究產(chǎn)品，其提供了50g的碳水化合物。在每一處理調(diào)查期間，在每天的相近時(shí)間食用該研究產(chǎn)品。
這是一個(gè)在單一點(diǎn)實(shí)施的隨機(jī)、雙盲、兩時(shí)期、兩處理的交叉研究。將至少26個(gè)受試者(每一處理次序?yàn)?3)隨機(jī)化來(lái)獲得26個(gè)受試者的第一變量的整套(時(shí)期1和2)值。在這些有價(jià)值的受試者數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)意圖(二次數(shù)據(jù)所有隨機(jī)化的受試者)上完成統(tǒng)計(jì)分析和總結(jié)。缺少的數(shù)據(jù)不作追究，而對(duì)于在一或多個(gè)時(shí)期丟失變量數(shù)據(jù)的受試者，則不包括于該變量的分析中。沒(méi)有過(guò)渡分析。
在每一兩時(shí)期交叉分析中實(shí)施下述兩個(gè)步驟首先是次序效應(yīng)的測(cè)試，a)使用雙側(cè)t檢驗(yàn)或者(如果非正態(tài))雙側(cè)Wilcoxon Rank Sum檢驗(yàn)，來(lái)比較兩個(gè)處理次序的值、兩個(gè)時(shí)期的總和；其次是處理效應(yīng)的測(cè)試，a)如果次序效應(yīng)不顯著(p≥0.10)，則使用雙側(cè)t檢驗(yàn)或者(如果非正態(tài))雙側(cè)Wilcoxon Rank Sum檢驗(yàn)，來(lái)比較兩個(gè)處理次序兩個(gè)時(shí)期的值和差異，b)如果次序效應(yīng)顯著(p＜0.10)，則通過(guò)雙側(cè)t檢驗(yàn)或者(如果非正態(tài))雙側(cè)Wilcoxon Rank Sum檢驗(yàn)，僅使用第一時(shí)期數(shù)據(jù)來(lái)比較兩個(gè)處理。
當(dāng)且僅當(dāng)分析的p值小于0.05時(shí)，宣布結(jié)果(除次序效應(yīng)外)在統(tǒng)計(jì)上是顯著的。
結(jié)果給予麥芽糊精(對(duì)照)或普魯蘭的健康受試者的餐后血糖反應(yīng)見(jiàn)圖4。在餐后3小時(shí)期間，普魯蘭引起了血糖在基線(xiàn)(禁食)水平上的上升。如果按照現(xiàn)有技術(shù)那樣分類(lèi)，即普魯蘭對(duì)于消化具有抵抗性，則不能預(yù)料到餐后血糖上升。以圖3為例，其顯示了給予不消化多糖、聚葡萄糖的糖尿病患者受試者在餐后血糖濃度上的最小改變。
在3小時(shí)膳食葡萄糖耐量測(cè)試期間普魯蘭被緩慢消化，這可與麥芽糊精(一種快消化的淀粉)相比，從減小的早期相位偏移以及延遲相位偏移的保持中得以印證。對(duì)于給予普魯蘭的受試者而言，葡萄糖曲線(xiàn)下的面積增量更低(P＜0.01)(麥芽糊精和普魯蘭分別為268±15.6與135±11.6mmol.min/L)。
權(quán)利要求
1.一種在糖尿病患者中產(chǎn)生遲鈍血糖反應(yīng)的方法，其包括給予所述糖尿病患者足量的普魯蘭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述普魯蘭包含于膳食代用品中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述普魯蘭占所述產(chǎn)品中所含總碳水化合物的至少5w/w％，該值在干重基礎(chǔ)上測(cè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，所述膳食代用品是方條狀食品或飲料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述膳食代用品含有a)提供總熱量的約10-約35％的蛋白質(zhì)源b)提供總熱量的約10-約50％的脂肪源，和；c)提供總熱量的約25-約80％的碳水化合物系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，普魯蘭占所述產(chǎn)品中總碳水化合物的至少5w/w％。
7.一種為糖尿病患者提供營(yíng)養(yǎng)的方法，其包括給予所述糖尿病患者有效量的普魯蘭。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述普魯蘭包含于膳食代用品中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述普魯蘭占所述產(chǎn)品中所含總碳水化合物的至少5w/w％，該值在干重基礎(chǔ)上測(cè)定。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述膳食代用品是方條狀食品或飲料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，所述膳食代用品含有a)提供總熱量的約10-約35％的蛋白質(zhì)源b)提供總熱量的約10-約50％的脂肪源，和；c)提供總熱量的約25-約80％的碳水化合物系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，普魯蘭占所述產(chǎn)品中總碳水化合物的至少5w/w％。
13.一種幫助糖尿病患者控制血糖水平的方法，其包括給予所述患者有效量的普魯蘭。
14.一種提供葡萄糖緩釋的方法，其包括給予需要的糖尿病患者足量的普魯蘭。
15.一種使人產(chǎn)生飽腹感的方法，其包括給予所述人足量的普魯蘭。
16.一種在減肥計(jì)劃中幫助人的方法，其包括給予所述人足量的普魯蘭。
17.一種促進(jìn)人減肥的方法，其包括給予所述人足量的普魯蘭。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，所述普魯蘭包含于膳食代用品中。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中，所述普魯蘭占所述產(chǎn)品中所含總碳水化合物的至少5w/w％，該值在干重基礎(chǔ)上測(cè)定。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中，所述膳食代用品是方條狀食品或飲料。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中，所述膳食代用品含有a)提供總熱量的約10-約35％的蛋白質(zhì)源b)提供總熱量的約10-約50％的脂肪源，和；c)提供總熱量的約25-約80％的碳水化合物系統(tǒng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中，普魯蘭占所述產(chǎn)品中總碳水化合物的至少5w/w％。
23.一種防止糖尿病患者低血糖癥的方法，其包括給予所述糖尿病患者足量的普魯蘭。
24.一種膳食代用品，其含有a)蛋白質(zhì)源；b)脂肪源，和；c)碳水化合物系統(tǒng)，其包括至少一種慢消化碳水化合物，所述慢消化碳水化合物選自于由普魯蘭組成的組。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的膳食代用品，其中，所述產(chǎn)品含有a)提供總熱量的約10-約35％的蛋白質(zhì)源b)提供總熱量的約10-約50％的脂肪源，和；c)提供總熱量的約25-約80％的碳水化合物系統(tǒng)，其中，所述普魯蘭的含量為總碳水化合物的至少5w/w％，該值在干重基礎(chǔ)上測(cè)定。
26.一種制品，其包括經(jīng)包裝的膳食代用品，其中，所述代用品含有普魯蘭，并且，所述制品帶有表明內(nèi)容物應(yīng)被糖尿病患者食用的標(biāo)簽。
27.一種制品，其包括經(jīng)包裝的膳食代用品，其中，所述代用品含有普魯蘭，并且，所述制品帶有表明內(nèi)容物應(yīng)被試圖減肥的人食用的標(biāo)簽。
全文摘要
本發(fā)明涉及普魯蘭作為慢消化碳水化合物的用途，以及將其混入食品，尤其是飲料和膳食代用品。
文檔編號(hào)A23L1/30GK1708236SQ03813474
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2003年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月12日
發(fā)明者B·W·沃爾夫 申請(qǐng)人:艾博特公司