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KR20080068642A - 무기질 영양소를 제공하기 위한 식품 첨가물 - Google Patents

무기질 영양소를 제공하기 위한 식품 첨가물 Download PDF

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Publication number
KR20080068642A
KR20080068642A KR1020087006938A KR20087006938A KR20080068642A KR 20080068642 A KR20080068642 A KR 20080068642A KR 1020087006938 A KR1020087006938 A KR 1020087006938A KR 20087006938 A KR20087006938 A KR 20087006938A KR 20080068642 A KR20080068642 A KR 20080068642A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acid
food additive
calcium
food
magnesium
Prior art date
Application number
KR1020087006938A
Other languages
English (en)
Inventor
조브스트 라흐르쏘우
Original Assignee
메데러 쉬쓰바렌베르트리에브스 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 메데러 쉬쓰바렌베르트리에브스 게엠베하 filed Critical 메데러 쉬쓰바렌베르트리에브스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 무기질 성분을 인간 대사에 공급하기 위한 농축된 첨가물로서의 식품 첨가물에 관한 것이다. 무기질 성분은 이온화 형태의 염-수화물 용해물의 구성성분이며 염-수화물 용해물은 염-물-시스템고, 물 함량은 대부분의 수화된 이온의 배위수에 상응한다.
무기질, 식품 첨가물, 치아, 칼슘

Description

무기질 영양소를 제공하기 위한 식품 첨가물{FOOD ADDITIVE FOR SUPPLYING MINERAL SUBSTANCES}
본 발명은 인간의 신진대사에 무기질 영양소를 제공하기 위한 식품 첨가물에 관한 것이다.
신체에서 무기질 영양소는 존재적으로 요구되는 비-유기 영양소이다. 생물 스스로가 이 영양소를 생산할 수 없으므로 무기질 영양소는 인간이 섭취하는 음식으로 공급되어야 한다. 그러나 비타민과 같이 무기질 영양소는 에너지 공급원은 아니며 이는 무기질 영양소가 에너지 대사에 기본적으로 관련되어 있지 않음을 의미한다.
대부분의 무기질 영양소는 소위 구성 또는 조절 물질이다. 구성 물질은 칼슘, 인 및 마그네슘을 포함하고 조절 물질은 요오드, 나트륨, 칼륨, 철 및 염소를 포함한다. 단지 몇몇 무기질만이 이러한 두 특성을 다 나타낸다. 예를 들어 인은 뼈 및 치아를 구성하는 동시에 산성/염기성 균형을 조절한다.
인간 생물에서 무기질 영양소는 많은 기능에 있어 필수불가결한 성분이다. 뼈, 치아 및 근육과 같은 신체 구성물질의 발달을 위해 무기질 영양소는 힘과 탄성을 제공한다. 체액의 본질적인 필수 특성은 전해질로서 용해된 무기질 영양소에 의 해 영향을 받는다. 이는 예를 들어 삼투압을 유지시키는 것을 포함한다.
무기질 영양소는 또한 신체의 유기 화합물의 필수 성분이다. 요오드는 티로이드 호르몬의 성분이다. 코발트는 비타민 B12에 포함되며, 혈색제(blood coloring agent) 헤모글로빈은 철을 필요로 한다.
독일 영양학 협회(Deutsche Gesellschaft fur Ernahrung)의 권고를 바탕으로 연령 및 성별에 따라 어린이 및 성인은 하루에 적어도 1000 내지 1200mg의 칼슘, 700 내지 1250mg의 인, 350 내지 400mg의 마그네슘, 12 내지 15mg의 철, 150 내지 200mg의 요오드, 7 내지 10mg의 아연 및 미량원소라고 불리는 소량의 다른 무기질 영양소가 필요하다. 인간 생물은 수천 세대에 걸친 발달 과정으로 적어도 2/3의 식물 성분으로 구성된 식단에 적응되었다. 독일의 뮌헨 기술 대학의 K. Gedrich 및 G. Karg에 의한 현재 연구에서 독일에서의 실제 식단이 충분한 무기질 공급에 의해 최적화된 영양분으로부터 완전히 벗어나 있음을 밝혔다. 권고량에 비해 과일 및 야채의 실재 소비량은 절반으로 감소하였으며 곡물 생산품 및 감자는 2/3 감소하였다. 여성에 있어서 야채의 소비량은 심지어 1/3으로 감소한 반면 고기, 어류 및 달걀의 소비는 권고량보다 1.3배 증가하였다. 주방에서의 가공 또는 산업 가공 과정에 의해 제조된 음식물이 위치를 차지하기 시작하였다. 이러한 방법은 때때로 상당한 무기질 영양소 및 미량원소의 감소를 유도한다. 이는 무기질 영양소를 갖는 집단의 평균 공급에서의 확실한 감소를 야기한다.
상기 언급한 결핍을 치료하기 위한 많은 식품 첨가물이 본 분야에 공지되었다. 그러나 이들은 많은 단점을 가지고 있다. 특허 문헌 DE 103 49 050 A1에 따르 면 결합가능한 칼슘 및 인산염은 과일향 구미 사탕, 젤라틴 제품 또는 그외 사탕과 같은 음식물 내로 유입될 수 있다. 무기질 영양소 함유 첨가물의 권고량이 첨가되었을 때 제조 과정 동안 결정 생성이 촉진되고 허용되지 않는 방식으로 제품이 오염되는 문제점이 있다. 결정이 더 이상 생성되지 않는 양의 농도로 혼합물을 증발시킨다면 무기질 영양소 함량은 요구하는 효과가 거의 무의미한 수준까지 떨어질 정도로 감소한다.
상기 언급한 방법에서 요구하지 않는 결정화의 문제는 특성화된 화합물 또는 혼합물로부터의 반응성 칼슘 공여체를 사용하는 방법으로 감소시킬 수 있으며 다른 정도의 칼슘 복합체형성을 갖는 산을 추가적으로 첨가할 수 있다. 그러나 이는 용액에서 과도하게 높은 수분 함량은 달성가능한 칼슘 농도를 제한하므로 유효성을 무의미한 정도까지 감소시키는 단점이 있다.
대안으로 미국 특허 번호 제4,097,935호에서 Jarcho에 의해 기술된 용액이 제안되었다. 그는 함수제로서 히드록시 인회석의 과포화 용액을 제안하였다. 여기에서 마찬가지로 요구되는 효과는 단지 극단적으로 연장되고 비사실적으로 빈번한 헹굼으로 달성할 수 있을 정도로 달성가능한 농도가 매우 낮다.
미국 특허 번호 제4,080,440호에서 Digiulio는 낮은 pH에서 칼슘 및 인산염의 준안정 용액을 기술하였다. 작용의 예상되는 메카니즘은 pH에서 증가한 후 칼슘 및 인산염은 특히 촉매적으로 작용하는 불소 이온과 함께 치아 에나멜의 탈무기화된 세공에 침전되는 것이다. 의도되는 효과 및 조직 손상이 발생하기 전에 낮은 pH에 의해 치아 에나멜이 미리 탈무기화되는 위험이 있다.
미국 특허 번호 제4,606,912호에서 Rudy는 칼슘 이온 소스 및 칼슘 이온에 대한 킬레이트제를 갖는 수용액의 사용을 나타내었다. 그러나 킬레이트제를 조절하기가 어렵기 때문에 실용적이지 못한 방법이다.
다른 변이물에서 Tung(미국 특허 번호 제5460,803호뿐만 아니라 제5,037,639호 및 제5,268,167호 및 제5,437,857호)은 칼슘염, 인산염 및 탄산염을 포함하는 분말을 제안하였다. 침에서 용해된 후에 이 분말은 무정형 칼슘 인산염을 촉진시킨다. 그러나 이의 안정성이 문제가 있다.
대체로 치아 에나멜의 재무기화작용(remineralization)의 예가 무기질 영양소의 공급을 위한 첨가제의 상당한 문제점이 해결되지 않았음을 증명한다. 검토된 예에서 가장 중대한 세 가지 문제점은 다음과 같다.
- 실제로 달성되는 칼슘 이온 및 인산염 이온의 농도가 효과적인 작용을 하기엔 너무 적음, 또는
- 용액에서 수분이 너무 많아 매우 효과적이지 못함, 또는
- pH가 4.5의 생리학적 pH로부터 상당히 벗어나 있어 목, 식도, 위 및 소화관의 점막을 손상시키고 및/또는 음식물로 가공하는 것을 매우 어렵게 만듬.
본 발명은 쉽게 용해가능한 형태의 무기질 영양소를 포함하는 식품 첨가물을 생성하여 무기질 영양소 및 미량원소를 적절하게 공급하는 것을 목적으로 한다.fa
이러한 목적은 무기질 영양소가 이온화된 형태의 염수화물 용해물의 성분인 방식으로 달성되었으며 여기에서 염수화물 용해물은 염-물-시스템이고 이의 물 함량은 대부분의 수화된 이온의 배위수에 상응한다.
배위수가 이온 주위의 가장 근접한 주위 이온의 수이며 수화는 이온에 H2O가 부착되는 것임이 알려져 있다.
본 발명의 식품 첨가물은 많은 장점을 갖는다. 이러한 원칙에 기초하여 인간 생물에서 필요로 하는 거의 모든 무기질 영양소 및 미량 원소를 특히 생물에 의해 특히 쉽게 처리될 수 있는 이온화 형태로 공급할 수 있다. 음식물의 생성에서 가장 중요한 이점은 무정형으로 고형화된 형태의 염수화물 용해물은 불안정화되는 것 없이 연장된 기간 동안 저장할 수 있다는 것이며 이는 적은 양의 물을 첨가하거나 및/또는 온도를 바꿔서 특정 식품의 생산과정에서 점성을 쉽게 조절할 수 있다. 두 파라미터가 점성을 조절하는 것을 가능하게 하기 때문에 특정한 온도를 갖는 과정 또는 점성이 결정적인 과정에 적용시키는 것이 문제가 되지 않는다.
다른 식품과 본 발명의 식품 첨가물을 결합시에 글루콘산, 락트산, 시트르산, 아세트산, 말산, 푸마르산, 발레르산, 아스코르브산, 시스테인, 글루타르산 또는 식품에 적합한 다른 산성화제와 같은 많은 유기산뿐만 아니라 이들의 염을 생산에 사용할 수 있는 것이 유리하다. 본 발명의 변이된 형태로, 무기산 라디칼, 즉 염화물, 황산염, 인산염, 플루오르화물, 탄산염 또는 이의 부분적으로 에스테르화된 유도체를 사용할 수 있는 것이 또한 유용하다. 이는 무기산 라디칼, 예를 들어 염화물을 갖는 염의 경우에, 산성 라디칼이 낮은 분자량을 나타내는 장점을 갖게 한다. 그러므로, 완성된 제품에서 매우 높은 중량 퍼센트의 양이온을 달성하는 것이 가능하다. 염화물을 사용함에 의해, 예를 들어 최종 제품의 양이온의 중량 퍼센트가 점성을 유지함과 동시에 눈에 띌 만큼 증가할 수 있다. 완성된 제품의 총 중량에서 양이온의 최대 중량 퍼센트는 분자량 및 음이온 원자가에 의해 대부분 결정된다. 다른 최대 이론적 양이온 퍼센트는 염 혼합물의 조성에 따른다. 분자량 M1, M2 및 M3을 갖는 세 염 CaA1, CaA2 및 CaA3가 분자 퍼센트 x1, x2 및 x3(x1+x2+x3=1)로 혼합될 경우, Ca의 최대 몰 함량은 다음과 같다:
Camax . = 1/(x1 * M1+ x2 * M2+ x3 * M3)
본 발명의 산물은 상기 식에 따라 계산된 최대 가능한 무기물-영양소 함량의 10% 내지 95%의 무기질 영양소 함량으로 생성되고 가공되었다. 물 함량을 약간 변형시킴에 의해 점성은 넓은 범위 내에서 변화될 수 있다.
염수화물 용해물의 요구되는 pH를 적합한 첨가물을 선택함에 의해 미리 결정할 수 있다는 것이 유용하다. 대략 6.5 내지 7의 생리학적 범위의 음식물에서 무기산 및 유기산의 염을 갖는 용해물이 적합하다. 낮은(산성) pH를 갖는 음식물에서, 과량의 산을 갖는 염수화물 용해물이 생성될 수 있다. 이들은 신 음식이나 사탕의 첨가물로서 적당하다. 산성 염수화물 용해물은 심지어 무기질 영양소와 딱딱한 사탕의 당 용해물의 혼합을 가능하게 하며 마찬가지로 젤라틴 및 그외 증점제로 만들어진 씹을 수 있는 화합물이 무기질 영양소의 첨가로 개선될 수 있다.
생리학적으로 중성인 용해물의 예는 다음과 같다. 칼슘 락테이트 및 칼슘 글루코네이트 또는 마그네슘 락테이트에 의해 연장된다. 칼슘을 갖는 산성 용해물을 제공하기 위해 칼슘 락테이트를 글루콘산으로 산성화시킬 수 있다. 식품의 원하는 향에 따라 말산 또는 시트르산을 첨가하거나 다른 승인된 산화제뿐만 아니라 시트르산과 함께 말산을 첨가할 수 있다. 마그네슘을 제공하기 위해 글루콘산 및 칼슘 락테이트의 용해물을 예를 들어 아세트산, 글루콘산, 락트산 또는 염산의 마그네슘염으로 보강하였다. 실례로는 과일향 구미 사탕과 같은 신맛의 씹을 수 있는 화합물이 있으며 여기에서 염수화물 용해물은 칼슘 시트레이트뿐만 아니라 칼슘 글루코네이트, 킬슘 락테이트, 칼슘 말레이트의 신맛의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 식품 첨가물의 추가적인 장점은 제품의 향에 영향을 준다는 것이다. 칼슘 락테이트는 약간 쓴맛이 나도록 하므로 청량음료, 혼합음료, 푸딩 및 쓴-아몬드향을 갖는 음식 또는 독일 맥주 순수령(German beer purity regulations)이외의 쓴 맥주에 적합하다.강한 쓴맛은 칼슘 클로라이드 또는 마그네슘 클로라이드에 의해 영향을 받는다. 약한 단맛 후에 약한 쓴맛이 나는 것은 칼슘 아세테이트 성분으로 이룰 수 있다. 따라서 예를 들어, 오렌지 마말레이드, 사탕 및 비터 레몬(Bitter Lemon)과 유사한 과일 주스 음료에 적합하다. 향에 영향을 주지 않는 적용에서 무향의 마그네슘 또는 칼슘 글루코네이트가 유용할 것이다. "쓴" 유형의 향이 환영받거나 또는 새로운 향을 경험을 조정하거나 적절한 아로마를 사용하여 향을 은폐할 수 있는 경우에 본 발명의 실시형태는 무기산의 염이 양이온 소스로서 사용할 수 있음을 발견할 것이다. 예를 들어 강한 쓴맛의 염 마그네슘 클로라이드 및 칼슘 클로라이드를 사용하는 경우 비교적으로 매우 높은 중량 퍼센트의 무기질 영양소를 혼합할 수 있는 장점이 있다. 이는 상기 언급한 바와 같이 칼슘이 인간 생물이 가장 많은 양으로 요구하는 무기질이기 때문에 특히 칼슘 클로라이드에 매우 유용하다.
성인의 인간 생물은 대략 1kg의 칼슘을 함유한다. 이 양 중, 99.9%는 치아 및 뼈에 저장된다. 칼슘을 축적하고 유지하기 위해 상기 언급한 바와 같이 최소치로서 성별 및 연령에 따라 하루에 1000 및 1200mg 사이로 칼슘이 끊임없이 요구된다.
통계 관련 연구에서 독일 성인 중 2/3의 일일 칼슘 섭취량이 하루에 800mg 미만임이 증명되었다. 뼈의 탈석회화(골다공증) 및 치아의 탈석회화(치아 우식증)은 다른 인자 중에서 칼슘 섭취량 저하로 인한 것이다.
마찬가지로 근육에서 칼슘의 부족은 격렬한 운동 중에 요동 및 경련을 유발할 수 있다. 발전된 단계에서는 신경계의 증가된 흥분도가 발생하고 또한 병소는 근육 수축(tetanie) 및 찌르는 듯한 아픔이나 무감각 또는 피부에 개미가 기어다니는 감촉(지각이상)과 같은 환촉(tactile hallucination)을 포함한다. 이러한 결핍 증상으로부터 다른 인자 중에서 칼슘이 근육 및 신경의 전기 작용 전위에 있어 중대한 역학을 함이 확실해졌다.
혈액 순환계에서도 칼슘은 중요한 역할을 한다. 칼슘은 소위 응고 인자 IV(coagulation factor IV)로서 작용한다.
상기 언급한 이러한 결핍 증상은 칼슘 이온의 적절한 공급으로 예방할 수 있다.
과다복용으로 인한 문제가 알려지지 않았으므로 식품 첨가물에 의한 교정은 효과적이다. 인간 대사는 칼슘의 작용을 위해 요구되는 칼슘 이온의 양만을 흡수할 것이다. 존재하는 칼슘 이온은 신체에 의해 자연적으로 제거되는 양 이상이다. 유전적 경향과 관련된 극도의 과다복용의 경우에서만 극히 일부에서 신장 결석의 형성이 나타난다. 그러나 일반적으로 이러한 효과는 극도로 과다 소비되는 것에 관련되어 있으며 제때에 인지되고 멈출 수 있다.
식품 첨가물로서 칼슘의 추가적인 유용한 효과는 소위 치아의 재무기화작용이다. 발효될 수 있는 탄수화물의 섭취 후에 치아 플라크의 박테리아가 산의 생성을 증가시킨다. 이는 치아 주위 영역에서 침의 pH를 감소시킨다.
일반적으로 즉 pH 6 및 pH 7 사이의 pH에서 침은 항상 소위 히드록시-인회석 상으로 과-포화된다. 이러한 용해된 물질은 초기 재무기화작용 또는 머리결 균열의 경우와 같이 에나멜에서의 손상을 치료한다.
과-산성화가 pH를 5.5 이하로 떨어뜨리는 경우 침은 불포화 상태가 되고 히드록시 인회석은 치아 에나멜로부터 제거된다(탈무기화). 이 과정에서 세공이 치아 에나멜 상에 생기며 좀더 진행된 단계에서는 충치가 발생한다.
침의 pH가 다시 한 번 pH 5.5 이상으로 올라가자마자 침에서의 히드록시 인회석의 포화 한도가 다시 한 번 초과하여 산 공격에 의해 발생한 세공이 침에서의 용해된 무기질에 의해 다시 채워진다(재무기화).
당-함유 음식을 과도하게 자주 섭치하거나 및/또는 플라크의 불충분한 제거에 의하여 탈무기화 상의 효과가 재무기화 상의 효과를 능가할 경우 무기질 성분이 지속적으로 치아 에나멜로부터 걸러진다. 세공은 깊어지고 충치가 발생한다. 이러한 발생을 중지시키기 위해 탈무기화 단계 동안에 침에 칼슘 이온을 추가적으로 제공하는 것이 도움이 된다. 침에서 칼슘 농도가 증가됨에 의해 침 및 플라크 사이의 농도 구배가 작아진다. 이는 플라크로부터 침으로 칼슘이 적게 확산되거나 확산되지 않는 효과를 갖는다. 확산 흐름은 심지어는 전환될 수 있으며 치아 에나멜의 강제 재무기화에 기여한다.
플라크에서의 증가된 칼슘 농도는 추가적인 장점을 제공한다. 당-함유 음식물의 섭취 후 시간의 경과에 따른 치아 플라크에서의 전형적인 pH 프로필에 의해 플로라이드의 촉매 효과 하에서 칼슘 농도가 충분하다면 세공의 밑부분에서 치아 에나멜의 재무기화가 시작된다. 시간의 경과해도 일정한 pH의 경우에서 특히 증가된 플로라이드 농도의 경우에서의 재무기화는 필수적으로 20 내지 100㎛ 두께의 가장 바깥쪽의 표면에 국한된다. 불리한 상황 하에서 세공에 캡을 형성시키는 것을 야기할 수 있다.
본 발명의 추가적인 장점은 현재까지 치약, 함수액, 그외 위생용품, 립스틱, 입술에 바르는 그외 연고나 액, 또는 경구나 직장 투여용 의약품 및 그외 알약, 캡슐 또는 좌약으로의 실제 첨가물로서 수송되는 무기질 영양소의 양이다. 여기에서 또한, 식품 첨가제의 점성이 물의 첨가로 인해 쉽게 조절될 수 있다는 사실에 의해 새로운 옵션이 생겨났으므로 수립되고 입증된 생성 방법은 전부 또는 단지 무의미하게 바뀔 필요가 없다. 아연의 알려진 구취-예방 작용은 치약 및 함수제에 쉽게 도입될 수 있다. 게다가 염수화물 용해물은 매우 긴 보관기간을 갖는다. 이러한 안정성으로부터 인간의 음식물 및 인간의 식수 및 음료 공급에 무기질 영양소를 첨가하는 새로운 가능성이 생겨났다. 본 발명은 다른 것 중에서 본 발명의 염수화물 용해물로 음료수 빨대 내부를 코팅하는 것을 제안한다. 이러한 코팅을 지나서 흐르는 음료는 내부층에 침전된 무기질-함유 염수화물 용해물의 지속적인 감소를 야기한다. 이러한 방식에서 음료수 빨대는 식료품이 되므로 물론 이에 따라 라벨을 붙이고 적절한 유통기한을 명시할 필요가 있다.
이러한 생각의 연장선에서 식수 공급기, 식수 정수기 또는 각얼음 생성기의 내부 표면을 마찬가지로 코팅할 수 있다.
추가적인 유용한 적용은 모든 유형의 음료로의 혼합으로 구성된다. 스펙트럼은 바람직하게 낮은 칼로리 함량을 갖는 액체를 제공하기 위한 음료로 시작하며 무기질 영양소를 혼합할 뿐만 아니라 향미도 조절할 수 있는 상기 언급된 가능성을 갖는다. 이러한 음료의 경우 본 발명의 식품 첨가물의 첨가는 칼로리 함량의 요구되지 않는 증가는 야기하지 않는다.
가능한 스펙트럼의 다른 끝은 우유, 코코아, 포도주 또는 맥주와 같은 칼로리-함유 음료이다. 여기에서 향미가 없는 변이물에서 손상되지 않은 음료의 필수 특성을 남기지만 증가된 무기질 영양소 함량의 추가된 마케팅 주장을 수행한다는 사실에 의해 본 발명의 식품 첨가물이 관심의 대상이 된다.
이러한 생각의 추가적인 본 발명의 연장선에서 무기질-영양소-함유 염수화물 용해물을 상기 언급된 또는 유사한 기계상에 튜브 연결을 통해 공급원으로부터 음료 또는 식수에 혼합시킨다.
이러한 원칙의 일관된 적용은 목표가 되는 방식에서 본 발명의 염수화물 용해물을 혼합함에 의해 무기질 영양소를 전체 주민에게 공급하기 위해 공용 식수 공급원을 사용하는 가능성을 개시하였다.
가장 관심의 대상이 되는 것은 증가된 무기질 함량을 가지므로 광고에서 초콜렛, 감초 사탕, 케이크, 쿠키, 잼, 프렌치 프라이 및 햄버거와 같은 비-필수 음식물의 상태를 현저하게 증강시킬 수 있는 가능성이다.
하기에서 본 발명의 추가적인 상세 내용 및 특성들을 실시예에 의해 좀더 자세히 설명할 것이다. 묘사된 실시에는 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 이들은 단지 본 발명을 설명하려는 의도이다. 구조적 도면은 다음과 같다.
도 1은 염-물-시스템에서의 배위 및 상호작용을 표로 도시한 것이다;
도 2는 치아 에나멜에서 세공의 재무기화를 나타낸 것이다.
특히 도면은 다음을 묘사한다:
도 1은 순수한 물로부터 정렬된 분류에서 염수화물의 도식 구조를 약술한 것이다.
윗부분을 따라 분자 배열의 구조가 나타나 있다. 물 분자는 H2O로 표시하였으며, 양이온은 '+' 표시가 된 원으로 음이온은 '-' 표시가 된 원으로 표시하였다.
선 아래에는 순수한 물로부터 시작해 용액으로 그리고 농축된 염 용해물로 끝나는 명칭을 표기하였다.
네 번째 라인에는 세 가지 다른 상호작용을 나타내었고 총 상호작용 효과에 서 이들 각각의 계산된 부분을 나타냈다.
마지막 라인에서 숫자는 각 염 함량을 나타낸다.
도 1의 컬럼은 염-물-시스템의 네 가지 특성을 도시한 것이다.
왼쪽에는 순수한 물에서 시작하여 5%까지의 염 함량을 갖는 희석 용액을 그림으로 나타내었다. 이 경우에서의 특정 상호작용(WW)은 물에서 우세하게 나타난다.
표의 세 번째 컬럼은 10%까지의 염 함량을 갖는 농축된 염 용액의 구조를 보여준다. 여기에서 물-물 상호작용 이외에 이온-이온 상호작용이 매우 현저하게 시작된다. 다른 한쪽 끝에서 표의 가장 오른쪽 칼럼은 100%의 염 함량을 나타낸 것이다. 물은 구조상 물의 형태로도 존재하지 않는다. 이는 순수한 염 용해물로 염 이온 사이에 독점적인 상호작용이 일어난다.
왼쪽으로부터 네 번째 칼럼에서 염수화물 용해물은 다음과 같이 특징지어진다: 가장 윗 라인에서 구조로서의 양이온은 물 분자에 완전히 둘러싸여 있다. 네 개의 물 분자의 수는 양이온의 배위수 4를 예시하는 것이다. "얇은" 수화물 껍질의 결과로서 물 분자에 의해 이온이 둘러싸이는 것이 감소 되었으며 이는 구조에서 단일 점선 원으로 나타냈다. 따라서 이온 사이의 상호작용은 현저하게 증가하였다. 구조 도식에서 이온과 물 분자 사이의 상호작용은 염수화물 용해물에 대한 주요 상호작용으로서 묘사되었다. 염수화물 용해물 또한 이온 사이에 어느 정도의 상호작용을 가짐이 (네 번째 칼럼의 끝부분에서) 명백하다. 도면의 이러한 부분은 염수화물 용해물의 매우 중요한 특징을 묘사한 것으로 세 가지 다른 유형의 상호작용의 발생을 가리키는 것이다.
- 물 분자간의 상호작용
- 이온과 이 이온을 둘러싸고 있는 물 분자간의 상호작용
- 이온간의 상호작용.
염수화물 용해물의 염 함량은 본 발명의 실시예에서 10 내지 25%(몰%)로서 나타내진다.
도 2a 및 도 2 b에서 세공(1)을 통한 두 단면이 치아 에나멜(2) 상에 도시되었다. 위쪽 실례인 도 2a에서 구강의 침(3)의 pH는 pH 5.5 이하로 떨어져 있다(탄산염에 의한 것임). 침(3)에서의 히드록시 인회석의 결과적인 불균형은 도 2a에서 H+로 표시된 히드록시-인회석 이온을 끌어당긴다. 다른 소스의 부재로 히드록시 인회석의 부족은 치아 에나멜(2)로부터 제거될 것이다. 구강에서 칼슘 포스페이트의 과다-공급과 관련된 시간에 따라 변하는 pH 프로필을 갖는 묘사된 구조에서 히드록시-인회석 불포화는 플로라이드의 촉매 작용 하에서 침의 칼슘 포스페이트에 의해 보완된다. 도 2로부터 세공의 깊이에서 칼슘 포스페이트가 어떻게 자리 잡고 히드록시-인회석 결정(4)으로 축적되는지가 명백해진다. 이 과정은 치아의 재무기화에 대해 이루어진다.
이에 비해 도 2b는 중성 범위 내에서 시간에 따라 약간 변하는 pH의 경우 촉매로서 플로이드를 갖는 재무기화를 보여준다. 중성 범위에서 침의 높은 수준의 무기질-과포화에 의해 촉매 형성 과정은 에나멜 표면에서 우세하게 발생한다. 침전량 은 침전 기간에 비례하므로 이에 반하여 확산 시간은 확산 통로의 면적으로 증가한다. 치아로의 통로를 따라 침전되기 때문에 깊은 층으로의 확산 흐름은 드물게 이루어진다. 깊은 층에는 무기질이 적게 다다른다. 세공의 가장자리에서 히드록시-인회석 결정(4)이 캡의 형상으로 형성된다.
하기는 중성 및 산성 pH를 갖는 용해물의 가능한 조성에 대한 몇몇 예를 나타낸 것이다. 하기 화합물은 모든 실시예에서 사용되었다.
칼슘 락테이트 칼슘 펜타히드레이트 플루카 21175
칼슘 글루코네이트 칼슘-D-글루코네이트 모노히드레이트 플루카 21142
칼슘 아세테이트 칼슘 아세테이트 히드레이트 머크 1.09325
마그네슘 클로라이드 마그네슘-클로라이드 헥사히드레이트 머크 1.05833
마그네슘 락테이트 마그네슘-L-락테이트 히드레이트 플루카 63097
마그네슘 글루코네이트 마그네슘-D-글루코네이트 히드레이트 플루카 63106
마그네슘 아세테이트 마그네슘 아세테이트 테트라히드레이트 머크 1.05819
글루콘산 (50%) 머크 8.22057
말산 머크 1.00382
시트르산 머크 8.18707
실시예 1
칼슘 락테이트를 갖는 pH-중성 용해물
23.16 g 칼슘 락테이트
16.84 g 칼슘 글루코네이트
실온에서 대략 25% (w/w)의 물을 갖는 2.54몰 Ca/kg 용해물 (101 g Ca/kg에 상응함)을 갖는 밝고 안정된 연성의 용해물을 수득하였다.
실시예 2
칼슘-마그네슘 락테이트/글루코네이트/클로라이드를 갖는 중성 용해물:
10.23 g 칼슘 락테이트
29.77 g 칼슘 글루코네이트calcium gluconate
10.00 g 마그네슘 클로라이드magnesium chloride
실온에서 1.92몰 Ca/kg 용해물(76.8 Ca/kg에 상응함) 및 0.95몰 마그네슘/kg 용해물(23.1 g 마그네슘/kg에 상응함)을 갖는 밝고 안정된 연성의 용해물을 수득하였다.
실시예 3
3:1 (w/w) 비율의 칼슘 및 마그네슘을 갖는 pH-중성 용해물.
2.82 g 칼슘 락테이트
12.29 g 칼슘 글루코네이트
2.89 g 칼슘 아세테이트
0.99 g 마그네슘 락테이트
6.05 g 마그네슘 글루코네이트
1.92 g 마그네슘 아세테이트
실온에서 1.67몰 Ca/kg 용해물(67 g Ca/kg에 상응함) 및 0.83몰 마그네슘/kg 용해물(21 g 마그네슘/kg에 상응함)을 갖는 밝고 안정된 연성의 용해물을 수득하였다
실시예 4
3:1 (w/w) 비율의 칼슘 및 마그네슘을 갖는 pH-중성 용해물.
3.25 g 칼슘 락테이트
9.44 g 칼슘 글루코네이트
5.31 g 칼슘 아세테이트
1.16 g 마그네슘 락테이트
4.74 g 마그네슘 글루코네이트
3.39 g 마그네슘 락테이트
실온에서 2.01몰 Ca/kg 용해물(80 g Ca/kg에 상응함) 및 1.00몰 마그네슘/kg 용해물(24.3 g 마그네슘/kg에 상응함), 물함량 33% (w/w)을 갖는 밝고 안정된 연성의 용해물을 수득하였다.
실시예 5
칼슘, 락트산, 말산 및 글루콘산을 갖는 산성 용해물.
25.00 g 칼슘 락테이트.
9.42 g 글루콘산
1.61 g 말산
실온에서 2.73몰 Ca/kg 용해물(109 g Ca/kg에 상응함)을 갖는 밝은 안정한 연성의 용해물을 수득하였다.
실시예 6
칼슘, 락트산, 말산, 글루콘산 및 시트르산을 갖는 산성 용해물.
25.00 g 칼슘 락테이트
9.42 g 글루콘산
1.61 g 말산
2.31 g 시트르산
실온에서 2.45몰 Ca/kg 용해물(98 g Ca/kg에 상응함)을 갖는 밝은 안정된 연성의 용해물을 수득하였다. 물 함량은 대략 27% (w/w)이다.
시약을 가능한 한 끓는점 근처 온도에서 약간의 물에 용해시키고 원하는 점성에 도달할 때까지 증발시켰다. 진공을 적용하여 좀 더 좋은 결과가 나오도록 공정 및 과정을 촉진시켰다.

Claims (20)

  1. 무기질 영양소를 인간 대사에 공급하기 위한 농축된 첨가물로서의 식품 첨가물에 있어서,
    무기질 영양소가 이온화 형태의 염수화물 용해물 성분이며 여기에서 염수화물 용해물은 염-물-시스템이고 물 함량은 대부분의 수화된 이온의 배위수에 상응함을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  2. 제1항에 있어서, 무기질 영양소는 칼슘, 마그네슘, 아연, 칼륨, 요오드, 철, 인, 나트륨, 코발트, 붕소, 셀레늄 및/또는 리튬임을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 무기질 영양소는 유기산 및/또는 무기산의 염으로서 염수화물 용해물로 존재함을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 락트산, 글루콘산, 시트르산, 아세트산, 말산, 푸마르산, 발레르산, 아스코르브산, 시스테인, 글루타르산과 같은 유기산의 산 라디칼 또는 다른 승인된 산화제 또는 이들의 부분적으로 에스테르화된 유도체 중 적어도 하나가 음이온으로서 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 클로라이드, 설페이트, 포스페이 트, 플루라이드, 카보네이트 또는 이들의 부분적으로 에스테르화된 유도체와 같은 무기산의 산 라디칼 중 적어도 하나가 음이온으로서 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 무기산 및 유기산 또는 이들의 부분적으로 에스테르화된 유도체의 염이 양이온 소스로서 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, pH는 중성 범위이며 칼슘 락테이트, 칼슘 글루코네이트 및/또는 마그네슘 락테이트를 포함함을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, pH는 산성 범위이며 글루콘산, 말산, 시트르산 또는 식품 사용이 승인된 그외 산을 포함함을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 칼슘은 락테이트, 글루코네이트, 말레이트 및/또는 시트로네이트 형태의 화합물에 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 마그네슘은 락테이트 및/또는 아세테이트 형태의 화합물에 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 향미는 약간 쓰며 락테이트가 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 향미는 강한 쓴맛이며 칼슘 클로라이드 및/또는 마그네슘 클로라이드가 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 향미는 약간 단맛이 난 후 약간 쓴맛이 나며 칼슘 아세테이트가 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 향미는 특성이 없으며 마그네슘 글루코네이트 또는 칼슘 글루코네이트가 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 무기질 영양소의 특정 중량 퍼센트는 매우 높으며 칼슘 클로라이드 또는 마그네슘 클로라이드와 같은 클로라이드가 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 치약, 함수제, 그외 경구 위생 용품, 립스틱, 입술에 바르는 그외 연고 또는 액, 경구 또는 직장 투여되는 약품 또는 그외 알약 또는 좌약에 포함됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 음료수 빨대의 내부 또는 식수 공급기, 식수 정수기 또는 각얼음 제조기의 내부 표면에 적용되며 및/또는 이러한 표면으로의 튜브 연결을 갖는 공급원으로부터 식수에 혼합됨을 특징으로 하는 식품 첨가물.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 식품 첨가물을 제조하는 방법에 있어서, 글루콘산, 락트산, 시트르산, 아세트산, 말산 또는 식품에 적합한 그외 산을 사용함을 특징으로 하는 식품 첨가물 제조 방법.
  19. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 식품 첨가물의 용도에 있어서, 식품, 비필수 음식물, 츄잉검 또는 구강 또는 입술에 일시적으로 남아있는 것을 의도로 하는 그외 성분, 음료, 약품, 그외 알약이나 좌약, 경구 위생용품 또는 치아 보호 용품의 생산시 첨가되며 및/또는 이와 같은 용도의 중간산물에 혼합됨을 특징으로 하는 용도.
  20. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 식품 첨가물의 용도에 있어서, 식품, 염 리크 스톤(lick stones), 약품 또는 그외 알약, 캡슐, 좌약, 또는 동물에 경구 또 는 직장 투여되는 그외 성분의 생산에서 액체 형태에 고형으로서 혼합되거나 식수의 정수 동안에 첨가됨을 특징으로 하는 용도.
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