具有降低的血糖指数的作为低热量填充甜味剂的果糖和乳糖混合物

摘要

果糖和乳糖的混合物用于降低特定人群的热量摄取和血糖指数，所述的特定人群是超重、葡萄糖损害、糖尿病或仅依靠“添加糖”来消耗其大部分热量的人。该果糖/乳糖甜味剂被包含在日常膳食中，以一对一的形式替代各种食用制品中的“添加糖”，并不会牺牲味道品质。在所要求保护的甜味剂中，蔗糖可以用来替代所有的果糖或部分果糖，以提高甜度或改善某种功能属性，基本上并不会改变热量值。该所要求保护的全热量糖混合物协同作用，以降低可用热量和血糖浓度。具体地说果糖严重干扰了正常的乳糖小肠吸收和适度干扰了蔗糖的吸收，而乳糖干扰了正常的蔗糖和淀粉的小肠吸收。未吸收的双糖和低聚糖到达结肠，并提高了有益健康细菌的生长，使该新的甜味剂用作益生素。当所要求保护的糖混合物以日常膳食水平摄取时，没有发现不耐糖的肠胃症状。

说明书

相关专利申请的交叉参考

本专利申请要求享有申请于2001年3月28日序列号为60/279249的共同未决临时专利申请的优先权，全文在此引入作为参考。

联邦资助研究。不适用。

序列表或程序。不适用。

本发明背景技术

本发明涉及用于降低热量摄取和血糖指数的糖混合物。

现有技术

在近十五年来，美国人对添加糖的消费迅速增加，明显带来了严重的公共健康问题，解决这个问题是美国疾病控制和预防中心(USCenter for Disease Control and Prevention)(Koplan and Fleming，J AmMed Assn，284，1696，2000)作为其在21世纪所要实现的最重要的十个目标之一。在美国肥胖的流行是一个严重的问题。肥胖被定义为超过理想体重30％。肥胖与心脏病、高胆固醇和高血压、II型糖尿病、中风和乳腺癌、结肠癌和前列腺癌的高发有密切联系。最近的研究表明超过50％的美国人超重，且22％的美国人肥胖。

在从1991至1999年的八年时间里，美国成人的肥胖率由12.0％上升到18.9％，增长了57％，与此同时随着肥胖的增加，II型糖尿病的增加率是33％(由总人口的4.9％上升到6.5％)。据路透社2001年1月26日报道，其引述CDC的用于慢性病预防和保健的国家中心(CDC′s National Center for Chronic Disease Prevention and HealthPromotion)的Dr.Ali Mokdad的话说：“我们看到了在90年代肥胖者可怕的增加，这就是为什么我们现在发现糖尿病增加的原因。”他继续说：“肥胖不再是美的标准，但却是患重病的危险因素。我们需要改变我们的行为，来降低我们所面临的许多慢性病，不仅仅是糖尿病”。

现在平均每个美国人每天消费超过80g的添加糖(一般是蔗糖、葡萄糖和果糖)。添加糖是指人为混入加工食品和饮料中的那些糖，不包括我们食用的自然存在于天然和加工食品中的糖。在从1991至1999年的八年时间里，成人食用的添加糖由70g/天增加到80g/天，而脂肪(和大概的蛋白质)的食用量保持相当的稳定。在相同的时间内平均成人体重由166.5lb增加至169.4lb，提高了2.9lb。我们假定在这八年，成人的活力是一个恒定的水平，则仅仅添加糖(10g/天×3.9kcal/g＝39kcal/天对比平均2000-kcal/天膳食)食用量的增加可以换算为3.21b，或8年里所观察到的所有体重的增加。显然，添加糖对于控制成人不想增加的体重是非常重要的。

美国农业部推荐食用2000-kcal/天的健康膳食的成人，应设法限制他或她每日食用40g的添加糖或总摄取热量的8％。食用水平是目前添加糖水平的1/2，具有相关热量的1/2。本发明的目的是让人继续食用每天80g的添加糖，但不超过USDA推荐的每天40g添加糖的热量摄取。另外，本发明的目的是让人继续食用已经接受(例如，安全、优质的味道、易于用于食品和低成本)了几十年的糖，并不涉及任何新的或罕见的碳水化合物、碳水化合物衍生物、稀有植物提取物或人工甜味剂。

果糖、乳糖和蔗糖是美国人膳食中广泛食用的天然糖(分别是37，16和81g/人/天)。当分别用于典型的食品时，均为公知的完全热量(即，约4kcal/g)。众所周知，任何上述三种糖，作为膳食的一部分摄取，并不会妨碍葡萄糖、蛋白质或脂质在小肠的吸收。事实上，没有任何有关果糖、乳糖或蔗糖与其它人类膳食相互作用以降低热量利用的报告，或动物或人提高了葡萄糖耐受性的在先报道。众所周知(Wolever，1995)与乳糖(46)、蔗糖(61至64)、葡萄糖(100)或燕麦淀粉(100)相比，果糖具有更低的血糖指数(23)。由于其较低的血糖指数，果糖和乳糖分别被用于糖尿病患者(Wolever等人，1985和Wolever等人，1995)，但以前没有公开有关这两种糖或与其它糖在实现比预期血糖指数更低或降低热量利用方面协同作用的内容。

基于有关所关注的三种目标糖的前述事实，在碳水化合物利用领域中，一些文献公开了现有技术。在过去的八十年进行的十一种动物研究显示出不一致的结果，熊的乳糖表观热量值显示出不一致的结果。只有两种动物的报告，老鼠和猪的结果总是显示出与人结果的不一致。

例如，Whittier等人(1935)、Tomarelli等人(1960)和Baker等人(1967)对乳糖(分别是膳食的30％，52％和50％)和葡萄糖以成对的方式喂养进行乳糖效果的研究，且所喂养的随意膳食是生长中的老鼠的膳食，只有两种碳水化合物源，与蔗糖或葡萄糖的对照膳食进行比较。在所有的三个研究组中发现，上述乳糖随意膳食喂养的被宰杀的老鼠，均呈现出较低的体重和体脂肪。与对照组相比，成对喂养的老鼠显示出同样的体重，但对于喂养乳糖的老鼠却降低了体脂肪(分别下降了38％、40％和48％)。Whittier等人证实在对猪喂养限制性膳食时出现了较低的脂肪重量效果，和甚至于乳糖在盲肠内受到了双糖细菌很大程度的作用，所述的限制性膳食包括乳糖和啤酒酵母。在对老鼠喂养山梨糖醇、纤维二糖和粗马铃薯淀粉(耐淀粉)中观察到同样的体脂肪重量的降低，由于在盲肠中发生了细菌降解，其均表现出对碳水化合物较差的吸收。作者注意到在探索实验中，喂养乳糖和葡萄糖膳食的老鼠的血液中葡萄糖的水平没有明显的差异。Baker等人发现乳糖的β-端基异构体比α-异构体具有更大降脂效果。

Février(1969)研究乳糖(膳食的30％)和玉米淀粉(膳食的32.7％)的效果，乳糖和玉米淀粉作为随意的、成对喂养和等速生长的膳食中仅有的碳水化合物源，与淀粉(62.7％)对照组相比，对生长中的老鼠进行喂养。对乳糖喂养的老鼠进行随意膳食的喂养，导致生长速率37％的降低和脂肪含量20％的降低。成对喂养的结果导致用乳糖喂养的老鼠生长速率23％的降低和脂肪含量32％的降低。等速生长喂养的结果导致用乳糖喂养的老鼠脂肪含量12％的降低。该作者认为体脂肪降低的原因是降低了乳糖的代谢能量和尿中半乳糖的损失。

Dalderup等人(1969)报道，对成年的雄性老鼠喂养马铃薯和面包淀粉膳食，所述的膳食中含有15热量％的乳糖，与15热量％的葡萄糖组相比，喂养4个月排泄出更大量的粪便，且在粪便中形成了更大量的乳酸。这两个观察结果支持了这样一种观念，即老鼠体内的乳糖在小肠中没有被很好地吸收，并且在盲肠和/或结肠中发酵。

Ali和Evans(1971)通过对刚断奶的雄性老鼠喂养随意性的“等热量”膳食而进行研究，所述的膳食中含0或12％的乳糖，并喂养6周。基础膳食包括30％的淀粉和30％的蔗糖。以代替一部分蔗糖的形式向基础膳食添加乳糖。这项工作就是对效果和膳食乳糖和基于生长中的老鼠的总体组合物的其它膳食成分的相互作用进行直接研究，通过对多变量回归分析进行研究。乳糖对膳食消耗或体蛋白质与基础膳食相比没有任何效果。最显著的效果是乳糖对体脂肪(降低30％)和体水分(提高11％)的影响。虽然注意到乳糖和其它膳食成分(例如钙、缓冲能力和EDTA)之间相互作用，但作者并没有作任何确定。

两个老鼠和猪的研究对于在含淀粉的膳食中利用乳糖的主题有些偏离，但却发现了对于食用乳糖的其它有趣的效果。在生长中的老鼠和猪中，Cheeke等人(1973)发现乳糖降低了盲肠和肠内苜蓿纤维和纯化的纤维素的消化率。该效果被公认是反直觉的，且作者没有提供合理的解释。结论只是基于重量的增加；没有对体水分、矿物质或脂肪进行测定。在另一个公开文献中，Moser等人(1980)研究了断奶后的老鼠饲料等级膳食，其中30％的淀粉用提高到30％的乳糖代替。随着乳糖在膳食中的增加，出现了较差的生长速率的趋势。喂养了30％乳糖的老鼠在所有组中具有最差的喂养效率。没有测定体脂肪，但测定了股骨中灰分。随着乳糖的增加，灰分百分率成线性增加。

Jin等人(AJAS，11(3)，285，1998)发现对已经断奶的猪喂养含乳糖(20％)和玉米(36.5％)的膳食，与蔗糖(20％)和玉米(36.5％)相比，在喂养了3周之后完全相等。对于两个组而言，平均每日的增加和平均每日饲料的摄取是相同的。没有进行完全的体组合物分析，但显然没有源自玉米的淀粉与乳糖或蔗糖相互作用的迹象。

Jin等人(AJAS，11(2)，185，1998)报道了对断奶的猪喂养随意性膳食，其中乳糖和蔗糖最佳比例的研究结果，所述的随意性膳食含有代替20％蔗糖的20％的乳糖，持续3周。两种膳食含有作为淀粉源的玉米(38.5％)。对于第3周，对于每日增加量(G)，平均每日饲料摄取量(F)和F/G的比，组之间没有差异。在3周结束时，营养素干物质、粗脂肪和磷的消化率没有受改变的乳糖：蔗糖比例的影响。另一方面，以10％、15％或20％对猪喂养乳糖，显示出明显改善的氮的吸收。该作者提出由于存在于小猪的小肠中乳糖酶的高含量，改善了氮的吸收。显然猪对乳糖的消化比老鼠更有效。猪和老鼠模型之间的差异，引发了谁与人类更相关的问题。

基于体重的增加和血浆酮的生物测定，与葡萄糖比较老鼠测定值是0.57和0.59，其值对应于乳糖的代谢能量值2.1kcal/g。(ratscompared to glucose was determined in bioassays based on weight gainand plasma ketones to be 0.57 and 0.59，which values correspond to ametabolizable energy value for lactose of 2.1kcal/g)。对于人群而言被广泛接受的能量值，且被报道于主要的乳糖制造商数据表(Foremost，1995)中的是3.8kcal/g。由于断奶后和成年老鼠的小肠中乳糖酶的活性非常低，造成了对于乳糖较低的能量值。由于膳食乳糖不能在小肠中完全水解，使其进入盲肠和结肠，被以较小的能效为细菌降解为乳酸，短链脂肪酸(SCFA)以及二氧化碳和氢。回过头来看，显然低的乳糖热量值，却观察到了老鼠大量的减脂效果、较低的生长速率和差的喂养效率。在乳糖和淀粉之间历来未被承认的相互作用同样被这些效果的部分所验证。

在活体内的蔗糖的吸收和小碳水化合物分子之间的许多相互作用是公知的或可以被推测的。Sugimoto(1976)要求保护麦芽糖醇和乳糖醇对降低由食用蔗糖而导致的胆固醇含量的用途。该提出要求者解释为这两种碳水化合物衍生物抑制了活体内蔗糖的吸收度。同样地，Seri等人(1995)要求保护许多戊糖、2-脱氧-D-半乳糖和D-塔格糖作为抗高血糖药物的应用，其是通过在小肠内对双糖吸收之前，抑制蔗糖酶和麦芽糖酶而工作的，这些酶分别负责蔗糖和麦芽糖的水解。虽然Gray和Ingelfinger(1966)报道了通过半乳糖对人体内蔗糖水解的抑制，但Seri等人(1995)发现在兔子活体内通过半乳糖没有蔗糖酶或麦芽糖酶的抑制，而Alpers和Gerber(1971)也没有发现对人体肠内的蔗糖酶的抑制。Gray和Ingelfinger(1966)承认很可能由于通过半乳糖的蔗糖活性吸收的干扰，他们观察到了半乳糖的抑制作用，这是因为两种单糖采用了同样的活性传输机制。已经报道了果糖和葡萄糖通过人体内的蔗糖酶抑制了蔗糖的水解。(Alpers和Gerber，1971)。据我们所知，之前并没有关于乳糖和蔗糖吸收之间相互作用的报道。

除了Seri等人(1995)的要求以外，只有小碳水化合物分子对体内麦芽糖吸收的干扰是提出要求者所公知的。麦芽糖对水解起主要作用，葡萄糖也抑制体内麦芽糖的麦芽糖酶催化水解(Alpers和Gerber，1971)。果糖和半乳糖对体内麦芽糖的水解没有任何抑制效果(Alpers和Gerber，1971)。据我们所知，在乳糖和麦芽糖吸收之间的相互作用没有在先的报道。

在体内的乳糖吸收和小分子碳水化合物之间的几种干扰，可以在文献中找到，但并不明显地适用于每日膳食的理解。葡萄糖、半乳糖和果糖据报道竞争性地抑制通过人体内乳糖酶的乳糖水解(Alpers和Gerber，1971)。蔗糖和麦芽糖对体内乳糖的水解没有影响(Alpers和Gerber，1971)。基于对上述体内单独干扰的描述，对本领域普通技术人员而言在人体小肠内的乳糖吸收通过葡萄糖、半乳糖和果糖而被强有力的抑制(足以让乳糖干扰蔗糖和麦芽糖的吸收)  并非是显而易见的，在人体小肠内其均为快速地吸收(葡萄糖和半乳糖的吸收是果糖速度的约1.7倍和1.2倍)(Gray和Ingelfinger，1966)。

Wolever等人(1985)对向燕麦粥添加乳糖(25g)与添加蔗糖(25g)、果糖(25g)和葡萄糖(25g)进行比较，比较是基于六个患有糖尿病的志愿者，其剧烈的血液葡萄糖反应而进行的，在其正常地采用胰岛素或口服糖尿病制剂之后进行。对于各糖分别计算血糖指数(GI)，分别是48、63、24和90，对比葡萄糖(GI＝100)，除了葡萄糖以外，均符合普通科目所报道的GI。该研究项目考虑到蔗糖和果糖比乳糖和葡萄糖甜，但趋势是喜欢较不甜的膳食。没有观察到乳糖吸收不良症状出现。该作者建议乳糖对血脂的长期影响需要进一步研究。没有添加乳糖或任何其它添加糖与淀粉相互作用的报道。

Gannon等人(1986)对于未处理的糖尿病患者血浆葡萄糖和血清胰岛素对蔗糖、葡萄糖、果糖、葡萄糖+果糖或乳糖的反应进行比较，所述的糖类作为50g总碳水化合物的一部分，它们均处于天然食品中，例如水果和乳制品中，并作为纯物质。不论是以纯物质形式或是天然食品形式提供碳水化合物，葡萄糖的反应实际上是同样的。一般，血液葡萄糖区域位于。然而胰岛素反应并不总是可预知的，特别是在牛奶的情况下，其含有强大的胰岛素促分泌剂。

通过Gannon等人测试的食品包括冰淇淋，其含有34g的蔗糖和16g的乳糖(并有7.4g蛋白质和13.2g脂肪)。总之，该作者指出“…对于食品中的各种单糖或双糖，单一膳食血浆葡萄糖的反应是有特性的，并且几何不受这些膳食中存在的其它成分的影响。该提出要求者很不同意这种概括，并感到Gannon等人并未察觉到乳糖和蔗糖的相互作用，以降低冰淇淋中血浆血液葡萄糖的量，也许是因为糖尿病患者在测试之前没有被允许服用胰岛素或糖尿病药物；因此，50g碳水化合物的剂量对于AUC是太大了，其以线性方式改变葡萄糖的吸收来作为回应。Gannon等人发现的GI并不与Wolever等人(1985)的相一致。例如，对于蔗糖、果糖和乳糖的GI值是43、6和32，而Wolever的是63、24和48。后者Wolever的值是众所周知的，并被其它研究者所广泛接受的。

目的和优点

本发明的目的是提供与现有甜味剂相比，降低了热量值的糖混合物。

本发明的另一个目的是提供与现有甜味剂相比，降低了血糖指数的糖混合物。

本发明的另一个目的是提供与如蔗糖同样甜度的降低热量值的糖混合物。

本发明的另一个目的是提供具有如蔗糖同样品质味道和口感的降低了热量值的糖混合物。

本发明的另一个目的是提供降低了热量值的糖混合物。

本发明的另一个目的是提供在焙烤和烹饪中具有类似于蔗糖的热稳定性的降低了热量值的糖混合物。

本发明的另一个目的是提供甜味持续时间类似于蔗糖的降低了热量值的糖混合物。

本发明的另一个目的是提供具有带来健康益处的膳食纤维的降低了热量值的糖混合物。

本发明的一个目的是提供一种有益健康的所谓“添加”糖的替代品，它使任何人由这些糖中食用的热量降低至膳食专家认可的水平，并不会让人处于新高强度甜味剂或稀有的碳水化合物/碳水化合物衍生物所带来的潜在危险。

本发明的另一个目的是提供一种替代甜味剂，它并不强制人们改变他或她对于甜味的标准或感官接受度，或改变家庭食品加工以适应于甜味剂的物理性质，其不同与他或她一生使用的甜味剂。

本发明的另一个目的是提供一种可接受的甜味剂，对于超重和肥胖者有助于限制其热量的摄取。

本发明的另一个目的是提供一种准糖尿病患者和糖尿病患者的替代甜味剂，它将降低饭后的血液葡萄糖水平并最终降低糖基化血红蛋白水平。

本发明的另一个目的是提供一种淡味的益生素，其将促进结肠中有益细菌的生长，例如乳酸杆菌的多样性。

本发明最终的目的是提供一种降低热量值的糖混合物。

该新型甜味剂的优势在于降低了热量摄取，降低了血糖指数，与蔗糖具有同样的甜味水平，象蔗糖那样的高品质味道和口感、没有余味、在焙烤和烹饪中具有热稳定性和如所认知的蔗糖那样的标准的甜味持续性。制备该新型甜味剂的成本对于市场是完全能够接受的，因为所有的成分是市售的便宜商品。另外，由于在小肠中成分糖的不完全吸收，源自到达结肠的淀粉不完全水解产生的糖和低聚糖被微生物消化，作用象膳食纤维，并提供了众所周知的有益健康的可溶和不可溶纤维。

发明内容

公开于本发明申请的有用的糖混合物，以糖混合物百分数重量计包括：乳糖10至80，和果糖和蔗糖的混合物，20至90，其中果糖和蔗糖的混合物由以下重量百分数计的果糖和蔗糖混合物组成：蔗糖0至100，和果糖0至100，不包括下述混合物，以重量百分数计糖的混合物是：乳糖75、蔗糖25、果糖0；和乳糖50、蔗糖50、果糖0；和乳糖40、蔗糖60、果糖0和乳糖25、蔗糖75、果糖0。

我们发现当所要求保护的甜味剂与淀粉结合使用时，果糖-乳糖、蔗糖-乳糖和果糖-乳糖-蔗糖混合物的表观热量值是1.7至2.7kcal/g，降低至0.8kcal/g。在美国每人每日食用添加蔗糖和各种玉米糖浆是约80g/天(320kcal/天或16％的每日热量摄取)。美国农业部推荐的量为每日食用不超过40g的糖(160kcal/天或8％的每日热量摄取)。由于对于乳糖不耐症患者，阈值限制是12g/天的乳糖食用量，因此我们发现12g乳糖、12g果糖和24g蔗糖的混合物适用于乳糖不耐症患者其热量是1.9kcal/g，而甜度水平与蔗糖相比是96％，所述的乳糖不耐症患者其每日食用最多48g蔗糖，并希望降低热量消耗，且不超过针对乳糖或USDA混合物的每日阈值。那些乳糖不耐症患者将发现上述糖混合物，其余的描述于实施例中，能够使他们继续食用80g/天的添加糖，并保持由添加糖摄取的热量为每日总摄取量的7.6％或更低。果糖和乳糖的类似混合物，其具有或不具有蔗糖，在降低饭后血浆葡萄糖最大值和曲线下的面积(AUC)方面显示出有效性，所述的曲线是针对糖尿病患者和准糖尿病患者的血浆葡萄糖浓度随时间变化图。果糖、乳糖和蔗糖的其它混合物可以用来满足消费者需要，不论是喜欢较不甜口味的，还是喜欢进一步降低热量摄取的。

附图说明

图1显示的是基于血浆葡萄糖水平，燕麦粥中各种糖混合物的消化摄取效果。

图2显示的是基于血浆葡萄糖水平，水中各种糖混合物的消化摄取效果。

图3显示的是基于血浆葡萄糖水平，水中各种糖混合物的消化摄取效果。

图4显示的是基于降低了葡萄糖耐受性的人的血浆葡萄糖水平，燕麦粥中各种糖混合物的消化摄取效果。

图5显示的是基于糖尿病患者的血浆葡萄糖水平，水中各种糖混合物的消化摄取效果。

-参考数字

不适用。

详细说明

“血糖指数”是所论述的50g摄取的碳水化合物在血浆葡萄糖随时间变化的曲线下的面积(AUC)比例，是通过将AUC除以50g的葡萄糖乘以100而得到的。“重量百分数”是指所针对组合物的各物料的重量百分数；在α-乳糖的情况下，规定计算是基于市售的一水合化物的重量进行的；所有其它的糖组合物，包括果糖、蔗糖和β-乳糖是基于市售的无水糖的重量进行计算。术语“甜味剂”指的是食用糖的混合物。

本发明的食用糖的混合物包括下述三种：果糖、乳糖和蔗糖。具体适用的组合是果糖和乳糖、蔗糖和乳糖以及果糖、乳糖和蔗糖。糖混合物包括乳糖10wt.％至80wt.％，和果糖和蔗糖的组合20wt.％至90wt.％，其中果糖和蔗糖的组合是蔗糖0wt.％至100wt.％和果糖0wt.％至100wt.％。该具体的全热量糖混合物已经意想不到地发现，对于降低热量和饭后血糖浓度具有协同作用，并不会带来对糖不耐性的胃肠症状。

糖之间这种所需的协同作用的机理还不清楚。并不希望为这一解释所束缚，但本发明申请的发明人提出了以下探索性的解释。显然果糖强烈地干扰了正常的小肠对乳糖的吸收和适度的对蔗糖的吸收，而乳糖干扰了正常的小肠对蔗糖和淀粉的吸收。未被吸收的糖，包括α-糊精和源自共-营养素淀粉的麦芽糖，进入结肠，在此它们被微生物完全降解成非热量(对于宿主而言)生物质和短链脂肪酸(SCFA)。后者被吸收进血流中并提供给宿主有限量的能量。

乳糖可以以α-乳糖一水化物或无水β-端基异构体的形式被采用。果糖可以用于制备喷雾干燥或糖浆制品的结晶的形式或糖浆液的形式使用。蔗糖可以纯颗粒形式被采用，糖果制造商的粗糖作为目标混合物的成分，用于制备焦糖化甜味剂，其用于焙烤中。

固体形式的甜味剂例如可以用作相同晶体大小的结晶糖的物理混合物，用作糖的共结晶混合物或用作喷雾干燥固体。该甜味剂也可以被用于糖浆液或用于稀释的水/醇溶液。

该目标甜味剂也可以使用普通食品级的添加剂和加工助剂，以保持该混合物的干燥和可流动。可以使用高强度甜味剂以实现任意需求的甜度。在另一方面，降低了甜度并保持低热量值的稀释剂可以被使用。这样的稀释剂包括麦芽糖糊精、聚糊精和纤维素。

对于本专利申请的目的，我们涉及目标甜味剂的组合和作为加甜的食用制品的任何下列食品。该目标甜味剂用于使大量的食品增甜，所述的食品包括加工饮料，例如碳酸或非碳酸软饮料，水果饮料、调味乳饮料、蔬菜汁、冷蛋黄酒、葡萄酒、利口酒、咖啡或茶；包括加工食品，例如焙烤甜品、乳制品甜食、早餐谷类食品、硬糖、用甜酒加工的肉、乳蛋糕、色拉调料、蔬菜泥和调味汁，调味品，例如调味番茄酱和salsa、腌汁和调味料、冰淇淋、果汁冰糕和调味冷冻甜食、冰冻乳制品、蛋糕糖衣、糖果和甜食表面的装饰、糖浆和风味剂、果酱和果冻、蛋糕和油酥点心混合料和馅饼馅料；包括功能/营养食品，例如运动饮料、营养块、营养粉和凝胶，益生菌酸奶和发酵乳制品，和营养补充剂；和用于餐桌用甜味料。可以通过目标甜味剂加甜的其它食用制剂包括需要甜味剂/赋形剂的药品和滋补药和宠物食品。

在本发明使用甜味剂中，以需要达到所需甜度的量向需要加甜的物料中添加。显然没有任何关于甜味剂浓度或采用的混合模式的标准。它是简单的。

结论、结果和范围

以下描述的实施例和实施方案对本领域普通技术人员是显而易见的，只是以例举的方式进行说明，并不意味着是限制，而其它可用的实施例并不脱离本发明的实质和范围，如所附的权利要求书中所述。

实施例

以下通过下述实施例的方式对本发明进行更详细的说明。但应该记住的是本发明并不仅限于这些实施例。

实施例1

乳糖、蔗糖、果糖和α-糊精(麦芽糖)在小肠中的相互作用

测试对象(对象#1)是一个54岁的身体状况良好的男性白种人，具有的身体质量指数(BMI)是28.6kg/m²。在测试之前，该对象需要每天进行至少30分钟的适度锻炼，在测试前一晚至少睡7小时，在第二天早上一早，在口腔耐受性测试(OTT)之前，禁食至少12小时。在测试之前1.5小时限制饮水，只能在OTT期间偶尔喝几小口水。测试内容如下，在0时间之后尽可能快地摄取血液样品。接着在30、60、90、120、150和180分钟提取血样，在各时间使用手持葡萄糖仪(At·Last型，Amira Medical，Scotts Valley，CA 95066)马上以mg/dL为单位记录血浆葡萄糖测量值。在3个小时的测试中，该测试对象禁食，并保持静坐。注意连续性的临床观察并记录。

用双份的51∶24、34∶16和17∶8g蔗糖/g淀粉OTT对对象进行测试，以确保以曲线下面积(AUC)与剂量相比的血浆葡萄糖线性反应。对于该对象的该剂量反应是线性的0至50g的总碳水化合物；由此所有后续。

在食用前10分钟，将该α-乳糖一水化物(Wisconsin Dairies)、蔗糖(Safeway Inc.)、果糖(A.E.Staley)、燕麦粥(57％淀粉，Quaker InstantOatmeal)和去离子水(1/2杯)在微波炉中被一起加热1.5分钟，并伴随着搅拌。在表1中，LA＝乳糖·H₂O，SU＝蔗糖、FR＝果糖、ST＝燕麦淀粉＝(0.95×麦芽糖)。N是测试混合物的次数。AUC是以mg-min/dL为单位的Δ血浆葡萄糖浓度随时间变化的曲线下的面积。AUC理论上的计算基于公知的针对测试对象的SU/ST(3155mg-min/dL)的AUC，且对于LA、SU、FR和ST，GI值分别是46、64、23和100。由于在SU和ST之间不存在公知的相互作用，所以理论上AUC没有任何糖相互作用。针对糖混合物的AUC实际上是实验性的测定，且如果有的话，包括所有的糖相互作用。实际AUC/理论AUC的比例提供了在第一列中描述的相互作用程度，且P≤0.05每个研究者的测试中效果是显著的。

表1-对小肠吸收普通糖和淀粉的干扰

    乳糖    蔗糖    果糖    燕麦淀      粉    N＝   理论    AUC   实际    AUC   实际  AUC/理   论AUC     P     G     G     g      G     mg-   min/dL   葡萄糖   mg-  min/dL  葡萄糖相互作用LA×ST    25.0    0.0    0.0    25.0    2    3044    2295    0.75    0.02SU×ST    0.0    34.0    0.0    16.0    3    3155    3155    1.00    0.50FR×ST    0.0    0.0    34.0    16.0    2    1983    1755    0.89    0.24FR×SU    0.0    17.0    17.0    16.0    2    2569    1965    0.76    0.04FR×LA，LA×ST    8.5    0.0    25.5    16.0    2    2136    1350    0.63    0.01LA×ST.LA×SU    14.0    20.0    0.0    16.0    2    2918    1763    0.60    0.05LA×ST，LA×SU    17.0    17.0    0.0    16.0    2    2877    1613    0.56    0.05LA×ST.LA×SU    20.0    14.0    0.0    16.0    2    2821    1877    0.67    0.01LA×ST，LA×SU    27.2    6.8    0.0    16.0    2    2709    1872    0.69    0.05所有相互作用    8.5    17.0    8.5    16.0    4    2723    1002    0.37    0.0004计算    12.75    8.5    12.75    16.0    N/A    2500    580    0.23    N/A

对该四种碳水化合物进行测试，以便于了解那种糖作用于小肠以增强或抑制了其它糖的吸收。这些碳水化合物中没有公知的抑制α-淀粉酶-催化的水解，所述的水解将淀粉转化成麦芽糖(～75％)和α-糊精(～25％)。所以，淀粉和α-糊精/麦芽糖被同等处理用于下述分析目的。

结果列于表1中。在糊精(和麦芽糖)之间没有明显的相互作用，导致了不可改变的实际转化成血浆葡萄糖，与理论AUC比较。表1显示出四个明显的干扰：

1)乳糖和α-糊精(和/或麦芽糖)相互作用，降低了所期望的50g碳水化合物转化成血浆葡萄糖。

2)果糖和蔗糖相互作用，降低了所期望的50g碳水化合物转化成血浆葡萄糖。

3)乳糖和蔗糖强烈地相互作用，降低了所期望的50g碳水化合物转化成血浆葡萄糖。

4)果糖和乳糖非常强烈地相互作用，降低了所期望的50g碳水化合物转化成血浆葡萄糖。

在糖之间的这些所需的协同作用的机理不是公知的。并不希望被这一解释所束缚，但本发明申请的发明人提出了下述探索性解释。我们的结果显示对于第一时间，乳糖明显地干扰了α-糊精(和/或麦芽糖)的吸收，而反之就不是这样，由于由文献已知，麦芽糖(和大概的α-糊精)并不抑制乳糖的水解，则对于乳糖的吸收有速率限制步骤。可能该新的干扰由异麦芽糖酶和/或麦芽糖酶的乳糖抑制产生，该酶分别催化α-糊精和麦芽糖水解成为葡萄糖。

我们的结果显示，果糖干扰蔗糖的吸收，结果证实在人体内通过果糖抑制人的蔗糖酶(Alpers和Gerber，1971)。蔗糖或其水解产物的存在，并不抑制果糖的扩散速率。(Gray和Ingelifnger，1966)。

由乳糖/果糖/淀粉和乳糖/蔗糖/果糖/淀粉的混合物的结果证实这一新发现，乳糖干扰淀粉的吸收，并显示出在果糖和乳糖之间有更强的干扰。实际上已知乳糖并不抑制果糖的吸收，我们只可以得出这样的结论，这种强烈的效果显示出通过果糖抑制了人体乳糖的水解，这是以前体内观察到的。根据事实我们在体内观察到效果是非常令人惊讶的，事实是果糖被小的邻近的空肠所吸收，在该肠内粘膜中乳糖酶的浓度是高的。在果糖被完全吸收的时候，在大丸剂中的大多数乳糖直达回肠，在此乳糖酶的粘膜浓度接近为零(Gudmand-Hyer等人，Adv Nutr Res，6，233-69，1984)。这个情况，事实上保证了乳糖与未吸收的蔗糖和α-糊精(和/或麦芽糖)一起在结肠中被微生物降解，具有随后产生的较低的能量和用于甜味剂的有益的益生素。

在表1中四个乳糖/蔗糖/淀粉测试的结果显示出另一个乳糖和蔗糖之间，新的和强烈的负面的相互作用，并证实了较弱的乳糖对α-糊精(和/或麦芽糖)吸收的干扰。该负面的乳糖和蔗糖相互作用只是由于乳糖抑制蔗糖的吸收或抑制葡萄糖和/或果糖吸收，因为已知蔗糖不是人体内乳糖酶的腌制剂。此外，已知没有双糖对活性传输或易于扩散的单糖例如葡萄糖或果糖的吸收进行抑制。因此，我们相信我们已经确定了一种新的通过乳糖对蔗糖酶进行抑制的方式。也可能乳糖抑制很相关的酶，异麦芽糖酶，其负责将α-糊精水解为葡萄糖。通常，蔗糖酶的抑制剂也是异麦芽糖的抑制剂。

随着实际AUC/理论AUC的比例接近为零，甜味剂的热量值有些接近低于1卡的下限。该测试在表1中指定的“所有相互作用”提供了实际AUC/理论AUC的比例是0.37；即只有50g碳水化合物的3/8，或18.5g由小肠吸收进血流，并转化成血浆葡萄糖。其余的31.5g，包括～1/3的源自燕麦淀粉的α-糊精(和/或麦芽糖)，直达结肠，经过了短时间轻微的咕噜声和轻微的发胀以后，并没有对肠胃系统造成任何影响。在该实施例中关键性的干扰是果糖/乳糖、乳糖/蔗糖、果糖/蔗糖和乳糖/α-糊精(和/或麦芽糖)。对于“计算的”测试，表1中显示的结果显示由多变量回归分析法计算的情况接近于最优，且还没有被实验所证实。在这种情况下，四种糖如此大范围的彼此相互干扰，使得只有四分之一的甜味剂和燕麦淀粉能期望在对象的小肠中吸收。

对于17g乳糖/17g蔗糖甜味剂和16g淀粉(曲线B)的葡萄糖峰值与34g蔗糖和16g淀粉对照(曲线A)一般具有同样强度和时间，但AUC(1613mg-min/dL)明显小于蔗糖(3155mg-min/dL)。源自蔗糖的这些甜味剂，在90和120分钟的该Δ血浆葡萄糖值是不同的。该对象没有观察到任何的GI影响。

在图1中的8.5g乳糖/17g蔗糖/8.5g果糖甜味剂(曲线C)显示出相当于增加蔗糖情况的血浆葡萄糖峰值的1/2的峰值，和明显比蔗糖(3155mg-min/dL)低的AUC(1002mg-min/dL)。由蔗糖看不出时间值有明显的不同，因为该制剂在测试的四次显示出不同的时间峰值，且每一次曲线形状是不同的。观察对象出现了非常轻微的咕噜声和发胀，这与测试内容相关，在测试的四次有两次除外。有趣的是在3小时时蔗糖曲线(A)由其峰值回到了禁食的血液葡萄糖水平，与新的甜味剂形成对照(曲线B和C)，新甜味剂在1.5至2小时内就降落至禁食的血液葡萄糖水平，而滞留在禁食的血浆葡萄糖水平之下，则直至3小时以后的一段时间。

并不希望被这一解释所束缚，我们推测血浆葡萄糖降低至禁食水平之下与在结肠中糖发酵为短链脂肪酸(SCFA)有关。在结肠中吸收两种最主要的SCFA，并引发对甘油三酸酯的代谢需要将葡萄糖氧化制造ATP。

实施例2

乳糖、蔗糖和果糖的混合物的热量值

测试内容是将50g总碳水化合物的水溶液(溶于200ml水)在测试前的早上的一大早制备好。除了血样提取次数是0、30、45、60、90、120和180分钟以外，所有如上述实施例1中所述的同样的协议标准用于该测试。该测试对象是上述#1对象，和#2对象，一个24岁的健康的男性白种人(BMI＝27.7kg/m²)。分别参见附图3和2，该附图针对其OTT的结果。

计算需要接受一些合理的假定：

□对于乳糖一水化物、果糖、蔗糖和燕麦淀粉的GI值分别是46、23、64和100。

□对于乳糖一水化物、果糖、蔗糖和燕麦淀粉的热量值分别是3.8、3.7、3.9和3.7kcal/g。

□对于由小肠至血流完全活性吸收糖混合物的顺序是果糖＞淀粉(如麦芽糖和α-糊精)＞蔗糖＞乳糖。

□对于这些计算对未水解的双糖的消极吸收被假定为0。

□双糖没有被活性吸收，到达结肠，在此它们被微植物丛完全降解。

--78％的双糖形成短链脂肪酸(SCFA)，其被完全吸收，并通过50％×0.85＝42.5％的体效能被利用，与葡萄糖相比(Livesey，Iht JFood Sci Nutr，44，221-241，1993)。

--22％的双糖被转化成生物质，其对宿主没有可用的热量(Weberet al，J Lab Clin Med，110，259-263，1987)。

□到达结肠的NB-淀粉(不是甜味剂的一部分)，被微生物降解，并减去源自甜味剂的一部分能量值，使其产生的成分(乳糖)到达结肠。

对于以打上营养标志为目的的甜味剂，其公认的热量值需要考虑单一甜味剂成分的性质，且该甜味剂不影响其它营养素的性质。所以，以下对所要求保护的糖混合物，在水溶液中进行测试，其中无其它营养素，用来证明该甜味剂最保守的估计热量值(ECV)。

在图3中，溶于200g水的50g蔗糖溶液(曲线A，其中N＝3次测试)用作对照(确定为3.9kcal/g)，16g乳糖/17g蔗糖/17g果糖的20％水溶液用于正常的对象#1(曲线B，其中N＝3次测试)。对于该糖混合物在30、60和90分钟时的血浆葡萄糖增量明显较低，以及AUC(754，从1.7小时起。对于该糖混合物估计的热量值(ECV)是2.2kcal/g。

对于该糖混合物，12.5g乳糖/25g蔗糖/12.5g果糖的20％的水溶液(曲线C，其中N＝3次测试)，对于该糖混合物在45和90分钟时，血浆葡萄糖增量明显较低，以及该AUC比蔗糖(580mg-min/dL比2935mg-min/dL)。三次中的两次，注意到测试对象在不同的两次有轻微的胃肠道咕噜声，还有一次没有胃肠反应。对于该糖混合物估计的热量值(EVC)计算为1.9kcal/g。当将这三种糖(总共34g)以同样的比例添加到燕麦淀粉(16g)中用于对同样的对象的OTT(参见图1，曲线C，8.5g乳糖/17g蔗糖/8.5g蔗糖/16g淀粉的测试，其中N＝4次测试)，对于该甜味剂的ECV是1.0kcal/g。显然，该甜味剂的糖干扰了源自燕麦的淀粉部分的吸收。

在图2中，溶于200g水的50g蔗糖溶液(曲线A，其中N＝2次测试)用作对照，20g乳糖/30g蔗糖的20％水溶液用于正常的对象#2(曲线B，其中N＝2次测试)。对于该乳糖和蔗糖混合物，在90分钟时的血浆葡萄糖增量明显较低。对于该两糖混合物的ECV计算为2.1kcal/g。当在先前的测试中，将7g果糖代替等量的蔗糖时(曲线C，其中N＝2次测试)，该糖混合物在60分钟时，与蔗糖时情况相比，血浆葡萄糖增量明显较低。没有观察到胃肠反应。该三糖混合物(20g乳糖/23g蔗糖/7g果糖)的ECV计算为2.4kcal/g。该混合的糖的两种曲线的形状是有趣的，因为对于葡萄糖吸收的引发速率(0至30分钟)这两个测试与蔗糖对照测试是相同的。

并不希望被这一解释所束缚，我们相信这同样的葡萄糖吸收的引发速率的发生是因为乳糖的抑制，且因此蔗糖和淀粉吸收得不是很好，直至在小肠腔中有一定水平的果糖积聚。所以摄取最小量的果糖作为甜味剂的一部分，具有热量优势，与其等待蔗糖水解，不如向小肠中提供阈值浓度的果糖。

对减少葡萄糖耐受性的测试对象使用新甜味剂

减少葡萄糖耐受性(IGT)的测试对象是一位84岁的男性白种人(BMI＝21.5kg/m²)，健康状况比较好。其每日服药包括Coumadin和Cardoxin，全部在OTT之后服用。如实施例1同样的OTT协议用于IGT对象。参见附图4IGT的OTT结果。

对于20g乳糖/14g蔗糖/16g淀粉的测试内容(曲线B)，在30分钟IGT显示出血浆葡萄糖峰值，是34g蔗糖/16g淀粉(曲线A)的峰值的39％。在到达峰值之后，其血浆葡萄糖浓度保持接近于恒定为～1.5小时，接着在3小时时降落回接近基线。该对象没有感到胃肠反应，不象蔗糖/淀粉对照(曲线A)，乳糖/蔗糖/淀粉测试(曲线B)，从不让其血浆葡萄糖水平突破200mg/dL，这对于糖尿病患者是一个重要的标准(尤其是在2小时)。对于蔗糖/乳糖/淀粉剂量的AUC是蔗糖/淀粉AUC的45％(3860mg-min/dL对8595mg-min/dL)。低饭后AUC的保持是重要的，对于糖基化血红蛋白在2型准糖尿病患者和糖尿病患者中的控制的保持是重要的，同时在大多数情况下控制了热量摄取。对于添加到燕麦粥中的乳糖/蔗糖情况，甜味剂的热量值由蔗糖的3.9kcal/g降低到1.0kcal/g。

实施例4

对2型糖尿病患者使用新甜味剂

2型糖尿病患者测试对象(DM2)是一位51岁的女性白种人(BMI＝32.8kg/m²)，她正试图不用胰岛素或口服药物来控制糖尿病。她每日服药包括Premarin、Prempro、Xenical和Lipitor，在每天完成OTT之后全部服用。除了用100g水制作测试溶液以外，如实施例2同样的OTT协议用于DM2。DM2用双份50、25和15g蔗糖OTT进行测试，以确保AUC比剂量的血浆葡萄糖线性反应。该剂量反应是线性的介于0至25g蔗糖之间；由此针对该测试对象的所有后续测试均用25g的总碳水化合物。参见附图5的DM2的OTT结果。

血浆葡萄糖在45分钟时升至峰值。30和45分钟的平均的血浆葡萄糖水平突破200mg/dL，且对于相对小的蔗糖剂量AUC是大的。具有25g剂量1∶3乳糖/果糖(曲线B，其中N＝2次测试)在30、45和60分钟显示出明显降低的Δ血浆葡萄糖水平，且降低的AUC对比蔗糖对照(1113mg-min/dL对比6184mg-min/dL)。具有1∶3乳糖/蔗糖，血浆葡萄糖水平从不突破200mg/dL，尽管对于时间为0的禁食血液葡萄糖水平，1∶3乳糖/果糖测试是42mg/dL高于蔗糖。测试对象没有感到胃肠反应。由于低峰值葡萄糖浓度和AUC，1∶3乳糖/果糖对于用于糖尿病患者具有明显的潜在优势。该甜味剂的ECV是2.3kcal/g。

具有25g剂量2∶3∶3乳糖/蔗糖/果糖(曲线C，其中N＝2次测试)在30、60和120分钟显示出明显降低的Δ血浆葡萄糖水平，且降低的AUC对比蔗糖对照(1448mg-min/dl对比6184mg-min/dL)。该测试的对象没有感到肠胃反应。该甜味剂的ECV是2.2kcal/g。

实施例5

甜度的成对比较测试

六名成年测试对象(3男、3女)作为所要求保护的糖混合物的品尝者，所述的糖混合物是以10wt.％水溶液的形式在室温下进行品尝的。该研究是在蒙蔽条件下进行的成对比较品尝，用以对六种糖混合物的相对甜度，与各为0、4、8、12、16或20wt％的蔗糖水溶液进行比较而评定。每个测试者各测试未公开的两次。平均结果以蔗糖等效百分数(％SE)在表2中表示。

表2-相对甜度

乳糖一水化物  (wt.％)   蔗糖  (wt.％)   果糖  (wt.％)   ％SE    50    50    0    63    40    60    0    70    37.5    25    37.5    86    25    0    75    94    25    50    25    96

实施例6

软饮料混合料的制备

用一包装份的葡萄味Kool-Aid不甜的软饮料混合料(3.9g净重)与溶于2夸脱冷自来水的1杯糖(215g)混合(饮料B)。通过将第一个配方中的糖用1杯干混合物(210g)代替制备第二种饮料，所述的混合物是由25wt.％的乳糖一水化物、50wt.％的蔗糖和25wt.％的果糖组成的(饮料A)。在通过8个人品尝测试之前，将这两种饮料冷藏至少2个小时。8个未经训练的品尝者中的四个认为B比A甜。所有人均认为该比较非常接近。同样8个品尝者中的5个人只是基于味道，说他们将购买A而不是B。5个人认为A是由食糖作为唯一的甜味剂制备的，而3个人认为B的制备只用了食糖。对于每份8盎司饮料的估计热量值B是105kcal，而A是50kcal，热量值降低52％。

实施例7

Instant Quaker Oats的制备

制备两个加糖的燕麦粥样品。首先将34g浅棕色蔗糖和一包装的(28g)的贵格快餐燕麦粥置于一个碗中。添加水(1/2杯)，并搅拌该混合物，并在高设置下微波炉中加热1分钟，简单的搅拌并加热另外的30秒。第二种制品使用8.5g乳糖一水化物/17g深棕色糖/8.5g果糖的混合物代替第一种制品中的浅棕色蔗糖。这两种甜味剂的颜色差不多。这两种燕麦粥制品的味道和质地是相同的。估计的热量值分别是233和134kcal，热量值的降低是42％。

撒糖曲奇饼干的制备

A成分

1/2杯砂糖(107.5g×3.9kcal/g)             1茶匙发面苏打

1/2杯粗糖                                2茶匙酒石奶油(14kcal)

1个蛋(44g，70kcal)                       1茶匙香草

1杯起酥油(179g×9.2kcal/g)               1/4茶匙盐

2杯面粉(280g×3.7kcal/g)

将所有成分混合，并在冰箱中冷藏面团。将面团滚成球形，并浸在砂糖中。在中等炉中，350°F下焙烤12分钟。在食用之前让曲奇(N≈45)冷却。

B成分

2盎司Krystar 300(果糖)                      2杯面粉

2盎司乳糖一水化物                           1茶匙发面苏打

1/2杯粗糖                                   2茶匙酒石奶油

1个蛋                                       1茶匙香草

1杯起酥油                                   1/4茶匙盐

将所有成分混合，并在冰箱中冷藏面团。将面团滚成球形，并浸在25wt.％Krystar300/50wt.％砂糖/25wt％乳糖一水化物的混合物中。在中等炉中，350°F下焙烤10分钟。在食用之前让曲奇(N≈45)冷却。

将这两种配方A和B，如上所述进行制备。有6个人品尝了曲奇A和B，并认为两种曲奇的味道几乎一样。配方B曲奇在上部比配方A的颜色略深。各曲奇含29wt.％的糖和24wt.％的脂肪。曲奇A和B的估计热量值分别是80和66kcal，热量值降低了18％。