CN102395376A - 脂质代谢改善剂 - Google Patents
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Abstract
公开一种脂质代谢改善剂,其具有优异的脂质代谢改善效果,并对于预防和治疗高脂血症、肥胖症及其它疾病有效。还公开包含该脂质代谢改善剂的脂质代谢改善产品如食品、饮品、营养补充剂和饲料。脂质代谢改善剂的特征在于包含乳清蛋白水解物作为活性成分,其中所述乳清蛋白水解物的特征在于具有10kDa以下的分子量分布,其中主峰出现在200Da和3kDa的范围内,还具有2至8的APL(平均肽链长度)、20%以下的游离氨基酸含量以及抗原性为β-乳球蛋白抗原性的1/10,000以下。
Description
技术领域
我们发明了具有出色的脂质代谢改善能力、苦味小、稳定性优异并且安全的试剂。该试剂能够抑制人类及其它哺乳动物脂肪细胞摄取脂质。本申请还将描述包含该试剂的食品、饮品、营养补充剂和饲料。
背景技术
近年来,由饮食习惯改变、长期缺乏锻炼和过度紧张引起的生活方式疾病如肥胖症、高血压、以及高脂血症和糖尿病相关的风险增加。当此类生活方式相关的疾病发展时,它们可导致更严重的疾病如动脉硬化和心肌梗塞。生活方式疾病中,饮食习惯的大部分改变可归于从日本饮食到西方饮食的转变,与传统的日本饮食相比,西方饮食主要由肉组成并具有更高的卡路里。主要有两种预防由高卡路里饮食引起的生活方式相关疾病的方法。第一种方法涉及降低血液中的甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇的水平,即改善脂质代谢。第二种方法涉及抑制脂肪累积,即,预防肥胖症。虽然两种方法被认为是一样的,但其背后的实际机理却不同。存在改善脂质代谢、但不抑制体重增加的试剂(参见专利文献1)以及抑制体重增加但与脂质代谢无关的试剂(参见专利文献2)。从健康和美容方面,对于预防和治疗肥胖症,抑制脂肪累积的后一种方法已受到了关注。尝试的治疗方法包括药物和运动疗法以及限制饮食。虽然药物疗法被认为是有效的,但还需要考虑其副作用。运动疗法和限制饮食在长期执行方面伴随着时间和精神上的困难,并且成功率低。另外,不能忽视营养缺乏和由过度限制饮食引起的厌食症的风险。针对此背景,存在对能够基于日常摄食并具有改善脂质代谢能力的简单然而安全的试剂或饮食试剂的需求。
作为改善脂质代谢的机理,可以考虑抑制血清胆固醇和甘油三酯累积。所有物质中,已知来自大豆蛋白的大豆肽抑制这些指标的累积(参见非专利文献1)。此外,已披露了来自乳清蛋白的水解物具有脂质代谢改善能力(参见专利文献3)。
来自乳蛋白质的水解物用于各种产品以预防来自乳和乳制品的食物过敏。由牛乳得到的乳清蛋白不同于母乳的乳清蛋白,并被认为是变应原。为了应对该问题,已披露了乳清蛋白的酶水解,其制备方法(参见专利文献4和5)以及在特定条件下通过加热和由耐热水解酶的酶水解来变性乳清蛋白以得到乳清蛋白水解物的方法(参见专利文献6)。
引文列表
专利文献
专利文献1:JP2002-226394A
专利文献2:JP 2007-308469A
专利文献3:JP H05-176713A
专利文献4:JP H02-2319A
专利文献5:JP H02-138991A
专利文献6:JP H04-112753A
非专利文献
非专利文献1:Cho SJ等人.Cholesterollowering mechanismof soybean protein hydrolysate.J Agric Food Chem.2007 Dec26;55(26):10599-604。
发明内容
发明要解决的问题
来自乳的乳清蛋白水解物是有利的,这是因为其与来自大豆蛋白的大豆肽相比具有更高的支链氨基酸含量(专利文献2),来自乳的乳清蛋白水解物能够生产更好的脂质代谢改善剂。
然而,典型的乳清蛋白水解物溶液是混浊的,当作为实际产品使用时具有局限性,并且不能作为需要外观透明的产品使用。此外,肽具有风味苦的特性,制约了其在口服食品和饲料中的使用。
虽然已报道乳清蛋白水解物降低变态反应(专利文献6),但还没有报道其改善脂质代谢。
因此,本发明的目的是提供脂质代谢改善剂或包含此类试剂并能够作为正常饮食的一部分而摄取的食品、饮品、营养补充剂或饲料。此外,并不限制其在改善脂质代谢和预防或治疗代谢综合症中的应用,这是因为其非常安全,并且水溶液高度透明和风味中极小的苦味。
用于解决问题的方案
本发明的优选实施方案如下所示:
(1)一种包含乳清蛋白水解物作为活性成分的脂质代谢改善剂,其具有以下特征:
(i)10kDa以下的分子量分布,在200Da和3kDa之间具有主峰。
(ii)2至8的APL(平均肽链长度)。
(iii)20%以下的游离氨基酸含量。
(iv)抗原性为β-乳球蛋白抗原性的1/10,000以下。
(2)根据上述项(1)所述的脂质代谢改善剂,其特征在于乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和50℃至70℃下变性乳清蛋白,并由耐热水解酶来酶水解,随后进一步加热以失活所述酶。
(3)根据上述项(1)所述的脂质代谢改善剂,其特征在于乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和20℃至55℃下酶水解乳清蛋白,随后在pH 6至10和50℃至70℃下加热以用耐热水解酶来酶水解未水解的乳清蛋白,同时通过加热变性,以及进一步加热以失活所述酶。
(4)一种食品和饮品,其包含根据上述项(1)至(3)中任一项所述的脂质代谢改善剂。
(5)一种营养补充剂,其包含根据上述项(1)至(3)中任一项所述的脂质代谢改善剂。
(6)一种饲料,其包含上述项(1)至(3)中任一项所述的脂质代谢改善剂。
本发明的其它优选实施方案如下所示:
(A)一种改善脂质代谢的方法,其包括施用具有以下特征的乳清蛋白水解物:
(i)10kDa以下的分子量分布,在200Da和3kDa之间具有主峰。
(ii)2至8的APL(平均肽链长度)。
(iii)20%以下的游离氨基酸含量。
(iv)抗原性为β-乳球蛋白抗原性的1/10,000以下。
(B)根据上述项(A)所述的方法,其特征在于乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和50℃至70℃下变性乳清蛋白,并由耐热水解酶酶水解,随后进一步加热以失活所述酶。
(C)根据上述项(A)所述的方法,其特征在于乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和20℃至55℃下酶水解乳清蛋白,随后在pH 6至10和50℃至70℃下加热以用耐热水解酶来酶水解未水解的乳清蛋白,同时通过加热变性,以及进一步加热以失活所述酶。
(D)一种抑制血清中甘油三酯、胆固醇或磷脂累积的方法,其特征在于施用具有以下特征的乳清蛋白水解物:
(i)10kDa以下的分子量分布,在200Da和3kDa之间具有主峰。
(ii)2至8的APL(平均肽链长度)。
(iii)20%以下的游离氨基酸含量。
(iv)抗原性为β-乳球蛋白抗原性的1/10,000以下。
(E)根据上述项(D)所述的方法,其特征在于乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和50℃至70℃下变性乳清蛋白,并由耐热水解酶酶水解,随后进一步加热以失活所述酶。
(F)根据上述项(D)所述的方法,其特征在于乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和20℃至55℃下酶水解乳清蛋白,随后在pH 6至10和50℃至70℃下加热以用耐热水解酶来酶水解未水解的乳清蛋白,同时通过加热变性,以及进一步加热以失活所述酶。
(G)一种预防和/或治疗高脂血症的方法,其特征在于施用具有以下特征的乳清蛋白水解物:
(i)10kDa以下的分子量分布,在200Da和3kDa之间具有主峰。
(ii)2至8的APL(平均肽链长度)。
(iii)20%以下的游离氨基酸含量。
(iv)抗原性为β-乳球蛋白抗原性的1/10,000以下。
(H)根据上述项(G)所述的方法,其特征在于乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和50℃至70℃下变性乳清蛋白,并由耐热水解酶酶水解,随后进一步加热以失活所述酶。
(I)根据上述项(G)所述的方法,其特征在于乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和20℃至55℃下酶水解乳清蛋白,随后在pH 6至10和50℃至70℃下加热以用耐热水解酶来酶水解未水解的乳清蛋白,同时通过加热变性,以及进一步加热以失活所述酶。
(J)一种预防和/或治疗肥胖症的方法,其特征在于施用具有以下特征的乳清蛋白水解物:
(i)10kDa以下的分子量分布,在200Da和3kDa之间具有主峰。
(ii)2至8的APL(平均肽链长度)。
(iii)20%以下的游离氨基酸含量。
(iv)抗原性为β-乳球蛋白抗原性的1/10,000以下。
(K)根据上述项(J)所述的方法,其特征在于乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和50℃至70℃下变性乳清蛋白,并由耐热水解酶酶水解,随后进一步加热以失活所述酶。
(L)根据上述项(J)所述的方法,其特征在于乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和20℃至55℃下酶水解乳清蛋白,随后在pH 6至10和50℃至70℃下加热以用耐热水解酶来酶水解未水解的乳清蛋白,同时通过加热变性,以及进一步加热以失活所述酶。
发明的效果
该脂质代谢改善剂对血清中的甘油三酯和总胆固醇累积以及肝脏中的甘油三酯累积具有显著的抑制效果。其在预防和治疗疾病如高脂血症和肥胖症中是有效的。
具体实施方式
与脂质代谢改善剂混合的乳清蛋白水解物可改善脂质代谢。所述水解物可通过以下获得:在50℃至70℃和pH 6至10下变性乳清蛋白,并由耐热水解酶酶水解,随后进一步加热以失活所述酶。在进行上述酶水解之前,如果所述乳清蛋白在pH 6至10和20至55℃下由蛋白水解酶水解,并且未冷却,则产率相当地更高。
此外,通过使用超滤和/或微滤膜浓缩以该方式制备的乳清蛋白水解物,可以达到更强的脂质代谢改善效果。另外,所述膜将降低苦味并改善乳清蛋白水解物的透明性。
超滤膜的截留分子量应当在1至20kDa,或优选2至10kDa范围内。微滤膜的截留分子量应当在100至500Da,或优选150至300Da范围内。
为了不限制该乳清蛋白水解物的用途,高度的透明性是期望的。透明性试验(下述)应当使吸光度小于0.014,优选小于0.010或小于0.005。
本发明中的乳清蛋白是源自不同哺乳动物,如母牛、水牛、山羊或人的乳的乳清的凝集物、粉末或纯化的蛋白质。另外,在水溶液条件下进行乳清蛋白酶反应。
乳清蛋白水溶液的pH通常为6至10;因此,当发生酶反应时无需调节pH。然而,在需要调节的情况中,可以使用酸性溶液如盐酸、柠檬酸或乳酸,或者碱性溶液如氢氧化钠、氢氧化钙或磷酸钠来相应地调节pH(pH 6至10)。
虽然本发明描述了在50至70℃下加热,但优选在加热乳清蛋白溶液之前添加耐热水解酶及进行酶水解,从而得到更高的产率。
虽然对于蛋白酶通常使用的温度为≤40℃,但对于本方法中使用的耐热水解酶最佳的温度为≥45℃。只要它是在该温度下工作最佳的已知耐热水解酶,就可以没有限定的使用任何酶。耐热水解酶的一些实例是木瓜蛋白酶、蛋白酶S(商标名称)、proleather(商标名称)、thermoase(商标名称)、alcalase(商标名称)和protin-A(商标名称)。在该方法中,在80℃下加热30分钟后具有约10%以上残余活性的耐热水解酶是期望的。另外,使用多种酶是更有效的。优选的反应时间为30分钟至10小时。
最后,需要加热反应溶液以失活水解酶。用于该方法的酶可通过在100℃以上加热反应溶液10秒以上来失活。
离心如上所述收集的反应溶液,并收集上清液。干燥上清液以得到粉末化的乳清蛋白水解物产品。离心过程中形成的沉淀物与上清液相比,对降低变态反应具有较小的作用,并且应当将其除去。然而,可以干燥反应溶液并原样使用。
可通过该方法得到的乳清蛋白水解物通过抑制ELISA法[Japanese Journal of Pediatric Allergy 1,36(1987)]来定量。证实其抗原性与β-乳球蛋白相比为1/10,000以下并为乳清蛋白的≤1/10,000,且其极其安全。另外,由于乳清蛋白水解物溶液是透明的,并且其苦味得分大约为2,对于该产品的不存在局限性。通过以下方法评价透明性和苦味。
透明性评价方法:
制备1%的乳清蛋白水解物并在650nm下测量吸光度。
苦味评价方法:
制备10%的乳清蛋白溶液,并添加苦味物盐酸奎宁以评价苦味。如表1所示,如果苦味得分为≤2,则可将其用于食品和饮品。
[表1]
虽然可将乳清蛋白水解物直接用作脂质代谢改善剂,但在常规方法中也可以粉末(powder)、颗粒、片、胶囊或溶液形式使用。可直接将通过超滤或微滤处理的乳清蛋白水解物用作脂质代谢改善剂或可以干燥形式使用它们。另外,使用常规方法可将其转变为各种形式。
此外,制剂化后,也可以添加营养剂;食品和饮品如酸奶、乳类饮品、薄饼(wafer);营养补充剂;和饲料。
具有脂质代谢改善效果的本发明的食品和饮品、营养补充剂和饲料可以指乳清蛋白水解物本身。另外,它们可包含通常的成分,如稳定剂、糖、香料、维生素以及矿物质、类黄酮和多酚。
本发明的食品和饮品、营养补充剂和饲料可通过与其它通常使用的原料组合来制备。
对于乳清蛋白水解物在食品、饮品、营养补充剂和饲料中的使用没有限定。然而,对于成年人口服摄取5mg以上乳清蛋白水解物作为食品、饮品或饲料,取决于配方,其组成应当为总质量的0.001%至10%(重量/重量)或优选0.1%至5%(重量/重量)。
可将适当的添加剂添加到活性成分以生产脂质代谢改善剂的优选配方,并且可将该制剂制备为口服或非口服制剂。在生产过程中,可使用稀释剂和赋形剂,如通常使用的填充剂、增量剂、结合剂和崩解剂、表面活性剂和滑润剂。
可使用包括胶囊剂、片剂、颗粒剂、粉末剂、溶液剂、悬浮剂、乳剂、栓剂、注射剂和软膏剂的剂型。赋形剂的实例包括蔗糖、乳糖、淀粉、微晶纤维素、甘露醇、轻质无水硅酸、铝酸镁、合成硅酸铝、硅酸镁铝酸盐(magnesium metasilicatealuminate)、碳酸钙、碳酸氢钠、磷酸氢钙和羧甲基纤维素钙。也可混合这些中的两种以上作为添加剂。
已证实了该脂质代谢改善剂中活性成分(乳清蛋白水解物)的安全性,并且如下所述的那样,证实了与β-乳球蛋白和乳清蛋白的抗原性相比抗原性在1/10,000以下。由于所期望的透明性和苦味度低,所以该水溶液作为脂质代谢改善剂,特别作为需要外观透明的脂质代谢改善剂具有不受限制的用途。
以下是实施例和比较例以及实验例,它们详细地描述本发明。然而,这些仅仅是提供实施例,并且无论如何发明的用途不局限于此。
实施例1
将50U/g的木瓜蛋白酶和150U/g的proleather(Proleather:天野酶(Amano Enzyme))添加到1L 10%的乳清蛋白溶液中,调节pH至8,并在55℃下加热6小时以使乳清蛋白酶水解和变性。然后,将反应混合物加热至100℃15秒以上以失活所述酶。离心该溶液,收集上清液并干燥,以得到乳清蛋白水解物,该乳清蛋白水解物具有分子量分布10kDa以下,具有1.3kDa的主峰,7.2的APL和总组合物中18.9%的游离氨基酸含量。
利用抑制ELISA法,抗原性定量为相对于β-乳球蛋白为1/10,000以下,具有80.3%的产率(在发生酶反应的流体离心后,通过由上清液的干重除以总反应混合物的干重计算产率)和2的苦味得分。
透明性试验结果显示,溶液高度透明,在650nm处具有0.008的吸光度。
以该方式得到的乳清蛋白水解物可直接用作脂质代谢改善剂。
实施例2
将50U/g的木瓜蛋白酶和150U/g的proleather(proleather:天野酶)添加到1L 10%的乳清蛋白溶液中,调节pH至8,并在50℃下加热3小时以酶水解。然后将该反应混合物加热至55℃,并在该温度下温育3小时以随着热变性而酶水解。通过加热至100℃15秒以上失活所述酶。在具有10kDa截留分子量的UF(STC)膜和具有300Da截留分子量的MF(STC)中处理该反应混合物。收集并干燥浓缩的馏分以得到乳清蛋白水解物。
得到的乳清蛋白水解物的分子量分布10kDa以下,具有500Da的主峰,3.0的APL和总组合物中15.2%的游离氨基酸含量。
抑制ELISA法显示,与β-乳球蛋白抗原性相比,抗原性为1/10,000以下,产率为65.4%和苦味得分为2。
透明性试验结果显示,溶液高度透明,在650nm处具有0.004的吸光度。
利用该方法得到的乳清蛋白水解物可直接用作脂质代谢改善剂。
[试验例1]
(动物实验)
用市售粉末饲料CE-2(Japan CLEA)预先喂养四周大的Sprague-Dawley系雄性大鼠(Kyudo)7天,并分成两组:作为对照组的酪蛋白和大豆肽组(HI-NUTE AM,Fuji oil)和乳清蛋白水解物组(描述于实施例1中的乳清蛋白水解物)。自由喂养它们根据示于表2的AIN-76组成制备的饲料2周。施用后进行各测量。
使用市售酶试剂盒Cholesterol E-test Wako、TriglycerideE-test Wako和Phospholipid C-test Wako测量血清胆固醇、甘油三酯和磷脂水平。所有数据以平均值±标准误差(SE)显示。使用Tukey-Kramer多重比较试验进行统计分析,并将P<0.05认为是统计学上显著的。
[表2]
饲料组成(%)
[表3]
大鼠的生长参数和各器官重量
平均值±标准误差(n=6-7)
ab:不同文字间的差异显著(P<0.05)
[表4]
大鼠血清脂质浓度
平均值±标准误差(n=6-7)
表3示出体重、器官、脂肪组织重量和摄食量的值。
与对照组的相比,大豆肽组中的终体重和体重增加显示较大的值,并在乳清蛋白水解物组中显示较小的值。最终结果显示大豆肽组和乳清蛋白水解物组之间的显著差异。当比较3个组时,摄食量未显示显著差异,然而,与对照组和大豆肽组的相比,对于乳清蛋白水解物组观察到稍微较小的值。类似地,与对照组的相比,以每100g体重测量的肝脏重量在大豆肽组中显示稍微较低的值,然而,不存在显著差异。测量每100g体重的肾重量,与对照组的相比,在乳清蛋白水解物组中显示明显大的值。对于心脏和肺重量(每100g体重),当比较各组时,没有观察到明显差异。
表4示出血清脂质浓度。
结果显示,大豆肽组和乳清蛋白水解物组中的血清甘油三酯浓度比对照组低大约15%。
大豆肽和乳清蛋白水解物组中的血清胆固醇水平比对照组的低(大约20%)。
血清磷脂和甘油三酯浓度具有类似的结果,乳清蛋白水解物组比大豆肽组的显示更低的值。
因此,在乳清蛋白水解物组中比在大豆肽组中更有效地改善血清胆固醇代谢功能。
此外,乳清蛋白水解物溶液是透明的,并且其苦味得分低至2;因此,在用于制造的产品时不存在局限性。因此,存在抑制血清甘油三酯、胆固醇和磷脂累积的显著效果。
实施例3
(片剂的制备)
将列于表5中的成分混合,并通过常规方法压缩以生产1-g片剂。
[表5]
将所列成分与100mg乳清蛋白水解物混合以生产1-g片剂。
实施例4
(营养补充剂的制备)
向4950g去离子水中溶解50g从实施例2得到的乳清蛋白水解物,加热至50℃,并在6000rpm下用TK均质混合器(TK ROBOMICS:Tokushu Kika Kogyo)混合30分钟,以得到具有50g/5kg乳清蛋白浓度的乳清蛋白水解物溶液。将以下成分添加到5.0kg乳清蛋白水解物溶液:5.0kg酪蛋白、5.0kg大豆蛋白、1.0kg鱼油、3.0kg紫苏子油、18.0kg糊精、6.0kg矿物质、1.95kg维生素、2.0kg乳化剂、4.0kg稳定剂和0.05kg香料。将该混合物填充入200mL杀菌袋并用高压杀菌釜(第一压力容器;型号:RCS-4CRTGN;Hisaka制造)在121℃下灭菌20分钟,以生产50kg营养补充剂。
在100g营养补充剂中的乳清蛋白水解物的量为100g。
实施例5
(饮品的制备)
向409g去离子水中溶解300g脱脂乳,将1g在实施例1中得到的乳清蛋白水解物混合于该混合物中,加热至50℃,并用超分散机(Ultra-Turrax T-25;IKA Japan)在9500rpm下搅拌30分钟。将以下成分添加到166g去离子水中:100g麦芽糖醇、2g酸化剂、20g还原糖浆和2g香料,填充于100ml玻璃瓶,在90℃下灭菌15分钟,并紧密密封以制备十个100ml瓶装饮品。
乳清蛋白水解物在100ml该饮品中的量为100mg。
实施例6
(狗粮的制备)
向99.8kg去离子水中溶解200g从实施例2得到的乳清蛋白水解物,加热至50℃,并用TK均质混合器(MARK II 160型:Tokushu Kika Kogyo)在3600rpm下搅拌40分钟以得到具有2g/100g乳清蛋白浓度的乳清蛋白水解物溶液。将以下成分添加到10kg乳清蛋白水解物溶液中:12kg大豆粉(大豆粕)、14kg脱脂乳、4kg大豆油、2kg玉米油、23.2kg棕榈油、14kg玉米淀粉、9kg麦粉、2kg麦麸、5kg维生素、2.8kg纤维素和2kg矿物质。在120℃下灭菌该混合物4分钟以生产100kg狗粮。
乳清蛋白水解物在100g狗粮中的量为20mg。
Claims (6)
1.一种脂质代谢改善剂,其包含具有以下特征的乳清蛋白水解物作为活性成分:
(1)10kDa以下的分子量分布,在200Da和3kDa之间具有主峰
(2)2至8的APL(平均肽链长度)
(3)20%以下的游离氨基酸含量
(4)抗原性为β-乳球蛋白抗原性的1/10,000以下。
2.根据权利要求1所述的脂质代谢改善剂,其特征在于所述乳清蛋白水解物可通过以下得到:在pH 6至10和50℃至70℃下变性乳清蛋白,并由耐热水解酶酶水解,随后进一步加热以失活所述酶。
3.根据权利要求1所述的脂质代谢改善剂,其特征在于所述乳清蛋白水解物可通过以下获得:在pH 6至10和20℃至55℃下酶水解乳清蛋白,随后在pH 6至10和50℃至70℃下加热以用耐热水解酶来酶水解未水解的乳清蛋白,同时通过加热变性,以及进一步加热以失活所述酶。
4.一种食品和饮品,其包含根据权利要求1至3中任一项所述的脂质代谢改善剂。
5.一种营养补充剂,其包含根据权利要求1至3中任一项所述的脂质代谢改善剂。
6.一种饲料,其包含根据权利要求1至3中任一项所述的脂质代谢改善剂。
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