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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft das Gebiet von Verfahren des Änderns von Fett und Fettzusammensetzung
von Milch, die durch ein milchspendendes Tier erzeugt wird. Darüber hinaus
betrifft die Erfindung insbesondere Verfahren des Verminderns des
Milchfettgehaltes von Milch und des Erhöhens des Prozentsatzes von
Isomeren konjugierter Leinölsäure in Milch.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Heutzutage
sind Verbraucher viel bewußter,
was Ernährung,
insbesondere Nahrungsfett, betrifft. Dieses Bewußtsein schließt eine
Verschiebung zum Verbrauch von Erzeugnissen mit geringem Fett ein,
einschließlich
Milcherzeugnisse mit geringem Fettgehalt. Somit gibt es ein Interesse
am Vermindern des Fettprozentsatzes von Milch, die durch die Kuh
erzeugt wird. Milchfett ist im Wesentlichen aus Triglyzeriden zusammengesetzt.
Die Brustzelle nimmt die Vorläufer
oder Bausteine für
die Milcherzeugung (z.B. die Komponenten-Fettsäuren von Milch: Acetat, B-Hydroxybutyrat
und vorgeformte Fettsäuren)
aus dem Blutkreislauf auf. Mehrere Übersichten haben die Faktoren
zusammengefaßt,
die den Milchfettprozentsatz und den Ertrag beeinflussen. Die Ernährung spielt
eine Hauptrolle, und gewisse Ernährungsgewohnheiten
verursachen eine Milchfettabsenkung durch Mechanismen, die nicht
klar festgestellt worden sind.
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Die
Milchfettabsenkung (MFD (milk fat depression)), die auftritt, wenn „hochkonzentrierte
Nahrung" oder Nahrung,
die in erster Linie aus einer Art von Nährstoff zusammengesetzt ist,
in diesem Falle Körner,
gefüttert
werden, stellen eine extreme Situation WW/bd//2970besr.doc dar,
wo die Rate der Milchfettsynthese in einer bestimmten Kuh um 50%
oder mehr abnehmen kann. Zusätzlich
führen
verschiedene andere Ernährungsbeeinflussungen,
einschließlich
pansenaktive Fette, Futter mit kleiner Teilchengröße, saftige
Weiden und lonophoren, alle zu verschiedenen Graden von vermindertem
Milchfettertrag. Diese Ernährungssituationen bringen Änderungen
bei der Pansenfermentierung oder Metabolismus mit sich, von denen
angenommen wird, daß sie
direkt oder indirekt zu einem Mangel von Lipidvorläufern an
der Brustdrüse
führen.
Die tatsächlichen Mechanismen,
die bei MFD mitspielen, wurden noch nicht völlig erklärt, aber verschiedene Theorien
wurden vorgeschlagen. Diese Theorien können grob in zwei Kategorien
zusammengefaßt
werden: (1) Theorien, die die Senkung als eine indirekte Folge eines
Mangels in der Versorgung mit Lipidvorläufern zur Brustdrüse betrachten
und (2) jene, die MFD einer direkten Hemmung der Brustdrüsensynthese
von Milchfett zuschreiben.
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Die
weitest vertretene Theorie ist die Zucker-Insulin-Theorie der Milchfettsenkung.
Diese Theorie erklärt
den Brustdrüsenmangel
an Milchfettvorläufern
auf der Grundlage des Konzeptes, daß Organe und Gewebe um Nährstoffe
konkurrieren. Bei diesem Wettbewerb spricht die Aufnahme von lipogenen
Vorläufern durch
Fettgewebe, aber nicht die Brustdrüse, auf Änderungen in der umlaufenden
Konzentration von Insulin an. Die Zucker-Insulin-Theorie schlägt vor,
daß erhöhte Insulinausschüttung, die
bei gewissen Ernährungen (z.B.
Ernährungen
mit einem großen
Anteil von Körnern)
Nährstoffe
vorzugsweise zum Fettgewebe lenkt, was einen Mangel an der Brustdrüse, und
somit eine Milchfettsenkung ergibt.
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Andere
Theorien schlagen vor, daß die
Milchfettsenkung durch eine direkte Hemmung an der Brustdrüse eines
oder mehrerer Schritte in der Synthese von Milchfett verursacht
wird. Eine Anzahl von Bestandteilen, die aus der Ernährung gewonnen
werden könnten
oder durch Fermentierung im Pansen oder den Tiermetabolismus sind
als mögliche
Faktoren, die die Milchfettsynthese in der Brustdrüse hemmen
können,
vorgeschlagen worden. Diese schließen trans-oktadekenoische Säuren, Methylmalonsäure und
Zyklopropenfettsäuren
so wie Sterculsäure
ein. Direkte Hemmung der Milchfettsynthese durch trans-oktadekenoische
Säuren (häufig als
Transfettsäuren,
TFA (trans fatty acids) bezeichnet), wurde zuerst vor mehr als zwei
Jahrzehnten vorgeschlagen (Davis und Brown, 1970). Pennington und
Davis (1975) vermuteten weiter, daß TFA, als Ergebnis der teilweisen
Härtung
ungesättigter
Fettsäuren
im Pansen, beim Erzeugen von MFD bei Ernährung mit hochkonzentrierten
Stoffen als auch wenn vielfach ungesättigte Öle gefüttert wurden, beteiligt waren.
Nachfolgende Untersuchungen mit Kühen, Ziegen und Mäusen haben
gezeigt, daß TFA,
die im Pansen erzeugt werden oder der Nahrung hinzugefügt werden,
mit der abgesenkten Milchfetterzeugung in Verbindung standen (Astrup
et al. 1976; Selner and Schulz, 1980; Wonsil et al. 1994; Gaynor
et al. 1994; Romo et al. 1996). Viele dieser Untersuchen benutzen
teilweise gehärtete
Pflanzenöle
als die Nahrungsquelle der Transfettsäuren und die Verfasser schlossen,
daß MFD
durch Transfettsäuren
verursacht wurde.
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US-Patent
No. 5 416 115 (hiernach „Patent '115"), das im Jahre 1995
für Erdman
et al. erteilt wurde, lehrt ein Verfahren des Einstellens des Milchfettes
durch Verabreichen von Transfettsäuren an milchspendende Kühe. Das
Patent '115 definiert
Transfettsäuren
als trans-oktadekenoische Fettsäuren
(Spalte 1, Zeile 16 – 20)
und das Patent beansprucht das erste zu sein, diese Verbindung zwischen
TFA und MFD zu erkennen. Jedoch versäumt das Patent '115 viel vom Stande
der Technik zu zitieren (z.B. Davis und Brown, 1970; Pennington
und Davis, 1975) und stellt andere Arbeiten falsch dar (z.B. Selner
und Schultz, 1980). Darüber
hinaus tut das Patent '115
die vorherige Arbeit ab indem es schließt „keine dieser Untersuchungen
haben eine ursächliche
Rolle zwischen der Menge und/oder der Art der Isomere von Fettsäuren, die
durch Kühe
aufgenommen wurden und den sich ergebenden Milchfettkonzentrationen
hergestellt. Dies ist interessant, weil die eigene wissenschaftliche
Arbeit der Erfinder (s. Übersicht
durch Erdmann 1996) und das Patent '115 ebenfalls versäumen, eine spezielle ursächliche
Rolle zwischen Milchfettabsenkung und speziellen Transisomeren in
Begriffen von „Menge
und/oder Art von Isomeren von Fettsäuren" zu behaupten oder nachzuweisen.
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Das
Patent '115 beansprucht
alle Transfettsäurenisomerenarten
(Spalten 12 und 13) als die Ursache der MFD. Jedoch machen die Erfinder
jenes Patentes keinen Unterschied zwischen speziellen Trans-Isomeren in
ihrem Patent oder in ihren wissenschaftlichen Veröffentlichungen
(z.B. Teeter et al. 1990; Gaynor et al. 1994; Romo et al. 1996;
Kalscheur et al. 1997). Tatsächlich
betonen ihre wissenschaftlichen Veröffentlichungen, daß MFD in
Beziehung steht zu Gesamttransfettsäuren (s. Überblick von Erdmann 1996).
Spätere
Daten zeigen klar, daß einige
Transfettsäuren
keine Milchfettabsenkung verursachen, während andere für einige
MFD verantwortlich sind. Z.B. kann man den Trans-11-Oktadeken-Fettsäurengehalt
von Milch erhöhen
ohne Änderung im
Gesamtfettmilchprozentsatz. Diese spezielle Fettsäure herrscht
im Milchfett vor. Wenn man sie mit teilweise gehärtetem Pflanzenfett (z.B. Margarine)
vergleicht, enthält
Butter (ein Milcherzeugnis) einen weiteren Bereich von Trans-Isomeren
(s. 1). Ursprüngliche
Daten zeigen, daß MFD
mit dem Gesamttransfettsäurengehalt von
Milchfett korreliert war (Erdman 1996; Griinari et al. 1998). Jedoch
zeigt die gegenwärtige
Erfindung, die feinere Techniken benutzt, daß Änderungen im Milchfettgehalt
zu Änderungen
bei speziellen Trans-Isomeren in Beziehung stehen und nicht zu den
Gesamt-TFA-Isomeren (Griinari et al. 1997, 1998). Z.B. kann man
den Trans-11-Oktadekensäuregehalt
von Milchfett erhöhen
ohne Änderung
im Gesamtmilchfettprozentsatz. Somit sind die breiten Vermutungen
im 115-Patent über
die allgemeine Natur von Transfettsäuren nur Vermutungen. Das Patent
versäumt,
dem Fachmann hinreichende Führung
oder Ermöglichung
bei der Kunst, zu bestimmen, welche Bestandteile Milchfettabsenkung
verursachen, zu liefern.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Kurz
gesagt ändert
die vorliegende Erfindung die Brustsynthese von Fett um die Milchqualität zu verbessern.
Diese Änderungen
in der Milchzusammensetzung stellen Verbesserungen in der Ernährungsqualität dar, die
im Einklang mit gegenwärtigen
Ernährungsempfehlungen
sind. Von besonderer Wichtigkeit ist die Offenbarung neuer Daten,
die sich auf spezielle konjugierte Leinölsäuren (CLA (conjugated linoleic
acids)), mächtige
natürlich
auftretende Antikarzinogene, beziehen. Im Verlauf einer Untersuchung
um den Milchgehalt von konjugierter Leinölsäure zu erhöhen wurde entdeckt, daß die Infusion
einer CLA-Zubereitung in den Labmagen eine deutliche Milchfettsenkung
verursachte.
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Diese
Beobachtung war unerwartet, da vorherige Arbeiten angedeutet hatten,
daß CLAs
allgemein das Körperfett
bei wachsenden Tieren verringerten. Eine Verringerung an Milchfett
auf Labmagen-Infusion einer CLA-Zubereitung war überraschend, da der Stand der
Technik schlüssig
gezeigt hatte, daß Körperfett
und Milchfett immer gegenläufige Änderungen
bei milchgebenden Kühen
zeigen. Zusätzlich
beobachteten vorherige Untersuchungen eine breite Änderung
im CLA-Gehalt von Milch von Kühen
während
des Milchspendens, aber keine hatte eine Beziehung zum Fettgehalt
der Milch berichtet. Die gegenwärtige
Offenbarung zeigt, daß eine
Zunahme im Milchfettgehalt eines speziellen TFA-Isomers, trans-10
C18 :1 (Griinari
et al. 1997, 1998) MFD verursacht. Diese Beobachtung ist im Widerspruch
zum Stande der Technik, der lehrte, daß eine Zunahme in Gesamt-TFA
MFD verursachte. Diese Ergebnisse sind auf andere milchspendende
Haustiere (z.B. Schweine, Schafe) anwendbar.
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Die
Milchfettabsenkung, die bei CLA-Infusion beobachtet wurde, war auch
unerwartet, auf der Grundlage von einander widersprechenden Ergebnissen
bei milchspendenden Versuchstieren. Gerade so wie es bei Kühen auftritt,
verursachte die Hinzufügung
von TFA zur Ernährung
von milchspendenden Mäusen
eine Senkung im Milchfettgehalt, so daß die Milchenergieabsonderung
und das Wachstum der Säuglinge
merklich vermindert war (Teter et al. 1990). Im Gegensatz dazu wurde
die Milchgabeleistung verbessert, wenn CLA zur Ernährung von
milchspendenden Ratten hinzugefügt
wurde, so daß das
Wachstum der Säuglinge
vermehrt wurde (Chin et al. 1994).
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Auf
die Infusion von CLA hin wird ein Teil der CLA zur Brustdrüse geleitet
und in Milchfett eingelagert. Somit erhöht das Verfahren der vorliegenden
Erfindung den Milchfettgehalt von CLA, mit entsprechenden damit
verbundenen Vorteilen für
die menschliche Gesundheit.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist ein Verfahren des Änderns der Konzentration von Milchfett
in Milch, die durch ein nichtmenschliches milchspendendes Säugetier
erzeugt wird, das Verabreichen an das milchspendende Säugetier
einer wirksamen Menge eines konjugierten Leinölsäurepräparates, das ausreicht, um
den Fettgehalt von Milch, die durch das milchspendende Säugetier
erzeugt wird, zu vermindern, und den Milchgehalt von Isomeren konjugierter
Leinölsäure zu erhöhen derart,
daß die
Verbindung konjugierter Leinölsäuren in
der Lage ist, anfängliche
Verdauungsvorgänge
oder bakterielle Fermentation im Pansen zu umgehen, auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist ein Verfahrens des Erhöhens des Anteils von Trans-Fettsäure 10 C18:1
in der Milch eines nichtmenschlichen milchspendenden Säugetieres
das Verabreichen an das nichtmenschliche milchspendende Säugetier
einer Menge einer Verbindung konjugierter Leinölsäure, die wirksam ist, um den
Fettgehalt von Milch, die durch nichtmenschliche milchspendende
Säugetier erzeugt
wird, zu vermindern und den Milchgehalt von konjugierten Leinölsäureisomeren
zu vermehren derart, daß die
konjugierte Leinölsäure-Verbindung
im Pansen des nichtmenschlichen milchspendenden Säugetieres nicht
abgewandelt wird, auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist ein Verfahren des Änderns des Gehaltes von Milchfett
in Milch, die durch ein nichtmenschliches milchspendendes Säugetier
erzeugt wird, das Verabreichen dem nichtmenschlichen milchspendenden
Säugetier
einer Menge einer Verbindung konjugierter Leinölsäure, die wirkungsvoll ist um
den Fettgehalt von Milch, die durch das nichtmenschliche milchspendende
Säugetier erzeugt
wird, zu vermindern und den Milchgehalt von Isomeren konjugierter
Leinölsäure zu erhöhen derart, daß die Verbindung
konjugierter Leinölsäure nicht
im Pansen des nichtmenschlichen milchspendenden Säugetieres
abgewandelt wird, auf.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
die Verteilung von Trans-Oktadeken-Fettsäure-Isomeren in Butter und
Margarine.
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2 zeigt
die Wirkung einer Infusion von CLA-60 in den Pansen auf den Milchfettprozentsatz.
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3 zeigt
die Wirkung einer Infusion von CLA-60 in den Pansen auf den Milchfettgehalt
von CLA.
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4 zeigt
die Wirkung einer Infusion von verschiedenen CLA-Mischungen in den
Pansen auf den Milchfettprozentsatz.
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5 zeigt
die Wirkung von Ernährung
auf den Milchfettgehalt von Trans-Oktadeken-Fettsäure-Isomeren.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Milch
und andere Tiererzeugnisse sind wichtig als eine Nahrungsquelle,
die mehr als ein Drittel der Kalorien beiträgt, und zwischen einem Drittel
und der Gesamtheit der Hauptnährstoffe
in der US-amerikanischen Nahrungsversorgung. Z.B. liefern 16 Unzen
Milch 1/3 des täglichen
Eiweißbedarfs
eines Erwachsenen, und dieses Eiweiß liefert ein beinahe perfektes
Muster an Aminosäuren
für die
Körperbedürfnisse
und Aufnahme. Jedoch steuern Tiererzeugnisse auch mehr als die Hälfte des
Gesamtfettes und drei Viertel der gesättigten Fettsäuren in
unserer Ernährung
bei, Nahrungsbestandteile, die die Gesundheit eines Einzelnen ungünstig beeinflussen
können.
Somit hat die „National
Academy of Science" eine
Notwendigkeit, Wege zum Ändern
des Nährstoffgehaltes
von Tiererzeugnissen, die im Einklang mit den gegenwärtigen Ernährungsempfehlungen sind,
betont.
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ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
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- CLA
- Konjugierte Leinölsäure (conjugated
linoleic acid)
- MFD
- Milchfett(ab)senkung
(milk fat depression)
- TFA
- Transfettsäuren (trans
fatty acids)
- SF
- Gesättigte Fette
(saturated fats)
- UF
- Ungesättigte Fette
(unsaturated fats)
- HF
- Faserreiche Ernährung (high
fiber diet)
- LF
- Faserarme Ernährung (low
fiber diet)
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Im
Falle von Milchfett ist die Offenbarung der vorliegenden Erfindung
aus verschiedenen Gründen
wesentlich. In einer erzeugendenden Milchkuh werden ungefähr 30 %
des Nettoenergiebedarfs des Tieres für die Erhaltung und 70 % für die Milchsynthese
benutzt. Ungefähr
die Hälfe
des für
die Milchsynthese benutzten ist nur für die Synthese des Fettbestandteils
der erzeugten Milch erforderlich. Somit ist ein Hauptteil der Kosten des
Erzeugers für
Futterquellen mit den Energieerfordernissen um Milchfett zu machen
verbunden. Das Vermindern des Fettgehaltes von Milch würde den
Futterwirkungsgrad bei Milchkühen
und anderen Nahrungstieren (z.B. milchspendenden Schweinen) verbessern,
die Kosten senken und die Ernährungsmerkmale
der erzeugten Milch in Bezug auf die Ernährungsempfehlungen der „National
Academy of Science" verbessern.
Die Erfindung erreicht diese Ziele, indem sie den Gehalt von konjugierten
Leinölsäuren (CLA)
in Milchfett erhöht. Diese
Erhöhung
des CLA-Gehaltes
gibt der Milch, die als ein Ergebnis des hierin beschriebenen Verfahrens erzeugt
wird, eine antikarzinogene Wirkung ebenso wie andere eindeutige
Gesundheitsvorteile.
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Ein
Kennzeichen der Biologie der Milchfettabsenkung sind die reziproken
einhergehenden Änderungen,
die im Körperfettgehalt
und im Milchfettgehalt auftreten. Diese reziproken Änderungen
werden für
alle Arten von MFD beobachtet, und das Konzept der verminderten
Milchfettabsonderung und der erhöhten
Körperfettansammlung
ist in allen der Theorien von MFD enthalten. In der Zucker-Insulin-Theorie
wird vorgeschlagen, daß die
durch das Insulin angeregte Zunahme in Körperfettspeichern im Fettgewebe
einen Mangel von Lipid-Vorläufern für die Brustdrüsensynthese
von Milchfett verursacht. In anderen Theorien, die eine direkte Hemmung
an der Brustdrüse
einer oder mehrerer Stufen bei der Synthese von Milchfett betreffen,
sind die Änderungen
bei der Körperfettansammlung
und dem Fettgewebemetabolismus Folgen der positiveren Energiebilanz
aus dem verminderten Ausstoß von
Milchfett.
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Isomere
konjugierter Leinölsäure (CLA)
sind eine Mischung von Stellungs- und Raum-Isomeren von Oktadekadien (octadecadienoic)-(Leinöl)Säure mit
konjugierten Doppelbindungen. Es gibt verschiedene mögliche Isomere
von CLA von denen Cis-9-, Trans-11-CLA die üblichste bei Nahrungserzeugnissen
von Wiederkäuern
ist. CLA wird durch Pansenmikroorganismen als ein Zwischenerzeugnis
bei der biologischen Härtung von Nahrungs-
ungesättigten
Fettsäuren
(z.B. dem „Hinzufügen" von H2O
um Fettsäuren
zu sättigen
und Doppelbindungen zu beseitigen) gebildet. Der Ablaufweg der biologischen
Härtung
ist unten gezeigt:
- Leinölsäure (cis-9,
cis-12 C18:2)
- CLA (konjugierte Leinölsäure) (cis-9,
trans-11 C18:2)
- Transfettsäure
(trans-11 C18:1)
- Stearinsäure
(gesättigtes
C18:0)
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Das
meiste der Nahrung-Leinölsäure wird
vollständig
durch Pansenbakterien gehärtet,
aber nachweisbare Anteile von CLA werden aufgenommen und in Milchfett
eingeschlossen. Dies geschieht meistens als das Cis-9-, Trans-11-CLA-Isomer.
Es besteht ein Interesse am Vermehren des Milchfettgehaltes von
CLA, da sie eine der mächtigsten
natürlich
auftretenden Antikarzinogene ist. CLA hat auch andere positive biologische
Wirkungen, einschließlich
Wirkungen die Nahrungsverteilung bei wachsenden Tieren zu ändern (magerer,
weniger Körperfett),
verbesserte Immunfunktion, Vorbeugung des Diabetes und Hemmung von
arteriosklerotischen Veränderungen.
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CLAs
sind einzigartig, weil sie nur in Nahrung aus Tieren oder Tiernebenprodukten
(z.B. Milch) gefunden werden, und die Konzentrationen, die benötigt werden,
um eine Antikrebswirkung zu erzielen bei Konzentrationen ausgedrückt werden,
die nahe den Anteilen des gegenwärtigen
menschlichen Verbrauchs sind. Typischerweise sind die Quelle für die CLA
und TFA in Milchfett das Ergebnis der unvollkommenen biologischen Härtung von
ungesättigtem
Nahrungsfett durch Pansenbakterien. Die gegenwärtige Erfindung lehrt, daß einige der
einzigartigen CLA- und TFA-Isomere, die aus der unvollkommenen Bio-Härtung im
Pansen und der gewerblichen Härtung
entstehen, die Ursache von MFD sind.
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Eine
Vermindung bei der Milchfettsynthese ist ein Weg, um die Ernährungsqualität von Milch
zu verbessern. Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren,
das es Milchkühen
erlaubt, regelmäßig Milch
mit einem geringeren Fettgehalt und einem höheren CLA-Gehalt zu erzeugen.
Um diese Art von Erzeugung aufrecht zu erhalten wird ein Verstehen
der Milchfettsynthese benötigt.
Bei der gewerblichen Molkereierzeugung können gewisse Praktiken, so
wie das Füttern
von Pflanzenölen,
Nahrung mit hoher Energie oder feingehacktem Raufutter, unter den
richtigen Bedingungen, zu MFD führen.
Die vorherrschende Theorie war, daß MFD durch eine Erhöhung in
der Insulinabgabe verursacht wurde. Die ansteigende Erzeugung und
die Freisetzung von Insulin führen
dazu, daß Nahrungsmittel
bevorzugt zu Körperfett-
statt zur Milchfettsynthese geleitet werden. Jedoch zeigen die hier
offenbarten Untersuchungen, daß diese
Theorie der Rolle des Insulins im Mechanismus der MFD inkorrekt
ist.
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Die
vorliegende Erfindung zeigt, daß MFD
eine Folge der Erzeugung einer einzigartigen Fettsäure ist. Diese
Fettsäuren
werden aus teilweiser biologischer Härtung von ungesättigten
Ernährungs-Fettsäuren durch Pansenbakterien
oder unvollkommener gewerblicher Härtung erzeugt. Diese einzigartigen
Fettsäuren
werden dann in Milchfett eingelagert. Während dieser Umwandlung in
Milchfett haben diese Fettsäuren
eine hemmende Wirkung auf die Synthese und Einlagerung von anderen
Fettsäuren
in Milchfetttriglyzeride. Diese hemmende Wirkung führt zu einer
Verminderung im Gesamtmilchfettgehalt. Die Bio-Härtung ungesättigter Fettsäuren im
Pansen erzeugt typischerweise 9-cis, 11-trans-C18:2 und
11-trans C18:1 als Zwischenerzeugnisse.
Das erstere stellt eine Fettsäure
dar mit konjugierten Doppelbindungen, die als CLA bezeichnet wird,
und das letztere stellt eine Trans-Fettsäure mit einer einzelnen Doppelbindung,
die typischerweise als TFA bezeichnet wird, dar. Jedoch erzeugt
die gewerbliche Härtung
andere CLA- und TFA-Isomere und die vorliegende Erfindung zeigt, daß diese
einzigartigen Isomere auch vorhanden sind, wenn MFD vorhanden ist.
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Es
gibt einen weiten Bereich von Ernährungssituationen, die das
Ausmaß der
Pansen-Bio-Härtung ändern können, einschließlich des
Konzentrationanteils von Mikrobioten im Pansen, Aufnahme von üppiger Weide,
Nahrungspartikelgröße, wirksamer
Faseranteil und das Füttern
von ungesättigten
Fetten. Studien haben gezeigt, daß erhöhte Anteile an Gesamt-TFA im
Milchfett gut mit MFD korrelieren. Jedoch, als Teil der gegenwärtigen Offenbarung,
wurden TFA-Isomere im Einzelnen untersucht, und es wurde gefunden,
daß MFD
nicht zur Gesamt-TFA in Beziehung steht, sondern eher zu einem speziellen
Trans-Isomer, nämlich
trans-10 C18:1 (Griinari et al., 1997, 1998).
Eine kürzliche
Zusammenfassung hat diese Arbeit bestätigt (Newbold et al. 1998). Die
Ergebnisse zeigen an, daß,
obwohl TFAs in Milchfett eingelagert werden, die einzigartige Struktur
und/oder physikalischen Merkmale des speziellen Trans-10-Isomers
trans-10 C18:1 die Synthese und Einlagerung
von anderen Fettsäuren
in Milchfetttriglyzeride verhindern muß.
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Die
Rolle von CLA bei MFD wurde nicht untersucht bis zu den Experimenten
in der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung lehrt,
daß das
Einschließen
einer CLA-Isomermischung in Tierernährungen regelmäßig die
Erzeugung von Milchfett vermindern und den Milchgehalt von CLA erhöhen kann.
Dies ist bedeutsam aus vielen Gründen,
einschließlich
der Tatsache, daß ein
wesentlicher Teil des Nettoenergiebedarfs der Durchschnittskuh benutzt
wird, um Milchfett zu machen. Somit würde die Benutzung der Erfindung
die Fütterungswirksamkeit
merklich verbessern. Jedoch, ein anderer Aspekt von großer Wichtigkeit
ist das Potenzial zum Erhöhen
der CLA-Konzentration in Milch. CLA ist ein mächtiges Antikarzinogen. Aus
der begrenzten Zahl von natürlich
auftretenden Stoffen, von denen in experimentellen Aufbauten gezeigt
wurde, daß sie
antikarzinogene Aktivität
haben, sind alle pflanzlichen Ursprungs außer CLA. CLA ist einzigartig,
weil sie nur in Nahrung aus Tierquellen vorhanden ist, und ihre
Antikrebswirkung sich ausdrückt
bei Konzentrationen, die nahe den normalen menschlichen Verbrauchsanteilen
sind. Unter Verwendung experimenteller Modelle haben Untersuchungen
gezeigt, daß Nahrungs-CLA
merklich das Vorkommen eines weiten Bereiches von Krebsarten, einschließlich Brusttumoren
und Haut- und Magenkarzinomen vermindert. Weiter sind Molkereierzeugnisse
die Hauptquelle von CLA bei der menschlichen Ernährung.
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Beispiel 1
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CLA-60 Infusion
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Unter
Bezugnahme auf
2 wurde die Wirkung von CLA
auf die Milchzusammensetzung untersucht durch Ernährungszugabe
an milchspendende Milchkühe
eines im Handel erhältlichen
CLA-Erzeugnisses (CLA 60), das eine Mischung von CLA-Isomeren ist
(Natural Lipids, Inc., Hovdebygda, Norwegen) an Milchkühe in der
Stillzeit. CLA wurde beigebracht durch Infundieren direkt in den
Labmagen. Dies ist ein bequemes Versuchsverfahren um die bakterielle
Fermentierung im Pansen zu umgehen. In der gewerblichen Praxis wird
der Nahrungszusatz von CLA beschichtet, um Pansenbakterien zu umgehen
und direkt in den Labmagen zu gelangen. Die CLA-60-Mischung enthielt
ungefähr
60% CLA, wobei die vier vorwiegenden CLA-Isomere cis/trans 9, 11,
cis/trans 8, 10, cis/trans 11, 13 und cis/trans 10, 12 (siehe Tabelle
1) sind. Tabelle
1 Fettsäurenverteilung
von CLA-60 (Natura) Lipids LTD, Hovebygda, Norwegen).
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Vier
Anteile der CLA-60 wurden infundiert (0, 50, 100 und 150 g/d) über eine
fünftägige Periode
in einer 4 × 4 „lateinisch-quadratischen" Anordnung (Latin
square arrangement) von Behandlungen. Die Infusion der CLA-Mischung
führte
zu einer 50%-Verminderung im Milchfettgehalt, wobei MFD schon maximal
bei der geringsten Dosis CLA-60 (siehe 2) war.
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Unter
Bezugnahme
2 und
3 hatte
die CLA-Infusion die Wirkung, den Milchfettgehalt von Milch wesentlich
zu vermindern, ohne Wirkung auf den Milchertrag außer bei
der höchsten
Dosis von CLA. Im Gegensatz zum Milchfett waren der Milchgehalt
von Protein, nicht fetten festen Körpern und Asche durch die CLA-Infusion
unverändert
(siehe Tabelle 2). Tabelle
2. Verhalten während
der Labmagen-Infusion von CLA-60. CLA infudiert (g/Tag)
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Die
CLA-Infusion erhöhte
auch deutlich den CLA-Gehalt von Milchfett. Die Zunahme war dosisabhängig und
stellte eine 10 fache Zunahme über
den Vergleich bei der 150 g/Tag-CLA-Behandlung (siehe 3) dar.
Tabelle 2 lehrt, daß Nahrungsergänzung mit
einer im Handel erhältlichen
CLA eine Verminderung im Milchgehalt von Fett und eine Erhöhung im
Milchgehalt von CLA verursachen wird. Das geringere Milchfett verbessert
die Ernährungsqualität der Milch
für Menschen
und führt
zu einer verbesserten Fütterungswirksamkeit
für die
Kuh. In gleicher Weise hat eine erhöhte CLA-Konzentration den zusätzlichen
Vorteil, erhöhte
Anteile einer Verbindung zu liefern, die ein mächtiges Antikarzinogen ist
und zahlreiche andere Gesundheitsvorzüge hat.
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Beispiel 2
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CLA-Anreicherung: Die
Wirkung verschiedener Mischungen von CLA-Isomeren auf die Milchfettsynthese
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Unter
Bezugnahme auf
4 wurden drei CLA-Anreicherungen
erhalten (Natural Lipids Inc.) und abomasal über eine 3-Tage Periode in
einer 4 × 4 „Latin
Square" Anordnung
infundiert. Die Mischungen wurden #1, #2 und #3 bezeichnet. Mischung
#1 enthielt ungefähr
60% CLA mit zwei Hauptisomeren, Mischung #2 enthielt ungefähr 60% CLA
und hatte vier Haupt-CLA-Isomere und Mischung #3 enthielt 90% CLA
mit zwei Hauptisomeren (siehe Tabelle 3). Tabelle
3. Zusammenfassung der Infusions-Anteile
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Die
Infusion aller CLA-Mischungen verursachte Milchfettsenkung. Darüber hinaus
war das Ausmaß der
Abnahme im Milchfettgehalt für
alle CLA-Mischungen ähnlich
(siehe 4). Dieses Beispiel lehrt, daß CLA-Mischungen mit verschiedenen
Anreicherungen von CLA-Isomeren alle Milchfettsenkung verursachen.
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Beispiel 3
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Verhältnis zwischen Trans C18:1-Fettsäuren und
Milchfettsenkung
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Die
Rolle von Trans-Oktadeken-Säuren
bei MFD wurde untersucht (Griinari et al. 1998). Die Untersuchung
bestand aus vier Untersuchungsperioden mit einer 2 × 2-Einflußanordnung
von Behandlungen um Wirkungen von Nahrungsfetten gestättigt/ungesättigt; SF/UF)
zu untersuchen und die Pansenfermentation (Nahrung mit hohem Faseranteil
gegen Nahrung mit geringem Faseranteil; HF gegen LF). Die Wirkungen
traten am deutlichsten hervor, wenn ungesättigtes Fett zur Nahrung mit
geringem Faseranteil hinzugefügt
wurde. Diese Behandlung führte
zu einer 30%- und 35%-Abnahme im Milchfettgehalt bzw. Milchfettertrag.
Im Gegensatz dazu war Milcheiweiß nicht geändert (siehe Tabelle 4). Tabelle
4. Wirkung der Ernährung
auf Milchfett-Gehalt und -Ertrag
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Der
Milchfettgehalt der Gesamt-TFA wurde durch die Art des Fettes bewirkt
(gesättigt/ungesättigt) im Einklang
mit ihrem Ursprung, der aus unvollständiger Bio-Härtung von
ungesättigtem
Fett im Pansen herrührt. Jedoch
bestand keine Beziehung zwischen Gesamt-TFA und Milchfettabsenkung.
Weitere Untersuchungen des Isomeren-Profils von TFA im Milchfett
enthüllte
größere Unterschiede
zwischen Ernährungsbehandlungen.
Insbesondere eine Zunahme im Gehalt von trans-10 C18:1 in Milchfett
war mit der Abnahme im Milchfettgehalt und dem Ertrag verbunden
(siehe 5).
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Dieses
Beispiel zeigt, daß die
ernährungsinduzierte
MFD zwei Bedingungen erfordert 1) eine Pansenumgebung und eine Bakterienpopulation,
die kennzeichnend dafür
ist, was geschieht, wenn Nahrung mit geringem Faseranteil gefüttert wird
und 2) eine Nahrungsquelle an ungesättigten Fettsäuren. Am
wichtigsten zeigt diese Beispiel, daß MFD zu den Änderungen
im Milchfettgehalt von Trans-10-Fettsäure mehr als zur Gesamt-TFA
in Beziehung steht. Der Ursprung der Trans-10-Fettsäure im Milchfett
ist unvollständige
biologische Härtung
im Pansen. Zusätzlich
zur Pansenerzeugung von trans-10 würden andere TFAs, darunter Cis-12-CLA,
ebenso erzeugt. Eine Pansenumgebung, die ähnlich der ist, die durch LF-Ernährung verursacht wird
(geringer pH, hohe Durchgangsrate), würde auch auftreten für die anderen
früher
aufgezählten
Ernährungsbedingungen
wo MFD auftritt.
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Beispiel 4
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CLA und Trans-C18:1-Isomere
die im Pansen erzeugt werden
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Um
die Wirkung von Ernährung
auf die CLA- und Trans-Fettsäurenisomere,
die durch Pansenbakterien erzeugt werden, zu untersuchen, wurde
eine Fistel in einer milchspenden Milchkuh eingerichtet. Dies erlaubte
einen Vergleich von Fettsäureisomeren,
die in einem milchspendenden Tier erzeugt wurden, das eine Ernährung aufnahm,
die zu einer normalen Milchfettgehalterzeugung führte und eine Ernährung, die
zu einer Milchfettabsenkung und einer Zunahme beim CLA-Gehalt führte. Um
MFD auszulösen,
wurde eine Ernährung, die
5% Sonnenblumenöl
enthielt, benutzt. Für
jeden Ernährungszeitraum
wurde der Milchfettgehalt überwacht. Pansenflüssigkeitsproben
wurden auch genommen (mittels des mit einer Fistel versehenen Pansens)
und Lipide wurden extrahiert. Wie erwartet verursachte die Ernährung, die
mit Sonnenblumenöl
ergänzt
war, eine 44%ige Verminderung im Milchfettgehalt. Der Vergleich
der CLA- und TFA-Isomere zeigte, daß die MFD zu Änderungen
im speziellen Muster von Isomeren, die im Pansen vorhanden waren,
in Beziehung stand. Das Verhältnis
von Trans-10-Fettsäure
zu Trans-11-Fettsäure
war 0,3:1 für
die Vergleichsernährung
gegen 2,9:1 für
die MFD-Ernährung.
Gleicherweise war das Verhältnis
von Trans-10-, Cis-12-CLA zu Cis-9-, Trans-11-CLA 0,3:1 für die Vergleichsernährung gegen
3,6:1 für
die MFD-Ernährung
(siehe Tabelle 5). Tabelle
5 Wirkung von MFD-Ernährung
auf die Pansen-Erzeugung von TFA- und
CLA-Isomeren
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Diese
Beispiel zeigt, daß ernährungsinduzierte
MFD einer erhöhten
Pansen-Erzeugung von Trans-10-Fettsäure und Trans-10-, Cis-12-CLA
entspricht. Gewisse Pansen-Bedingungen begünstigen Bakterienkolonien die
wiederum diese einzigartigen Fettsäuren erzeugen. Mit dem Vorhandensein
dieser einzigartigen Fettsäuren
und der sich ergebenden unvollständigen
Bio-Härtung ungesättigter
Fettsäuren
wird die Milchfettsynthese behindert, und die CLA-Anteile werden
verbessert.
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Zitiertes
Schrifttum und durch Bezugnahme hierein eingeschlossen
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Die
vorhergehende Beschreibung war auf bestimmte Ausführungsformen
der Erfindung gemäß den Erfordernissen
der Patentregeln zum Zwecke der Erläuterung und Erklärung gerichtet.
