JP2008516620A - 代謝能力が低減した微生物を用いた生物活性食品成分の保護 - Google Patents
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Abstract
Description
2)細胞内部に向かう輸送系、その一つはサイズが10アミノ酸に近いオリゴペプチドに対して特異的にあり、もう一つはジペプチドおよびトリペプチドの輸送に適している(乳酸桿菌は別にトリペプチドペルミアーゼ系も有する)(「細胞内への輸送系」);ならびに
3)ペプチドをアミノ酸に分解できる細胞内酵素系(約15種のエンドペプチダーゼおよびエキソペプチダーゼを含有)(「細胞内代謝系」)。
1例として、生物活性αS1[91-100]ペプチドの場合を引用することができる(欧州特許EP0714910を参照;αS1[91-100]ペプチドは、特に、51-53, Avenue Fernand Lobbedez BP 946, 62033 ARRAS Cedex, フランス所在のアングルディア(Ingredia)社からラクティウム(R)(Lactium)なる名称で販売されている、乳タンパク質加水分解物に含まれる弛緩性を有するペプチドである)。かくして、出願人は、最終製品中の生存乳酸菌の集団がその最終製品の貯蔵中に生物活性ペプチドを代謝し続けるため、わずか10日後(その賞味期限が28日間である生製品について)にαS1[91-100]ペプチドの約35〜55%が消失したことを認めた。これは消費者に対して「健康」効果を提供するのには全く許容できないことである(データは示さず)。
・発酵乳塊の高温殺菌は、熱処理前に添加する安定剤(ペクチン、デンプン、カラジーナン等)の使用を必要とするため、プロセスを複雑化させ、調合コストを著しく増大させる;
・工業用生産ラインがより複雑となり、より大きな比投資額を必要とする;
・製品は、もはや生きた発酵素を含有する製品に付随する称号(品質表示)から得られる利益を享受できず(ヨーグルトなどで)、その結果、乳酸発酵素の摂取に伴う利益を失うであろう;そして
・一般にマイナス方向の官能性(感覚刺激)衝撃が顕著である。
すなわち、本発明の1主題は、1種もしくは2種以上の生きた微生物と少なくとも1種の有益な選択した生物活性食品成分とを含有する食品であって、該生きた微生物と該選択した生物活性食品成分とが、該生きた微生物による該生物活性食品成分の代謝を低減させるように使用される食品に関する。
a)該生物活性成分を代謝する能力が低減している、生きた微生物を使用する;
b)生きた微生物に意図的に「餌として供される」デコイ食品成分を使用する;および/または
c)該生物活性成分の特に封入(マイクロカプセル化、encapsulation)による、その物理的保護を使用する。
前述の背景技術に関して簡単に触れたように、本発明に関して「代謝する」または「代謝」とは、ある物質が栄養分の供給源として消費されるために、1種または2種以上の生きた微生物により変換または分解されることを意味し、最終結果は培地からのその物質のほぼ完全な消失となる。
本発明によると、「食品中の選択した生物活性食品成分の残留量」とは、選択した生物活性食品成分の最初の割合、すなわち、その食品の製造直後における割合に対する、その食品を適切な貯蔵条件下(例えば、生の食品については約4〜10℃)で3週間保持した時の該食品中に存在する選択した生物活性食品成分の割合を意味する。
・タンパク質、
・ペプチド、
・それらの類似物もしくは誘導体、ならびに
・それらの混合物。
有利には、前記生きた微生物は、選択した生物活性食品成分の低減した、さらにはゼロの代謝能力を特徴とする。
Qr ≧ 0.6Q0 (1)
式中、
Qr:生物活性成分の残留量(発酵後の培地中に存在する量)、
Q0:生物活性成分の初期の量。
本発明出願において、「変異株」および「変異体」とは、参考天然菌株から主に選択的突然変異により得られた菌株であって、選択した所望特性、すなわち、上述した選択した生物活性食品成分の代謝能力が低減またはゼロである、を有するものを意味する。
好ましくは、前記生きた微生物において、下記から選ばれた少なくとも一つのメカニズムの能力が低減している:
・タンパク質およびペプチドの細胞外代謝系、
・細胞内へのペプチド輸送系、または
・ペプチドの細胞内代謝系。
特に、能力が低減または機能しなくなった前記メカニズムは、細胞内へのペプチド輸送系である。
・ストレプトコッカス属(Streptococcus)の種、好ましくはストレプトコッカス・テルモフィラス(Streptococcus thermophilus)、
・ラクトバシラス属(Lactobacillus)の種、
・ラクトコッカス属(Lactococcus)の種、および
・ビフィドバクテリウム属(Bifidobacterium)の種。
・2002年1月24日にCNCM(Collection Nationale de Cultures de Microorganismes [パスツール研究所、フランス、パリ])に寄託された番号I-2774のストレプトコッカス・テルモフィラス;
・2004年5月10日にCNCMに寄託された番号I-3211のストレプトコッカス・テルモフィラス;
・2004年9月16日にCNCMに寄託された番号I-3301のストレプトコッカス・テルモフィラス;および
・2004年9月16日にCNCMに寄託された番号I-3302のストレプトコッカス・テルモフィラス。
有利には、本発明の食品は、生きたストレプトコッカス・テルモフィラスおよびラクトバシラス属の種の細菌を少なくとも含有する。
本発明によれば、「封入された」または「封入」とは、活性成分を微粒子型のビヒクル中にこの活性成分の制御された放出が可能となるように保護する方法の使用を意味する。本発明の場合、活性成分は1種または2種以上の選択された生物活性食品成分からなる。
また、そして全く有利には、封入により、例えば、一部の生物活性成分、特に一部のペプチドの強い苦みをいくらかマスキングすることにより、官能的により許容しうる最終製品を得ることが可能となる。
本発明によると、「デコイ食品成分」なる用語は、生きた微生物に対して栄養分の供給源(特に窒素の供給源)として作用することができる食品成分(好ましくはペプチド、タンパク質、それらの類似物もしくは誘導体、またはそれらの混合物)であって、その生きた微生物を、選択した生物活性食品成分(もちろん、これが優先的に保存しようとする成分である)からそらすように、該微生物によって優先的に代謝されることを意図したものである。すなわち、デコイ成分は微生物に対する栄養分の供給源であって、選択した生物活性成分をできるだけ保持するように意図的に犠牲となるものを意味する。この点に関し、デコイ食品成分は、選択した生物活性成分の輸送の競合的阻害剤として作用する。
好ましくは、本発明に係る食品は発酵食品である。
さらにより好ましくは、発酵食品は乳製品または植物性製品である。
さらに、上記の「乳製品」および「植物性製品」の定義のそれぞれは、例えば、乳と果汁との混合物といった乳製品と植物性製品との混合物を含有する任意の製品も包含する。
別の有利な態様では、前記選択した生物活性食品成分を前記混合物に同時に添加する。
微生物の培養条件はその微生物に依存し、当業者には知られている。1例として、ストレプトコッカス・テルモフィラスの最適増殖温度は一般にほぼ36℃〜42℃の範囲内であり、ラクトバシラス・デルブリュッキイ・スピーシーズ・ブルガリカス(L. delbrueckii spp. bulgaricus)(ヨーグルト中に普通に存在)の場合のこの温度範囲はほぼ42℃〜46℃であると特定することができる。
本発明のある特定の態様によると、該選択した生物活性食品成分を、該食品を構成するための混合物中で直接調製する。これを、選択した生物活性成分の「その場合成」と称する。
「機能性食品」なる用語は、その栄養効果とは別に、生体の1または2以上の目標機能に有利に影響する食品を意味する。従って、機能性食品は、その食品の通常量を摂取した消費者に健康状態の改善および/または安寧および/または疾病発症の危険性の低減を生ずることができる。「機能性食品」の活性(作用)の例として、抗がん活性、免疫促進(増強)活性、骨健康増進活性、抗ストレス活性、オピエート(阿片様の抑制)活性、抗高血圧活性、カルシウムの生物学的利用能向上活性、および抗菌活性を挙げることができる(Functional Food Science in Europe, 1998)。
本発明はまた、選択した生物活性食品成分の代謝能力が低減した生きた微生物を、該選択した生物活性食品成分を該生きた微生物による代謝から防護するために食品中に使用することにも関する。
本発明の他の特徴および利点は、以下の実施例を読むと明らかとなろう。実施例は例示のみを目的として示すものである。
1.1)ラクティウム(R)加水分解物中に含有される生物活性αS1[91-100]ペプチドによる例
しばしば粉末形態で供給されるペプチドまたはタンパク質型の成分の使用は、この成分を、調合乳 (diary "mix")を製造(ミルクを粉末化)する時に、衛生用熱処理(すなわち、95℃、8分間)の前、従って発酵前に添加すると、より簡単となる。この場合、活性ペプチドが代謝される危険性は非常に高い。これは、例えば、生物活性ペプチド(カゼインαS1のフラグメント91-100)を含有するラクティウム(R)(アングルディア社、フランス)のような機能性成分を使用する場合にそうである。
脱脂粉乳を120g/Lに水和し、1.5g/Lのラクティウム(R)(約30mg/Lの生物活性αS1[91-100]ペプチドに対応)を添加し、次いで95℃で8分間の低温殺菌処理(パスチャリゼーション)を行うことにより培地を調製した。
残留ペプチドの分析、特に生物活性αS1[91-100]ペプチドの分析は、MS/MS型の検出器と連結させた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法により、次のように実施した。
この段階、すなわち、菌株I-2783(2002年1月24日にCNCMに寄託)、I-2774(2002年1月24日にCNCMに寄託)、I-2835(2002年4月4日にCNCMに寄託)およびI-1968(1998年1月14日にCNCMに寄託)の混合物からなる発酵素、またはYC−380(Chr. Hansen SA社、Le Moulin d'Aulnay, BP64, 91292 ARPAJON Cedex フランス)のような発酵素による発酵の前の段階でペプチドを使用すると、生物活性αS1[91-100]ペプチドの95%以上が発酵後には消費されたことが実証された。
結果を図2および3に示す。
ラクティウム(R)成分は多くの他のペプチドを含有しており、その一部は潜在的な生物学的活性を有する(例えば、DMV International社からC12成分としても販売されているαS1カゼインのフラグメント23-24)。ラクティウム(R)の添加により供給されたペプチドの実質的に全ての種類が発酵中にかなり消費されてしまうことは留意点として興味深い。
この現象が上記1.1)節で使用した2種類の発酵素に特異的ではないことを証明するために、主要な工業用発酵素ならびにこれらの発酵素の組成中に含まれる各種の純菌株を同じ試験法に基づいて試験した:粉乳から戻した還元乳にラクティウム(R)を1.5g/Lの量で添加したものを標準的条件下で発酵させた(37〜42℃の範囲内の発酵素に最適の温度、発酵はpH4.7で停止、2回反復)。生物活性αS1[91-100]ペプチドの含有量の分析を発酵の前後のサンプルについて行った。
1.4)発酵後の添加
上で検討した手順に対する論理的な別法は、発酵後に機能性成分を、例えば、発酵塊に風味づけするのに用いるシロップと共に導入することである(「遅延差別化」型手法)。このプロトコルに従って同じ量のラクティウム(R)を使用すると、図4に示した結果になった。
この場合、αS1[91-100]ペプチドの安定性を確保することができる(図5)が、最終製品の総合品質が犠牲となる。この解決策は次のような多くの難点を生ずる:
・発酵乳塊の高温殺菌は熱処理前に添加される安定剤(ペクチン、デンプン、カラジーナン等)の使用を伴い、従ってプロセスを複雑にすると共に、調合コストを著しく増大させる;
・工業用生産ラインがより複雑となり、より大きな比投資額を必要とする;
・製品は、もはや生きた発酵素を含有する製品に関係する称号(品質標準)から得られる利益を享受できず(ヨーグルト)、結果として乳酸発酵素の摂取に伴う利益を失うであろう;
・官能性(感覚刺激)衝撃(一般にマイナス方向)が顕著である。
工業用発酵素について、ペプチドαS1[91-100]を消費しないその能力に基づいてスクリーニングを行った。試験した30種の発酵素のうち、一つを除いて全部が発酵中にペプチドαS1[91-100]の実質的に全部を消費する。その例外であった発酵素は、菌株I-2774だけとギ酸エステルとを含有する発酵素であり、菌株I−2774は微生物学的に異例である。
すなわち、上記発酵素では、選択したペプチドの発酵(約41℃で12時間)中の消失は初期量の3〜4%を超えないのに対し、他の発酵素ではペプチドの実質的に全量を消費する。表4に記載したのと同一の条件下で、菌株I−2774およびI−3211は、発酵後に85%より大きなαS1[91-100]の生存レベルを効果的に生ずる。
Claims (28)
- 1種もしくは2種以上の生きた微生物と少なくとも1種の選択した生物活性食品成分とを含有する食品であって、該生きた微生物と該選択した生物活性食品成分とが、該生きた微生物による該選択した食品成分の代謝が低減するように使用されていることを特徴とする食品。
- 前記食品中の選択した生物活性食品成分の残留量が、その製造直後の食品中に存在する選択した生物活性食品成分の量に対して、その製造から3週間後で、約50〜100%であることを特徴とする、請求項1に記載の食品。
- 前記残留量が、その製造直後の食品中に存在する選択した生物活性食品成分の量に対して約80〜100%であることを特徴とする、請求項2に記載の食品。
- 前記選択した生物活性食品成分が下記から選ばれることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の食品:
・タンパク質、
・ペプチド、
・それらの類似物もしくは誘導体、ならびに
・それらの混合物。 - 前記選択した生物活性食品成分が下記から選ばれることを特徴とする請求項4に記載の食品:αS1[91-100]ペプチド、C6−αS1[194-199]ペプチド、C7−β[177-183]ペプチド、C12−αS1[23−34]ペプチド、カゼインホスホペプチド類、α−カゾモルフィン、α-カゼインエキソルフィン、カゾキニン、β−カゾモルフィン、カゼインマクロペプチドおよびグリコマクロペプチド、カゾキシン、カゾプラテリン、フラグメント50-53、β−ラクトルフィン、ラクトフェロキシン、Val-Pro-Proペプチド、Lys-Val-Leu-Pro-Val-Pro-Glnペプチド、Tyr-Lys-Val-Pro-Gln-Leuペプチド、Tyr-Proペプチド、Ile-Pro-Proペプチド、それらのフラグメント、類似物および誘導体、それらを含むタンパク質および/もしくはペプチド、ならびにそれらの混合物。
- 前記生きた微生物が、前記選択した生物活性食品成分の低減した代謝能力を有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の食品。
- 前記生きた微生物が野生型菌株および/または天然変異株および/または遺伝子工学により得られた突然変異物であることを特徴とする、請求項6に記載の食品。
- 前記生きた微生物が生きた細菌、好ましくは乳酸菌であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の食品。
- 前記生きた微生物において、下記から選ばれた少なくとも一つのメカニズムの能力が低減していることを特徴とする、請求項8に記載の食品:
・タンパク質およびペプチドの細胞外代謝系、
・細胞内へのペプチド輸送系、または
・ペプチドの細胞内代謝系。 - 前記メカニズムが前記生きた微生物において非機能性であることを特徴とする、請求項9に記載の食品。
- 前記メカニズムが細胞内へのペプチド輸送系であることを特徴とする、請求項9または10に記載の食品。
- 前記ペプチド輸送系がAMI系またはOPP系であることを特徴とする、請求項11に記載の食品。
- 前記生きた細菌が下記から選ばれることを特徴とする、請求項8〜12のいずれか1項に記載の食品:
・ストレプトコッカス属の種、好ましくはストレプトコッカス・テルモフィラス(Streptococcus thermophilus)、
・ラクトバシラス属の種、
・ラクトコッカス属の種、および
・ビフィドバクテリウム属の種。 - 前記食品が少なくともストレプトコッカス・テルモフィラスおよびラクトバシラス属の種の生きた細菌を含有することを特徴とする、請求項13に記載の食品。
- 前記生きたストレプトコッカス・テルモフィラスの細菌が下記から選ばれることを特徴とする、請求項12または13に記載の食品:
・2002年1月24日にCNCMに寄託された番号I-2774のストレプトコッカス・テルモフィラス;
・1995年10月24日にCNCMに寄託された番号I-1630のストレプトコッカス・テルモフィラス;
・2004年5月10日にCNCMに寄託された番号I-3211のストレプトコッカス・テルモフィラス;
・2004年9月16日にCNCMに寄託された番号I-3301のストレプトコッカス・テルモフィラス;および
・2004年9月16日にCNCMに寄託された番号I-3302のストレプトコッカス・テルモフィラス。 - 前記生きた微生物が2004年5月10日にCNCMに寄託された番号I-3211のストレプトコッカス・テルモフィラスであることを特徴とする、請求項15に記載の食品。
- 前記選択した生物活性食品成分が封入されていることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか1項に記載の食品。
- さらに少なくとも1種のデコイ食品成分を含有することを特徴とする、請求項1〜16のいずれか1項に記載の食品。
- 発酵食品であることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか1項に記載の食品。
- 乳製品または植物性製品であることを特徴とする、請求項19に記載の食品。
- 前記生きた微生物および前記選択した生物活性食品成分を、前記食品を構成するための混合物に逐次的な順序で添加することを特徴とする、請求項1〜20のいずれか1項に記載の食品の製造方法。
- 前記生きた微生物および前記選択した生物活性食品成分を、前記食品を構成するための混合物に同時に添加することを特徴とする、請求項1〜20のいずれか1項に記載の食品の製造方法。
- 前記選択した生物活性食品成分を前記食品を構成するための混合物中で直接その場合成することを特徴とする、請求項1〜20のいずれか1項に記載の食品の製造方法。
- 前記選択した生物活性食品成分のその場合成の前に、前記食品を構成するための混合物に前記生きた微生物を添加することを特徴とする、請求項23に記載の食品の製造方法。
- 前記選択した生物活性食品成分のその場合成中に、前記食品を構成するための混合物に前記生きた微生物を添加することを特徴とする、請求項23に記載の食品の製造方法。
- 前記選択した生物活性食品成分のその場合成の後に、前記食品を構成するための混合物に前記生きた微生物を添加することを特徴とする、請求項23に記載の食品の製造方法。
- 請求項1〜20のいずれか1項に記載の食品の機能性食品としての使用。
- 選択した生物活性食品成分の代謝能力が低減している生きた微生物を、その生きた微生物による代謝から前記選択した生物活性食品成分を保護するために使用すること。
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