JP2023543406A - ｐＨ感応性高分子を含むコーティング組成物 - Google Patents

Abstract

本出願は、親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、及び脂肪酸を単量体として含む、ｐＨ感応性高分子、それを含むコーティング組成物及び上記コーティング組成物でコーティングされた反芻胃内分解保護コーティングされた飼料添加剤に関する。

Description

本出願は、親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、及び脂肪酸を単量体として含む、ｐＨ感応性高分子、それを含むコーティング組成物及び上記コーティング組成物でコーティングされた反芻胃内分解保護コーティングされた飼料添加剤に関する。

あらゆる動物、特に家畜は、成長するのに適当な営養素を必要とする。アミノ酸は、タンパク質を構成する有機化合物であり、アミノ酸とタンパク質は生命体を構成する構成要素である。タンパク質は、消化または分解されてアミノ酸を生成する。生命体は、飲食物の分解、成長、体組織の復旧及び多くの他の機能を行うためにアミノ酸を消耗してタンパク質を生成する。また、アミノ酸は、エネルギー源としても用いられる。このようなアミノ酸は、必須アミノ酸（ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ）、非必須アミノ酸（ｎｏｎｅｓｓｅｎｔｉａｌ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ）及び制限アミノ酸（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ）に区分される。このうち、必須アミノ酸は、計９種であり、「ヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）」、「リシン（ｌｙｓｉｎｅ）」、「トリプトファン（ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ）」、「メチオニン（ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅ）」、「トレオニン（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ）」、「バリン（ｖａｌｉｎｅ）」、「ロイシン（ｌｅｕｃｉｎｅ）」、「イソロイシン（ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅ）」、「フェニルアラニン（ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ）」を含む。このような必須アミノ酸は体内で合成されず、飲食物を通じて摂取しなければならない。従って、これら必須アミノ酸を発酵などの方法で体外合成して飼料や食品の添加剤の形態で提供することもある。

しかし、これらアミノ酸は、反すう動物に経口で投与される場合、その器官内に存在する消化酵素及び微生物の作用により前胃内で破壊される。従って、これら有効成分が動物により有用化され、それらに有利になるようにするためには、それらが損傷なしに前胃を通過して第四胃内またはその後に崩解され得るようにし、そのようにして腸内から放出され、それが体内に通過されるようにする物質として、それらを保護することが必要である。

現在まで知られている反芻胃内のアミノ酸保護方法としては、アミノ酸－鉱物質キレート方法、ｐＨ感応性高分子でコーティング処理する方法、脂質マトリックスでコーティング処理する方法などがあり、これを用いて商用化された製品としてＳｍａｒｔａｍｉｎｅ ＭＴＭ、Ｍｅｐｒｏｎ Ｍ８５、ＭＥＴＨＩＯ－ＢＹなどがある。しかし、上記製品は、賦形剤の使用と高価なコーティング物質の使用により価格が上昇する短所がある。また、石油由来物質の使用による潜在的毒性問題がある。

本出願人は、アミノ酸などの有効成分が反芻胃内で分解されることを防止するためのコーティング組成物を見出すために鋭意研究努力した結果、親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、脂肪酸及び選択的に鎖延長剤を所定のモル比率で含むアミノ酸高分子が中性のｐＨでは溶解せず、ｐＨ２付近の酸性溶液で選択的に溶解するｐＨ感応性を示すため、これを含むコーティング組成物で有効成分粒子をコーティングすることにより、反芻胃内の分解から保護された飼料添加剤を提供できることを確認し、本出願を完成した。

本出願の一つの目的は、親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、及び脂肪酸を単量体として含む、ｐＨ感応性高分子を提供することにある。

本出願のもう一つの目的は、上記ｐＨ感応性高分子、脂肪酸、及びセルロースまたはその誘導体を含む、反芻胃内分解保護用コーティング組成物を提供することにある。

本出願の他の一つの目的は、有効成分を含むコア粒子；及び上記コーティング組成物を用いて上記コア粒子上に形成されたコーティング層を含む、反芻胃内分解保護コーティングされた飼料添加剤を提供することにある。

本出願のｐＨ感応性アミノ酸高分子は、親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸及び脂肪酸を所定の割合で含むことにより、中性条件ではほとんど溶解せず、ｐＨ２程度の強酸の条件で溶解度が急激に増加して選択的に分解されるため、反芻動物用飼料添加剤の反芻胃保護コーティング用素材として有用に使用できる。

本出願の一実施例によるｐＨ感応性アミノ酸高分子の溶解程度を肉眼で確認した結果を示した図である。 本出願の一実施例によるｐＨ感応性アミノ酸高分子の溶解程度を肉眼で確認した結果を示した図である。

これを具体的に説明すると、次の通りである。一方、本出願で開示されたそれぞれの説明及び実施形態は、それぞれの異なる説明及び実施形態にも適用することができる。すなわち、本出願で開示された様々な要素の全ての組み合わせが、本出願の範囲に属する。また、以下に記載される具体的な記述により本出願の範囲が制限されるとは見られない。

本出願の一つの様態は、親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、及び脂肪酸を単量体として含む、ｐＨ感応性高分子を提供する。

本出願の用語、「親水性アミノ酸」は、相対的に水に対する溶解度が高いアミノ酸であり、タンパク質３次元構造において主に外部に位置して水性環境と接触する傾向を有する。アミノ酸の親水性程度は、ジャック・カイト（Ｊａｃｋ Ｋｙｔｅ）とラッセル・ドゥーリトル（Ｒｕｓｓｅｌｌ Ｆ． Ｄｏｏｌｉｔｔｌｅ）により提案された、疎水性指標（ｈｙｄｒｏｐａｔｈｙ ｉｎｄｅｘ）という数値で定量的に表示され得る。これは、アミノ酸の親水性（疎水性）程度を数値化したものであり、例えば、最も親水性であるアルギニンとリシンは、それぞれ－４．５及び－３．９の値を有する。

本出願によるｐＨ感応性高分子に用いられる親水性アミノ酸は、リシン、アルギニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、グルタミン、アスパラギン、及びヒスチジンで構成された群から選択される１種以上であってもよい。例えば、リシン、アルギニンまたは両方を組み合わせて用いてもよいが、これに制限されない。この時、上記親水性アミノ酸の含量は、本出願のｐＨ感応性高分子に含まれる全体単量体に対して５０～７５モル％であってもよいが、これに制限されない。

本出願の用語、「疎水性アミノ酸」は、相対的に水に対する溶解度が低いアミノ酸であり、ファンデルワールス相互作用に関与し、タンパク質コアの安定化に寄与する。アミノ酸の疎水性程度は、親水性程度と同様に、疎水性指標という数値で定量的に表示され得る。これは、アミノ酸の疎水性（親水性）の程度を数値化したものであり、例えば、最も疎水性であるイソロイシンとバリンは、それぞれ４．５及び４．２の値を有する。

本出願によるｐＨ感応性高分子に用いられる疎水性アミノ酸は、フェニルアラニン、トリプトファン、イソロイシン、ロイシン、バリン、アラニン、メチオニン、システイン、及びチロシンで構成された群から選択される１種以上であってもよい。例えば、フェニルアラニン、トリプトファン、バリン、及びチロシンで構成された群から選択される１種以上であってもよいが、これに制限されない。この時、上記疎水性アミノ酸の含量は、本出願のｐＨ感応性高分子に含まれる全体単量体に対して１０～３５モル％であってもよいが、これに制限されない。

本出願の用語、「脂肪酸（ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ）」は、化学、特に、生化学において、不飽和または飽和の長い脂肪族鎖を有するカルボン酸を指し、両性物質としてその構造は親水性及び水可溶性を有する極性（ｐｏｌａｒ）のヘッドグループと疎水性及び水不溶性を有する非極性（ｎｏｎｐｏｌａｒ）のテールグループに区分され得る。弱酸性の物質で脂肪族鎖の長さに応じたｐＫ_ａ変異は大きくない。自然に生成される大部分の脂肪酸は、４～２８個の偶数個の炭素原子で構成される分枝のない炭化水素鎖を含む。脂肪酸は、一般に、生物体内で独立した形態（ｓｔａｎｄａｌｏｎｅ ｆｏｒｍ）で存在するよりは、トリグリセリド、リン脂質及びコレステリルエステルの３つの主要部類のエステルの形態で存在する。しかし、本出願のｐＨ感応性アミノ酸高分子に含まれる脂肪酸は、これらエステル形態ではなく遊離脂肪酸の形態で含んでもよい。

例えば、上記脂肪酸は、炭素数１２～１８の脂肪酸であってもよい。具体的には、ステアリン酸、パルミチン酸、及びラウリン酸で構成された群から選択される１種以上であってもよいが、これに制限されない。

この時、上記脂肪酸は、本出願のｐＨ感応性高分子に含まれる全体単量体に対して５～２０モル％で含有されてもよいが、これに制限されない。

本出願の用語、「鎖延長剤（ｃｈａｉｎ ｅｘｔｅｎｄｅｒ）」は、一つの分子内に２個以上の官能基、例えば、ヒドロキシル基、アミン基、またはカルボキシル基を含む小分子であり、高分子重合において単量体と単量体とを連結させて分子量が大きい重合体を形成する目的で重合反応に添加される。

本出願によるｐＨ感応性高分子に用いられる鎖延長剤は、上記高分子にアミン基が多い親水性アミノ酸を含むことを考慮すると、これと縮合反応に有利であるように２個のカルボキシル基を含む、グルタミン酸、アスパラギン酸または両方の組合わせであってもよいが、これに制限されない。

この時、上記鎖延長剤は、本出願のｐＨ感応性高分子に含まれる全体単量体中、０～１５モル％で含まれてもよい。例えば、２～１５モル％、３～１３モル％、または５～１２モル％で含まれてもよいが、これに制限されない。

本出願のｐＨ感応性高分子に含まれる親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、脂肪酸及び選択的に鎖延長剤の含量比は高分子重合の如何及び／又はｐＨ感応性などを考慮して調節できる。

本出願の用語、「ｐＨ感応性」は、特定のｐＨ範囲で選択的に所定の性質を発揮する状態を意味する。例えば、ｐＨ感応性高分子は、周辺媒質のｐＨが変化するにつれて、膨潤、崩壊、または多様な方式でその特性が変化しうる。このようなｐＨ応性高分子は、調節された薬物伝達システム、バイオミメティクス（ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃｓ）、微小機械的システム（ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）、分離工程（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）及び表面改質（ｓｕｒｆａｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ）などにも用いられる。一例として、本出願のｐＨ感応性高分子は、反芻胃内の環境と類似のｐＨ７程度の中性条件ではほぼ溶解せず、第四胃の環境と類似のｐＨ２程度の強酸性の条件では非常に優れた溶解度を示すことが特徴である。

本出願のもう一つの様態は、上記ｐＨ感応性高分子、脂肪酸、及びセルロースまたはその誘導体を含む、コーティング組成物を提供する。

上記コーティング組成物は、飼料添加剤などに適用し、これに含まれた有効成分の反芻胃内分解保護用コーティングを提供できる。

本出願の用語、「セルロース」は、自然界に存在する最も豊富な多糖類（ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ）であり、別名グリコシド結合（ｇｌｙｃｏｓｉｄｉｃ ｂｏｎｄ）と呼ばれるエーテル基により互いに共有結合で連結された６員エーテル環（Ｄ－グルコースまたはデキストロース）で構成された線状高分子である。通常、数千個のグルコース繰り返し単位で構成され、加水分解によりグルコース分子を生成するため、セルロース及びその誘導体は、縮合高分子（ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｓ）とみなされる。セルロースの誘導体は、上記セルロースを構成する単量体であるグルコースに存在するヒドロキシル基の一部または全部に水素に代えて置換基が導入された物質を意味し、上記置換基がそれぞれアルキルカルボニル、アルキル、及びニトロであるエステルセルロース、エーテルセルロース、ニトロセルロース（セルロースニトレート、セルロイド）などのセルロース誘導体が常用されている。例えば、本出願のコーティング組成物に含まれるセルロースまたはその誘導体は、セルロース自体とセルロースのエーテル誘導体であるエチルセルロース及びメチルセルロースで構成された群から選択される１種以上であってもよいが、これに制限されない。

本出願の用語、「反芻胃（ｒｕｍｉｎａｎｔ ｓｔｏｍａｃｈ）」は、哺乳類ウシ目の動物がもつ胃で、反すう胃ともいう。草食動物は、主に、粗い飼料を摂取するため、消化器官の一部が特に発達している。例えば、ウマやウサギは、盲腸と結腸が発達しているが、ウシとヤギは胃が特に発達して反芻胃が形成され、これは、全消化器官の約７０％を占める。その体積も大きくて単位動物であるブタやウマの胃の体積が６～１５Ｌであるのに対し、ウシは２００Ｌに達する。上記反芻胃は、第一胃であるこぶ胃、第二胃である蜂巣胃、第三胃である重弁胃及び第四胃であるしわ胃などの４部分に分かれているが、こぶ胃と蜂巣胃は食道が変形されたものであり、重弁胃としわ胃が本来の胃腸に該当する。上記こぶ胃は、特に大きくて全体胃腸の８０％を占め、内側面に無数のこぶがある。一方、蜂巣胃の粘膜はあたかも蜂の巣のようにしわになっており、重弁胃には多くのこぶとしわがあり、しわ胃には大きいしわがあり、ヤギは１３～１５個、ウシは１６個である。これら４部分は互いに通じており、反芻胃の消化過程は、粗く噛まれた餌がこぶ胃を経て蜂巣胃に送られると、ここで餌が固まって再度口に送られ、これは噛み返し過程を経た後、重弁胃に入って細かく砕かれ、しわ胃で消化される。この時、消化液を分泌する胃は第四胃であるしわ胃だけであるが、こぶ胃では微生物の活動により粗い繊維質を発酵させる。

本出願の他の一つの様態は、有効成分を含むコア粒子；及び上記コーティング組成物を用いて上記コア粒子上に形成されたコーティング層を含む、反芻胃内分解保護コーティングされた飼料添加剤を提供する。

本出願の飼料添加剤に用いられる有効成分は、アミノ酸、酵素、プロバイオティクス、プレバイオティクス、バクテリオファージ、ビタミン、有機酸またはこれらの混合物であってもよいが、これに制限されない。

さらに、本出願の飼料添加剤は反すう動物であってもよいが、これに制限されない。

本出願の用語、「反すう動物（ｒｕｍｉｎａｎｔｓ）」は、反芻胃があり、反すう作用をする動物を称する用語であり、再咀嚼動物ともいう草食性哺乳類である。哺乳類ウシ目中、ラクダ科、マメジカ科、シカ科、キリン科及びウシ科の動物がこれに属する。これら反すう動物の消化作用は、反すう作用をするという点と微生物による餌の分解がなされるという２つの特徴を有する。単胃動物は、餌を摂取する時、唾液と混ぜて細かく砕いて飲み込むが、反すう動物は、前歯がなく、舌と唇で粗く噛んで飲み込んだ後、再咀嚼して消化させる。このような反すう作用は、主に夜間に行われ、これは、反すう動物が肉食動物の餌になる場合が多いため、与えられた時間内に大量の餌を食べて貯蔵した後、安全な場所でゆっくり消化させるためのものと考えられる。前述したように、反すう動物の第一胃、即ち、こぶ胃では種々の微生物があり、餌を発酵させ、これら微生物は、餌とともに第四胃で分解された後、消化吸収されて反すう動物に必要な栄養物質になる。

本出願の飼料添加剤において、上記コーティング層はｐＨ６～８の反芻胃では分解されず、ｐＨ３以下の第四胃で選択的に分解されて有効成分を放出できることが特徴である。

他の動物と同様に、反すう動物の場合にも、成長を促進したり機能性を付与するために飼料以外に、必須アミノ酸のような栄養素を追加で供給する必要があるが、特殊に処理されていない成分自体として供給する場合、こぶ胃で微生物により分解されるなど、一連の反すう作用を経ながら相当量が分解され、消化酵素が作用する第四胃または栄養分を吸収する小腸まで伝達されずに消失しやすい。従って、こぶ胃でのような中性条件では分解されずに第四胃と類似の強酸性の条件で選択的に分解されて有効成分を溶出させる本出願によるｐＨ感応性高分子を含むコーティング組成物で有効成分をコーティングした飼料添加剤は、反すう動物にアミノ酸を供給するための剤形として適する。

以下、下記実施例を通じて本出願をより詳しく説明する。ただし、下記実施例は、本出願を例示するためのものに過ぎず、本出願の範囲がこれらのみに限定されるものではない。

実験例１：ｐＨ感応性アミノ酸高分子の製造
実験例１１：ｐＨ感応性アミノ酸高分子の製造
親水性アミノ酸、及び疎水性アミノ酸を単量体として熱縮合重合によりｐＨ感応性アミノ酸高分子を製造した。具体的には、攪拌機とコンデンサを備えた反応器に親水性アミノ酸及び疎水性アミノ酸を添加した後、１８５℃まで昇温させながら攪拌して反応させた。この時に生成される凝縮水は、コンデンサを通じて除去した。凝縮水がこれ以上発生しない時点で減圧して真空状態で２～３時間攪拌して反応させ、反応終了後に内容物を吐出して標題の高分子を得た。

実験例１－２：脂肪酸を導入したｐＨ感応性アミノ酸高分子の製造
親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、及び脂肪酸を単量体として熱縮合重合により脂肪酸を導入したｐＨ感応性アミノ酸高分子を製造した。具体的には、上記実験例１－１と同様に、親水性アミノ酸及び疎水性アミノ酸を反応させながら生成される凝縮水はコンデンサを通じて除去し、凝縮水がこれ以上発生しない時点で上記反応器に脂肪酸を追加した後、減圧して真空状態で２～３時間攪拌して反応させた。反応終了後に内容物を吐出して標題の高分子を得た。

実験例２：反芻胃内分解保護コーティングされたメチオニン剤形の製造
実験例２－１：メチオニンコアの製造
有効成分であるメチオニンと結合剤であるポリリシンを水と配合し、これを二重スクリュー付き押出成形機（Ｌ／Ｄ＝１５、スクリュー直径１００ｍｍ）で押し出した。押出機の温度は常温に設定し、０．１ｔｏｎ／ｄの速度で維持した。押出物は、通常の球形化機（Ｓｐｈｅｒｏｎｉｚｅｒ）を用いて２．３～２．８ｍｍの粒径を有する球状または円筒状にメチオニンコアを製造した。

実験例２－２：反芻胃内分解保護コーティング
上記実験例２－１または２－２により準備した脂肪酸を非導入または導入したｐＨ感応性アミノ酸高分子、エチルセルロース及びステアリン酸を６５℃のエタノール水溶液に溶解させてコーティング組成物を準備した。上記実験例２－１により準備したメチオニンコアを円筒状のファンコーティング機に入れて４ｍＬ／ｍｉｎの速度で予め準備したコーティング組成物を噴射した。コーティングが完了した剤形は常温で乾燥させた。

実験例３：反芻胃内分解保護コーティングされたヒスチジン剤形の製造
実験例３－１：ヒスチジンコアの製造
有効成分としてメチオニンの代わりに塩酸塩またはプリフォーム形態のヒスチジンを用い、賦形剤として脱脂大豆粉とステアリン酸をさらに含む以外は、上記実験例２－１と同様の方法で球状または円筒状のヒスチジンコアを製造した。

実験例３－２：反芻胃内分解保護コーティング
メチオニンコアの代わりに上記実験例３－１により準備したヒスチジンコアを使用した以外は、上記実験例２－２と同様の方法でｐＨ感応性アミノ酸高分子をコーティングした。

実験例４：生体利用率評価
実験例４－１：ｉｎ ｓｉｔｕ反芻胃ｂｙｐａｓｓの評価
上記実験例２及び３により準備した保護コーティングされた剤形をナイロンバッグ（Ａｎｋｏｍ社Ｒ５１０）に入れて封止して準備し、これを反芻胃カニューレ装着ホルスタイン去勢牛（体重６３０～６５０ｋｇ前後）３頭の反芻胃で培養した。実験終了後にナイロンバッグを水で洗浄して乾燥し、ＤＭ及び有効成分の含量を測定して相対的な残存量を比較した。

実験例４－２：ｉｎ ｖｉｔｒｏ消化分解の評価
Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｂｕｆｆｅｒの条件でペプシン、パンクレアチン及びリパーゼを順次処理して反芻胃と小腸を模写した。具体的には、０．１Ｍ ＫＨ_２ＰＯ_４ ｂｕｆｆｅｒに１Ｍ ＨＣｌを添加してｐＨ２に調整した後、２５ｍｇ／ｍＬのペプシン溶液を添加した。反芻胃ｂｙｐａｓｓの評価を終えた試料を入れて封止したナイロンバッグ（Ａｎｋｏｍ社Ｆ５７）を入れて混合した後、密閉して３９℃のインキュベータ（Ａｎｋｏｍ社ＤａｉｓｙＩＩ）で培養した。２時間後、０．２Ｍ ＫＨ_２ＰＯ_４ ０．５Ｌを添加した後、１Ｍ ＮａＯＨでｐＨ７．８に調整した後、１０ｍｇ／ｍＬパンクレアチン溶液を添加して再度３９℃で培養した。実験終了後にナイロンバッグを水で洗浄して乾燥し、ＤＭ及び有効成分含量を測定した。

実験例４－３：生体利用率の計算
反芻胃ｂｙｐａｓｓ率は、実験前の試料比反芻胃ｂｙｐａｓｓ評価後に残っている残存試料の比率で計算し、消化分解率は、消化分解評価前に比べて損失した有効成分の比率で計算した。これら数値から生体利用率を次の方程式で計算した：

生体利用率（％）＝ 反芻胃ｂｙｐａｓｓ率×消化分解率×有効成分の含量（％）

実施例１：鎖延長剤をさらに含むｐＨ感応性アミノ酸高分子の物性分析
上記実験例１－１により準備し、鎖延長剤をさらに含めて製造したｐＨ感応性アミノ酸高分子の物性を測定して下記表１に示した。この時、親水性アミノ酸としてはリシンを、疎水性アミノ酸としてはフェニルアラニンとトリプトファンを、鎖延長剤としてはグルタミン酸を下記表１に開示した比率で用いて５種の高分子を合成した（高分子Ａ～Ｅ）。

具体的には、ＲＩＤ（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を備えたゲル浸透クロマトグラフィ（ｇｅｌ ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ；ＧＰＣ，Ｗａｔｅｒｓ）を用いて重量平均分子量と分子量分布を分析した。この時、標準物質としては、ポリスチレンを用いた。一方、示差走査熱量計（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ；ＤＳＣ，ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｑ２０）を用いて窒素雰囲気下に－２０℃から２８０℃まで温度による熱容量を測定し、溶融温度（Ｔｍ）、結晶化温度（Ｔｃ）及びガラス転移温度（Ｔｇ）を算出した。さらに、ｐＨ２及びｐＨ７条件の０．１Ｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｂｕｆｆｅｒ（ＫＨ_２ＰＯ_４）に２０ｇ／Ｌ濃度で浸漬させて経時変化を観察してｐＨ感応性を確認した。各結果は、下記表１に示し、肉眼で確認したｐＨによる経時変化は図１に示した。

上記表１に示された通り、親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸及び鎖延長剤の比率を異にして準備したｐＨ感応性アミノ酸高分子の微細構造を示差走査熱量計で測定し、非結晶構造を有することを確認した。経時変化を観察してｐＨ感応性アミノ酸高分子の溶解度を比較した時、親水性アミノ酸であるリシン含量が５７モル％以上と高い場合、及び／又は鎖延長剤を含む場合より強いｐＨ感応性が発現されることが示された。

実施例２：鎖延長剤をさらに含むｐＨ感応性アミノ酸高分子の物性分析
上記実施例１と同様に、鎖延長剤をさらに含めて製造したｐＨ感応性アミノ酸高分子の物性を測定し、下記表２に示した。この時、親水性アミノ酸としてはリシンを、疎水性アミノ酸としてはフェニルアラニンまたはトリプトファンを単独で、鎖延長剤としてはグルタミン酸を下記表２に開示した比率で用いて４種の高分子を合成した（高分子Ｆ～Ｉ）。

上記表２に示された通り、親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸及び鎖延長剤の比率を異にして準備したｐＨ感応性アミノ酸高分子の微細構造を示差走査熱量計で測定し、非結晶構造を有することを確認した。

また、上記高分子から選択された高分子Ｇ及びＨの経時変化を観察してｐＨによる溶解程度を確認し、その結果を下記表３及び図２に示した。

表３及び図２に示された通り、調節された比率で親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸及び鎖延長剤を含めて製造した高分子の場合、疎水性アミノ酸の種類に関係なくいずれも強いｐＨ感応性を発現することが示された。

実施例３：脂肪酸を導入したｐＨ感応性アミノ酸高分子の物性分析
上記実験例１－２により準備し、鎖延長剤をさらに含めて製造した脂肪酸を導入したｐＨ感応性アミノ酸高分子の物性を測定して下記表４に示した。この時、親水性アミノ酸としてはリシンを、疎水性アミノ酸としてはフェニルアラニン及び／又はトリプトファンを、鎖延長剤としてはグルタミン酸を、脂肪酸としてはステアリン酸を下記表４に開示した比率で用いて５種の高分子を合成した（高分子Ｊ～Ｎ）。

具体的には、上記実施例１と同様に重量平均分子量、分子量分布、溶融温度（Ｔｍ）、及びガラス転移温度（Ｔｇ）を算出した。さらに、ｐＨ２及びｐＨ７条件の溶液で経時変化を観察してｐＨ感応性を確認した。各結果は、下記表８に示した。

表４に示された通り、純粋脂肪酸で示される溶融温度は、これを単量体として含む脂肪酸を導入したｐＨ感応性アミノ酸高分子では観察されず、上記脂肪酸が高分子鎖内に共有結合の形態で存在することを示すものである。

上記高分子Ｊ、Ｋ、Ｌ、及びＮをコーティング組成物に使用し、コーティングと有効成分の比率を変化させながら、実験例２により準備した反芻胃内分解保護コーティングされたメチオニン剤形（以下、剤形ａ及びｄと命名）に対して実験例４による生体利用率の評価を行い、その結果を下記表５に示した。ｉｎ ｓｉｔｕ反芻胃ｂｙｐａｓｓ評価は４８時間培養して行い、全ての実験結果はＤＭと有効成分含量の積を基準として計算した。

表５に示された通り、類似の組成のｐＨ感応性アミノ酸高分子において脂肪酸を含まないものに比べて脂肪酸を導入した高分子でコーティングした場合、ｂｙｐａｓｓ率が顕著に向上し、消化分解率が多少低くなっても改善された生体利用率を期待することができた。

実施例４：脂肪酸の種類に応じたｐＨ敏感性の評価
上記実験例１－２により準備し、鎖延長剤であるグルタミン酸をさらに含み、それぞれ２種の相違する脂肪酸を用いて重合させて脂肪酸を導入したｐＨ感応性アミノ酸高分子を製造した。この時、各単量体の比率は高分子Ｋと同様に調節し、上記脂肪酸としてはＣ１８のステアリン酸とＣ１２のラウリン酸を用いた。上記のように準備した高分子の溶解度を相違するｐＨ条件で測定して比較することによりｐＨ感応性を確認した。具体的には、０．１Ｍ ＫＨ_２ＰＯ_４溶液に塩酸及び水酸化ナトリウムでそれぞれｐＨを２と７になるように補正したｂｕｆｆｅｒに一定の濃度で高分子を溶解させ、時間に応じて上澄液をとって１０００倍希釈し、２００ｎｍの波長における吸光度をＵＶ／Ｖｉｓ分光計で測定した。上記それぞれのｐＨ条件で経時により測定した吸光度を下記表６に示した。

上記表６に示された通り、相対的に炭素数が高いステアリン酸を含む高分子に比べてラウリン酸を含む高分子においてｐＨ２における吸光度はさらに高く、ｐＨ７における吸光度はさらに低かった。しかし、程度の差はあるが、脂肪酸の種類と無関係に上記２種の高分子はいずれもｐＨ７の中性条件ではほぼ溶解せず、ｐＨ２の酸性条件では顕著に高い溶解度を示す、ｐＨ感応性を示した。

実施例５：大量生産された脂肪酸を導入したｐＨ感応性アミノ酸高分子の物性分析
本出願による脂肪酸を導入したｐＨ感応性アミノ酸高分子を５０Ｌの反応器で大量生産した。単量体としては親水性アミノ酸であるリシン、疎水性アミノ酸であるトリプトファン、鎖延長剤であるグルタミン酸、及び脂肪酸であるステアリン酸を用いて重合させて３種の高分子（以下、高分子Ｑ、Ｒ、及びＳ）を合成し、これら高分子の物性を測定して下記表７に示した。この時、高分子Ｒ及びＳは連続バッチ重合した。重量平均分子量、及びガラス転移温度は実施例１と同様の方法で測定した。粘度は、回転型レオメーター（Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ，Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ）を用いて相対粘度を測定し、１．０ｍｍギャップを有する軸（ｓｈａｆｔ）と平衡板（ｐａｒａｌｌｅｌ ｐｌａｔｅ）との間に高分子物質を配置し、７０～１９０℃の温度領域で２．５℃／ｍｉｎの速度で昇温させながら一定のせん断率（ｓｈｅａｒ ｒａｔｅ）で軸を回転させた。この時、高分子物質の挙動から１５０℃における相対粘度を測定した。溶融指数はメルトフローインデクサー（Ｍｅｌｔｆｌｏｗ ｉｎｄｅｘｅｒ， Ｔｏｙｏｓｅｉｋｉ）を用いて国際規格 ＩＳＯ Ｅ１１３３、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８により１５０℃、２１６０ｇの荷重で測定した。

上記高分子Ｑ、Ｒ、及びＳをコーティング組成物に使用し、実験例２により準備した反芻胃内分解保護コーティングされたメチオニン剤形（以下剤形ｅ、ｆ、及びｇと命名）に対して実験例４による生体利用率評価を行い、その結果を下記表８に示した。ｉｎ ｓｉｔｕ反芻胃ｂｙｐａｓｓ評価は４８時間培養して行い、全ての実験結果はＤＭと有効成分含量の積を基準として計算した。

実施例６：有効成分の種類に応じた生体利用率の評価
上記実施例５に開示した高分子Ｒをコーティング組成物に用いて実験例２及び３によりそれぞれ有効成分としてメチオニンとヒスチジンを含む反芻胃内分解保護コーティングされたメチオニン剤形と反芻胃内分解保護コーティングされたヒスチジン剤形を製造し、コーティングと有効成分を下記表９に開示した比率で含むように調節して３種の剤形（以下、それぞれ剤形ｈ、ｉ、及びｊと命名）を準備した。これら剤形に対して実験例４による生体利用率評価を行い、その結果を下記表９に示した。ｉｎ ｓｉｔｕ反芻胃ｂｙｐａｓｓ評価は２４時間培養して行い、全ての実験結果はＤＭと有効成分含量の積を基準として計算した。

表９に示された通り、コーティング層の比率を調節することにより有効成分の種類に関係なく優れた生体利用率を達成することができた。

以上の説明から、本発明が属する技術分野の当業者であれば、本出願がその技術的思想や必須の特徴を変更することなく、他の具体的な形態で実施されうることが理解できるだろう。これに関連し、以上で記述した実施例はあくまで例示的なものであり、限定的なものでないことを理解すべきである。本出願の範囲は上記詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導かれるあらゆる変更または変形された形態が本出願の範囲に含まれるものと解釈すべきである。

実験例２－２：反芻胃内分解保護コーティング
上記実験例１－１または１－２により準備した脂肪酸を非導入または導入したｐＨ感応性アミノ酸高分子、エチルセルロース及びステアリン酸を６５℃のエタノール水溶液に溶解させてコーティング組成物を準備した。上記実験例２－１により準備したメチオニンコアを円筒状のファンコーティング機に入れて４ｍＬ／ｍｉｎの速度で予め準備したコーティング組成物を噴射した。コーティングが完了した剤形は常温で乾燥させた。

具体的には、上記実施例１と同様に重量平均分子量、分子量分布、溶融温度（Ｔｍ）、及びガラス転移温度（Ｔｇ）を算出した。さらに、ｐＨ２及びｐＨ７条件の溶液で経時変化を観察してｐＨ感応性を確認した。各結果は、下記表４に示した。

上記高分子Ｊ、Ｋ、Ｌ、及びＮをコーティング組成物に使用し、コーティングと有効成分の比率を変化させながら、実験例２により準備した反芻胃内分解保護コーティングされたメチオニン剤形（以下、剤形ａ～ｄと命名）に対して実験例４による生体利用率の評価を行い、その結果を下記表５に示した。ｉｎ ｓｉｔｕ反芻胃ｂｙｐａｓｓ評価は４８時間培養して行い、全ての実験結果はＤＭと有効成分含量の積を基準として計算した。

Claims (17)

1. 親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、及び脂肪酸を単量体として含む、ｐＨ感応性高分子。
2. 前記親水性アミノ酸は、リシン、アルギニンまたは両方ともである、請求項１に記載のｐＨ感応性高分子。
3. 前記疎水性アミノ酸は、フェニルアラニン、トリプトファン、バリン、及びチロシンで構成された群から選択される１種以上である、請求項１に記載のｐＨ感応性高分子。
4. 前記脂肪酸は、ステアリン酸、パルミチン酸、及びラウリン酸で構成された群から選択される１種以上である、請求項１に記載のｐＨ感応性高分子。
5. 鎖延長剤をさらに含む、請求項１に記載のｐＨ感応性高分子。
6. 前記鎖延長剤は、グルタミン酸、アスパラギン酸または両方ともである、請求項５に記載のｐＨ感応性高分子。
7. 全体単量体中、前記親水性アミノ酸を５０～７５モル％で含む、請求項１に記載のｐＨ感応性高分子。
8. 全体単量体中、前記疎水性アミノ酸を１０～３５モル％で含む、請求項１に記載のｐＨ感応性高分子。
9. 全体単体中、前記脂肪酸を５～２０モル％で含む、請求項１に記載のｐＨ感応性高分子。
10. 全体単量体中、前記鎖延長剤を０～１５モル％で含む、請求項５に記載のｐＨ感応性高分子。
11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載のｐＨ感応性高分子、脂肪酸、及びセルロースまたはその誘導体を含む、コーティング組成物。
12. 前記コーティング組成物は、反芻胃内分解保護用である、請求項１１に記載のコーティング組成物。
13. 前記脂肪酸は、ステアリン酸、ラウリン酸及びパルミチン酸で構成された群から選択される１種以上である、請求項１１に記載のコーティング組成物。
14. 前記セルロースの誘導体は、セルロース、エチルセルロース及びメチルセルロースで構成された群から選択される１種以上である、請求項１１に記載のコーティング組成物。
15. 有効成分を含むコア粒子；及び請求項１１に記載のコーティング組成物を用いて前記コア粒子上に形成されたコーティング層を含む、反芻胃内分解保護コーティングされた飼料添加剤。
16. 前記飼料添加剤は、反すう動物用である、請求項１５に記載の飼料添加剤。
17. 前記コーティング層は、ｐＨ６～８の反芻胃では分解されず、ｐＨ３以下の第四胃で選択的に分解されて有効成分を放出する、請求項１５に記載の飼料添加剤。