JP6414821B2 - ペプチドを原料とする機能性と嗜好性に優れた素材およびこれを用いた食品・ペットフード - Google Patents
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Description
)後に残存するペプチドの保健的機能が乏しくなる。また、アミノ酸が過剰に生成されると、風味への悪影響も懸念されるので、嗜好性の面からも適度にタンパク質を分解させることが重要である。
(筋肉タンパク質分解物から加熱処理により得られるメイラード反応生成物を含む素材の調製方法)
筋肉タンパク質分解物から本発明のメイラード反応生成物を含む素材を調製する過程の概略を図1に示した。以下、鶏骨格筋を筋肉タンパク質として用いた場合の例を示す。新鮮なブロイラー骨格筋(ささみ部分)を、脂肪をできるだけ取り除いた後に細切し、ミンチを行ないやすいように加水(等量)した。プロテアーゼとしてパパイン(精製パパインFL−3、アサヒフードアンドヘルス株式会社)を1重量%量添加した。50℃で60分間酵素反応(分解反応)を行った後、85℃で1時間加熱してパパインを失活させた。濾過および遠心分離により不溶物を除去し、凍結乾燥させた後に粉砕し、得られた粉末を筋肉
タンパク質分解物とした。なお、乾燥工程はエアードライ法やドラムドライ法のような加熱乾燥法によっても問題なく、とくに大量に調製する場合には、コスト面において凍結乾燥法よりも優れている。また、以下のメイラード反応を直ちに実施する場合は、乾燥を経ずに行うことも可能である。
(筋肉タンパク質分解物を加熱処理して得られる素材の抗酸化活性)
加熱によるメイラード反応を行う際の条件を検討するために、実施例1で得られたメイラード反応生成物を含む素材の抗酸化活性を測定した。抗酸化活性の測定には、スーパーオキサイドイオンを化学発光法によって定量する方法を用いた。ペプチド等の測定試料の存在下でヒポキサンチンにキサンチンオキシダーゼを反応させ、スーパーオキサイドイオンを生成させ、これに発光試薬である2−メチルー6−p−メトキシフェニルエチニルイミダゾピラノジン(MPEC、アトー株式会社)を反応させ、発光量をルミネッセンサーAB−2200(アトー株式会社)で測定した。以下の式により、抗酸化活性を算出した。
用いた場合、より良好な素材を得ることができることが示された。
(筋肉タンパク質分解物を加熱処理して得られる素材の経口投与が酸化ストレス度に及ぼす影響)
筋肉(鶏骨格筋)タンパク質分解物を加熱処理(メイラード反応)して調製した試料を、マウスに経口投与した場合の、酸化ストレス度に及ぼす影響を検討した。ここでは、生体内における酸化ストレス指標として知られている血清ヒドロペルオキシド値の測定により判定した。
(筋肉タンパク質分解物を加熱処理して得られる素材の抗健忘作用)
生体内の酸化ストレスの原因となる活性酸素は、様々な障害や疾病の誘因や原因となる。認知症に認められる健忘症状(主に記憶障害)にも、活性酸素の存在が密接にかかわっているとされている。そこで、抗酸化活性の認められたメイラード反応生成物を含む素材の抗健忘作用を検討した。ここでは、認知症の研究に広く用いられているスコポラミン誘発性記憶障害マウスによる水迷路試験により、抗酸化活性に基づく抗健忘作用を評価した。
(筋肉タンパク質分解物を加熱処理して得られる素材の血圧降下作用)
抗酸化物質の経口投与が、血圧降下作用を示すことが知られている。そこで、自然発症高血圧ラットを用いて、本発明の筋肉タンパク質分解物を加熱処理して得られる素材の経口投与が血圧に及ぼす影響を検討した。
(筋肉タンパク質分解物を加熱処理して得られる素材のヒトにおける嗜好性試験)
食品素材として、嗜好性はきわめて重要な性質である。そこで、ヒトを対象とした嗜好性試験を行なった。嗜好性試験に用いた試料は、実施例1に記載した方法で調製した筋肉(鶏骨格筋)タンパク質分解物を、実施例2で設定した条件(筋肉タンパク質50mg/ml、キシロース40mg/ml、炭酸ナトリウム0.5mg/ml、90℃、60分間)で加熱処理して調製した。加熱終了後、凍結乾燥により粉末を得た。加熱処理を行わないもの(非加熱試料)も同様に粉末を得た。また、コラーゲン分解物も、同様にして加熱試料と非加熱試料を用意した。これら4種類の粉末試料を用いて、22歳から25歳の健康な16名(男女各8名)のパネラーを対象として、嗜好性試験を行なった。嗜好性試験は、4種類の粉末試料の「香り」、「味」、「総合評価」の3項目について順位をつけてもらうこと(順位法)により実施した。
(筋肉タンパク質分解物を加熱処理して得られる素材のネコにおける嗜好性試験)
ペットフードの品質を評価する因子として、嗜好性はきわめて重要である。ペットが摂取を拒めば、優れた保健的機能性を備えたペットフードであっても、商品価値は乏しい。また、イヌやネコがペットフードを喜んで摂取する姿に飼い主は強い満足感を示すため、購入行動に結び付く大きな要因となる。ここでは、代表的な愛玩動物であるネコを用いて、筋肉タンパク質分解物から調製したメイラード反応生成物の嗜好性を検討した。
ることが示された。
(加熱によるペプチドの変化)
筋肉タンパク質由来のペプチドの加熱による変化(消失)を、還元糖を無添加あるいは添加した条件で検討した。ここでは、Asp-Leu-Tyr-Ala(DLYA)の配列を有するテトラペプチドを用いた。DLYAは、豚骨格筋タンパク質を酵素(パパイン)で分解した際に生成する抗酸化ペプチドとして発見された(特許第4828890号)。DLYAという配列は、豚骨格筋アクチンだけでなく、鶏や牛などの筋肉アクチン中に広く確認されるため、食肉タンパク質をパパイン分解した際に生成する代表的な抗酸化ペプチドと見なせることができる。
DLYAの調製(合成)には、アプライドバイオシステム社製ペプチド合成装置モデル430Aを使用した。得られた合成ペプチドは、逆相高速液体クロマトグラフィー(島津製作所社製LC−VPシステムとWaters社XBridge C18カラムを使用)により精製した(ペプチド純度:約98%)。合成したペプチド(DLYA)を蒸留水に1mg/mlとなるように溶解した。この溶液をそのまま、あるいは1mg/mlとなるように還元糖(キシロース)を添加し、90℃で60分間の加熱を行った。加熱前後における水溶液中のDLYAの消長(含量変化)は、高速液体クロマトグラフ質量分析装置(島津製作所社製LCMS−2020)により検討した。このとき、カラムには資生堂社製逆相樹脂カラムMGIIを用いた。質量分析の際は、481.25のシグナル(DLYA分子に由来)を用いてDLYAのみを特異的に検出した。
図12に示すように、還元糖(キシロース)の添加がない場合、加熱におけるDLYA含量の変化はほとんどなかった。一方、還元糖を添加して加熱した場合、DLYA含量が大きく減じた。これは、ペプチドと還元糖との間で生じたメイラード反応によるものと考えられる。
(加熱によるメイラード反応生成物の抗酸化活性の変化)
筋肉タンパク質分解物と還元糖(キシロース)から調製したメイラード反応生成物を含む素材の加熱に対する安定性を検証した。実施例1で調製した筋肉(鶏骨格筋)タンパク質分解物(50mg/ml)に、キシロース(40mg/ml)と炭酸ナトリウム(0.5mg/ml)を添加し、90℃で240分間加熱し、メイラード反応生成物を含む素材を調製した。凍結乾燥した素材を10mg/mlとなるように蒸留水に溶かし、そのままあるいは10mg/mlとなるようにキシロースを添加し、90℃で30分間あるいは60分間の加熱を行った。加熱前あるいは加熱後の溶液の抗酸化活性は、実施例2に記載したスーパーオキサイドイオンを化学発光法によって定量する方法により測定した。
図13に示すように、メイラード反応生成物を含む素材は、還元糖の有無にかかわらず、加熱後も高い抗酸化活性を保持していた。したがって、食肉タンパク質分解物を原料としてメイラード反応を経て調製される素材は、熱安定性が高いと言える。
(タンパク質分解物とメイラード反応生成物の血圧降下作用)
コラーゲン分解物あるいは筋肉タンパク質分解物と還元糖(キシロース)から調製したメイラード反応生成物を含む素材の血圧降下作用を検討した。コラーゲン分解物は、特許公報(特許第5326489号)の記載にしたがって、鶏皮より調製した。筋肉タンパク質分解物は、実施例1の記載にしたがった方法で調製した鶏骨格筋分解物を用いた。コラーゲン分解物と筋肉タンパク質分解物のいずか(50mg/ml)とキシロース(40mg/ml)を含む溶液を、90℃で60分間加熱してメイラード反応生成物を含む素材を調製した。それぞれの素材の加熱調製前後の経口投与による血圧降下作用を検討した。実施例5の記載と同様に、自然発症高血圧ラットを用いた。
各試料を自然発症高血圧ラットに経口投与し、6時間経過後の血圧(収縮期)の変化を見た結果を図14に示した。未加熱のコラーゲン分解物は血圧降下作用を示さないが、加熱処理を経たものは血圧降下作用を示した。一方、筋肉タンパク質分解物の場合、未加熱の試料も血圧降下作用を示すが、加熱処理を経ることによりさらに高い作用を示した。コラーゲン分解物の場合、加熱処理によりメイラード反応生成物ができ、その抗酸化作用により血圧降下作用が上昇したと考えられる。一方、筋肉タンパク質分解物では、未加熱の試料もACE阻害活性があるため血圧降下作用を有する。加熱処理を経ることにより、メイラード反応生成物と残存するACE阻害ペプチドの両者により高い血圧降下作用がもたらされると考えられる。
(筋肉タンパク質分解物と還元糖を加熱した際に生じるメイラード反応生成物の嗜好性と抗酸化活性への影響)
筋肉タンパク質分解物を異なる還元糖の存在比率下で加熱した場合の嗜好性と抗酸化活性に及ぼす影響を検討した。筋肉タンパク質分解物は、実施例1に記載した方法で調製した鶏骨格筋分解物を用いた。筋肉タンパク質分解物を含む溶液(10mg/ml)に、異なる濃度になるようにキシロースを添加し(0〜100mg/ml)、90℃で60分間加熱してメイラード反応生成物を含む素材を調製した。嗜好性の検討は、実施例7に記載したネコを用いた食い付き試験により実施した。それぞれのキシロース濃度で調製したメイラード反応生成物(加熱処理調製物)を凍結乾燥したもの500mgをキャットフード20gに添加した(振りかけた)ものを嗜好性試験の試料とした。なお、対照として、何も添加しないキャットフード20gを用いた。それぞれのキシロース濃度において、雑種ネコ8匹を対象として、それぞれのネコの前に2種のキャットフードを置き、どちらのキャットフードから食べ始めるかにより判定した。嗜好性試験におけるその他の条件は、実施例7の記載と同様とした。それぞれのキシロース濃度で調製したメイラード反応生成物(加熱処理調製物)を含む溶液の抗酸化活性は、実施例2に記載したスーパーオキサイドイオンを化学発光法によって定量する方法により測定した。各試料の抗酸化活性の測定結果は、キシロース無添加試料の測定値を0%とし、測定試料中の最大測定値(キシロース100mg/ml添加試料)を100%とした抗酸化活性上昇率(相対%)として示すことにより評価した。
図15に示したように、低濃度の還元糖存在下(還元糖/ペプチドの重量比率が0.01以下)では、嗜好性の向上が認められるが、抗酸化活性の上昇にはつながらない。ある程度の濃度の還元糖存在下(還元糖/ペプチドの重量比率が0.1以上)になると、抗酸化活性の上昇が認められる。したがって、加熱(メイラード反応)による抗酸化活性の上昇を期待するためには、還元糖/ペプチド存在比率を0.1以上にする必要がある。なお、通常のキャットフード組成物にタンパク質分解物を10%量添加した場合(図15の網掛け部分)、還元糖/ペプチド存在比率(重量比)は0.0001〜0.01%の範囲となる。このため、タンパク質分解物の添加により香気成分の生成に伴う嗜好性の向上は期待できても、適量の還元糖添加なしにメイラード反応による抗酸化活性の上昇を期待することはできない。
Claims (11)
- 筋肉タンパク質を含む原料をプロテアーゼで処理して得られるペプチドに、該ペプチドに対して重量比で0.1〜10の還元糖を加え、これを加熱処理することに伴い生じるメイラード反応生成物を含むことを特徴とする、血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材。
- 筋肉タンパク質がミオシンおよびアクチンである、請求項1記載の血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材。
- プロテアーゼがパパインである、請求項1または2記載の血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材。
- 還元糖がキシロースである、請求項1〜3のいずれかの項記載の血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材。
- 加熱調製時にpH調整剤を添加して調製される、請求項1〜4のいずれかの項記載の血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材。
- pH調整剤が炭酸ナトリウムである、請求項5記載の血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材。
- 該ペプチドに対して重量比で0.1〜1の還元糖を加えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかの項記載の血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材。
- 請求項1〜7のいずれかの項記載の血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材を用いて製造したペットフード。
- 請求項1〜7のいずれかの項記載の血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材を用いて製造したサプリメント。
- 筋肉タンパク質を含む原料をプロテアーゼで処理して得られるペプチドに、該ペプチドに対して重量比で0.1〜10の還元糖を加え、これを加熱処理することに伴い生じるメイラード反応生成物を含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれかの項記載の血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材の製造方法。
- 該ペプチドに対して重量比で0.1〜1の還元糖を加えることを特徴とする、請求項10に記載の血圧降下作用と嗜好性向上効果を備えたペットフード素材の製造方法。
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