JP6435079B1 - 体内bdnf量増加促進用組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、体内、特に筋肉内の脳由来神経栄養因子(BDNF)量の増加を促進するための組成物を提供する。本発明の組成物は、ホエイタンパク質加水分解物を有効成分とする体内のBDNF量増加促進用組成物であって、当該ホエイタンパク質加水分解物がIle−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuからなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含有することを特徴とする。

Description

本発明は体内の脳由来神経栄養因子(Brain Derived Neurotrophic Factor:BDNF)(以下、本発明では単に「BDNF」と称する)の量の増加を促進する作用を有する組成物に関する。より詳細には、本発明は、運動の有無に関わらず、体内、特に筋肉内のBDNF量の増加を促進することができる組成物に関する。
現在、日本では、うつや認知症(アルツハイマー型認知症や血管性認知症などを含む)などの精神疾患の増加が社会問題となっている。認知症高齢者数は、2002年の149万人から10年間で倍増し、2012年には300万人以上となったとされている。また日本国厚生労働省研究班による発表(2012年)によると、認知症の発症予備群として注目される軽度認知症の高齢者は約400万人と推計されており、65歳以上の4人に1人が認知症ないし認知症予備群になる計算になる。認知症は一旦発症すると治療しても進行を抑えるだけで根治できないのが現状である。このため、認知症を一旦発症すると、患者の人生が大きく変わるだけでなく、介護する家族にも過大な負担がかかり介護を理由に離職せざるを得ない等、人生設計の変更が余儀なくされる。こうした離職による働き世代の労働力損失が国経済に及ぼす影響は決して無視できるものではない。
これらのことから、認知症を発症しないように予防コントロールすることは、個人のみならず現代社会においても喫緊の課題である。
こうした認知症の予防に、従来より牛乳や乳製品の摂取が有用であるとされている。具体的には、牛乳や乳製品に多く含まれているカルシウムやマグネシウムに認知症に対する予防効果があること(非特許文献1)、また牛乳や乳製品に含まれるホエイには、アルツハイマー型認知症の危険因子であるインスリン抵抗性を改善させることが報告ないし示唆されている(非特許文献2)。
一方で、運動すると、神経細胞の発生、成長、維持または再生に関わる神経栄養因子の一つであるBDNFが有意に増加するとともに、記憶や学習などのパフォーマンスが高まることが知られている(非特許文献3)。また多くの疫学研究や実験により、運動により高齢者の認知機能の低下が抑制できることが知られている(非特許文献4〜6)。また最近、動物実験により、一過性の電気刺激を介した強制運動負荷により、海馬BDNFが増加することが確認されている(非特許文献7)。さらに、脳におけるBDNFの発現量が、うつ病やアルツハイマー型認知症の患者では減少していることが報告されている(非特許文献8、非特許文献9)。
このように、運動によって増加するBDNFが、うつ病や認知症などの精神疾患の予防に有効であることが示唆されている。
また、BDNFは、脳室内、皮下または腹腔内に投与することによって、体重の増加が抑制され、糖代謝が改善することも報告されている(非特許文献10)。
J Am Geriatr Soc. 2012, 60(8):1515-1520. Nutrition. 2014, 30(9):1076-1080. Neeper SA et al. Brain Res, 726:49-56(1996). Trends Neurosci. 2002, 25(6):295-301. Nature. 1999, 29;400(6743):418-419. Cell Mol Neurobiol. 2010, 30(4):493-503. 第31 回若手研究者のための健康科学研究助成成果報告書2014年度、pp.104-109. Chen B et al, Biol Psychiatry. 50:260-265(2001). Phillips HS et al. Neuron. 7:695-702(1991). Nakagawa T et al, Diabetes, 49:436-444(2000)
前述するように、運動と認知機能に関する研究は盛んであり、運動による認知機能改善にBDNFが関係することを示唆する結果が示されているものの、BDNFに対する飲食物摂取の影響、特に運動と飲食物摂取の組み合わせによる効果については未解明な部分が多い。このため、本発明は、BDNFに対する飲食物摂取の効果、特に運動と飲食物摂取による効果に着目したものである。具体的には、本発明は、認知機能や糖代謝の改善に関わる体内のBDNFの量を、飲食物摂取、または運動と飲食物摂取とを併用することで効率的に増大させることを課題として開発したものである。
つまり、本発明は、体内、特に筋肉内におけるBDNF量の増加を促進するために使用される組成物、言い換えれば体内、特に筋肉内のBDNF量増加促進用組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、体内、特に筋肉内におけるBDNF量の増加を促進するための方法を提供することを目的とする。
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討をしていたところ、Ile−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuからなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含むホエイタンパク質加水分解物を摂取することで、筋肉内のBDNF量が顕著に増加することを見出した。かかる効果は、加水分解する前のホエイタンパク質では有意に認められないことから、ホエイタンパク質には含まれないホエイタンパク質加水分解物固有の成分であるジペプチドが寄与していると考えられる。前述するように、BDNFはうつ病や認知症などの精神疾患の予防、並びに認知機能改善に有効であることが示唆されており、また体重増加の抑制や糖代謝低下の改善に有効であることも報告されている。このため、前記ジペプチドを含むホエイタンパク質加水分解物は、うつ病や認知症などの精神疾患の予防、認知機能改善、体重増加の抑制、または/及び糖代謝低下の改善に有用であると考えられる
本発明はかかる知見に基づいて完成したものであり、下記の実施形態を有するものである。なお、以下、本明細書において、ホエイタンパク質加水分解物(Whey Protein Hydrolysate)は、単に「WPH」と略称する。またジペプチドは、当該ジペプチドを構成するアミノ酸配列を、アミノ酸の三文字記号を用いて「Xxx-Yyy」として記載する。
(I)体内のBDNF量増加促進用組成物
(I−1)WPHを有効成分とする体内、好ましくは筋肉内のBDNF量増加促進用組成物であって、
当該WPHがIle−Leu(イソロイシル−ロイシン)、Leu−Leu(ロイシル−ロイシン)、及びVal−Leu(バリル−ロイシン)からなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含有するものである、BDNF量増加促進用組成物。
(I−2)上記WPHがIle−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuを含有するものである、(I−1)に記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−3)上記WPHが、さらにIle−Val(イソロイシル−バリン)、Ile−Ile(イソロイシル−イソロイシン)、Leu−Val(ロイシル−バリン)、及びLeu−Ile(ロイシル−イソロイシン)からなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含有するものである、(I−1)または(I−2)に記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−4)上記WPHが、さらにIle−Val、Ile−Ile、Leu−Val、及びLeu−Ileからなるジペプチドを含有するものである、(I−1)または(I−2)に記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−5)運動前または運動中のヒトを含む哺乳動物に経口投与または摂取されるものである、(I−1)〜(I−4)のいずれかに記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−6)運動中または運動後の筋肉内BDNF量の増加を促進する、(I−5)に記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−7)非運動状態のヒトを含む哺乳動物に経口投与または摂取されるものである、(I−1)〜(I−4)のいずれかに記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−8)認知機能低下者、またはその予備群に経口投与または摂取されるものである、(I−1)〜(I−7)のいずれかに記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−9)認知機能の低下抑制または改善用組成物である、(I−8)に記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−10)肥満者または/および糖代謝低下者、またはこれらの予備群に経口投与または摂取されるものである、(I−1)〜(I−7)のいずれかに記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−11)肥満抑制若しくは改善用組成物、または/および糖代謝低下抑制若しくは改善用組成物である、(I−10)に記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−12)一回投与(摂取)あたりの単位包装形態からなり、該単位包装形態中に上記WPHを一回投与量(摂取量)として総タンパク質換算で0.1〜40g含む、(I−1)〜(I−11)のいずれかに記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−13)飲食物である(I−1)〜(I−12)のいずれかに記載するBDNF量増加促進用組成物。
(I−14)健康食品、機能性食品、栄養補助食品、機能性表示食品、特定保健用食品、病者用食品、乳幼児用調製粉乳、妊産婦若しくは授乳婦用粉乳、または運動による体内BDNF量の増加を促進するために用いられる旨の表記を付した飲食物である、(I−13)に記載するBDNF量増加促進用組成物。
(II)体内BDNF量の増加方法
(II−1)Ile−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuからなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含有するWPHを含む組成物を被験者に投与するかまたは摂取させて、当該被験者の体内、好ましくは筋肉内におけるBDNF量を増加する方法。
(II−2)上記WPHがIle−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuを含有するものである、(II−1)に記載する方法。
(II−3)上記WPHが、さらにIle−Val、Ile−Ile、Leu−Val、及びLeu−Ileからなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含有するものである、(II−1)または(II−2)に記載する方法。
(II−4)上記WPHが、さらにIle−Val、Ile−Ile、Leu−Val、及びLeu−Ileからなるジペプチドを含有するものである、(II−1)または(II−2)に記載する方法。
(II−5)前記被験者が運動前または運動中のヒトを含む哺乳動物である、(II−1)〜(II−4)のいずれかに記載する方法。
(II−6)運動中または運動後の筋肉内BDNF量を増加する方法である、(II−5)に記載する方法。
(II−7)前記被験者が非運動状態のヒトを含む哺乳動物である、(II−1)〜(II−4)のいずれかに記載する方法。
(II−8)前記被験者が認知機能低下者、またはその予備群である、(II−1)〜(II−7)のいずれかに記載する方法。
(II−9)前記被験者の認知機能の低下を抑制するか、または改善する方法である、(II−8)に記載する方法。
(II−10)ヒトを含む哺乳動物の記憶または学習のパフォーマンスを増進する方法である、(II−1)〜(II−8)のいずれかに記載する方法。
(II−11)前記被験者が肥満者または/および糖代謝低下者、またはこれらの予備群である、(II−1)〜(II−7)のいずれかに記載する方法。
(II−12)前記被験者の肥満を抑制または改善するか、または/および糖代謝低下を抑制または改善する方法である、(II−11)に記載する方法。
(II−13)前記組成物が、一回投与(摂取)あたりの単位包装形態からなり、該単位包装形態中にWPHを一回投与量(摂取量)として総タンパク質換算で0.1〜40g含むものである、(II−1)〜(II−12)のいずれかに記載する方法。
(II−14)前記組成物が飲食物、好ましくは健康食品、機能性食品、栄養補助食品、機能性表示食品、特定保健用食品、病者用食品、乳幼児用調製粉乳、妊産婦若しくは授乳婦用粉乳、または運動による体内BDNF量の増加を促進するために用いられる旨の表記を付した飲食物である(II−1)〜(II−13)のいずれかに記載する方法。
(III)体内のBDNF量増加促進のために使用されるWPH
(III−1)被験者の体内、好ましくは筋肉内のBDNF量増加促進のために使用される組成物であって、
当該組成物は、Ile−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuからなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含有するWPHを有効成分とするものである、上記組成物。
(III−2)上記WPHがIle−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuを含有するものである、(III−1)に記載する組成物。
(III−3)上記WPHが、さらにIle−Val、Ile−Ile、Leu−Val、及びLeu−Ileからなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含有するものである、(III−1)または(III−2)に記載する組成物。
(III−4)上記WPHが、さらにIle−Val、Ile−Ile、Leu−Val、及びLeu−Ileからなるジペプチドを含有するものである、(III−1)または(III−2)に記載する組成物。
(III−5)前記被験者が運動前または運動中のヒトを含む哺乳動物である、(III−1)〜(III−4)のいずれかに記載する組成物。
(III−6)運動中または運動後の筋肉内BDNF量の増加を促進するために用いられる、(III−5)に記載する組成物。
(III−7)前記被験者が非運動状態のヒトを含む哺乳動物である、(III−1)〜(III−4)のいずれかに記載する組成物。
(III−8)前記被験者が認知機能低下者、またはその予備群である、(III−1)〜(III−7)のいずれかに記載する組成物。
(III−9)認知機能の低下を抑制するか、または改善するために使用される、(III−8)に記載する組成物。
(III−10)前記被験者が肥満者または/および糖代謝低下者、またはこれらの予備群である、(III−1)〜(III−7)のいずれかに記載する組成物。
(III−11)肥満を抑制または改善するか、または/および糖代謝低下を抑制または改善するために使用される、(III−10)に記載する組成物。
(III−12)一回投与(摂取)あたりの単位包装形態からなり、該単位包装形態中に上記WPHを一回投与量(摂取量)として総タンパク質換算で0.1〜40g含む組成物である、(III−1)〜(III−11)のいずれかに記載する組成物。
(III−13)飲食物、好ましくは健康食品、機能性食品、栄養補助食品、機能性表示食品、特定保健用食品、病者用食品、乳幼児用調製粉乳、妊産婦若しくは授乳婦用粉乳、または運動による体内BDNF量の増加を促進するために用いられる旨の表記を付した飲食物である(III−1)〜(III−12)のいずれかに記載する組成物。
(IV)体内BDNF量増加促進用組成物製造のためのWPHの使用
(IV−1)被験者の体内、好ましくは筋肉内のBDNF量増加促進用組成物を製造するためのWPHの使用であって、当該WPHは、Ile−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuからなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含有するものである、上記使用。
(IV−2)上記WPHがIle−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuを含有するものである、(IV−1)に記載する使用。
(IV−3)上記WPHが、さらにIle−Val、Ile−Ile、Leu−Val、及びLeu−Ileからなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含有するものである、(IV−1)または(IV−2)に記載する使用。
(IV−4)上記WPHが、さらにIle−Val、Ile−Ile、Leu−Val、及びLeu−Ileからなるジペプチドを含有するものである、(IV−1)または(IV−2)に記載する使用。
(IV−5)前記被験者が運動前または運動中のヒトを含む哺乳動物である、(IV−1)〜(IV−4)のいずれかに記載する使用。
(IV−6)前記組成物が被験者の運動中または運動後の筋肉内BDNF量の増加を促進するためのものである、(IV−5)に記載する使用。
(IV−7)前記被験者が非運動状態のヒトを含む哺乳動物である、(IV−1)〜(IV−4)のいずれかに記載する使用。
(IV−8)前記被験者が認知機能低下者、またはその予備群である、(IV−1)〜(IV−7)のいずれかに記載する使用。
(IV−9)前記組成物が認知機能の低下を抑制するか、または改善するためのものである、(IV−8)に記載する使用。
(IV−10)前記被験者が肥満者または/および糖代謝低下者、またはこれらの予備群である、(IV−1)〜(IV−7)のいずれかに記載する使用。
(IV−11)前記組成物が肥満を抑制または改善するか、または/および糖代謝低下を抑制または改善するためのものである、(IV−10)に記載する使用。
(IV−12)前記組成物が一回投与(摂取)あたりの単位包装形態からなり、該単位包装形態中に上記WPHを一回投与量(摂取量)として総タンパク質換算で0.1〜40g含む組成物である、(IV−1)〜(IV−11)のいずれかに記載する使用。
(IV−13)前記組成物が、飲食物、好ましくは健康食品、機能性食品、栄養補助食品、機能性表示食品、特定保健用食品、病者用食品、乳幼児用調製粉乳、妊産婦若しくは授乳婦用粉乳、または運動による体内BDNF量の増加を促進するために用いられる旨の表記を付した飲食物である(IV−1)〜(IV−12)のいずれかに記載する使用。
本発明によれば、WPHを有効成分とする体内、特に筋肉内BDNF量増加促進用組成物(以下、単に「本発明の組成物」と称する場合がある)が提供される。
本発明の組成物を摂取した後に運動をするか、または運動中に本発明の組成物を摂取することで、運動による体内、特に筋肉内BDNF量の増加を促進することができ、その結果、筋肉内のBDNF量を効率よく増加させることができる(試験例1参照)。前述するように、従来から運動によって高齢者の認知機能の低下が抑制できることが知られており、またBDNFは記憶や学習などのパフォーマンスを高め、うつ病や認知症などの精神疾患の予防にも有効であることが示唆されている。このことから、運動に際して本発明の組成物を摂取することで上記効果をより高めることが可能である。
また、BDNFの増加は、WPHを摂取して運動する場合のみならず運動しない場合であっても有意に認められる(試験例2参照)。このことから、BDNF量の増加は、運動の有無に関わらず、WPHを摂取することによって得られる特有の効果であると考えられる。また、こうした効果は、加水分解する前のWPHでは有意には認められないことから、ホエイタンパク質には含まれない(含まれていても微量である)WPH固有の成分であるジペプチドが寄与していると考えられる。
またBDNFには体重増加の抑制作用や糖代謝の改善作用があることが報告されている。このため、本発明によれば、本発明の組成物を摂取することで当該効果を期待することができる。
なお、本発明の組成物に含まれるWPHは、長年食品の原料として用いられていきた乳タンパク質を利用するものである。このため、本発明の組成物は、長期間にわたって継続的に服用しても副作用の懸念がなく、安全性が高い点において有利である。また、ホエイタンパク質は、通常、ナチュラルチーズの製造過程のうち、原料乳の凝乳過程の後に排出され、廃棄されて産業廃棄物となるものである。本発明の組成物に有効成分として含まれるWPHは、この産業廃棄物となるホエイを再利用して原料とすることができることから、環境面や経済面においても本発明は有用であるといえる。
被験動物(雄性SDラット)を(a)「ジペプチド非投与/非運動群」、(b)「ジペプチド非投与/運動群」、及び(c)「ジペプチド投与/運動群」に分け、(a)にWPHを摂取させずに運動負荷も与えない場合の筋肉中のBDNF量(ng/g)(平均値±標準誤差、以下同じ)を、(b)にWPHを摂取させることなく運動負荷を与えた場合の同BDNF量、及び(c)にWPHを摂取させて運動負荷を与えた後の同BDNF量を、比較した結果を示す。図中、*は、Dunnett検定により(a)に対してp<0.05の有意差があることを意味する。 被験動物(雄性SDラット)を(1)「水投与/運動群」、(2)「WPC投与/運動群」、及び(3)「WPH投与/運動群」に分け、(1)に水を摂取させて運動負荷を与えた後の筋肉中のBDNF量(ng/g)(平均値±標準誤差、以下同じ)、(2)にWPC(ホエイタンパク質濃縮物)を摂取させて運動負荷を与えた後の同BDNF量、及び(3)にWPHを摂取させて運動負荷させた後の同BDNF量を測定した結果をそれぞれ示す。図中、*は、Dunnett検定により(1)に対してp<0.05の有意差があることを意味する。 被験動物(雄性SDラット)を(i)「水投与/非運動群」、(ii)「WPC投与/非運動群」、及び(iii)「WPH投与/非運動群」に分け、いずれも運動負荷を与えることなく(i)に水を摂取させた後のBDNF量(ng/g)(平均値±標準誤差、以下同じ)、(ii)にWPCを摂取させた後の同BDNF量、及び(iii)にWPHを摂取させた後の同BDNF量を測定した結果をそれぞれ示す。図中、*は、Dunnett検定により(i)に対してp<0.05の有意差があることを意味する。
本発明が対象とする体内BDNF量増加促進用組成物(本発明の組成物)は、Ile−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuからなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドを含有するWPH(以下、「本発明のWPH」ということがある)を有効成分として含むことを特徴とする。
一般にWPHは、ホエイタンパク質を原料としてその全部又は一部を加水分解して得られるものであり、乳清ペプチドとも称される。
ホエイタンパク質は、乳からカゼインや脂肪を取り除いた液体部分である乳清(ホエイ)に含まれる球状タンパク質の混合物であり、α−ラクトアルブミン(α−La)、β−ラクトグロブリン(β−Lg)、免疫グロブリン、ラクトフェリン、ウシ血清アルブミン等のタンパク質が含まれている。本発明において、WPHの調製に原料として用いられるホエイタンパク質は、乳やホエイから精製されたホエイタンパク質であってもよいし、また乳やホエイから分離された粗精製のホエイタンパク質(ホエイタンパク質含有物)であってもよい。さらにホエイタンパク質を含む飲食品やその原料(例えば、乳タンパク質以外に他成分を含む組成物など)を用いることもできる。当該飲食品やその原料はホエイタンパク質に加えてカゼインを含むものであってもよい。
上記精製ホエイタンパク質としては、α−ラクトアルブミン(α−La)、β−ラクトグロブリン(β−Lg)、免疫グロブリン、ラクトフェリン、及びこれらを少なくとも一つ含むタンパク質の混合物、並びにホエイタンパク質精製物(WPI)等を挙げることができる。また上記精製のホエイタンパク質(ホエイタンパク質含有物)としては、牛乳から調製される、例えばホエイの原液(甘性ホエイ、酸ホエイなど)、その濃縮物、その乾燥物(ホエイ粉など)、その凍結物、及びこれらの還元物などを挙げることができる。また、これらには脱塩ホエイ、ホエイタンパク質濃縮物(WPC)、及びこれらの還元物を含めることができる。また、ホエイタンパク質を含む飲食品またはその原料としては、例えば、生乳、殺菌乳(牛乳など)、脱脂乳、成分調整牛乳、加工乳、乳製品(濃縮乳、粉乳、練乳、発酵乳(ヨーグルトなど)、乳酸菌飲料、プロセスチーズ類、アイスクリーム類、クリーム類)及び乳タンパク質濃縮物(MPC)、並びにそれらの濃縮物、それらの乾燥物、それらの凍結物などを挙げることができる。このとき、前記のホエイタンパク質を含んでいる原料や飲食品は、市販品を入手して用いてもよいし、自ら調製して用いてもよい。
本発明のWPHは、上述するホエイタンパク質を1回以上加水分解することによって調製することができる。その手段及び/又は方法は特に制限されるものではない。例えば、乳またはホエイからホエイタンパク質を分離または精製する工程中において、ホエイタンパク質を部分的に加水分解し、その後、さらに別の加水分解を行って調製してもよい。加水分解は、公知の加水分解方法により実施することができるが、好ましくは、タンパク質分解酵素による加水分解方法を用いることができる。
タンパク質分解酵素は、ホエイタンパク質を加水分解して本発明の効果を発揮するWPHを生成するものであれば、特に限定されるものではない。例えば国際公開第2007/123200号などの記載を参考にして、その種類や反応条件などは任意に設定することができる。例えば、バシラス属(Bacillus)又はアスペルギルス属(Aspergillus)に属する微生物由来のタンパク質分解酵素;パパイヤ由来のパパイン、パイナップル由来のブロメライン、キウイ由来のアクチニダインなどの植物由来のタンパク質分解酵素;パンクレアチン、トリプシン、ペプシン、キモトリプシンなどの動物由来のタンパク質分解酵素が挙げられる。これらは1種単独で、又は2種以上を任意に組み合わせて使用することができる。また、これらのタンパク質分解酵素は、市販品を用いることができる。市販品のタンパク質分解酵素は、例えば、プロテアーゼMアマノ(アマノエンザイム社)、プロテアーゼNアマノ(アマノエンザイム社)、プロテアーゼPアマノ(アマノエンザイム社)、プロテアーゼAアマノ(アマノエンザイム社)、トリプシン(ノボ社)、ペプシン(和光純薬社)、ウマミザイム(アマノエンザイム社)、フレーバザイム(ノボ社)などがあるが、これに制限されない。本発明の好ましい態様によれば、ホエイタンパク質を加水分解するために用いられるタンパク質分解酵素は、バシラス属由来タンパク質分解酵素、アスペルギルス属由来タンパク質分解酵素、トリプシン、ペプシン及びフレーバザイム(ノボ社)からなる群から選択される一種又は二種以上である。
本発明のWPHは、ホエイタンパク質を加水分解するタンパク質分解酵素を用いることにより、Ile−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuからなる群より選択される少なくとも一つのジペプチドが豊富に含まれる加水分解物として調製することができる。例えば、ホエイタンパク質を加水分解してIle−Leuのジペプチドを生成するには、ホエイタンパク質をバシラス属由来のプロテアーゼ及びアスペルギルス属由来のプロテアーゼを組み合わせて加水分解を行うことが好ましい。またホエイタンパク質を加水分解してLeu−Leuのジペプチドを生成するには、ホエイタンパク質をペプシンで反応後、アスペルギルス属由来のプロテアーゼで反応させることが好ましい。なお、当該方法によればホエイタンパク質が加水分解されてLeu−ValやGly−Leuのジペプチドも生成される場合がある。さらに、ホエイタンパク質を加水分解してVal−Leuのジペプチドを生成するには、ホエイタンパク質をアスペルギルス属由来のプロテアーゼを用いて加水分解することが好ましい。当該方法によればホエイタンパク質が加水分解されてIle−Val、Ile−Ile、及びLeu−Ileのジペプチドも生成される場合がある。また、その他、ホエイタンパク質を加水分解してAla−Leuのジペプチドを生成させるには、ホエイタンパク質をトリプシンで反応させた後、バシラス属由来のプロテアーゼで反応させることが好ましい。
タンパク質分解酵素によりホエイタンパク質を加水分解し、所望のジペプチドを生成するための反応温度は、好ましくは20〜80℃、より好ましくは25〜75℃、さらに好ましくは30〜70℃、さらに好ましくは35〜65℃、さらに好ましくは40〜60℃、特に好ましくは45〜55℃である。反応温度が20℃以上であれば、タンパク質分解酵素により、ホエイタンパク質を効率よく加水分解することができる。また、反応温度が80℃以下であれば、タンパク質分解酵素の変性による失活を抑制することができる。当該反応温度は、使用するタンパク質加水分解酵素の至適温度に鑑み、一定の温度(1段階)に設定してもよいし、また2以上の異なる温度(2段階以上)に設定することもできる。2段階以上の反応温度を設定する場合には、その順番は任意である。
タンパク質加水分解酵素によりホエイタンパク質を加水分解し、所望のジペプチドを生成するための反応時間は、制限されないものの、好ましくは2〜48時間、より好ましくは2〜36時間、さらに好ましくは2〜24時間、さらに好ましくは2〜18時間、さらに好ましくは2〜14時間、さらに好ましくは4〜12時間、さらに好ましくは6〜10時間、特に好ましくは7〜9時間である。タンパク質分解酵素の反応時間を2時間以上とすることで、より多くのホエイタンパク質を加水分解することができる。ホエイタンパク質を効率よく加水分解するうえでは、反応時間は48時間以内に収めることが好ましい。なお、反応温度を2段階以上で設定する場合には、当該反応時間の範囲において、任意に2段階以上の反応温度を設定することができる。
タンパク質分解酵素によりホエイタンパク質を加水分解し、所望のジペプチドを生成するためのタンパク質分解酵素の添加量は、本発明の効果を発揮するWPHを生成することができれば、特に制限されない。例えば、ホエイタンパク質100gに対して、好ましくは0.5〜10g、より好ましくは0.7〜5g、さらに好ましくは0.8〜4g、特に好ましくは1〜2gを挙げることができる。
タンパク質分解酵素によりホエイタンパク質を加水分解し、所望のジペプチドを生成するための反応pHは、使用するタンパク質分解酵素が反応するpH範囲であることが望ましく、より好適にはその至適pHまたはその近傍を挙げることができる。例えば、バシラス属由来のタンパク質分解酵素及びアスペルギルス属由来のタンパク質分解酵素を併用する場合には、好ましくはpH5〜9、より好ましくはpH5.5〜8.5、さらに好ましくはpH6〜8、特に好ましくはpH6.5〜7.5である。
当該反応pHは、使用するタンパク質加水分解酵素の至適pHに鑑み、一定のpH条件(1段階)に設定してもよいし、また2以上の異なるpH条件(2段階以上)に設定することもできる。2段階以上のpH条件を設定する場合には、その順番は任意である。
本発明のWPHは、前述するように、Ile−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuからなる群から選択される少なくとも1種のジペプチドを含むことを特徴とする。好ましくはこれらのジペプチドを2種以上含むものであり、より好ましくはこれらのジペプチドを3種含むものである。2種以上含む場合の組み合わせの態様としては、Ile−LeuとLeu−Leu、Ile−LeuとVal−Leu、Leu−LeuとVal−Leu、またはIle−LeuとLeu−LeuとVal−Leuを例示することができる。本発明のWPHは、上記特定のジペプチドを含むことを指標とすることができる。
本発明のWPHに含まれるこれらのジペプチドは、LC/MSやLC/MS/MSにより測定することができる。具体的には、後述する製造例1に記載する方法で測定することができる。これらのジペプチドを含む本発明のWPHは、前記のような加水分解反応条件に加えて、後記製造例1〜11に記載された例を参照することにより製造することができる。
これらのジペプチドの、WPH 1g当たりの含有量(mg)は以下のように設定することができる。
Ile−Leu:0.1〜25mg/gWPH、好適には0.5〜15mg/gWPH、より好適には1〜10mg/gWPH。
Leu−Leu:0.5〜50mg/gWPH、好適には1〜25mg/gWPH、より好適には2〜10mg/gWPH。
Val−Leu:0.5〜50mg/gWPH、好適には1〜25mg/gWPH、より好適には2〜10mg/gWPH。
本発明のWPHは、上記ジペプチドの少なくとも1種を、下記に示すWPHのタンパク質含量1gあたりの割合で含むものであってもよい。
Ile−Leu:0.09〜22.5mg/gタンパク質、好適には0.45〜13.5mg/gタンパク質、より好適には0.9〜9mg/gタンパク質。
Leu−Leu:0.45〜45mg/gタンパク質、好適には0.9〜22.5mg/gタンパク質、より好適には1.8〜9mg/gタンパク質。
Val−Leu:0.45〜45mg/gタンパク質、好適には0.9〜22.5mg/gタンパク質、より好適には1.8〜9mg/gタンパク質。
ここで、「WPHのタンパク質含量」とは、WPHに含まれるアミノ酸、並びにWPHに含まれるタンパク質及びペプチドを構成するアミノ酸の総量を意味する。かかるタンパク質含量は、ケルダール法によって測定して算出することができる。実際に、ケルダール法の場合には、対象とするWPHに含まれる窒素を測定し、その値に、窒素−タンパク質換算係数(通常6.25)を乗じて算出することができる。例えば、本発明のWPHは、ホエイタンパク質を加水分解することにより得られたものであることから、上記方法によって算出されるWPHのタンパク質含量は、加水分解前のホエイタンパク質のタンパク質含量と理論上は同一になる。
さらに本発明のWPHは、前述するIle−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuからなる群から選択される少なくとも1種、好ましくは2種以上、より好ましくは3種のジペプチドを含むことに加えて、さらにIle−Val、Ile−Ile、Leu−Val、及びLeu−Ileからなる群より選択される少なくとも1種のジペプチドを含むものであってもよい。好ましくはこれらのジペプチドを2種以上含むものであり、より好ましくはこれらのジペプチドを3種以上含むものであり、さらに好ましくはこれらのジペプチドを4種含むものである。2種以上含む場合の組み合わせの態様としては、Ile−ValとIle−Ile、Ile−ValとLeu−Val、Ile−ValとLeu−Ile、Ile−IleとLeu−Val、Ile−IleとLeu−Ile、Leu−ValとLeu−Ile、Ile−ValとIle−IleとLeu−Val、Ile−ValとIle−IleとLeu−Val、Ile−IleとLeu−ValとLeu−Ile、Ile−ValとIle−IleとLeu−ValとLeu−Ileを挙げることができる。かかる本発明のWPHは、上記特定のジペプチドを含むことを指標とすることができる。
本発明のWPHに含まれるこれらのジペプチドもLC/MSやLC/MS/MSにより測定することができる。これらのジペプチドのWPH当たりの含有量は以下のように設定することができる。
Ile−Val:0.1〜10mg/gWPH、好適には0.2〜5mg/gWPH、より好適には0.5〜1.5mg/gWPH、
Ile−Ile:0.05〜10mg/gWPH、好適には0.1〜5mg/gWPH、より好適には0.2〜1mg/gWPH
Leu−Val:0.1〜10mg/gWPH、好適には0.2〜5mg/gWPH、より好適には0.5〜1.5mg/gWPH
Leu−Ile:0.01〜10mg/gWPH、好適には0.02〜5mg/gWPH、より好適には0.05〜0.2mg/gWPH。
本発明のWPHは、上記ジペプチドの少なくとも1種を、下記に示すWPHのタンパク質含量1gあたりの割合で含むものであってもよい。「WPHのタンパク質含量」の意味は前述の通りである。
Ile−Val:0.09〜9mg/gタンパク質、好適には0.18〜4.5mg/gタンパク質、より好適には0.45〜1.35mg/gタンパク質
Ile−Ile:0.045〜9mg/gタンパク質、好適には0.09〜4.5mg/gタンパク質、より好適には0.18〜0.9mg/gタンパク質
Leu−Val:0.09〜9mg/gタンパク質、好適には0.18〜4.5mg/gタンパク質、より好適には0.45〜1.35mg/gタンパク質
Leu−Ile:0.009〜9mg/gタンパク質、好適には0.018〜4.5mg/gタンパク質、より好適には0.045〜0.2mg/gタンパク質。
本発明のWPHとしては、Ile−Leu、Leu−Leu、及びVal−Leuのジペプチドの総量として、WPH 1g当たり、1.1〜125mg/gWPH、好ましくは2.5〜65mg/gWPH、より好ましくは5〜30mg/gWPHの割合で含むものを挙げることができる。当該WPHに含まれるこれらジペプチドの総量は、WPHのタンパク質含量1gあたりの割合に換算すると、0.99〜112.5mg/gタンパク質、好ましくは2.25〜58.5mg/gタンパク質、より好ましくは4.5〜27mg/gタンパク質であることができる。
さらに本発明のWPHは、Ile−Val、Ile−Ile、Leu−Val、及びLeu−Ileのジペプチドの総量として、WPH 1g当たり、0.26〜40mg/gWPH、好ましくは0.52〜20mg/gWPH、より好ましくは1.25〜4.2mg/gWPHの割合で含むものを挙げることができる。当該WPHに含まれるこれらジペプチドは、WPHのタンパク質含量1gあたりの割合に換算すると、0.234〜36mg/gタンパク質、好ましくは0.468〜18mg/gタンパク質、より好ましくは1.125〜3.8mg/gタンパク質であることができる。
本発明のWPHは、調製直後は、液状であるものの、その保存性を高めるために、凍結保存、乾燥(噴霧乾燥、凍結乾燥)、濃縮、加熱殺菌(プレート式加熱殺菌、チューブ式加熱殺菌、バッチ式加熱殺菌、通電加熱殺菌、マイクロウエーブ波による加熱殺菌、レトルト加熱などの間接加熱殺菌、スチームインジェクション、スチームインフュージョンなどの直接加熱殺菌)、または非加熱殺菌(光照射殺菌、放射線照射殺菌、高電圧パルス殺菌)をすることができる。中でも、保存安定性と取扱いの容易さから、WPHに調製した後に乾燥(噴霧乾燥、凍結乾燥)処理して、乾燥固体形態としておくことが好ましい。
後記試験例1及び2に示されるように、WPHを含有する本発明の組成物は、哺乳動物(ヒト及び非ヒト動物が含まれる)に投与または摂取させて運動負荷することで、体内、特に筋肉内のBDNF量を増加させることができる(図1及び2参照)。またその増加量は、哺乳動物に本発明の組成物を投与または摂取させることなく運動負荷した場合に増加する体内、特に筋肉内のBDNF量よりも高い。従って、当該WPHを含む本発明の組成物は、体内、特に筋肉内のBDNF量の増加を促進するための組成物(体内、特に筋肉内のBDNF量増加促進用組成物)として有用である。なお、当該BDNF量増加促進用組成物は、好適には哺乳動物が運動する前または運動中に、当該哺乳動物に投与または摂取させることで、運動後の体内、特に筋肉内BDNF量を高めるために用いることができる。ここで、「BDNF量の増加促進」とは、本発明の組成物を哺乳動物が運動する前または運動中に当該哺乳動物に投与(摂取)した場合における運動後の体内、特に筋肉内のBDNF量を、本発明の組成物を投与(摂取)しない場合における当該量と比較して、高くすることを意味する。ここで「本発明の組成物を投与(摂取)しない場合」には、本発明の組成物の投与(摂取)も運動負荷もしない場合と、本発明の組成物を投与(摂取)しないで運動負荷した場合の両方が含まれる。より具体的には、本発明の組成物を運動前または運動中に投与(摂取)することで、本発明の組成物を投与(摂取)することなく運動負荷した場合における筋肉内BDNF量の増加を促進し、筋肉内のBDNF量を、本発明の組成物を投与(摂取)することなく運動負荷した場合の増加量よりも多くすることを意味する。
なお、本発明において「運動」とは骨格筋の収縮によって、安静時よりも多くのエネルギー消費を伴う、すなわち筋肉に負荷をかけるものであればよい。この限りにおいて特に制限されないものの、具体的には体力を維持増進させるために行うもの、歩行、速足、ジョギング、ランニング、ダンス、水中運動、スケート、サイクリング、体操、ヨガ、ストレッチング、ウェイトトレーニング、加圧トレーニング、水泳、登山、クライミング、各種スポーツ(例えば、球技、バトミントン、バレエなど)を例示することができる。
また後記試験例2に示されるように、WPHを含有する本発明の組成物は、運動負荷しない場合でも、哺乳動物に投与または摂取させることで、体内、特に筋肉内のBDNF量を増加させることができる(図3参照)。この場合の「BDNF量の増加」とは、運動負荷なく本発明の組成物を哺乳動物に投与(摂取)した場合における体内、特に筋肉内のBDNF量が、運動負荷なく本発明の組成物を投与(摂取)しない場合における当該量と比較して高いことを意味する。従って、当該WPHを含む本発明の組成物は、運動負荷をしない場合でも、体内に摂取するだけで、体内、特に筋肉内のBDNF量の増加を促進する組成物として有用である。
ここで「投与または摂取」には、哺乳動物(ヒト及び非ヒト動物が含まれる)の体内に入れる方法であればよく、制限されないものの、好ましくは経口投与または摂取、経腸投与、及び胃ろうなど、腸内で消化吸収される態様を例示することができ、対象とする哺乳動物の状態や用途により、適宜選択することができる。好ましくは経口摂取である。このため、本発明の組成物は、経口投与用または摂取用の形態、経腸投与用の形態、及び胃ろう用の形態を有しており、当該形態に調製することができる。
BDNFは、前述するように、神経細胞の発生や成長、維持や再生に関わる神経栄養因子の一つであり、記憶や学習のパフォーマンスを高めること知られている(非特許文献3)。このことから、本発明の組成物は、記憶または学習のパフォーマンス向上を補助するための組成物として、記憶力、学習能力または学習効率を上げることが必要な者(例えば、受験生、記憶力・学習能力・学習効率の低下が気になる者など)に摂取させるか、または投与することができる。
またうつ病やアルツハイマー型認知症の患者では、脳におけるBDNFの発現量が減少することが知られている(非特許文献8及び9)。このことから、本発明の組成物は、認知機能改善用、認知機能低下抑制用、または認知機能向上用の組成物として、認知症、特にアルツハイマー型認知症患者、またはその予備群に摂取させるか、または投与することができる。ここで「認知機能」とは、ものごとを正しく理解して適切に実行するための機能を意味し、記憶力、言語能力、判断力(見当識、注意力を含む)、計算力、および/または遂行力が含まれる。また認知症の予備群には、軽度認知障害者も含まれる。また65歳以上の高齢者は4人に1人が認知症または軽度認知障害を有するとされていることから、本発明において65歳以上の高齢者も認知症の予備群に含まれ得る。また本発明の組成物は、うつ病改善用組成物として、うつ病(新型うつ病を含む)患者、またはうつ状態またはうつ傾向にある予備群に摂取させるか、または投与することができる。
さらにBDNFは、脳室内、皮下または腹腔内に投与することによって、体重の増加が抑制され、糖代謝が改善されることが報告されている(非特許文献10)。このことから、本発明の組成物は、肥満を抑制または改善するための組成物として、肥満者、肥満傾向にある者、またはその予備群に摂取させるか、または投与することができる。また、本発明の組成物は、糖代謝低下抑制用または糖代謝改善用の組成物として、糖尿病患者、境界型糖尿病患者、またはこれらの予備群に摂取させるか、または投与することもできる。
本発明の組成物は、本発明の効果を発揮することができることを限度として、本発明のWPHに加えて、その他の食品原料及び/又は食品添加物原料を添加することができる。例えば、本発明の組成物に嗜好性を付与するために、甘味料(砂糖類、液糖類、果糖、麦芽糖、三温糖など)、糖アルコール(エリスリトールなど)、高感度甘味料(ステビア、アスパルテーム、スクラロース、アセスルファムカリウムなど)、酸味料、香料、果汁、野菜汁、増粘多糖類、乳化剤、矯味剤、矯臭剤などを添加することができる。また、本発明の組成物に追加の機能付与(栄養機能、生理機能)を目的に、ミネラル類(カルシウム、鉄、マンガン、マグネシウム、亜鉛など)、ビタミン類、機能性素材、プロバイオティクス乳酸菌などを添加して、本発明の組成物とすることもできる。
本発明の組成物は、市場での提供を目的として、容器入りの形態にすることができる。容器入りの形態としては、本発明の組成物を固体状に調製し容器に充填した態様を挙げることができる。かかる固体状の形態としては、粉末及び顆粒を挙げることができる。この場合の容器としては紙、袋、箱、缶、ビンなど、公知のものを使用することができる。このときの容器の内容量は、特に制限はなく、例えば、1〜5000g、2〜4000g、3〜3000g、4〜2000g、4〜1000g、4〜500g、4〜250g、4〜200g、4〜100g、4〜50g、4〜30gである。中でも、ファミリーサイズ(複数服用)の場合には、例えば、300〜5000g、300〜4000g、300〜3000g、300〜2000g、300〜1500g、300〜1400g、300〜1300g、300〜1200g、300〜1100gであり、パーソナルサイズ(個別服用)の場合、1〜500g、2〜250g、3〜200g、4〜100g、4〜50g、4〜40g、4〜30g、5〜30g、10〜30g、15〜30gである。
また本発明の組成物は、市場での提供を目的として、容器入り飲料の形態にすることができる。ここで容器は、飲料が充填されてそのまま飲用することができる容器であればよく、紙容器、ソフトバック、ペットボトル、缶、ビンなど、公知のものを使用することができる。当該飲料は、上記粉末または顆粒を飲用水に分散溶解して調製することができる。容器の内容量は、特に制限はなく、例えば、1〜5000g、2〜4000g、3〜3000g、4〜2000g、5〜1000g、6〜800g、7〜1300g、80〜1200g、90〜1100gである。中でも、ファミリーサイズ(複数飲用)の場合には、例えば、300〜5000g、300〜4000g、300〜3000g、300〜2000g、300〜1500g、300〜1400g、300〜1300g、300〜1200g、300〜1100gであり、パーソナルサイズ(個別飲用)の場合、10〜500g、20〜500g、30〜500g、40〜500g、50〜500g、60〜500g、70〜500g、80〜500g、90〜500gである。
本発明の一つの実施態様によれば、例えば、本発明の組成物では、WPHの総タンパク質含量が一回投与(摂取)あたり、0.1g以上(好ましくは1g以上)となるように摂取(投与)させてもよい。好ましくは一回投与(摂取)あたりの総タンパク質含量が0.1〜40gであり、より好ましくは0.1〜30g、さらに好ましくは1〜30gとなるように摂取(投与)させることができる。
「一回投与(摂取)量」とは、体内BDNF量増加促進を必要とする状態の一回ごとの量を意味する。例えば、1日の所定時間に一連の運動を行う場合、その運動前またはその運動中に、投与または摂取する総量を意味し、一口で(一度に)摂取せず、数回に分けて摂取する場合は、これら数回で投与(摂取)する量をトータルして「1回投与(摂取)」とする。
本発明の組成物を体内、特に筋肉内のBDNF量の増加を必要とする被験者(哺乳動物)に投与する(摂取させる)時期は、運動によるBDNF量の増加を促進する観点からは、運動の前または運動中である。好ましくは運動前15分〜240分、より好ましくは運動前30分〜180分、さらに好ましくは運動前45分〜135分に摂取させることができる。また運動をしない場合は、任意の時期に投与する(摂取させる)ことができるが、食前や食間などの比較的空腹なときに投与(摂取)するほうが吸収されやすいため、より高い効果を得ることができる。
本発明の別の実施態様によれば、例えば、本発明の組成物は、一回投与(摂取)あたりの単位包装形態で提供してもよい。当該単位包装形態を有する本発明の組成物は、当該単位中に、前記WPHを、一回投与(摂取)量として総タンパク質含量換算で0.1g以上(好ましくは1g以上)に調製したものが望ましく、また、一回投与(摂取)量として総タンパク質含量換算で40g以下(好ましくは30g以下)に調製したものが望ましい。つまり、単位包装当たりの本発明のWPHの含有量は、一回投与(摂取)量として総タンパク質含量換算で、0.1〜40g、好ましくは0.1〜30g、より好ましくは1〜30gとすることができる。ここで、「一回投与(摂取)あたりの単位包装形態」からなるとは、一回投与(摂取)あたりの量があらかじめ定められた形態のものであり、例えば、特定量を経口摂取し得る飲食品として、一般食品のみならず、飲料(ドリンク剤など)、健康補助食品、保健機能食品、サプリメントなどの形態を意味する。「一回投与(摂取)あたりの単位包装形態」では、例えば、液状の飲料、ゲル状・糊状・ペースト状のゼリー、粉末状・顆粒状・カプセル状・ブロック状の固体状の食品などの場合には、金属缶、ガラスビン(ボトルなど)、プラスチック容器(ペットボトルなど)、パック、パウチ、フィルム容器、紙箱などの包装容器で特定量(用量)を規定できる形態、あるいは、一投与(摂取)あたりの量(用法、用量)を包装容器やホームページなどに表示することで特定量を規定できる形態が挙げられる。本発明の組成物は、WPHを有効成分として用いるため、ホエイタンパク質と比較して、加熱によるゲル化が少なく、従って、飲料、ゼリー等の製造工程において適した物性を維持することができる。また、本発明の組成物は、少量の摂取であっても本発明の効果を奏するため、一口サイズのブロック状や、一飲みで摂取できるミニ缶飲料など、どのような形態であっても、摂取・嚥下が容易であり、子供や高齢者にとっての利便性を向上することができる。
本発明の組成物は、複数の成分が配合された組成物の形態で提供することができる。本発明の組成物の形態は、本発明の効果を奏する限り特に限定されるものではないが、例えば、固体状(粉末状、顆粒状、カプセル状、ブロック状など)、液状、ゲル状、糊状、ペースト状などの形態をとることができ、好ましくは粉末状である。組成物には、食品組成物及び医薬組成物が包含される。
本発明の好ましい態様によれば、WPHを有効成分として含む、BDNF量増加促進用飲食品が提供される。本発明において、食品の形態は、溶液、懸濁液、乳濁液、粉末、固体成形物など、経口摂取可能な形態であればよく特に限定されない。具体的には、例えば、即席麺、レトルト食品、缶詰、電子レンジ食品、即席スープ・みそ汁類、フリーズドライ食品などの即席食品類;清涼飲料、果汁飲料、野菜飲料、豆乳飲料、コーヒー飲料、茶飲料、粉末飲料、濃縮飲料、アルコール飲料などの飲料類;パン、パスタ、麺、ケーキミックス、パン粉などの小麦粉製品;飴、キャラメル、チューイングガム、チョコレート、クッキー、ビスケット、ケーキ、パイ、スナック、クラッカー、和菓子、デザート菓子などの菓子類;ソース、トマト加工調味料、風味調味料、調理ミックス、たれ類、ドレッシング類、つゆ類、カレー・シチューの素類などの調味料;加工油脂、バター、マーガリン、マヨネーズなどの油脂類;乳飲料、ヨーグルト類、乳酸菌飲料、アイスクリーム類、クリーム類などの乳製品;農産缶詰、ジャム・マーマレード類、シリアルなどの農産加工品;冷凍食品などが挙げられる。好ましくは、飲食品は、乳製品であり、より好ましくは乳飲料、乳酸菌飲料である。
また、飲食品には、健康食品、機能性食品、栄養補助食品、機能性表示食品、特定保健用食品、病者用食品、乳幼児用調整粉乳、妊産婦もしくは授乳婦用粉乳のような分類のものも包含される。
本発明の飲食品には「体内のBDNF量を増加する」、「体内のBDNF量の増加を促進する」、「体内のBDNF量の増加を助ける」などの旨の表示が付されてもよい。なお、上記「体内」という用語には「筋肉内」という意味も含まれる。
本発明の別の面によれば、WPHを哺乳動物(ヒト又は非ヒト動物が含まれる)に摂取させるか、あるいは投与することを含んでなる、体内、特に筋肉内のBDNF量の増加促進方法が提供される。本発明のBDNF量の増加促進方法は本発明の組成物についての記載内容に従って実施することができる
ここで、本発明のBDNF量の増加促進方法においては、哺乳動物並びにこれらに由来する試料(筋肉組織、筋肉細胞)における使用であってもよく、治療的使用と非治療的使用のいずれもが意図される。ここで、「非治療的」とはヒトを手術、治療又は診断する行為(すなわち、ヒトに対する医療行為)を含まないことを意味し、具体的には、医師又は医師の指示を受けた者がヒトに対して手術、治療又は診断を行う方法を含まないことを意味する。
以下、製造例及び実験例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。但し、これらの製造例および実験例は、本発明の理解を容易するための説明に利用した一例であり、本発明はこれらによって何ら制限されるものではない。なお、特に言及しない限り、下記の製造例及び実験例は、室温(25±5℃)及び大気圧の条件で行った。また、被験試料中に含まれるタンパク質含量は、ケルダール法を用いて測定した。
製造例1
(1)ホエイタンパク質加水分解物(乾燥粉末物)の製造
市販のホエイタンパク質濃縮物(以下、単に「WPC」と称する。)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これに、バシラス属由来のプロテアーゼ(プロテアーゼMアマノ、アマノエンザイム社)500mg及びアスペルギルス属由来のプロテアーゼ(プロテアーゼNアマノ、アマノエンザイム社)500mgを加えて、50℃で8時間処理することで、ホエイタンパク質を加水分解した。これを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これをホエイタンパク質加水分解物(WPH)(乾燥粉末物)とした。
(2)成分分析
上記で得られたホエイタンパク質加水分解物(乾燥粉末物)を、0.1(w/w)%濃度のトリフルオロ酢酸水溶液で1000倍(体積比)に希釈溶解し、下記の条件のLC/MS/MSに供して、WPH中に含まれるジペプチド(Ile−Leu、Leu−Leu、Val−Leu、Ile−Asn、Leu−Ala、Leu−Glu、Ala−Leu、及びLys−Ile)の量(単位はmg/gタンパク質:固形物換算、以下同じ。)を測定した。
[LC/MS/MSの分析条件]
カラム:ACQUITY UPLC BEH C18 Column、130Å、1.7μm、2.1×50mm(Waters)
移動相:A液:0.1(w/w)%トリフルオロ酢酸含有水溶液
B液:0.1(w/w)%トリフルオロ酢酸含有アセトニトリル溶液
移動相中のA液及びB液の割合
移動相の通液開始→0分:A液100v/v%(B液0v/v%)
0分→9分:A液100v/v% → A液60 v/v%−B液40 v/v%
9分→10分:A液60 v/v%−B液40 v/v% → A液20 v/v%−B液80 v/v%
10→11分:A液20 v/v%−B液80 v/v% → A液100v/v%(B液0v/v%)
カラム温度:40℃
流速:0.3mL/分。
[MS/MS条件]
ESIポジティブモード
キャピラリー電圧:3000V
ソース温度:120℃
脱溶媒温度:400℃
脱溶媒ガス流速:850L/時間
コーンガス流速:50 L/時間
コーン電圧:25V
コリジョン電圧:15mV。
上記製造例1で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの含有量を表1に示す。
Figure 0006435079
製造例2
市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これにバシラス属由来のプロテアーゼ(プロテアーゼMアマノ、アマノエンザイム社)500mgを加え、50℃で8時間処理して、WPC水溶液中のホエイタンパク質を加水分解した。次いでこれを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これを製造例2のWPH(乾燥粉末物)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量を測定した。結果を表2に記載する。
Figure 0006435079
製造例3
市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これにアスペルギルス属由来のプロテアーゼ(プロテアーゼNアマノ、アマノエンザイム社)500mgを加え、50℃で8時間処理して、WPC水溶液中のホエイタンパク質を加水分解した。次いでこれを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これを製造例3のWPH(乾燥粉末物)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量を測定した。結果を表3に記載する。
Figure 0006435079
製造例4
市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これにトリプシン(ノボ社)500mgを加え、37℃で4時間反応した後、バシラス属由来のプロテアーゼ(プロテアーゼMアマノ、アマノエンザイム社)500mgを加え、さらに50℃で4時間反応させて、WPC水溶液中のホエイタンパク質を加水分解した。次いでこれを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これを製造例4のWPH(乾燥粉末物)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量を測定した。結果を表4に記載する。
Figure 0006435079
製造例5
市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これにトリプシン(ノボ社)500mgを加え、37℃で4時間反応後、アスペルギルス属由来のプロテアーゼ(プロテアーゼNアマノ、アマノエンザイム社)500mgを加え、さらに50℃で4時間反応させて、WPC水溶液中のホエイタンパク質を加水分解した。次いでこれを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これを製造例5のWPH(乾燥粉末物)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量を測定した。結果を表5に記載する。
Figure 0006435079
製造例6
市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これにペプシン(和光純薬社)500mgを加えて、37℃で4時間反応させた後、バシラス属由来のプロテアーゼ(プロテアーゼMアマノ、アマノエンザイム社)500mgを加え、さらに50℃で4時間反応させて、WPC水溶液中のホエイタンパク質を加水分解した。次いでこれを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これを製造例6のWPH(乾燥粉末物)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量を測定した。結果を表6に記載する。
Figure 0006435079
製造例7
市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これにペプシン(和光純薬社)500mgを加え、37℃で4時間反応させた後、アスペルギルス属由来のプロテアーゼ(プロテアーゼNアマノ、アマノエンザイム社)500mgを加えて、さらに50℃で4時間反応させて、ホエイタンパク質水溶液中のホエイタンパク質を加水分解した。次いでこれを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これを製造例7のWPH(乾燥粉末物)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量を測定した。結果を表7に記載する。
Figure 0006435079
製造例8
市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これにフレーバザイム(ノボ社)500mgを加えて、50℃で6時間反応させて、ホエイタンパク質水溶液中のホエイタンパク質を加水分解した。次いでこれを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これを製造例8のWPH(乾燥粉末物)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量を測定した。結果を表8に記載する。
Figure 0006435079
製造例9
市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これにアスペルギルス属由来のプロテアーゼ(ウマミザイム、アマノエンザイム社)500mgを加え、50℃で6時間反応させて、WPC水溶液中のホエイタンパク質を加水分解した。次いでこれを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これを製造例9のWPH(乾燥粉末物)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量を測定した。結果を表9に記載する。
Figure 0006435079
製造例10
市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これにアスペルギルス属由来のプロテアーゼ(プロテアーゼAアマノ、アマノエンザイム社)500mgを加えて、50℃で6時間反応させて、WPC水溶液中のホエイタンパク質を加水分解した。次いでこれを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これを製造例10のWPH(乾燥粉末物)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量を測定した。結果を表10に記載する。
Figure 0006435079
製造例11
市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)50gを水1Lに溶解してWPC水溶液を調製し、これをpH調整剤でpH7に調整した。これにアスペルギルス属由来のプロテアーゼ(プロテアーゼPアマノ、アマノエンザイム社)500mgを加え、50℃で6時間反応させて、ホエイタンパク質水溶液中のホエイタンパク質を加水分解した。次いでこれを加熱してプロテアーゼを失活させた後、凍結乾燥処理に供して粉末化し、これを製造例11のWPH(乾燥粉末物)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量を測定した。結果を表11に記載する。
Figure 0006435079
試験例1
本試験は、乳素材であるホエイタンパク質の加水分解物の摂取と運動とを組み合わせることによる認知機能に及ぼす影響を、筋肉中のBDNF濃度を指標として評価するために行った。試験は、ラットを用いて、ホエイタンパク質加水分解物を摂取させて運動負荷した場合、WPHを摂取させずに運動負荷した場合、及びホエイタンパク質加水分解物の摂取も運動負荷もしない場合とで、骨格筋中に含まれるBDNF濃度を測定し比較した。
(1)試験方法
(1-1)被験試料(試験食)の調製
試験例1の試験食には、市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)をプロテアーゼにより加水分解して得られたWPH(乾燥粉末物)を用いた。なお、当該WPHには、固形分100質量%当たり約89.3質量%のタンパク質が含まれている。当該WPHを、固形分濃度が10w/v%になるように蒸留水に溶解して、これを被験試料(試験食)とした。
製造例1の(2)の欄に記載する分析方法に従って、上記で調製したWPH(乾燥粉末物)に含まれるジペプチドの量(mg/gWPH、mg/gタンパク質)を測定した。結果を表12に記載する。
Figure 0006435079
(1-2)被験動物の調製
被験動物として、8週齢の雄性SDラットを用いた。予め4〜5日間の予備飼育を行い、予備飼育終了後、試験前日までにイソフルラン麻酔下で右下腿部を除毛した。また試験前日から16時間の絶食を行った。
試験当日、体重が均等(約290〜320g)になるように、下記に従って群分けを行った。
[試験群(全3群)]
(a)「ジペプチド非投与/非運動群」(n=6):運動負荷を与えない、被験試料非投与
(b)「ジペプチド非投与/運動群」(n=6):運動負荷50回、被験試料非投与
(c)「ジペプチド投与/運動群」(n=3):運動負荷50回、被験試料投与。
(1−3)試験
上記各群の被験動物のうち、「ジペプチド投与/運動群」の被験動物に対して、上記で調製した被験試料(試験食)を10ml/kg体重(ジペプチドを含有するWPH 1.0g/kg体重)を単回経口投与した。投与から30分後にイソフルラン麻酔下で右後肢に強制的に電気刺激による運動負荷(詳細は後述)を与えた。また、「ジペプチド非投与/運動群」の被験動物に対しては、被験試料(試験食)に代えて蒸留水を10ml/kg体重の割合で単回経口投与し、投与から30分後に上記と同様にイソフルラン麻酔下で右後肢に強制的に電気刺激による運動負荷を与えた。さらに、「ジペプチド非投与/非運動群」の被験動物に対しては、被験試料(試験食)に代えて蒸留水を10ml/kg体重の割合で単回経口投与した後、イソフルラン麻酔下で安静にさせた。
「ジペプチド投与/運動群」及び「ジペプチド非投与/運動群」の被験動物については運動負荷終了3時間後、また、「ジペプチド非投与/非運動群」の被験動物については蒸留水投与後3時間30分後に、イソフルラン麻酔下で腹部下行大静脈から全採血し、屠殺した。
その後、速やかに下肢骨格筋を採取し秤量した。採取した骨格筋を用いて、認知機能の評価指標であるBDNF濃度(ng/g)を測定した。
[運動負荷方法]
イソフルラン麻酔下でラットを、電気刺激により運動負荷を与える装置の専用固定台上にうつ伏せに固定した。右後肢の膝を圧迫固定し、足関節をフットプレートに固定した。ふくらはぎに皮膚電極を貼り、電気刺激により強制的に運動させた。強制的な運動負荷は8秒に1回の電気刺激のペースで、これを計5回繰り返すことを1セットとし、運動群には10セット(計50回の電気刺激)行った。尚、運動負荷様式は、アイソメトリック収縮負荷(ISO)とした。
(2)結果
結果を図1に示す。図1において(b)「ジペプチド非投与/運動群」と(a)「ジペプチド非投与/非運動群」との比較から、運動することで筋肉中のBDNF濃度が上昇することが確認された。また、(b)「ジペプチド非投与/運動群」と(c)「ジペプチド投与/運動群」との比較から、運動に加えて被験試料(WPH)を摂取することで、運動だけの場合と比べて、筋肉中のBDNF濃度がより一層上昇することが確認された。さらに、(a)「ジペプチド非投与/非運動群」と(c)「ジペプチド投与/運動群」との比較から、被験試料を摂取して運動することで、摂取及び運動のいずれもしない場合と比べて、筋肉中のBDNF濃度が格段に高く上昇することが確認された(スチューデントのt検定:P<0.05)。
このことから、本発明が対象とするジペプチドを含有するWPHは、その内服と運動とを組み合わせることで、骨格筋におけるBDNF産生を促進する効果を発揮することが示された。なお、BDNFは、血液脳関門を通過することが知られている(Pardridge WM et al. Pharm Res. 11(5):738-46(1994)。よって、筋肉内で産生されたBDNFは血液脳関門を通じて脳内に移行し、認知機能低下の抑制に寄与すると考えられる。つまり、本発明のホエイタンパク質加水分解物を摂取して運動することで、認知機能の低下が抑制できる効果を期待することができる。
試験例2
本試験は、WPH摂取の認知機能に及ぼす影響を、筋肉中のBDNF濃度を指標として評価するために行った。試験は、ラットを用いて、WPHを摂取させた場合、ホエイタンパク質加水分解物に代えて水または加水分解物前のホエイタンパク質を摂取させた場合とで、骨格筋中に含まれるBDNF濃度を測定し比較した。また、同様に、WPHを摂取させて運動負荷した場合、WPHに代えて水または加水分解物前のホエイタンパク質を摂取させて運動負荷した場合とで、骨格筋中に含まれるBDNF濃度を測定し比較し、運動との併用による影響についても確認した。
(1)試験方法
(1−1)被験試料(試験食、比較試験食)の調製
試験例2の試験食には、試験例1と同様に、市販のWPC(製造例1で使用したWPCと同じ)をプロテアーゼにより加水分解して得られたWPH(乾燥粉末物)を用いた(表12参照)。当該WPHを、固形分濃度が10w/v%になるように蒸留水に溶解して、これを被験試料(試験食)とした。一方、比較試験食として、加水分解前のホエイタンパク質(市販のWPC、製造例1で使用したWPCと同じ)を使用した。なお、試験食(WPH)及び比較試験食(ホエイタンパク質)は、いずれもタンパク質含量に換算した投与量が1.0gタンパク質/体重kgになるように、投与量を揃えた。
(1-2)被験動物の調製
被験動物として、8週齢の雄性SDラットを用いた。予め4〜5日間の予備飼育を行い、予備飼育終了後、試験前日までにイソフルラン麻酔下で右下腿部を除毛した。また試験前日から16時間の絶食を行った。
試験当日、体重が均等(約290〜310g)になるように、下記に従って群分けを行った。
[試験群(全6群)]
<運動群>
(1)「水投与/運動群」(n=5):運動負荷負荷50回、水投与
(2)「WPC投与/運動群」(n=5):運動負荷50回、比較試験食(ホエイタンパク質)を1.0g protein/体重kg投与
(3)「WPH投与/運動群」(n=5):運動負荷50回、試験食(WPH)を1.0g protein/体重kg投与。
<非運動群>
(i)「水投与/非運動群」(n=5):運動負荷なし、水投与
(ii)「WPC投与/非運動群」(n=5):運動負荷なし、比較試験食(ホエイタンパク質)を1.0g protein/体重kg投与
(iii)「WPH投与/非運動群」(n=5):運動負荷なし、試験食(WPH)を1.0g protein/体重kg投与。
(1−3)試験
上記運動群の被験動物には、水または被験試料を単回経口投与してから、15分後にイソフルラン麻酔下で右下肢に強制的に電気刺激による運動負荷を与えた。運動負荷方法は試験例1に記載した通りである。非運動群の被験動物には、水または被験試料を単回経口投与してから、15分後に前記運動群と同じ時間イソフルラン麻酔をかけた。運動群については運動負荷終了から180分後、非運動群については麻酔終了から180分後に、イソフルラン麻酔下で腹部下行大静脈から全採血し、屠殺した。その後、速やかに下肢骨格筋を採取し秤量した。採取した骨格筋を用いて、認知機能の評価指標であるBDNF濃度(ng/g)を測定した。
(2)結果
運動群及び非運動群の結果をそれぞれ図2及び3に示す。図2に示すように(1)「水投与/運動群」の被験動物と比較して、(2)「WPC投与/運動群」の被験動物は、筋中BDNF濃度がやや上昇するものの、有意差は認められなかった。これに対して、(3)「WPH投与/運動群」の被験動物は、(1)「水投与/運動群」の被験動物と比較して、筋中BDNF濃度が有意に上昇することが確認された。また、図3に示すように非運動群も同様であり、(i)「水投与/非運動群」の被験動物と比較して、(ii)「WPC投与/非運動群」の被験動物は、筋中BDNF濃度が上昇するものの、有意差は認められなかったのに対して、(iii)「WPH投与/非運動群」の被験動物は、(i)「水投与/非運動群」の被験動物と比較して、筋中BDNF濃度が有意に上昇することが確認された。
以上の試験例1及び2の結果から、被験試料(ジペプチド含有WPH)の摂取による筋中BDNF濃度の有意な上昇は、運動の有無に関わらず、引き起こされることが確認された。こうした顕著な効果は、ジペプチド(Ile−Leu、Leu−Leu、Val−Leu、Ile−Val、Ile−Ile、Leu−Val、Leu−Ile、Ile−Asn、Leu−Ala、Leu−Glu、Ala−Leu、または/及びLys−Ile)を含有するWPH摂取によって特有に認められ、これらのジペプチドを含有しないホエイタンパク質の摂取では認められなかった。つまり、本発明のジペプチド含有WPHを、運動と組み合わせて摂取するか(例えば、運動前または運動中の摂取)、または運動と併用することなく摂取することで(非運動下での摂取)、骨格筋内でのBDNF産生が促進され、BDNFの体内含有量が増加することが確認された。前述するように、BDNFは、認知機能低下の抑制、記憶や学習のパフォーマンスの向上、肥満抑制、または糖代謝低下抑制等に効果があることが示唆されている。従って、本発明のジペプチド含有WPHは、体内でのBDNF産生を促進する作用を通じて、認知機能低下の抑制、記憶や学習のパフォーマンス向上、肥満抑制、または糖代謝低下抑制に奏功すると考えられる。

Claims (7)

  1. ホエイタンパク質加水分解物を有効成分とする体内の脳由来神経栄養因子(BDNF)量増加促進用組成物であって、
    当該ホエイタンパク質加水分解物がIle−Leu、Leu−Leu、Val−Leu、Ile−Val、Ile−Ile、Leu−Val、及びLeu−Ileのジペプチドを含有するものであり、
    運動前または運動中のヒトを含む哺乳動物に経口投与または摂取されるものである、BDNF量増加促進用組成物。
  2. 運動中または運動後の筋肉内BDNF量の増加を促進する、請求項1に記載するBDNF量増加促進用組成物。
  3. 認知機能低下者、またはその予備群に経口投与または摂取されるものである、請求項1または2に記載するBDNF量増加促進用組成物。
  4. 認知機能の低下抑制または改善用組成物である、請求項に記載するBDNF量増加促進用組成物。
  5. 肥満者または/および糖代謝低下者、またはこれらの予備群に経口投与または摂取されるものである、請求項1〜のいずれかに記載するBDNF量増加促進用組成物。
  6. 肥満抑制若しくは改善用組成物、または/および糖代謝低下抑制若しくは改善用組成物である、請求項に記載するBDNF量増加促進用組成物。
  7. 飲食物である、請求項1〜のいずれかに記載するBDNF量増加促進用組成物。
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