JP6760931B2 - インスリン特性を改善するためのホエイタンパク質ミセル及び多糖類の使用 - Google Patents

Description

本発明は、対象における食後血漿インスリンの上昇に関連した疾患の治療又は予防に使用するための、多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物に関する。本発明はまた、多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物の、食後血漿インスリン濃度を低減するための非治療的使用にも関する。本発明の更なる態様は、多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体を形成するためのプロセスである。

全世界において、約２億８０００万人の人々が２型糖尿病であると推定されている。発病率は世界の異なる地域において大きく異なるが、これはほぼ間違いなく、遺伝、栄養、環境、及び生活様式の要因によるものである。米国においては、概算で２１００万人の患者が糖尿病であると診断され、その９０％が２型糖尿病であり、更に８１０万人の人々が診断未確定の糖尿病罹患者であると推定されている。糖尿病は、米国における７番目の主な死因となっている。米国において糖尿病にかかった全費用は、２０１２年に２４５０億ドルであった。伝統的に成人の病気であると考えられてきた２型糖尿病が、小児期の食事パターンや生活様式の変化による肥満率の上昇に伴い、小児において多く診断されつつある。

糖尿病の主な早期発症は、食事に対するインスリンの反応、すなわち、より具体的には、第１相のインスリン放出が異常となったときにみることができ（Ｇｅｒｉｃｈ ＪＥ，２００２，Ｄｉａｂｅｔｅｓ，５１：Ｓ１１７〜Ｓ１２１）、経時的に高血糖が不可避となる。次いで、慢性高血糖症によってインスリン要求量が上昇し、やがてβ細胞が分泌機能不全となり、膵臓のβ細胞の疲弊を引き起こす（Ｐｏｒｔｅ ＤＪ，２００１，Ｄｉａｂｅｔｅｓ Ｍｅｔａｂ Ｒｅｓ Ｒｅｖ，１７（３）：１８１〜１８８）。インスリン分泌の機能不全は、肝臓及び抹消のインスリン作用の機能不全と平行して出現するものと考えられており、空腹時高血中インスリンを誘発するインスリン抵抗性とみなされる。インスリン分泌及びインスリン抵抗性が高まると、両者が協働して血中インスリンを上昇させ、２型糖尿病の発症に好都合な状態となる。その結果、食後血中インスリンが低下し、反応が適切であることは、健康な対象又は糖尿病前症者の生体によって、インスリンが適切に分泌され、適切に利用されていることの徴候となり得る。この食後血中インスリンの低減により、膵臓の機能が保全され、同時にインスリン感受性が改善される。長期的には、食後のインスリン要求量を低減することにより、（１）糖尿病前症者における２型糖尿病発症のリスク、及び（２）２型糖尿病における血糖調節の悪化を低減することができる。

タンパク質はインスリン分泌を促進することが知られており、高タンパク食には、２型糖尿病患者において血漿グルコース及び空腹時トリグリセリドを低下させる潜在力がある［Ｖａｎ Ｌｏｏｎ ＬＪ ｅｔ ａｌ．，２０００，Ａｍ Ｊ Ｃｌｉｎ Ｎｕｔｒ ７２：９６〜１０５、Ｇａｎｎｏｎ ＭＣ ｅｔ ａｌ．，２００３，Ａｍ Ｊ Ｃｌｉｎ Ｎｕｔｒ ７８：７３４〜７４１］。最近の研究では、２型糖尿病患者における高脂肪試験食後の食後脂肪血症に対する、異なる種類のタンパク質による急性効果が評価されている［Ｍｏｒｔｅｎｓｅｎ ＬＳ ｅｔ ａｌ．，２００９，Ａｍ Ｊ Ｃｌｉｎ Ｎｕｔｒ．９０：４１〜４８］。この研究では、タンパク源が異なる４つの等カロリー食、すなわち、ホエイ、カゼイン、グルテン、及びタラタンパク質が比較され、これらの患者における食後脂肪血症の低減には、ホエイタンパク質が最も効果的であるとの結論となった。Ｓｈｅｒｔｚｅｒ ＨＧらによって発表された更なる研究［２０１１，Ｊ Ｎｕｔｒ １４１：５８２〜５８７］によると、マウスに投与した食餌のホエイタンパク質分離物が、代謝性疾患のリスク及び高脂肪食の摂取に関連する糖尿病発症のリスクを低減した。

国際公開第２０１１／１１２６９５号は、ホエイタンパク質がもたらす健康上の利益として、糖尿病患者に好適な血糖の調節があることを開示している。国際公開第２０１３／０５７２３２号は、ホエイタンパク質ミセルが、対象における食後血漿インスリンの上昇に関連した疾患の治療又は予防に使用され得ることを開示している。

食品業界において、糖尿病患者、糖尿病発症のリスクがある対象、及びグルコース代謝に障害がある対象に提供する栄養学的解決策を更に改善する必要性が依然として残っている。

本発明の目的は、最新技術を改善し、患者、特に糖尿病患者又は糖尿病前症者における食後インスリン特性を改善するための、新規のより良い栄養学的解決策を提供することである。

本発明の目的は、独立請求項の主題によって達成される。従属請求項が、本発明の着想を更に発展させる。

それに応じて、本発明は、第１の態様において、対象における食後血漿インスリンの上昇に関連した疾患の治療又は予防に使用するための、多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物を提供し、多糖類はｐＨ値２．５〜４．５の範囲で負のζ（ゼータ）電位を有し、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比は３０：１〜０．８：１である。

更なる態様において、本発明は、多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物の、食後血漿インスリン濃度を低減するための非治療的使用に関し、多糖類はｐＨ値２．５〜４．５の範囲で負のζ電位を有し、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比は３０：１〜０．８：１である。

また、更なる態様において、本発明は、多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体を形成するためのプロセスに関し、このプロセスは、
（ａ）多糖類をホエイタンパク質ミセルの水性分散液と組み合わせ、多糖類がｐＨ値２．５〜４．５の範囲で負のζ電位を有し、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比が３０：１〜０．８：１である、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物を形成する工程と、
（ｂ）多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物のｐＨがあらかじめ２．５〜４．５でない場合に、組成物のｐＨを２．５〜４．５に調整して多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体を形成する工程と、を含む。

「ホエイタンパク質ミセル」は、本明細書において、欧州特許第１８３９４９２（Ａ１）号に記載のとおり定義される。特に、「ホエイタンパク質ミセル」は、欧州特許第１８３９４９２（Ａ１）号に開示されているプロセスによって得ることができるホエイタンパク質ミセル濃縮物中に含まれるミセルである。この開示において、ホエイタンパク質ミセル濃縮物の調製プロセスは、
ａ）ホエイタンパク質水溶液のｐＨを３．０〜８．０の値に調整する工程と、
ｂ）水溶液を８０〜９８℃の温度にかける工程と、
ｃ）工程ｂ）で得られた分散液を濃縮する工程と、を含む。この工程によって、調製されたミセルは非常に鋭いサイズ分布を有し、調製されたミセルの８０％超が直径１ミクロン未満のサイズを有し、好ましくは１００ｎｍ〜９００ｎｍのサイズである。「ホエイタンパク質ミセル」は液体濃縮物又は粉末形態とすることもできる。重要であるのは、濃縮物、粉末において、また粉末から例えば水で再構成する際に、ホエイタンパク質の基本的なミセル構造が維持されることである。「ホエイタンパク質ミセル」は、分散液中で、粉末として、更に噴霧乾燥中又は凍結乾燥中も、物理的に安定である。

「インスリン」は、食事に反応して膵臓のβ細胞によって分泌されるホルモンである。インスリンは、生体における炭水化物及び脂肪代謝制御の中核である。

高インスリン分泌促進性栄養物は、β細胞に対して慢性的な刺激となり、細胞の適応肥大及び進行性の調節異常を誘発し、その結果、食後高インスリン血症をもたらす。食後高インスリン血症は体重増加、脂肪沈着、並びにインスリン抵抗性、メタボリックシンドローム、グルコース不耐性、及び２型糖尿病の発症を促進し得る（Ｋｏｐｐ Ｗ．，Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ．２００３，Ｊｕｌ；５２（７）：８４０〜８４４）。

驚くべきことに、多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物の摂取により、多糖類を含まない、ホエイタンパク質分離物（ＷＰＩ）のみ又はホエイタンパク質ミセル（ＷＰＭ）のみを有する等カロリー及び等窒素の組成物の摂取と比較して、食後血漿インスリン反応が低減されることが、発明者らによって見出された。無作為化二重盲検クロスオーバー前臨床試験の結果を、実施例の項に開示する。以前の試験により、ＷＰＩ又はＷＰＭの形態のホエイタンパク質は、食後インスリンの低減及び糖尿病の発症リスクの低減に有効であることが実証されていた。それに対し、本発明者らは、ホエイタンパク質を、多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物の形態で提供することにより、所望の健康上の利益のために更に良好な栄養学的解決策を見出した。その結果、糖尿病患者及び糖尿病前症者に対する更なる利益として、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの分散液を含む組成物を提供することにより、ＷＰＩ及びＷＰＭと比較して、食後血漿インスリン濃度を低減することができる。

理論に束縛されることを望むものではないが、本発明者らは、ホエイタンパク質ミセルが多糖類と共に胃内容排出の遅延を誘発するか、又はホエイタンパク質ミセル単独の場合よりも、ホエイタンパク質ミセルがゆっくり消化されるのではないかと考えている。

濃度０．１重量％の溶液中のＷＰＭ及びペクチンについてのｐＨの関数としてのＴ＝２５℃における表面電荷（ζ電位）の変化を示すグラフ図である。 タンパク質濃度１重量％及び異なるペクチン濃度（重量比ＷＰＭ：ペクチン１：１〜１０：１）のＷＰＭ／ペクチン系（ｐＨ＝４）における粒度分布を示すグラフ図である。結果は、体積基準の粒径に対する散乱光強度として示した。 タンパク質濃度１重量％及び異なるペクチン濃度（重量比ＷＰＭ：ペクチン１：１〜１０：１）のＷＰＭ／ペクチン系（ｐＨ＝４）における粒度分布を示すグラフ図である。結果は、粒径に対する全体積の百分率として示した。 ０．１重量％のホエイタンパク質ミセル及びλ−カラギーナンの、ｐＨの関数としての、２５℃で測定したζ電位の変化を示すグラフ図である。縦線は標準偏差を示す。水平の点線は粒子の電気的中性を示す。 ０．１重量％ＷＰＭ／λ−カラギーナン複合体の、ｐＨの関数としての、２５℃におけるｚ平均径を示すグラフ図である。 ミニブタによる食餌の摂食後の大動脈インスリンの血漿中濃度を示すグラフ図である。 ミニブタによる食餌の摂食後の大動脈グルコースの血漿中濃度を示すグラフ図である。

本発明は、対象における食後血漿インスリンの上昇に関連した疾患の治療又は予防に使用するための多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物に関し、多糖類はｐＨ値２．５〜４．５の範囲で負のζ電位を有し、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比は３０：１〜０．８：１である。本発明の組成物中のホエイタンパク質ミセルは、ホエイタンパク質水溶液のｐＨを３．０〜８．０の値に調整し、水溶液を８０〜９８℃の温度にかけることによって得ることが可能であり得る（例えば得ることができる）。例えば、本発明の組成物中のホエイタンパク質ミセルは、ミネラル除去した未変性のホエイタンパク質水溶液のｐＨを５．８〜６．６の値に調整し、水溶液を８０〜９８℃の温度に１０秒間〜２時間かけることによって得ることが可能であり得る（例えば得ることができる）。

本発明は、対象における食後血漿インスリンの上昇に関連した疾患の治療又は予防に使用するための薬剤の製造のための、多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物の使用を提供し、多糖類はｐＨ値２．５〜４．５の範囲で負のζ電位を有し、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比は３０：１〜０．８：１である。

負のζ電位を有する多糖類は、負の表面電荷を有する。負のζ電位を有する多糖類としては、アルギネート、キサンタン、ペクチン、カラヤゴム、アラビアゴム、及びカラギーナンが挙げられる。粒子の電気泳動移動度、ζ電位、に対応する表面電荷は、Ｍａｌｖｅｒｎによって供給されるＺｅｔａｓｉｚｅｒ等の粒子移動分布装置によって測定することができる。本発明の組成物中の多糖類は、塩化ナトリウムがない状態で測定される負のζ電位を有し得る。ｐＨ値２．５〜４．５の範囲で、ホエイタンパク質ミセルは正のζ電位（正の表面電荷）を有するため、これらのｐＨ値では、ホエイタンパク質ミセルと多糖類とは反対の電荷を帯びており、静電複合体を形成することができる。胃内消化中に生じるｐＨ範囲は２．５〜４．０であるため、ｐＨがこの範囲内ではない本発明の組成物が摂取された場合、多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体が胃内消化中に形成される。あるいは、多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体は、摂取前に組成物のｐＨを２．５〜４．５（例えば３．８〜４．２）に調整することによって形成することができる。本発明の組成物内に含まれる多糖類とホエイタンパク質ミセルとは、多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体の形態とすることができる。多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体は、静電複合体とすることができる。本発明の組成物内に含まれ、ｐＨ値２．５〜４の範囲で負のζ電位を有する多糖類は、アルギネート、キサンタン、ペクチン、カラヤゴム、アラビアゴム、及びカラギーナンからなる群から選択することができる。本発明の組成物内に含まれる多糖類は、ペクチン（例えば高メチルエステル化ペクチン）又はカラギーナン（例えばλ−カラギーナン）とすることができる。

本発明の組成物は、ホエイタンパク質ミセルを少なくとも０．１重量％含有し得る。本発明の組成物中の、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比は、３０：１〜０．８：１、例えば１０：１〜１：１とすることができる。本発明の組成物のタンパク質含量は０．１〜２２重量％、例えばホエイタンパク質含量を０．１〜２２重量％とすることができる。

典型的には、食後高インスリン血症はインスリン抵抗性、メタボリックシンドローム、グルコース不耐性、及び２型糖尿病の発症を促進し得る［Ｋｏｐｐ Ｗ．，Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ．２００３，Ｊｕｌ；５２（７）：８４０〜８４４］。しかしながら、食後のインスリン要求量を低下させることにより、一方では２型糖尿病における血糖調節の悪化を低減することができ、他方では２型糖尿病に罹患しやすい対象において発症のリスクを低減することができる。したがって、好都合なことに、ホエイタンパク質ミセルは糖尿病（例えば２型糖尿病又は妊婦糖尿病）、グルコース代謝の障害、高インスリン血症、若しくはインスリン抵抗性の治療又は予防に使用される。

本発明の一実施形態において、ホエイタンパク質ミセルは糖尿病患者又は糖尿病前症患者において使用される。「糖尿病前症患者」とはインスリン抵抗性又はグルコース代謝障害を示す対象であり、例えば家族歴、生活様式、又は遺伝的性質によって、後年になって糖尿病を発症しやすい。インスリン分泌を低下させることによって長期的に膵臓が疲弊するリスクが低減されることから、糖尿病前症者又は代謝疾患を有する患者における膵臓の管理にとって有益である。したがって、多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物の使用により、これらの対象における糖尿病、グルコース代謝障害、高インスリン血症、若しくはインスリン抵抗性のリスク及び／又は発症を低減し得る。

糖尿病、インスリン抵抗性、又はグルコース不耐性の罹患は主として成人において認められる。しかしながら、ますます多くの小児が罹患し、又は罹患しやすくなり、このような障害を後年になって発症するリスクを有する。したがって、これらの障害の予防及び／又は治療が、好都合なことに、若年期に早くも開始される。あるいは、ヒトにおいて認められるのと同様に、糖尿病、高インスリン血症、又はインスリン抵抗性は、動物、特にペットとして飼育される動物においてもますます広まっている。したがって、本発明はまた、ネコ及びイヌにも関連する。

本発明による使用のための組成物は任意の好適な構成とすることができ、例えば、組成物はバー、フレーク、又はペレットの形態とすることができる。本発明による使用のための組成物は、液体組成物とすることができる。液体は、特に固形食の咀嚼及び嚥下が困難な患者に対し、好都合な用量構成を提供する。本発明による使用のための組成物は、動的粘度が２０℃で１Ｐａ．ｓ未満の液体とすることができる。例えば、本発明の組成物は、動的粘度が０．５Ｐａ．ｓ未満、更には例えば２０℃で０．３Ｐａ．ｓ未満の液体とすることができる。

本発明による使用のための組成物は、飲料の形態、例えば液状飲料、シェイクドリンク、栄養組成物、又は流動食リプレースメントの形態で提供することができる。ホエイタンパク質ミセルは、ホエイタンパク質分離物と比較して、より「乳状の」外観を有する。これによって、液状飲料又は食事代替物の外観を向上することができる。本発明による使用のための組成物は、ヨーグルト、例えばスプーンですくえるヨーグルト、飲用ヨーグルト、又は水切りヨーグルト（strained yoghurt）等の発酵乳製品とすることができる。本発明に関連して、ヨーグルトという用語は、これらに限定されるものではないが、用語「ヨーグルト」に関する地域ごとの食品表示規則に適合する材料を含むことができる。

固体形態の多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物は、消化器系の酸性水溶液環境において複合体を形成することが予想されるが、複合体の形成については、多糖類とホエイタンパク質ミセルとが水性分散液である組成物を提供することが好都合である。本発明による使用のための組成物は、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む液体組成物とすることができる。

食品の衛生リスクを管理する重要な方法は、食物病原体又は腐敗生物の住みかとなり得る食用組成物を熱処理することである。このような熱処理の周知の例は、例えば食用材料を７２℃に１５秒間加熱する低温殺菌、例えば食用材料を１３５℃より高く、少なくとも２秒間加熱する超高温（ＵＨＴ）処理である。多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む液体組成物が熱処理後に液体のままであることは、好都合である。熱処理は、組成物を高齢者又は入院患者等の、感染に対する免疫が減弱した対象に投与する場合には重要であり得る。一般的に、加熱滅菌される液体組成物中に含むことができるタンパク質含量は極めて限定される。タンパク質を高含量で含む組成物は加熱に際して濃厚なゲルを形成するため、一旦熱処理されると、好都合な液体構成が得られない。例えば、負のホエイタンパク質分散液は、０．１Ｍ塩化ナトリウムの存在下、わずか４％のタンパク質濃度で、８５℃、１５分間の熱処理後にゲルを形成する。多糖類を添加すると、ゲル化の問題が更に悪化するものと予想される。例えば、ペクチン又はカラギーナン等の多糖類をホエイタンパク質に添加すると、タンパク質のゲル化濃度又は熱処理の際のゲル化時間を低下することが見出されている［Ｊ．Ｃ．Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｆｏｏｄ Ｈｙｄｒｏｃｏｌｌｏｉｄｓ，２３，４６８〜４８９（２００９）］［Ｓ．Ｌ．Ｔｕｒｇｅｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｆｏｏｄ Ｈｙｄｒｏｃｏｌｌｏｉｄｓ，１５，５８３〜５９１（２００１）］。したがって、ホエイタンパク質ミセルを多糖類の存在下で熱処理することができ、依然として液体のままであるという驚くべき知見により、有益な液体組成物を提供することが可能となる。本発明による使用のための組成物は、比較的小容量で、悪い味覚又は悪い口当たりなしに、大量のタンパク質を送達することが可能である。本発明による使用のための組成物は液体組成物とすることができ、タンパク質含量が０．１〜２２重量％であり、熱処理された組成物とすることができる。例えば、本発明による使用のための組成物は熱処理された液体組成物であり、タンパク質含量は５〜２０重量％とすることができ、更に例えば、本発明による使用のための組成物は熱処理された液体組成物であり、タンパク質含量は１０〜１５重量％とすることができる。

本発明による使用のための組成物は流動食リプレースメントとすることができ、例えば、ホエイタンパク質ミセルが、流動食の代替する物の全乾燥重量の少なくとも１重量％、例えば少なくとも１０重量％、更に例えば少なくとも１５重量％の量で存在する。流動食リプレースメントは、経腸栄養で使用するためのものとすることができる。これによって、このようなミールリプレースメントは、好都合に、例えば、集中治療室又は病院において、例えば外傷による患者がインスリン抵抗性であっても、回復のために高タンパク食を必要とする場合に使用することができる。このように、流動食リプレースメントは非常に好都合であり、必要な量のタンパク質を、適切に調製された配合物の形態で提供する。これに伴い、「経腸栄養」は、鼻、胃、又は小腸に装着された管を通して食物又は栄養を提供する方法と定義される。経腸栄養はまた、経管栄養法と呼ばれることも多い。組成物は、脂質及び炭水化物を更に含み、適切な栄養を提供することができる。

本発明による使用のための組成物は、体重１ｋｇ当たりホエイタンパク質ミセルの乾燥重量０．１０ｇ〜０．７５ｇ、例えば体重１ｋｇ当たりホエイタンパク質ミセルの乾燥重量０．１５ｇ〜０．５ｇを提供する１日用量で投与することができる。これらの用量は、少なくとも中期間において、確実に所望の効果を提供するのに十分な１日用量でなくてはならない。

本発明による使用のための組成物は、通常の食事の一部として、又は通常の食事の終わりに提供することができる。例えば、組成物は食事の一部として又は食事の終わりに提供することができ、この食事と組み合わせてインスリンの食後反応を低減することによる利益をもたらす。組成物を食事の終わりに、例えばデザートの一部として提供することにより、効果の改善が期待できる。

本発明の更なる態様は、多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物の、食後血漿インスリン濃度を低減するための非治療的使用であり、多糖類はｐＨ値２．５〜４．５の範囲で負のζ電位を有し、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比は３０：１〜０．８：１である。本発明によって使用される組成物中のホエイタンパク質ミセルは、ホエイタンパク質水溶液のｐＨを３．０〜８．０の値に調整し、水溶液を８０〜９８℃の温度にかけることによって得ることが可能であり得る（例えば得ることができる）。例えば、本発明によって使用される組成物中のホエイタンパク質ミセルは、ミネラル除去した未変性のホエイタンパク質水溶液のｐＨを５．８〜６．６の値に調整し、水溶液を８０〜９８℃の温度に１０秒間〜２時間かけることによって得ることが可能であり得る（例えば得ることができる）。

多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物を、例えば、２型糖尿病、インスリン抵抗性、又はグルコース不耐性を後のある時点で発症するリスクのある健康な対象等の対象にも投与できることは有益である。多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物は、本明細書に開示のとおり、摂取後にインスリン濃度の低下をもたらす。この作用は、これらの対象の健康状態を向上するために十分な量の高品質タンパク質（すなわちホエイ）を提供するのと同時に、インスリン要求量及び潜在的な膵臓の疲弊を制限するのに最も好都合である。

本発明によって非治療的に使用される組成物は、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む液体組成物とすることができる。本発明によって非治療的に使用される組成物は熱処理した液体組成物とすることができ、タンパク質含量は０．１〜２２重量％とすることができる。例えば、本発明によって非治療的に使用される組成物は熱処理された液体組成物とすることができ、タンパク質含量は５〜２０重量％とすることができる。本発明によって非治療的に使用される組成物は熱処理された液体組成物とすることができ、タンパク質含量は１０重量％を超えてもよく、例えば１０〜１５重量％とすることができる。本発明による液体組成物が熱処理できること、例えば、保存中にタンパク質が濃厚なゲル又は沈殿を形成することなく保全できることは、有益である。

本発明によって非治療的に使用される組成物は多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含むことができ、多糖類とホエイタンパク質ミセルとは多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体、例えば静電複合体の形態である。本発明によって非治療的に使用される組成物は、飲料又はヨーグルトの形態とすることができる。

本発明の別の態様は、多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体（例えば多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体の製造のプロセス）を形成するためのプロセスを提供し、このプロセスは、
ａ．ホエイタンパク質水溶液のｐＨを３．０〜８．０の値に調整し、水溶液を８０〜９８℃の温度にかけることによってホエイタンパク質ミセルを形成する工程と、
ｂ．多糖類をホエイタンパク質ミセルの水性分散液と組み合わせ、多糖類がｐＨ値２．５〜４．５の範囲で負のζ電位を有し、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比が３０：１〜０．８：１である、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物を形成する工程と、
ｃ．多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物のｐＨがあらかじめ２．５〜４．５でない場合（例えばｐＨがあらかじめ３．８〜４．２でない場合）に、組成物のｐＨを２．５〜４．５（例えば３．８〜４．２）に調整して多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体を形成する工程と、を含む。

本発明のプロセスにおけるホエイタンパク質ミセルの形成は、ミネラル除去した未変性のホエイタンパク質水溶液のｐＨを５．８〜６．６の値に調整し、水溶液を８０〜９８℃の温度に１０秒間〜２時間かけることによることができる。

多糖類と組み合わされた、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物は、ホエイタンパク質ミセルを少なくとも０．１重量％含有し得る。多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物中の、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比は、例えば１０：１〜１：１とすることができる。多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物中の多糖類は、塩化ナトリウムがない状態で測定される負のζ電位を有し得る。多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物は、圧力をかけて均質化し、確実に良好な分散とすることができる。

多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物のｐＨは、任意の既知の方法によって調整することができ、例えばｐＨは、酸、塩基を（例えば緩衝液の形態で）組成物に加えることによって調整することができる。このように複合体を呼び形成することにより、より良好な管理が可能となり、形成される複合体の量を増加させることができる。

組成物のｐＨは、組成物の摂取行為によって調整することもでき、摂取された組成物は、例えばヒトの胃の下部において、ｐＨ２．５〜４．５の環境に生じる。多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物のｐＨは、組成物を哺乳動物の消化管を通過させることにより、２．５〜４．５（例えば３．８〜４．２）に調整することができる。多糖類−ホエイタンパク質複合体は、静電複合体とすることができる。多糖類は、ペクチン又はカラギーナンとすることができる。

本発明のプロセスにおける、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物のタンパク質含量は０．１〜２２重量％であってもよく、例えば、本発明のプロセスにおける、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物のタンパク質含量は５〜２０重量％とすることができる。タンパク質含量は１０重量％を超えてもよく、例えば１０〜１５重量％とすることができる。

本発明のプロセスは、熱処理の工程を更に含むことができる。例えば、本発明のプロセスは、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物を７２℃より高い温度まで少なくとも３秒間、例えば１３５℃より高温で少なくとも３秒間、加熱することを更に含むことができる。本発明のプロセスにおいてホエイタンパク質ミセルの水性分散液と組み合わされる多糖類は、アルギネート、キサンタン、ペクチン、カラヤゴム、アラビアゴム、カラギーナン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。多糖類は、ペクチン又はカラギーナンとすることができる。

当業者であれば、本明細者に開示される本発明の全ての特徴を自由に組み合わせることができることを認識するであろう。特に、組成物の治療的使用について記載された特徴を非治療的使用と組み合わせることができ、逆もまた同様である。更に、本発明の異なる実施形態について記載された特徴を組み合わせることができる。本発明の更なる利点及び特徴は、図面及び実施例から明らかである。

実施例１：ペクチン−ホエイタンパク質ミセル複合体の調製
静電複合体の形成
ホエイタンパク質分離物（Ｐｒｏｌａｃｔａ ９０）のタンパク質４重量％、ｐＨ５．８９の分散液を８５℃／１５分で熱処理し、次いで精密濾過による濃縮によって全固形物を最大２２重量％とし、噴霧乾燥することによって、ホエイタンパク質ミセル粉末（ＷＰＭ）を調製した。

脱イオン水中で、６０℃で２〜３時間撹拌することにより、５重量％ペクチン（高メチルエステル化ペクチン，Ｃｌａｓｓｉｃ ＣＵ２０１，Ｈｅｒｂｓｔｒｅｉｔｈ ＆ Ｆｏｘ ＫＧ）原液を調製した。糖鎖が完全に水和するように、この溶液を４℃で終夜撹拌した。１５重量％、ｐＨ３．５のＷＰＭ原液を調製した。まず、粉末を１３５ｍＭのＨＣｌ溶液中に、４℃で終夜分散した。次いで分散液を２５０バールで２回、５０バールで１回均質化した。最終の乾燥物及び次いでタンパク質濃度を、ＨＲ７３ Ｈａｌｏｇｅｎ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ）によって確認し、粒度を動的光散乱法（Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏｓｅｒｉｅｓ，Ｍａｌｖｅｒｎ，ＵＫ）によって確認した。典型的な値は、流体力学的径Ｄｈ＝３００ｎｍ、多分散指数ｐｄＩ＝０．１５であった。２つの溶液を混合し（必要に応じて水を加えることにより）、異なるタンパク質濃度（範囲０．１〜１０重量％）及びＷＰＭ／ペクチン重量比（範囲１：１〜１０：１）の混液を得た。次いで混液を５００バール、２５℃で２回均質化した。系の最終ｐＨを、１Ｍ ＮａＯＨを使用してｐＨ４．０に調整した。

系の物理化学的特徴解析
表面電荷
粒子の電気泳動移動度、ζ電位、に対応する表面電荷は、粒子移動分布装置（Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏｓｅｒｉｅｓ，Ｍａｌｖｅｒｎ，ＵＫ）によって測定した。１ＭのＨＣｌ及びＮａＯＨ滴定溶液を備えた多目的滴定装置（ＭＰＴ ２，Ｍａｌｖｅｒｎ）を使用して、ｐＨを８〜２まで０．５の間隔で、ｐＨの精度目標を０．３として変化させた。セルＤＴＳ１０６０Ｃを使用し、測定は２５℃で行った。０．１重量％溶液１５ｍＬを使用した。データ処理は自動で行った。

粒度分布
粒度分布は、マルチアングル静的光散乱を使用し、Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ Ｓ ｌｏｎｇ ｂｅｎｃｈ（Ｍａｌｖｅｒｎ，ＵＫ）によって測定した。屈折率は分散相に対して１．３６、連続相に対して１．３３、後方散乱率は０．１（３ＪＨＤ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）を計算に使用した。残余値は常に１．５未満であった。使用した分散相の屈折率及び数学的モデル（粒子が球状であると仮定している）が任意の選択であることを考慮すると、本測定は、粒度の定量的測定というよりは、系における凝集の定性的な指標を提供するのみである。

結果
Ｉ．ＷＰＭ／タンパク質静電複合体の形成を可能とするｐＨ条件の確認
ＷＰＭ及びペクチンの表面電荷（ζ電位）をｐＨの関数として図１に示す。ｐＨが２〜８に上昇するのに従い、ペクチンのζ電位は中性から−４５ｍＶまで低下した。この変化は、ペクチン骨格上のカルボキシ基に関連付けることができ、低ｐＨにおいて、これらの基が中和されると、ζ電位値はゼロに近づく。ＷＰＭについては、ζ電位はｐＨ２における２０ｍＶからｐＨ３．８における４０ｍＶに変化し、ｐＨ８では−４５ｍＶに低下し、電気的中性はｐＨ４．６において測定された。後者については、ＷＰＭの主要構成タンパク質であるβ−ラクトグロブリンの等電点に関連付けることができる。

これらの結果により、ｐＨ範囲２．５〜４．５において２つの構成成分は反対の電荷に帯電しており、したがって静電複合体の形成が可能であることが示された。

ＩＩ．粒度分布
ＷＰＭへのペクチンの添加によって誘導された変化を評価するため、粒度分布を測定し、図２及び３に、ＷＰＭ：ペクチン重量比１０：１〜１：１に対応する、ＷＰＭ１重量％と、ペクチンの増加量０．１重量％〜１重量％とを含有する系について得られた結果を示す。

低ペクチン濃度（０．１重量％）では、粒子の平均径は１０μｍより大きく、全試料体積の１０％未満が直径１μｍ未満の粒子であった。ペクチン濃度が１重量％まで上昇すると、平均径は１μｍ未満に低下し、全体積の８０％を上回る粒子が直径１μｍ未満の粒子であった。ペクチン濃度１重量％において、粒子の平均サイズはＷＰＭ単独の場合と同等であった。高ＷＰＭ：ペクチン比（すなわち低ペクチン濃度）では、電荷効果によるＷＰＭとペクチン間の相互作用が起きやすく、大きい凝集体が主として形成される。ペクチン濃度が上昇するにつれ、おそらくはＷＰＭの表面におけるペクチン鎖の圧縮により、ＷＰＭのサイズと同等の複合体が形成される。

この結果は、ペクチンとホエイタンパク質ミセルとの水性分散液は、ｐＨ条件２．５〜４．５において、ペクチン−ホエイタンパク質ミセル複合体を形成することを示している。

実施例２：ホエイタンパク質ミセルとλ−カラギーナンとの複合体形成
Ｉ．ＷＰＭ／λ−カラギーナン静電複合体の形成を可能とするｐＨ条件の確認
λ−カラギーナン（Ｂｅｎｖｉｓｃｏ ＣＳＰ−８２，Ｓｈｅｍｂｅｒｇ）分散液は、必要量の粉末をＭｉｌｌｉＱＴＭ水中に室温で２時間分散させることによって得た。確実にＷＰＭを適切に分散させるため、ＷＰＭ分散液を２５０／５０バールで均質化した。ＷＰＭ及びλ−カラギーナン（ＣＡＲ）両者のζ電位を、ｐＨの関数として、希釈条件で測定した（図４）。λ−カラギーナンは高い電荷密度を呈する高度に硫酸化された多糖類である（１糖残基当たり３個の硫酸基）。したがって、λ−カラギーナンは強酸として挙動し、ｐＨとは無関係に、硫酸基は完全に解離している。これによって、ＷＰＭと強い静電複合体を形成することができる。強酸に関して予想されるとおり、測定した全てのｐＨに対してζ電位は一定で、約−４０／４５ｍＶであった。ＷＰＭはｐＨ４．７２未満で正の電荷を呈するため、ｐＨ範囲２．５〜４．５を含む胃のｐＨ条件において静電複合体が形成される。

ＩＩ．粒度分布
粒度は、Ｎａｎｏｓｉｚｅｒ ＺＳ（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＵＫ）を使用し、動的光散乱法によって測定した。ＷＰＭとＣＡＲとの分散液を０．１重量％で、様々なｐＨ及び混合比で混合し、正方形のプラスチック製キュベット（Ｓａｒｓｔｅｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）に注いだ。測定は２５℃で実施した。試料の濁度に応じ、光の経路長は装置によって自動的に設定した。自己相関関数Ｇ２（ｔ）を、経時的な散乱強度の変動から算出した。「キュムラント」法を使用した相関関数の対数の多項式フィットから、拡散する粒子は単分散の球体であると仮定して、粒子のｚ平均流体力学的径を計算した。

ＷＰＭとＣＡＲとの分散液を０．１重量％で、様々なｐＨ及び混合比で混合した。ＷＰＭは極端なｐＨでは２５０ｎｍの平均径を示し、ｐＨ４．５付近のこれらのＩＥＰに近づくと凝集する傾向がある（図５）。ＣＡＲの添加によって、複合体のサイズは、混合比５０：１、２０：１、及び５：１に対して大幅に増大する。この大きなサイズによって、概して複合体の急激な沈殿が起こる。高い混合比（過剰のＣＡＲ）では、複合体のみかけの直径はＷＰＭと比較して１μｍまでわずかに増大したが、ｐＨ範囲全体において一定であった。

実施例３：ホエイタンパク質ミセル及び多糖類のインスリン産生への影響
本発明者らは、健康なミニブタにおける無作為化二重盲検のクロスオーバー試験において、インスリンの食後反応をモニターした。２つの食餌の間に少なくとも６日間のウォッシュアウト期間をとり、この間、ミニブタには通常の食餌を与えた。

下記の等カロリー及び等窒素の食餌を比較した。

全ての食餌は約３００ｍＬで、タンパク質（ＷＰＩ又はＷＰＭ）３０ｇ、脂質１１ｇ、及びマルトデキストリン３０ｇを含有していた。食餌Ｃはλ−カラギーナン（Ｂｅｎｖｉｓｃｏ ＣＳＰ−８２，Ｓｈｅｍｂｅｒｇ Ｃｏｒｐ．）１．５ｇを含有し、食餌Ｄはペクチン（高メチルエステル化ペクチン、Ｃｌａｓｓｉｃ ＣＵ２０１，Ｈｅｒｂｓｔｒｅｉｔｈ ＆ Ｆｏｘ ＫＧ）３ｇを含有していた。発熱量及びタンパク質含量を分析によって測定し、確実に等カロリー及び等窒素となるように、各試験食のサイズをわずかに調整した。食餌Ａ、Ｂ、及びＣは中性のｐＨ、食餌Ｄは酸性のｐＨだった。λ−カラギーナン及びＷＰＭを含む組成物（食餌Ｃ）は、λ−カラギーナンとＷＰＭとの複合体が食餌中で形成されないように、ｐＨを２．５〜４．５の範囲外に維持した。複合体は、一回でも食餌がミニブタの消化器系の低ｐＨ部位を通過する際にのみ形成される。λ−カラギーナンとＷＰＭの複合体はコロイド安定性が低いことが判明し、液体組成物で形成された場合には、望ましくない沈殿を生成する場合がある。対照的に、食餌Ｄ中においてｐＨ４で形成されたペクチンとＷＰＭとの複合体は良好なコロイド安定性を有しているため、ミニブタによって摂食される前に既に液体組成物中に存在することができる。

食餌Ａ：ＷＰＩ（Ｐｒｏｌａｃｔａ ９０）を、４％Ｃｉｔｒｅｍ乳化剤によって安定化された、４０％水中油型の均質化したエマルションと混合した。マルトデキストリン（ＤＥ ２１）を加え、混液を１４８℃で３秒間ＵＨＴ処理した後、無菌ボトルに充填した。

食餌Ｂ：ＷＰＩ（Ｐｒｏｌａｃｔａ ９０）の４重量％タンパク質分散液（ｐＨ５．８９）を８５℃で１５分間加熱処理し、続いて精密濾過によって固形物２２重量％まで濃縮し、噴霧乾燥することにより、ＷＰＭ粉末を調製した。ＷＰＭの全固形物１５％の溶液（ｐＨ７）を均質化し、４％Ｃｉｔｒｅｍ乳化剤によって安定化された、４０％水中油型の均質化したエマルションと混合した。マルトデキストリン（ＤＥ ２１）を加え、混液を１４８℃で３秒間ＵＨＴ処理した後、無菌ボトルに充填した。

食餌Ｃ：ＷＰＭ粉末を、食餌Ｂと同様に調製した。ＷＰＭの全固形物１５％の溶液（ｐＨ７）を均質化し、λ−カラギーナン及びマルトデキストリンと６０℃で１時間混合した後２５０バールで均質化し、４％Ｃｉｔｒｅｍ乳化剤によって安定化された、４０％水中油型の均質化したエマルションと混合した。ｐＨを確認し、ｐＨ７に調整した。混液を１４８℃で３秒間ＵＨＴ処理した後、無菌ボトルに充填した。

食餌Ｄ：ＷＰＭ粉末を、食餌Ｂと同様に調製した。ＷＰＭの全固形物１５％の溶液（ｐＨ４）を均質化し、ペクチン及びマルトデキストリンと６０℃で１時間混合した後２５０バールで均質化し、４％Ｃｉｔｒｅｍ乳化剤によって安定化された、４０％水中油型の均質化したエマルションと混合した。ｐＨを確認し、ｐＨ４に調整した。混液を１４８℃で３秒間ＵＨＴ処理した後、無菌ボトルに充填した。

血液試料を食前３０分から食後２７０分までの１１の時点で採取し、血漿インスリン（図６）及びグルコース（図７）を測定した。食後インスリン反応は、ＷＰＭ／カラギーナンを含む食餌（Ｃ）及びＷＰＭ／ペクチンを含む食餌（Ｄ）において、多糖類を含まない、ＷＰＩを含有する食餌（Ａ）又はＷＰＭを含有する食餌（Ｂ）よりも低いことがわかる。一方、グルコースの除去は実質的に同じであった。この結果は、ＷＰＭ又はＷＰＩ単独の食餌よりも、多糖類及びＷＰＭの食餌後の方が、血中からグルコースを除去するのに必要なインスリンが低下したことと、食後グルコース反応がインスリンの低下を誘発したことを実証している。この研究により、血漿インスリンを低下させるのに、多糖類とＷＰＭとの水性分散液が有益であることが示された。

Claims (14)

1. 対象における食後血漿インスリンの上昇に関連した疾患の治療又は予防における使用のための、多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物であって、前記多糖類はｐＨ値２．５〜４．５の範囲で負のζ（ゼータ）電位を有し、かつ、アルギネート、キサンタン、ペクチン、カラヤゴム、アラビアゴム、及びカラギーナンからなる群から選ばれるものであり、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比は３０：１〜０．８：１であり、前記ホエイタンパク質ミセルは、ミネラル除去した未変性ホエイタンパク質水溶液のｐＨを５．８〜６．６の値に調整し、前記水溶液を８０〜９８℃の温度に１０秒〜２時間かけることによって得ることが可能なものである、組成物。
2. 前記疾患が、糖尿病（例えば妊婦糖尿病）、グルコース代謝の障害、高インスリン血症、又はインスリン抵抗性からなる群から選択される、請求項１に記載の使用のための組成物。
3. 前記対象が糖尿病患者又は糖尿病前症患者である、請求項１又は２に記載の使用のための組成物。
4. 前記組成物が、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む液体組成物である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
5. 前記組成物の前記タンパク質含量が０．１〜２２重量％であり、前記組成物が熱処理された組成物である、請求項４に記載の使用のための組成物。
6. 前記多糖類と前記ホエイタンパク質ミセルとが多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体の形態である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
7. 前記組成物が飲料又はヨーグルトの形態である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の使用のための組成物。
8. 多糖類とホエイタンパク質ミセルとを含む組成物の、食後血漿インスリン濃度を低減するための非治療的使用であって、前記多糖類はｐＨ値２．５〜４．５の範囲で負のζ電位を有し、かつ、アルギネート、キサンタン、ペクチン、カラヤゴム、アラビアゴム、及びカラギーナンからなる群から選ばれるものであり、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比は３０：１〜０．８：１であり、前記ホエイタンパク質ミセルは、ミネラル除去した未変性ホエイタンパク質水溶液のｐＨを５．８〜６．６の値に調整し、前記水溶液を８０〜９８℃の温度に１０秒〜２時間かけることによって得ることが可能なものである、組成物の非治療的使用。
9. 前記組成物が、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む液体組成物である、請求項８に記載の非治療的使用。
10. 前記組成物の前記タンパク質含量が０．１〜２２重量％であり、前記組成物が熱処理された組成物である、請求項９に記載の非治療的使用。
11. 前記多糖類と前記ホエイタンパク質ミセルとが多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体の形態である、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の組成物の非治療的使用。
12. 多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体を形成するための方法であって、
    ａ．ミネラル除去した未変性ホエイタンパク質水溶液のｐＨを５．８〜６．６の値に調整し、前記水溶液を８０〜９８℃の温度に１０秒〜２時間かけることによってホエイタンパク質ミセルを形成する工程と、
    ｂ．多糖類をホエイタンパク質ミセルの水性分散液と組み合わせ、前記多糖類がｐＨ値２．５〜４．５の範囲で負のζ電位を有し、かつ、アルギネート、キサンタン、ペクチン、カラヤゴム、アラビアゴム、及びカラギーナンからなる群から選ばれるものであり、多糖類に対するホエイタンパク質ミセルの重量比が３０：１〜０．８：１である、多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む組成物を形成する工程と、
    ｃ．多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む前記組成物のｐＨがあらかじめ２．５〜４．５でない場合に、前記組成物のｐＨを２．５〜４．５に調整して多糖類−ホエイタンパク質ミセル複合体を形成する工程と、を含む、方法。
13. 多糖類とホエイタンパク質ミセルとの水性分散液を含む前記組成物を、７２℃より高い温度まで少なくとも３秒間加熱することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記多糖類が、アルギネート、キサンタン、ペクチン、カラヤゴム、アラビアゴム、カラギーナン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１２又は１３に記載の方法。