JPH05501347A - 食物および飼料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 食物および飼料 魂オ」Ｌ凰！ 本発明はヒトおよび動物用のケト酸を含む食物および飼料に関する。

本発明の目的は、タンパク質含有量が低下しているがタンパク質生成およびエネ ルギー供給物質を入手するための動物の要求を依然として満たす食物および飼料 を得ることにある。さらに、その飼料は非必須アミノ酸から誘導される生体分子 を入手するという要求を満たすであろう６本発明は更に生物からの窒素の排出を 減少することを目ざすものである。

九肌立翌１ 水性食肉類、例えばサケ、および陸上に基礎を置く食肉類、例えばミンクは、３ ０〜５５％のタンパク質（９０％ＤＳ）からなる食餌で、天然の条件のもとに生 きていることはよく知られている０食物の選択は生きている時期および種に依存 している。非常に大量のこのタンパク質はエネルギー供給化合物、例えばＡＴＰ 　（アデノシン三リン酸）を生成するように酸化され、これが環境への窒素の排 出を生じる０例えば魚およびミンクの激しい養殖でこのことは環境上の問題をひ き起こす。

自然の状態にいる雑食動物は１５〜３０％のタンノ（り質からなる食餌（９０％ ＤＳ＞で生きている。ある状態の間このタンパク質はエネルギーを供給するため に使用される。

身体の最もエネルギーを要求する組織は筋肉であり、それは血液経由で直接にま たは血液経由で肝臓からグルコースの形で食物からその炭水化物エネルギーを得 ている。グルコースはとりわけ筋肉のタンパク質の脱成分（ｄｅｃｏｌｌｐｏｎ ｅｎｔ　）によって肝臓で生成される。このようにグルコースを生成する化合物 は実質的にアラニンおよびその対応するケト酸である。ある必須アミノ酸の対応 するケト酸、例えばα−ケトイソカプロニー）−（ＫＩＣ）は、アミノ酸の前駆 物質、例えばロイシンのＫＩＣでｂりうることも示されてきた。

α−ゲトイソカプロエート（ＫＩＣ）を卵に添加することは卵の量を増大して生 産される卵の品質を改良する雌鳥を産み出し、ミルクに添加することはミルクの 量を増大して生産されるミルクの品質を改良する家畜を産み出すことがヨーロッ パ特許公開第２３７，０６１号および同第２３７、９５９号により従前知られて いた。それによればＫＩＣは飼料組成物の乾燥重量に基づいて計算して０．０１ 〜２重量％、好ましくは０．０５〜１．５重量％の量が添加される。

ＫＩＣはアミノ酸から生成されるケト酸の唯一のケト原性ケト酸である。

米国特許第４，５４８，９３７号および同第４，６４５，７６４号から治療的に 有効量のピルビン酸塩をヒトおよび動物に投与することが知られている。この化 合物の投与で体重が減少し、脂肪の堆積が減少し、肝臓のグリコーゲンの量が増 大する。これらの特許のいずれも食物タンパク質の効率の増大を開示していなか った。

米国特許第４，３６１，５７０号から過乳酸血症を治療するなめに餌料にピリド キシン−α−ケトグルタレート（ＰＡＫ）を添加すること、それによってＰＡＫ はピリドキシンとα−ケトグルタレートの間の抱合体であることが以前に知られ ている。この分子は遊離α−ケトグルタレートと化学的に匹敵することができな い。

タンパク質の合成に使用されないアミノ酸は生物内に貯蔵することができない。

それらはその後主に脂肪にまたはケト酸経由で炭水化物に再生される。これらの 両方の巨大分子はエネルギー代謝に関与することができる。

肝臓と筋肉の間の代謝的相互作用（第１図参照）はアミノ酸からの炭素物質の重 要さを示す、ＫＩＣはアミノ酸から生成されるケト酸の唯一の純粋なゲト原性ケ ト酸である。α−ケトグルタレート（ＫＧ）およびピルビン酸塩は糖源性ケト酸 として分類される。後者のケト酸は前記の相互作用において中心的位置を有する 。ＫＩＣの異化作用は第２図から図式的に明白である。第３図においているいろ なアミノ酸とクエン酸サイクルのそれらの代謝生成物の間のつながりが示されて いる。

ＫＧは次の文によって例示される代謝の重要な部分である： （＋）ＮＨ４＋は反応ＮＨ，”　＋ＫＧ＋ＮＡＤＰＨグルタメート＋ＮＡＤＰ” 　＋Ｈ，０によってアミン酸に結合される。

グルタメートはたいていの非必須アミノ酸の合成においてαアミノ基を供給する ； （１１）非必須アミン酸の合成において与えられる炭素骨格はすべてゲルコーリ シス、ペントース・−リン酸シャントまたはクエン酸サイクルの中間体であり、 それによってピルベートまたはＫＧから誘導することができる（第５図参照） （１目）生理的ストレス、過大なエネルギードラフト、製遺条件および他の低エ ネルギー情況で、アミノ酸の酸化は出発過程に属するアミルセグターとしてＫＧ またはＰＹによる脱アミン化を増大させる（第６図参照）； （ｉｖ）コラーゲンの合成でＫＧはプロリンのしドロキシル化に不可欠である。

ピルベートは代謝の中心であり（第４図参照）、そこでは次の段階をはっきり認 めることができる：（ｉ）好気性条件の間じゆうＮＡＤ＋によるゲルコーリシス を与えるためラクテートの生成； （１１）クエン酸サイクル中の脂肪酸の合成または消化のためのアセチル−Ｃｏ Ａの生成； （ｉｉｉ）高濃度のアセチル−ＣｏＡはオキサロアセテートの生成を増加させ、 それは中間体［低濃度のＡＴＰ（アデノシン三リン酸）でコによるクエン酸サイ クルを与えるかまたは糖新生（高ＡＴＰ濃度で）において基質になる； （１ｖ）糖新生においてピルベートは多分ＮＡＤＰＨが生成される（幾つかの同 化過程、すなわち非必須アミノ酸の合成において不可欠な）ペントース−リン酸 シャフトおよびヌクレオチドの合成における基質であるリボース−５−リン酸に 貢献する：ｍピルベートが炭素骨格と共に貢献する他の非必須アミノ酸と同様ア ラニンの生成。

ｉユニ皿Ａ 今や驚くべきことに、本発明によって、タンパク質の生成を維持しながら、食物 と餌料のタンパク質の一部を置き換えることによって動物およびヒトからの窒素 の排出を減少させることができることが示された。本発明は、入って来るタンパ ク質をαゲトグルタル酸：αケトグルタル酸とピルビン酸の組合せ；オキサロア セテート、またはオキサロアセテートとαケトグルタル酸もしくはピルビン酸塩 もしくは式Ｒ−ＣＯ−ＣＯＯＸ　（ただし、Ｒは非必須アミノ酸の一部を示し、 そしてＸは水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属または有機塩基またはこれら の非毒性前駆物質もしくは中間体を示す）に従う別のケト酸との組合せによって 置き換えられることが特徴である。

上記ケト酸は一般に式Ｒ−Ｃｏ−ＣＯＯＸによって示すことができ、式中、Ｒは 非必須アミノ酸の一部を示し、そしてＸは水素、アルカリ金属、アルカリ土類金 属または有機塩基または前記ケト酸の非毒性前駆物質もしくは中間体である。こ れらのケト酸は入って来るタンパク質の乾燥物の１〜２０重量％、好ましくは１ 〜１０重量％の量で存在する。

それ以外の特徴は添付の請求の範囲から明白になるであろう。

投与は食肉類、雑食動物および草食動物に適用できる場合に、窒素の排出を減少 させしかもまたタンパク質節約効果を達成することを可能とする。

このように本発明によって非必須アミノ酸のケト酸の形の基質がこれらのアミノ 酸から誘導されるタンパク質または他の生体分子の生成のために供給される。細 胞のミトコンドリア中の好気性状態の間じゅう代謝可能なケト酸はエネルギーを 供給および減少する化合物を作る。

これらの両方の型の化合物は活性な生命現象に不可欠である。ミトコンドリア中 で中間体がケト酸、すなわちスクシニル−ＣｏＡの代謝の間に生成される。スク シニル−ＣｏＡはヘモグロビンおよびミオグロビン中のポルフィリン分子の合成 で与えられる。ケト酸が生物に加えられたとき、生物はタンパク質の生成以外の 目的のために、アミノ酸を使用する代わりに非必須アミノ酸のケト酸を使用する ことができるので、タンパク質節約効果が得られる。それによって添加されたタ ンパク質の効率が増大する。上記のケト酸の１種、ＫＧはＮＨ，“の結合におい て、またはその後の非必須アミノ酸の合成において中心位置を占める。非必須ア ミノ酸の色々なケト酸は、脱アミン化の必要が全く起らなくて生物からのエネル ギーを要求する排出を減少するのでアミノ酸そのものよりも効果的な基質である 。以下の実施例１から明白なように、稚魚がケト酸を１０％補われた飼料を得た 場合、窒素の排出を２０％以上減少する。

本発明はまた異化作用の場合、例えばやけど損傷のような大きな外傷の場合や腎 臓障害の場合でも非経口栄養物供与のために使用することもできる。

魚が主にその筋肉タンパク質を利用する生殖段階の間に、代わりに添加されなケ ト酸、例えばピルビン酸塩、場合によってはＫＧと組合せたピルビン酸塩を利用 することができる。その方法でさもなければ大きな筋肉タンパク質の損失を減少 することができる。更に、窒素の排出が減少される。

本発明は次に実施例を参照して更に詳細に記述されるが、これに限定されるもの ではない。

Ｋ夏−一部 成長試験 サゲの１夏の稚魚に対し一部は非常に若いサクを対象とした対照飼料を、一部は 対照飼料と同じ原料を基準にして更に５％のピルビン酸Ｎａ塩および５％αケト グルタル酸（ＫＧ）を含み、それによって対照飼料中に存在する魚粉の形のタン パク質の１０％がケト酸によって置き換えられた本発明に係る飼料を５週間給餌 した。試験は１つの桶の中の５００匹の稚魚が対照飼料を得る一方別の桶の中の ５００匹の稚魚が本発明に係る飼料を得るような方法で行った。サゲの稚魚は試 験の開始時におのおの約４ｇの平均重量があった。成長、窒素排出、全分析およ びタンパク質分析を行った。稚魚の巨視的研究もビタミンとミネラルの予混物　 ２．０％　２．０％結合剤、リグノスルフェート　２．０％　２．Ｏｘオートク レーブ中で煮た小麦　１８．８＄　１８．８％微粉砕大豆　４．０％　４．０％ 血　粉　２．０％　２．０％ 魚粉、金粉　６３．２％　５３．２％ Ｉｏｄｄａ油、レジチア　１０．０％　１０．０％αケトグルタル酸　５．０％ ピルビン酸ナトリウム　５、Ｏｘ 舎　計　１００．０％　１００．０％ 肚且欠ｌ　凹　Ｋ１里月 窒素含量　９．４６％　７．９０％ システィン　５．８　ａ／贈４．７　ａ／ｋＩｒメチオニン　１７．０　１３． ５ アスパルギン酸　５６．６　４４．９ スレオニン　２５．２　２０．４ セリン　２６，２　２１．０ グルタミン！！！　８９．８　７５．２プロリン　２７．４　２１．０ グリシン　３６．８　２８．３ アラニン　３８．１　３０．４ バリン　３３．６　２７゜０ イソロイシン　２６．０　２０．４ ０イシン　４６．３　３７．１ チロシン　１９．５　１５．３ フエニルアラニン　２４．２　２０．０ヒスチジン　１４．７　１２．０ リシン　４３．９　３４．３ アルギニ　３４．５　２７．６ ヒドロキシプロリン　７．５　３．７ 小　計　５７２．９　４５６．９ このように試験飼料のケト酸は飼料の１０％およびアミノ酸の置換率２０％であ り、従って約１６％窒素含量が減少しな、飼料および魚のアミノ酸分析は公定Ｅ ＥＣ−法に従って行なった。

窒素含量　８．８５％　８．８６％ システィン　６．１　ｑ／ｗ　５．８　ｃ＋／ｍメチオニン　１７．７　１５． ５ アスパルギン′ｅｉ５３．８　５１．１スレオニン　２４．３　２２．９ セリン　２３．７　２２．５ グルタミン酸　８７．３　８４．７ プロリン　２３．５　２３．０ グリシン　３８．６　３８．１ インロイシン　２３．２　２３．２ ０イシン　４１．０　３９．５ チロシン　１８．５　１７．９ フエニルアラニン　２４．２　２３．２ヒスチジン　１３．２　１２．８ リシン　４３．９　４３．５ アルギニン　３２．４　３２．０ ヒドロキシプロリン　７，５　３．７ 小　計　５３４．７　５１７．４ 結果は各５０匹の稚魚に基づく３回の分析の平均値である。グループ間の相違は 順著でなかった。

！遣」ＬＬ区敗 窒素の排出を測定するために各グループの１０匹の稚魚を酸素を入れた水を満た した密閉槽の中で生き長らえさせた。稚魚はこの環境中で９０分間生存した後殺 し、秤量して解剖した。すべての稚魚の胃と腸は飼料で十分溝たされていた。Ｎ 　ＨｓおよびＮ　Ｈ４の排出は給餌、殺魚および最終サンプリングの時間差が均 一であるような方法で２つの桶からの水のサンプルについて分析した。

アンモニアはパーソン（Ｐａｒｓｏｎ）等の海水分析の化学的および生物学的方 法のマニュアル、Ｐｅｒｇａｉｏｎ　Ｐｒｅｓｓ出版、１５〜１６頁（ｌ５ＢＮ −０−０８−０３０２８８−２）に従って分析した。

初期生育試験の最終試験としての試験を魚が約２０週の年令の時に行った。対照 と試験グループの間の死亡数の相違は試験期間中全く認められなかった。

隨１藍１ 魚のグループ　体重　窒素の排出 ＋ＳＥＨユ組Ｌ■Ｌ”　組−ｕ二ｘ　１ｈｒ−’Ｌ対照の飼料３．７５±０．１ ５　８．００±０．６９試験飼料　３．７７±０．２１　５．７１±０．３７試 験グル一プ間の窒素の排出の相違は２８％であり、学生七−試験に従う統計的有 意はｎ＝２０．Ｐ≦０．０１であった。

１Ａ！」ロシｉ立五 稚魚の解剖は肝臓の状態、内臓脂肪の胃−腸充満および蓄積に関してグループ間 に全く相違を示さなかった。

対照グループの稚魚は試験の当初に３．４０　ｇの平均体重、試験の終了時に３ ．９５ｇの平均体重があったが、本発明に係る飼料を給飼したグループは試験の 当初に３．５６ｇの平均体重、試験の終了時に４．１１ｇの平均体重があった。

このように成長は等しかった。

衷ｆｌｕ 穀物、他の炭水化物、魚タンパク質、脂肪、ミネラル、およびビタミンからなる 対照飼料ノＩＪ（ｌｔｌｌｌ（Ｅ（ＩＱＩＩＩＩ、　Ｂ、Ｏ，；ラットと豚にお けるタンパク質利用に影響するある因子の研究、Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎ５ｔｉ ｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｎｉｌｌａｌ　５ｃｉｅｎｃｅ（１９３７）、Ｐ２Ｏ３）に よる最近脈の見えたラットを使用する試験において、０．６重量％のピルビン酸 と０．８重量％のα−ゲトグルタレートを１．４重量％の魚タンパク質に置き換 え、そして魚タンパク質の含量減少によって表われる脂肪含量の相違を埋め合わ せるために０．１５重量％の大豆油を添加した試験飼料を対照飼料と比較して、 次の結果を得た： 大便の消化率（エロ＞、％　９１．２（１，６）　９２．４（１，０）生物価（ ＢＶ）、＄　９２．８（１，１）　９４．６（０，５）正味タンパク質 利用率　８４．７”（１，９）　８７．４°（０，７）成長、　ｇ　１３．８（ ２，３）　１３．６（１，７）飼料のタンパク質。

％Ｏ５１０，３９９，１６ かっこ内は標準開基である。

＊７生のｔ−試験に係る有意差はＰ＜０．０２飼料の全体の量（ｇ　ＤＳ）が２ グループの動物で等しいような方法で行った試験は、対照餌料中のタンパク質の １．４重量％がケト酸によって置き換えられたという事実にもかかわらず成長の 有意差を全く示さなかった。

それ自身のタンパク質を高めるために加えられたタンパク質を動物が利用する確 率を示す正味タンパク質利用率は、表１から明らかなように、試験グループの良 好な生物価（ＢＶ）に主に依存して有意差を示した。タンパク質向上効果は、こ の場合には、α〜ケトグルタレートとピルビン酸塩の組合せの添加によって説明 される。

肝臓、腎臓、および他の内臓の巨視的研究は動物のグループ間に全く相違を示さ なかった。

上記に従ってタンパク質の大きな部分をケト酸によって１き換えられた本発明に 係る飼料の組成においては、塩の量は電解質の障害を避けるために制限されるべ きである。このようにカリウム塩、マグネシウム塩、およびカルシウム塩のよう なケト酸のナトリウム塩以外の塩が存在しうる。遊離酸もまた使用できる。

１′ルコー又 を群 乎１回 Ｑ＝Ｃ−５−ＣｏＡ ロイシフ　ｄ）−イゾでフ゛口ｚ−１−イツハ゛レリハ７　ＣｏＡ　ア（Ｚｌ− アＣナーＨ了でドアぞｈしＣｏＡ アラニ／ ）ｇｓｍ ／７ｔレコースーク）レコーズー１−リン袋父うソロイシン 竿Ｇ圀 国際調査報告 １ｍｌ＜ｌｌ１ｌｌ＠Ａｌｌ　Ａｍ１ｆｔｌｌ＊Ｎ　Ｎ・　ＰＣＴ／Ｓε８９１ ００７０７国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．タンパク質の生成を維持しながらヒトおよび動物からの窒素の排出を減少さ せる方法において、入って来るタンパク質をαケトグルタル酸；αケトグルタル 酸とピルビン酸の組合せ；オキサロアセテート、またはオキサロアセテートとα ケトグルタル酸もしくはピルビン酸塩もしくは式Ｒ−ＣＯ−ＣＯＯＸ（式、Ｒは 非必須アミノ酸の一部を示し、そしてＸは水素、アルカリ金属、アルカリ土類金 属または有機塩基またはこれらの非毒性前駆物質もしくは中間体を示す）による 別のケト酸との組合せによって置き換え、それによってケト酸が、存在するタン パク質乾燥物の１〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％の量で存在すること を特徴とする窒素の排出を減少させる方法。
2. ２．ケト酸を含むヒトよび動物用食物および飼料において、入って来るタンパク 質をαケトグルタル酸；αケトグルタル酸とピルビン酸の組合せ；オキサロアセ テートまたはオキサロアセテートとαケトグルタル酸もしくはピルビン酸塩もし くは式Ｒ−ＣＯ−ＣＯＯＸ（式中、Ｒは非必須アミノ酸の一部を示し、そしてＸ は水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属または有機塩基またはこれらの非毒性 前駆物質もしくは中間体を示す）による別のケト酸との組合せによって置き換え 、それによってケト酸が、存在するタンパク質乾燥物の１〜２０重量％、好まし くは１〜１０重量％の量で存在することを特徴とする食物および飼料。
3. ３．入って来るタンパク質がα−ケトグルタル酸によって置き換えられたことを 特徴とする請求の範囲第２項記載の食物および飼料。
4. ４．２種類のケト酸が重量関係２５：７５ないし７５：２５、好ましくは４０： ６０ないし６０：４０に混合されることを特徴とする請求の範囲第２項記載の食 物および飼料。
5. ５．ピルビン酸およびα−ケトグルタル酸がケト酸として存在することを特徴と する請求の範囲第２項記載の食物および飼料。
6. ６．オキサロアセテートがケト酸として存在することを特徴とする請求の範囲第 ２項記載の食物および飼料。
7. ７．オキサロアセテートおよびα−ケトグルタル酸がケト酸として存在すること を特徴とする請求の範囲第２項記載の食物および飼料。
8. ８．オキサロアセテートおよびピルビン酸がケト酸として存在することを特徴と する請求の範囲第２項記載の食物および飼料。
9. ９．ケト酸が酸および／またはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩もしくは有 機塩基の塩の形で存在することを特徴とする請求の範囲第２項〜第８項記載の食 物および飼料。