DE60133093T2

DE60133093T2 - Zusammmensetzung enthaltend resistente stärke und ungesättigte fette

Info

Publication number: DE60133093T2
Application number: DE60133093T
Authority: DE
Inventors: Ian Lewis Gymea BROWN; Leonard Henry Storlien; Marc Andrew Tualatin BROWN; Janine Denver HIGGINS; Linda Clare Stanwell Park TAPSELL
Original assignee: Penford Australia Ltd
Current assignee: Penford Australia Ltd
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2021-04-07
Also published as: WO2001076394A1; KR20020090229A; PT1267642E; JP2003529616A; EP1267642B1; CN1433275A; DK1267642T3; CR6807A; ATE387861T1; CA2405012A1; EP1267642A4; BR0109960A; NO20024722L; US20040058890A1; HK1052618A1; JP2013010762A; US20030045504A1; NO20024722D0; ZA200207891B; EP1267642A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Regulierung des Fett- oder Lipidstoffwechsels mit Hilfe von Zusammensetzungen und Diäten, die reich an beständiger Stärke und ungesättigten Fetten sind.
Hintergrund der Erfindung
Fettsucht und Übergewicht im allgemeinen sowie eine Anzahl von Stoffwechselerkrankungen, wie etwa nicht insulinabhängiger Diabetes Mellitus, Dislipidemie, Bluthochdruck und Erkrankungen der Herzkranzgefäße sind ein weit verbreitetes Problem in großen Teilen der Welt. In vielen Fällen ist die zugrunde liegende Ursache dieser Erkrankungen die Entwicklung von Insulinresistenz. Die Faktoren, die zum Auftreten und der Entwicklung von Insulinresistenz beitragen, wurde noch nicht vollständig aufgeklärt, aber der Typ von Fett und/oder Kohlenhydrat in der Ernährung wurden als kritische Faktoren identifiziert (Storlien et al., 1993, Diabetes, 42: 457–462).
Essbare Stärke ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Kohlenhydrataufnahme, besteht aus zwei Typen von Glukosepolymer, nämlich Amylose und Amylopektin. Amylose ist ein lineares Polymer von Glukoseresten, die durch α-(1-4)-Bindungen verbunden sind, während Amylopektin ein verzweigtes Polymer aus Glukoseresten ist, die durch α-(1-4)- und α-(1-6)-Bindungen verbunden sind.
Es ist bekannt, dass die Aufnahme auf Amylopektinstärke einen schnellen und verlängerten Anstieg der Plasmakonzentrationen von Insulin und Glukose verursacht, was als auf lange Sicht für die Insulinempfindlichkeit des ganzen Körpers schädlich postuliert wurde. Bei Menschen ist die Aufnahme von Nahrungsmitteln, die einen langen Anstieg der postprandialen Plasmaglukosekonzentration verursachen, auch mit einer erhöhten Konzentration von freien Fettsäuren im Plasma verbunden. Dieser Anstieg der Plasmakonzentration von freien Fettsäuren verursacht eine Verminderung der Glukoseoxidation, vermutlich über den Glukose-Fettsäure-Zyklus, was die Insulinempfindlichkeit beeinträchtigen kann.
Asp, N. G. (1997). Advances in Experimental Medicin, vol. 427, p. 201–210 offenbart verschiedene physiologische Wirkungen von beständiger Stärke, wie etwa Darmfermentation, Verminderung des glykämischen Index, Verbesserung der Mineralabsorbtion und Verminderung von Plasmacholesterin.
EP-A-550 060 offenbart eine Zusammensetzung, umfassend eine enzymbeständige Stärke, die das Blutcholesterin und das Fettsucht-Risiko reduziert.
US-A-5 776 887 offenbart eine Ernährungszusammensetzung für die diätische Behandlung von Diabetikern, umfassend langsam absorbiertes Kohlenhydrat, vorzugsweise beständige Stärke, und offenbart auch verschiedene Zusammensetzungen mit beständiger Stärke und Fetten in verschiedenen Konzentrationen.
DE-A-1 950 399 3 offenbart Zusammensetzungen, umfassend n-3-Fettsäuren und beständige Stärke, um die Glukosetoleranz, Insulinresistenz oder Hyperlipidämie in Fällen von Fettsucht oder Diabetes Mellitus zu verbessern.
WO-A-00 385 37 offenbar Nahrungsmittel, umfassend beständige Stärke mit ungesättigten Fettsäuren zur Verhütung einer colorektalen Erkrankung, kardiovaskulären Erkrankung und zum Vermindern des glykämischen Index. Eine spezifische Ausführungsform offenbart einen Müsliriegel mit beständiger Stärke und hoch ungesättigten Fettsäuren.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegenden Erfinder haben nun gezeigt, dass die Aufnahme einer an beständiger Stärke und ungesättigten Fettsäuren oder Lipiden reichen Diät in erwünschten Wirkungen auf den Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel resultiert. Insbesondere wurde gezeigt, dass die Aufnahme einer an beständiger Stärke und ungesättigten Fetten oder Lipiden reichen Diät zu einem Anstieg der Fettoxidation führt.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung zur Aufnahme in einer einzelnen Mahlzeit gemäß Anspruch 1 bereit.
Vorzugsweise liegt das ungesättigte Fett in einem Anteil von mindestens 25 Gew.-% des Gesamtfettgehalts vor.
Vorzugsweise wird das ungesättigte Fett hauptsächlich ausgewählt aus mehrfach ungesättigten Fetten mit einer guten Balance zwischen Omega-3 und Omega-6-Typen, und einfach ungesättigten Fetten.
In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Nahrungsmittel bereit, umfassend eine Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung.
Die Zusammensetzung oder das Nahrungsmittel kann beispielsweise in der Form einer Tablette, eines Nahrungsmittels, eines Bestandteils einer vorverpackten Mahlzeit oder eines Bestandteils einer kalorienkontrollierten Diät vorliegen.
In einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 16 bereit.
Genaue Beschreibung der Erfindung
ZUSAMMENSETZUNGEN UND NAHRUNGSMITTEL
Die vorliegende Erfindung stellt Zusammensetzungen bereit, umfassend hohe Konzentrationen von beständiger Stärke und ungesättigtem Fett.
Wie in dieser Beschreibung verwendet schließt der Begriff „beständige Stärke" jene Formen ein, die als RS1, RS2, RS3 und RS4 definiert sind, wie definiert in Brown, McNaught and Moloney (1995) Food Australia 47: 272–275. In der vorliegenden Erfindung können entweder modifizierte oder nicht modifizierte beständige Stärken oder Gemische davon verwendet werden. Eine bestimmte beständige Stärke kann das Produkt von vielfachen Modifikationen sein. Modifizierte beständige Stärken schließen Abbauprodukte, wie etwa beständige Maltodextrine, ein.
Eine Form von beständiger Stärke, die in der vorliegenden Erfindung besonders geeignet ist, ist Stärke, die beständige Stärke enthält. Vorzugsweise weisen die Stärken einen Amylosegehalt von mindestens 40% (w/w) auf, obwohl der Amylosegehalt der Stärken variieren kann, abhängig von der Pflanzenspezies aus der die Stärke erhalten wurde. In einer bevorzugten Form stammt die Stärke aus Mais mit einem Amylosegehalt von mindestens 70% (w/w), mindestens 80% (w/w) oder mindestens 90% (w/w). Die Stärke kann auch chemisch, physikalisch oder enzymatische behandelt oder modifiziert sein. Chemische Modifikation kann Oxidation, Quervernetzung, Veretherung, Veresterung, Ansäuerung, Dextrinisation oder Gemische davon sein. Physikalische Modifikation schließt Wärme-Feuchtigkeits-Behandlung ein.
Vorzugsweise sind die beständigen Stärken von Mais (Corn) abgeleitet oder daraus erhalten. Es wird jedoch angenommen, dass andere Quellen von beständiger Stärke in der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnten. Beispiele schließen Getreide, wie etwa Hirse, Weizen, Gerste, Hafer, Tritikale, Mais und Reis, Knollen, wie etwa Kartoffeln und Tapioka, Hülsenfrüchte, wie etwa Erbsen, und Andere, einschließlich Stärken, die von herkömmlichen Inzucht-Bruttechniken oder von genetisch modifizierten Pflanzenspezies abgeleitet sind.
Stärken können auch mit einer Anzahl von physikalischen oder chemischen Mitteln behandelt werden um den Gehalt an beständiger Stärke zu verstärken. Wenn die Stärke von einer genetisch nicht-modifizierte Pflanzenspezies erhalten wurde, kann die erhaltenen behandelte Stärke als nicht-GMO beständige Stärke bezeichnet werden. Für eine Vielzahl von Gründen, betreffend die Regulierung von GMO-Nahrungsmittel und den Vorliegen des Verbrauchers kann es wünschenswert sein nur nicht-GMO Stärke, entweder behandelt oder unbehandelt, in den Zusammensetzungen der Erfindung zu verwenden.
Ein bevorzugtes Behandlungsmittel ist die Wärmebehandlung von Stärke in Gegenwart von Feuchtigkeit (Wärme-Feuchtigkeits-Behandlung), welche durch eine Vielzahl von Verfahren erreicht werden kann, einschließlich Erwärmen unter negativem, atmosphärischem oder positivem Druck und erhöhter Feuchtigkeit, oder zyklische Techniken durch verschiedene Temperaturen und Drücke. Das Erwärmen kann in der Größenordnung von 100 bis 180°C, vorzugsweise um 120 bis 150°C erfolgen und das Feuchtigkeitsniveau liegt bei 10 bis 80%, vorzugsweise bei 20 bis 60%. Wiederholtes Autoklavieren und schnelles Kühlen kann auch zum Erhöhen des Gehalts an beständiger Stärke in Stärken verwendet werden. Es wird angenommen, dass diese Verfahren und Bedingungen verändert werden können um den gewünschten Anstieg an Konzentration von beständiger Stärke in der behandelten Stärke zu erreichen.
Die Behandlung kann auch Lösungsmittelextraktion sein um Fette und/oder Mineralien aus der Stärke zu entfernen.
In WO 94/030 49 und WO 94/143 42 werden Stärken mit hohem Amylosegehalt offenbart, welche beständige Stärken sind, und Maisstärke mit Amylosegehalt von 50% (w/w) oder mehr, insbesondere 80% (w/w) oder mehr, Reisstärken mit einem Amylosegehalt von 27% (w/w) oder mehr oder Weizenstärke mit 35% (w/w) oder mehr einschließen. Ferner bestimmte Korngrößenbereiche von Stärken mit einem Amylosegehalt von 50% oder mehr und erhöhtem Gehalt an beständiger Stärke, wobei diese Stärken Mais, Gerste und Hülsenfrüchte einschließen. Diese Erfindung ist jedoch nicht auf diese Formen von beständiger Stärke beschränkt. Beispielsweise können andere Formen von beständiger Stärke aus Quellen wie Bananen und Knollen, wie etwa Kartoffeln, und modifizierten Formen davon abgeleitet werden.
Chemische Modifikationen, wie etwa Oxidation, Quervernetzung, Verethern, Verestern, Ansäuern, Dextrinisation und dergleichen, sind im Stand der Technik als geeignete chemische Behandlungen gut bekannt. Auf ähnliche Weise können andere Modifikationen physikalisch, enzymatisch oder auf andere dem Fachmann gut bekannte Weise induziert werden.
Es kann auch nützlich sein den Grad der Enzymzugänglichkeit der beständigen Stärke zu modifizieren durch Ändern der Konformation oder Struktur der Stärke. Beispiele schließen Verdünnen mit Säure oder Enzym und Quervernetzung unter Verwendung bifunktioneller Reagenzien, Wärme/Feuchtigkeitsbehandlung und thermisches Tempern ein. Das Modifizieren der Stärke kann auch durch Manipulieren der kristallinen Natur der Stärke durchgeführt werden. Solche Modifikationsmethoden sind im Stand der Technik bekannt, und Stärken, die durch diese Verfahren produziert werden, waren für die vorliegende Erfindung geeignet.
Vorzugsweise wird die beständige Stärke auch Stärken aus Mais, Hirse, Reis, Gerste, Hafer, Tritikale, Weizen, Hülsenfrüchten, Kartoffeln oder Bananen abgeleitet. Da der Amylosegehalt von einigen Stärken mit dem Gehalt an beständiger Stärke in Beziehung zu stehen scheint ist eine bevorzugte Ausführungsform die Verwendung von Stärken mit einem Amylosegehalt von mindestens 40% (w/w). Beständige Stärken, die aus Maisstärke erhalten oder abgeleitet wurde, wurde als für die vorliegende Erfindung besonders geeignet gefunden. In vielen Pflanzen, die Stärke enthalten, muss der Amylosegehalt nicht auf die hohen Konzentrationen ansteigen, die in Mais gefunden werden, um für diese die Eigenschaften von beständiger Stärke zu zeigen. Diese Eigenschaften sind oftmals in Weizen [+35% Amylose], Bananen und Gerste [+30% Amylose], Kartoffeln, Hülsenfrüchten und Reis [+27% Amylose] zu finden. Die Menge von beständiger Stärke kann durch die Beständigkeit des Stärkenkörnchens oder des von Stärke abgeleiteten Materials gegen den Angriff durch Amylasen gezeigt werden, unabhängig von dessen Amylosegehalt. Der Amylosegehalt kann jedoch als ein Indikator dienen ob das Stärkenkörnchen diese Eigenschaft der Beständigkeit gegen Amylolyse zeigen wird.
Maisstärken mit einem Amylosegehalt von mindestens 70% (w/w), mindestens 80% (w/w) oder mindestens 90% (w/w) sind bevorzugt, da diese Stärken hohe Gehalte an Stärken Körnchen enthalten, die beständige Stärke bilden.
Der Begriff „ungesättigte Fette" schließt ungesättigte Fettsäureester in sowohl fester und flüssiger Form ein. Die Begriffe Fette, Öle, Fettsäuren und Lipide werden hier als untereinander austauschbar verwendet.
Vorzugsweise ist das Fett ein einfach ungesättigtes Fett, ein mehrfach ungesättigtes Fett, ein Omega-3-Fett oder ein Omega-6-Fett. Weitere pflanzliche Triglyceride, die für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind, schließen jene ein, die aus Samen, Bohnen, Früchten, Nüssen und anderem Pflanzenmaterial erhalten werden, wobei diese oftmals durch mechanisches Aufbrechen und/oder Lösungsmittelextraktion erhalten werden. Beispiele, die besonders geeignet zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind, sind Sonnenblumenöl, einschließlich hoher und mittlerer Ölvarianten, Sojabohnenöl, Baumwollsamenöl, Canola- oder Rapssamenöl, einschließlich mit niedrigem Linoleningehalt und anderen modifizierten Varianten, Flachs- oder Leinsamenöl, einschließlich Varianten mit hohem Linoleningehalt [Linola], Mais- oder Cornöl, Olivenöl, Erdnussöl, Reiskleieöl, Palmöl und fraktionierte Palmöle, Palmkernöl, Kokosnussöl und dergleichen.
Triglyceride von tierischem Ursprung können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden und schließen jene ein, die aus Milch und der Verarbeitung von Kalb, Schaf und Fisch erhalten werden. Bevorzugte Beispiele schließen n-3-mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFAs) und n-6-PUFAs, wie etwa Fischöle ein.
Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen hohen Konzentrationen von beständiger Stärke und hohe Konzentrationen von ungesättigtem Fett als einen Anteil am Kohlenhydrat/Fett-Gehalt im Vergleich zu typischen Nahrungsmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln. Insbesondere umfassen die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung mindestens 5 g beständige Stärke und mindestens 2 g ungesättigtes Fett.
Daher können die Zusammensetzungen mindestens 5, 10, 15 oder 20 g beständige Stärke umfassen. Da es eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist, die Nahrungsmittelstärke vom nicht beständigen Typ, wie etwa Amylopektinstärke, mit beständiger Stärke zu ersetzten, ist es bevorzugt, dass die beständige Stärke als ein signifikanter Anteil des Gesamtstärkegehalts der Zusammensetzung vorliegt. Beispielsweise kann die beständige Stärke in einem Anteil von mindestens 10 Gew.-% des Gesamtstärkegehalts, vorzugsweise mindestens 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70 oder 80 Gew.-% des Gesamtstärkegehalts vorliegen. Ebenso ist es bevorzugt, dass die beständige Stärke als ein signifikanter Anteil des Gesamtkohlenhydratgehalts der Zusammensetzung vorliegt. Beispielsweise kann die beständige Stärke in einem Anteil von mindestens 20 Gew.-% des Gesamtkohlenhydratgehalts, vorzugsweise mindestens 25, 30, 35, 40, 50, 60 oder 75 Gew.-% des Gesamtkohlenhydratgehalts vorliegen. Typische beständige Stärken, die in den Zusammensetzungen vorhanden sein können, sind vorstehend beschrieben.
In Bezug auf den Fett/Lipid-Gehalt umfassen die Zusammensetzungen typischerweise mindestens 2 g an ungesättigtem Fett oder dessen Äquivalent. Beispielsweise können die Zusammensetzungen mindestens 3, 4, 5, 6 oder 8 g an ungesättigtem Fett umfassen [höher für Nahrungsmittelaufstriche, wie etwa Margarine]. Es ist bevorzugt ungesättigtes Fett aufzunehmen, so dass das Verhältnis von beständiger Stärke zu ungesättigtem Fett von etwa 1:1 bis 1:2 beträgt, obwohl das Verhältnis für ein einzelnes Nahrungsmittel, dass im Kontext der Diät eines Individuums verwendet wird, deutlich verschieden sein kann.
Da eines der Ziele der vorliegenden Erfindung das Ersetzen von gesättigten Fetten mit ungesättigten Fetten ist, um die erwünschten Stoffwechselwirkungen zu erreichen, von denen nun gezeigt wurde, dass sie Auftreten wenn sowohl beständige Stärke und ungesättigte Fette ein signifikantes Element der Ernährung eines Individuums bilden, ist es bevorzugt, dass das ungesättigte Fett als ein signifikanter Anteil des Gesamtfettgehalts der Zusammensetzung vorliegt. Beispielsweise kann das ungesättigte Fett in einem Anteil von mindestens 25 Gew.-% des Gesamtfettgehalts, vorzugsweise mindestens 35, 50, 75 oder 80 Gew.-% des Gesamtstärkengehalts vorliegen. In einer Ausführungsform liegt in der Zusammensetzung im wesentlich kein gesättigtes Fett vor. Typische ungesättigte Fett, die in der Zusammensetzung enthalten sein können, sind vorstehend beschrieben.
Die Zusammensetzungen können ferner andere Kohlenhydratquellen als beständige Stärke, gesättigtes Fett, Geschmacksmittel, Vitamine, Mineralien, Elektrolyte, Spurenelemente und herkömmliche Additive enthalten. Proteine, insbesondere Proteine, die gegen Verdauung beständig sind und „Bypass Proteine oder beständige Proteine" genannt werden, können auch enthalten sein, um eine optimale physiologische Wirkung oder Verwertung sicher zu stellen.
Falls irgendeiner dieser optionalen Inhaltsstoffe nicht in der Zusammensetzung der Erfindung vorliegt sollten sie normalerweise als ein Ergänzungsmittel zu der Zusammensetzung der Erfindung in anderen Elementen der Ernährung ergänzt werden, so dass eine adäquate Zufuhr aller essentiellen Nahrungsmittelinhaltsstoffe sichergestellt ist. Falls die Zusammensetzung der Erfindung dafür gedacht ist einen wesentlichen Teil der Nahrungsaufnahme eines Individuums bereit zu stellen sind die optionalen Inhaltsstoffe vorzugsweise vorhanden, so dass eine separate Aufnahme davon vermieden werden kann. Dies ist insbesondere für übergewichtige oder fettsüchtige Individuen, die sich in einer Behandlung zur Gewichtsverminderung befinden, von Bedeutung, da es hier wichtig ist, dass alle essentiellen Nahrungsmittelinhaltsstoffe in den empfohlenen Mengen bereitgestellt werden.
Vitamine und Mineralien können zu der Zusammensetzung gemäß den von den Gesundheitsbehörden festgesetzten Grenzen zugegeben werden. Die Zusammensetzung der Erfindung kann alle empfohlenen Vitamine und Mineralien enthalten. Die Vitamine schließen typischerweise A, B1, B2, B12, Folsäure, Niacin, Panthoteninsäure, Biotin, C, D, E und K ein. Die Mineralien schließen typischerweise Eisen, Zink, Jod, Kupfer, Mangan, Chrom und Selen ein. Elektrolyte, wie etwa Natrium, Kalium und Chloride, Spurenelemente und andere herkömmliche Zusatzstoffe werden auch in den empfohlenen Mengen zugegeben.
Die Zusammensetzung der Erfindung kann jegliche Form aufweisen, die zum Konsum durch Menschen oder Tiere geeignet ist, wie etwa ein Nahrungsmittel oder ein Getränk. In einer Ausführungsform ist die Zusammensetzung ein Pulvergemisch, welches löslich, suspendierbar, dispergierbar oder emulgierbar in einer Wasser enthaltenden Flüssigkeit, wie etwa Wasser, Kaffee, Tee oder Fruchtsaft, ist. Für diesen Zweck kann die Zusammensetzung in einer Verpackung verpackt werden, die zum Abdecken der gesamten Ernährungserfordernisse für eine definierte Zeitdauer, wie etwa 3 Tage oder 1 Woche, gedacht ist, wobei die Zusammensetzung in geeignete Untereinheiten einer täglichen Dosis geteilt wird, vorzugsweise 4 bis 5 Untereinheiten für Frauen und 4 bis 6 Untereinheiten für Männer pro täglicher Dosis, die separat verpackt werden bevor sie in die Verpackung gepackt werden, oder die Verpackung wird mit Mitteln zum Proportionieren solcher Untereinheiten ausgestattet.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Zusammensetzung der Erfindung eine flüssige Nahrungsmittelzubereitung in einer Wasser enthaltenden Flüssigkeit, in welcher die festen Inhaltsstoffe in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-% gelöst, suspendiert, dispergiert oder emulgiert sind. Wenn die flüssige Nahrungsmittelzubereitung zum Trinken gedacht ist wird sie üblicherweise ein Geschmacksmittel wie vorstehend diskutiert umfassen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Zusammensetzung der Erfindung in der Form einer festen Zusammensetzung vorliegen, wie etwa einem Nahrungsmittelriegel, einem Fruchtriegel, einem Plätzchen, oder einem Gebäckprodukt, wie etwa Kuchen, Brot oder Muffin, oder einem Molkereiprodukt, wie etwa einem Aufstrich oder einer Margarine mit niedrigem Fettgehalt.
Die Zusammensetzungen können auch einen Teil oder die Gesamtheit einer vorverpackten Mahlzeit bilden, einschließlich gekühlter und gefrorener Fertigmahlzeiten.
Die Zusammensetzungen können auch als Tabletten formuliert werden. Da die Mengen der beständigen Stärke und des ungesättigten Fetts als auch andere Inhaltsstoffe, wie etwa Bindemittel und Geschmacksmittel, in Zusammensetzungen von mindestens 7 bis 8 g resultieren können die Tabletten relativ groß sein. Folglich werden die Tabletten typischerweise so formuliert, dass sie vor dem Schlucken gekaut werden können. Alternativ können die Zusammensetzungen in eine Anzahl von Tabletten unterteilt werden.
Daher können die Zusammensetzungen der Erfindung beispielsweise in der Form von Mahlzeiten, Getränken, Pulvern, Tabletten, Gesundheitsnahrungsmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln und Tiernahrungsmitteln für den Konsumenten bereitgestellt werden.
Die Zusammensetzungen können einen Teil oder die Gesamtheit einer kalorienkontrollierten Diät, beispielsweise einer kalorienkontrollierten Diät mit einem Energiegehalt von 800 bis 1200 Kilokalorien pro Tag oder mehr als 1200 Kilokalorien pro Tag, wie etwa mehr als 2000 Kilokalorien pro Tag, bilden.
HERSTELLUNG VON NAHRUNGSMITTELN MIT HOHEM GEHALT AN BESTÄNDIGER STÄRKE UND UNGESÄTTIGTEN FETTEN
Zusammensetzungen der Erfindung und Nahrungsmittel mit hohem Gehalt an beständiger Stärke und ungesättigten Fetten sind als eine teilweise oder vollständige Ersetzung der Kohlenhydrat- und Fettaufnahme in der normalen Ernährung von Individuen gedacht. Ein Verfahren, die notwendige Ersetzung zu erreichen, ist die Bereitstellung von Nahrungsergänzungsmitteln zusammen mit einer Verminderung der Mengen von Nahrungsmitteln oder bestimmten Nahrungsmittelformen in der bestehenden Ernährung eines Individuums. Ein anderes Verfahren ist die Bereitstellung von normalen Nahrungsmittelformen, in welchen der Kohlenhydrat- und Fettgehalt und die Zusammensetzung modifiziert wurden, um ein Nahrungsmittel bereitzustellen mit erhöhten Konzentrationen von beständiger Stärke und ungesättigtem Fett (und niedrigeren Konzentrationen von nicht beständiger Stärke, Kohlenhydrat und gesättigtem Fett).
Dem gemäß stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung der Erfindung bereit, wobei das Verfahren umfasst Ersetzen von (i) einem Teil oder der Gesamtheit des Kohlenhydratgehaltes einer Zusammensetzung mit beständiger Stärke und (ii) eines Teils oder der Gesamtheit des Gehaltes an gesättigtem Fett einer Zusammensetzung mit ungesättigtem Fett.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittels der vorliegenden Erfindung kann das Substituieren einer oder mehrerer Nahrungsmittelkomponenten mit einer oder mehreren Nahrungsmittelkomponenten umfassen, die einen höheren Gehalt an beständiger Stärke aufweisen, und Substituieren eines Teils oder der Gesamtheit der gesättigten Fette mit ungesättigten Fetten, um den Anteil an beständiger Stärke zu erhöhen, den Anteil von ungesättigten Fetten zu erhöhen und den Anteil von gesättigten Fetten zu vermindern.
Dies kann durch einfache Substitution der Inhaltsstoffe bei der Herstellung und/oder Verarbeitung der Inhaltsstoffe, Zwischenprodukte oder Endprodukte erreicht werden, um den Gehalt an beständiger Stärke und/oder ungesättigtem Fett zu erhöhen. Eine Diskussion von geeigneten Quellen von Inhaltsstoffen mit hohem Gehalt an beständiger Stärke und gesättigten Fetten ist vorstehend bereitgestellt sowie auch Verfahren zum Erhöhen des Anteils von beständiger Stärke in Stärken. Vorzugsweise wird der Gehalt an beständiger Stärke auf mindestens 20 Gew.-% des gesamten Kohlenhydratgehalts des Nahrungsmittels oder der Zusammensetzung, vorzugsweise mindestens 30, 40, 50 oder 70 Gew.-% erhöht. Vorzugsweise wird der Gehalt an ungesättigtem Fett auf mindestens 20 Gew.-% des Gesamtfettgehalts des Nahrungsmittels oder der Zusammensetzung, stärker bevorzugt mindestens 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 oder 100 Gew.-% erhöht.
Die vorstehenden Nahrungsmittel oder Zusammensetzungen können unter Verwendung von normalen Nahrungsmittelherstellungstechnologien, die im Stand der Technik bezüglich irgendeines bestimmten Nahrungsmittels oder einer Zusammensetzung bekannt sind, hergestellt werden.
Das Ausmaß um das der Gehalt an beständiger Stärke und ungesättigtem Fett erhöht werden kann variiert für verschiedene Nahrungsmitteltypen. Beispielsweise ist die gegenwärtig erhältliche Menge von beständiger Stärke in weißem Brot etwa 1 Gew.-% und die Menge an Fett (hauptsächlich als mehrfach ungesättigte Fettsäuren) beträgt etwa 2,5 Gew.-%. Der Gehalt an beständiger Stärke von Brot kann auf bis zu 6 bis 12 Gew.-% erhöht werden. Die Menge an Fett kann auf bis zu mindestens 6% in normalem weißen Brot (und bis zu mindestens 30% in Spezialnahrungsmitteln) erhöht werden.
MODULIEREN DES KOHLENHYDRAT/FETT-STOFFWECHSELS
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Modifizieren der Ernährung eines Individuums durch Erhöhen von dessen Aufnahme an beständiger Stärke zusammen mit dem Ersetzen der gesättigten Fette mit ungesättigten Fetten, um die gewünschten Stoffwechselwirkungen zu erreichen. Beispielsweise können die Konzentrationen von beständiger Stärke und ungesättigten Fetten, wie etwa mehrfach ungesättigten Fettsäuren, im Vergleich mit der bestehenden Nahrungsaufnahme des Individuums erhöht werden. Insbesondere kann der Anteil an beständiger Stärke in Bezug auf die Gesamtnahrungsmittel-Kohlenhydrataufnahme und der Anteil der ungesättigten Fette, wie etwa mehrfach ungesättigten Fettsäuren, in Bezug auf die Gesamtnahrungsmittel-Fettaufnahme erhöht werden.
Diese Veränderung der Ernährung eines Individuums kann entweder durch einen Gesamternährungsansatz oder durch einen einzelnen Nahrungsmittelansatz erreicht werden, wobei Zusammensetzungen der Erfindung, die reich an beständiger Stärke und ungesättigten Fetten sind, verabreicht werden.
Wenn der Gesamternährungsansatz verwendet wird, können die erhöhten Konzentrationen von beständiger Stärke durch ein Nahrungsmittel oder eine Nahrungsmittelgruppe bereitgestellt werden und die erhöhten Konzentrationen von ungesättigten Fetten, wie etwa mehrfach ungesättigten Fettsäuren, können durch ein anderes Nahrungsmittel oder eine Nahrungsmittelgruppe bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein Backprodukt, wie etwa Brot, das spezifisch so formuliert wurde, dass es reich an beständiger Stärke ist, zusammen mit einem Molkereiaufstrich bereitgestellt werden, der so formuliert ist, dass er reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren ist.
Zusätzlich haben wir gefunden, dass die Transkription von c-Fos im lateralen Hypothalamus (LH), ventromedialen hypothalamischen Nucleus (VMH), paraventrikulären hypothalamischen Nucleus (PVH), arcuraten hypothalamischen Nucleus (Arc) und dorsomedialen hypothalamischen Nucleus (DMH) signifikant moduliert wird (sieh 6). Die Transkribierung von c-Fos ist ein Indikator für die neuronale Aktivität (Xin et al., 2000, Brain Research Bulletin, 52: 235–242). Da von diesen Regionen des Gehirns bekannt ist, dass sie eine Rolle bei der Regulierung der Energiebalance und der Sättigung spielen ist die Beobachtung, dass die Transkriptionsaktivität/neuronale Aktivität in diesen Regionen durch Ernährungsveränderungen betroffen ist, wichtig.
Beispielsweise kann ein Individuum auf eine Diät gesetzt werden, so dass in den kombinierten Mahlzeiten die kombinierten Mahlzeiten mindestens 10 g beständige Stärke enthalten oder mindestens 5 g mehr als eine vergleichbare Mahlzeit, die eine hohe Menge an leicht verdaulichen Stärken enthält. Es wurde gefunden, dass der Konsum von mindestens 15 g, vorzugsweise mindestens 20 g und am stärksten bevorzugt etwa 30 g an gesamter beständiger Stärke pro Tag mit den Mahlzeiten einen verbesserten Fettstoffwechsel von Fett, d. h. eine erhöhte Oxidation von Nahrungsmittelfetten und/oder Mobilisierung und Verwertung von gespeicherten Fetten in einem Individuum bereitstellt.
Vorzugsweise stellt die hohe Kohlenhydratdiät reich an beständiger Stärke ungefähr 50% (es kann höher oder niedriger sein) der erhältlichen Kalorien in Form von Kohlenhydraten bereit, mit mindestens 5 g, vorzugsweise 10 g, stärker bevorzugt mindestens 20 g, noch stärker bevorzugt mindestens 25 g, und am stärksten bevorzugt mindestens 30 g beständiger Stärke pro Tag. Der Konsum mindestens 5 g beständiger Stärke, vorzugsweise mindestens 10 g in einer einzelnen Mahlzeit wird auch eine günstige Wirkung auf die Erhöhung der Fettoxidation aufweisen.
Zusätzlich kann die Diät auch einen erhöhten Anteil an ungesättigten Fetten umfassen. Vorzugsweise beträgt die Menge an ungesättigtem Fett in der Diät soviel, dass mindestens 50% der erhältlichen Kalorien aus Fett durch das ungesättigte Fett bereitgestellt werden, stärker bevorzugt mindestens 70%.
Der Atmungsquotient (RQ) ist das molare Verhältnis von produziertem Kohlendioxid (CO₂) zu verbrauchtem Sauerstoff (O₂) und dieses Verhältnis hängt von der Energiequelle ab, die vom Körper verwertet wird. Der RQ beim Oxidieren von Kohlenhydrat als die einzige Energiequelle beträgt theoretisch 1,00 der RQ beim oxidieren von Lipiden als die einzige Energiequelle beträgt theoretisch 0,71. Gemischte Diäten resultieren in einem RQ, der zwischen diesen beiden theoretischen Werten variiert.
Die hier gezeigten Ergebnisse zeigen, dass der RQ vermindert wird bei Individuen, die eine Diät konsumieren, die reich an beständiger Stärke ist (siehe 13). Dies zeigt an, dass die beständige Stärke eine Verschiebung in der Mobilisierung der Energiequelle verursacht, die Fettoxidation über Kohlenhydratoxidation favorisiert.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können verwendet werden, um eine Erhöhung der Fettoxidation (was durch eine Verminderung des RQ belegt wird) zu erreichen.
In dieser Beschreibung wird das Wort „umfassend" oder Variationen davon wie etwa „umfasst" oder „umfassen", wenn es der Kontext nicht anders erfordert, so verstanden, dass es den Einschluss des genannten Elements, der ganzen Zahl oder Schritts, oder Gruppe von Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten, aber nicht den Ausschluss von irgendeinem anderen Element, ganzen Zahl oder Schritt oder Gruppe von Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten impliziert.
Um die vorliegende Erfindung besser verstehen zu können, werden bevorzugte Formen davon unter Bezug auf die folgenden Beispiele und Zeichnungen, die nur veranschaulichend und nicht beschränkend sind, beschrieben.
Beschreibung der Figuren
1: Postprandiale Plasmaglukosekonzentrationen als Reaktion auf a) gekochte oder b) nicht gekochte Stärken mit verschiedenen Amylosekonzentrationen. Die Werte für jede Diätgruppe (n = 7) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt.
2. Postprandiale Plasmainsulinkonzentrationen als Reaktion auf a) gekochte oder b) nicht gekochte Stärken mit verschiedenen Amylosekonzentrationen. Die Werte für jede Diätgruppe (n = 7) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt.
3. Ansteigende Fläche unter Kurve (AUC) für a) Glukose und b) Insulin als Antwort auf Mahlzeiten mit verschiedenen Amylosekonzentrationen. (*) bedeutet einen signifikanten Unterschied (p = 0,05) von der Gruppe mit 0% Amylose in der gleichen Kategorie (d. h. gekocht oder nicht gekocht). (#) bedeutet einen signifikanten Unterschied (p = 0,05) von der nicht gekochten Stärke der gleichen Amylosekonzentration. Die Werte für jede Diätgruppe (n = 7) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt.
4. a) Plasmaglukosekonzentrationen (mmol/L) für die vier Ernährungsgruppen als Reaktion auf eine 2 ständige intravenöse Glukosebelastung (10%). Die Werte für jede Ernährungsgruppe (n = 12) sind als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt. Die Diät mit gesättigtem Fett/Amylopektin (Sat/AP) ist von der Diät mit der n-3/Amylopektin (N-3/AP) signifikant verschieden (p = 0,05), während die n-3/Amylosediät (N-3/AL) von der n-3/Amylopektindiät (N-3/AP) signifikant verschieden ist (p = 0,001). b) Plasmainsulinkonzentrationen (ng/ml) für die vier Ernährungsgruppen als Reaktion auf eine 2 ständige intravenöse Glukosebelastung (10%): Die Werte für jede Ernährungsgruppe (n = 12) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt. Die Diät mit gesättigtem Fett/Amylose (Sat/AL) ist von der Diät mit n- 3/Amylose (N-3/AL) signifikant verschieden (p = 0,001), während die Diät mit n-3/Amylopektin (N-3/AP) von der Diät mit n-3/Amylose (N-3/AL) signifikant verschieden ist (p = 0,05).
5. Fastenplasmaleptinkonzentrationen (ng/ml) in den vier Ernährungsgruppen, auf ein 16-wöchiges Diätprotokoll folgend. Die Werte für jede Ernährungsgruppe (n = 12) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt. Es gibt signifikante Unterschiede zwischen den Stärkegruppen (p = 0,05) aber nicht zwischen den Fettgruppen.
6. c-Fos-Aktivierung unter Fasten von verschiedenen hypothalamischen Regionen des Gehirns in den vier Ernährungsgruppen, auf ein 16-wöchiges Diätprotokoll folgend. Die Werte für jede Ernährungsgruppe (n = 5, n = 1 für die Gruppe mit gesättigtem Fett/Amylose) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt. Die c-Fos-Werte für die verschiedenen Regionen des Gehirns waren statistisch signifikant bei (p = 0,001) für DMH, (p = 0,01) für ARC, (p = 0,005) für LHA, (p = 0,001) für PVN, und (p = 0,05) für VMH. [Legende: lateraler Hypothalamus (LH), ventromedialer hypothalamischer Nucleus (VMH), paraventrikulärer hypothalamischer Nucleus (PVH), arcuater hypothalamischer Nucleus (Arc) und dorsomedialer hypothalamischer Nucleus (DMH))].
7. Lipogenesegeschwindigkeit (Mikrogrammatom H/min/g) bei einer 1 Stunde und 2 Stunden in braunem adipösem Gewebe (BAT) als Reaktion auf Stärken mit verschiedenen Amylosekonzentrationen. Die Werte für jede Ernährungsgruppe (n = 8) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt. Ratten, die mit Amylose und Amylopektin gefüttert wurden, waren beim Zeitpunkt nach 2 Stunden signifikant verschieden (p = 0,01).
8. Lipogenesegeschwindigkeit (Mikrogrammatom H/min/g) bei 1 Stunde und 2 Stunden in gastrocnemiösen Muskelgewebe als Reaktion auf Stärken mit verschiedener Amylosekonzentration. Die Werte für jede Diätgruppe (n = 8) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt.
9. Lipogenesegeschwindigkeit (Mikrogrammatom H/min/g) bei 1 Stunde und 2 Stunden in Lebergewebe als Reaktion auf Stärken mit verschiedener Amylosekonzentration. Die Werte für jede Ernährungsgruppe (n = 8) werden als Mittelwerte ± s. e. ausgedrückt.
10. Lipogenesegeschwindigkeit (Mikrogrammatom/H/min/g) bei einer Stunde und zwei Stunden in Lebergewebe als Reaktion auf Stärken mit verschiedener Amyloskonzentration. Die Werte für jede Diätgruppe (n = 8) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt.
11. Lipogenesegeschwindigkeit (Mikrogrammatom H/min/g) bei 1 Stunde und 2 Stunden in Lebergewebe als Reaktion auf Stärken mit verschiedener Amylosekonzentration. Die Werte für jede Ernährungsgruppe (n = 8) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt.
12. Glukogenesegeschwindigkeit (Mikorgrammatom h/min/g) bei 1 Stunde und 2 Stunden in gastronemiösen Muskelgewebe als Reaktion auf Stärken mit verschiedener Amylosekonzentration. Die Werte für jede Diätgruppe (n = 8) werden als Mittelwert ± s. e. ausgedrückt.
13. Änderung des RQ als Reaktion auf beständige Stärken in der Diät. Zwei Wochen nach dem Beginn einer DS oder RS Diät (Tag 14) wurden die Testsubjekte für eine Blutprobe nach dem Fasten und einem 3 ständigen Mahlzeittest zurückgebracht. Die Testmahlzeit bestand aus 60 g Frühstückscerealien, 250 ml leichter weißer Milch, einer Scheibe Brot (getoastet), ein Muffin (getoastet), 10 g Canolamargarine und 20 g Marmelade. Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± SEM ausgedrückt (n = 12 für feste DS Zyklen, n = 11 für offene RS Zyklen). *p < 0,03 für den Unterschied von der RS Gruppen beim gleichen Zeitpunkt.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele werden als technischer Hintergrund der Erfindung bereitgestellt und stellen keinen Teil der Erfindung dar.
Beispiel 1 – akute Studie

Ratten wurden für 1 Woche mit Standard-Rattenfutter ausgestattet vor der chirurgischen Implantation einer Kanüle. Kanülenanalysen wurden dann über 1 Woche durchgeführt vor dem Durchführen der akuten Mahlzeittests. Eine Woche nach dem Legen der Kanüle wurden die Ratten über Nacht fasten gelassen. Am folgenden Morgen gab man den Ratten 1 g Kohlenhydrat/kg Körpergewicht und postprandiale Blutproben wurden über einen Zeitraum von 2 Stunden genommen. Zwei Stunden nach dem Essen wurden die Ratten geschlachtet und deren Gewebe wurden für spätere Analyse aufbewahrt. Tabelle 1. Diätzusammensetzung der akuten Mahlzeiten Diätzusammensetzung der Testdiät der akuten Mahlzeit

Inhaltsstoffe	Gramm/kg (Diät)
Stärke	514
Saccharose	85
Methionin	2
Kleie	50
Gelantine	19
Sonnenblumenöl (ml/kg)	25
Canolaöl (ml/kg)	25
Casein	200
Vitamine	13
Mineralien	67
GESAMT	1000

Die Ergebnisse sind in den 1 bis 3 und Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel 2 – Chronische Studie
Die Nachkommen von im Labor gezüchteten Ratten wurden im Alter von 2 Tagen mit Streptozotocin injiziert, um einen nicht von Insulin abhängigen diabetischen Zustand zu induzieren, oder mit Standardpufferlösung. Im Alter von 8 Wochen wurden die Ratten über Nacht fasten gelassen und einem Glukosetoleranztest unterzogen, um ihren diabetischen Zustand zu bestimmen. Die Ratten wurden in diabetische und nicht diabetische Gruppen aufgeteilt und bekamen für 8 Wochen Testdiäten gefüttert. Stoffwechselraten wurden an jeder Ratte in Woche 7 der Fütterungsperiode erhalten. Nach dem Abschluss der Fütterung wurde der Glukosetoleranztest wiederholt und Blutproben wurden erhalten. Dann wurden die Ratten geschlachtet und die Gehirne und Muskelgewebe wurden für spätere Analyse aufbewahrt.

Die Ergebnisse sind als 4 und 6 gezeigt. Tabelle 2. Körpergewichte, basal Plasmaglukose und Insulin, und kcal, der Diät, die beim Mahlzeittest konsumiert wurde.

Diätgruppe	Gewicht (g)	Basalglukose (mM)	Basalinsulin (ng/ml)	kcal konsumiert/kg Körpergewicht
Nicht gekochte Stärke
0%	272,5 ± 11,0	8,70 ± 0,22	0,50 ± 0,07	3,79 ± 0,48
27%	271,1 ± 6,0	8,32 ± 0,64	0,51 ± 0,07	3,97 ± 0,53
60%	266,1 ± 4,3	8,48 ± 0,30	0,47 ± 0,08	4,26 ± 0,20
85%	268,8 ± 8,4	8,17 ± 0,43	0,44 ± 0,05	4,18 ± 0,32
Gekochte Stärke
0%	305,0 ± 14,0	7,41 ± 0,49	0,42 ± 0,09	4,81 ± 0,52
27%	320,8 ± 12,4	6,75 ± 0,29	0,50 ± 0,14	4,39 ± 0,71
60%	306,4 ± 16,3	7,30 ± 0,22	0,53 ± 0,12	4,99 ± 0,44
85%	319,8 ± 16,9	7,38 ± 0,32	0,68 ± 0,11	5,23 ± 0,70

Beispiel 3 – Absorptionsstudie

Die Ratten wurden für 1 Woche mit Standardrattenfutter ausgestattet vor der chirurgischen Implantation einer Kanüle. Kanülenanalysen wurden dann für 1 Woche vor dem Durchführen des akuten Mahlzeittests durchgeführt. Eine Woche nach dem Legen der Kanüle wurden die Ratten über Nacht fasten gelassen. Am folgenden Morgen wurde den Tieren 1 g Kohlenhydrat pro kg Körpergewicht gegeben. Nach dem Essen wurde den Ratten ein radioaktiver Marker injiziert und postprandiale Blutproben wurden über eine Zeitdauer von 2 Stunden genommen. Die Ratten wurden nach entweder 1 Stunde oder 2 Stunden nach dem Füttern geschlachtet und ihre Gewebe wurden für spätere Analyse aufbewahrt. Tabelle 3. Diätzusammensetzung, Gesamtenergie und prozentuale Energie der langfristigen Diäten.

Inhaltsstoffe	g/kg (Diät)	Energie (kcal)	% Energie
Saccharose	150	600	12,6
Protein	140	560	11,8
Stärke	450	1800	37,8
Fett	200	1800	37,8
Fasern	50
Vitamin	10
GESAMT	1000	4760	100

Die Ergebnisse sind als 7 bis 12 gezeigt.
Diskussion der in den Beispielen 1 bis 3 erhaltenen Ergebnisse
c-Fos-Aktivität
Die Wirkung der Diät auf die neuronale Aktivität (c-Fos) ist sehr interessant, wenn deren Einfluss auf die Gesamtenergiebalance betrachtet wird. Es wird angenommen, dass der laterale Hypothalamus (LHA) das Ernährungszentrum innerhalb des parasympathischen Systems ist, welches mit einer positiven Energiebilanz assoziiert ist. Es wird allerdings angenommen, dass der ventromediale Hypothalamus (VMH) das Sättigungszentrum des sympathischen Nervensystems ist und die negative Energiebalance repräsentiert. 6 zeigt, dass Diäten, die reich an ungesättigten Fetten und beständiger Stärke sind, eine verminderte Aktivierung des Hungerzentrums (LHA) und ein erhöhtes Niveau der Aktivierung des Sättigungszentrums aufweisen, während Diäten, die reich an gesättigtem Fett und arm an beständiger Stärke sind, die gegenteilige Wirkung aufweisen. Diese Werte bestimmen die Gesamtenergiebalance, wenn sie zusammen betrachtet werden (LHA/VMH).
Absorption
Vorläufige Ergebnisse aus den RQ-Daten schlagen vor, dass eine Verschiebung der Substratverwertung stattfindet, von Glukogen zu Fettoxidation, wenn der Anteil oder der Prozentgehalt von beständiger Stärke ansteigt. Es ist jedoch unklar, ob, wann und wo diese Änderungen tatsächlich auftreten. Die 7 bis 12 zeigen die Wirkung von beständiger Stärke auf die Glukogensynthese/Verwertung und Lipidsynthese/Oxidation von verschiedenen Geweben, folgend auf die Aufnahme von Stärken mit verschiedener Konzentration. Die 7 und 9 zeigen signifikante Unterschiede in der Geschwindigkeit der Lipiogenese innerhalb von braunem adipösem und weißem adipösen Gewebe und einen Trend in Richtung auf erhöhte Glukogenese innerhalb des Lebergewebes. Dies bestätigt, dass der Konsum von beständiger Stärke, insbesondere langfristiger, die Substratverwertung tatsächlich von Glukogen zu Fettoxidation verschieben kann.
Leptin-Konzentrationen
Leptin ist ein Protein, das in adipösen Gewebe synthetisiert wird und von dem angenommen wird, dass es die Nahrungsaufnahme inhibiert und die Sättigung erhöht. Der Leptinrezeptor liegt im Hypothalamus des Gehirns und könnte eine Schlüsselverbindung zwischen den neuronalen (c-Fos) und hormonalen Systemen und deren Wirkung auf die kalorische Homeostasis sein. Obwohl andere Studien Unterschiede in den Leptinkonzentrationen zwischen Gruppen, die mit gesättigtem Fett und ungesättigtem Fett gefüttert wurden, gezeigt haben, zeigt 5 signifikante Unterschiede nur zwischen Gruppen mit verschiedenen Stärkenkonzentrationen, obwohl es einen Trend in Richtung auf höhere Leptinkonzentrationen in der Gruppe mit ungesättigtem Fett gab. Unterschiede zwischen den Stärkengruppen können durch die großen Unterschiede in den Körper- und Fettgewichten der Tiere erklärt werden, da es einen deutlichen Gewichtsverlust mit der chronischen Aufnahme von beständiger Stärke gab. Dieser Gewichtsverlust könnte teilweise der Verschiebung in das Substratverwertung, den wir in der Absorptionsstudie festgestellt haben, zugeordnet werden. Auch wird der Verlust an Fett eine Verminderung der Leptinproduktion zur Folge haben.
Beispiel 4 – Wirkung einer Diät mit beständiger Stärke auf die RQ-Werte bei Menschen
Verfahren
Vierundzwanzig gesunde Männer (19 bis 34 Jahre alt) nahmen an der vorliegenden Studie teil. Diese Arbeit wurde durch das Human Ethics Committee der University of Wollongong genehmigt und volle schriftliche Zustimmung wurde von allen Probanden vor dem Beginn der Studie erhalten.
Die Probanden wurden nach Zufall in zwei Gruppen geteilt. Die erste Gruppe erhielt eine herkömmliche Stärkendiät (TS), die arm an beständiger Stärke war, während die zweite Gruppe eine Hi-Maize^TM (HM) Diät erhielt, reich an beständiger Stärke. Die TS-Diät bestand aus käuflich erhältlich Standartprodukten, während die HM-Diät aus käuflich erhältlichen Produkten bestand, die Hi-Maize^TM enthielt (Tabelle 1). Für die TS-Gruppe waren die Mittelwerte und die SEM-Werte für Alter, Größe und Gewicht 22,3 ± 0,6 Jahre, 180 ± 3,1 cm bzw. 73,5 ± 3,7 kg. Für die HM-Gruppe waren die Mittelwerte und SEM-Werte für Alter, Größe und Gewicht 23,5 ± 0,6 Jahre, 185 ± 1,8 cm bzw. 74,1 ± 2,4 kg.
Alle Probanden wurden angehalten mindestens 60 g Frühstückscerealien, 4 Scheiben weisses Brot und 2 Muffins pro Tag + 3 Pastagerichte (jeweils 125 g) pro Woche für 14 Tage zu essen. Ein Überschuß dieser Nahrungsmittel wurde bereitgestellt, so dass alle Probanden die Nahrungsrichtlinien überschreiten konnten, falls notwendig, da alle Teilnehmer regelmäßig trainierten (4 bis 8 mal pro Woche). Alle Probanden wurden angewiesen während der Studie keine Nahrungsmittel zu essen, die einen signifikanten Anteil von beständiger Stärke enthalten (z. B. Hülsenfrüchte, grüne Bananen und Bismati-Reis) um die „Hintergrundaufnahme" von beständiger Stärke kontrollieren zu können (d. h. beständiger Stärke aus anderen Quellen als jenen, die als Teil der Studie bereitgestellt werden). Alle Nahrungsmittel, die den Probanden bereitgestellt wurden, wurden von Buttercup Bakeries, Uncle Toby's Company Limited Ltd. und New Zealand Starch Products im Namen der Starch Australia Ltd. gespendet.

Vor dem Beginn der festgelegten Diät (Tag 0) wurde unter Fasten eine venöse Blutprobe (antecubital) von jedem Probanden genommen, gefolgt von einem Interview zur Ernährungsgeschichte und genauer Erläuterung der Ernährungsrichtlinien für die Studie. Zwei Wochen nach dem Beginn der Diät (Tag 14) kamen die Probanden für eine nachfolgende Blutprobe unter Fasten und für einen 3 ständigen Mahlzeittest zurück. Die Testmahlzeit war entweder TS oder HM, basierend auf der Diät der Probanden über die 2 wöchige Studienperiode, und Bestand aus 60 g Frühstückscerealien, 250 ml leichte weisse Milch, 1 Scheibe Brot (getoastet), 1 Muffin (getoastet), 10 g an Canolamargarine und 20 g an Marmelade. Venöse Blutproben (antecubital) wurden 30, 60, 120 und 180 min nach der Aufnahme der Testmahlzeit genommen. Messungen des Atmungsquotienten (RQ) wurden bei 0, 60, 120 und 180 min nach der Aufnahme der Testmahlzeit genommen unter Verwendung einer Datex Deltatrac II (Helsinki, Finnland). Zusätzlich wurden alle Blutproben auf Serumglukose, Seruminsulin, Plasmacholesterin, Plasmagesamtlipid und Plasmakonzentration der freien Fettsäuren analysiert. Tabelle 4. Gehalt an beständiger Stärke (RS) der konsumierten Nahrungsmittel (% w/w)

	Gruppe mit herkömmlicher Stärke (TS)		Hi-Maize^TM-Gruppe (HM)
	Produkt	RS-Gehalt	Produkt	RS-Gehalt
Cerealien	Uncle Toby's MaxNRG	0,7	Uncle Toby's Grinners	3,4
Brot	Buttercup Super Sandwich Maker	0,8	Buttercup Wonder White	2,9
Muffins	Buttercup English Muffins	0,8	Wonder White Muffins	1,6
Pasta	Vetta pasta Spirals	< 0,1	Hansell Pasta Spiral	1,5
	Gesamt pro Mahlzeit	2,4		9,4

Tabelle 5. Tatsächliche Nahrungsmittelaufnahme während der Durchführung der Diät, wie durch die beschriebene Diäthistorie und die tägliche Nahrungsmittel-Checkliste der Probanden festgestellt. Die als Prozentwerte angegebenen Werte stellen die Prozentwerte der Gesamtkalorienaufnahme dar.

	Gruppe mit herkömmlicher Stärke	Hi-Maize^TM-Gruppe
Energieaufnahme (kj/d)	13871 ± 3500	13258 + 3100
Kohlenhydrat (%)	53 ± 1,0	57 ± 1,4
Beständige Stärke (g/d)	2,4	9,4
Protein (%)	17 ± 0,3	16 ± 0,2
Gesamtfett (%)	27 ± 0,3	24 ± 0,2
Gesättigtes Fett (%)	12 ± 0,1	11 ± 0,1
Einfach ungesättigtes Fett (%)	10 ± 0,1	8 ± 0,1
Mehrfach ungesättigtes Fett (%)	5 ± 0,1	5 ± 0,04

ERGEBNISSE
Von den verpflichteten 24 Probanden war 1 Proband aus der HM-Gruppe insulinresistent, gemäß den Kriterien der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und wurde aus der Studie ausgeschlossen. Die Gesamtenergieaufnahme und die Makrozusammensetzung der Nahrungsmittel der Diät war zwischen den TS- und HN-Gruppen nicht wesentlich verschieden (Tabelle 5).
Es gab keine Unterschiede der RQ-Werte unter Fasten zwischen den TS- und HM-Gruppen (Daten nicht gezeigt). Die RQ-Werte reichen zwischen 0,83 und 0,91 und wurden als ΔRQ, das die Differenz zwischen dem RQ-Wert bei dem jeweiligen Zeitpunkt und dem bei 0 Minuten bedeutet, aufgetragen (13). Der ΔRQ-Wert bei 60 und 120 Minuten nach der Aufnahme der Mahlzeit zeigte keine Differenz zwischen den TS- und HM-Gruppen. Nach 180 Minuten betrug der ΔRQ-Wert für die HM-Gruppe jedoch ungefähr 50% von dem der TS-Gruppe.
Diskussion
Zwei Gruppen von gesunden Männern (Alter 18 bis 34 Jahre) konsumierten für 2 Wochen eine an Kohlenhydraten reiche Diät, die entweder herkömmliche Stärkeprodukte (TS), arm an beständiger Stärke, oder Hi-Maize^TM-Produkte (HM), reich an beständigem Stärkengehalt, enthielt. Messungen des RQ-Werts und Blutproben wurden nach der Aufnahme der Mahlzeit genommen, um auf Glukose, Insulin, freie Fettsäuren (FFA), Cholesterin und Gesamtlipidkonzentration analysiert zu werden. Nach 3 Stunden trug der ΔRQ-Wert der HM-Gruppe (0,04 ± 0,01) ungefähr 50% von jenem für die TS-Gruppe (0,09 ± 0,02; p < 0,01). Diese Daten beweisen, dass eine Diät, die reich an beständiger Stärke ist, eine tatsächliche Verschiebung der Brennwert-Verwertung verursacht, die Fettoxidation über Kohlenhydratoxidation favorisiert, mit dem Konsum von erhöhten Konzentrationen von diätischer beständiger Stärke.
In absoluten Begriffen gesprochen waren Kohlenhydrate die Hauptquelle an Energie bei 1, 2 und 3 Stunden nach der Aufnahme der Mahlzeit, da die RQ-Werte von 0,90 bis 0,92 reichten. Die Abnahme des RQ-Werts der in der HN-Gruppe relativ zu der TS-Gruppe 3 Stunden nach dem Essen beobachtet wurde, bedeutet einen Anstieg der Fettoxidation. Obwohl die Größe dieser Abnahme des RQ-Werts (0,05 Einheiten) klein zu sein scheint steht sie für eine große Differenz in der Fettoxidation. Wenn beispielsweise die Probanden in der TS-Gruppe 50% und 50% Kohlenhydrate oxidieren würden, würde die beobachtete Abnahme des RQ-Werts bedeuten, dass die Probanden in der HM-Gruppe 67% und 33% Kohlenhydrate oxidieren würden. Dieser wesentliche Unterschied der Brennstoffverwertung ist von besonderem Interesse, insbesondere da der Unterschied im Gesamtgehalt an beständiger Stärke zwischen den HM- und TS-Diäten relativ klein war. Die für den akuten Versuch verwendete Mahlzeit enthielt ungefähr viermal soviel beständige Stärke als die TS-Diät (28,2% gegenüber 7,2%, (w/w)). Ein größerer Anstieg in der Menge an beständiger Stärke könnte in einer noch größeren Wirkung auf die Brennwertverwertung resultieren.
Der Konsum von beständiger Stärke verursachte einen akuten Anstieg der Fettoxidation. Zusätzlich verminderte der Konsum einer an Kohlenhydraten reichen Diät die Plasma-FFA-Konzentrationen unter Fasten, unabhängig vom Gehalt an beständiger Stärke. Zusammengenommen zeigen diese Ergebnisse an, dass eine an Kohlenhydraten reiche Diät, reich an beständiger Stärke, günstig für jene sein könnte, die an Stoffwechselerkrankungen leiden, in denen ein Überangebot an Plasma-FFA-symptomatisch ist, wie etwa Fettsucht und nicht insulinabhängiger Diabetes Mellitus.

Claims

Zusammensetzung zum Verzehr in einer einzelnen Mahlzeit, umfassend wenigstens 5 g beständige Stärke und wenigstens 2 g ungesättigtes Fett, wobei die beständige Stärke in einem Anteil von wenigstens 20 Gew.-% des gesamten Kohlenhydratgehalts vorliegt.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, umfassend wenigstens 10 g beständige Stärke.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Teil der beständigen Stärke oder die gesamte beständige Stärke eine Hochamylose-Maisstärke mit einem Amylosegehalt von 50 Gew.-% oder mehr ist oder davon abgeleitet ist.
Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 1 bis 3, wobei das ungesättigte Fett in einem Anteil von wenigstens 25 Gew.-% des gesamten Fettgehalts vorliegt.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, wobei das ungesättigte Fett in einem Anteil von wenigstens 50 Gew.-% des gesamten Fettgehalts vorliegt.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, bei der im Wesentlichen keine gesättigten Fette vorliegen.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das ungesättigte Fett aus einem oder mehreren von einem einfach ungesättigten Fett, einem mehrfach ungesättigten Fett, einem omega-3-Fett und einem omega-6-Fett ausgewählt ist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die ferner wenigstens einen weiteren Bestandteil umfasst, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem geschmacksgebenden Mittel, einer Vitaminquelle, einer Mineralstoffquelle, einem Elektrolyten und einem Spurenelement.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in der Form einer Niederkalorie-Diätkost mit einem Energiegehalt von 3349,44 bis 5024,16 kJ (800 bis 1200 (kcal)) pro Tag.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in der Form einer Diätkost mit einem Energiegehalt von mehr als 5024,16 kJ (1200 (kcal)) pro Tag.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in der Form einer Diätkost mit einem Energiegehalt von mehr als 8373,6 kJ (2000 (kcal)) pro Tag.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 in der Form eines pulverförmigen Gemischs, wobei das pulverförmige Gemisch in einer wasserhaltigen Flüssigkeit löslich, suspendierbar, dispergierbar oder emulgierbar ist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 in der Form von Granulatkörnern.
Nahrungsmittel, umfassend eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.
Nahrungsmittel gemäß Anspruch 14, das als abgepackte Mahlzeit bereitgestellt ist, umfassend wenigstens eine Mahlzeitkomponente, welche die Zusammensetzung umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend das Ersetzen (i) eines Teils oder des gesamten Kohlenhydratgehalts der Zusammensetzung durch beständige Stärke und (ii) eines Teils oder des gesamten Gehaltes an gesättigtem Fett der Zusammensetzung durch ungesättigtes Fett.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 zum Erhöhen der Fettoxidation.