JP2015020979A - 筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
乳由来塩基性タンパク質画分及び/又は乳由来塩基性タンパク質画分分解物とホエイタンパク質加水分解物を有効成分として含有することを特徴とする筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。本発明の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤は、筋肉量の低下を防止する効果や筋肉量を増加させる効果が顕著であるため、サルコペニアや廃用性筋萎縮等の種々の筋疾患の予防や治療に有用である。
【選択図】なし
Description
サルコペニアの発病と進行には、骨格筋タンパク質の代謝が関連している。骨格筋の量は、筋タンパク質合成と筋タンパク質分解のバランスにより調整されているが、そのバランスが崩れて合成量が分解量を下回る、あるいは、分解量が合成量を上回ると、筋肉の萎縮が生じて筋肉量が低下する。高齢者においては、タンパク質の合成促進作用および分解抑制作用を有する成長ホルモンの分泌量が低下することや、タンパク質合成抑制作用を有する副腎皮質ホルモン(グルココルチコイド)の血中濃度が上昇することなどによって、合成量が分解量を下回り、これが筋萎縮の原因となる。一方、二次性サルコペニアでは、骨格筋への運動刺激がないことで、タンパク質合成が低下した結果、分解量が合成量を上回り、筋萎縮が生じる。
サルコペニアなどの筋疾患の予防や改善には、運動面における高強度のレジスタンストレーニングが有効であることが確認されている。しかし、高齢者や病後の療養生活において、高強度の運動を積極的に実施することは身体的な負担が大きく、また実施の際にも、専門家による適切な指導が必要となる。このため、サルコペニアの予防や改善には、基礎体力や運動機能が低下した人でも手軽に実施できる栄養面からのアプローチが望まれている。
サルコペニアなどの筋疾患の予防や改善に有効な、筋肉機能を改善させる効果を有する食品成分としては、例えば、リコピンによるタンパク質分解抑制(特許文献1)、カテキン類による筋肉老化抑制(特許文献2)等が開示されている。また、タンパク質やアミノ酸の摂取による骨格筋萎縮の予防と早期回復に関する検討も行なわれている。特に、牛乳中に含まれる乳清タンパク質は、大豆タンパク質と比較して筋肉の合成に関わる分岐鎖アミノ酸(branched-chain amino acids;BCAA)含量が高い上、NPU(Net Protein Utilization;正味タンパク質利用率)も高いことや、特開2011−160757に記載の乳清タンパク質加水分解物にはタンパク質の合成を促進することが知られており、運動時における筋肉の増強および回復のためのサプリメントとして利用が進んでいる。しかしながら、これら成分は有効摂取量が多いため、日常的な摂取が負担となるほか、飲食品へ応用する場合には、それらの成分特有の風味あるいは呈色が飲食品の官能へ悪影響を及ぼす可能性があるといった問題がある。
(1)乳由来塩基性タンパク質画分及び/又は乳由来塩基性タンパク質画分分解物とホエイタンパク質加水分解物を有効成分とする筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
(2)前記乳由来塩基性タンパク質画分分解物が、乳由来塩基性タンパク質画分をタンパク質加水分解酵素で処理して得られるものであることを特徴とする(1)に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
(3)前記タンパク質加水分解酵素が、ペプシン、トリプシン、キモトリプシン、パンクレアチン、パパインなる群から選択される少なくとも1種以上であることを特徴とする(2)に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
(4)前記乳由来塩基性タンパク質画分が、そのアミノ酸組成中に塩基性アミノ酸を15重量%以上含有していることを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
(5)前記乳由来塩基性タンパク質画分が、乳または乳由来の原料を陽イオン交換樹脂に接触させて塩基性タンパク質を吸着させ、この樹脂に吸着した画分を塩濃度0.1M〜1.0Mの溶出液で溶出して得られる画分である(1)から(3)のいずれかに記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
(6)前記ホエイタンパク質加水分解物が分解率25%以上であることを特徴とする(1)に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
(7)前記ホエイタンパク質加水分解物が、以下の特徴を有するものである(1)に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
(A)分子量が10kDa以下、メインピークが200Da〜3kDaである。
(B)ALP(平均ペプチド鎖長)が2〜8である。
(C)遊離アミノ酸含量が20%以下である。
(D)抗原性がβ−ラクトグロブリンの抗原性の1/10,000以下である。
(8)前記ホエイタンパク質加水分解物が、ホエイタンパク質をpH6〜10、50〜70℃において耐熱性のタンパク質加水分解酵素を用いて熱変性させながら酵素分解し、加熱して酵素を失活させて得られるものであることを特徴とする(1)に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
(9)前記ホエイタンパク質加水分解物が、ホエイタンパク質をpH6〜10、20〜55℃においてタンパク質加水分解酵素を用いて酵素分解し、これを50〜70℃に昇温させ、pH6〜10、50〜70℃において耐熱性のタンパク質加水分解酵素を用いて未分解のホエイタンパク質を熱変性させながら酵素分解し、加熱して酵素を失活させて得られるものであることを特徴とする(1)に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
(10)(1)から(9)のいずれかに記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤を含むことを特徴とする筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用飲食品、筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用栄養組成物、筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用飼料。
(11)乳由来塩基性タンパク質画分及び/又は乳由来塩基性タンパク質画分分解物とホエイタンパク質加水分解物を、同時に、それぞれ1日あたり5mg以上と10mg以上摂取することによる筋萎縮を防止する及び/又は筋合成を促進する方法。
1)ソジウムドデシルサルフェート−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)によると分子量3,000〜80,000の範囲の数種のタンパク質よりなる。
2)95重量%以上がタンパク質であって、その他少量の脂肪、灰分を含む。
3)タンパク質は主としてラクトフェリン及びラクトパーオキシダーゼよりなる。
4)タンパク質のアミノ酸組成は、リジン、ヒスチジン、アルギニン等の塩基性アミノ酸を15重量%以上含有する。
また、本発明の乳由来塩基性タンパク質画分を得る方法としては、乳または乳由来の原料を陽イオン交換体に接触させて塩基性タンパク質を吸着させた後、この陽イオン交換体に吸着した塩基性タンパク質画分を、pH5を越え、イオン強度0.5を越える溶出液で溶出して得る方法(特開平5−202098号公報)、アルギン酸ゲルを用いて得る方法(特開昭61−246198号公報)、無機の多孔性粒子を用いて乳清から得る方法(特開平1−86839号公報)、硫酸化エステル化合物を用いて乳から得る方法(特開昭63−255300号公報)などが知られており、本発明では、このような方法で得られた乳由来塩基性タンパク質画分を用いることができる。
さらに、乳由来塩基性タンパク質画分分解物は、乳由来塩基性タンパク質画分と同様のアミノ酸組成を有しており、上記の方法で得られた乳由来塩基性タンパク質画分をタンパク質加水分解酵素で処理して平均分子量4,000以下の乳由来塩基性タンパク質画分分解物として得ることができる。なお、タンパク質加水分解酵素としては、市販されているプロテアーゼA「アマノ」SD(商品名)、サモアーゼPC10F(商品名)、プロチンSD−AY10(商品名)等の食品・工業用プロテアーゼが使用できるほか、ペプシン、トリプシン、キモトリプシン、パンクレアチン、パパイン等の酵素を挙げることができる。また、これらのタンパク質加水分解酵素を適宜組み合わせて使用してもよい。
本発明で用いるホエイタンパク質加水分解物は、例えば特開平4−112753に記載の方法によって得ることができる。この方法では、ホエイタンパク質をpH6〜10、50〜70℃とし、これに耐熱性のタンパク質加水分解酵素を加えて熱変性させながら酵素分解し、これを加熱して酵素を失活させることによって得られる。なお、上記の酵素分解を行う前に、ホエイタンパク質をpH6〜10、20〜55℃においてタンパク質加水分解酵素を用いて酵素分解し、これを冷却することなく直ちに上記の条件で酵素分解すると収率を一層高めることができる。
また、上記のように調製したホエイタンパク質加水分解物を、分画分子量1kDa〜20kDa、好ましくは、2kDa〜10kDaの限外濾過(UF)膜及び/又は分画分子量100Da〜500Da、好ましくは150Da〜300Daの精密濾過(MF)膜から選ばれる方法で濃縮することも可能である。このような膜処理により、ホエイタンパク質加水分解物の平均分子量を300〜500Daとすることによって、さらに苦味を軽減し、透明性を向上させることが可能である。
特開平4−112753に記載の方法によってホエイタンパク質加水分解物を調製する場合、前述のホエイタンパク質をpH6〜10に調整するが、通常ホエイタンパク質はこの範囲のpHになっているので、格別pHの調整を行う必要はない。必要な場合は、塩酸、クエン酸及び乳酸等の酸溶液あるいは苛性ソーダ、水酸化カルシウム及びリン酸ソーダ等のアルカリ溶液を用いてpH6〜10とする。加熱は50〜70℃で行うが、耐熱性のタンパク質加水分解酵素は、この温度で添加するよりも、むしろ加熱前から加えて酵素分解を行った方が収率の面から好ましい。
また、一般的なプロテアーゼの至適温度は40℃以下であるが、耐熱性のタンパク質加水分解酵素の至適温度は45℃以上である。耐熱性のタンパク質加水分解酵素としては、従来このような至適温度を有する耐熱性のタンパク質加水分解酵素として知られているものであれば特に制限なく使用できる。このような耐熱性のタンパク質加水分解酵素としては、パパイン、プロテアーゼS(商品名)、プロレザー(商品名)、サモアーゼ(商品名)、アルカラーゼ(商品名)、プロチンA(商品名)等を例示することができる。耐熱性のタンパク質加水分解酵素は、80℃で30分間加熱して残存活性が約10%あるいはそれ以上になるものが望ましい。また、単独よりも複数の酵素を併用する方が効果的である。反応は、30分〜10時間程度行うことが好ましい。
最後に、反応液を加熱して酵素を失活させる。酵素の失活は、反応液を100℃以上で10秒間以上加熱することにより行うことができる。
撹拌混合の条件としては、乳由来塩基性タンパク質画分及び/又は乳由来塩基性タンパク質画分分解物とホエイタンパク質加水分解物が均一に混合されればよく、ウルトラディスパーサーやTKホモミクサー等を使用して撹拌混合することも可能である。また、当該組成物の溶液は、製剤化、あるいは飲食品や飼料に使用しやすいように、必要に応じて、RO膜等での濃縮や、凍結乾燥して使用することができる。本発明では、医薬品、飲食品や飼料の製造に通常使用される殺菌処理が可能であり、粉末状であっては乾熱殺菌も可能である。
以上により、本発明の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤は、液状、ゲル状、粉末状、顆粒状等様々な形態とすることが可能であり、また、製剤化した後に栄養剤やヨーグルト、乳飲料、ウエハース等の飲食品や栄養組成物に配合することも可能である。
また、本発明の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤では、安定剤や糖類、脂質、フレーバー、ビタミン、ミネラル、フラボノイド、ポリフェノール等を併用することも可能であり、飲食品や飼料を調製する際に、適宜これらを配合して使用することができる。また、他の筋肉機能を改善させる効果を示す成分、例えば、リコピンやカテキン類、分岐鎖アミノ酸(branched-chain amino acids;BCAA)、大豆タンパク質等とともに使用することも可能である。
(筋肉量低下防止試験)
実施例品1の乳由来塩基性タンパク質画分と実施例品5、7のホエイタンパク質加水分解物を使用して、筋肉量低下防止効果を評価した。実験動物として、20週齢のSAM−P系雌マウスを使用した。マウスを体重が等しくなるように、生理食塩水を投与する群(A群)、実施例品1の乳由来塩基性タンパク質画分をマウス体重1kgあたり5mg投与する群(B群)、実施例5のホエイタンパク質加水分解物をマウス体重1kgあたり10mg投与する群(C群)、実施例7のホエイタンパク質加水分解物をマウス体重1kgあたり10mg投与する群(D群)、実施例品1の乳由来塩基性タンパク質画分をマスウ体重1kgあたり15mg投与する群(E群)、実施例品5のホエイタンパク質加水分解物をマウス体重1kgあたり15mg投与する群(F群)、実施例品7のホエイタンパク質加水分解物をマウス体重1kgあたり15mg投与する群(G群)、実施例品1の乳由来塩基性タンパク質画分と実施例品5のホエイタンパク質加水分解物を、それぞれ、マウス体重1kgあたり5mgと10mg同時に投与する群(H群)、実施例品1の乳由来塩基性タンパク質画分と実施例品5のホエイタンパク質加水分解物を、それぞれ、マウス体重1kgあたり10mgずつ同時に投与する群(I群)、実施例品1の乳由来塩基性タンパク質画分と実施例品5のホエイタンパク質加水分解物を、それぞれ、マウス体重1kgあたり10mgと15mg同時に投与する群(J群)、実施例品1の乳由来塩基性タンパク質画分と実施例品7のホエイタンパク質加水分解物を、それぞれ、マウス体重1kgあたり5mgと10mg同時に投与する群(K群)の11試験群(各群10匹ずつ)に分け、それぞれの実験試料を毎日1回ゾンデで経口投与して、45週齢まで飼育した。なお、実施例品1、5、7および実施例品1と5の混合物、実施例品1と7の混合物は、それぞれ生理食塩水に懸濁して、B〜I群に経口投与した。試験終了時に、ペントバルビタールナトリウム(50mg/kg)麻酔下で、マウスの右後足から長指伸筋(EDL)、前脛骨筋(TA)、ヒラメ筋(SOL)、腓腹筋(GAS)を摘出し、それぞれの筋肉の重量を測定し、体重あたりの相対重量(mg/100g体重)として算出した。その結果を表5に示す。
(筋肉合成評価試験)
実施例品4の乳由来塩基性タンパク質画分分解物と実施例品6、8のホエイタンパク質加水分解物を使用して、筋肉合成効果を評価した。
実験動物として、6週齢のWistar系雌ラットを使用した。ラットを各群の体重が等しくなるように、尾部懸垂を行わず通常通りに飼育する群(A群)、尾部懸垂後の回復期間に生理食塩水を投与する群(B群)、尾部懸垂後の回復期間に実施例品4の乳由来塩基性タンパク質画分分解物をラット体重1kgあたり5mg投与する群(C群)、尾部懸垂後の回復期間に実施例品6のホエイタンパク質加水分解物をラット体重1kgあたり10mg投与する群(D群)、尾部懸垂後の回復期間に実施例品8のホエイタンパク質加水分解物をラット体重1kgあたり10mg投与する群(E群)、尾部懸垂後の回復期間に実施例品4の乳由来塩基性タンパク質画分分解物と実施例品6のホエイタンパク質加水分解物を、それぞれ、ラット体重1kgあたり5mgと10mg同時に投与する群(F群)、尾部懸垂後の回復期間に実施例品4の乳由来塩基性タンパク質画分分解物と実施例品6のホエイタンパク質加水分解物を、それぞれ、ラット体重1kgあたり10mgずつ同時に投与する群(G群)、尾部懸垂後の回復期間に実施例品4の乳由来塩基性タンパク質画分分解物と実施例品6のホエイタンパク質加水分解物を、それぞれ、ラット体重1kgあたり10mgと15mg同時に投与する群(H群)、尾部懸垂後の回復期間に実施例品4の乳由来塩基性タンパク質画分分解物と実施例品8のホエイタンパク質加水分解物を、それぞれ、ラット体重1kgあたり5mgと10mg同時に投与する群(I群)、尾部懸垂後の回復期間に乳清タンパク質単離物(WPI,Fonterra社製)をラット体重1kgあたり120mg投与する群(J群)の10試験群(各群10匹ずつ)に分けた。群分け後、A群は通常飼育用ケージ内での飼育を継続し、残りの7群は尾部懸垂により後肢が非荷重状態になるようにして1週間飼育した。尾部懸垂終了後、すべての群を通常飼育用のケージに移して回復期間を設け、それぞれの群に前述の実験試料を、毎日1回、ゾンデにより経口投与して1週間飼育した。なお、A群には、尾部懸垂した群の回復期間に相当する間(1週間)、毎日1回、ゾンデにより生理食塩水を経口投与した。また、実施例品4、6、8、実施例品4と6の混合物、実施例品4と8の混合物およびWPIは、それぞれ生理食塩水に懸濁して経口投与した。試験終了後、ペントバルビタールナトリウム(50mg/kg)麻酔下で、下腿骨格筋(ヒラメ筋:SOL)を摘出して、筋重量を測定し、体重あたりの相対筋重量(mg/100g体重)を算出した。その結果を表6に示す。
一方、WPIをラット体重1kgあたり120mg投与したH群の体重あたりのヒラメ筋重量には、生理食塩水を投与したB群と差は認められなかった。
表7に示す配合で原材料を混合後、常法により1gに成型、打錠して筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用錠剤を製造した。なお、この錠剤1gには、実施例品1の乳由来塩基性タンパク質画分が10mg、実施例品5のホエイタンパク質加水分解物が20mg含まれていた。
実施例品3の乳由来塩基性タンパク質画分分解物125gと実施例品6のホエイタンパク質加水分解物250gを4,625gの脱イオン水に溶解し、50℃まで加熱後、TKホモミクサー(TK ROBO MICS;特殊機化工業社製)にて、6,000rpmで30分間撹拌混合して、実施例品3の乳由来塩基性タンパク質画分分解物と実施例品6のホエイタンパク質加水分解物を、それぞれ125g/5kg、250g/5kg含有する溶液を得た。この溶液5.0kgに、表8の原材料を混合し、200mlのレトルトパウチに充填し、レトルト殺菌機(第1種圧力容器、TYPE:RCS−4CRTGN、日阪製作所製)で121℃、20分間殺菌して、本発明の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用液状栄養組成物50kgを製造した。なお、この筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用液状栄養組成物には、100gあたり、実施例品3の乳由来塩基性タンパク質画分分解物と実施例品6のホエイタンパク質加水分解物が、それぞれ250mg、500mg含まれていた。
脱脂粉乳300gを402.5gの脱イオン水に溶解した後、実施例品2の乳由来塩基性タンパク質画分2.5gと実施例品8のホエイタンパク質加水分解物5gを溶解し、50℃まで加熱後、ウルトラディスパーサー(ULTRA−TURRAX T−25;IKAジャパン社製)にて、9,500rpmで30分間撹拌混合した。表9の原材料を添加した後、100mlのガラス瓶に充填し、95℃、15秒間殺菌後、密栓し、本発明の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用飲料10本(100ml入り)を調製した。なお、この筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用飲料には、100mlあたり実施例品2の乳由来塩基性タンパク質画分と実施例品8のホエイタンパク質加水分解物がそれぞれ250mg、500mg含まれていた。
実施例品4の乳由来塩基性タンパク質画分分解物5kgと実施例品7のホエイタンパク質加水分解物10kgを85kgの脱イオン水に溶解し、50℃まで加熱後、TKホモミクサー(MARK II 160型;特殊機化工業社製)にて、3,600rpmで40分間撹拌混合して、実施例品4の乳由来塩基性タンパク質画分分解物と実施例品7のホエイタンパク質加水分解物を、それぞれ5g/100g、10g/100g含有する溶液を得た。この溶液10kgに表10の原材料を配合し、120℃、4分間殺菌して、本発明のイヌ用筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用飼料100kgを製造した。なお、このイヌ用筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用飼料には、100gあたり、実施例品4の乳由来塩基性タンパク質画分分解物と実施例品7のホエイタンパク質加水分解物がそれぞれ500mg、1000mg含まれていた。
Claims (11)
- 乳由来塩基性タンパク質画分及び/又は乳由来塩基性タンパク質画分分解物とホエイタンパク質加水分解物を有効成分とする筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
- 前記乳由来塩基性タンパク質画分分解物が、乳由来塩基性タンパク質画分をタンパク質加水分解酵素で処理して得られるものであることを特徴とする請求項1に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
- 前記タンパク質加水分解酵素が、ペプシン、トリプシン、キモトリプシン、パンクレアチン、パパインなる群から選択される少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項2に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
- 前記乳由来塩基性タンパク質画分が、そのアミノ酸組成中に塩基性アミノ酸を15重量%以上含有していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
- 前記乳由来塩基性タンパク質画分が、乳または乳由来の原料を陽イオン交換樹脂に接触させて塩基性タンパク質を吸着させ、この樹脂に吸着した画分を塩濃度0.1M〜1.0Mの溶出液で溶出して得られる画分である請求項1から請求項3のいずれかに記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
- 前記ホエイタンパク質加水分解物が分解率25%以上であることを特徴とする請求項1に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
- 前記ホエイタンパク質加水分解物が、以下の特徴を有するものである請求項1に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
(A)分子量10kDa以下、メインピークが200Da〜3kDaである。
(B)ALP(平均ペプチド鎖長)が2〜8である。
(C)遊離アミノ酸含量が20%以下である。
(D)抗原性がβ−ラクトグロブリンの抗原性の1/10,000以下である。 - 前記ホエイタンパク質加水分解物が、ホエイタンパク質をpH6〜10、50〜70℃において耐熱性のタンパク質加水分解酵素を用いて熱変性させながら酵素分解し、加熱して酵素を失活させて得られるものであることを特徴とする請求項1に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
- 前記ホエイタンパク質加水分解物が、ホエイタンパク質をpH6〜10、20〜55℃においてタンパク質加水分解酵素を用いて酵素分解し、これを50〜70℃に昇温させ、pH6〜10、50〜70℃において耐熱性のタンパク質加水分解酵素を用いて未分解のホエイタンパク質を熱変性させながら酵素分解し、加熱して酵素を失活させて得られるものであることを特徴とする請求項1に記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤。
- 請求項1から請求項9のいずれかに記載の筋萎縮防止及び/又は筋合成促進剤を含むことを特徴とする筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用飲食品、筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用栄養組成物、筋萎縮防止及び/又は筋合成促進用飼料。
- 乳由来塩基性タンパク質画分及び/又は乳由来塩基性タンパク質画分分解物とホエイタンパク質加水分解物を、同時に、それぞれ1日あたり5mg以上と10mg以上摂取することによる筋萎縮を防止する及び/又は筋合成を促進する方法。
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