JPH11510390A - タンパク質組成物 - Google Patents
タンパク質組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
タンパク質組成物および該組成物を含む乳児用食品が提供される。該組成物は、少なくとも15重量%(タンパク質の総重量に対して)の、出発タンパク質として使用する未変性の通常のタンパク質よりも消化過程を遅らせた変性タンパク質を含むことを特徴とする。このような種類のタンパク質組成物および該組成物を含む乳児用食品は、ヒトの牛乳タンパク質を与えるのと同様の良好な小児の正常な発達のための代謝状態を提供する。
Description
【発明の詳細な説明】
タンパク質組成物
本発明は、タンパク質組成物、該タンパク質組成物を含む乳児用食品、ならび
に乳児用食品を製造するための該タンパク質組成物の使用に関する。
乳児用食品、特に乳児用ミルク食品の製造には、とりわけ牛乳ないし牛乳に含
まれる物質が使用されている。これには、例えば、牛乳タンパク質(カゼインお
よび乳清タンパク質)がある。牛乳タンパク質は、ヒトの母乳のタンパク質とは
大きく異なっている。本質的な違いの一つは、カゼインおよび乳清タンパク質の
比率である。牛乳タンパク質は乳清タンパク質/カゼインの比が約20:80で
あるのに対し、ヒトの母乳ではその比が約60:40(50:50)である。違
いは乳清タンパク質/カゼインの比だけではなく、個々の乳清タンパク質および
カゼインも互いに大きく異なっている。母乳は、例えばβ−ラクトグロブリンも
α−カゼインもまったく含まない。これらのタンパク質は牛乳中には総タンパク
質の約50%の量で含まれている。これに対して、母乳タンパク質は、約25%
の、ラクトフェリンおよび分泌免疫グロブリンA(sIgA)等の、いわゆる免
疫学的タンパク質を含んでいる。ヒトおよびウシのタンパク質の別の違いは、名
称としては同じであるが、アミノ酸組成、空間的構造および化学的組成にある。
例えば、ヒトのκ−カゼインは約40%の炭水化物を含むが、ウシのκ−カゼイ
ンは約10%の炭水化物しか含まない。これは牛乳タンパク質と母乳タンパク質
の違いの一部に過ぎず、他にも数多く挙げることができる。
これらの違いが原因で、乳児の胃腸管による母乳タンパク質からのアミノ酸吸
収は、形式食品とも呼ばれる市販の乳児用食品のタンパク質からの吸収とは異な
っている。そのような形式食品は「人工的」に製造さ
れたものである。言い換えれば、特にタンパク質、脂肪および炭水化物が問題と
なる動物および/または植物性の原料から出発して、できるだけ「正確に」母乳
を模造しようとしているのである。
形式食品中のタンパク質とヒト乳タンパク質ないし母乳タンパク質の定性的な
違いは、総合的に消化過程の差になって現れる。例えば、胃の中における母乳タ
ンパク質の滞留時間は、形式食品から得たタンパク質よりも短い。これに対して
、小腸における母乳の酵素分解は、形式食品から得たタンパク質よりも実質的に
遅い。このために、形式食品から得たタンパク質を消化する際の、胃腸経路の各
区域におけるタンパク質、ペプチドおよびアミノ酸の供給は、母乳タンパク質を
消化する際の供給に一致していない。この胃腸経路の個々の区域に特異的な供給
は、それぞれの腸区域の形態学的および機能的な発達に対する重要な信号である
。形式食品から得たタンパク質および母乳タンパク質の消化過程が適応しない場
合、重要な腸管機能の発達に差が生じる。この差は、成人年齢まで続くことがあ
り、胃腸の病気に対する抵抗力が低いことの原因になることがある。
ここで、1回の食事から次の食事までのサイクル中に形式食品から得られるタ
ンパク質からのアミノ酸の吸収は、そのサイクルのどの時点においても、同じ量
の母乳タンパク質を含む食品からのアミノ酸吸収に匹敵しないことが分かった。
吸収される個々のアミノ酸の量ならびに比率は、組織のアミノ酸供給(およびそ
れによってその組織に特異的なタンパク質系)に影響するだけではなく、食後の
物質交替の調整においてホルモンおよび腸ホルモンの分泌に対する発信機として
も重要な役割を果たす。生後1か月で、脳の形態学的な発達、胃腸経路の形態学
的な成熟および機能決定、ならびに物質交替の細分化も完了する。したがって、
この期間中に食品により行なわれる調整過程は、後の発育にとって大き
な意味を有する。発育段階が時間的に決定されるため、このことは脳に特に当て
はまる。
本発明の課題は、母乳タンパク質またはヒト乳タンパク質で養育する場合と同
じくらい良好な、小児の正常な発育に対する代謝上の前提条件を満たすタンパク
質混合物を提供することである。
この課題は、請求の範囲の開示により解決される。
本発明のタンパク質組成物および形式食品(すなわち乳児用食品)では、胃腸
経路の様々な区域における消化の時間的な推移が、定性的および定量的に、母乳
タンパク質を消化する際の情況に実質的に適合するように、これまで形式食品の
製造にすでに使用されている通常のタンパク質と、以下に記載されるように変性
したタンパク質を混合する。言い換えれば、本発明のタンパク質組成物の製造で
は、変性したタンパク質を未変性のタンパク質と、タンパク質混合物の消化が時
間的な経過において定量的および定性的にも母乳タンパク質の消化に実質的に適
合するように、混合する。
原料としては、したがって本発明の乳児用食品用のタンパク質としては、これ
まで公知のすべてのタンパク質供給源、例えばタンパク質、オリゴペプチド、ジ
ペプチド、および/または遊離のアミノ酸(アミノ酸は、塩酸塩等の、それらの
塩の形態で存在してもよい)、を使用することができる。したがって、ウシのカ
ゼイン、乳漿タンパク質ならびにそれらの個々のタンパク質(α−カゼイン、β
−カゼイン、κ−カゼイン、α−ラクトアルブミン、β−ラクトグロブリン、血
漿アルブミン、ラクトフェリン、免疫グロブリン)ならびにこれらのタンパク質
の組合せ、および他のタンパク質、例えば大豆タンパク質、との混合物も使用で
きる。また、人間の栄養に適した他の動物性および植物性タンパク質も使用でき
る。これらのタンパク質は、本明細書内で非変性タンパク質と呼
ばれる通常のタンパク質である。
次に、本発明では、通常の、非変性タンパク質に加えて、変性タンパク質も使
用する。そのような変性タンパク質は、このような通常のタンパク質を公知の方
法により変性することにより得られるが、これによってこれらの変性タンパク質
の消化過程が遅くなる。つまり、消化が遅延するように、消化の速度を変化させ
るのである。
本発明により変性できる通常のタンパク質ないし出発タンパク質としては、ウ
シのカゼイン、乳漿タンパク質ならびにそれらの個々のタンパク質(α−カゼイ
ン、β−カゼイン、κ−カゼイン、α−ラクトアルブミン、β−ラクトグロブリ
ン、血漿アルブミン、ラクトフェリン、免疫グロブリン)、これらのタンパク質
の特殊な組合せ、および他のタンパク質、例えば大豆タンパク質、との混合物も
使用できる。また、人間の栄養に適した他の動物性および植物性タンパク質も可
能である。
このようなタンパク質の変性は、下記の方法により行なうことができる。
1)グルタミン交換酵素等の酵素を使用してタンパク質を重合および/または横
に架橋させる(マテイス ジー(Matheis,G.)、ウィテイカー ジェーアール(Wh
itaker,J.R.);ア レビュー:食品に応用可能なタンパク質の酵素架橋(A Revi
ew: Enzymatic Cross-linking of Proteins Applicable to Foods);ジェー フ
ッド バイオケミストリー(J Food Biochemistry)、11、頁309〜327(
1987年)またはイクラ ケー(Ikura,K.)、ササキ アール(Sasaki,R.)、
モトキ エム(Motoki,M.);食品タンパク質の品質改良および加工におけるグル
タミン交換酵素の使用(Use of Transglutaminase in Quality Improvement and
processing of food proteins)、コメンツ アグリック アンド フッド ケミ
ストリー(Comments Agric.& Food Chemistry)、2(6)、
頁389〜407(1992年))。
2)遺伝子工学的方法(WO 95/02692−A1号およびWO 94−2
8126−A2号)、またはいわゆるプラステイン反応(ロレンチェン シーピ
ー(Lorenzen,C.P.)、シュライム イー(Schlimme,E.);酵素誘発されたタンパ
ク質凝集物(EIPA)およびナトリウム−カゼイネート−プロテオリシス生成
物に対するプラステイン反応を比較するための実験的研究(Experimentelle Unte
rsuchungen zum Vergleich der Enzymduzierten Proteinaggregation(EIPA)un
d der Plastein-Reaktion an Natrium-Caseinat-Proteolysaten)、キーラーの酪
農研究報告書(Keiler Milchwirtschaftliche Forschungsberichte)、43、頁4
5〜51(1991年)またはスカン ジー(Sukan,G.)、アンドリュー エー
ティー(Andrews,A.T.);カゼインおよびスキムミルク粉末に対するプラステイ
ン反応の応用(Application of the plastein reaction to casein and to skim-
milk powder)、アイ アンド アイ(I and I);ジェー デイリー レス(J.Dai
ry Res.)、49、頁265〜293(1982年))により特定アミノ酸(すな
わち消化過程を遅らせるアミノ酸、特にプロリン、およびアミノ酸配列、特にプ
ロリンを含む)をタンパク質鎖中に挿入する。
3)グリコシル化、すなわち様々な長さの糖鎖(オリゴ糖)またはタンパク質組
成物の化学的または酵素(グリコシダーゼ)的添合(Anlagerung)(メンケ エー
ジェー(Mencke A.J.)、チュング ディティー(Cheung,D.T.)、ワールド エフ(
World,F.);オリゴ糖−アスパラギン誘導体のタンパク質への付加、アスパラギ
ンのニンヒドリンによる活性化および還元アミノ化によるタンパク質への結合、
酵素化学における方法(Attachment of Oligosaccharide-Asparagine Derivates
to Proteins; Activation of Asparagine with Ninhydrin and Coupling to Pro
tein b
y Reductive Amination; Methods in Enzymology)、138、頁409〜413
(1987年)またはヤン エスビー(Yan,S.B);オリゴ糖−アスパラギン誘導
体の共有付加:グルタミン交換酵素によるグルタミン残基中への導入、酵素化学
における方法(Covalent Attachment of Oligosaccharide-Asparagine Derivativ
es: Incorporation into Glutamine Residues with the Enzyme Transglutamina
se; Methods in Enzymology)、138、頁413〜418(1987年))。
4)ホスファターゼによるタンパク質の脱ホスホリル化(ビンハム イー(Bingh
am,E.)、ファレル エッチエム(Farell,H.M.)、ダール ケージェー(Dahl,K.
J.);ジャガイモ酸ホスファターゼによるカゼインからのホスフェート基の除去(
Removal of Phosphate groups from Casein with Potato Acid Phosphatease)、
バイオケム バイオフィズ アクタ(Biochim.Biophys.Acta)、429、448
−460(1976年)またはヤマウチ ケー(Yamauchi,K.)、ヨネダ ワイ(Y
oneda,Y.)、カゼインの脱ホスホリル化の、その凝集に対する影響およびキモシ
ンによるプロテオリシス(Effect of Dephosphorylation of Casein on its Coag
ulation and Proteolysis by Chymosin);アグリック バイオル ケム(Agric.
Biol.Chem.)、42、頁1031〜1035(1978年))。
5)タンパク質の部分的または完全な熱的改造(ジョスト アール(Jost R.)、
乳タンパク質の機能的特性(Functional characteristics of dairy proteins)、
食品科学技術における傾向(Trends in Food Science & Technology)、4、頁2
83〜288(1993年))。
本発明のタンパク質組成物の製造には、非変性タンパク質および変性タンパク
質を、タンパク質組成物ないしタンパク質混合物の少なくとも15重量%が変性
タンパク質になるように混合する。乳児用食品ないし
乳児用ミルクの製造には、そのようなタンパク質組成物に、そのような乳児用食
品ないし乳児用ミルクの製造に通常使用する他の成分、例えば脂肪および炭水化
物ならびに所望によりビタミンおよび鉱物を補完する。乳児用食品ないし乳児用
ミルクの製造には、一般的な技術的方法を応用することができる。
以下に、本発明のタンパク質組成物ないしタンパク質混合物を例示する、様々
な変性タンパク質および非変性タンパク質の混合比率を幾つか記載する。
1)40%のカゼイネート(少なくとも30%まで脱ホスホリル化したもの)、
60%の乳清タンパク質、非変性。
2)≧20%のカゼイネート(少なくとも60%まで脱ホスホリル化したもの)
、≦30%の非変性カゼイン、≧15%の重合(横に架橋したもの)乳清タンパ
ク質、≦35%の非変性乳清タンパク質。
3)50%の非変性カゼイネート、≧15%のグリコシル化乳清タンパク質、≦
35%の非変性乳清タンパク質。
4)20%の非変性カゼイネート、20%の横に架橋したカゼイネート、≧15
%の熱的に変性した乳清タンパク質、≦45%の非変性乳清タンパク質。
これまでは、使用する植物性および/または動物性タンパク質が常に迅速に消
化されるようにできれば、形式食品で小児を養育するのに有利であると考えられ
てきた。ここで驚くべきことに、市販されている乳児用食品中に含まれるタンパ
ク質の消化過程は母乳タンパク質のそれよりも明らかに速く、そのために、上記
の母乳タンパク質および市販されている形式食品に含まれるタンパク質の消化の
間に重大な差が生じることが分かった。本発明により、形式食品用の植物性およ
び/または動物性タンパク質の消化過程を、市販のタンパク質混合物に対して、
ここに記
載する変性により、例えば重合および横架橋により、および/または特定のアミ
ノ酸、例えばプロリン、をタンパク質鎖の中に挿入することにより、遅らせる必
要がある。このようにして変性したタンパク質混合物は、ゆっくりと、母乳タン
パク質と同じように消化することができる。
実行するタンパク質変性を評価するために、小児の血漿アミノ酸水準を利用す
る。タンパク質の変性は、必須アミノ酸および非必須アミノ酸の食後の血漿アミ
ノ酸について、これらの変性タンパク質を含む形式食品を与えてから15、30
、45および60分後に測定することができる。必須アミノ酸ないし非必須アミ
ノ酸の合計の血漿濃度(つまり血液中の単位体積または単位重量あたりのこれら
アミノ酸の総量)は、15〜60分間の期間で1.5を超えるファクターで変化
してはならない。言い換えれば、この時間中にある値は、互いにファクター1.
5を超えて変動してはならない。特に、必須血漿アミノ酸の合計の血漿濃度ない
し非必須血漿アミノ酸の合計の血漿濃度は、食品摂取から15〜60分後および
約90分後および約180分後に、母乳を与えた後の必須ないし非必須血漿アミ
ノ酸の合計の血漿濃度から最大±20%を超えて、ないし最大±50%を超えて
変動してはならない。個々のアミノ酸に関して、タンパク質の変性を、血漿アミ
ノ酸の対応する濃度増加および低下により測定し、それらの15、30、45お
よび60分の経過を、母乳を与えた後の経過と比較することができる。
血漿アミノ酸濃度を測定するために、下記の分析方法を使用することができる
。
ゲオルギ ジー(Georgi,G.)、ピエッシュ シー(Pietsch,C.)、サワツキー
ジー(Sawatzki,G);o−フタルジアルデヒド/2−メルカプトエタノールに
よる自動プレ−カラム誘導体形成を使用する、タンパク質加水分解生成物および
血漿中のアミノ酸の高性能液体クロマトグラ
フィー測定(High-performance liquid chromatographic determination of amin
o acids in protein hydrolysates and in plasma using automated pre-column
derivatization with o-phthaldialdehyde/2-mercaptoethanol)、ジェー クロ
マット(J.Chromat.)、613、頁35〜42(1993年)。
アミノ酸の血漿濃度分析は一人の小児で行なうことができるが、信頼性のある
データを得るためには、グループを使用するのが有利である。
本発明の乳児用食品は、上記のタンパク質組成物に加えて、小児の養育に不可
欠で望ましい成分、例えば脂肪、鉱物、ビタミン、炭水化物、等、も含む。これ
らの他の成分は一般的であり、公知であるので、詳細に説明する必要はない。本
発明のタンパク質組成物は、本発明の乳児用食品中に、これまで公知のタンパク
質組成物と同じ量で使用するのが有利である。
本発明のタンパク質組成物ないし乳児用食品の効力ないし効果は、本発明のタ
ンパク質組成物/乳児用食品による食事の前後における、時間と共に変化する血
漿中アミノ酸濃度を測定することにより確認される。それに加えて、胃中の滞留
時間、腸の通過時間、酵素(ペプシン、パンクレアチン、トリプシン、キモトリ
プシン、カルボキシペプチダーゼ、アミノペプチダーゼ)による消化過程、重要
な標識タンパク質の合成ないし総タンパク質合成率を測定することができる。
本発明の乳児用食品およびタンパク質組成物により、小児の正常な発育に不可
欠な代謝条件を、母乳タンパク質におけるのと同じくらい効果的に満たすことが
できる。これはとりわけ、胃腸経路(肝臓およびすい臓を含む)の形態学的およ
び機能的発達、すべての組織における体に固有のタンパク質の合成に対するアミ
ノ酸の供給(神経組織の発達に特に重要)および食事時間のホルモン信号に当て
はまる。これによって調和
のとれた物質交替情況が達成されるのみならず、後の成長段階にとって釣り合い
のとれた個別の物質交代情況が「プログラム化される」。
以下に幾つかの好ましい実施態様を示す実施例により本発明を説明する。
実施例1:噴霧乾燥製品として処方された乳児用ミルク食品
(装填量100kg)
攪拌機を備えた加熱可能なタンクの中にクリーム172.2kg(乳脂肪10
.2%および脱脂乳乾燥物質11.72kgを含む)を入れ、70℃に加熱する
。激しく攪拌しながら、鉱物を除去し、脱グリコシル化した乳清粉末(タンパク
質13.5%)30.4kg、ラクトース26.9kg、タウリン0.025k
g、塩化カリウム0.3kg(60℃の水10リットルに予め溶解)、炭酸カル
シウム0.4kgおよび鉱物混合物0.5kgを加え、完全に溶解させる。乳化
剤0.5kgを高温(50〜60℃)の植物脂肪混合物11.2kg中に溶解さ
せ、この混合物に加える。その後、攪拌しながらビタミン混合物(0.5kg)
を加える。出来上がった混合物を70〜75℃に加熱し、180バールで均質化
する。その後、濃縮物を加熱器で95℃に加熱し、70℃に冷却し、噴霧乾燥さ
せる。
実施例2:噴霧乾燥製品として処方された乳児用ミルク食品
(装填量100kg)
強力な攪拌機を備えた加熱可能な容器の中で約160リットルの水を70℃に
加熱する。激しく攪拌しながら、脱ホスホリル化カゼイン(タンパク質89%)
3.7kg、乳清タンパク質(タンパク質79%)加水分解物(タンパク質79
%)1.0kg、鉱物を除去し乳清粉末(タンパク質13.5%)30.4kg
、ラクトース26.9kg、タウリン0.025kg、塩化カリウム0.3kg
(60℃の水10リットル
に予め溶解)、炭酸カルシウム0.4kgおよび鉱物混合物0.5kgを加え、
完全に溶解させる。乳化剤0.5kgを高温(50〜60℃)の植物脂肪混合物
11.2kg中に溶解させ、この混合物に加える。その後、攪拌しながらビタミ
ン混合物(0.5kg)を加える。出来上がった混合物を70〜75℃に加熱し
、180バールで均質化する。その後、濃縮物を加熱器で95℃に加熱し、70
℃に冷却し、噴霧乾燥させる。
実施例3:噴霧乾燥製品として処方された乳児用ミルク食品
(装填量100kg)
100リットルの水(約70〜75℃)に、激しく攪拌しながら、ラクトース
36.8kg、マルトデキストリン14.8kg、デンプン3.0kg、上記の
変性方法5)により熱により改変された乳清タンパク質濃縮物7.8kg、カゼ
イン6.5kg、還元グルタチオン0.09kg、塩化カリウム0.6kg(6
0℃の水約5リットルに予め溶解)、クエン酸三カリウム0.27kg(60℃
の水約5リットルに予め溶解)、クエン酸0.19kg、(60℃の温水約3リ
ットルに予め溶解)、クエン酸0.19kgおよび鉱物混合物1.4kgを順次
溶解させる。乳化剤2kgを高温(50〜60℃)の植物脂肪(26.3kg)
中に完全に溶解させ、この混合物に加える。その後、攪拌しながらビタミン混合
物(0.31kg)を加え、完全に溶解させる。混合物を70〜75℃に加熱し
、180〜200バールで均質化する。その後、濃縮物を加熱器で95℃に加熱
し、噴霧乾燥させる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),CA,JP,US
(72)発明者 ゲオルギ,ギルダ
ドイツ国,ディー−61381 フリードリッ
ヒスドルフ,プランタチオン 24
(72)発明者 シュバイクハルト,フリードリッヒ
ドイツ国,ディー−61381 フリードリッ
ヒスドルフ,ファルケンウェッグ 1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.タンパク質組成物、特に通常のタンパク質を含む乳児用食品用のタンパク質 組成物であって、少なくとも15重量%(タンパク質の総重量に対して)の、出 発タンパク質として使用する未変性の通常のタンパク質よりも消化過程を遅らせ た変性タンパク質を含むことを特徴とするタンパク質組成物。 2.変性タンパク質が、出発タンパク質の重合により、出発タンパク質の横方向 架橋により、消化過程を遅らせるアミノ酸およびアミノ酸配列をタンパク質鎖の 中に挿入することにより、タンパク質鎖に糖鎖を添合することにより、出発タン パク質の脱ホスホリル化により、および/または出発タンパク質の適切な熱的改 造により変性されることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のタンパク質組成 物。 3.該変性タンパク質を、これらのタンパク質組成物を含む乳児用食品を摂取し た小児において、単位体積の血液中の必須アミノ酸の総量が、食品摂取後15〜 60分間の期間にわたって1.5を超えるファクターで変化せず、食品摂取から 15〜60分後ならびに90分後および180分後に、同じ量のタンパク質を含 む量の母乳を摂取した小児の必須アミノ酸の総量から±20%を超えて変化しな いような量で含むことを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載のタン パク質組成物。 4.該変性タンパク質を、これらのタンパク質組成物を含む乳児用食品を摂取し た小児において、単位体積の血液中の非必須アミノ酸の総量が、食品摂取後15 〜60分間の期間で1.5を超えるファクターで変化せず、食品摂取から15〜 60分後ならびに90分後および180分後に、同じ量のタンパク質を含む量の 母乳を摂取した小児の非必須アミノ酸の総量から±50%を超えて変化しないよ うな量で含むことを特徴とする 請求の範囲第3項に記載のタンパク質組成物。 5.カゼインを含むこと、およびカゼインに結合したホスフェート基の少なくと も30%が脱離していることを特徴とする請求の範囲第1項から第4項のいずれ か一に記載のタンパク質組成物。 6.さらに最適化するためにペプチドおよび/または遊離アミノ酸も含むことを 特徴とする請求の範囲第1項から第5項のいずれか一に記載のタンパク質組成物 。 7.脂肪、炭水化物およびタンパク質ならびに所望により養育に必要な、または 望ましい他の成分を含む乳児用食品、特に乳児用ミルク食品であって、タンパク 質として、請求の範囲第1項から第6項のいずれか一に記載のタンパク質組成物 を含むことを特徴とする食品。 8.請求の範囲第1項から第6項のいずれか一に記載のタンパク質組成物の、乳 児用食品、特に乳児用ミルク食品の製造のための使用。
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