专利名称：肌肉增强剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种肌肉增强剂，其显示优异的肌力增强效果和对于由于长期不活动或失重状态导致的肌肉萎缩的早期康复起作用或对强烈训练后的肌肉康复起作用，该肌肉增强剂具有低苦味性、高稳定性和安全性。本发明还涉及包含该肌肉增强剂的肌肉增强用食品或饮品、肌肉增强用营养组合物和肌肉增强用饲料。
背景技术：
长期不活动或失重状态导致生命体的各种生理变化(例如，体重降低、骨脱钙和骨骼肌萎缩)。例如，用于治疗骨折等的长期石膏固定状态或长期卧床不起的状态，导致肌肉质量与健康人相比显著的减少。已知在太空长期停留后返回地球的宇航员由于肌肉质量减少而不能站立。为解决上述问题，已尝试使用饮食成分(特别是蛋白质和氨基酸营养成分)以便能够防止骨骼肌萎缩或从骨骼肌萎缩中早期康复。例如，非专利文献1公开了使用大豆蛋白作为饮食蛋白质源减少由于长期失重状态导致的骨骼肌萎缩的效果，并揭示了通过摄入大豆蛋白抑制腹部肌肉质量的减少。据说当运动员等进行完强烈训练时，在不考虑营养成分分布的情况下，由于运动负荷而导致肌肉质量适应性增加。然而，增加肌肉质量的氨基酸的缺乏可能抑制肌肉合成。 因此，还研究了训练期间蛋白质或肽的摄入对肌肉蛋白质合成的影响。例如，非专利文献2 公开了大豆肽的摄入对长期运动期间的小鼠肌肉的合成和保持的影响，并报道了大豆肽的摄入增加了腹部肌肉和四头肌的重量。然而，因为大豆肽具有特殊的苦味，并且当大豆肽分散于水中时出现浑浊，大豆肽用作所希望的食品或饮品等受到限制。特别是，大豆肽不能用作希望具有透明性的产品。牛乳中含有的乳清蛋白相比于大豆蛋白具有高含量的参与肌肉合成的支链氨基酸，并具有高蛋白质净利用率(NPU)。然而，还没有系统报道乳清蛋白或乳清肽(即，乳清蛋白水解物)的摄入对增加肌肉质量的影响。为了防止由牛乳或乳制品导致的食物过敏，已将乳蛋白水解物用于各种产品。认为与母乳中含有的蛋白质不同，牛乳中含有的乳清蛋白作为变应原起作用。该问题可通过使用蛋白酶水解乳清蛋白来解决(例如，参见专利文献1和2)。例如，当通过进行蛋白酶处理、用加热使蛋白酶失活和接着进行额外的蛋白酶处理来生产乳清蛋白水解物时，存在很多问题，例如，1)难以对在失活后纯化的乳清蛋白的沉淀物和聚集物进行蛋白酶处理，以致可能达不到抗原性降低和收率增加，和2、当在蛋白酶处理前加热(在90°C，10分钟以上)乳清蛋白时，收率可能降低。专利文献1 JP-A-2-002319专利文献2 JP-A-2-138991非专利文献1 :Tada 等人，Soy Protein Research, Vol. 2, pp. 112-117(1999)非专利文献2 =Fushiki 等人，Soy Protein Research, Vol. 16，pp. 1-3(1995)
发明内容
本发明要解决的问题本发明的目的是提供一种肌肉增强剂，其包含显示肌肉质量增加效果的乳清蛋白水解物。本发明的另一个目的是提供肌肉增强用食品、肌肉增强用营养组合物和肌肉增强用饲料，它们显示肌肉增强效果、非常安全并且可口服(即，风味好)。用于解决问题的方案为了达到上述目的，本发明的发明人对通过在给定条件下使用耐热蛋白酶来水解和热变性乳清蛋白获得的乳清蛋白水解物进行了广泛研究，并且发现具有以下性质的乳清蛋白水解物显示达到上述目的的肌肉增强效果，所述乳清蛋白水解物具有IOkDa以下的分子量分布、200Da至3kDa的主峰、2至8的平均肽长度(APL)、全部组分的游离氨基酸含量为 20%以下和抗原性等于或小于β-乳球蛋白抗原性的1/100，000。具体而言，本发明提供以下。(1) 一种肌肉增强剂，其包含作为活性成分的乳清蛋白水解物，所述乳清蛋白水解物具有(I)IOkDa以下的分子量分布和200Da至3kDa的主峰，0)2至8的平均肽长度(APL)，(3)20%以下的游离氨基酸含量，和(4)等于或小于乳球蛋白抗原性的 1/100,000的抗原性。(2)根据(1)所述的肌肉增强剂，其中所述乳清蛋白水解物通过以下步骤获得使用耐热蛋白酶在50至70°C、pH 6至10下水解和热变性乳清蛋白以获得混合物，和加热所述混合物以使所述蛋白酶失活。(3)根据(1)所述的肌肉增强剂，其中所述乳清蛋白水解物通过以下步骤获得使用蛋白酶在20至55°C、pH 6至10下水解乳清蛋白以获得混合物，加热所述混合物到50至 70°C，使用耐热蛋白酶在50至70°C、pH 6至10下水解和热变性包含于所述混合物中的未水解乳清蛋白，和加热所述混合物以使所述蛋白酶失活。(4)根据⑴所述的肌肉增强剂，其中所述乳清蛋白水解物通过以下步骤获得使用蛋白酶在20至55°C、pH 6至10下水解乳清蛋白以获得混合物，加热所述混合物到50至 70°C，使用耐热蛋白酶在50至70°C、pH 6至10下水解和热变性包含于所述混合物中的未水解乳清蛋白，和加热所述混合物以使所述蛋白酶失活，使用具有1至20kDa截留分子量的超滤膜从所述混合物去除未水解的蛋白，和使用具有100至500Da截留分子量的微滤膜从所述混合物去除低分子量级分。(5) 一种肌肉增强用食品或饮品、肌肉增强用营养组合物或肌肉增强用饲料，其包含根据⑴至⑷任一项所述的肌肉增强剂。(6) 一种肌肉增强方法，其包含以IOg/天以上的量给予乳清蛋白水解物，所述乳清蛋白水解物具有(1) IOkDa以下的分子量分布和200Da至3kDa的主峰，O) 2至8的平均肽长度(APL)，(3)20%以下的游离氨基酸含量，和(4)等于或小于乳球蛋白抗原性的 1/100,000的抗原性。本发明的效果上述肌肉增强剂显示显著的肌肉合成效果，并且在从肌肉萎缩的康复或从由强烈训练导致的肌肉损伤的康复中是有用的。证实用作肌肉增强剂活性成分的乳清蛋白水解物具有等于或小于β -乳球蛋白和后述的乳清蛋白抗原性的1/100,000的抗原性。因此，所述乳清蛋白水解物非常安全。乳清蛋白水解物在水中的溶解性可以通过使用超滤(UF)膜或微滤(MF)膜过滤乳清蛋白水解物来改进。包含上述肌肉增强剂作为活性成分的肌肉增强用食品或饮品、肌肉增强用营养组合物或肌肉增强用饲料显示出肌肉增强效果，并且非常安全。因为使用乳清蛋白作为原料来生产上述肌肉增强剂，所以可以容易和经济地生产所述肌肉增强剂。
具体实施例方式根据本发明一个实施方案的肌肉增强剂包含乳清蛋白水解物，所述乳清蛋白水解物具有肌肉增强效果，并且通过以下步骤获得使用耐热蛋白酶在50至70°C、pH 6至10下水解和热变性乳清蛋白以获得混合物，和加热所述混合物以使所述蛋白酶失活。乳清蛋白水解物的收率可以通过以下来提高使用蛋白酶在20至55°C、pH 6至10下水解乳清蛋白， 然后在上述条件下快速水解所述乳清蛋白而不冷却乳清蛋白。通过使用超滤(UF)膜和/或微滤膜浓缩如上所述获得的乳清蛋白水解物来改进肌肉增强效果，所述超滤(UF)膜具有1至20kDa，优选2至IOkDa的截留分子量，所述微滤膜具有100至500Da，优选150至300Da的截留分子量。这还可以降低苦味和提高透明性。本文使用的术语“乳清蛋白”是指哺乳动物如奶牛、水牛、山羊或人的乳清、或其聚集物、粉末或纯化产品。乳清蛋白在酶反应中以水溶液状态使用。将溶液的pH调整为6至10。乳清蛋白溶液通常具有在上述范围内的pH。当需要调整溶液的PH时，使用酸溶液(例如，盐酸、柠檬酸或乳酸)或碱溶液(例如，苛性苏打、氢氧化钙或磷酸钠)调整溶液的PH到6至10。然后将溶液加热到50至70°C。从收率的观点，优选在50至70°C的加热步骤前添加耐热蛋白酶以便温度到达50°C至70°C前的加热期间也发生水解。虽然正常蛋白酶的最适宜温度为40°C以下，但是耐热蛋白酶的最适宜温度为 45°C以上。可使用具有最适宜温度为45°C以上的任意的耐热蛋白酶。该耐热蛋白酶的实例包括木瓜蛋白酶、Protease S(商品名)、I^roleather (商品名)、Thermoase (商品名)、 Alcalase (商品名)和ftOtin A (商品名)等。优选使用当在80°C下加热30分钟时具有 10%以上残存活性的耐热蛋白酶。组合使用多种蛋白酶是有效的。反应时间优选为约30 分钟至10小时。在蛋白酶变性后，然后加热反应溶液以使蛋白酶失活。可通过在100°C以上加热反应溶液10秒以上使蛋白酶失活。在蛋白酶失活后，将反应溶液离心，并收集上清液。然后干燥上清液以获得粉末状产品。与上清液相比，由离心产生的沉淀物的低变应原性较小，且优选将其去除。注意，只要不发生抗原性问题，就可干燥和直接使用反应溶液。经证实，当通过抑制ELISA法(参见日本期刊Pediatric Allergy and Clinical Immunology, 1,36(1987))测量时，通过上述方法获得的乳清蛋白水解物具有等于或小于β-乳球蛋白和乳清蛋白的抗原性的1/100,000的抗原性。因此，乳清蛋白水解物非常安全。因为乳清蛋白水解物的水溶液是透明的，并且具有约为2的苦味水平，因此乳清蛋白水解物可用于任意产品。根据本发明的一个实施方案的乳清蛋白水解物可直接用作肌肉增强剂，或可通过常规方法形成为粉末剂、颗粒剂、片剂、胶囊剂或可饮用制剂等。使用超滤(UF)膜或微滤 (MF)膜获得的乳清蛋白水解物也可直接用作肌肉增强剂，或可在干燥后使用。乳清蛋白水解物也可通过常规方法形成为制剂。可将制剂添加至营养制剂、食品或饮品(例如，酸乳酪、乳类饮品或薄饼)、饲料或补充剂等。肌肉增强用食品或饮品、肌肉增强用营养组合物或肌肉增强用饲料中的乳清蛋白水解物的量没有特别限定，但优选这样确定以使成人以IOg/天以上，和优选20g/天以上的量摄取乳清蛋白水解物。作为活性成分的乳清蛋白水解物可与适当的助剂混合，并形成为口服制剂(肌肉增强剂)。以下通过实施例、比较例和试验例进一步描述本发明。注意，以下实施例是为说明的目的而给出的，不应该理解为对本发明的限定。在实施例中，通过以下方法评价透明性和苦味。透明性评价方法制备乳清蛋白水解物溶液，并测量在650nm处的吸光度。苦味评价方法制备10%乳清蛋白水解物溶液。使用盐酸奎宁(苦味物质)评价溶液的苦味。如果苦味水平如表1所示为2以下， 则乳清蛋白水解物可用于食品或饮品等。表 权利要求
1.一种肌肉增强剂，其包含作为活性成分的乳清蛋白水解物，所述乳清蛋白水解物具有(1) IOkDa以下的分子量分布和200Da至3kDa的主峰，O) 2至8的平均肽长度(APL)， (3) 20%以下的游离氨基酸含量，(4) 20%以上的支链氨基酸含量，和(5)等于或小于乳球蛋白抗原性的1/100,000的抗原性。
2.根据权利要求1的肌肉增强剂，其中所述乳清蛋白水解物通过进行以下步骤获得 使用耐热蛋白酶在50至70°C、pH 6至10下水解和热变性乳清蛋白以获得混合物的水解步骤，和加热所述混合物以使所述蛋白酶失活的失活步骤。
3.根据权利要求1所述的肌肉增强剂，其中所述乳清蛋白水解物通过进行以下步骤获得使用蛋白酶在20至55°C、pH 6至10下水解乳清蛋白以获得混合物的初步水解步骤，加热所述混合物到50至70°C并使用耐热蛋白酶在50至70°C、pH 6至10下水解和热变性包含于所述混合物中的未水解的乳清蛋白的水解步骤，和加热所述混合物以使所述蛋白酶失活的失活步骤。
4.根据权利要求1所述的肌肉增强剂，其中所述乳清蛋白水解物通过进行以下步骤获得使用蛋白酶在20至55°C、pH 6至10下水解乳清蛋白以获得混合物的初步水解步骤，加热所述混合物到50至70°C并使用耐热蛋白酶在50至70°C、pH 6至10下水解和热变性包含于所述混合物中的未水解的乳清蛋白的水解步骤，和加热所述混合物以使所述蛋白酶失活的失活步骤，使用具有1至20kDa截留分子量的超滤膜过滤所述混合物的超滤步骤，和使用具有100至500Da截留分子量的微滤膜来过滤通过超滤步骤获得的滤出液以获得未滤过级分的微滤步骤。
5.一种肌肉增强用食品、饮品、营养组合物或饲料，其包含根据权利要求1至4任一项所述的肌肉增强剂。
6.一种生产肌肉增强剂的方法，其包含以下步骤使用耐热蛋白酶在50至70°C、pH 6 至10下水解和热变性乳清蛋白以获得混合物的水解步骤，和加热所述混合物以使所述蛋白酶失活的失活步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包含在所述水解步骤前使用蛋白酶在20至 55°C、pH 6至10下水解所述乳清蛋白的初步水解步骤。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其进一步包含使用具有1至20kDa截留分子量的超滤膜过滤所述混合物的超滤步骤，和在所述失活步骤后使用具有100至500Da截留分子量的微滤膜来过滤通过所述超滤步骤获得的滤出液以获得未滤过的级分的微滤步骤。
9.一种肌肉增强方法，其包含以IOg/天以上的量给予乳清蛋白水解物，所述乳清蛋白水解物具有(1) IOkDa以下的分子量分布和200Da至3kDa的主峰，O) 2至8的平均肽长度 (APL), (3)20%以下的游离氨基酸含量，(4)20%以上的支链氨基酸含量，和(5)等于或小于β -乳球蛋白抗原性的1/100，000的抗原性。
全文摘要
提供一种包含乳清蛋白水解物的肌肉增强剂，所述乳清蛋白水解物具有肌肉增强效果、高度安全、其水溶液高度透明并且其可以不受限制的用于各种产品，这是因为该乳清蛋白水解物苦味小并且不影响产品的味道。提供包含乳清蛋白水解物的肌肉增强剂，所述乳清蛋白水解物具有10kDa以下的分子量分布、显示200Da至3kDa的主峰、具有2至8的平均肽长度(APL)、以相对于其总组分为20％以下的量包含游离氨基酸和显示等于或小于β-乳球蛋白抗原性的1/100,000的抗原性。
文档编号A23K1/08GK102264379SQ200980152359
公开日2011年11月30日 申请日期2009年12月14日 优先权日2008年12月24日
发明者三浦晋, 内藤久士 申请人:雪印惠乳业株式会社