(57)【要約】消化器系におけるアミノ酸の放出の調節を提供するアミノ酸/可溶性多糖類コアセルベートを開示する。例えば、ヒトおよび/または動物の腸への、ロイシンなどの1つまたは複数のアミノ酸の送達および放出の増加を提供するための、アミノ酸コアセルベート組成物を形成する方法も開示する。2021511071.tif 000003
2021511071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つのアミノ酸および少なくとも1つの可溶性多糖類から本質的になるコアセルベートを含む、組成物。
【請求項２】
少なくとも1つのアミノ酸が非極性である、請求項1記載の組成物。
【請求項３】
アミノ酸が、ロイシン、グリシン、アラニン、プロリン、バリン、イソロイシン、メチオニン、トリプトファン、フェニルアラニン、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1記載の組成物。
【請求項４】
アミノ酸がL-ロイシンである、請求項1記載の組成物。
【請求項５】
少なくとも1つの可溶性多糖類がアカシアゴムである、請求項1記載の組成物。
【請求項６】
可溶性多糖類が、ペクチン、マルトデキストリン、アカシアゴム、硫酸キトサン、アルギン酸塩、大豆をベースにした可溶性繊維、エンドウ豆をベースにした可溶性繊維、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1記載の組成物。
【請求項７】
可溶性多糖類が、アカシアゴム、大豆可溶性多糖類、エンドウ豆可溶性多糖類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1記載の組成物。
【請求項８】
コアセルベートが乾燥重量で約45〜約65パーセントのアミノ酸を含む、請求項1記載の組成物。
【請求項９】
(a) 約1.0〜約1.5のpHに調整された水中に少なくとも1つのアミノ酸を溶解して、アミノ酸溶液を生成する段階;
(b) アミノ酸溶液を華氏約110〜約122度の温度に加熱する段階;
(c) 加熱されたアミノ酸溶液の中に少なくとも1つの可溶性多糖類を混合して、アミノ酸/多糖類混合物を生成する段階; および
(d) アミノ酸/多糖類混合物のpHを約2.4〜約3.1に調整して、アミノ酸/多糖類コアセルベートを生成する段階
を含む、アミノ酸/可溶性多糖類コアセルベートを含む組成物を製造するための方法。
【請求項１０】
(e) アミノ酸/多糖類コアセルベートを乾燥させる段階をさらに含む、請求項9記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも1つの可溶性多糖類が、アカシアゴム、ペクチン、大豆可溶性多糖類、エンドウ豆可溶性多糖類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項9記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも1つの可溶性多糖類が、アカシアゴム、大豆可溶性多糖類、エンドウ豆可溶性多糖類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項9記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも1つの可溶性多糖類がアカシアゴムである、請求項9記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも1つのアミノ酸が非極性である、請求項9記載の方法。
【請求項１５】
アミノ酸が、ロイシン、グリシン、アラニン、プロリン、バリン、イソロイシン、メチオニン、トリプトファン、フェニルアラニン、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項9記載の方法。
【請求項１６】
アミノ酸がL-ロイシンである、請求項9記載の方法。
【請求項１７】
(a) 華氏約110〜約122度に予熱されかつ約1.0〜約1.5のpHに調整された水中に少なくとも1つの可溶性多糖類を溶解して、可溶性多糖類溶液を生成する段階;
(b) 少なくとも1つのアミノ酸を可溶性多糖類溶液に混合して、アミノ酸/多糖類混合物を生成する段階; および
(c) アミノ酸/多糖類混合物のpHを約2.4〜約3.1に調整して、アミノ酸/多糖類コアセルベートを生成する段階
を含む、アミノ酸/可溶性多糖類コアセルベートを含む組成物を製造するための方法。
【請求項１８】
(e) アミノ酸/多糖類コアセルベートを乾燥させる段階をさらに含む、請求項17記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも1つの可溶性多糖類が、アカシアゴム、ペクチン、大豆可溶性多糖類、エンドウ豆可溶性多糖類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項17記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも1つの可溶性多糖類が、アカシアゴム、大豆可溶性多糖類、エンドウ豆可溶性多糖類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項17記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも1つの可溶性多糖類がアカシアゴムである、請求項17記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも1つのアミノ酸が非極性である、請求項17記載の方法。
【請求項２３】
アミノ酸が、ロイシン、グリシン、アラニン、プロリン、バリン、イソロイシン、メチオニン、トリプトファン、フェニルアラニン、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項17記載の方法。
【請求項２４】
アミノ酸がL-ロイシンである、請求項17記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、アミノ酸をより生物学的に利用可能な形態で提供するアミノ酸組成物に関する。より具体的には、本発明は、ヒトおよび/または動物の身体における吸収のための非極性アミノ酸の改善された送達を提供する組成物、ならびにそれらの組成物を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
筋肉組織の損失は、加齢、栄養失調、ならびに熱傷、敗血症およびがんなどの異化疾患の結果として発生する場合が多い。食事性タンパク質の補給は有益でありうるが、必須アミノ酸であるロイシンの補給は特に有益であることが示されている。食餌療法のロイシンは、例えば、最近、ラットでの筋原線維タンパク質分解および筋重量減少の速度を抑制することが示された。ロイシンはまた、筋肉タンパク質合成を刺激し、mRNA翻訳の制御に関与するさまざまなタンパク質の活性を調節する。ロイシンは、直接的にまたはその代謝産物であるα-ケトイソカプロン酸を通じて、タンパク質合成を刺激しうる。ロイシンは、独立してまたはラパマイシンの哺乳類標的(mTOR)との相互作用によって、翻訳を刺激しうる。
【０００３】
ロイシンは分枝鎖アミノ酸であり、かつ必須アミノ酸である。ロイシンは、アセチル-コエンザイムAおよびアルファ-ケト酸に変換される唯一のアミノ酸であり、グルタミンの合成に重要な窒素源である。ロイシンは、タンパク質の合成および分解に及ぼすその効果に加えて、プロテインキナーゼC (PKC)によるグルコースの取り込みも刺激し、その一方でインスリンが、プロテインキナーゼBを介してグルコースの取り込みを調節する。
【０００４】
乳清タンパク質は良質のロイシン源であるが、食事性タンパク質が提供できる筋肉を構築するアミノ酸を必要とする多くの個体にとって、タンパク質を消化および/または吸収することが困難な場合がある。さらに、正常な消化/吸収を有する個体であっても、ロイシン(L-ロイシン)は非極性アミノ酸であり、水への溶解度が低く(非常に酸性のpHを除き、24.3 mg/ml)、送達および生物学的利用能の問題を提起する。ロイシンの溶解度はpHに依存するため、薬学的担体または分子複合体から、胃でははるかに速く(pHは、食べる食品の種類および量に基づいて約1から4.5の範囲である)、しかし血流への吸収が実際に行われる小腸では著しく緩やかに(pHは十二指腸では約6であり、回腸末端では約7.4まで徐々に増加する)放出される傾向がある。それゆえ、胃での放出速度を低下させ、腸での放出速度を増加させる、より生物学的に利用可能な形態でそれらのアミノ酸を提供するロイシン含有アミノ酸組成物を提供する方法を見つけることが重要である。
【０００５】
ロイシンの送達のためにさまざまな方法が用いられているが、ロイシンは非極性アミノ酸であり、効率的な送達のため組成物を製剤化する際にいくつかの難題を突きつけている。例えば、1つのアプローチは、ロイシンを中性pHまたは中性pH近くの水中に分散させることであった。例えば、ショ糖脂肪酸エステル(すなわち、糖エステル)および/またはデンプングリコール酸ナトリウムなどの少なくとも1つの他の物質と組み合わせたアカシアゴムを含めて、さまざまなカプセル化剤も使われている。L-ロイシンをカプセル化するために、加水分解された乳清タンパク質も使われている。
【０００６】
ロイシンの推奨1日投与量は約63 mg/kgである(http://www.cdc.gov/nchs/data/nhanes/databriefs/adultweight.pdf(非特許文献1))。平均的な健常男性の場合、それは約4.032 g/日のはずである。生物学的に利用可能な形態での有効量のロイシンの送達は、アスリート、高齢者、および栄養素の吸収が困難な個体にとって特に重要でありうる。必要なのは、アミノ酸、特にロイシンなどの非極性アミノ酸を送達する新しくてさらに良い方法である。さらに高い吸収のためにそれらのアミノ酸を腸に向ける送達媒体に対する要求も大きい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】http://www.cdc.gov/nchs/data/nhanes/databriefs/adultweight.pdf
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、1つまたは複数のアミノ酸(すなわち、少なくとも1つのアミノ酸)および少なくとも1つの可溶性多糖類から本質的になるコアセルベートを含む組成物に関する。組成物は、例えば、食品成分、香味料、ビタミン、ミネラルなどのさらなる成分を含有しうるが、組成物内のコアセルベートは、少なくとも1つのアミノ酸および少なくとも1つの可溶性多糖類から本質的になる。本発明のさまざまな局面において、アミノ酸は非極性である。本発明のさまざまな局面において、アミノ酸はL-ロイシンである。本発明のさまざまな局面において、少なくとも1つの可溶性多糖類はアカシアゴムである。本発明のさまざまな態様において、コアセルベートは、コアセルベートの約45〜約50重量パーセントのアミノ酸を含む。本発明のロイシン/可溶性多糖類コアセルベートは、例えば、ヒトおよび/または動物の腸へのロイシン送達の増加を提供する調節放出ロイシン組成物を提供する。
【０００９】
本発明は、(a) 約1.0〜約1.1のpHに調整された水中に少なくとも1つのアミノ酸を溶解して、アミノ酸溶液を生成する段階; (b) 少なくとも1つの可溶性多糖類をアミノ酸溶液と混合して、アミノ酸/多糖類混合物を生成する段階; および(c) アミノ酸/多糖類混合物のpHを約2.3〜約2.5に調整して、アミノ酸/多糖類コアセルベートを生成する段階を含む、アミノ酸/可溶性多糖類コアセルベートを含む組成物を製造するための方法にも関する。本発明のさまざまな局面において、粉末アミノ酸/可溶性多糖類調節送達組成物は、(d) アミノ酸/多糖類コアセルベートを乾燥させる段階を加えることによって形成することができる。本方法のさまざまな態様において、少なくとも1つの可溶性多糖類は、アカシアゴム、ペクチン、大豆可溶性多糖類、エンドウ豆可溶性多糖類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。
【００１０】
さまざまな局面において、アミノ酸/可溶性多糖類コアセルベートを含む組成物を製造するための方法は、(a) 華氏約110〜約122度に予熱されかつ約1.0〜約1.5のpHに調整された水中に少なくとも1つの可溶性多糖類を溶解して、可溶性多糖類溶液を生成する段階; (b) 少なくとも1つのアミノ酸を可溶性多糖類溶液に混合して、アミノ酸/多糖類混合物を生成する段階; および(c) アミノ酸/多糖類混合物のpHを約2.4〜約3.1に調整して、アミノ酸/多糖類コアセルベートを生成する段階を含む。
【００１１】
さまざまな局面において、アミノ酸/可溶性多糖類コアセルベートを含む組成物を製造するための方法は、(a) 約1.0〜約1.5のpHに調整された水中に少なくとも1つのアミノ酸を溶解して、アミノ酸溶液を生成する段階; (b) アミノ酸溶液を華氏約110〜約122度の温度に加熱する段階; (c) 加熱されたアミノ酸溶液の中に少なくとも1つの可溶性多糖類を混合して、アミノ酸/多糖類混合物を生成する段階; および(d) アミノ酸/多糖類混合物のpHを約2.4〜約3.1に調整して、アミノ酸/多糖類コアセルベートを生成する段階を含む。
【００１２】
さまざまな局面において、本方法は、アミノ酸/多糖類コアセルベートを乾燥させる段階をさらに含む。さまざまな局面において、少なくとも1つの可溶性多糖類は、アカシアゴム、ペクチン、大豆可溶性多糖類、エンドウ豆可溶性多糖類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。さまざまな局面において、少なくとも1つの可溶性多糖類は、アカシアゴムである。さまざまな局面において、少なくとも1つのアミノ酸は非極性であり、いくつかの態様において、アミノ酸は、ロイシン、グリシン、アラニン、プロリン、バリン、イソロイシン、メチオニン、トリプトファン、フェニルアラニン、およびそれらの組み合わせからなる群より選択され、さまざまな態様において、アミノ酸は、例えば、L-ロイシンなどのL型アミノ酸である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の方法による、例としてロイシンを用いた、コアセルベーションプロセスの一般的な概略図である。
【図２】図2aは、L-ロイシン(Shinestar)の粒子サイズのグラフであり、図2bは、同じ供給源から得られたL-ロイシンを用いて本発明の方法により製造されたL-ロイシンコアセルベートの粒子サイズのグラフである。
【図３】図3aは、L-ロイシン(Ajinomoto North America Inc.)の粒子サイズのグラフであり、図3bは、同じ供給源から得られたL-ロイシンを用いて本発明の方法により製造されたL-ロイシンコアセルベートの粒子サイズのグラフである。
【図４】遊離ロイシン(pH 1.0)、アカシアゴム(GA) 100 gあたり0.36 gを用いてコアセルベート化されたロイシン、およびアカシアゴム(GA) 100 gあたり6.67 gを用いてコアセルベート化されたロイシン(ともにpH 2.3〜2.5)のゼータ電位のグラフである。
【図５】Ajinomoto North America, Inc.社によって生成されたロイシンを用いた、ロイシン(△)の放出プロファイルおよびロイシン/可溶性多糖類コアセルベートからのロイシン(□)の放出プロファイルの比較である。
【図６】異なる2社の製造業者Shinestar社(◇)およびAjinomoto North America, Inc.社(□)によって生成されたロイシンを用いた、ロイシン/可溶性多糖類コアセルベートからのロイシンの放出プロファイルの比較である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
詳細な説明
本発明者は、アカシアゴム(アラビアゴム)などの可溶性多糖類とともにポリペプチドおよび/またはタンパク質などのより大きな分子を用いてこれまでに形成されたものなどのコアセルベートを、単離アミノ酸組成物を用いて形成できることを発見した。さまざまな局面において、アミノ酸は、例えばロイシン(これは典型的には水への溶解度が低い)などの少なくとも1つの非極性アミノ酸を含み、タンパク質/多糖類のコアセルベートを形成してその中にロイシンをカプセル化することによってではなく、ヒトおよび/または動物の腸にロイシンを直接送達する。アミノ酸(例えばロイシン)および例えばアカシアゴムなどの可溶性多糖類を用いてコアセルベートを形成することにより、本発明者はまた、血流の中にロイシンを吸収することができる小腸の環境において著しくさらに多くのロイシンの放出を提供する、制御されたロイシン送達を提供する組成物を開発した。
【００１５】
「放出する」とは、周囲の媒体への化学物質の可溶型の拡散であって、それにより吸収に利用可能にすることを意味するように本明細書において用いられる。周囲の媒体は、例えば、胃腸管のさまざまな空洞(すなわち、胃、十二指腸、および小腸)内の流体であることができる。可溶性化学物質は、ロイシン、グリシン、アラニン、プロリン、バリン、イソロイシン、メチオニン、トリプトファン、フェニルアラニン、および/またはそれらの組み合わせなどの、1つまたは複数の非極性アミノ酸であることができる。
【００１６】
本発明者は、コアセルベートが、より高いレベルのアミノ酸、例えばロイシンをより濃縮された形態で提供することを発見した。ロイシンは一般的に胃で非常に速く放出されるが、コアセルベート化された後にはその環境においてはるかにゆっくりと放出される。より高い小腸pH環境に到達すると、コアセルベートは、単離されたロイシンを含有する従来のカプセルなどの典型的なロイシン製品よりも著しく高い放出速度/レベルを提供する。それゆえ、本発明は、ロイシンによって例示される非極性アミノ酸などのアミノ酸を含む調節放出組成物を生成するための方法を提供する。ロイシンは、例えば実施例において、具体的にも、および非極性アミノ酸の群の一般的な代表としても本明細書において言及される。本発明の方法は、極性もしくは非極性アミノ酸のいずれか、または両方のコアセルベートを形成するために用いることができるが、本発明者らは、非極性アミノ酸が用いられる場合、形成効率がより高いことを発見した。それゆえ、非極性アミノ酸は、本発明の方法を用いての調節送達用途にさらに理想的に適している。
【００１７】
本発明はそれゆえ、1つまたは複数の単離アミノ酸および少なくとも1つの可溶性多糖類から本質的になる少なくとも1つのコアセルベートを含む組成物に関する。さまざまな局面において、アミノ酸はロイシンである。本発明のさまざまな局面において、少なくとも1つの可溶性多糖類はアカシアゴムである。本発明のさまざまな態様において、コアセルベートは、コアセルベートの約45〜約50重量パーセントのロイシンを含む。
【００１８】
さまざまな局面において、アミノ酸/可溶性多糖類コアセルベートを含む組成物を製造するための方法は、(a) 華氏約110〜約122度に予熱されかつ約1.0〜約1.5のpHに調整された水中に少なくとも1つの可溶性多糖類を溶解して、可溶性多糖類溶液を生成する段階; (b) 少なくとも1つのアミノ酸を可溶性多糖類溶液に混合して、アミノ酸/多糖類混合物を生成する段階; および(c) アミノ酸/多糖類混合物のpHを約2.4〜約3.1に調整して、アミノ酸/多糖類コアセルベートを生成する段階を含む。
【００１９】
さまざまな局面において、アミノ酸/可溶性多糖類コアセルベートを含む組成物を製造するための方法は、(a) 約1.0〜約1.5のpHに調整された水中に少なくとも1つのアミノ酸を溶解して、アミノ酸溶液を生成する段階; (b) アミノ酸溶液を華氏約110〜約122度の温度に加熱する段階; (c) 加熱されたアミノ酸溶液の中に少なくとも1つの可溶性多糖類を混合して、アミノ酸/多糖類混合物を生成する段階; および(d) アミノ酸/多糖類混合物のpHを約2.4〜約3.1に調整して、アミノ酸/多糖類コアセルベートを生成する段階を含む。
【００２０】
さまざまな局面において、本方法は、アミノ酸/多糖類コアセルベートを乾燥させる段階をさらに含む。さまざまな局面において、少なくとも1つの可溶性多糖類は、アカシアゴム、ペクチン、大豆可溶性多糖類、エンドウ豆可溶性多糖類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。さまざまな局面において、少なくとも1つの可溶性多糖類は、アカシアゴムである。さまざまな局面において、少なくとも1つのアミノ酸は非極性であり、いくつかの態様において、アミノ酸は、ロイシン、グリシン、アラニン、プロリン、バリン、イソロイシン、メチオニン、トリプトファン、フェニルアラニン、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。さまざまな態様において、アミノ酸は、例えば、L-ロイシンなどのL型である。
【００２１】
本発明は、(a) 約1.0〜約1.1のpHに調整された水中にロイシンを溶解して、ロイシン溶液を生成する段階; (b) アカシアゴム、ペクチン、大豆可溶性多糖類、エンドウ豆可溶性多糖類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つの可溶性多糖類をロイシン溶液の中に混合して、ロイシン/多糖類混合物を生成する段階; ならびに(c) ロイシン/多糖類混合物のpHを約2.4〜約3.1に調整して、ロイシン/多糖類コアセルベートを生成する段階を含む、ロイシンコアセルベート組成物を製造するための方法にも関する。本方法は、(d) ロイシン/多糖類コアセルベートを乾燥させる段階をさらに含むことができる。
【００２２】
本明細書において用いられる場合、「コアセルベート」は、静電力によって一緒に保持されるコロイド液滴の球状凝集体である。Schmitt and Turgeon (Protein/polysaccharide complexes and coacervates in food systems, Advances in Colloid and Interface Science 167 (2011) 63-70)によれば、タンパク質および多糖類がこれらの複合体を形成する場合に、それらは一般に逆帯電した高分子間の静電相互作用から生じる。説明される通り、それらの高分子間の相互作用はコアセルベート形成、粘度などに影響を与える。ロイシン含有ポリペプチドとアカシアゴムなどの多糖類との間で形成されるコアセルベートは、これまでに記述されており、それらは消化系へのロイシンの送達に有望であることが示唆されている。しかしながら、本発明は、これまでに記述されたコアセルベートにおけるロイシン-タンパク質および/またはポリペプチド複合体の必要性を排除し、非常に重要なことには、体内で用いるために吸収される腸への送達を主に標的とする制御放出形態でロイシンを送達するので、著しく高い量のロイシンを提供することができ、ロイシンを提供するコストを減らすことができる。
【００２３】
アカシアの木から得られる(それゆえ「アカシアゴム」ともいわれる)アラビアゴム(GA)は、6つの炭水化物部分および1つのポリペプチド部分を有する分枝多糖類である。GAは、pH 2.0を超えると負電荷を与えるカルボキシル基を有する弱い高分子電解質である。GAは水溶性であり、粘度が低い。ポリペプチド部分は主にヒドロキシプロリンおよびセリンであり、多糖類鎖の還元末端に共有結合されている。Gulaoら(Complex coacervates obtained from peptide leucine and gum arabic: Formation and characterization interactions, Food Chemistry 194 (2016) 680-686)は、ロイシンが非共有結合されているポリペプチドを用い、ポリペプチドとGAとの相互作用が「多糖類の量、pHおよび塩濃度に応じて、不溶性の沈殿物、複合体またはコアセルベートを生成し」うることを実証した。Livney, (Livney, Y.D., Complexes and conjugates of biopolymers for delivery of bioactive ingredients via food, in Delivery and Controlled Release of Bioactives in Foods and Nutraceuticals, 2008, p. 234-250)によって説明されているように、「重合体上の逆帯電した固定基間の静電気引力を主に含めて、引力相互作用を示す生体高分子間で複合体形成が起こる。しかしながら、他の引力相互作用、例えば水素結合、ファンデルワールスおよび疎水性相互作用も重要な役割を果たしうる。」
【００２４】
本発明の組成物は、少なくとも1つのアミノ酸から本質的になる第1の成分と少なくとも1つの可溶性多糖類から本質的になる第2の成分とから本質的になる。可溶性多糖類は、例えば、ペクチン、マルトデキストリン、アカシアゴム(アラビアゴム)、例えばβ-グルカンなどの可溶性グルカン、硫酸キトサン、アルギン酸塩、大豆をベースにした可溶性繊維、エンドウ豆をベースにした可溶性繊維、およびそれらの組み合わせからなる群より選択することができる。本発明者は本発明の方法において、アカシアゴム、大豆可溶性多糖類、およびエンドウ豆可溶性多糖類がアミノ酸、特にロイシンとコアセルベートを形成するのに特に有効であることを見出した。
【００２５】
本発明の方法において、ロイシンは、溶媒(例えば、水)を約1.0〜約1.1のpHに調整することにより、溶液中に可溶化される。可溶性多糖類(SP)は、約0.25〜約0.6アミノ酸/コアセルベート化物質に対する可溶性多糖類の比率で加えられる。溶液を均質になるように混合し(すなわち、溶液中にSPの塊が目立たないようにすべきである)、pHを約2.3〜約2.5に調整する。このpHで、溶解度の低いアミノ酸(例えば、ロイシン)が結晶化する。SPとのコアセルベートに残存するアミノ酸(ロイシン)の割合は、一般に約40〜約65パーセント(乾燥重量)である。この時点で、溶液は一般に約8〜約25、さらにより好ましくは、約8.3〜約24.9パーセントの固形分を有する。粉末を生成するには、例えば、ロイシン/SPコアセルベートを噴霧乾燥することができる。噴霧乾燥に適した条件には、約392°F〜約464°F (200〜240℃)の入口温度および約194°F〜約212°F (90〜100℃)の出口温度が含まれる。
【００２６】
ロイシンはコアセルベート粉末中に約45〜約50重量%で存在するので、推奨される投与量は体重1 kgあたりロイシンコアセルベート約126〜約140 mg (例えば、平均サイズの大人で1日あたり8.06〜8.96 g)であろう。
【００２７】
ロイシンは、本発明の方法によってロイシンコアセルベートを生成するために用いることができる種々の可溶性多糖類と同様に、種々の商業的供給源から容易に入手可能である。本発明の組成物は、粉末栄養サプリメントなどの種々の用途において、単独でまたは他の栄養成分、ドリンクミックスなどとの組み合わせで用いることができ、あるいは食品および/または飲料製品の成分として用いられうる。ロイシンの有益な効果を考えると、本発明のロイシンコアセルベートは、激しい運動の影響によって影響を受ける筋肉を構築および修復するために使われる多量のロイシンが提供され、アスリート向けに生産される製品において特に有益でありうる。本発明のロイシンコアセルベートを粉末状の栄養サプリメント、プロテインバー、スナック食品、および栄養シェイク、プディング菓子などのような飲料配合物に組み入れて、筋肉消耗（全体的な健康に悪影響を及ぼし、運動性を低下させ、バランスの問題を引き起こし、また病気だけでなく損傷の原因となりうる他の身体的問題を引き起こしうる）のリスクがある高齢者に利益をもたらすこともできる。それらはまた、栄養補助食品市場で現在使用されている非常に一般的なタイプの固形剤形である錠剤、カプセルおよびグミの形態で投与することもできる。
【００２８】
本発明のコアセルベート組成物はまた、1つまたは複数のアミノ酸の利点、ならびに可溶性多糖類に関連する利点を提供する二重の利点の組成物でありうる。多くの可溶性多糖類は一般に「可溶性繊維」といわれ、可溶性繊維の利点は周知である。例えば、β-グルカンなどの、ある種の可溶性多糖類には、コレステロール値および心臓の健康状態の改善、腫瘍成長の阻害、腫瘍増殖の低減、ならびに腫瘍転移の抑止などの十分に実証された利点がある。これらの多糖類は免疫応答を高めることが示されており、それらはがんの化学療法および放射線療法に対するアジュバントとして治療計画で使用されてきた。がん患者では、食事中のタンパク質の量を増やし、追加のロイシンを提供することで、筋肉タンパク質合成を刺激することが分かっている。慢性閉塞性肺疾患および嚢胞性線維症では、特定の食事性タンパク質および食事性必須アミノ酸、特にロイシンの特定の組み合わせを含む食事によって筋肉タンパク質合成を刺激できるため、これらの個体にとって、本発明のロイシンコアセルベートは特に有益でありうる。
【００２９】
ロイシン含有ペプチド、またはロイシンが非共有結合されたロイシン含有ペプチドから形成されたコアセルベートは、出発物質のサイズよりも大きい粒子サイズのものであることが示されている(Gulao, et al. (Complex coacervates obtained from peptide leucine and gum arabic: Formation and characterization interactions, Food Chemistry 194 (2016) 680-686)が、一方で本発明のコアセルベートは、出発物質よりも小さい粒子サイズのものである。粒子サイズは溶解度、粒子が溶解される溶液の透明度などに影響を与えうるため、ロイシンコアセルベートは、配合者が追加のロイシンを組み入れることを欲しうる製品に対してさらに多くの種類の選択肢を提供することもできる。
【００３０】
「含む」という用語が用いられる場合、この用語が適用される組成物の構成要素または方法の段階は、それらの同じ構成要素または段階「から本質的になる」または「からなる」と記述されることもでき、「含む」という用語は、組成物および/または方法をその/それらのさらに広い範囲で記述するために用いられるものと理解されるべきである。「から本質的になる」という語句が用いられる場合、「から本質的になる」という移行句は、特定の材料または段階および本発明の基礎かつ新規の特徴に実質的に影響を与えないそれらの材料または段階をいうものと理解されるべきである。本発明を以下の実施例によってさらに記述する。
【実施例】
【００３１】
水550〜1000 mLのpHをHCl、またはH3PO4およびHClの酸混合液で1.0〜1.5に低下させた。これに、L-ロイシン6.6〜23.8 g/100 gを連続撹拌下でゆっくり加えた。ロイシンの添加によりpH 1.4〜1.6にpHがわずかに上昇したため、pHを1.0〜1.1に戻した。アカシアゴムまたは類似の可溶性多糖類(SP) (1.8〜6.3 g/100 g)を、連続的に撹拌しながらゆっくりと添加することによりロイシン溶液に加えた。SPの全ての塊が砕かれて、均一に混合された後に、最終的なpHは、NaOH (12.5 M)またはKOH (12.5 M)溶液で2.4〜3.1に調整された。SPの混合プロセスは、110〜122F (およそ43〜50℃)で実行された。分散液を40〜45°F (4.5〜7.2℃)で終夜貯蔵した。噴霧乾燥の直前に、分散液を連続して20分間撹拌した。噴霧乾燥は、入口温度392〜464°F (200〜240℃)および出口温度194〜212°F (90〜100℃)で実施された。
【００３２】
場合によっては、加熱し、酸性化した水(pH 1.0〜1.5; 110〜122F (およそ43〜50℃))の中にSPを分散し(1.8〜6.3 g/100 g)、その後、この溶液に連続撹拌下でロイシンをゆっくり加えて、分散液を作製した。次に、塩基の添加によって分散液のpHを2.4〜3.1に調整した。
【００３３】
コアセルベート中のロイシンの取り込み効率は、ロイシン/SP粉末をRO水、100 g/Lに分散させることにより計算された。混合物を遠心分離して、残留物中の非溶解ロイシンを上清中の溶解ロイシンから分離した。残留物を再び、同量の新鮮RO水に溶解した。上清および残留物の両方を、UPLC-UV (UV検出を備えた超高性能液体クロマトグラフィー)を用いロイシン含有量について分析した。取り込み効率(%)は、溶解試験のために採取された粉末の重量(g/100 g)で割った、上清に加えて残留物中のロイシンの量(g/100 g)との間の比率として測定された。噴霧乾燥プロセス後の取り込み%は、46%であると計算された。
【００３４】
放出試験
噴霧乾燥したロイシンコアセルベート(放出媒体1 mL中の粉末100 mg)をPBS (0.3M)緩衝液20 mL中に分散させた。pHをおよそ1.0に維持した。連続撹拌下で放出を評価した。さまざまな時点(0、15分、30分、1時間、2時間)で、分散液1 mLを取り出し、13000 rpmで5分間洗浄し、同量(1 mL)の(同じpHの)新鮮PBS緩衝液を分散液に加えた。上清をUPLCに供した。残留物を新鮮PBS緩衝液1 mLに分散させ、ボルテックスした。チューブ内に浮遊している粒子が見られた場合には、1〜2滴の6N HClをチューブに加え、次いでボルテックスした。この残留物サンプルもUPLCに供した。次に、分散液のpHを4.5に変え、サンプリング段階を0、15分、30分、1.5時間の時点で繰り返した。次に、分散液のpHを6.8に変え、0、15分、30分、1時間、および2時間で再びサンプリング段階を繰り返した。
【００３５】
異なる供給業者より入手したロイシンから生成されたコアセルベートのロイシン放出プロファイル間に差異はほとんど認められなかった。ロイシン/GAコアセルベートからのロイシンの放出プロファイルは、pH 1.0で2時間以内に約60〜65%であった。pH 4.5では、約7〜12%の緩やかな放出がpH 4.5で認められた。pH 7.4への調整後、2時間以内に約23〜27%の持続放出が認められた。これは、消化器系の条件を模倣する条件の下で計約95〜100%が放出されることを示している。さらに、ロイシンがコアセルベートに組み入れられた後、ロイシンの放出は制御放出であり、pH 1.0で2時間後に約15〜20%だけ低減される。pH 4.5では、1.5時間後に放出の約20〜26%の増加、およびpH 6.8では2時間後に放出の約10〜17%の増加が認められる。
【００３６】
粒子サイズ分析
粒子サイズをミクロン単位で測定し、コアセルベート形成プロセス後、ロイシン/アラビアゴムコアセルベート粉末が10倍小さく、粒子サイズ分布がいっそう狭いことを実証していた。
【００３７】
ゼータ電位測定
ゼータ電位分析は、Brookhaven InstrumentsのNanoBrook ZetaPlus Zeta Plus装置で実施された。コーティングされていないロイシンは正電荷を有していた。さらに、異なる濃度(1.8〜6.3 g/100 g)のSPを用いた後、-13〜-17 mVの負のゼータ電位値を有する表面電荷の反転があり、SPがロイシンコアにコーティングされていることを示していた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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