ПРОМЫШЛЕННО ИЗГОТОВЛЕННЫЙ СТАБИЛЬНЫЙ ПРИ ХРАНЕНИИ ГОТОВЫЙ КОРМ ДЛЯ ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ (ВАРИАНТЫ)
DOMESTIC ANIMALS FODDER INDUSTRIALLY PRODUCED AND STABLE IN PROCESS OF STORAGE (VERSIONS)

Объектом данного изобретения является готовый корм для домашних животных, который в качестве пищевого физиологически действующего компонента содержит компонент гуанидиноуксусной кислоты.
Гуанидиноуксусная кислота (ГУК) (GAA) является встречающимся у животных, а также у человека аутогенным веществом, которое играет центральную роль при биосинтезе креатина. Креатин может как приниматься с пищей, так и образовываться эндогенно. Биосинтез происходит из глицина и L-аргинина. У млекопитающих, прежде всего в почках, а также в печени и в поджелудочной железе, с помощью фермента аминотрансферазы гуанидиновые группы L-аргинина отщепляются, и N-C-N-группа переносится в глицин. При этом L-аргинин превращается в L-орнитин. Образованная таким образом гуанидиноуксусная кислота в следующей стадии, у позвоночных это происходит исключительно в печени, с помощью фермента трансметилазы превращается в креатин. При этом S-аденозилметионин служит донором метильных групп. Креатин затем через систему кровообращения транспортируется к целевым органам. При этом транспорт через клеточные мембраны в клетки осуществляется с помощью специального транспортера креатина.
Несколько рабочих групп уже в пятидесятые годы последнего столетия в клинических испытаниях смогли показать, что прием гуанидиноуксусной кислоты в комбинации с бетаином при заболеваниях сердца оказывает положительное влияние на течение болезни. Пациенты сообщали о явном улучшении своего самочувствия. Далее были установлены улучшенная выносливость при физической нагрузке и повышенная сила мускулов уже после короткого срока лечения. Также пациенты сообщали об улучшенном либидо. 200 пациентов ежедневно принимали одну дозу по 30 мг ГУК/кг в течение одного года. Побочные действия не смогли обнаружить (Borsook H.; Borsook M.E.: The biochemical basis of betaine-glycocyamine therapy. In: Annals of western medicine and surgery 5(10), 825, 1951).
В международной заявке на патент WO 91/07954 А1 описано применение гуанидиноуксусной кислоты в комбинации с метионином или S-аденозилметионином для повышения уровня креатина в мускулах. В качестве области применения названы состояния, которые требуют повышенного уровня креатина в мускулах. При этом были заявлены как медицинские применения, так и область питания спортсменов.
При этом выдвигается утверждение, что прием креатина не вызывает повышения уровня креатина. Между тем это утверждение смогло быть опровергнуто в многочисленных работах (например, Persky, A.M., Brazeau, G.A.: Clinical Pharmacology of the Dietary Supplement Creatine Monohydrate. In: Pharmacol Rev, 2001, 53, 161-176). Прямое сравнение эффективности креатина и гуанидиноуксусной кислоты в международной заявке WO 91/07954 не описано.
О гуанидиноуксусной кислоте далее известно, что она обладает антибактериальным действием и в опытах над животными смогла успешно использоваться против бактериальных инфекций (Staphyllococcus aureus) (“Preparation for protecting mammals against infection”; Stanley Drug Products Inc., USA; Neth. Appl. (1976), 7 pp. NL 7411216).
В связи с передозировкой метионина также известно, что связанные с этим отрицательные эффекты могут быть смягчены благодаря приему гуанидиноуксусной кислоты (“Interrelations of choline and methionine in growth and the action of betaine in replacing them”. McKittrick, D.S., Univ. of California, Berkeley, Archives of Biochemistry (1947), 15, 133-55).
В международной заявке на патент WO 2004/000297 А1 описана смесь для питания или для фармацевтических целей для млекопитающих. Эта смесь состоит из фракции протеинов, содержащей L-серин и в качестве следующего компонента - гуанидиноуксусную кислоту. При этом смесь не должна содержать глицин, или после гидролиза смеси соотношение L-серина к глицину должно быть больше чем 2,7:1. В качестве возможных форм продукта называют растворы, эмульсии, суспензии, гели, плитки, сладости и предпочтительно порошки. Не имеется указаний на применение гуанидиноуксусной кислоты в качестве готового корма для домашних животных.
Соотношение L-серина к глицину более 2,7:1 в коммерчески доступном питании животных для домашних животных не встречалось. Животное сырье, как, например, животная мука, содержит явно больше глицина, чем серина (“Amino acids of meals of animal origin”; de Vuyst, A. Univ. Louvain, Belgum, Agricultura (Heverlee, Belgium) (1964), 12(1), 141-51). В растительном сырье соотношение между глицином и L-серином преимущественно уравнено.
Креатин играет в энергетическом обмене веществ клеток важную роль, причем он в качестве богатого энергией фосфокреатина наряду с аденозинтрифосфатом (ATP) (АТФ) представляет существенный энергетический резерв мышц. В состоянии покоя мышц АТФ может переносить на креатин фосфатную группу, причем образуется фосфокреатин, который затем находится в прямом равновесии с АТФ. При работе мускулов имеет решающее значение как можно скорее вновь пополнить запасы АТФ. Для этого в первые секунды имеет место максимальная нагрузка мышц фосфокреатином. В очень быстрой реакции с помощью фермента креатинкиназы фосфатная группа может переноситься на аденозиндифосфат, и тем самым опять образуется АТФ. Это также называют реакцией Лохмана (Lohmann-Reaktion).
Креатин уже давно известен в качестве пищевой добавки и корма. При сильной и продолжительной работе мышц запасы креатина, естественно имеющиеся в организме, быстро исчерпываются. В частности, при спортивной нагрузке целенаправленный прием креатина положительно воздействует на продолжительность и работоспособность, причем нежелательные процессы насыщения в организме или отрицательные продукты разложения неизвестны. Основа этого заключается в том, что креатин при чрезмерном поступлении выводится из организма в виде креатина и креатинина.
Далее известно, что дополнительное введение креатина приводит к повышению массы тела. Это в начале может сводиться к увеличенному поступлению воды в мышцы. Но длительное действие креатина косвенно приводит из-за возросшего синтеза протеинов или уменьшенного катаболизма протеинов в миофибриллах к повышению мышечной массы (Int J Sports Med 21 (2000), 139-145). В результате этого получают повышенную обезжиренную массу тела.
Помимо самого креатина, то есть моногидрата креатина, пригодными пищевыми добавками также оказались промежуточные, а также многочисленные соли креатина, как аскорбат, цитрат, пируват креатина и другие. В этом контексте следовало бы назвать европейский патент EP 894083 B1 и описание заявки Германии DE 197 07694 A1.
Действие, для людей доказанное как положительное, креатин проявляет также у животных, в связи с чем его использование в различных кормовых средствах также достаточно описано. Уже в 1923 году Бенедиктом и Остербергом было проведено исследование на собаках. При этом наблюдали, что орально введенный креатин в одной дневной дозе около 40 мг/кг через несколько недель приводит к явному приросту веса. Далее наблюдали положительный баланс азота (The Journal of Biological Chemistry No.1 (1923), 229-252).
В патенте Великобритании GB 2300103 описано применение креатина в форме печенья для собак, для чего используют моногидрат креатина вместе с мясом в экструдированной массе.
В международной заявке WO 00/67590 А1 описано применение креатина или солей креатина в качестве кормовой добавки для племенных и откормочных животных, в качестве заменителя мясной муки, рыбной муки и/или антибактериального стимулятора продуктивности, гормона роста, а также анаболика.
Но так как моногидрат креатина вследствие своей плохой растворимости недостаточно биосовместим, рекомендуют его совместное применение с другими физиологически активными соединениями, предпочтительно в форме солей. В выложенном описании DE 198 36450 А1 приведено применение стабильных солей пировиноградной кислоты и, в частности, креатинпирувата в композициях для объектов, которые пригодны для кормления животных.
Креатин для хищных и всеядных диких животных является естественным компонентом их питания. Так, волки с весом тела между 15 и 60 кг едят в среднем в день 100-130 г мяса на килограмм веса тела. Свежее мясо содержит от 3 до 6 г (23-46 ммоль) креатина на килограмм. Волк весом 35 кг усваивает около 3,5-4,5 кг свежего мяса, содержащего 10,5-27 г креатина. Прирученные собаки, напротив, при весе тела 35 кг обходятся примерно 1,25 кг мяса. Если его потребляют в свежей и сырой форме, оно содержит 3,75-7,5 г креатина (исследование в Veterinary Science 62 (1997), 58-62).
Но помимо своих неоспоримых положительных физиологических свойств креатин также имеет тот недостаток, что он в водных растворах и влажных формах, в особенности при высоких температурах, обладает выраженной нестабильностью, причем он превращается в креатинин. Коммерчески доступный корм для животных для предохранения от порчи при переработке сильно нагревают. Так, например, при получении сухого печенья для собак и кошек сырье нагревают в экструдере вплоть до температуры 190°С. Влажность, давление и нагрев желатинизируют содержащийся крахмал, и полученная масса затем приводится в желаемую форму. Высокие температуры при переработке и хранение во влажных условиях, как, например, в кормовых консервах, которые содержат около 75-85% воды, приводит к тому, что основное количество содержащегося креатина превращается в креатинин. Это также было показано Харрисом в коммерчески доступных кормовых консервах и сухих кормах для собак. Исследованные восемь кормовых консервов содержали только следы креатина (0,36-1,93 ммоль/кг). Также в сухих кормах в большом числе проб было измерено значение 0,7 ммоль креатина на килограмм (исследование в Veterinary Science 62 (1997), 58-62). Из этого следует, что собаки и кошки, которых кормят коммерческим кормом для животных (0,36-4,25 ммоль креатина на килограмм кормового средства), потребляют с пищей значительно меньше креатина, чем это было бы в случае естественного вскармливания свежим мясом (23-46 ммоль креатина на килограмм).
Эта неустойчивость креатина также имеет значение в отношении орального приема. Значение pH в желудке от 1 до 2 в зависимости от длительности пребывания может приводить к значительному разложению креатина до креатинина. Так, для людей смогли показать, что после орального применения креатина только около 15-30% может поглощаться мускулатурой (Greenhaff, P.L.: “Factors Modifying Creatine Accumulation in Human Skeletal Muscle”. In: Creatine. From Basic Science to Clinical Application. Medical Science Symposia Series Volume 14, 2000, 75-82).
Из недостатков уровня техники в отношении креатина возникает задача для данного изобретения - найти соединения для готового корма, которые по возможности обладают малой нестабильностью при промышленных процессах переработки. Они должны не только без ущерба выдерживать высокие температуры переработки, но и, например, в кормовых консервах быть стабильными при хранении во влажных условиях. Далее, соединения должны в противоположность креатину без ущерба переносить кислую среду в желудке и только после усвоения в организме превращаться в креатин. Используемые кормовые добавки сами не должны оказывать физиологически отрицательного действия и быть легко обнаруживаемыми. С экономической точки зрения, для соединений, используемых согласно изобретению, на переднем плане стоит задача изготовить их экономически выгодным способом.
Эта задача была решена с помощью готового корма для собак, который в качестве пищевых физиологически действующих компонентов содержит гуанидиноуксусную кислоту и/или соли гуанидиноуксусной кислоты.
Для готового корма неожиданно было установлено, что компоненты гуанидиноуксусной кислоты фактически удовлетворяют профилю требований, соответствующему постановке задачи, так как они получаются простым и экономичным способом; в противоположность креатину или моногидрату креатина гуанидиноуксусная кислота и ее соли характеризуются также в кислых растворах, которые встречаются в желудке, значительно более высокой устойчивостью, и они превращаются в креатин только в физиологических условиях. Неожиданно в качестве особенно предпочтительного варианта было найдено, что гуанидиноуксусная кислота и ее соли, описанные в данной связи, таким образом, в противоположность креатину фактически только после всасывания, прежде всего в печень, превращаются в креатин. Таким образом, подавляющая часть используемых соединений, в противоположность известному креатину, разлагается и выделяется не на подготовительном этапе вследствие нестабильных реакций, а фактически предоставляется в распоряжение в физиологической области применения. Таким образом, гуанидиноуксусная кислота и ее соли согласно изобретению, в противоположность креатину и его производным, могут быть использованы при идентичном действии со значительно меньшей дозировкой.
Далее удалось показать, что гуанидиноуксусная кислота при условиях, которые встречаются при промышленном получении кормов, обладает очень высокой стабильностью. Гуанидиноуксусная кислота показывает при этом явные преимущества по сравнению с креатином. Далее удалось показать, что гуанидиноуксусная кислота характеризуется значительно большей стабильностью при хранении, чем креатин. Эти преимущества во всей совокупности нельзя было предусмотреть.
Благодаря неожиданно благоприятным свойствам компонента гуанидиноуксусной кислоты в описанных в заявке кормах они не ограничиваются специальными приведенными формами. Во многих случаях речь идет о вариантах в форме сухих, полусырых и сырых кормах, как, в частности, кормовые консервы, шарики, грануляты, печенье, крокеты, кусочки, хлопья и закуски, что также подпадает под объем защиты данного изобретения.
Готовый корм предпочтительно основан на животном или/и растительном сырье. Далее, готовый корм предпочтительно содержит глицин. Особенно предпочтительно готовый корм содержит после гидролиза глицин в соотношении к L-серину более чем 1:2,7, предпочтительно 1:1 или более.
Как уже говорилось, готовый корм согласно изобретению неожиданно оказался устойчивым при хранении, хотя он также может характеризоваться повышенным содержанием воды. Особенно предпочтительно предлагаемый готовый корм должен характеризоваться содержанием воды >8 мас.%, причем содержание воды выше 10 мас.% и в особенности в области между 20 и 80 мас.% является предпочтительным.
Компонент гуанидиноуксусной кислоты согласно изобретению может существовать не только в свободной форме, то есть фактически в виде гуанидиноуксусной кислоты, но и в виде ее солей или в форме аддитивных или комплексных соединений. Разумеется, также возможны различные смешанные формы этих типов соединений.
Для готового корма согласно изобретению особенно предпочтительными оказались такие соли гуанидиноуксусной кислоты, которые были получены с аспарагиновой кислотой, аскорбиновой кислотой, пировиноградной кислотой, янтарной кислотой, фумаровой кислотой, глюконовой кислотой, щавелевой кислотой, пироглутаминовой кислотой, 3-никотиновой кислотой, молочной кислотой, лимонной кислотой, малеиновой кислотой, серной кислотой, муравьиной кислотой, соляной кислотой и фосфорной кислотой, причем особенно предпочтительными являются калий-, кальций- или натрий-гуанидинацетаты. Естественно, также могут использоваться смеси из гуанидиноуксусной кислоты с одной или несколькими вышеназванными солями или смеси, состоящие из вышеназванных солей.
В качестве следующего преимущества отмечается, что гуанидиноуксусная кислота и ее соли могут быть использованы в готовом корме в относительно широкой количественной области. В расчете на общий готовый корм этот компонент гуанидиноуксусной кислоты должен содержаться в количестве от 0,01 до 20 мас.%, в частности в количестве от 0,1 до 1,0 мас.%, и особенно предпочтительно в количестве от 0,2 до 0,5 мас.%.
Разумеется, готовый корм, кроме компонента гуанидиноуксусной кислоты, также может содержать другие ингредиенты, как, например, пищевые физиологически активные компоненты и/или вспомогательные вещества для композиций или наполнители.
При этом в зависимости от каждого конкретного случая использования могут быть рекомендованы в качестве других физиологически активных компонентов доноры метильных групп, как холин, бетаин и/или метионин.
В целом гуанидиноуксусная кислота и ее соли благодаря данному изобретению ведут к новым целям применения в питании, в частности, плотоядных животных, таких как собаки и кошки, причем в противоположность известным до сих пор соединениям креатина они характеризуются явными и неожиданными преимуществами.
Последующие примеры поясняют область данного изобретения.
Пример 1
Смесь, состоящую из 5,000 мг гуанидиноуксусной кислоты и 5,000 мг бетаина, перерабатывали для получения 1 кг коммерчески доступного мягкого корма для собак. Количество гуанидиноуксусной кислоты в конечном продукте составляло 0,5 мас.%.
Пример 2
Композицию, состоящую из 2,500 мг гуанидиноуксусной кислоты и 5,000 мг бетаина, вносили в 1 кг типичной рецептуры для кормовых консервов для собак. Количество гуанидиноуксусной кислоты в конечном продукте составляло 0,25 мас.%.
Пример 3
Композицию, состоящую из 2,000 мг лактата гуанидиноуксусной кислоты, 750 мг карнитинтартрата, 100 мг суккрозестеарата, 160 мг талька и 1,090 мг фруктозы вносили в 1 кг основной массы для печенья для собак. Количество гуанидиноуксусной кислоты в конечном продукте составляло 0,2 мас.%.
Пример 4
В качестве маточной смеси в 1 кг коммерчески доступной смеси консервов для кошек гомогенно вносили следующую композицию: 1,000 мг гуанидиноуксусной кислоты, 400 мг метионина, 2000 мг холина, 40 мг стеарата магния, 25 мг карбоксиметилцеллюлозы и 135 мг лактозы. Количество гуанидиноуксусной кислоты в конечном продукте составляло 0,1 мас.%.
Пример 5: Стабильность
5.1
Стабильность креатина и гуанидиноуксусной кислоты сравнивали при условиях, соответствующих изготовлению промышленно получаемого готового корма. Для этого использовали модельную систему для экструдирования влажной кормовой массы при 160°С. Гуанидиноуксусную кислоту и креатин растворяли в воде (pH 7) и нагревали в автоклаве 30 минут при 160°С. Затем определяли содержание креатина и гуанидиноуксусной кислоты. Скорость реакции циклизации креатина до креатинина и гуанидиноуксусной кислоты до гликоциамидина зависела исключительно от значения pH и температуры, однако была полностью независима от концентрации.
Результаты исследования приведены на фиг.1. Из них видно, что гуанидиноуксусная кислота характеризуется существенно более высокой стабильностью, чем креатин, при условиях, распространенных при получении корма для животных. В то время как содержание креатина через 30 минут при 160°С составляет менее 20% первоначального содержания, при равных условиях имеет место еще более 80% гуанидиноуксусной кислоты.
5.2
Стабильность креатина и гуанидиноуксусной кислоты в воде исследовали при pH 5. Эти условия были сравнимы с хранением в консервах (75-85% содержание воды). Результаты приведены на фиг.2. Можно видеть, что гуанидиноуксусная кислота характеризуется существенно более высокой стабильностью, чем креатин. В то время как для гуанидиноуксусной кислоты через 60 дней не наблюдается никакого разложения, находят только 87% креатина.