КОМПОЗИЦИЯ, ОБЛАДАЮЩАЯ ЭФФЕКТОМ ЛЕЧЕНИЯ, ПРОФИЛАКТИКИ ИЛИ УЛУЧШЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ПРИ ДИАБЕТЕ ИЛИ ОСЛОЖНЕНИЙ, СВЯЗАННЫХ С ДИАБЕТОМ, И СОДЕРЖАЩИЙ ЕЕ НАПИТОК
COMPOSITION WHICH HAS EFFECT OF TREATMENT PREVENTION OR IMPROVEMENT OF CONDITION IN CASE OF DIABETES OR COMPLICATIONS ASSOCIATED WITH DIABETES AND CONTAINING IT DRINK

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к композиции, обладающей эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, включающей олигосахариды, содержащие в качестве составляющего сахара маннозу, и к пище или напитку, содержащим композицию. Настоящее изобретение также относится к эффективному применению неиспользованных источников.
Описание уровня техники
Почти все экстрагированные остатки кофе ранее сжигали или обрабатывали как промышленные отходы. Некоторые экстрагированные остатки кофе позднее стали использовать как сырье для компоста или сырье для активированного угля, что является, однако, менее чем достаточным в свете усиленного использования неиспользованных ресурсов; следовательно, выявление дополнительных способов усовершенствованной утилизации экстрагированных остатков кофе является важной проблемой.
Заболевания, связанные с образом жизни, такие как диабет, гипертония и гиперлипидемия, которые быстро увеличиваются в последние годы, рассматриваются как тесно связанные с пищевым поведением, и особое значение имеет их профилактика путем улучшения пищевого поведения. Текущее состояние распространенности диабета является особенно серьезным; оценивают, что один из каждых шестерых взрослых людей в Японии страдает от него или потенциально может страдать. Диабет 2 типа, который составляет 90% или больше диабета, возникает в связи со снижением действия инсулина, индуцируемым сниженной секрецией инсулина из β-клеток поджелудочной железы, и сниженной чувствительностью к инсулину в органах мишенях, что вместе дает гипергликемию. Кроме того, при развитии гипергликемии возникает дополнительная устойчивость к инсулину из-за глюкозотоксичности, приводя к возникновению порочного круга. Диабет редко дает субъективные симптомы на ранних стадиях; следовательно, такое заболевание часто приводит к серьезным осложнениям, вытекающим из его развития, таким как ретинопатия, нефропатия и нейропатия. Средства, улучшающие инсулинорезистентность, такие как производные тиазолидина, используют в качестве терапевтических средств, но также сообщают, что они обладают побочными эффектами при длительном применении. Соответственно, вероятно важно, посредством ежедневного питания не только предотвращать развитие диабета, но также подавлять и улучшать его развитие в более мягком состоянии даже после развития, что соответствует профилактической медицине. Это показывает, что очень важно подавлять и предотвращать инсулинорезистентность, представляющую собой критическую причину диабета и гипергликемии на ранних стадиях развития диабета. Следовательно, имеет место поиск веществ, обладающих эффектом лечения и профилактики диабета, и исследование их механизмов действия; сообщают о лечебном и профилактическом эффекте в отношении диабета изофлавона сои, как ингредиента, полученного из пищи. Однако эффективность изофлавона низкая и существуют вопросы относительно влияния его избыточного потребления на гормональный баланс. Авторы настоящей заявки ранее обнаружили, что манноолигосахариды со степенью полимеризации от 1 до 10 (включительно), чьи сахарные цепи имеют низкое содержание остатков сахара, иного чем остатки маннозы, и которые получают из пищевых веществ, обогащенных маннозой, преимущественно гидролизата экстрагированных остатков кофе проявляют функции регуляции кишечника, сопровождаемые прекрасной активностью роста бифидобактерий, функцией улучшения уровня липидов крови и подобными. См. выложенный японский патент № 2003-000211, выложенный японский патент № 2003-000196 и выложенный японский патент № 2003-286166, все из которых включены в виде ссылки.
До времени настоящего изобретения, однако, было в общем неизвестно, обладают ли или нет манноолигосахариды эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом.
Настоящее изобретение обеспечивает безопасную, экономную и простую пищу и/или напиток, обладающие эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, без существенного изменения привычек питания.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В результате интенсивных исследований для решения вышеописанных проблем авторы настоящего изобретения обнаружили, что эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или диабетических осложнений обладают манноолигосахариды, чьи сахарные цепи имеют низкое содержание сахарных остатков, иных, чем остатки маннозы, и которые имеют степень полимеризации 2-10 (включительно) или манноолигосахариды, в каждом из которых 2-10 (включительно) молекул маннозы связаны вместе, полученные из пищевого материала, обогащенного маннаном, преимущественно гидролизата экстрагированных остатков кофе, таким образом осуществляя настоящее изобретение. Кроме того, было обнаружено, что могут быть получены бесцветные и бескислотные манноолигосахариды, чьи сахарные цепи имеют низкое содержание сахарных остатков, иных, чем остатки маннозы, и которые имеют степень полимеризации 2-10 (включительно), существенно расширяя диапазон применения манноолигосахаридов пищевыми продуктами.
Следовательно, различные варианты осуществления настоящего изобретения включают, но не ограничиваются, следующее:
1. Пища или напиток для лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, включающие олигосахариды, в каждом из которых 2-10 (включительно) молекул маннозы связаны вместе, в концентрации 0,15-10 мас.%;
2. Пища или напиток для подавления повышения уровня глюкозы крови во время нагрузки глюкозой, включающие олигосахариды, в которых 2-10 (включительно) молекул маннозы связаны вместе, в концентрации 0,15-10 мас.%;
3. Пища или напиток для снижения уровня глюкозы крови, включающие олигосахариды, в которых 2-10 (включительно) молекул маннозы связаны вместе, в концентрации 0,15-10 мас.%;
4. Пища или напиток для улучшения инсулинорезистентности, включающие олигосахариды, в которых 2-10 (включительно) молекул маннозы связаны вместе, в концентрации 0,15-10 мас.%;
5. Пища или напиток, как описано в любом из вариантов осуществления изобретения 1-4 выше, где олигосахаридами являются олигосахариды, в каждом из которых количество единиц маннозы в молекуле составляет 2-6;
6. Пища или напиток, как описано в любом из вариантов осуществления 1-5 выше, где олигосахаридами являются таковые, полученные путем обработки маннана гидролизом;
7. Пища или напиток, как описано в варианте осуществления 6 выше, где маннан получают из зерен кофе и/или экстрагированных остатков кофе;
8. Пища или напиток, как описано в любом из вариантов осуществления 1-7, указанных выше, где олигосахаридами являются β-1,4-манноолигосахариды;
9. Напиток, как описано в любом из вариантов осуществления 1-8, указанных выше, где напитком является один из жидкого кофейного напитка, жидкого чайного напитка, жидкого фруктового сока, растворимого кофе, порошкообразного кофейного смешанного напитка, порошкообразного чайного напитка и порошкообразного фруктового сока; и
10. Способы для лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, у пациента, включающие введение эффективного количества олигосахаридов, как описано в любом из вариантов осуществления изобретения 1-9, описанных выше.
Для целей настоящего изобретения концентрация 0,15-10 мас.% является концентрацией в пищевом или питьевом продукте в его окончательной форме и готова для употребления потребителем. Следовательно, для композиции сухого растворимого напитка, предназначенного для восстановления водой, концентрация относится к концентрации восстановленного водного напитка.
Добавление манноолигосахаридов, оказывающих эффект лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, к пище или напитку делает возможным легкое и экономичное поступление олигосахаридов в ежедневный пищевой рацион, позволяя ожидать эффект лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом. Манноолигосахариды, обладающие эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, также доступны из отходов, таких как экстрагированные остатки кофе; следовательно, ранее неиспользованные ресурсы также могут быть эффективно использованы. Предпочтительно, конечные композиции, содержащие манноолигосахариды, представлены в форме питья или напитков.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 проиллюстрированы результаты глюкозотолерантного теста, обсуждаемого в Примере 1, для мышей, потребляющих рацион с высоким содержанием жира.
На Фиг.2 проиллюстрированы результаты глюкозотолерантного теста, обсуждаемого в Примере 2, для крыс с диабетом.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Содержание настоящего изобретения далее будет описано детально. Для целей настоящего изобретения, термин «манноолигосахариды» относится к олигосахаридам, включающим в качестве составляющего моносахарид маннозу. Как используется в настоящем описании, термин «олигосахариды» обычно относится к веществам, которые находятся между моносахаридами и полисахаридами и включают гликозильные связи определенного небольшого количества молекул моносахаридов. Иными словами, олигосахариды представляют собой полимеры, каждый из которых имеет относительно небольшое количество молекул моносахаридов, связанных вместе. Термин «олигосахариды» обозначает композицию, включающую множество молекул олигосахаридов, каждая из которых состоит из различного количества составляющих моносахаридов. Термин «манноолигосахариды» относится к композиции, включающей множество олигосахаридов, каждый из которых состоит из различного количества составляющих моносахаридов.
Степень полимеризации или «СП (DP)» олигосахарида обозначает количество моносахаридов, составляющих олигосахарид. Следовательно, СП олигосахарида как моносахарида маннозы обозначают как «СП 1» и степень полимеризации манноолигосахарида, полученного из 4 молекул маннозы, составляет 4 и, следовательно, ее обозначают как СП 4. Следовательно, понимают, что фраза «манноолигосахариды, в каждом из которых 2-10 (включительно) молекул маннозы связаны вместе» обозначает композицию олигосахаридов, имеющих степень полимеризации 2-10 (включительно).
Манноолигосахариды, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно представляют собой композиции множества типов олигосахаридов, в каждом из которых 2-10 (включительно) молекул маннозы связаны вместе. Особенно предпочтительными олигосахаридами являются композиции олигосахаридов, в которой 2-6 включительно молекул маннозы связаны вместе.
Одним аспектом настоящего изобретения является пища, напиток или подобный продукт, включающий композицию, содержащую вышеописанные манноолигосахариды в концентрации 0,15-10 мас.%, обладающие эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом. Здесь фраза «композиция, обладающая эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом» широко и в общем относится к композиции, которая, при потреблении пациентом в достаточных количествах, обладает одним или больше эффектов, включая лечение, профилактику или улучшение состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, у пациента, подавляя повышения уровня глюкозы крови у пациента во время нагрузки глюкозой, снижая уровня глюкозы крови у пациента и/или улучшая у пациента инсулинорезистентность. Следовательно, композиция, обладающая эффектом лечения, профилактики или улучшения состояний при диабете или осложнений, связанных с диабетом, может быть получена с использованием таких олигосахаридов.
Другим аспектом настоящего изобретения является пища или напиток, включающие композицию, обладающую эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, напиток, обладающий эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, у людей. Фраза «включающая манноолигосахариды в концентрации 0,15-10 мас.%» обозначает, что концентрация манноолигосахаридов в пище или питье составляет от 0,15 до 10 мас.%, когда пища или питье являются, например, пищей, готовой к употреблению, или напитком, готовым к употреблению (например, жидкий кофейный напиток, жидкий чайный напиток или жидкий фруктовый сок). Когда для получения напитка используют сухую порошкообразную композицию (например, растворимый кофе, растворимую кофейную смесь или порошкообразный фруктовый сок), эта фраза также обозначает, что концентрация манноолигосахаридов в полученном напитке, полученном при разведении, составляет 0,15-10 мас.%.
Настоящее изобретение также обеспечивает способы для лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, у пациентов, особенно людей, где такие композиции, содержащие манноолигосахариды, вводят пациенту в количестве, эффективном для лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, у пациента. Предпочтительно введение является пероральным и композиции, содержащие манноолигосахариды, находятся в форме пищи или питья, подходящего для потребления пациентом. Питье или напитки являются наиболее предпочтительной формой для композиций, содержащих манноолигосахариды.
Манноолигосахариды, используемые в настоящем изобретении, могут быть получены гидролизом маннана с последующим экстрагированием растворимых твердых веществ. Так, сырье маннана может быть получено экстракцией, например, из молотой копры кокосовой или хлопьев, растения Huacra Palm South African Arecaceae (Palmae), маннана Китайского ямса и маннана ямса. Полученный таким образом маннан может быть обработан с использованием, по меньшей мере, одного способа, выбираемого из кислотного гидролиза, высокотемпературного термогидролиза, ферментативного гидролиза и микробной ферментации; предпочтительно обработанный маннан очищают с использованием метода, такого как обработка активированным углем, обработка поглощающей смолой, обработка ионно-обменной смолой и обработка ионно-обменной мембраной для получения смеси сахаров. Смесь сахаров включает вышеописанные манноолигосахариды, обладающие эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом. Следовательно, полученная таким образом композиция представляет собой композицию, обладающую эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, композиция, обладающая эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, по настоящему изобретению может быть таковой, полученной обработкой глюкоманнана, содержащегося в Amorphophallus konjak, лилии, нарциссе, кистевом амариллисе или подобных, или галактоманнана, содержащегося в смоле плодово-рожкового дерева, гуаровой камеди или подобных с использованием, по меньшей мере, одного метода, выбираемого из кислотного гидролиза, высокотемпературного термогидролиза, ферментативного гидролиза и микробной ферментации с последующим разделением и очисткой с использованием способа, такого как обработка активированного углем, обработка поглощающей смолой, обработка ионно-обменной смолой и обработка ионно-обменной мембраной для увеличения процента маннозы в качестве составляющего сахара.
Следовательно, просто «маннан» в настоящем описании включает, в широком спектре, галактоманнан или глюкоманнан, который является полисахаридом, имеющим маннозу и галактозу или глюкозу в качестве составляющих единиц, в добавление к маннану, который представляет собой полисахарид, имеющий в качестве составляющей единицы только d-маннозу. D-манноза представляет собой альдогексозу и отличается от d-глюкозы, только имея противоположную конфигурацию гидроксильной группы, связанной с углеродом, соседним с карбоксильной группой.
Кроме того, композиция, обладающая эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, в соответствии с настоящим изобретением может быть получена обработкой зеленых кофейных зерен или жареных кофейных зерен с использованием, по меньшей мере, одного метода, выбираемого из кислотного гидролиза, высокотемпературного термогидролиза, ферментативного гидролиза и микробной ферментации, с последующей очисткой с использованием метода, такого как обработка активированным углем, обработка поглощающей смолой, обработка ионно-обменной смолой и обработка ионно-обменной мембраной.
Альтернативно, композиция также может быть получена обработкой использованных остатков кофе с применением, по меньшей мере, одного метода, выбираемого из кислотного гидролиза, высокотемпературного термогидролиза, ферментативного гидролиза и микробной ферментации для получения водного раствора, с последующей очисткой раствора с использованием метода, такого как обработка активированным углем, обработка поглощающей смолой, обработка ионно-обменной смолой и обработка ионно-обменной мембраной. В общем, когда жареный и измельченный кофе экстрагируют с использованием коммерческого экстрактора, в это время галактоза в качестве боковой цепи галактоманнана, содержащегося в жареном кофе, растворяется, и арабиногалактан в нем растворяется гидролизом. Следовательно, маннан в большом количестве присутствует в экстрагированных остатках кофе и возможно имеет структуру с линейной цепью. С другой стороны, целлюлоза разлагается тяжело и остается как остаток, но для получения желаемых манноолигосахаридов перед экстракцией могут быть предпочтительно выбраны условия специфического гидролиза маннана без разложения целлюлозы.
В особенности способы для разложения экстрагированных остатков кофе включают, но не ограничиваются, метод, включающий гидролиз кислотой и/или высокой температурой, способ, включающий разложение ферментом, и способ, включающий разложение микробной ферментацией. Способ, включающий гидролиз кислотой и/или высокой температурой, описан, например, в выложенных патентных заявках Японии № 61-96947 и 02-200147, которые таким образом включены в виде ссылки. Использованные остатки кофе, получаемые из коммерческих многостадийных систем экстракции кофе, могут быть гидролизованы или добавлением кислого катализатора в реакционный сосуд или кратковременной высокотемпературной обработкой без добавления кислого катализатора. Обычно используют тубулярный реактор идеального вытеснения, но хороший результат может быть получен с использованием любого реактора, с условием, что реактор подходит для проведения кратковременной реакции при относительно высокой температуре. Время реакции и температура реакции для растворения и гидролиза могут контролироваться для разложения маннана, имеющего СП 10-40 до манноолигосахаридов, имеющих СП 2-10, с последующим отделением остатков кофе для экстракции манноолигосахаридов. Здесь, термин «экстрагированные остатки кофе» относится к так называемому шроту кофе после экстракции жареного и измельченного кофе с растворителем, таким как вода, в воздухе или в условиях применяемого давления.
Когда композицию, обладающую эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, по настоящему изобретению получают, подвергая обработке гидролизом, зерна кофе (включая жареные зерна кофе и жареные измельченные зерна кофе) и/или экстрагированные остатки кофе, тип и область произрастания используемых зерен кофе особенно не ограничены. Могут быть использованы зерна кофе любого типа, такие как зерна кофе Арабика, кофе Робуста и кофе Либерика и зерна кофе из любой области произрастания, такой как Бразилия и Колумбия; такие типы зерен могут быть использованы отдельно или в смеси двух или более из них. Могут быть использованы зерна кофе даже низкого качества или недостаточного размера, которые обычно отвергаются как не имеющие коммерческой ценности. Могут быть использованы зерна кофе, полученные путем обжарки вышеуказанных зерен кофе до легкой, светло-коричневой, средней или сильной обжарки с использованием сушилки для кофе (такой как сушилка с непосредственным обогревом, с обогревом горячим воздухом, обогревом дальним инфракрасным спектром и с обогревом активированным углем) и обжаренный измельченный кофе (включает таковой в различных формах, таких как грубый помол, средний грубый помол, средний помол и мелко измельченные формы), полученный измельчением вышеописанных жареных зерен кофе с использованием обычного измельчителя, роликовой мельницы или подобного.
Кроме того, использованными экстрагированными остатками кофе могут быть любые экстрагированные остатки кофе, полученные после экстракции или при обычном давлении или при более высоком давлении, или из кофе любого происхождения или способа получения, с условием, что остатками являются таковые, полученные после обработки жареного и измельченного кофе экстракцией в типичном способе получения жидкого кофе или растворимого кофе.
Далее будут описаны подробно некоторые примеры вышеописанной обработки гидролизом. Способ для разложения ферментами может включать, например, суспендирование экстрагированных остатков кофе в водной среде, к которым затем добавляют, например, коммерчески доступные целлюлазу, гемицеллюлазу и подобные, с последующим суспендированием смеси при перемешивании. Условия, такие как количество фермента и действующая температура, могут быть любыми такими условиями, используемыми для обычных ферментативных реакций, и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от условий, таких как оптимальное действующее количество или оптимальная температура для используемого фермента, и других факторов. Способ для разложения микробной ферментацией может включать, например, инокуляцию микроорганизма, продуцирующего целлюлазу, гемицеллюлазу и подобные в экстрагированные остатки кофе, суспендированные в водной среде для культивирования. Используемым микроорганизмом может быть любой микроорганизм, такой как бактерии и базидиомицеты с условием, что они продуцируют ферменты, разлагающие маннан в экстрагированных остатках кофе, и условия культивирования и подобные могут быть особым образом выбраны в зависимости от используемого микроорганизма.
Реакционный раствор, включающий манноолигосахариды, полученные вышеуказанными способами, который содержит композицию, обладающую эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, если необходимо может быть подвергнут очистке. Примеры способов очистки включают обесцвечивание или деодорирование с использованием, например, костного угля, активированного угля, процесса карбонизации, поглощающей смолы, процесса жженой магнезии или процесса экстракции в растворителе с последующим обессоливанием и устранением кислотности с использованием, например, ионно-обменной смолы, ионно-обменной мембраны или электродиализа. Комбинация процессов очистки и условий очистки может быть особым образом выбрана в зависимости от количества красящего вещества, солей, кислот и подобных в реакционном растворе, содержащем манноолигосахариды, и других факторов.
Настоящее изобретение также относится к перорально потребляемой композиции (например, пище или напитку и более предпочтительно напитку), включающей вышеописанную композицию, обладающую эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, у людей или животных, в соответствии с изобретением. Кроме того, композиция, обладающая эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, в соответствии с настоящим изобретением, может быть использована в широком диапазоне областей, включая, но не ограничиваясь, напитки, пищу, косметику, лекарства, корма и подобное. Композиция, обладающая эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, принятая в настоящем заявленном изобретении, может вводиться в форме терапевтического или профилактического препарата для диабета или осложнений, связанных с диабетом, в качестве лекарственного средства или мнимого лекарственного средства. Предпочтительно композиция также может быть введена в форме фармацевтической композиции, получаемой хорошо известным способом. Примеры фармацевтической композиции включают таблетки, капсулы, порошки, гранулы, растворы и сиропы. Композицию, обладающую эффектом лечения, обработки, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом по настоящему изобретению, вводят перорально особенно в форме пищи и/или напитка человеку для получения эффекта лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом. Потребление или доза композиции для проявления эффективности настоящего заявленного изобретения особо не ограничены и могут быть соответствующим образом изменены в зависимости от массы тела и возраста потребителей или пациентов, типа и симптомов заболеваний, а также ответа пациента на композицию. Обычно, для взрослого композиция может быть использована эффективно в диапазоне 0,1 г до 40 г, предпочтительно, 0,5 г до 20 г в сутки.
Следовательно, когда манноолигосахариды потребляют в форме напитка, например, полагают, что напиток потребляют в количестве 300 миллилитров в сутки, напиток по настоящему изобретению должен включать композицию манноолигосахарида в питьевой концентрации от около 0,03 до 13 мас.%, предпочтительно от 0,15 до 10 мас.%. Для получения эффекта лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, требуется принимать порядка 0,5 до 20 г манноолигосахаридов в сутки на пациента. С предположением, что 100 г напитка по настоящему изобретению потребляют три раза в сутки, потребление питья предпочтительно включает около 0,17 до 6,67 г манноолигосахаридов. Например, количество манноолигосахаридов, содержащееся в порции обычного растворимого кофе, составляет около 0,02 до 0,1 г и существенно меньше, чем таковое напитка в соответствии с настоящим изобретением, не может дать эффект лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом. Следовательно, манноолигосахариды, полученные вышеуказанным способом, могут быть добавлены к напитку для получения напитка, обогащенного манноолигосахаридами.
При потреблении такого напитка очень предпочтительно, чтобы композиция манноолигосахаридов могла быть растворена в воде или подобном для получения напитка непосредственно. Следовательно, настоящее изобретение также относится к смеси напитка в порошке, включающей от 0,15 до 20 г композиции, содержащей олигосахариды, в каждом из которых 2-10 (включительно) молекул маннозы связаны вместе, с 0,1-10 г сырого вещества напитка, выбираемого из группы, состоящей из порошкового кофе, чайных листьев, порошкового чая и порошкового фруктового сока. Смесь напитка в порошке, включающая манноолигосахариды, оказывающая эффект лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, также является предпочтительной в отношении консервации продукта. Примеры такой порошкообразной смеси напитка включают растворимый кофе, типичным представителем которого является растворимый кофе, листья чая, типичным представителем которого является черный чай, зеленый чай и листья чая улунг, порошкообразные чаи, полученные сушкой чайных напитков, и порошкообразные фруктовые соки. При смешивании с растворимым кофе манноолигосахариды предпочтительно используют, например, в количестве 0,15-20 г на основании 1,5-2,0 г растворимого кофе. Аналогично, предпочтительно, чтобы манноолигосахариды смешивали в количестве 0,15-20 г на основании 0,1-1,0 г порошкообразного чая, или в количестве 0,15-20 г на основании 4,0-10 г порошкообразного фруктового сока. Растворимый кофе, порошкообразный чай и порошкообразный фруктовый сок могут быть соответствующим образом получены обычными методиками. Смесь напитка в порошке по настоящему изобретению также может содержать, при необходимости, добавки, включая подсластитель, ароматизатор, пищевой краситель, загуститель, пенообразующий агент, эмульгатор, регулятор рН и жиры и масла, такие как растительное масло или молочный жир.
В соответствии с настоящим изобретением композиция, обладающая эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, полученная как содержащая олигосахариды высокой чистоты путем гидролиза экстрагированных остатков кофе кислотой и/или нагреванием для применения, может быть непосредственно добавлена к жидкому кофе, растворимому кофе или подобному; однако, добавление композиции, подвергнутой при необходимости, очистке, такой как обесцвечивание, дезодорирование и удаление кислоты с использованием активированного угля, ионно-обменной смолы, растворителя и подобного, может обеспечивать кофейный напиток, более богатый по вкусу и аромату, чем кофе как таковой.
Далее, примеры напитков включают таковые, называемые жидкими напитками, предлагаемыми коммерчески в жестяных банках или так называемых ПЭТ бутылях. Примеры вышеописанных смесей напитков в порошках включают смеси растворимого кофе, смеси растворимого чая и смеси питьевых растворимых фруктовых соков. Примеры растворимого кофе включают так называемый растворимый порошкообразный кофе, каждый полученный экстракцией жареного и измельченного кофе кипяченой водой с последующим удалением воды из полученного экстракта с использованием метода распылительной сушки или лиофилизации; примеры напитков кофейных смесей включают напитки, в которых к растворимому порошкообразному кофе добавлены и перемешаны сахар, порошок сливок и подобные.
Для решения вышеописанных проблем, авторы настоящего изобретения использовали напиток, обладающий эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, включающий олигосахариды, в каждом из которых 2-10 (включительно) молекул маннозы связаны вместе, полученный вышеописанным способом, для изучения его эффекта на толерантность к глюкозе и улучшение гипергликемии. Кроме того, также исследовали их эффект на уровень глюкозы крови у людей. В результате, авторы настоящего изобретения обнаружили, что напиток оказывает эффект улучшения толерантности к глюкозе и гипергликемии у животных и эффект снижения уровня глюкозы крови у людей, таким образом осуществляя настоящее изобретение.
Пища или напиток, используемые для лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом по настоящему изобретению, включают манноолигосахариды, обладающие такими эффектами, и могут быть получены специфическим путем гидролиза маннана. Эффект лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, может ожидаться при потреблении пищи или напитка, используемых для лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, в соответствии с настоящим изобретением ежедневно. Зерна кофе или экстрагированные остатки кофе могут быть, например, использованы в качестве сырья для композиции, используемой для лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, в соответствии с настоящим изобретением. Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением, композиция, обладающая эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, может быть получена из экстрагированных остатков кофе, предварительно обработанных в качестве отходов, для потребления композиции вместе с пищей или напитком или подобным; следовательно, настоящее изобретение является очень полезным изобретением в свете повторного использования отходов, а также улучшения состояния здоровья.
Композицию, обладающую эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, в соответствии с настоящим изобретением использовали для исследования ее эффекта на толерантность к глюкозе и улучшения гипергликемии у животных и ее эффекта на уровень глюкозы крови у людей. Настоящие Примеры специфически описывают варианты осуществления настоящего изобретения и не предназначены ограничивать рамки изобретения.
Пример 1
- Получение манноолигосахаридов. Жареный и измельченный кофе, полученный обычным методом, экстрагировали с помощью коммерчески используемой системы фильтрации и использовали оставшиеся экстрагированные остатки кофе.
Для облегчения подачи экстрагированных остатков кофе в реактор остатки сначала измельчали до размера частиц около 1 мм. Затем получали суспензию, состоящую из воды и измельченного продукта, имеющую общую концентрацию твердого вещества около 14 мас.%, и обрабатывали жаром в 4 м термическом реакторе идеального вытеснения. Суспензию прокачивали вместе с паром высокого давления со скоростью, соответствующей времени удержания 8 минут в реакторе идеального вытеснения, и держали при около 210°С с использованием отверстия диаметром 6,35 мм. Впоследствии, суспензию выдавливали при атмосферном давлении для быстрой остановки реакции. Полученную суспензию фильтровали для отделения раствора, содержащего растворимое твердое вещество, от нерастворимых твердых веществ. Такой раствор, содержащий растворимые твердые вещества, обесцвечивали с использованием активированного угля и поглощающей смолы и далее обессоливали ионно-обменной смолой с последующим концентрированием и сушкой для получения, с выходом 14%, композиции, содержащей олигосахариды, в каждом из которых 1-10 молекул моносахаридов, преимущественно включающих маннозу, связаны вместе.
Распределение СП олигосахаридов, содержащихся в полученной таким образом композиции, обладающей эффектом лечения, профилактики или улучшения состояния при диабете или осложнений, связанных с диабетом, составляет, например, как указано далее: СП 1; 2,4%, СП 2; 26,6% СП 3; 20,2%, СП 4; 17,8%, СП 5; 10,9%, СП 6; 8,9%, СП 7; 6,0%, СП 8; 3,6%, СП 9; 1,9% и СП 10; 1,7%, где содержание остатков маннозы в сахарной цепи составляет 90%, однако распределение СП и содержание остатков маннозы в сахарной цепи может иметь различные значения в зависимости от условий гидролиза. Олигосахариды в настоящей композиции могут включать, например, маннозу в качестве олигосахарида, имеющего СП 1, маннобиозу, как имеющую СП 2, маннотриозу, как имеющую СП 3, маннотетраозу, как имеющую СП 4, маннопентаозу, как имеющую СП 5, манногексаозу, как имеющую СП 6, манногептаозу, как имеющую СП 7, маннооктаозу, как имеющую СП 8, маннононаозу, как имеющую СП 9, и маннодекаозу, как имеющую СП 10, где такие манноолигосахариды имеют β-1,4-гликозидные связи. Полученные таким образом манноолигосахариды использовали для проведения следующего эксперимента.
Пример 2
- Эксперимент по контролю за действием введения манноолигосахаридов на толерантность к глюкозе. В эксперименте использовали самок мышей ICR. Мышей предварительно наблюдали в течение одной недели для карантина и выдержки и затем для эксперимента использовали особей из этих мышей, у которых не было изменений массы тела и общего состояния. Мышей выдерживали при контролируемой температуре и влажности с использованием цикла 12 часов света и 12 часов темноты. Давали обычный рацион (СЕ-2 от Clea Japan, Inc) в качестве пищи по желанию и в качестве питьевой воды по желанию обеспечивали городскую воду в течение периода карантина и выдерживания. После предварительного периода мышей делили на две группы по 6 особей в каждой, так что средняя масса тела в группах была приблизительно одинаковой. Групповая структура состояла из 4 групп (т.е. группа с нормальным рационом, группа с рационом с высоким содержанием жира, группа с рационом с высоким содержанием жира с 3% манноолигосахаридов и группа с рационом с высоким содержанием жира с 9% манноолигосахаридов). В качестве кормов группе с рационом с нормальным содержанием жира давали тот же рацион, как для предварительного выдерживания, и группе с рационом с высоким содержанием жира давали рацион с высоким содержанием жира, имеющий следующий состав. Нормальным рационом был рацион СЕ-2. Состав рациона с высоким содержанием жиры был 40 мас.% сала, 10 мас.% кукурузного крахмала, 9 мас.% сахара, 1 мас.% AIN76TM-смешанных витаминов, 4 мас.% AIN76TM-смешанных минералов и 36 мас.% казеина. Для групп с рационом с высоким содержанием жира, содержащим манноолигосахариды, к вышеописанному питанию с высоким содержанием жира добавляли манноолигосахариды в количестве 3 мас.% и 9 мас.% каждый. Равновесие восстанавливали с использованием казеина.
Глюкозотолерантный тест проводили путем ведения глюкозы через 12 недель кормления. В частности, мыши голодали 16 часов с последующим пероральным введением глюкозы (0,8 г/особь). Кровь из хвоста получали до введения (т.е. в момент времени ноль) и затем через 60, 120 и 180 минут после введения. Затем определяли уровень глюкозы крови для различных образцов.
Результаты глюкозотолерантного теста показаны на Фиг.1. В группе с рационом с высоким содержанием жира (контроль) через 60 минут были показаны существенно более высокие значения вариации уровня глюкозы крови, чем в группе с нормальным рационом (нормальный контроль) и сохранялись ее высокие значения на всем протяжении эксперимента. Содержание глюкозы в рационе вероятно не влияло на вариации, так как этот эксперимент проводили путем введения глюкозы после 16 часов голодания, таким образом предполагая, что в группе с рационом с высоким содержанием жира присутствует нарушенный метаболизм глюкозы. Было обнаружено, что ожирение индуцирует пониженную активность инсулина как гормона, вовлеченного в метаболизм глюкозы (т.е. инсулинорезистентность). Следовательно, было вероятно, что в группе с рационом с высоким содержанием жира была показана высокая концентрация глюкозы крови из-за сниженного действия инсулина вследствие ожирения.
Наоборот, концентрации глюкозы крови в группе с рационом с высоким содержанием жира с 3% манноолигосахаридов и в группе с рационом с высоким содержанием жира с 9% манноолигосахаридов подвергались колебаниям в той же степени, как и в группе с нормальным рационом, и были существенно ниже, чем концентрация в группе с рационом с высоким содержанием жира (р<0,05 или р<0,01). Такие группы с рационом с высоким содержанием жира, содержащим манноолигосахариды, имели нормальный метаболизм глюкозы, несмотря на потребление рациона с высоким содержанием жира, показывая, что введение манноолигосахаридов улучшает толерантность к глюкозе (Фиг.1).
Пример 3
- Эксперимент по контролю за действием введения манноолигосахаридов на уровень глюкозы крови у крыс с диабетом. Покупали самцов крыс Wistar (от Charles River Laboratories Japan, Inc.) и предварительно выдерживали в течение одной недели в комнате с контролируемой температурой 23°С и влажностью 60%. Здоровых крыс из этой группы затем использовали для эксперимента. Крысам внутрибрюшинно вводили стрептозотоцин (65 мг/кг) для получения модели крыс с диабетом. Особей, имеющих уровень глюкозы крови 300 мг/дл или более, определяли как крыс с диабетом и делили на группы по 5 особей в каждой с использованием уровня глюкозы крови в качестве индекса. Структура групп состояла из 3 групп: контрольная группа, группа с лечением 3% манноолигосахаридов и группа с лечением 15% манноолигосахаридов. Рацион (СЕ-2 от Clea Japan, Inc.) и городскую воду давали по желанию в течение периода исследования для всех групп. 3% или 15% раствор манноолигосахаридов принудительно перорально вводили три раза в день (6 мл/день) каждой из исследуемых групп. Эквивалентный объем дистиллированной воды принудительно перорально вводили контрольной группе с такой же скоростью. Тестируемый период устанавливали 28 дней; для определения уровня глюкозы крови кровь получали в условиях не натощак на 14 день тестируемого периода и при голодании на 28 день тестируемого периода. Кроме того, во время тестируемого периода проводили глюкозотолерантный тест таким же образом, как описано в Примере 1.
Результаты определения уровня глюкозы крови и глюкозотолератного теста показаны в Таблице 1 и Фиг.2, соответственно. Уровень глюкозы крови не натощак на 14 день был существенно ниже в группе с лечением 15% манноолигосахаридами, чем в контрольной группе (р<0,01). Кроме того уровень глюкозы крови во время голодания на 28 день был существенно ниже в группах с лечением 3% и 15% манноолигосахаридами, чем таковой в контрольной группе (р<0,001). В глюкозотолерантном тесте глюкоза крови имела тенденцию оставаться на более низком уровне в группе с лечением 15% манноолигосахаридами, чем таковой в контрольной группе. Такие результаты предполагают, что введение манноолигосахаридов позволяет ожидать улучшения диабетической гипергликемии и толерантности к глюкозе.
Таблица 1Эффект манноолигосахаридов на уровень глюкозы крови у крыс*
До эксперимента (не натощак)
14 день (не натощак)
28 день (натощак)
Контроль
479,3 ± 22,7
486,5 ± 6,0
197,2 ± 7,0
3% манноолигосахаридов
473,7 ± 7,0
481,4 ± 37,2
95,4 ± 5,0***
15% манноолигосахаридов
483,0 ± 8,4
405,8 ± 9,0**
56,1 ± 4,4***
* Каждое значение представляет собой среднее ± стандартная ошибка (n=5)** Статистически значимо отличается от контроля с р<0,01*** Статистически значимо отличается от контроля с р<0,001
Пример 4
- Эксперимент по контролю за действием введения манноолигосахаридов на уровень глюкозы крови у людей. У людей исследовали эффект потребления напитка, содержащего манноолигосахариды, на уровень глюкозы крови.
В качестве пациентов выбирали лиц, имеющих повышенный уровень глюкозы крови, но в рамках нормального диапазона (n=5). В качестве тестируемого напитка использовали жидкий кофе, кофе получали добавлением к концентрированному экстракту кофе воды, манноолигосахаридов (3 г/300 мл) и искусственного подсластителя для разведения перед UHT стерилизацией и загружали в 900 мл ПЭТ бутыль. Количество и период потребления составил 900 мл в сутки и 4 недели, и для определения уровня глюкозы крови получали кровь до введения (0 день) и через 4 недели потребления. Обычный жидкий кофе (торговое наименование: Blendy Bottle Coffee от Ajinomoto General Foods, Inc.) использовали в качестве контроля в течение немного более длительного периода 12 недель.
Результаты показаны в Таблице 2. Уровень глюкозы крови натощак через 4 недели (90,0 ± 3,0 мг/дл) был существенно снижен по сравнению с уровнем глюкозы крови натощак до потребления (96,0 ± 3,6 мг/дл) (p<0,05). Такие результаты предполагают, что введение манноолигосахаридов позволяет ожидать снижение уровня глюкозы крови.
Таблица 2Эффект манноолигосахаридов на уровень глюкозы крови
Уровень глюкозы крови (мг/дл)*
Исходно (т.е. до Эксперимента)
Окончание Эксперимента**
Контроль
95,0 ± 3,65
94,6 ± 3,53
Манноолигосахариды
96,0 ± 3,59
90,0 ± 3,03***
* Каждое значение представляет собой среднее ± стандартная ошибка (n=5)** Контрольные образцы и образцы по изобретению исследовали в течение 4 и 12 недельного периода, соответственно*** Статистически значимо отличается от исходного уровня глюкозы крови с р<0,001
В контрольной группе не было показано такого снижения уровня глюкозы крови.