專利名稱：包含活性植酸酶的食物制品和制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可食用的包含植酸酶、植酸鹽和必要陽離子的制劑。
背景技術(shù)：
以安全且有效的方式來提供礦物質(zhì)是對人類營養(yǎng)學(xué)的主要挑戰(zhàn)。礦物質(zhì)缺乏對代謝功能和人類健康可能造成嚴(yán)重的影響。礦物質(zhì)缺乏是嚴(yán)竣的世界性問題，現(xiàn)有的補(bǔ)充方法無法解決這些問題。在一些國家，該問題正日益惡化。大量的議題必須被解決(例如見“The Mineral Fortification ofFoods”，R.Hurrell ed.，Leatherhead Publishing，Leatherhead，U.K.，1999)以處理該問題。減少礦物質(zhì)缺乏的主要目標(biāo)是以安全且有效的方式提供生物可利用的礦物質(zhì)。礦物質(zhì)的生物可利用的形式中的大多數(shù)通常不適于添加到食物中，因?yàn)樗鼈兙哂胁缓玫奈兜酪约皩κ澄锓€(wěn)定性有不良影響。此外，雖然礦物質(zhì)是必要的營養(yǎng)物質(zhì)，但是劑量過高時由于氧化損傷或沉淀物形成，也會造成嚴(yán)重的不良后果。此外，超過劑量的礦物質(zhì)最終會導(dǎo)致它們在環(huán)境中的激增，這已日益被認(rèn)為是人們不想看到的現(xiàn)象。并且，最后，礦物質(zhì)的生物可利用性會受到食物基質(zhì)及環(huán)境pH值的很大影響。
關(guān)于礦物質(zhì)不好的味道以及對食物穩(wěn)定性的不良影響的第一個議題，提出了其中金屬離子被屏蔽而使得它們對食物的穩(wěn)定性或味道沒有影響的礦物質(zhì)制劑。此類制劑有，例如，二甘氨酸鐵，但其生物可利用性相對較低，而且價(jià)格較高。關(guān)于超劑量和生物可利用性的第二個和第三個議題是相互關(guān)聯(lián)的食物基質(zhì)的(通常未知的)影響使得對人們所需要的安全且有效的礦物質(zhì)補(bǔ)充劑量水平的估計(jì)變得困難。當(dāng)補(bǔ)充以食物進(jìn)行之時，這明顯是這樣的情況，并且當(dāng)制劑是被單獨(dú)攝取時，這仍然是這樣的情況，因?yàn)閷υ撝苿┑奈杖匀灰蕾囉谑澄锸欠衽c制劑一同被攝取，或是在其之前或之后被攝取，同時還依賴于食物的種類。在胃腸道中是否有食物組分與礦物質(zhì)一同存在會通過直接的相互作用或者通過它們對下述參數(shù)的影響從而影響到礦物質(zhì)的吸收，所述參數(shù)例如是胃的pH值、胃空的程度、膽汁鹽的分泌等。
植酸鹽是被人們認(rèn)為會對礦物質(zhì)和/或陽離子的生物可利用性造成特別大的影響的食物組分(Jovaníet al.，F(xiàn)ood Sci.Tech.Int.(2001)7191-198；Lnnerdal，Int.J.Food Sci.Technol.(2002)37749-758)。植酸鹽(或肌醇六磷酸鹽)存在于很多植物來源的食物中。很多營養(yǎng)學(xué)上重要的陽離子的植酸鹽都非常難溶。因此，本領(lǐng)域內(nèi)公知，植酸鹽的存在對陽離子的吸收存在很不利的影響，所述陽離子例如是鐵(Fe)、鋅(Zn)和鈣(Ca)。植酸鹽可被植酸酶水解，其逐步將肌醇六磷酸鹽的磷酸根基團(tuán)脫去，形成肌醇單磷酸鹽(Zimmermann et al.，Ernhrungs-Umschau(2000)47423-427and 472-476)。本領(lǐng)域的方法已企圖通過在食品加工期間加入植酸酶來降低食物中的植酸鹽水平(Simell et al.，biotechnol.Adv.(1991)122145-161)。這可以是從外部加入的植酸酶，食品的內(nèi)在植酸酶活性，或者食物發(fā)酵期間微生物表達(dá)的植酸酶。結(jié)果是得到經(jīng)過了去植酸的(dephytinized)食物，其通常沒有或僅有較低的殘余植酸酶活性。該技術(shù)的例子已被用于大豆蛋白分離物、豆奶、豌豆粉、面包面團(tuán)以及谷物(Sandberg and Andlid，Int.J.Food Sci.Technol.(2002)37823-833)。已有這樣的提示部分被水解的植酸鹽可有助于礦物質(zhì)離子的溶解(Shen et al.，Nutr.Biochem.(1998)9298-301)。
該方法具有一些缺點(diǎn)(1)其要求在食物加工期間有被很好控制的步驟，要持續(xù)足夠長以在允許酶和底物接觸的環(huán)境中破壞植酸鹽；(2)雖然其確實(shí)能降低食品的植酸鹽水平，但其對將被食用的整個食物基質(zhì)中存在的植酸鹽和礦物質(zhì)之間的相互作用沒有影響。
通過向食物中加入活性植酸酶以實(shí)現(xiàn)在內(nèi)臟中的對植酸鹽的水解，可以部分地克服該問題。這是用于動物飼料的植酸酶的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方法(Zimmermann et al.，Ernhrungs-Umschau(2000)47423-427 and 472-476)，但其也已顯示出了在人類谷物產(chǎn)品中有作用(Sandberg et al.，J.Nutr.(1996)126476-480；Sandberg and Andlid，2002)。
近來，WO 02/054881描述了在巴氏滅菌之前將Aspergillus niger植酸酶加入到奶中。植酸酶在經(jīng)過對奶進(jìn)行的巴氏滅菌處理之后仍然具有活性。因此，奶可被用于對食物中活性植酸酶的有效輸送體系。
US 4,758,430專利中描述了一種藥物組合物，其中包含作為治療Alzheimer氏癥的藥物的植酸或其鹽或水解產(chǎn)物。該植酸鹽是藥學(xué)上可接受的鹽，例如具有堿金屬陽離子的鹽或具有有機(jī)堿的鹽。該組合物可被口服。在該組合物中，植酸是計(jì)劃中的活性成份，其中植酸酶可以存在，以將其水解為具有特定藥理效果的更低級的肌醇衍生物。較之人類平均日常攝入量的大量的植酸鹽將被攝入以發(fā)揮作用。
人們?nèi)杂袑Π诖康目衫玫牡V物質(zhì)而沒有上述負(fù)面影響的可食用的食物制品的需求。本發(fā)明提供了以有效且安全的方式輸送必要陽離子的方法，該方法不依賴于食物的內(nèi)在植酸鹽水平。這可以以一定方式使食物中富含活性植酸酶來實(shí)現(xiàn)，所述方式使得植酸酶在人類胃腸道仍有活性，甚至是在產(chǎn)品經(jīng)過長時間貯藏之后。更優(yōu)選地，這可以通過使食物同時富含礦物質(zhì)和活性植酸酶來實(shí)現(xiàn)。最后，這可以通過同時提供必要陽離子、植酸鹽和植酸酶的制劑來實(shí)現(xiàn)。植酸酶充當(dāng)必要陽離子的釋放成分。此外，植酸鹽和部分被水解的植酸鹽的營養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)可被保留。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及包含活性植酸酶、必要陽離子和植酸鹽的制劑，其中至少部分的必要陽離子與植酸鹽結(jié)合。若干種服用該制劑的方法都是可以的。就日用消費(fèi)的原因而言，最優(yōu)選的服用方法是口服，其中本發(fā)明的制劑是可食用的制劑。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明的制劑是這樣的當(dāng)其存在于腸道中時，必要的陽離子可從植酸鹽上釋放出來。該優(yōu)選的實(shí)施方式例如將真菌植酸酶用于制劑中和/或該植酸酶被包衣以形成緩釋制劑。本發(fā)明的制劑可以是作為膳食補(bǔ)充劑的形式存在的，其可在進(jìn)餐之前、期間或之后被攝入，或者其可被加入到任何食物制品中，優(yōu)選是在加工過程結(jié)束時。包含本發(fā)明制劑的食物制品之后將被命名為強(qiáng)化食物制品。不管食物中或胃腸道中來自之前或同時食用的食物的所存在的植酸鹽量，本發(fā)明的制劑和/或本發(fā)明的強(qiáng)化食物制品能確保其中存在的必要陽離子的足夠的生物可利用性。
在本申請的上下文中，“一種”意味著“至少一種”。因此，一種活性植酸酶意味著至少一種活性植酸酶，一種必要陽離子意味著至少一種必要陽離子，一種植酸鹽意味著至少一種植酸鹽。
在本發(fā)明的上下文中，植酸酶是將植酸鹽(phytate)或植酸(phyticacid)轉(zhuǎn)化為磷酸鹽和肌醇磷酸鹽的酶。任何植酸酶活性都可被用于本發(fā)明，例如3-植酸酶EC 3.1.3.8、6-植酸酶EC 3.1.3.8、或3，6-植酸酶EC3.1.3.8。根據(jù)另一種實(shí)施方式，可以使用若干種植酸酶的混合物。本發(fā)明的植酸酶可以是例如來自例如細(xì)菌、酵母、真菌的微生物或來自植物。優(yōu)選地，植酸酶是真菌植酸酶。與來自植物來源的植酸酶相反，真菌植酸酶在酸性條件下仍具有活性，在pH＝2時仍有較高的殘留活性。這使得在胃中水解植酸鹽以防止后續(xù)的陽離子-植酸鹽沉淀物在小腸中形成成為可能。更優(yōu)選地，植酸酶來自Aspergillus niger。來自Aspergillus niger的植酸酶已在動物飼料中被商品化，并可按照EP 0 420 358所述用于本發(fā)明。來自A.niger的植酸酶是商品化的，商品名為NATUPHOSTM。該商品化的植酸酶可以液體及固體配方的形式獲得，濃度為5000和10000FTU/g。1FTU被定義為在37℃和pH5.5下每分鐘從1Mm Na-植酸鹽釋放出一微摩爾磷酸鹽的酶的量。分析方法已被公開(Engelen et al，AOAC，Int.77760-764(1994))。其它來自A.niger的植酸酶也可被用于本發(fā)明，例如，KR2001003164A中所述的。
編碼植酸酶的基因已被克隆出來，植酸酶可在Aspergillus niger中過量表達(dá)。Aspergillus niger在允許用于酶的生產(chǎn)的工業(yè)規(guī)模大發(fā)酵罐中生長。酶由Aspergillus niger大量分泌。然后，在一系列的過濾和超濾步驟中從生物物質(zhì)中分離出植酸酶。得到的濃縮超濾物隨后被制成穩(wěn)定的顆?；蛞后w，其可被用于本發(fā)明。將酶包含進(jìn)特殊的食物制品導(dǎo)致植酸鹽水解為帶有更少磷酸根基團(tuán)的肌醇環(huán)，并釋放出與植酸鹽連在一起的必要陽離子。存在于食物中的必要陽離子，例如鐵、鈣、鎂、磷、鋅、鉻、銅、錳、鉬的可獲得性因此被提高。同時，部分被水解的植酸鹽或肌醇的保護(hù)性的潛在健康效應(yīng)被保留。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，植酸酶不是天然的酶，而是經(jīng)過了遺傳修飾的植酸酶，以具有改善的屬性，例如熱穩(wěn)定性和/或活性。在下列專利申請EP 0897 010、EP 0 897 985、WO 99/49022或WO00/43503中已對此類植酸酶進(jìn)行了描述?？梢杂糜诒局苿┑慕?jīng)過遺傳修飾的植酸酶并不限于上述這些。
在本發(fā)明的上下文中，活性植酸酶是能將植酸鹽(phytate)或植酸(phytic acid)轉(zhuǎn)化為磷酸鹽和肌醇磷酸鹽的酶。本發(fā)明制劑中存在的活性植酸酶的量必須被計(jì)算，以確保結(jié)合到植酸鹽上的必要陽離子中的大多數(shù)將被從植酸鹽上釋放出來。所需要的活性植酸酶的量可根據(jù)下列因素來計(jì)算，所述因素包括必須要被水解的植酸鹽的量、必須要發(fā)生的時間、選出的活性植酸酶的pH-活性曲線、人們想獲得的水解程度以及結(jié)合到植酸鹽上的必要陽離子的性質(zhì)。本發(fā)明的制劑可以包含下述量的活性植酸酶。這些量可被示例性給出對制劑中存在的每克植酸鹽而言少于1000FTU植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言少于500FTU植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言少于100FTU植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言少于50FTU植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言少于20FTU植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言多于1FTU植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言多于5FTU植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言多于10FTU植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言多于20FTU植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言多于50FTU植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言多于100FTU植酸酶。若干種范圍的活性植酸酶可存在于本發(fā)明的制劑中，例如對制劑中存在的每克植酸鹽而言1至1000FTU的植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言1至600FTU的植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言1至300FTU的植酸酶，或者對制劑中存在的每克植酸鹽而言10至100FTU的植酸酶。本發(fā)明的制劑不以任何方式被限制在本段公開的植酸酶活性范圍內(nèi)。如果為了特殊應(yīng)用而需要更高或更低的植酸酶活性，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道如何計(jì)算出所需要的植酸酶的量。在實(shí)施例中給出了計(jì)算的例子。
本發(fā)明制劑中存在的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子的量和本發(fā)明的強(qiáng)化食物制品將包含的制劑的量可被計(jì)算，以確保通過植酸酶的作用從植酸鹽上釋放出來的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子的量是生理可接受的量。本發(fā)明的強(qiáng)化食物制品可包含的制劑的量取決于多個參數(shù)，例如根據(jù)通常所用的限定，例如Recommended Dietary Allowance(RDA)、Adequate Intake(AI)、Estimated Average Requirement(EAR)所推薦的必要陽離子的攝入量。此外，濃度取決于與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子的量。如果該必要陽離子化合價(jià)為一價(jià)(單價(jià)陽離子)，該制劑包含對每個植酸鹽殘基而言的1至12個必要陽離子；如果該必要陽離子化合價(jià)為二價(jià)(二價(jià)陽離子)，該制劑包含對每個植酸鹽殘基而言的1至6個必要陽離子；如果該必要陽離子化合價(jià)為三價(jià)，該制劑包含對每個植酸鹽殘基而言的1至4個必要陽離子。更高的化合價(jià)在被吸收的必要陽離子中并不常見，但并非與本發(fā)明不相容。該濃度還取決于必要陽離子本身的分子量。此外，植酸酶含量還可以隨著具體應(yīng)用而變化。本發(fā)明的制劑可以包含下述量的必要陽離子，例如對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言多于1g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及少于99g的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言多于5g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及少于95g的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言多于10g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及少于90g的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言多于20g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及少于80g的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言多于30g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及少于70g的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言多于40g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及少于60g的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言少于50g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及多于50g的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言少于40g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及多于60g的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言少于30g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及多于70g的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言少于20g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及多于80g的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言少于10g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及多于90g的植酸鹽。若干種范圍內(nèi)的必要陽離子的量可以存在于本發(fā)明的制劑中，例如對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言1至50g之間的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及50至99g之間的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言10至45g之間的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及55至90g之間的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言20至40g之間的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及60至80g之間的植酸鹽，或者對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言25至35g之間的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及65至75g之間的植酸鹽。
本發(fā)明的強(qiáng)化食物制品不以任何方式被限制在上一段中給出的制劑的量的例子之內(nèi)。如果由于被調(diào)節(jié)的RDA和/或與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子數(shù)量和/或必要陽離子分子量的變化，特定食物制品需要更高或更低的制劑量，則本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道如何計(jì)算所需要的制劑的量。實(shí)施例中給出了計(jì)算的例子。
為將適當(dāng)?shù)牧康谋匾栯x子輸送到人類腸道中，進(jìn)食本發(fā)明的制劑或包含本發(fā)明制劑的強(qiáng)化食物制品的量優(yōu)選將不超過1至20mg植酸鹽/kg體重/天之間。上述植酸鹽的量與正常日常膳食中正常攝入的植酸鹽的量在同一個數(shù)量級。優(yōu)選地，攝入的植酸鹽的量在1至15mg/kg體重/天之間，更優(yōu)選地，在1至10mg/kg體重/天之間。通過進(jìn)食本發(fā)明的制劑或包含本發(fā)明制劑的強(qiáng)化食物制品攝入的植酸鹽的量不以任何方式被限制在本段公開的范圍之內(nèi)。
必要陽離子是人類生理過程所需要的陽離子，例如鎂、鐵、鋅、鈣、鈷、鉬、錳、鉻和銅的陽離子。必要陽離子的缺乏會導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病。例如，缺鐵會導(dǎo)致缺鐵性貧血。缺鈣會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥。缺鋅會導(dǎo)致免疫應(yīng)答變低和線性生長降低。懷孕期間缺鋅或鐵會導(dǎo)致胎兒大腦發(fā)育受損。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，必要陽離子是金屬離子。金屬是化學(xué)元素，通常其特征在于具有通過每個原子失去一個或多個電子來形成陽離子的能力。
根據(jù)本發(fā)明的制劑可用任何必要陽離子來制備。優(yōu)選地，必要陽離子不會將植酸酶活性抑制到在腸道中失活的程度。優(yōu)選的必要陽離子是鎂、鐵、鋅、鈣、鈷、鉬、錳、鉻、銅的陽離子或其混合物。
在根據(jù)本發(fā)明的制劑中，存在的必要陽離子是其中至少部分與植酸鹽結(jié)合作為其植酸鹽的。以這種方式，添加的必要陽離子的可利用性被植酸酶的存在所保證。與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子的制劑此前已被描述，例如在Vasca et al.，Anal.Bioanal.Chem.(2002)374173-178。至少部分的必要陽離子指至少30％的必要陽離子，優(yōu)選至少40％，更優(yōu)選至少50％，最優(yōu)選至少60％，進(jìn)一步最優(yōu)選至少90％的必要陽離子。進(jìn)一步最優(yōu)選地，在下述標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)中進(jìn)行測量時，本發(fā)明的制劑中不存在可檢測到的游離必要陽離子。該化驗(yàn)使用與必要陽離子的其它鹽比較而言，與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子的低溶解度。例如，磷酸鐵在pH＝2時會溶解，但植酸鐵就不會。在強(qiáng)酸中，例如30％的HCl中，這兩種鹽都能溶解。通常，如果不是全部的話，也是大多數(shù)相應(yīng)的必要陽離子的鹽在給定的pH值下，要比同樣陽離子的植酸鹽溶解更多。
或者，所用的化驗(yàn)方法可以如下通過粉末X射線衍射來分析粉末狀的制劑。該粉末被照射x-射線，通過使用合適的x-射線記錄儀來檢測衍射的x-射線，所述記錄儀可以是x-射線膠片、一維x-射線探測器、二維面積探測器或電子x-射線探測器或閃爍器。理論上，x-射線分析并不僅限于粉末形式。例如，待分析物可以是結(jié)塊的大量疏松晶體、孿晶或單晶體。通過此類方法可以建立起必要陽離子和肌醇-磷酸環(huán)的空間關(guān)系。
長時間的缺鈣會導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病。其可能是骨質(zhì)疏松癥發(fā)作和/或發(fā)展的因素。缺鈣可通過服用本發(fā)明的制劑來預(yù)防，其中，必要陽離子是鈣。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，當(dāng)鈣是必要陽離子時，還存在維生素D，以確保對鈣的吸收量最大化，因?yàn)橐?,25(OH)D3形式存在的維生素D會通過誘導(dǎo)鈣結(jié)合蛋白(CBP)的產(chǎn)生來激發(fā)穿過腸細(xì)胞的鈣運(yùn)輸。維生素D以1-10微克/天的范圍內(nèi)的量存在。優(yōu)選地，該量在2-8微克/天之間，最優(yōu)選地，該量在2.5至5微克/天之間。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，制劑包含必要的鈣陽離子和下述必要陽離子中的至少一種鎂、鐵、鋅、鈷、鉬、錳、鉻、銅。優(yōu)選地，當(dāng)必要陽離子是鈣時，鎂也作為必要陽離子存在。更優(yōu)選地，當(dāng)必要陽離子是鈣時，鎂也作為必要陽離子與維生素D一同存在。該特殊制劑作為用于最優(yōu)骨礦物質(zhì)化(bone mineralisation)的骨礦物質(zhì)(bone mineral)配方特別有效。上述三種要素的組合，加上從水解的植酸鹽獲得的磷酸基團(tuán)，提供了完整的骨礦物質(zhì)配方。
鎂能協(xié)助最優(yōu)骨礦物質(zhì)化和/或協(xié)助鎂作為輔助因子的數(shù)百種酶反應(yīng)的最優(yōu)化。此外，鎂在蛋白質(zhì)和核酸合成中扮演重要的角色，對膜具有穩(wěn)定和保護(hù)作用。鎂還被認(rèn)為是維持Ca、K和Na的動態(tài)平衡所必須的。缺鎂可以通過服用本發(fā)明的制劑來預(yù)防，其中，必要陽離子是鎂。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，該制劑包含作為必要陽離子的鎂和下述必要陽離子中的至少一種鈣、鐵、鋅、鈷、鉬、錳、鉻、銅。
長時間的缺鐵會導(dǎo)致身體工作能力和生產(chǎn)率(productivity)和免疫力的降低。缺鐵還會導(dǎo)致缺鐵性貧血癥。此外，懷孕期間缺鐵狀況的減輕會降低出生前死亡、低出生重量和胎兒夭折的發(fā)病率，并有助于改善認(rèn)知功能。缺鐵可通過服用本發(fā)明的制劑來預(yù)防，其中必要陽離子是鐵。此類制劑沒有其它已知的鐵補(bǔ)充劑的缺陷，例如味道不好。此外，鐵過量的風(fēng)險(xiǎn)也被降低，因?yàn)橹挥刑囟〝?shù)量的鐵才會被輸送到腸道中。這可以通過根據(jù)將被釋放的與植酸鹽結(jié)合的鐵的所期望的量，調(diào)節(jié)制劑中植酸酶活性來實(shí)現(xiàn)。最后，對于這樣的制劑，改變制劑配方來獲得用于必要陽離子的原位輸送體系(也被稱為緩釋制劑)是非常有好處的。這可以通過對配方加以選擇使得植酸酶在胃中沒有活性而只是隨后在腸道中具有活性來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，當(dāng)鐵是必要陽離子時，維生素C也存在，以確保鐵的吸收量最大化。維生素C會增加腸中非血紅素鐵的吸收。維生素C優(yōu)選以5-95毫克/天的范圍存在。更優(yōu)選地，該量在15-70毫克/天之間，最優(yōu)選地，該量在25-60毫克/天之間。
根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述制劑包含作為必要陽離子的鐵和下述必要陽離子中的至少一種鈣、鎂、鋅、鈷、鉬、錳、鉻、銅。
長時間缺鋅會導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，例如免疫缺陷和兒童線性生長的降低。此外，其還會導(dǎo)致骨骼異常以及生殖能力受損。缺鋅可通過服用本發(fā)明的制劑來預(yù)防，其中必要陽離子是鋅。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述制劑包含作為必要陽離子的鋅和下述必要陽離子中的至少一種鈣、鎂、鐵、鈷、鉬、錳、鉻、銅。
缺鈷可以通過服用本發(fā)明的制劑來預(yù)防，其中必要陽離子是鈷。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述制劑包含作為必要陽離子的鈷和下述必要陽離子中的至少一種鈣、鎂、鐵、鋅、鉬、錳、鉻、銅。
由于鉬是三種氧化酶的輔助因子，長時間缺鉬會導(dǎo)致代謝過程紊亂，例如硫代謝異常以及發(fā)育和神經(jīng)異常。缺鉬可以通過服用本發(fā)明的制劑來預(yù)防，其中必要陽離子是鉬。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述制劑包含作為必要陽離子的鉬和下述必要陽離子中的至少一種鈣、鎂、鐵、鋅、鈷、錳、鉻、銅。
長時間缺錳會產(chǎn)生例如胎兒生長遲緩以及骨骼發(fā)育受損等影響。缺錳可以通過服用本發(fā)明的制劑來預(yù)防，其中必要陽離子是錳。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述制劑包含作為必要陽離子的錳和下述必要陽離子中的至少一種鈣、鎂、鐵、鋅、鉬、鈷、鉻、銅。
長時間缺鉻會導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，例如葡萄糖不耐受。缺鉻可以通過服用本發(fā)明的制劑來預(yù)防，其中必要陽離子是鉻。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述制劑包含作為必要陽離子的鉻和下述必要陽離子中的至少一種鈣、鎂、鐵、鋅、鉬、鈷、錳、銅。
長時間缺銅會導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，例如伴有鐵代謝變化和骨髓病變的貧血癥、嗜中性粒細(xì)胞數(shù)量低的免疫受損、伴有骨折和骨質(zhì)疏松的骨骼變化、來自膠原蛋白和彈性蛋白交聯(lián)作用的疝氣和血管曲張、伴有鋼質(zhì)解卷曲毛發(fā)(steely uncrimpedhair)的毛發(fā)和皮膚褪色。缺銅可以通過服用本發(fā)明的制劑來預(yù)防，其中必要陽離子是銅。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述制劑包含作為必要陽離子的銅和下述必要陽離子中的至少一種鈣、鎂、鐵、鋅、鉬、鈷、錳、鉻。
上述配方中可以包括其它其它成分，例如螯合劑，以在溶液中保持金屬離子；以及抗氧化劑，以避免殘余氧化壓力。
所述制劑包含植酸鹽、必要陽離子和植酸酶，其中，至少部分的必要陽離子與植酸鹽結(jié)合。單種成分的物理形式可以是液體、固體或兩相體系(液體中的固體)。這適用于植酸鹽和植酸酶。
當(dāng)純的必要陽離子與植酸鹽結(jié)合時(以多種必要陽離子含量，其它反離子是氫)，植酸鹽可以是固體形式的，或者，其可以以混合鹽的形式存在，其中，多于一種的必要陽離子以植酸鹽反離子的形式存在。舉例來說用Fe(III)、Na+和H+作為反離子，有可能制造出具有期待pH值(與水混合的情況下)和Fe含量的Fe-植酸鹽。該固體可以通過自發(fā)結(jié)晶(通常能提供非常細(xì)的粉末)或者通過蒸發(fā)(通?？商峁┹^粗的粉末)來制得。液體形式可以是水或緩沖液中溶解的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子。這可以以相對較低的必要礦物質(zhì)含量的代價(jià)通過上述混合鹽來獲得。
植酸鹽的混合形式是植酸鹽在水或水性溶液，例如緩沖液中的懸浮液或分散液。為使得對此類混合物的操作成為可能，可以加入穩(wěn)定劑。一個好例子是黃原膠，其平時形成(防止植酸鹽沉淀的)凝膠，但被傾注時會變成(允許混合物配料的)液體。這種配方可能有用，因?yàn)槟承┣闆r下使用固體并不現(xiàn)實(shí)，例如當(dāng)想要對固體食物進(jìn)行包衣時。
植酸酶可以固體形式存在，例如粉末(經(jīng)過噴霧干燥或在多級干燥器中的干燥)或顆粒形式。食品級顆?；に嚨睦邮腔旌弦后w植酸酶制劑與淀粉，加入水分制成面團(tuán)，擠出面團(tuán)，干燥。植酸酶可以以液體形式存在，例如經(jīng)穩(wěn)定的濃縮濾液。公知的食品級穩(wěn)定劑可用于此目的，例如甘油或山梨糖醇。
為制備本發(fā)明的制劑，與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽和植酸酶可被簡單混合，如果它們都是固體的話。如果與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽和植酸酶是液體形式的，則不能將它們混合，因?yàn)樵谌芤褐忻妇蛯⒁呀?jīng)開始破壞植酸鹽。為解決這個問題，可以將與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽和植酸酶吸收到(不同的)食物成分中。例如帶有被吸收的植酸酶的燕麥片和帶有被吸收的與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽的麥麩可被用于制備本發(fā)明的制劑和/或包含含有本發(fā)明制劑的穩(wěn)定谷物食品的強(qiáng)化食物制品。如果與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽是液體，而植酸酶是固體，或者反過來，那么與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽就必須被保護(hù)起來。這可以通過將固體組分裝入膠囊以將其與液體部分分開、然后液體部分可被包衣吸收來實(shí)現(xiàn)；或者，這可以通過另一種固體對液體組分的吸收來實(shí)現(xiàn)。
對配方的選擇可能會影響到應(yīng)用正常情況下，植酸鹽會溶解在胃里，植酸酶將在那里對植酸鹽發(fā)揮作用。但是如果這兩者之一被以在腸中才會釋放的方式裝入膠囊，那么它們將在胃之后才會到一起，這被認(rèn)為是原位輸送的概念(Protein Formulation and delivery，Ed.E.J.McNally，MarcelDekker Inc，New York，2000，ISBN 0-8247-7883-9；Handbook ofPharmaceutical Controlled Release Technology，Ed.D.L.Wise，Marcel DekkerInc.New York，2000，ISBN 0-8247-0369-3)。在歐洲專利申請EP 913468 A中已描述了用于脂肪酶的原位輸送配方。該專利申請的整個內(nèi)容都被包括進(jìn)本專利申請中。這意味著EP913468 A中所述的包衣可被用于本發(fā)明，以制備用于植酸酶和/或與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽的包衣。
技術(shù)人員已知很多用于制備與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽的方法?？砂凑誚asca et al.，Anal.Bioanal.Chem.(2002)374173-178中所述的來對與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽進(jìn)行化學(xué)制備。其它公開文本還描述了如何對Ca-植酸鹽(US4070493、EP575550B)或Zn-植酸鹽(ES2007238A)進(jìn)行化學(xué)制備?；蛘?，可從有機(jī)物質(zhì)開始對與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽進(jìn)行制備。例如，可從大麥植酸鈣鎂(phytin)來制備Fe-植酸鹽(A.B.Stockholms Bryggerier，Swed.，Congr.Intern.Inds.Fermentation，Confs.Etcommuns.(1947)88-93)，從稻麩(CN1165142A、EP409494B)、酒糟谷粒(distillery grains)(CN1050541A)或浸出液(steep water)(US3410929)來制備Ca-植酸鹽，從植物種子來制備Zn-植酸鹽(CN1055556A)。與必要陽離子結(jié)合的植酸鹽還可以從麥麩來制備。在這種情況下，從麥麩制出酸提取物。接著，用包含期待必要陽離子的堿性金屬鹽來對該酸提取物進(jìn)行滴定?；蛘撸上扔脧?qiáng)堿中和該酸植酸鹽提取物，接著可以加入一種或多種必要陽離子的可溶鹽類，以獲得與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子的沉淀。應(yīng)當(dāng)理解，沉淀可在不同的環(huán)境pH值下進(jìn)行，并且這將影響到獲得的必要陽離子植酸鹽的組分。
本發(fā)明的制劑可被添加到任何用于人類食用的食物或飲料產(chǎn)品中。優(yōu)選地，食物制品的制備、貯藏或隨后的使用不涉及與植酸酶活性不相容的條件。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，食物制品的制備不涉及100℃以上的長時間熱處理，和/或食物制品不需要在使用前保持被冷藏的狀態(tài)，和/或不需要在使用前保持被冷凍的狀態(tài)?；蛘撸撝苿┰趯κ澄镏破芳庸そY(jié)束時被加入到食物制品中。在此種情況下，優(yōu)選地，僅有貯藏條件需要與植酸酶活性相容。食物制品可以是干燥食物制品。干燥食物制品是可以包含少于30w/w％，或少于25％，或少于20％，或少于16％的水的食物制品。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，干燥食物制品包含谷物。谷物是人們感興趣的食物制品，因?yàn)槠浒吆康闹菜猁}。更優(yōu)選地，該干燥的食物制品包含早餐什錦制品(muesli)、米或通心粉或其組合。根據(jù)一種最優(yōu)選的實(shí)施方式，所述谷物是植酸鹽含量超過0.2mg/100g谷物的谷物。更優(yōu)選地，植酸鹽含量多于0.5mg/100g谷物。根據(jù)另一種最優(yōu)選的實(shí)施方式，干燥食物制品是谷物條(cereal bar)。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，干燥食物制品是面包、蛋糕、油酥點(diǎn)心、面粉或薄脆餅。
根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述產(chǎn)品是飲料產(chǎn)品。典型地，該飲料產(chǎn)品被配方為味道和外觀上都適合人類食用。該飲料產(chǎn)品可以是經(jīng)調(diào)味的飲料或者可以被充二氧化碳。典型地，該飲料產(chǎn)品是被保持冷藏或冷凍的。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，該飲料產(chǎn)品是奶。優(yōu)選地，奶是牛奶或豆奶。更優(yōu)選地，牛奶是經(jīng)過巴氏滅菌的牛奶。在這種情況下，該制劑甚至可在巴氏滅菌步驟之前就被加入(WO 02/054881)；植酸酶活性將不會受巴氏滅菌處理的影響?；蛘?，該飲料產(chǎn)品可以是速溶干燥產(chǎn)品，通過加入液體，例如水或奶，可將其轉(zhuǎn)化為可被食用的形式。此類飲料產(chǎn)品的例子是奶粉、速溶可可飲料或速溶橙味飲料。
根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，食物制品包括包含本發(fā)明制劑的奶，或食物制品由包含本發(fā)明制劑的奶制成，例如干酪、酸奶、奶昔、奶油和甜點(diǎn)，或者例如，豆腐或其它來自豆奶的產(chǎn)品。
根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，該食物制品是下文定義的調(diào)味品。
本發(fā)明的制劑和強(qiáng)化食物制品可被用于健康個體，作為他們正常膳食的一部分。但是，它們也可被用于患有礦物質(zhì)缺乏的個體，還可被用于治療、緩解或預(yù)防此類缺乏。他們還可被用于患有缺鐵性貧血癥或缺鈣或缺鋅的個體。它們還可被提供作為懷孕婦女或近期準(zhǔn)備生育的婦女的膳食的一部分。
本發(fā)明進(jìn)一步地涉及包含活性植酸酶的調(diào)味品。這意味著該調(diào)味品在對其進(jìn)行的加工結(jié)束時，包含濃度在5,000至1,000,000FTU/kg之間的植酸酶，優(yōu)選在10,000至500,000FTU/kg之間，最優(yōu)選在50,000至150,000FTU/kg之間。我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，植酸酶活性在這種類型的食物制品中非常穩(wěn)定，甚至是在室溫下長時間貯藏之后。
調(diào)味品是通常向食物加入刺激性、酸、咸、辣味，或者與食物同時提供的食物制品，用于增加其味道或提供添加的味道。該調(diào)味品可以是天然來源的，例如胡椒、醋和芥末?；蛘撸淇梢允侨魏巫鳛樵鑫秳┑亩喾N復(fù)雜組合物，例如咖喱辣椒粉、辣醬、魚露(fish sauce)、腌菜汁、調(diào)味番茄汁、番茄醬、醬油。該調(diào)味品還可以是通常用于食物的或多或少純凈的化學(xué)物質(zhì)，例如餐桌鹽或谷氨酸單鈉(MSG)。優(yōu)選地，該調(diào)味品是醬油或番茄醬。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，該調(diào)味品補(bǔ)充有必要陽離子，例如鎂、鐵、鋅、鈣、鈷、鉬、錳、鉻、銅或其組合。以這種方式，加入的礦物質(zhì)的可利用性由植酸酶的存在所保證。
植酸酶可以上述的固體或液體形式存在。期待量的植酸酶隨后被加入到調(diào)味品中。
調(diào)味品是有吸引力的輸送植酸酶的媒介。其本身通常不含大量的植酸鹽。很多人將其與若干種類型的食物一同使用，這些食物中有富含植酸鹽和/或必要陽離子的食物，例如(全谷物)通心粉、(全谷物)米和全麥面包。
本發(fā)明進(jìn)一步地涉及包含活性植酸酶的谷物食物制品?；钚灾菜崦敢驯患尤氲绞称分?，以在腸中對植酸鹽進(jìn)行水解。這是用于動物飼料的植酸酶的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方法(Zimmermann et al.，Emhrungs-Umschau(2000)47423-427 and 472-476)，但其也已顯示出了在人類谷物產(chǎn)品中的作用(Sandberg et al.，J.Nutr.(1996)126476-480；Sandberg and Andlid，2002)。這些人類食物中活性植酸酶的例子都是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行的。該酶在食品正將被食用之前加入到其中。如果這要被轉(zhuǎn)化為商業(yè)應(yīng)用，這就意味著該酶將必須與食物分開提供，并在其制備期間加入進(jìn)去。向消費(fèi)者提供富含植酸酶的食物是非常優(yōu)選的。然而，應(yīng)當(dāng)考慮到這會導(dǎo)致關(guān)于酶穩(wěn)定性和由此產(chǎn)生的產(chǎn)品保質(zhì)期的問題。本發(fā)明首次展示了包含活性植酸酶的谷物這一概念的商業(yè)可行性。我們發(fā)現(xiàn)，加入到谷物產(chǎn)品中的活性植酸酶的活性會保留若干周。該谷物食物制品在對其進(jìn)行的加工結(jié)束時包含濃度在150至30,000FTU/kg之間的植酸酶，優(yōu)選在300-15,000FTU/kg之間，最優(yōu)選在1,500至4,500FTU/kg之間。我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，在這種類型的食物制品中，植酸酶活性非常穩(wěn)定，甚至是在室溫下長時間貯藏之后。
更優(yōu)選地，該谷物食物制品是早餐什錦制品、米或通心粉或其組合。根據(jù)一種最優(yōu)選的實(shí)施方式，所述谷物食物制品是植酸鹽含量超過0.2mg/100g谷物的谷物。更優(yōu)選地，該谷物食物制品是植酸鹽含量多于0.5mg/100g谷物的谷物。根據(jù)另一種最優(yōu)選的實(shí)施方式，該谷物食物制品是谷物條。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，該谷物食物制品是面包、蛋糕、油酥點(diǎn)心、面粉或薄脆餅。
根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，該谷物食物制品被補(bǔ)充有必要陽離子，例如鎂、鐵、鋅、鈣、鈷、鉬、錳、鉻、銅或其組合。谷物可以包含大量的植酸鹽。補(bǔ)充有必要陽離子的谷物對食用該谷物的人來說，并非總是有效的必要陽離子輸送媒介，因?yàn)楸匾栯x子可能與谷物中含有的內(nèi)在植酸鹽相結(jié)合。在本發(fā)明的谷物中，加入的必要陽離子的可利用性由植酸酶的存在所確保。
植酸酶可以上述固體或液體形式存在。期待量的植酸酶隨后被加入到谷物中。
谷物食物制品是有吸引力的輸送植酸酶的媒介。加入活性植酸酶，優(yōu)選在對谷物進(jìn)行的加工結(jié)束時加入，是將足夠的植酸酶在谷物隨餐吃下后輸送到腸道中發(fā)揮作用的方法。因此，谷物食物制品還是有吸引力的輸送植酸酶的媒介，以除了存在于谷物本身的植酸鹽之外，還降低由食物基質(zhì)中其它成分運(yùn)送的植酸鹽，并因此提高來自整個食物基質(zhì)中存在的礦物質(zhì)的礦物質(zhì)生物可利用性。
本發(fā)明進(jìn)一步地涉及包含活性植酸酶的豆奶。這意味著豆奶在對其進(jìn)行的加工結(jié)束時，包含濃度在500至20,000FTU/kg之間的植酸酶，優(yōu)選在1,000至10,000FTU/kg之間，最優(yōu)選在2,000至5,000FTU/kg之間。我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，植酸酶活性在這種類型的食物制品中非常穩(wěn)定，甚至是在經(jīng)過巴氏滅菌處理之后。豆奶被定義為來自大豆的固體和水的混合物。這可以通過對經(jīng)過加工的大豆進(jìn)行直接的水性提取來制備?；蛘?，可先對大豆進(jìn)行分離，例如，獲得大豆粗粉或部分純化的大豆蛋白質(zhì)分離物，隨后將這些分離物與水混合獲得豆奶。若干種添加劑可被進(jìn)一步地加入到這種奶中，例如鈣源和磷酸鹽源、調(diào)味化合物、鹽、糖等。Soybean Utilization書(Snyder HE and Kwon TW，Van Nostrand Reinhold Comp，New York，1987)中描述了多種制備大豆分離物和豆奶的方法。根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，豆奶被補(bǔ)充有必要陽離子，例如鎂、鐵、鋅、鈣、鈷、鉬、錳、鉻、銅或其組合。以這種方式，加入的必要陽離子的可利用性由植酸酶的存在所確保。
植酸酶可以上述的固體或液體形式存在。期待量的植酸酶可于對豆奶進(jìn)行的加工之始就加入其中，或者可以隨后在加工結(jié)束時加入到豆奶中。
與牛奶相反，豆奶包含有高含量的植酸鹽。加入活性植酸酶，優(yōu)選是在對豆奶的加工之始加入，是減少其植酸鹽含量的方法。同時，當(dāng)豆奶與富含植酸鹽的飯食一同被食用時，將有足夠的植酸酶在腸道中發(fā)揮作用。豆奶因此也是有吸引力的輸送植酸酶的媒介，以減少食物基質(zhì)中其它成分運(yùn)送的植酸鹽，并因此增加整個食物基質(zhì)中存在的礦物質(zhì)的礦物質(zhì)生物可利用性。加入活性植酸酶，優(yōu)選在對豆奶進(jìn)行的加工結(jié)束時加入，是輸送植酸鹽以減少食物基質(zhì)中其它成分運(yùn)送的植酸鹽并因此增加整個食物基質(zhì)中存在的礦物質(zhì)的礦物質(zhì)生物可利用性的方法。
下面的實(shí)施例將進(jìn)一步地闡釋本發(fā)明。
實(shí)施例實(shí)施例1 計(jì)算本發(fā)明制劑中存在的活性植酸酶的量舉例來說，在pH＝5.5和37℃下，1FTU每小時將釋放出60微摩爾的磷酸鹽。如果想在一個小時內(nèi)獲得50％水解的植酸鹽，對應(yīng)于每個植酸鹽分子釋放3個磷酸根基團(tuán)，1FTU足夠用于20微摩爾的植酸鹽(在最優(yōu)條件下)。如果我們使用NATUPHOSTM，其在典型的胃pH值下的殘存活性是其最佳活性的約50％，則上述數(shù)值將降至10微摩爾，對應(yīng)于6.6mg的植酸。這等同于每克植酸150FTU。對于每克與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子的劑量將更少一些，其取決于陽離子和植酸鹽的質(zhì)量比。如果陽離子占到制劑的1/3，該劑量將是每克與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子100FTU。
實(shí)施例2 計(jì)算本發(fā)明制劑中存存的必要陽離子的量以及本發(fā)明的強(qiáng)化食物制品可包含的制劑的量下面我們就必要陽離子的兩個例子(鈣和鉻)，來計(jì)算本發(fā)明的強(qiáng)化食物制品可包含的制劑的量。鈣被選作必要陽離子的例子，因?yàn)槠涫蔷哂凶罡逜I的必要陽離子，而鉻是痕量元素。下述假設(shè)被用于鈣-19-30歲女性的AI為1000mg/天(Dietary Reference intakes forCalcium，Phosphorus，Magnesium，Vitamin D and Fluoride.StandingCommittee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes.Food andNutrition Board.Institute of Medicine The National Academy Press WashingtonD.C.，1997，ISBN 0-309-06350-7 p 71-145)-制劑的植酸酶含量是植酸鹽含量的10％-在所用制劑中，3mol Ca與1mol植酸鹽結(jié)合。
按照下述優(yōu)先性的順序來計(jì)算范圍10-100％AI15-75％AI25-50％AI在這些條件下，發(fā)現(xiàn)了下述優(yōu)選的范圍優(yōu)選地，強(qiáng)化食物制品包含的本發(fā)明的制劑濃度范圍在每100克強(qiáng)化食物制品中698-6980毫克之間，更優(yōu)選地，在每100克強(qiáng)化食物制品中1047-5234毫克之間，最優(yōu)選地，在每100克強(qiáng)化食物制品中1745-3490毫克之間。
下述假設(shè)被用于鉻-19-30歲女性的AI為25微克/天(Vitamin A，Vitamin K，Arsenic，Boron，Chromium，Copper，Iodine，Iron，Manganese，Molybdenum，Nickel，Silicon，Vanadium and Zinc.Standing Committee on the Scientific Evaluationof Dietary Reference Intakes.Food and Nutrition Board，Institute of MedicineThe National Academy Press Washington D.C.，2001，ISBN 0-309-07279-4 p197-223)-制劑的植酸酶含量是植酸鹽含量的10％-在所用制劑中，2mol Cr與1mol植酸鹽結(jié)合。
按照下述優(yōu)先性的順序來計(jì)算范圍10-100％AI15-75％AI25-50％AI在這些條件下，發(fā)現(xiàn)了下述優(yōu)選的范圍優(yōu)選地，強(qiáng)化食物制品包含的本發(fā)明的制劑濃度范圍在每100克強(qiáng)化食物制品中19-199毫克之間，更優(yōu)選地，在每100克強(qiáng)化食物制品中29-145毫克之間，最優(yōu)選地，在每100克強(qiáng)化食物制品中49-100毫克之間。
實(shí)施例3 金屬植酶鹽(PA)的制備及其表征Ca-植酸鹽(CaPA)和Na-植酸鹽(NaPA)從Sigma獲得(分別是Catalogue 2002-2003 P9539和P3168)。
通過將Na-植酸鹽溶于去礦物質(zhì)水中，再用5％的乙酸將pH調(diào)節(jié)至pH＝6.3來制備植酸鐵(FePA)。用0.9M硫酸將pH調(diào)節(jié)至pH＝6.3。隨后，將數(shù)量為0.5M的七水合硫酸鐵(II)加入，直到發(fā)生沉淀。對沉淀進(jìn)行離心，用75％水和25％乙醇來洗滌沉淀。在第二個洗滌步驟中，用50％水和50％乙醇來洗滌沉淀。最后，用100％乙醇對沉淀進(jìn)行兩次洗滌。隨后凍干沉淀。對經(jīng)凍干的FePA進(jìn)行水分和灰分含量的分析。通過AES/ICP(Atomic Emission Spectroscopy/Inductively Coupled Plasma)來測定鐵和磷的含量。分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e對P的摩爾比是0.88，其在Fe5PA(0.83)和Fe6PA(1.0)的特征值之間。
通過使用相應(yīng)的金屬硫酸鹽，按照與FePA相似的方法來制備ZnPA和MgPA。事實(shí)上，該方法適合于所有的金屬植酸鹽。分析發(fā)現(xiàn)，Zn對P的摩爾比在Zn5PA和Zn6PA的特征值之間。
實(shí)施例4 用植酸酶處理植酸鈣對Aspergillus niger植酸酶(NATUPHOSTM)對NaPA和CaPA的活性進(jìn)行試驗(yàn)。植酸鹽來源的金屬對植酸酶活性的影響(37℃使用60分鐘的培養(yǎng)時間)被研究。用Engelen et al.，J.AOAC Int.77760-764(1994)所述的分析方法來測定植酸鹽水解的速率。
結(jié)果被表示為FTU/g，其被示于表1中。
表1植酸酶對不同底物的活性

植酸酶的活性對植酸鈉和植酸鈣是等同的。
實(shí)施例5 比較實(shí)施例無植酸酶的情況下，礦物質(zhì)和植酸鹽的釋放多種含植酸鹽的食品都是商業(yè)上可獲得的。我們使用CruesliTM(Quaker Oats)作為模型。CruesliTM被碾成粉，以避免取樣時不均勻的問題。將大約20g被碾碎的CruesliTM懸浮于40g乙酸鹽緩沖液(0.25M，pH5.5，37℃)或40g經(jīng)稀釋的HCl(0.08N，最終pH＝2，37℃)中。在37℃持續(xù)攪拌下對懸浮液進(jìn)行1.5h的培養(yǎng)，隨后在4℃、16000rpm下離心20分鐘。離心之后，將沉淀和上清液的部分分開，稱重，并通過AES-ICP進(jìn)行分析，來測定其磷、鈣、鎂和鋅的含量。結(jié)果以mg表示，被示于表2中
表2不同pH值下37℃培養(yǎng)1.5小時后被碾碎的CruesliTM小塊中的礦物質(zhì)的量

表2顯示，含有磷的物質(zhì)的溶解度在pH＝5.5時要高于pH＝2時。對于金屬離子而言，很明顯在低pH下更好溶解。pH＝2時的溶解度被認(rèn)為是在更高pH水平下通過有效植酸酶處理能達(dá)到的上限。
實(shí)施例6 用植酸酶處理含有植酸鹽的食品多種植酸酶的制劑都是商業(yè)上可獲得的。我們使用液體配方NATUPHOSTM5000L(DSM，Delft，荷蘭)。同樣，我們使用被碾碎的CruesliTM(Quaker Foods & Beverages)作為含有植酸鹽的食品的模型。將大約20g被碾碎的CruesliTM懸浮于兩份40g乙酸鹽緩沖液(0.25M，pH5.5，37℃)中。對其中一份，加入1.2g的植酸酶制劑，以獲得100FTU/g的最終活性。在37℃持續(xù)攪拌下對懸浮液進(jìn)行1.5h的培養(yǎng)，隨后在4℃和16000rpm下離心20分鐘。離心之后，將沉淀和上清液的部分分開，稱重，并通過AES-ICP進(jìn)行分析，來測定其磷、鈣、鎂和鋅的含量。
結(jié)果被表示為上清液部分中存在的礦物質(zhì)的百分比，其被示于表3中。
表3有或沒有加入的植酸酶活性的情況下，在pH5.5于37℃培養(yǎng)1.5小時后，被碾碎的CruesliTM小塊中的礦物質(zhì)的比例

表3顯示，植酸酶處理對增加磷和金屬在pH＝5.5時的溶解度是有效的。
實(shí)施例7 用低劑量的植酸酶來處理含有植酸鹽的食品用于本實(shí)施例的工序與用于實(shí)施例6的相同，但是培養(yǎng)中使用較低的最終植酸酶活性1FTU/g而不是100。培養(yǎng)時間縮短至1小時。
結(jié)果以上清液部分中存在的礦物質(zhì)的百分比來表示，其被示于表4中表4有或沒有加入的植酸酶活性的情況下，在pH5.5于37℃培養(yǎng)1小時后，被碾碎的CruesliTM小塊中的礦物質(zhì)的比例

表4顯示，較低劑量的植酸酶對增加磷和金屬在pH＝5.5時的溶解度也是有效的。通過比較實(shí)施例7和實(shí)施例6的結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，植酸酶劑量的影響不是線性的，這暗示底物的可接近性(accessibility)(部分地)確定了反應(yīng)速率。
實(shí)施例8 pH＝2時對含有植酸鹽的食品進(jìn)行處理用于本實(shí)施例的工序與實(shí)施例7的相同，但是pH值較低，培養(yǎng)時間較長。這是用來模仿胃中存在的條件的。我們特定地關(guān)注鐵，因?yàn)殍F鹽被認(rèn)為在較高的pH值下特別難溶，這使得在胃中對鐵鹽的破壞成為有吸引力的選擇。通過AES-ICP來測定鐵濃度。結(jié)果被表示為上清液部分中存在的礦物質(zhì)的百分比，其被示于表5中表5有或沒有加入的植酸酶活性(1FTU/g)的情況下，在pH2于37℃培養(yǎng)2小時后，被碾碎的CruesliTM小塊中的鐵和磷酸的比例


表5顯示，較低的pH值下，植酸酶對增加磷和金屬離子的溶解度也是有效的。
實(shí)施例9 制備礦物質(zhì)-植酸鹽-植酸酶制劑根據(jù)實(shí)施例3來制備Fe-植酸鹽。將Fe-植酸鹽與NATUPHOSTM5000G按照9∶1(w/w)的比例混合，以獲得每克干Fe-植酸鹽-植酸酶制劑500FTU的最終植酸酶活性。
將1g Ca-植酸鹽(Sigma，Catalogue 2002-2003 P 9539)懸浮于10g水中。隨后，用濃HCl將pH調(diào)至pH＝2，對懸浮液進(jìn)行攪拌，直到所有Ca-植酸鹽溶解。隨后，將0.5g NATUPHOSTM5000L加入，以獲得每克液體Ca-植酸鹽-植酸酶制劑250FTU的最終活性。該制劑必須立即使用，以避免植酸鹽過早被破壞。
實(shí)施例10 將本發(fā)明的制劑加入到谷物中，以及這之后植酸酶的作用使用實(shí)施例9中所述的Fe-植酸鹽-植酸酶制劑，使用來自實(shí)施例3的Fe-植酸鹽和NATUPHOSTM5000G(DSM，Delft，荷蘭)。將0.1g該制劑加入到20g被碾碎的CruesliTM(Quaker Foods & Beverages)中。加入額外的NATUPHOSTM，以獲得每g強(qiáng)化食物300FTU的總劑量。隨后，將含有金屬-植酸鹽-植酸酶制劑的食物懸浮于40g經(jīng)稀釋的HCl(0.08N，最終pH＝2，37℃)中，提供每g懸浮液100FTU的最終活性。在37℃持續(xù)攪拌下對懸浮液進(jìn)行4h的培養(yǎng)，隨后在4℃和16000rpm下離心20分鐘。離心之后，將沉淀和上清液的部分分開，稱重，并通過AES-ICP進(jìn)行分析，來測定其磷、鈣、鎂、鋅和鐵的含量。對沒有植酸酶活性(但有FePA)和FePA同植酸酶都沒有的懸浮液進(jìn)行控制，以經(jīng)過同樣的處理。
表6加入FePA的被碾碎的CruesliTM中礦物質(zhì)的比例


數(shù)據(jù)表明，食物中鐵含量增加而溶解度百分比又沒有顯著降低是有可能的。這顯示，通過提供在食物基質(zhì)中提供金屬植酸鹽和植酸酶來增加金屬離子的可利用性是可能的。
實(shí)施例11 醬油中植酸酶的穩(wěn)定件醬油(Kikkoman，Sappemeer，荷蘭)被用作模型食品，來測定NATUPHOSTM(DSM，Delft，荷蘭)的穩(wěn)定性。
NATUPHOSTM5000L被加入到醬油中，達(dá)到5％的最終濃度(w/w)。用0.25M乙酸鹽緩沖液(pH＝4.8，為醬油本身的pH值)將該懸浮液稀釋100倍，在20℃和35℃培養(yǎng)4周。用Engelen et al.，J.AOACInt.77760-764(1994)所述的分析方法來測定不同時間樣品的植酸酶活性。以mg表示的結(jié)果被示于表7中。
表7不同溫度下醬油中的植酸酶(1％w/w)穩(wěn)定性

明顯看出，在該調(diào)味品中植酸酶出奇地穩(wěn)定，甚至是在35℃時。
實(shí)施例12 有或沒有植酸鹽的食品中的植酸酶穩(wěn)定件對其它食品中植酸酶的穩(wěn)定性也進(jìn)行了測定。
NATUPHOSTM5000L，含有5000FTU/g的液體制劑，被加入到蠔油(Lee Kum Kee，中國香港)、魚露(Pantainorasingh manufacturer，泰國)、番茄醬(H.J.Heinz，Elst，荷蘭)和辣醬(Flower Brand，Ho ChiMinh City，越南)中，調(diào)味品中植酸酶的最終濃度為1％(w/w)。將懸浮液在20℃培養(yǎng)3個月。
NATUPHOSTM5000G，含有5000FTU/g的顆粒狀制劑，被加入到搓碎的干酪“Formaggio da Pasta”(Grozette，荷蘭)中，，達(dá)到1％(w/w)的終濃度，在20℃培養(yǎng)3個月。
在多級干燥器中對液體濃縮植酸酶在水中的懸浮液進(jìn)行干燥，制得干燥產(chǎn)品(最終活性為67000FTU/g)。將其與多種干燥食品混合，至終濃度為大約700FTU/g，將該經(jīng)植酸鹽強(qiáng)化的食物在20℃貯藏6周。使用了下述食品速溶橙味飲料混合物、速食雞湯(Struik Foods Europe)、速溶可可飲料(Nesquick，Nestlé)、Mild Madras咖喱粉(TRS Wholesale Co.LTD，英國)、Nido速溶全脂奶粉(Nestlé)、小麥粉(Tarwebloem，vanMook Int.Trade Service B.V.)、速溶芡粉(instant binding powder)(Allesbinder，H.J.Heinz B.V.，Zeist)。
用Engelen et al.，J.AOAC Int.77760-764(1994)所述的分析方法來測定不同時間樣品的植酸酶活性。
我們發(fā)現(xiàn)，在所有上述調(diào)味品和食物中，植酸酶貯藏之后都出奇的穩(wěn)定。
表8各種食品中的殘余植酸酶活性


實(shí)施例13 豆奶和牛奶中，經(jīng)過巴氏滅菌后的植酸酶穩(wěn)定性將NATUPHOSTM5000L加入到豆奶(Alpro，lzegem，比利時)和未加工牛奶(從當(dāng)?shù)剞r(nóng)民處獲得，Delft，荷蘭)，終濃度為10FTU/g。在85℃對豆奶進(jìn)行20秒的巴氏滅菌。
向奶中加入NATUPHOSTM后，在巴氏滅菌前后都取樣，根據(jù)Engelenet al.，J.AOAC Int.77760-764(1994)所述的分析方法來測定植酸酶活性。
我們發(fā)現(xiàn)，對豆奶進(jìn)行此巴氏滅菌處理之后，初始植酸酶活性中的78％被保留下來，對未加工牛奶而言，是84％。
實(shí)施例14 測定與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子的量的方法將按照實(shí)施例3所述制備的FePA在pH2或pH5.5下，以每升35.8g的濃度制成懸浮液。沉淀之后，用AES/ICP來分析這兩種懸浮液的上清液部分。我們發(fā)現(xiàn)，這兩種pH值下，都有超過90％的Fe被保留于沉淀的部分中。
隨后，在室溫下于6000rpm對pH＝2的懸浮液離心10分鐘。將沉淀溶于15g濃鹽酸(chloric acid)中，用AES/ICP來分析該溶液?，F(xiàn)在，基本上所有的Fe都回到了可溶部分中。
用磷酸鐵重復(fù)該過程。用與制備必要陽離子植酸鹽相同的方法來制備該鹽將陽離子作為其硫酸鹽的形式溶解，隨后用磷酸鈉堿性溶液來進(jìn)行沉淀。收集沉淀并進(jìn)行洗滌。在pH＝2和pH＝5.5培養(yǎng)磷酸鐵時，發(fā)現(xiàn)在pH＝5.5時，超過90％的Fe保留于沉淀部分，而在pH＝2時，僅有少于10％被保留。
這顯示，與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子較之它們的其它難溶鹽有著明顯的區(qū)別。
權(quán)利要求
1.包含活性植酸酶、植酸鹽和必要陽離子的制劑，其特征在于至少部分的所述必要陽離子與所述植酸鹽結(jié)合。
2.如權(quán)利要求1所述的制劑，其特征在于，所述制劑包含對于每克植酸鹽多于1FTU的植酸酶，對于每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子，多于1g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及少于99g的植酸鹽。
3.如權(quán)利要求2所述的制劑，其特征在于，所述制劑包含對于每克植酸鹽1至100FTU的植酸酶，對于每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子，1至50g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及50至99g的植酸鹽。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的制劑，其特征在于，當(dāng)所述制劑存在于腸道中時，必要陽離子被從所述植酸鹽上釋放出。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的制劑，其特征在于，所述必要陽離子選自由鈣、鋅、鐵、鎂、鈷、鉬、錳、鉻、銅或其組合構(gòu)成的組。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的制劑，其特征在于，在所述制劑中存在有額外成分，所述成分選自由螯合劑、抗氧化劑構(gòu)成的組。
7.制備如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的制劑的方法。
8.如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的制劑用于制造強(qiáng)化食物制品的用途。
9.包含如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的制劑的食物制品，其特征在于所述食物制品選自由早餐什錦制品、面粉、稻米、通心粉、谷物條、面包、蛋糕、油酥點(diǎn)心、薄脆餅、牛奶、豆奶、干酪、酸奶、奶昔、奶油、甜點(diǎn)、調(diào)味品所構(gòu)成的組。
10.如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的制劑或如權(quán)利要求9所述的食物制品用于增加人類對必要陽離子的可利用性的用途。
11.包含活性植酸酶的調(diào)味品。
12.如權(quán)利要求11所述的調(diào)味品，其特征在于，所述調(diào)味品被補(bǔ)充有必要陽離子。
13.如權(quán)利要求11或12所述的調(diào)味品，其特征在于，所述調(diào)味品選自由醬油、番茄醬或例如咖喱粉的調(diào)味劑所構(gòu)成的組。
14.包含活性植酸酶的干燥食物制品。
15.如權(quán)利要求14所述的干燥食物制品，其特征在于，所述干燥食物制品補(bǔ)充有必要陽離子。
16.包含活性植酸酶的豆奶。
17.如權(quán)利要求16所述的豆奶，其特征在于，所述豆奶補(bǔ)充有必要陽離子。
18.如權(quán)利要求11至13中任意一項(xiàng)所述的調(diào)味品在人類食用中作為植酸酶輸送體系的用途。
19.如權(quán)利要求14或15所述的干燥食物制品在人類食用中作為植酸酶輸送體系的用途。
20.如權(quán)利要求16或17所述的豆奶在人類食用中作為植酸酶輸送體系的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含活性植酸酶、植酸鹽和必要陽離子的制劑，所述制劑的特征在于，至少部分的必要陽離子與植酸鹽結(jié)合。所述制劑包含對于每克植酸鹽1至100FTU的植酸酶，對每100g與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子而言，1至50g的與植酸鹽結(jié)合的必要陽離子以及50至99g的植酸鹽。所述必要陽離子選自由鈣、鋅、鐵、鎂、鈷、鉬、錳、鉻、銅或其組合構(gòu)成的組。所述制劑中可以包含額外成分，例如螯合劑和/或抗氧化劑。本發(fā)明還涉及制備本發(fā)明制劑的方法和本發(fā)明的制劑用于制造強(qiáng)化食物制品的用途。本發(fā)明還涉及包含活性植酸酶的調(diào)味品、谷物產(chǎn)品或豆奶。
文檔編號A23L1/10GK1747661SQ200480003914
公開日2006年3月15日 申請日期2004年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月11日
發(fā)明者胡戈·斯特里科斯特羅 申請人:帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司