专利名称：改良的富含甲硫氨酸的食品和它们的制造方法高半胱氨酸(HS-CH2-CH(NH2)-COOH)是引起科学家很大关注的一种物质，因为它和心血管疾病的发展有关。很多科学研究表明患心肌梗塞，中风，或者外周动脉阻塞性疾病的病人表现出血清高半胱氨酸浓度增加(高同型半胱氨酸血症(hyperhomocysteinemia))。高浓度的高半胱氨酸被认为是引起心血管疾病的一个危险因素。高同型半胱氨酸血症也跟其它的健康风险有关，例如躁狂性抑郁症、发作性障碍、抑郁症、哮喘和偏头痛。禁食血浆中的高半胱氨酸水平被划分为或者正常(≤15μmol/L)，或者为以下的高同型半胱氨酸血症水平中的一类轻微(15-30μmol/L)，中等(31-100μmol/L)，或者严重(＞100μmol/L)。就像血液中的胆固醇，血浆高半胱氨酸和心血管疾病的关系似乎是分等级的。这就意味着血浆高半胱氨酸的任何正常水平以上的增加都和风险的增加相关，血浆高半胱氨酸增加得越多，风险就越大。血浆高半胱氨酸的偏差是如何促进心血管疾病发生的机制的细节仍不清楚。现在已经确定的是，富含甲硫氨酸的食物被消化后，可以提供一种甲硫氨酸负载，接着它将引起血浆中高半胱氨酸浓度的显著增加。结果，有患心血管疾病危险的人被建议不要食用富含甲硫氨酸的食品，例如奶制品和肉类制品。降低血浆中高半胱氨酸水平的主要代谢途径为a.再次甲基化以形成甲硫氨酸(主要的辅因子维生素B12，叶酸和甜菜碱)；和b.通过胱硫醚对半胱氨酸转硫基(主要的辅因子维生素B6)。现有技术中已经提议用前面提到的辅因子来治疗高同型半胱氨酸血症。WO97/34497(Shapira)描述的奶制品具有改良的甲硫氨酸维生素B6的比率(mg/mg)，包括(a)有一个基本的甲硫氨酸维生素B6比率的奶制品；和(b)至少一种维生素B6源，它存在的量足以改变基本的甲硫氨酸维生素B6比率从而使其降至预先选择的比率。在该PCT申请中已经观察到这样的情况，生产甲硫氨酸代谢辅因子(尤其是维生素B6和任选的镁、叶酸、维生素B12和半胱氨酸)含量增加的奶制品是值得去做的。US5,795,873(Allen)描述了一种治疗或预防血清中高半胱氨酸代谢水平升高的方法，包括定时给患者口服一种含有0.3-10mg维生素B12和0.1-0.4mg叶酸的单一制剂。其中也提到了同时服用维生素B6。Wilkcken等人在发表于Metabolism(34，1985(12)，pp.1115-1121)的“Homocystinuria due to cystathione beta-synthase deficiency”中写到，可以通过施用甜菜碱成功地治疗因缺失胱硫醚β-合成酶而患homocystinuria的病人。施用甜菜碱后高半胱氨酸的水平降低到了接近正常的水平，但是甲硫氨酸、丝氨酸和半胱氨酸浓度有升高的趋势。
尽管可以适当地通过施用维生素B6、B12、甜菜碱和叶酸(维生素B11)来治疗高同型半胱氨酸血症，但是这些治疗通常不足以使高半胱氨酸的水平恢复到正常水平。因此，患高同型半胱氨酸血症的人仍然被建议严格注意饮食，不允许食用含高甲硫氨酸的食品。因为奶制品和肉类制品通常被认为是富含甲硫氨酸的食品，所以这类人就不能食用这些既美味又有营养的重要食物。
发明概述令人吃惊的是，人们发现不需要在饮食方案中排除消费富含甲硫氨酸的食品就可以使高同型半胱氨酸血症被治疗和/或预防。人们发现富含甲硫氨酸的食品中氨基酸的持性可以以这种方式被改变，即这些食品中包含的高水平的甲硫氨酸不能自发的引起血清中高半胱氨酸水平的显著增高。更具体地说，人们未曾预料到半胱氨酸对于甲硫氨酸引起的血清高半胱氨酸的升高效应具有拮抗效应，尤其是当它和丝氨酸一起应用时。
尽管申请人不希望被理论所束缚，但是相信半胱氨酸和丝氨酸都参与了高半胱氨酸的代谢。似乎摄取的食品中半胱氨酸和甲硫氨酸的比率决定了摄取的甲硫氨酸引起血清高半胱氨酸浓度增加的程度。因此，甚至在食品中含有高水平的甲硫氨酸的情况下，也可以通过调整氨基酸平衡来抑制对血清高半胱氨酸水平的不想要的效应，尤其是调整甲硫氨酸对半胱氨酸的比率和任选的甲硫氨酸对丝氨酸的比率。
本发明的好处尤其体现在这类食品中，即它们含有大量的源自动物的蛋白质类物质，特别是牛奶、肉类、蛋类、鱼类和贝类，或者源自种子、坚果、谷类或豆类的蛋白质类物质。在这些食品和食品组成物中发现的蛋白质类物质通常包含相对于总的氨基酸量而言高水平的甲硫氨酸。
据发现富含甲硫氨酸的食品对血清高半胱氨酸水平的有害效应可以通过改良食品中的氨基酸特性而显著地降低，这种改变就是把半胱氨酸和甲硫氨酸的摩尔比率升高到至少2∶1。
发明详述据此本发明一方面是关于富含甲硫氨酸的食品，即食品中包含干物重量至少为5％的蛋白质类物质，其中至少50wt.％的蛋白质类物质源自动物和/或源自种子、坚果、谷类或者豆类，该食品包含的半胱氨酸[Cys]和甲硫氨酸[Meth]的摩尔比率满足下式[Cys]/[Meth]≥2∶1。
除非另外说明，只要涉及氨基酸，例如甲硫氨酸或者[Meth]，就意味着包含相应的氨基酸残基。氨基酸残基的来源的实例有蛋白质、寡肽、二肽、糖蛋白、脂蛋白等。为了本申请的目的，胱氨酸被认为包含两个半胱氨酸残基。所用术语“蛋白质类物质”包括氨基酸、(寡)肽和蛋白质，还有任何其他包含氨基酸、肽(例如糖肽)和/或蛋白质(例如脂蛋白)的物质。
源自动物的蛋白质类物质的实例包括乳类蛋白质、肉类蛋白质、蛋类蛋白质和胶原蛋白，还有它们的组分，例如酪蛋白、乳清蛋白、肉类的水解产物等。这里所用术语“动物”不仅包括脊椎动物，还包括鸟类、鱼类和贝类。从鱼类和鸟类中获得的肉类中也发现了高水平的甲硫氨酸。
富含甲硫氨酸的食品对血清高半胱氨酸的有害影响可以通过一种尤其有效的方式来加以抑制，如果半胱氨酸和甲硫氨酸的摩尔比率至少为3∶1。
在本发明的一个非常优选的方案中，除了半胱氨酸，在该食品中还引入大量的丝氨酸以改变氨基酸的特性，使得到的摩尔比率满足下式[Ser]/[Meth]≥4∶1。甚至更优选的是，[Ser]/[Meth]的摩尔比率至少达到6∶1，最优选的为达到至少8∶1。
本发明的好处在包含相对多量的甲硫氨酸(基于其中氨基酸的总量而计算)的食品中表现得最为明显。因此，在一个优选方案中，基于该食品中包含的氨基酸总量，该食品包含的甲硫氨酸浓度超过1mol.％，甚至更优选的是超过2mol.％。
在另一个优选方案中，食品包含的蛋白质类物质的干物质重量至少为10％，更优选的是至少20％。优选蛋白质类物质是源自动物的。源自动物的蛋白质类物质适当地选自乳类、肉类、蛋类、鱼类、贝类、胶原蛋白、皮肤还有从这些物质衍生来的食物。优选的是这些蛋白质类物质的动物来源为牛、猪、绵羊、山羊、家禽或者鱼类。
根据本发明食品中的甲硫氨酸、半胱氨酸和丝氨酸的比率可以有很大的改变，只要半胱氨酸和丝氨酸组合起来的水平高到足以补偿在由同一种食品中的甲硫氨酸引起的高半胱氨酸的升高效应。在一个特别优选的方案中，该食品含有的半胱氨酸量相对于甲硫氨酸量与下式一致[Cys]/[Meth]≥4∶1。相似的，根据本发明的食品中丝氨酸的最少量最优选用下式来描述[Ser]/[Meth]≥10∶1。
尽管原则上可能通过仅引入半胱氨酸来抵消由甲硫氨酸引起的高半胱氨酸的升高效应，但更倾向于使用半胱氨酸和丝氨酸的组合。因此，该食品中所含的半胱氨酸和丝氨酸的比率优选遵照下式的描述0.05≤[Cys]/[Ser]≤2。在本发明的一个特别优选的方案中，其食品包含的半胱氨酸和丝氨酸遵照以下比率0.1≤[Cys]/[Ser]≤1。
本发明的好处可以在任何含有相对高水平的甲硫氨酸的蛋白质类物质的食品中显现出来。但是，人们将认识到特别是含有大量的蛋白质的食品将从本发明获益。因此在一个优选方案中，本发明食品含至少10wt.％的蛋白质类物质，更优选的含至少20wt.％。
包含大量富含甲硫氨酸的蛋白质类物质的食品的实例有◆乳制品如奶(来自例如奶牛或者山羊)、乳酪、加工过的乳酪、乳制甜点，◆肉类制品如肉(来自例如牛、猪、绵羊、山羊、家禽、鱼类等)，加工过的肉类制品(例如香肠)，◆涂敷食物(spread)，◆膳食的替代品(如小吃(bars)和shakes)，◆营养饮料，冰激凌，◆汤和调味料，◆饮食的和临床的营养制剂(dietary and clinical nutritionalformulas)。
在现有的食品中可以有利地额外引入作为血清高半胱氨酸代谢辅因子的物质。因此在一个优选方案中，食品包含至少10mg/kg的维生素B6或者其前体。本文中通篇所用的术语“前体”包含任何一种于食品被摄取后或者吸收到体内(例如肝脏中的代谢分解结果)后在胃肠道可以释放出活性组分(维生素B6或者其具有生理活性的代谢物)的物质。
甜菜碱是高半胱氨酸代谢的另一种辅因子，它可以被有利的引入到该食品中。优选的是食品中包含的甜菜碱和甲硫氨酸[Meth]的摩尔比率满足下式[Bet]/[Meth]≥1∶1。
因为该食品适合被用于高同型半胱氨酸血症的治疗(部分)或者预防治疗，故本发明的另一方面是关于(预防性的)治疗血清高半胱氨酸水平升高的患者的方法。故而本发明也涉及到本文之前所描述的食品用于治疗或者预防血浆高半胱氨酸浓度升高的方法。
本发明还有一方面涉及到富含甲硫氨酸的食品的改良方法，这种食品含有的甲硫氨酸和可选的半胱氨酸的摩尔比率满足下式[Cys]/[Meth]≤1∶1，其中该方法包括引入半胱氨酸源使其有足够的量以使所述比率增加到大于2∶1，优选的是大于4∶1。
在该方法的一个特别优选的方案中，食品中可选地包含的丝氨酸的摩尔比率满足下式[Ser]/[Meth]≤3∶1，其中该方法包括引入丝氨酸源使其有足够的量以使所述比率增加到大于4∶1，优选的是大于6∶1。
所用术语“半胱氨酸和/或丝氨酸源”应被理解为包括含有以自由形式存在的氨基酸和/或氨基酸残基的半胱氨酸和/或丝氨酸的物质。
半胱氨酸源和丝氨酸源可以是与甲硫氨酸相比较含有相对高水平的半胱氨酸和/或丝氨酸的任何食品级的物质。优选的是半胱氨酸源含有的半胱氨酸和可选的甲硫氨酸满足以下的摩尔比率[Cys]/[Meth]≥5∶1。更优选的是所述的比率至少为8∶1。相似的，丝氨酸源含有的丝氨酸和可选的甲硫氨酸优选地满足以下的摩尔比率[Ser]/[Meth]≥8∶1。更优选的是所述的比率至少为12∶1。
使用包含有相对高含量的蛋白质类物质的半胱氨酸源或者丝氨酸源是有利的。因而只需要加入有限的量就可以得到适当的平衡(甲硫氨酸和半胱氨酸的平衡以及和可选的丝氨酸之间的平衡)。在该方法的一个特别优选的方案中，半胱氨酸源和丝氨酸源是蛋白质浓缩物，其包含干物质重量至少为40％，优选的至少60％的蛋白质类物质。半胱氨酸源含有的半胱氨酸优选的是蛋白质类物质重量的至少5％，优选的是至少8％。丝氨酸源含有的丝氨酸优选的是蛋白质类物质重量的至少8％，优选的是至少12％。所加入的半胱氨酸源和丝氨酸源的量优选的不超过原始食品的25wt.％。更优选的是所述的量不超过10wt.％。
为了促进半胱氨酸和丝氨酸的吸收，人们发现将它们以自由氨基酸或者相对小的肽的形式引入食品中是有利的。可以有利地通过水解作用来产生自由氨基酸或者小肽，随后它们又可以被分级分离以产生含相对于甲硫氨酸较多的半胱氨酸和/或丝氨酸的级分。因此，在该方法的一个优选方案中，半胱氨酸源和丝氨酸源的蛋白质类物质至少有50％的水解程度，更优选的是至少有80％的水解程度。半胱氨酸源和丝氨酸源可以通过酶解的方式来水解至足够的程度。
众所周知，香料工业中生产反应香料(或者加工过的香料)是通过在适当的条件下加热某种混合物(例如半胱氨酸和还原糖)，其中所述反应条件促进被称为Maillard的反应。这种反应香料在向食品中添加肉类香味或者坚果香味时尤为有用。根据本发明的一个优选方案，其不包括这种反应香料的添加，因为在加热的处理过程中发生的反应会把半胱氨酸转化成为一种成份，它不具有对甲硫氨酸引起的血清中高半胱氨酸升高效应的拮抗效应。
本方法可以有利地应用于源自奶类和肉类的食品的制造。尤其是在奶类产品中，通常人们认为这样的产品不应该用非来源于奶类的成分去“污染”它。因此在本方法中半胱氨酸和/或丝氨酸源优选的是和大多数该食品来源于同一种动物的物质。因此在本方法的一个优选方案中，在改良之前，食品包含干物质重量至少为5％的蛋白质类物质，至少50wt.％的该蛋白质类物质是源自动物的，而且其中的半胱氨酸源和/或丝氨酸源和所述的蛋白质类物质源自同一种动物。
适合的半胱氨酸源和/或丝氨酸源的实例包括乳清(尤其是乳清蛋白)、从豆类中分离出来的蛋白质或者蛋白质级分和小麦蛋白(尤其是白蛋白和球蛋白)。为了进一步提高半胱氨酸和/或丝氨酸水平，以利于甲硫氨酸，可以有利地使前述的源物质经过一个水解步骤，然后再采用氨基酸和/或肽的分离技术。在本领域这种分离技术众所周知，例如，离子交换，凝胶渗透和反相层析，还有超滤、纳米过滤和沉淀。
本发明还有另外一个方面涉及到选自食品、营养品和药物制剂的产品中半胱氨酸和丝氨酸组合的使用，为了降低该产品引起的血清高半胱氨酸升高效应和/或增加该产品引起的对血清高半胱氨酸的降低效应。
最后，本发明还包括了一种治疗或预防人类高同型半胱氨酸血症的方法，就是口服有效量的前述食品。
通过以下的实施例来进一步说明本发明。
实施例实施例1向一种由荷兰奶类制成的普通零售酸乳酪产品中，按照以下的量来添加甲硫氨酸、半胱氨酸(以胱氨酸的形式添加)和/或丝氨酸
在一个交叉研究中二十四个被实验者摄取了单一剂量的如上表所述的四种组合物(对照、组合物I、组合物II、组合物III)中的一种和低蛋白的早餐。每一个被实验者随机地在2、9、16和23天摄取这四种不同的组合物。
在进早餐后的0、2、4、6、8、10和24小时测量血清高半胱氨酸的水平。发现被实验者摄取对照的组合物后高半胱氨酸的水平显著升高。当被实验者摄取组合物I或者II后观察到的高半胱氨酸的升高水平明显比摄取对照的组合物后低。当被实验者摄取组合物III后高半胱氨酸的水平升高的最少。
实施例2向实施例1中所述的酸乳酪产品按以下量来添加半胱氨酸(以胱氨酸的形式)和丝氨酸
实施例3向牛肉汉堡中按以下量来添加半胱氨酸(以胱氨酸的形式)和丝氨酸


本发明涉及一种富含甲硫氨酸的食品，它们被改良以降低它们对血清中高半胱氨酸浓度的促进作用。更具体而言，本发明是关于一种食品，它包含干物质重至少为5％的蛋白质类物质，其中至少50％的蛋白质类物质是源自动物或者衍生自种子、坚果、谷类或者豆类，而且食品的氨基酸特性被改变了，其中包含增加量的半胱氨酸和任选的丝氨酸。一般该食品中包含的氨基酸半胱氨酸[Cys]和甲硫氨酸[Meth]的摩尔比率满足下式[Cys]/[Meth]≥2∶1。本发明的另一方面涉及前面提到的食品在治疗或预防血浆中高半胱氨酸浓度升高中的应用。本发明还有一方面是关于富含甲硫氨酸食品改良的方法，就是在其中引入半胱氨酸源和任选的丝氨酸源。