专利名称：用于食欲控制的组合物和相关方法动物的食欲控制在生理上很复杂。一些重要的因素包括情绪状态、胃和肠的物理状态以及多种激素水平。缩胆囊肽(CCK)是肠上皮细胞应答食物摄入所引发信号而产生的激素。它被认为是一种调节食欲的重要激素。CCK作用于体多个位点，包括脑。已知增加CCK水平会降低食欲并减慢胃排空速度。因此，提高CCK的生成将增加分泌的CCK的总水平，这将导致食欲减退，从而降低消耗食物总量。另外，增加CCK水平也引起过饱，此状态特征是对食物兴趣和所感觉的需要减小。CCK长期增加有利地导致重量减轻或重量增加减少。此外，食物消耗减少一般改进血清胆固醇和总脂类的水平。CCK的生成受以胆汁酸存在为基础的反馈控制调节，胆汁酸是表面活性剂样的分子并通过协助脂肪或脂类的分布和乳化来促进脂肪消化。胆汁酸在肝中产生后，贮存在胆囊中，胆囊应答CCK而收缩并将胆汁酸释放到肠中。一个研究小组认为生理浓度游离胆汁酸的存在抑制CCK生成。I.Koop等，《通过十二指肠内的胆汁酸在生理上控制缩胆囊肽的释放和胰酶分泌》(Physiological Control ofCholecystokinin Release and Pancreatic Enzyme Secretion by IntraduodenalBile Acids)Gut 39661-667(1996)。脱乙酰壳多糖是阴离子聚合物，有时通过水解甲壳类动物的壳来产生。美国专利4,233,023和5,932,561揭示脱乙酰壳多糖结合脂类。所得结合复合物抗消化和吸收且以相对不变的形式分泌于排泄物中。结果，身体丧失大量热量。因此，脱乙酰壳多糖广泛用于食物和饮食补充物以促进重量减轻。美国专利5,932,561还揭示脱乙酰壳多糖能减少能被身体吸收和消化的胆固醇的量。此外，发现它可降低血清胆固醇水平。通过脱乙酰壳多糖减少胆固醇充分描述在J.W.Anderson等，《可溶性纤维》(Soluble Fiber)，339-363页，《食物纤维的化学、生理和健康作用》(Dietary Fiber，Chemistry，Physilolgy and HealthEffects)，D.Krithchevsky，C.Bonfield，J.W.Anderson编，Plenum出版社，纽约(1990)。发现每克食物脱乙酰壳多糖在降低大鼠血清胆固醇中比果胶、瓜尔胶、亚麻或燕麦麸更有效。美国专利5,932,561进一步揭示脱乙酰壳多糖也能结合胆汁酸。胆汁酸，如脱氧胆汁酸，具有与胆固醇类似的结构。一个研究小组发现当用脱乙酰壳多糖喂食大鼠时，胆汁酸的粪便排泄水平高于吃对照食物的动物或在饮食中添加类似水平葡甘露聚糖的动物。C.M.Gallaher等，《大鼠中，用葡甘露聚糖和脱乙酰壳多糖减少胆固醇受胆固醇吸收和胆汁酸及脂肪排泄的变化介导》，(Cholesterol Reduction byGlucomannan and Chitosan Is Mediated by Changes in Cholesterol Absorptionand Bile Acid and Fat Excretion in Rats)，J.Nutrition 1302753-2759(2000)。由此可推断脱乙酰壳多糖高度结合胆汁酸从而破坏肠下部中胆汁酸的再吸收，胆汁酸排泄于粪便中。糖巨肽(GMP)是通过蛋白水解裂解κ-酪蛋白产生的糖蛋白，κ-酪蛋白是主要的乳蛋白。GMP在干酪制造的乳清流存在，商业产品包括不同纯度的乳清分离物。例如，Armor Proteins(Saint Brice en Cogles，法国)提供约含14％GMP的物质。Glanbia Ingredients(Madison，WI)也提供含约16％GMP的乳清蛋白质分离物。发现GMP可增加CCK水平。最初对GMP的研究由法国雷恩的Laboratoire deRecherches Laitieres的M.Yvon，T.Corring和同事在90年代早期进行，Yvon等，《酪蛋白巨肽(CMP)对消化调节的作用》(Effects of Caseinmacropeptide(CMP)onDigestion Regulation)，Reprod.Nutr.Dev.34527-537(1994)。Yvon等描述了他们命名为酪蛋白巨肽(macropeptide)或CMP的物质，这种物质可通过蛋白酶裂解κ-酪蛋白产生(κ-酪蛋白是在乳中发现的四种酪蛋白形式之一，占酪蛋白的13％)。由于编码蛋白质的基因杂合性以及翻译后磷酸化和糖基化模式的变化，CMP不均一。Yvon等描述了CMP的四种主要组分。《大鼠中来自酪蛋白的胃内消化产物对肠细胞CCK释放的作用》(Effects of Gastric Digestive Products from Casein onCCK Release by Intestinal Cells in Rats)J.Nutr.Biochem.5578-584(1994)。研究者将四种组分灌输到分离的大鼠回肠部分并测量CCK释放。四种组分中仅一种刺激CCK生成。他们随后的论文表明，肽糖基化对于增加CCK水平是必需的，仅从两种牛κ-酪蛋白遗传变体之一(α变体)获得的CMP有效。《大鼠中酪蛋白巨肽(CMP)对缩胆囊肽(CCK)释放的作用》(Effects of Caseinmacropeptide(CMP)onCholecystokinin(CCK)Release in Rats)，Reprod.Nutr.Dev.34613-614(1994)。
一项研究观察摄取GMP对人CCK水平的作用。Corring，T.等，《1997年国际乳清会议，论文摘要》(1997 International Whey Conference，Abstracts of PaperPresentations)，芝加哥。该研究包括6名志愿者；2个接受50g酪蛋白，2个接受50g乳清蛋白质，2个接受25mg GMP(纯化物质，变体A的轻微糖基化形式)。摄入测试物质4小时后测量血清CCK和胃泌素水平。所有处理在基线上增加CCK；酪蛋白产生350％的增加，乳清蛋白质增加415％，GMP增加268％。结果尤其令人惊讶的是少量GMP被消耗(酪蛋白和乳清蛋白质消耗水平是GMP的2000倍)。有趣的是，血清胃泌素水平被酪蛋白和乳清蛋白质提高，但不被GMP提高。
描述了许多过程用于酶消化酪蛋白和分离GMP。例如参见美国专利号4,427,658、5,061,622、5,075,424、5,216,129、5,278,288、5,280,107、5,780,439和5,968,586，全部纳入本文供参考。同样参见T.Nakano和L.Ozimei，《通过凝胶层析和酸性溶液处理丛酪蛋白酸水解产物中纯化糖巨肽》(Purification ofGlycomacropeptide from Caseinate Hydrolysate by Gel Chromatography andTreatment with Acidic Solution)，J.of Food Science，65588-590(2000)和M.Tanimoto等，《从皱胃酪蛋白乳清中大规模制备κ-酪蛋白糖巨肽》(Large ScalePreparation of κ-Casein Glycomacropeptide from Rennet Casein Whey)，Biosci.Biotech.Biochem.，5640-141)1992)，全部纳入本文供参考。
从纯词典观点出发，GMP和CMP是不同的术语。然而，它们被本领域技术人员作为相同物质使用。因此，这两个术语在功能上相当。此外，此物质也在文献中描述为κ-酪蛋白糖巨肽。Y.Kawasaki等，《通过κ-酪蛋白糖巨肽和流感病毒红血球凝聚乳铁传递蛋白的抑制》(Inhibition by κ-Casein Glycomacropeptide andLactoferrin of Influenza Virus Hemagglutination)，Biosci.Biotech.Biochem.571214-1215(1993)。
美国专利号6,207,638描述了一种干粉，以有效发热的方式在进餐前增加过饱和进餐后延续过饱。此干粉描述为含5.56-46.89％蛋白质、0.15-15.38％GMP、5.56-46.8％油酸、11.11-58.62％其它长链脂肪酸、5.56-46.89％可溶性纤维和2.70-37.36％不溶纤维。638专利揭示通过刺激CCK释放和阻碍CCK释放的负反馈机制，用消耗更少卡路里增加过饱且饱足效果可延续至餐后3小时。
因此，通过摄入脱乙酰壳多糖和GMP发现CCK水平增加，这是由于脱乙酰壳多糖结合胆汁酸从而抑制控制CCK释放的胆汁酸反馈，GMP刺激CCK释放并阻碍CCK释放的负反馈机制。然而直到本发明前，没有单个组合物能同时用脱乙酰壳多糖和GMP提高CCK水平。因此，需要提供含脱乙酰壳多糖和GMP的单个组合物，以及控制食欲的相关方法。
发明概述本发明涉及的组合物可满足对同时含有脱乙酰壳多糖和GMP的单个组合物的需要，其中脱乙酰壳多糖和GMP不同于阳离子树脂或多糖/蛋白质复合体，本发明还涉及控制人和动物食欲的相关方法。
发明详述术语脱乙酰壳多糖在这里包括通过几丁质脱乙酰化产生的生物高聚物，几丁质获自贝类如蟹和虾的外骨骼，化合物是部分或完全脱乙酰化的氨基多糖，氨基多糖来自甲壳类动物或真菌，化合物通过发酵过程、用分离酶从头合成或用经典有机化学方法获得。
术语“糖巨肽”或“GMP”在这里指完全纯的物质如CMP、GMP和κ-酪蛋白糖巨肽，以及含组分混合物的商业产品。
术语饮食补充物在这里指《1994年饮食补充物健康和教育法案》(DietarySupplement Health and Education Act of 1994)第3节，公法103-417，1994年10月25日中定义的饮食补充物。
术语食欲控制在这里指引起过饱、降低食欲或两者。
这里所用的所有数字范围清楚包括至少范围终点间的所有数字。
超重和血清胆固醇及脂类增加在现代社会中普遍。已知人和其它动物受此困扰。因此需要减少人和其它动物重量的产品。一种最安全和消费者最能接受的方法是通过降低食欲促进重量减轻。这使食物消耗降低。如果锻炼水平保持恒定，个体重量减轻或停止增加重量。本发明涉及通过摄入增加CCK水平的物质来降低食欲。
化学上，脱乙酰壳多糖是聚合的D，L-葡糖胺，是不溶于水和大部分有机溶液的聚阳离子分子。然而，脱乙酰壳多糖的盐可溶于水。脱乙酰壳多糖盐类的溶解性由一些因素确定，包括但不限于聚合物分子量、脱乙酰程度、所用补偿离子和通过补偿离子的聚合物中和程度。不同制品的脱乙酰壳多糖在它们结合胆汁酸的能力上不同，控制食欲最有效的制品结合胆汁酸的能力最大，控制食欲如降低食欲和引起过饱。脱乙酰壳多糖的代表来源包括Betassane?(DVC有限公司，Wilmington DE)、LipoSan UltraTM(Vanson有限公司，Redmond，WA)、Promina K?(Biopura，Rio deMouro，Poutugal)和HFP-Chitosan(Jakwang有限公司，Ansung City，韩国)。
脱乙酰壳多糖用于饮食补充物以防止一些病人饮食中摄入脂肪的吸收和代谢。经内脏的脱乙酰壳多糖本质上未消化且未吸收。它仅由肠菌类进行一定程度代谢。脱乙酰壳多糖由于其阳离子特征，反应形成脱乙酰壳多糖-脂类复合物，能经过内脏而摄入脂肪不在肠中吸收和消化。脱乙酰壳多糖的这个性质使它用于治疗患高血脂、血脂过多和血胆甾醇过多和有重量问题的病人。本发明发现脱乙酰壳多糖可用于增加CCK水平并因而降低食欲和引起过饱，与以前认识到脱乙酰壳多糖能通过结合和防止食物脂肪消化来促进重量控制相比，这是一个独特的发现。
糖巨肽(GMP)或酪蛋白巨肽是获自κ-酪蛋白的独特的肽种类。在干酪制造过程中，GMP通过凝乳酶水解酪蛋白产生。糖巨肽是带负电肽分子的混合物，肽分子含约64个氨基酸，糖巨肽分子量约为6700道尔顿。糖巨肽分子可以三聚体存在，分子量约20,100道尔顿。
糖巨肽抗加热和pH变化引起的变性。纯化形式的GMP不能商业购买。然而，GMP可作为经特殊过滤的乳清蛋白质分离物成分获得。这些经特殊过滤的乳清蛋白质分离物包含约15％-约20％的糖巨肽。一个例子是PROVON乳清蛋白质分离物，购自Glanbia Ingredients，Monroe，WI，它通常包含约18％的GMP。另一个例子是Vitalarmor GMP 20，购白Armor Proteins(Saint Brice en Cogles，法国)，它通常包含约18％的GMP。第三个例子是Carbolec Isolac，购自Carbery Group(Balineen，爱尔兰)。
根据本发明，组合物中脱乙酰壳多糖和GMP不同于阳离子树脂或多糖/蛋白质复合体，用于产生食物、饮料和饮食补充物以控制食欲，包括引起过饱和降低食欲。同样根据本发明，提供控制食欲的方法包括引起过饱和降低食欲，其中有效量的脱乙酰壳多糖和GMP口头施用给人或其它动物。这些组合物也用于降低有需要人和动物的血清胆固醇、LDL胆固醇和血脂。
GMP显著抗胃酸和酶，它可优势结合这些食物形式中的脱乙酰壳多糖。具体的是，如果本发明产品在进餐前如约15分钟或餐中使用，会迅速结合脂肪、胆汁酸且增加CCK释放。这种CCK释放增加强化过饱，使食物摄入减少。尽管不想受理论约束，本发明组合物通过两种不同机制控制重量(a)通过溶解的脱乙酰壳多糖结合食物脂肪以防止脂肪吸收和(b)增加GMP和脱乙酰壳多糖引起的CCK生成，在进餐中产生更早和更强的过饱。
本发明脱乙酰壳多糖本身的量包括约100mg-约10g、约200mg-约5g、约300mg-约1.5g。这些质量代表脱乙酰壳多糖本身的量且不包括用于补偿可溶脱乙酰壳多糖的补偿离子质量。这些质量也不包括脱乙酰壳多糖组合物中存在的任何水。脱乙酰壳多糖通常作为完全或部分中和的补偿离子盐提供。不同脱乙酰壳多糖制品的溶解性随着所用补偿离子和聚合物中和程度而变化。
本发明GMP本身的量包括约5mg到10g、约10mg到5g、约25mg到2g、约100mg-约1000mg、约550mg-约1000mg和约500mg-约550mg。糖巨肽易溶。然而，像大部分多肽，GMP在温度提高的条件下易受变性或降解影响。因此，应避免或最小化条件如高温烘焙或分批灭菌以维持功能形式的GMP。
本说明的组合物包括食物、饮料和饮食补充物。这些组合物包括但不限于粉末混合物、预制饮料、酸乳酪、冰淇淋、鲜奶、干酪、营养面包、小甜饼、饼干、薯条、甜面包、糖果，糖果包括焦糖、奶油杏仁糖、巧克力、硬糖、口香糖、雪花软糖、块状糖等。另外，本发明组合物包括多种剂型，如胶囊、片剂、可咀嚼片剂、凝胶胶囊(gel caps)等。
用于营养面包的生面团也可被挤压并切成条，面条能被烤或不烤。面条也可裹上糖衣。
当制剂需要用巴氏灭菌时，如以乳制品为基础的饮料，制剂可通过本领域已知或技术范围内的方法进行巴氏灭菌。例如，制剂可在190°F用巴氏灭菌5分钟或在Micro Thermic单元中以285°F超高温巴氏灭菌3秒。
本发明组合物和方法可施用给人和其它动物。其它动物包括但不限于包括马、猪、牛、鼠、犬或猫类成员的哺乳动物。
上述组合物和方法同时含有脱乙酰壳多糖和GMP，本发明也考虑到含脱乙酰壳多糖或GMP的组合物。
本发明具体实施方案通过以下实施例阐明。本发明不局限于这些实施例中所列的特定限制，但受附加权利要求约束。除非另有说明，下面给出的是重量百分比和比例。
实施例实施例1巧克力口味的饮料粉末混合物
称重干组分并在混合碗中用Hobart搅拌器低速混合约20分钟。此批随后分成两个亚批。各亚批在Turbula粉末搅拌器(振动搅拌器T2F型，Bachofen AG)中充分混合约5分钟。然后两个亚批混合一起并通过600微米筛子过滤。筛上剩余的任何大块被机械碾碎并加到过滤物中。将此批再分成两批。将这两批在Turbula粉末搅拌器中混合5分钟。将两批混合后，最终的粉末饮料产物分成每份22g重，装入铝箔袋并加热密封。
实施例2巧克力饮料实施例1的小袋成分可在搅拌机中与250ml水混合。饮料可在餐前约15分钟服用。
实施例3预制大豆蛋白饮料
使用上述具体量的成分，此饮料通过在水中溶解柠檬酸来制造。脱乙酰壳多糖物质在Waring搅拌机中以最高速约3分钟搅拌成溶于水的柠檬酸。所有剩余干组分在脱乙酰壳多糖-水溶液中一起混合且高速搅拌约5分钟。随后混合物在水浴中振荡加热至145°F。所有剩余组分加入热的制品并搅拌。制品在Micro Thermic单元中285°F超高温巴氏灭菌3秒。巴氏灭菌的饮料制品然后冷却至约140°F并在5000psi(第一阶段)和1000psi(第二阶段)下均质。所得饮料产品无菌包装、冷却并冷冻保存。该饮料每份重240克。
实施例4大豆蛋白饮料上述组合物在使用前制造，省略巴氏灭菌步骤。此饮料每份重240克。
实施例5低卡路里营养面包
使用上述具体量的成分，营养面包用带和面杆的Hobar搅拌器制造。红糖溶于玉米糖浆。脱乙酰壳多糖加入玉米糖浆并以中速搅拌5分钟。加入面粉、乳清蛋白质分离物、盐、肉桂和碳酸氢钠，中速搅拌约30秒。混合葡萄干后，燕麦和脆米、大豆卵磷脂混合物加入生面团并均匀混合。所得生面团转移到烘焙盘，覆盖蜡纸并用面团碾销压成所需厚度。生面团在预热烤箱中400°F烤约15分钟或直到生面团完全烤好。焙烤产品冷却至室温且切成约35克的条。各条用约5克的巧克力涂层蘸或包裹。冷却形成巧克力涂层后用铝箔包裹并包装。所得长面包含约1500mg脱乙酰壳多糖和500mg GMP，每份重40克。为获得最大治疗效果，长面包应在餐前约15分钟使用。
实施例6软质可咀嚼糖果
使用上述具体量的成分，软且耐嚼的糖果用带桨的Kitchen Aide搅拌器制造。糖和脱乙酰壳多糖在玉米糖浆中一起混合并高速搅拌5分钟。A部分的剩余成分加入脱乙酰壳多糖玉米糖浆制品并混合。将制品转移到适当容器且在水浴中振荡加热至200°F。温度保持200°F约10分钟后，加入B部分成分并与A部分制品混合。将混合物温度提高到244°F后，热样品倒入浅盘并在冰箱冷却。安置过程后，样品切成10克的条，铝箔包裹并包装。此软糖产品含约500mg脱乙酰壳多糖和500mg GMP，每份有4块重约10克的糖，共重40克。
实施例7可咀嚼片剂
使用上述具体量的成分，成分混合在一起且通过制粒机产生细粉末物质。充分混合后，粉末物质通过压挤机并压缩成可咀嚼片剂，各重约1250mg。各片剂含约300mg脱乙酰壳多糖和100mg糖巨肽。每份优选含3-4片可咀嚼片剂，餐前约15分钟使用。
实施例8低卡路里营养面包
使用上述具体量的成分，玉米糖浆和糖在玻璃大口杯中结合。脱乙酰壳多糖加入糖浆并通过Lightning搅拌器以1200rpm搅拌约5分钟来水合。将制品转移到带和面杆的lab Hobart搅拌器。加入面粉、盐、肉桂和碳酸氢钠，低速搅拌约60秒。葡萄干、燕麦和脆米与生面团混合约60秒。豆油和卵磷脂混合物在生面团中混合均匀。所得生面团转移到烘焙盘并覆盖蜡纸。用面团碾销将生面团压成所需厚度后，样品在预热烤箱中400°F烤约15分钟且冷却到室温。完全烤好的样品切成约40克或35克的条。40克的条用铝箔包裹并包装。35克的条用约5克的巧克力或糖果涂层蘸或包裹。冷却形成涂层后用铝箔包裹并包装。所得产品每份重40克，其中含有约1500mg脱乙酰壳多糖。为获得最佳结果，此组合物应在餐前约15分钟食用。
实施例9临床试验和设计此临床试验目的是确定脱乙酰壳多糖在降低食欲和引起过饱中的作用，可任选含有GMP。此研究包括交叉设计，其中各受试者随机在不同场合使用含脱乙酰壳多糖和任选的GMP的产品，或使用具有类似组成和香精的安慰剂。
研究优选包括20个受试者，男性或女性，年龄在21和70岁之间。受试者应没有主要的潜在代谢问题(如糖尿病或高血压)，应饮食正常。在各试验日期，受试者以禁食状态到达诊所。随后受试者食用含脱乙酰壳多糖和任选的GMP的产品，如实施例1中所述的产品，或食用有类似组成和香精等的热量安慰剂。使用产品后15分钟，受试者随之食用含380卡路里的标准餐，标准餐在上以前用微波加热。受试者可在用此餐时喝水。用餐后3个半小时内，受试者每15分钟填一张表以确定他们饥饿和过饱的感觉。表含一系列100mm宽的视觉类似刻度。在刻度两端，印有描述性语言指示受试者可能感觉的饱或饥饿极端程度。受试者在线的点上画一垂线，表示他或她对饱或饥饿的身体反应。统计分析数据以确定使用产品相对安慰剂引起的饥饿减少和过饱增加，产品含食欲控制剂。任选3小时45分钟后，为受试者提供无限量的Kraft?通心面和干酪晚餐。通心面和干酪部分在吃之前和后称重，从而可计算各受试者消耗的总卡路里。也分析这些数据以确定产品对减少第二餐中食物消耗的效果，产品含脱乙酰壳多糖和任选的GMP。
摄入试验和安慰剂产品30、60、120分钟后，将血液样品装入含EDTA和抑酶肽的10ml试管中，抑酶肽是阻碍样品中CCK降解的蛋白酶抑制剂。血液样品在冰上立即冷冻，冷冻离心分离血浆。血浆随即在-20℃或以下冷冻。CCK水平通过放射免疫测定来确定，例如Euria-CCK试剂盒，购自Euro Diagnostica，Malmo，Sweden。分析CCK分析结果以确定使用脱乙酰壳多糖和任选的GMP产生的血液CCK水平的增加。


本发明涉及供口头施用的含脱乙酰壳多糖和GMP的组合物，其中脱乙酰壳多糖和GMP不同于阳离子树脂或多糖/蛋白质复合体。本发明还包括通过口头施用含脱乙酰壳多糖和GMP的组合物控制人和动物食欲的方法，其中所述脱乙酰壳多糖和GMP不同于阳离子树脂或多糖/蛋白质复合体。