特許 7535453 タンパク質粉末を処理する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-07

(45)【発行日】2024-08-16

(54)【発明の名称】タンパク質粉末を処理する方法

(51)【国際特許分類】

   A23L 33/17 20160101AFI20240808BHJP

   A23L 33/185 20160101ALI20240808BHJP

   A23L 33/19 20160101ALI20240808BHJP

   A61K 35/20 20060101ALI20240808BHJP

   A61P 21/06 20060101ALI20240808BHJP

   A61K 36/48 20060101ALI20240808BHJP

   A61K 36/47 20060101ALI20240808BHJP

   A61K 36/899 20060101ALI20240808BHJP

   A61K 38/00 20060101ALI20240808BHJP

   A23J 3/08 20060101ALI20240808BHJP

   A23J 3/14 20060101ALI20240808BHJP

【ＦＩ】

A23L33/17

A23L33/185

A23L33/19

A61K35/20

A61P21/06

A61K36/48

A61K36/47

A61K36/899

A61K38/00

A23J3/08

A23J3/14

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020520182

(86)(22)【出願日】2018-06-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-08-13

(86)【国際出願番号】 US2018036043

(87)【国際公開番号】W WO2018236574

(87)【国際公開日】2018-12-27

【審査請求日】2021-06-04

(31)【優先権主張番号】15/628,063

(32)【優先日】2017-06-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519456158

【氏名又は名称】スティーブン ジェイムズ モトスコ，ザ サード

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100117019

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100141977

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 勝

(74)【代理人】

【識別番号】100150810

【弁理士】

【氏名又は名称】武居 良太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100203828

【弁理士】

【氏名又は名称】喜多村 久美

(72)【発明者】

【氏名】スティーブン ジェイムズ モトスコ，ザ サード

【審査官】大久保 智之

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２１７９７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１５０１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９７２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】Impact of thermal treatment versus cold atmospheric plasma processing on the techno-functional protein properties from Pisum sativum ‘Salamanca’，Journal of Food Engineering，2015年，167，pp.166-174

【文献】Characterization of physicochemical and structural properties of atmospheric cold plasma (ACP) modified zein，Food and Bioproducts Processing，2017年，106，pp.65-74

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ２３Ｌ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タンパク質粉末を処理する方法であって、タンパク質粉末は、特定の温度および出力でプラズマに曝され、ここで：
前記特定の温度は、２６．７～３６．８℃であり；および
前記特定の出力は、２５０～１，０００Ｗである、方法。

【請求項2】

０.０４５３５９２～４.５３５９２ｋｇ／ｓの特定の処理速度を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記タンパク質粉末が、乳清タンパク質およびエンドウ（Pea）タンパク質から選択される、請求項１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願との相互参照
本願は、２０１７年６月２０日に提出された米国特許出願第１５／６２８，０６３号の優先権を主張するものであり、その全内容を本明細書に組み込む。

【0002】

本願は、一般にプラズマ処理に関連する。より具体的には、本願は方法、装置、およびプラズマ処理されたタンパク質粉末に関する。

【背景技術】

【0003】

気体プラズマ処理により、材料の分子工学では材料全体の大部分の特性に影響を及ぼさずに固有の性質および表面特性を付与することができる。様々な表面にプラズマ処理を用いて複数の部分同士の表面密着性を向上させることが知られている。一般に、プラズマ処理は印刷、接着、着色、ニスの塗布、および被覆の工程の前に用いられる。さらに、タンパク質粉末やビタミン補助食品が、運動選手に栄養素を与えて、その食事で不足しているビタミンおよび栄養素を補うことは当該分野で知られている。従って、吸収特性が向上したビタミン補助食品またはタンパク質粉末を提供することが当該分野で求められている。

【発明の概要】

【0004】

一態様では、特定の温度と出力で特定の時間プラズマに曝されたタンパク質粉末が開示される。前記プラズマ処理されたタンパク質粉末は、未処理のタンパク質と比較して室温での融解曲線において蛍光発光度が増加している。

【0005】

他の態様では、特定の温度および出力で特定の時間プラズマに曝されたタンパク質粉末を有するプラズマ処理された経口摂取タンパク質粉末組成物が開示される。前記プラズマ処理されたタンパク質粉末は、哺乳類の筋肉機能を向上するための使用で、未処理のタンパク質と比較して室温での融解曲線において蛍光発光が増加している。

【0006】

さらなる態様では、筋肉タンパク質を増加させる方法が開示される。前記方法は、対象に特定の温度および出力で特定の時間プラズマに曝されたタンパク質粉末を投与することを含み、前記プラズマ処理されたタンパク質粉末は未処理のタンパク質と比較して室温での融解曲線において蛍光発光度が増加している。

【0007】

本明細書で記載する実施形態により提供されるこれらおよび追加の特徴は、図面と併せて以下の詳細な記述を考慮してより十分に理解される。

【0008】

図面で規定された実施形態は、実際、例示的なものであり、請求項により規定された主題を限定する意図ではない。以下の図面と併せて読むとこれらの例示的な実施形態について以下の詳細な記載を理解することができる。以下の図面では、同様の構造は同様の参照符号で示されている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本明細書で図示、記載される１つ以上の実施形態による装置の部分分解斜視図を示す。

【図2】図２は、本明細書で図示、記載される１つ以上の実施形態による調節可能な遮断式流量制御弁の斜視図を示す。

【図3】図３は、本明細書で図示、記載される１つ以上の実施形態による装置の組立て斜視図を示す。

【図4】図４は、本明細書で図示、記載される１つ以上の実施形態による調節可能な遮断式流量制御弁の斜視図を示す。

【図5】図５は、本明細書で図示、記載される１つ以上の実施形態によるプラズマ装置の一実施形態の平面図を示す。

【図6】図６は、本明細書で図示、記載される１つ以上の実施形態による傾斜付きプラズマ装置の一実施形態の平面図を示す。

【図7】図７は、本明細書で図示、記載される１つ以上の実施形態による直立プラズマ装置の一実施形態の平面図を示す。

【図8】図８は、様々な処理済みタンパク質粉末試料の疎水性のプロットである。

【図9A】諸条件での処理済みＷＰＩタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図9B】諸条件での処理済みＷＰＩタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図9C】諸条件での処理済みＷＰＩタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図9D】諸条件での処理済みＷＰＩタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図9E】諸条件での処理済みＷＰＩタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図9F】諸条件での処理済みＷＰＩタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図9G】諸条件での処理済みＷＰＩタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図9H】諸条件での処理済みＷＰＩタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図10】図１０は、処理済みおよび未処理のＷＰＩタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図11】図１１は、湿度２５％での処理済みＷＰＩタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図12】図１２は、処理済みカゼインタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図13】図１３は、処理済み大豆タンパク質の融解曲線のプロットである。

【図14】図１４は、処理済みサチャインチ(Sacha Inchin)タンパク質の融解曲線のプロットである。

【図15】図１５は、処理済み米タンパク質の融解曲線のプロットである。

【図16】図１６は、処理済みエンドウタンパク質の融解曲線のプロットである。

【図17】図１７は、処理済みおよび未処理の試料の懸濁タンパク質の含有量のプロットである。

【図18】図１８は、処理済みおよび未処理の試料の溶解度のプロットである。

【図19】図１９は、処理済みおよび未処理の試料のＣＤプロットである。

【図20】図２０は、処理済みおよび未処理の試料のＣＤプロットである。

【図21】図２１は、処理済みおよび未処理の試料のＣＤプロットである。

【図22】図２２は、処理済みおよび未処理の試料のＣＤプロットである。

【図23】図２３は、処理済みおよび未処理の試料の表面積のプロットである。

【図24】図２４は、処理済みおよび未処理の試料の対象の筋肉増加のプロットである。

【図25】図２５は、処理済みおよび未処理の試料の対象の脂肪減少のプロットである。

【図26】図２６は、処理済みおよび未処理の試料の胃腸痛のプロットである。

【図27】図２７は、処理済みおよび未処理の試料の胃の快感のプロットである。

【図28】図２８は、処理済みおよび未処理の試料の混合性のプロットである。

【図29】図２９は、処理済みおよび未処理の試料の筋肉回復のプロットである。

【図30】図３０は、処理済みおよび未処理の試料でのスクワットの（回数の）増加のプロットである。

【図31】図３１は、処理済みおよび未処理の試料のベンチプレスの（回数の）増加のプロットである。

【図32】図３２は、処理済みおよび未処理のタンパク質組成物の臨床試験の試験規約のプロットである。

【図33】図３３は、処理済みおよび未処理のタンパク質組成物の臨床試験用パラメータを詳述した表である。

【図34】図３４は、処理済みおよび未処理のタンパク質組成物の臨床試験用パラメータを詳述した表である。

【図35】図３５は、図２１の臨床試験で消費されたタンパク質の百分率のプロットである。

【図36】図３６は、図２１の臨床試験のＲＭＲのプロットである。

【図37】図３７は、臨床試験の対象における処理済みおよび未処理のＷＰＩの強度パラメータの表である。

【図38】図３８は、臨床試験の対象における処理済みおよび未処理のＷＰＩの身体パラメータの表である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

発明の詳細な説明
本実施形態では、ビタミンまたはミネラル補助食品（例えば、タンパク質粉末）を処理する方法および装置に気体プラズマ処理が用いられる。図１～図７に示す表面処理および／またはエッチング装置は、プラズマ表面エッチングでタンパク質粉末を処理するのに用いられるようになっている。気体プラズマにより、材料の分子工学では材料全体の大部分の特性に影響を及ぼさずに固有の特性および表面特性を付与することができる。本発明でのプラズマの使用により、生体適合性、表面エネルギー、モルホロジー、質感、および吸収の変化など、表面特性を変化させてもよい。

【0011】

本実施形態では、プラズマを粉末、具体的には、タンパク質粉末補助食品に照射すると、吸収および消化因子が有意に増加する（溶解度が７１％、疎水性が２７％、表面積が２６％増加）。ペプシン、キモトリプシン、セリン、およびエラスターゼなどのプロテアーゼ（タンパク質を分解して、身体が利用できるようにする）は疎水性アミノ酸に最も有効である。現在のプラズマ処理工程をタンパク質粉末で用いると、疎水性は２７％まで増加する。補助食品により、身体は食事に不足している、あるいは普通の食事の過剰量を必要とするビタミンおよびミネラルを受容することができる。例えば、強さを競う競技者はしばしば、重量上げで生じた筋肉の損傷と回復期の筋肉を形成するのを助けることができるタンパク質粉末を用いる。本実施形態では、この装置は、タンパク質粉末をプラズマ処理するのに用いられる。しかしながら、任意の粉末、顆粒、または粉末状材料を処理するプラズマと共にこの装置を用いてもよい。

【0012】

一実施形態では、使用するプラズマは大気圧プラズマである。大気圧プラズマは、周囲雰囲気の圧力にほぼ一致する圧力のプラズマである。大気圧プラズマにより、活性化やエッチングを含む様々な特性が可能になる。本発明の他の実施形態では、また、コロナ処理、コロナ放電、火炎プラズマ、化学プラズマ、無声放電、または部分放電など様々な他の種類のプラズマを用いてもよい。本実施形態では、装置内に組み込まれたプラズマプルームが用いられる。

【0013】

１つ以上の実施形態による本発明の装置を図１～図７に示す。プラズマ発生器１００は、プラズマ発生器ヘッド１０１を備える。プラズマ発生器ヘッド１０１は、大気圧プラズマをかけるのに必要なプルームを生成するプルーム生成器１１１を備える。装置１００は、さらに取付穴１１２を有する取付ブラケット１０２を備える。取付ブラケット１０２により、装置を平らな表面に取り付けることができる。これにより、プラズマ処理時での直立した構成が得られる。この直立した構成により、粉末または他の補助食品が主粉末導入管１０４を通って流れる際に重力を利用することができる。この粉末導入管は、粉末導入管１０４を通って伸びる中央穴につながる穴１１４、１１５を備える。あるいは、ブラケット１０２は傾斜していてもよい。

【0014】

一実施形態では、タンパク質粉末（または、任意の他の粉末あるいは顆粒）を所定の角度で系に導入する。また、組立体全体の角度を調整することで粉末流の速度を調整してもよい。従って、主取付ブラケット１０２は調節可能であって、粉末導入管１０４の角度を調節することができる。

【0015】

プラズマ／空気オリフィス１０３は回転ヘッドを備える。回転ヘッドは、プラズマプルームに曝す前およびその間に粉末に圧縮空気を含ませる。プラズマ／空気オリフィス１０３により、プラズマ処理時により大きい面積のタンパク質粉末を曝すことができる。プラズマ／空気オリフィス１０３は、外表面１１７を備え、装置の他の部分と接続する接続部１１３を有する。

【0016】

プラズマ反応室１０５は、装置１００の下端部に設けられている。主反応室１０５では、導入管１０４からのタンパク質粉末がプラズマ発生器ヘッド１０１のプラズマプルームと結合する。さらに、第二の空気流制御部１０８はプラズマ発生器ヘッド１０１と流体連通するように設けられている。第二の空気流制御部１０８は、プラズマ発生器のヘッドにおいて粉末が逆流するのを防止する。第二の空気流制御部１０８は、プラズマ処理工程中、粉末を空気で膨化する。さらに、第二の空気流制御は、タンパク質粉末のプラズマへの暴露を高めて、これにより最終のタンパク質粉末の品質を高める。制御部１０８は、調整部１５８を有するコネクタ１５８、接続部１５４、およびデータ出力部１５２を備える。

【0017】

また、調節可能な遮断式流量制御弁１０７が設けられている。制御弁１０７は、系内の空気の流れが速くなるのを防止する「フラッパー」を備える。上記弁は、入り口１２７および対応する接続部１１９を備える。

【0018】

さらに、主空気流制御部１０９が設けられており、系内の空気とタンパク質粉末の流れを制御する。これは、一定の安定した空気の流れを提供し、かつ系内での動きが速すぎないようにするのに非常に重要である。

【0019】

（表面処理および／またはエッチングにより）補助食品粉末を処理する上記装置を様々な形態の他の補助食品（粉末、丸薬、錠剤など）に使用して吸収特性を高めてもよい。

【0020】

本発明のさらに他の実施形態では、気体プラズマ処理は、ビタミンまたはミネラル補助食品を処理する方法および装置で用いられる。また、表面処理および／またはエッチングを本実施形態で用いてもよい。気体プラズマにより、材料の分子工学では材料全体の大部分の特性に影響を及ぼさずに固有の特性および表面特性を付与することができる。本発明でのプラズマの使用により、生体適合性、表面エネルギー、モルホロジー、質感、および吸収の変化など、表面特性を変化させてもよい。補助食品により、身体は食事に不足している、あるいは普通の食事の過剰量を必要とするビタミンおよびミネラルを受容することができる。例えば、強さを競う競技者はしばしば、重量上げで生じた筋肉の損傷と回復期の筋肉を形成するのを助けることができるタンパク質粉末を用いる。

【0021】

（表面処理および／またはエッチングにより）補助食品をプラズマ処理することで、生物学的利用能および吸収を高めて消化過程を助け、促進する。推定では米国の人工の半分は、十分な胃酸を生成しておらず、食品から栄養素を吸収する能力が低下している。ここで図５を参照して、補助食品粉末をプラズマ場に曝して処理する空気供給法および装置２００が開示される。上記方法は、
ａ．手で、あるいは真空吸引により粉末を（導入口２０６から）回転サイクロン室に添加すること、
ｂ．室２０１Ａ、２０１Ｂ内の粉末を連続して所定時間の間かき混ぜて、粉末２１９に渦２５０を発生させること、
ｃ．プラズマ（参照符号２０５、２０８）をかき混ぜている粉末の渦に注入し、かつ／またはプラズマを渦巻き流、すなわちプラズマ場２５０に注入すること、
ｄ．必要に応じて他の気体を処理する複数の室と接続すること、（外気、アルゴン、ネオン、不活性ガスなどの）これらの室を（導入口２０６、２２２、および管２０４を介して）直列に接続すること、および
ｅ．汚染を低減するため、粉末を個々のパウチ、真空パウチ、カプセル、または他の保存容器内に密封すること、を含む。

【0022】

図６および図７は、プラズマ処理装置および対応する方法の他の実施形態および平面図を示す。装置３００はホッパー３０２を備え、前記ホッパーは系に粉末を押し込む回転機構３０４を有する。系および方法部３０８は、粉末または顆粒Ａ～Ｇをプラズマ処理する一連の工程および方法を含む。

【0023】

工程Ａは、重力の供給と空気の流量の調節を含む。現行のプラズマ反応器炉の設計は、（４０分を超える）長いサイクル時間を必要とし、下の基質に依存し真空内または非大気気体（例えば、ヘリウムまたはアルゴン）と共に動作する必要がある。本願は、重力により粉末をプラズマ室に供給することができる新規な反応器を開示する。これにより、制御された暴露および流量を維持しつつ、サイクル時間を短縮することができる。さらなる制御のため、螺旋状の錐を用いてプラズマ暴露時間を増やしてもよく、あるいは逆に空気圧を高めてプラズマ暴露時間を短くしてもよい。また、この固有の反応器設計により、反応室の空気圧を独立して制御・維持して、その下の粉末に固有の特性（例えば、本来の表面積を増加させるなど）を付与してもよい。

【0024】

工程Ｂは、振動能および振動器を含む。大容積の粉末を処理する際、プラズマ反応器に一般に発生するのが詰まり、すなわち、微粉体が可動部に入り込むことである。前記反応器は定期的に機械的に振動させることができ、これにより粉末の堆積や可動部の損傷を防止する。振動は特に小さい粉末粒子に有効である。

【0025】

工程Ｃは、空気脈動および空気脈動器に関する。振動能と同様、前記反応器は、入り口開口部に取り付けられた固有の空気注入器を有する。これらを用いて反応器内の空気圧を独立して高める、あるいは粉末の流量を高めることができ、かつ粉末の堆積を防止することもできる。振動はより小さな粉末になった粒子に有効であり、空気脈動はより小さな粒子が反応室に堆積するのを防止する。堆積は、機械の運転時間に重要であり、また粉末がプラズマに過度に曝されるのを防止するためにも重要である。というのは、過度な暴露により機械が壊れる、あるいは設計した許容誤差外の特性を機械に付与する可能性があるためである。

【0026】

工程Ｄは、加熱コイル線および／またはヒートシンクである。加熱コイル線を前記反応器の周囲に取り付けて全体のプラズマ反応温度を上げてもよい。これにより、タンパク質ペプチドの水素結合を外して３次構造を変化させ、ペプチドを変性するなど、固有の特性を付与してもよい。逆に、（プラズマ強度に応じて）受動冷却または能動冷却の何れかをヒートシンクを取り付けて、周囲の空気の温度で反応を維持してもよい。

【0027】

工程Ｅは湿度および／または水注入器である。前記プラズマ反応器炉は、自然の湿度を利用して反応特性を変化させてもよい。これは、タンパク質ペプチドの加水分解を促進することが示されており、高い加水分解度が必要な場合、相対湿度により、あるいは水を直接反応に注入することで加水分解度を制御することができる。逆に、加水分解が必要でない場合は、空気乾燥器を取り付けて反応物を供給してもよい。

【0028】

工程Ｆは、磁性プラズマおよび／または電磁プラズマ「レンズ」である。磁場または電磁場を用いてプラズマを閉じ込めることはよく研究されており、融合研究でのトカマク型またはステラレータ型反応器などの反応器設計にも示されている。同様に、この反応器設計により、球状磁場を使用することでプラズマの濃縮を助けて、プラズマの損失を緩和することができる。これにより、プラズマ場を生成するのに必要なエネルギーを増加させずにプラズマの効率および暴露時間を高められる。

【0029】

工程Ｇは、紫外光および／またはパルス光である。紫外線放射または高エネルギーパルス光への暴露を用いて殺菌する、あるいは基質の表面特性を変化させてもよい。前記反応器により、プラズマ反応時に紫外光およびパルス光への暴露の両方が可能であり、必要に応じてプラズマへの暴露の前あるいは直後にこれを用いてもよい。現在、市販のシステムではプラズマへの暴露をパルス光または紫外光への暴露と一列に（すなわち同時に）組み合わせることができない。

【0030】

処理済みの粉末および／または顆粒は（図１に図示するように）回収槽１６０に回収される。次いで、処理済みの粉末および／または顆粒を保存容器あるいは他の包装に移す。

【0031】

なお、工程Ａ～Ｇおよび対応する装置部品は、上記の順で用いてもよく、あるいは任意の他の好適な順で用いてもよい。

【0032】

また、（表面処理および／またはエッチングにより）補助食品粉末を処理する上記方法および装置を（粉末、丸薬、錠剤など）様々な形態の他の補助食品に提供して、吸収特性を高めてもよい。

【0033】

処理済み補助食品粉末において所望のタンパク質構造を得るため、上記パラメータのいくつかを変化させてもよい。例えば、暴露時間、プラズマ強度、プラズマ周波数、温度、および湿度、あるいは水の存在をすべて調節して、タンパク質に所望の構造的変化（例えば、タンパク質の２次構造および３次構造の変化）を起してもよい。

【0034】

これらパラメータのいくつかとそれらの相互作用は互いに相関関係を持つ。例えば、５００ワットのプラズマ出力を持つ上記の装置を作動させて１秒間暴露させると、１０００ワットのプラズマを０．５秒間作動させたのと同様の変性タンパク質が得られる。しかしながら、実際は、暴露時間が長い方が有利な場合があり、これによってプラズマは非常に大きい粉末顆粒内に侵入することができる。湿度などのパラメータは、より線的な関係を示す。湿度がなければ変性タンパク質のＤＨ（加水分解度、あるいはアミノ分子鎖長の分解）は非常に低いか皆無だが、湿度が高くなるとＤＨも高くなる。

【0035】

一態様では、用いた工程はタンパク質を熱変性させない。前記工程は、反応の熱を制御する、あるいはタンパク質が管に入る前にそのタンパク質を予め温めて、プラズマ反応の速度を上げることを含んでいてもよい。例えば、前記工程は所望の変性タンパク質構造を得るのに７０度５００ワットの反応を含んでいてもよい。あるいは、処理した粉末を８０度まで予め温めた後、４００ワットの反応を用いて同様の変化をタンパク質構造に与えて工程の処理速度を高めてもよい。一態様では、前記工程は、５０～２５０Ｆの温度、１／１０～１０ｌｂｓ／ｓの速度で２５０～１０，０００Ｗの出力を含んでいてもよい。

【実施例】

【0036】

以下に記載する様々な条件を用いて上記の装置でＷＰＩおよびＷＰＣを含む乳清タンパク質粉末を処理した。

【0037】

図８に、上記の工程を用いて様々な試料の蛍光分光分析により測定された蛍光発光強度による疎水性のプロットが示されている。様々な試料の測定条件を以下の表Ａに示す。疎水性の変化は、未処理のタンパク質と比べたタンパク質構造の変化を示す。

【0038】

【表1】

【0039】

プロットから分かるように、工程の条件を調整することで、タンパク質構造の変化を示す疎水性が未処理の試料に比べて高まった。

【0040】

以下で記載する諸条件を用いて上述の装置でＷＰＩおよびＷＰＣを含む乳清タンパク質粉末を処理した。

【0041】

図９Ａ～図９Ｈに、温度の関数（目盛り１は２５℃を表し、目盛り７５０は９９℃を表す）としてＹ軸に蛍光強度を取ったタンパク質の融解曲線を示す。様々な試料のパラメータを以下の表Ｂに示す。様々な温度での融解曲線の値の変化は、未処理のタンパク質と比較したタンパク質構造の変化を示している。

【0042】

【表2】

【0043】

プロットから分かるように、出力および温度が増加すると蛍光発光強度も増加する。すべての処理済み試料は室温で２０４１を超える蛍光発光強度を有する。

【0044】

図１０に温度の関数（目盛り１は２５℃を表し、目盛り７５０は９９℃を表す）としてＹ軸に蛍光発光強度を取ったＷＰＩタンパク質の融解曲線を示す。室温（２５℃）で１０００Ｗの出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理済みタンパク質を処理した。プロットから分かるように、処理済み試料は、プロット全体の温度範囲に亘って蛍光発光強度が増加していた。様々な温度での融解曲線の値の変化は、未処理のタンパク質と比較したタンパク質構造の変化を示している。

【0045】

図１１に温度の関数（目盛り１は２５℃を表し、目盛り７５０は９９℃を表す）としてＹ軸に蛍光発光強度を取ったＷＰＩタンパク質の融解曲線を示す。室温で、１０００Ｗの出力、２５％の湿度、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理済みタンパク質を処理した。プロットから分かるように、処理済み試料は、プロット全体の温度範囲に亘って蛍光発光強度が増加していた。様々な温度での融解曲線の値の変化は、未処理のタンパク質と比較したタンパク質構造の変化を示している。処理済み試料は、室温で１９５５を超える蛍光発光強度を有する。

【0046】

図１２に温度の関数（目盛り１は２５℃を表し、目盛り７５０は９９℃を表す）としてＹ軸に蛍光発光強度を取ったカゼインタンパク質の融解曲線を示す。室温で１０００Ｗの出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理済みタンパク質を処理した。プロットから分かるように、処理済み試料は、プロット全体の温度範囲に亘って蛍光発光強度が増加していた。様々な温度での融解曲線の値の変化は、未処理のタンパク質と比較したタンパク質構造の変化を示している。処理済み試料は、室温で２１７７を超える蛍光発光強度を有する。

【0047】

図１３に温度の関数（目盛り１は２５℃を表し、目盛り７５０は９９℃を表す）としてＹ軸に蛍光発光強度を取った大豆タンパク質の融解曲線を示す。室温で１０００Ｗの出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理済みタンパク質を処理した。様々な温度での融解曲線の値の変化は、未処理のタンパク質と比較したタンパク質構造の変化を示している。処理済み試料は、室温で２２５５を超える蛍光発光強度を有する。

【0048】

図１４に温度の関数（目盛り１は２５℃を表し、目盛り７５０は９９℃を表す）としてＹ軸に蛍光発光強度を取った処理済みサチャインチタンパク質の融解曲線を示す。室温で１０００Ｗの出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理済みタンパク質を処理した。様々な温度での融解曲線の値の変化は、未処理のタンパク質と比較したタンパク質構造の変化を示している。処理済み試料は、室温で２３６２を超える強度を有する。

【0049】

図１５に温度の関数（目盛り１は２５℃を表し、目盛り７５０は９９℃を表す）としてＹ軸に蛍光発光強度を取った処理済み米タンパク質の融解曲線を示す。室温で１０００Ｗの出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理済みタンパク質を処理した。様々な温度での融解曲線の値の変化は、未処理のタンパク質と比較したタンパク質構造の変化を示している。処理済み試料は、室温で２４２６を超える蛍光発光強度を有する。

【0050】

図１６に温度の関数（目盛り１は２５℃を表し、目盛り７５０は９９℃を表す）としてＹ軸に蛍光発光強度を取った処理済みエンドウタンパク質の融解曲線を示す。室温で１０００Ｗの出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理済みタンパク質を処理した。様々な温度での融解曲線の値の変化は、未処理のタンパク質と比較したタンパク質構造の変化を示している。処理済み試料は、室温で３１１１を超える蛍光発光強度を有する。

【0051】

図１７に未処理の試料と比較した処理済みタンパク質（ＭＯＴＯ）の溶解度のプロットを示す。この処理済みタンパク質は、８０°Ｆの温度、８００Ｗのプラズマ出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理したＷＰＩ－９０タンパク質であった。図１７は、タンパク質の「懸濁」量を示している。これらのプロットは、異なる量のタンパク質を水に短い時間振とうして、消費者による使用を模倣し、その後、試料を軽く遠心分離して大きな破片を除去して作成された。ｘ軸はタンパク質の量を示し、ｙ軸は最大溶解度の百分率を示す。両軸の０から１００までの直線は、溶解度１００％を示す。図から分かるように、処理済みタンパク質試料は、低濃度で性能に優り、非常に高いピークを持つ。水は、タンパク質が最大値に達する前により多くの処理済みタンパク質を取り込むことができる。

【0052】

図１８を参照して、水は、未処理の試料と比較して１５０％以上の処理済みタンパク質を溶解することができる。処理済みタンパク質は完全に溶解されており、生物学的利用能や消化酵素の利用量が増加したことを示すような程度に粒子あるいは塊になってはいない。未処理試料の溶解度は２１％であるが、処理済み試料の溶解度は３５％を超える。

【0053】

図１９～図２２に、未処理のＷＰＩタンパク質と比較したタンパク質の２次構造および３次構造の変化を示す円二色性（ＣＤ）プロットを示す。この処理済みタンパク質は、８０～１００°Ｆの温度、７５０～１０００Ｗのプラズマ出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理したＷＰＩタンパク質であった。このプロットは、波長を表すｘ軸と、楕円度を表すｙ軸を含む。このプロットは、処理済みタンパク質試料の２次構造および３次構造の変化を示している。

【0054】

図２３～図３１に、平均年齢２８歳の国際ボディビル・フィットネス連盟（ＩＦＢＢ）およびプレオリンピックの競技者を含む２０人のよく訓練した成年男子に対して行った無作為化試験の結果を詳述する諸条件を示す。対象を２つの群に分けて、一方の群には処理済みタンパク質補助食品を与え、他方の群には未処理の補助食品を与えた。参加者ごとに食事運動計画と補助食品の消費を毎日記録した。試験の開始と終わりに二重エックス線吸収法を用いて試験対象を測定した。

【0055】

上記処理済みタンパク質は、８０～１００°Ｆの温度、７５０～１０００Ｗのプラズマ出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理したＷＰＩタンパク質であった。図２３から分かるように、処理済みタンパク質は、高い生物学的利用能を示す未処理の試料に比べて表面積が有意に大きい。図２４～図２５に示すように、処理済みタンパク質を取った対象では、未加工の乳清タンパク質の場合に比べて、脂肪の少ない筋肉量が２０４％と臨床的および統計的に有意な増加を示し、脂肪減少が１８％増加した。

【0056】

図２６～図３０に上記の処理済み試料と未処理の試料について、消化性、混合性、および筋肉回復を詳述するプロットを示す。処理済みタンパク質を取った対象では、未処理の乳清タンパク質に比べて、胃腸痛が６２．５０％と臨床的および統計的に大きく低下し、胃の快感が４６．０５％改善し、混合性が３０．２６％改善し、筋肉の回復時間が３３％増加した。図３０および図３１に処理済みおよび未処理のタンパク質を取った対象の強度特性を詳述するプロットを示す。これらのプロットから分かるように、処理済みタンパク質を取った対象は、未処理のタンパク質に比べてベンチプレスの強度が１７２．６４％と臨床的および統計的に大きく増加し、スクワットの強度が１７０．８５％増加した。

【0057】

これより年齢が高い成人の集団に対して他の試験を行って、ヒトによって消化された処理済みタンパク質の効果を決定した。１２週間の試験で合計１９人を無作為に２つの群に分けた。１５人が試験を完了した。７人は実験群で処理済みタンパク質を与えられ、８人は対照群であった。図３２に試験パラメータの図を示す。処理済みタンパク質は、８０～１００°Ｆの温度、７５０～１０００Ｗのプラズマ出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理されたＷＰＩタンパク質であった。未処理すなわち対照群にはＷＰＩタンパク質が与えられた。

【0058】

図３３および図３４に示す表１および表４は、６週間の試験間隔で対照群と実験群の特性を詳述している。それぞれ図３５および図３６に、実験群および対照群について試験で消費したタンパク質の百分率と安静代謝量（ＲＭＲ）のグラフを示す。これらの図から分かるように、実験群では、対照群に比べて消費したタンパク質の量が増加した。また、実験群では、対照群と比べて試験開始から１２週目までＲＭＲが大きく増加した。

【0059】

他の試験では３２人の負荷トレーニングを行った男性（２２．２±４．３歳；１７７．３±７．８ｃｍ；７７．６±１２．６ｋｇ）が無作為化二重盲検に参加した。参加者は、除脂肪体重に一致しており、標準ＷＰＩ（ｎ＝１８）または新規なＷＰＩ（ｎ＝１４）に無作為に割り当てられた。標準ＷＰＩ群は、１回あたり２７ｇのＷＰＩが与えられた。処理済みＷＰＩ群は、ＷＰＩの体積を減らして（標準ＷＰＩの１回の量と一致するように２０ｇの固有に処理したＷＰＩと７ｇのマルトデキストリンが）与えられた。両方のタンパク質補助食品は、毎日（各トレーニングセッションの直後（週４回）を含む）摂取された。処理済みタンパク質は、８０～１００°Ｆの温度、７５０～１０００Ｗのプラズマ出力、１ｌｂｓ／ｓの処理速度で処理されたＷＰＩタンパク質であった。両方の群は同じトレーニングプログラムを行い、トレーニングからの回復とトレーニングへの順応を容易にするために１．５～２．５ｇ／ｋｇ／日のタンパク質摂取量を維持した。ベースラインおよび続く８週間のトレーニングプログラムで、参加者はバックスクワット、ベンチプレス、デッドリフトでの最大強度について評価した。このプログラムは、８週間の２つの下半身運動と２つの上半身運動からなっていた。

【0060】

データを対象間の反復測定の２要因［２×２］分散分析により分析し、試料の対応ありｔ－検定により各群での変化前と変化後を分析した。有意性のα基準を０．０５に設定した。

【0061】

ベースラインでの強度測定値では、２つの群で差は存在しなかった。反復測定分散分析により、バックスクワット（ｐ＜０．００１）、ベンチプレス（ｐ＜０．００１）、およびデッドリフト（ｐ＜０．００１）の運動時間に関する主な効果が明らかになったが、２つの群間で絶対強度または相対強度について群と時間の相互作用は観察されなかった。

【0062】

具体的には、標準ＷＰＩ群と処理済みＷＰＩ群のそれぞれにおいて、バックスクワットは１３１．２±２５．５ｋｇから１４４．８±２５．１ｋｇに増加（１０．４％の向上）、１３１．６±３７．６ｋｇから１４５．５±３５．４ｋｇに増加（１０．６％の向上）、ベンチプレスは１００．３±１９．０ｋｇから１０８．０±１９．５ｋｇに増加（７．７％の向上）、９６．０±１９．９ｋｇから１００．９±２０．２ｋｇに増加（５．１％の向上）、デッドリフトは１５１．０±３３．３ｋｇから１６２．０±３１．１ｋｇに増加（７．３％の向上）、１４９．６±３１．９ｋｇから１５８．７±３５．３ｋｇに増加（６．１％の向上）した。この試験に関するデータを図３７に示す。

【0063】

負荷トレーニングをした男性において、運動後のタンパク質として処理済みＷＰＩの低減した（ＷＰＩより２５％少ない）量を用いても、与えたタンパク質量が多かった標準ＷＰＩ補助食品と同じ程度強度を高めた。

【0064】

また、同じ試験の参加者を身体組成について評価した。３２人の負荷トレーニングをした男性（２２．２±４．３歳；１７７．３±７．８ｃｍ；７７．６±１２．６ｋｇ）は、この無作為化二重盲検に参加した。除脂肪体重に一致しており、標準ＷＰＩ（ｎ＝１８）または新規なＷＰＩ（ｎ＝１４）に無作為に割り当てられた。標準ＷＰＩ群は、１回あたり２７ｇのＷＰＩが与えられた。処理済みＷＰＩ群は、ＷＰＩの体積を減らして（標準ＷＰＩの１回の量と一致するように２０ｇの固有に処理したＷＰＩと７ｇのマルトデキストリンが）与えられた。ベースラインおよび続く８週間のトレーニングプログラムで、身体組成（ＦＦＭ、除水除脂肪体重［ＤＬＭ］、体脂肪量［ＦＭ］、および体脂肪率［ＢＦ％］）について評価した。この負荷トレーニングプログラムは８週間の２つの下半身運動と２つの上半身運動からなっていた。データを対象間の反復測定の２要因［２×２］分散分析により分析し、試料の対応ありｔ－検定により各群での変化前と変化後を分析した。

【0065】

ベースラインでの身体組成測定値では、２つの群で差は存在しなかった。反復測定分散分析により、ＦＦＭ（ｐ＜０．００１）とＤＬＭ（ｐ＝０．０５）の時間に関する主な効果が明らかになったが、群と時間の相互作用はなかった。具体的には、標準ＷＰＩ群および処理済みＷＰＩ群でそれぞれ、ＦＦＭは６８．８±９．３ｋｇから７０．０±９．４ｋｇ、６７．１±９．０ｋｇから６７．８±９．７ｋｇに増加し、ＤＬＭは１９．６±３．７ｋｇから２０．２±３．５ｋｇ、１９．３±３．６ｋｇから２０．１±５．２ｋｇに増加した。試料の対応ありｔ－検定により、標準ＷＰＩ群（ｐ＝０．００１）で経時のＦＦＭが有意に増加したこと、および処理済みＷＰＩ群（ｐ＝０．０８２）での有意な傾向が明らかになった。しかしながら、（ＤＬＭ）で体内水分を考慮すると、いずれの群もＤＬＭは経時で有意に増加しなかった（標準ＷＰＩ：ｐ＝０．１６４；新規なＷＰＩ：ｐ＝０．１８５）。ＦＭおよびＢＦ％について群と時間の相互作用に関する主要な効果はなかった（ｐ＞０．０５）。この試験に関するデータを図３８に示す。

【0066】

負荷トレーニングをした男性において、運動後のタンパク質として、低減した（ＷＰＩより２５％少ない）量の処理済みＷＰＩを用いても、与えたタンパク質量が多かった標準ＷＰＩ補助食品と同じ程度強度が高くなった。

【0067】

なお、本明細書で用語「実質的に」および「約」は、任意の定量的な比較、値、測定値、または他の表示に起因し得る不確かさに固有の度合いを表すのに用いられることがある。また、本明細書でこれらの用語は、定量的な表示は記載する主題の基本的な機能を変えることなく規定した基準とは異なっていてよい程度を表すのに用いられる。

【0068】

本明細書で特定の実施形態を図示および記載したが、自明であるように、主張された主題の精神および範囲を逸脱することなく様々な他の変更および修正を行ってもよい。また、主張された主題の様々な態様を本明細書で記載したが、そのような態様は組み合わせで用いる必要はない。従って、添付の請求項は、主張された主題の範囲内であるそのような変更および修正をすべて含むものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図9F】

【図9G】

【図9H】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】