JP2001213781A - マンノース含有糖組成物および該組成物を有効成分とする有害菌感染抑制剤または有害菌感染防止用飼料 - Google Patents

マンノース含有糖組成物および該組成物を有効成分とする有害菌感染抑制剤または有害菌感染防止用飼料

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マンノースの腸管吸収を抑制し、その感染抑
制効果を効率よく発揮するためのマンノース組成物を提
供すること。 【解決手段】 マンノースとマンノースの腸管吸収抑制
糖とを必須成分とし、腸管吸収抑制糖のマンノースに対
する重量比がマンノースによる有害菌感染抑制作用の発
現が保持される範囲内のものであることを特徴とするマ
ンノースの腸管吸収が抑制されたマンノース組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マンノースの腸管
吸収が抑制されたマンノース組成物、該組成物を有効成
分とする有害菌感染抑制剤または有害菌感染防止用飼料
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、鶏卵や畜肉などがサルモネラ
菌をはじめとする有害細菌により汚染されることが問題
となっている。
【0003】このような有害細菌抑制対策としては、抗
生物質や、乳酸菌を初めとする生菌剤、ワクチン、オリ
ゴ糖の添加など種々の方法が開発されてきたが、どれも
効果や手間、コスト等の問題があり、有効な手段は確立
されていない。
【0004】このような環境下、アメリカ農務省によ
り、マンノースがサルモネラ菌の腸管上皮細胞への定着
を阻害する作用を有することが報告されている(Poultr
y Science 68、 p1351〜1360(1989))。
【0005】しかし、マンノースは、生体では代謝利用
されるため、試験管内で得られる効果に対し、実際の効
果が小さく(養鶏の友、No412、p14〜18(1996))、充
分な効果を発揮するためには添加量を多くする必要があ
る。この場合、コストが問題となる(鶏病研究会報第34
巻p20〜23(1998))。
【0006】ところで、マンノースの小腸における吸収
機構は、従来より、濃度勾配の差による単純拡散による
と言われていたが、近年になり、ラットやヒトで腸管細
胞膜にマンノーストランスポーターの存在を示唆する報
告(J.B.C.Vo1.269、No6、p4285−4290(1994))が
ある。
【0007】このJ.B.C.では、ラットやヒトの腸管
上皮細胞(Caco−2細胞)の刷子緑膜側と基底膜側にマ
ンノーストランスポーターが存在しており、その作用は
それぞれ刷子緑膜側はフラクトースで基底膜側はグルコ
−スで抑制されると主張したものである。そして、実際
に、マンノース1に対してフラクトース及びグルコース
が5000という濃度比で細胞に作用させた場合、マン
ノースの吸収阻害がみられることを示している。
【0008】しかし、この場合の糖の作用比をみると、
マンノースに1に対しフラクトース及びグルコースが5
000であるので、糖組成物中のマンノース含有率は
0.02%となるが、マンノースの吸収が完全に阻害さ
れたとしてもマンノースの濃度は非常に低いため、マン
ノースの有害菌の感染抑制作用を利用する技術として
は、このままでは実用性に欠けるものと言えよう。
【0009】このように、J.B.C.においては、マン
ノースの腸管吸収を抑制する物質として、フラクトー
ス、グルコースが開示されているものの、マンノース自
体の有害菌抑制作用を生かした具体的手法に関する記載
がない。
【0010】よって、マンノースの有害菌感染抑制作用
を生かした実用性のある技術の開発が待たれているのが
現状である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、マンノース
の腸管吸収を抑制し、その感染抑制効果を効率よく発揮
するためのマンノース組成物を提供することを目的とす
るものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため鋭意研究を重ねたところ、サルモネラ
菌をはじめとする有害菌の感染抑制作用を有するマンノ
ースに、マンノースの腸管吸収抑制糖を特定量以上配合
したものは、マンノースの腸管吸収が抑制され、その感
染抑制効果を効率よく発揮できることを見出し、更に研
究を重ねた結果、本発明を完成した。
【0013】即ち、本発明は、以下の通りのものであ
る。
【0014】1. マンノースとマンノースの腸管吸収
抑制糖とを必須成分とし、腸管吸収抑制糖のマンノース
に対する重量比がマンノースによる有害菌感染抑制作用
の発現が保持される範囲内のものであることを特徴とす
るマンノースの腸管吸収が抑制されたマンノース組成
物。
【0015】2. 腸管吸収抑制糖のマンノースに対す
る重量比が、1/19以上、好ましくは1/9以上であ
る上記1記載のマンノースの腸管吸収が抑制されたマン
ノース組成物。
【0016】3. マンノースの腸管吸収抑制糖がグル
コース、フラクトース、分岐オリゴ糖、フラクトオリゴ
糖の少なくとも一種である上記1又は2記載のマンノー
スの腸管吸収が抑制されたマンノース組成物。
【0017】4. 上記1、2又は3記載のマンノース
組成物を有効成分とする有害菌感染抑制剤。
【0018】5. 上記1、2又は3記載のマンノース
組成物を感染防止成分とする有害菌感染防止用飼料。
【0019】前述したように、マンノースやその誘導体
には、サルモネラ菌などの有害菌感染抑制作用のあるこ
とは公知であるが、このマンノースの有害菌抑制作用の
メカニズムは、次のように考えられている。
【0020】サルモネラ菌など病原性を持つ有害菌の多
くは、腸管壁上皮細胞のマンノース残基(受容体)に結
合できる付着因子を保有しているので、この付着因子を
マンノース(誘導体)などでブロックすることで、有害
菌は腸管に付着できなくなり、感染を阻止できる。
【0021】従って、マンノースの腸管吸収を抑制でき
れば、マンノースを腸管内により留めることができるこ
とになり、上述した有害菌の腸管付着抑制作用をより効
果的に発揮することが可能になる。
【0022】ところで、マンノースの腸管吸収を抑制す
る物質としては、前述した、J.B.C.に、フラクト
ースとグルコースが示されている。しかし、フラクトー
ス及びグルコースはマンノースに対して極めて多量に用
いている(マンノース1に対して5000)ので、この
場合のマンノースの濃度は、全糖中0.02重量%とな
る。
【0023】従って、このJ.B.C.に記載された方法
は、肝心のマンノース自体の濃度が極端に低いので、マ
ンノースを腸管内により多く留めることにより、有害菌
の腸管付着抑制を生体内で図るという方法においては、
そのまま、採用できるものではない。
【0024】このような状況下、本発明者らは、以下の
ような新事実を発見した。
【0025】「吸収抑制糖によるマンノースの腸管吸収
抑制において、該抑制糖は、先のJ.B.C.に示されて
いる量まで用いる必要はなく(マンノースの5000
倍)、特定量以上用いていれば、マンノースの吸収抑制
は十分に達成できること。
【0026】すなわち、マンノースの吸収抑制は、吸収
抑制糖(フラクトース)がマンノースに対して1/19
倍存在していれば約10%の吸収抑制率を示し、また、
1/9倍であれば約20%の吸収抑制率を示す。この値
は、J.B.C.に記載のある、5000倍もの吸収抑
制糖を使った場合の吸収抑制率29%と大きな違いはな
い。」 更に、例えばマンノースに対しマンノース吸収抑制糖を
3倍〜8倍程度含むマンノース含有糖組成物は後述する
酵素法によって安価に製造することが可能である。この
場合の吸収抑制率は、マンノースに対し5000倍もの
吸収抑制糖を用いた場合と数%しか差がなく、糖組成物
中のマンノース含量は高く、有害菌の定着を阻害する有
効成分であるマンノースを効率よく腸管に滞留させ得る
組成物としては、本発明のものが優れていることは明ら
かである。
【0027】本発明は、このような新事実の発見に基づ
いてなされたものであって、本発明の特徴とするところ
は、吸収抑制糖を必要以上に多く用いることなく、特定
量以上用いることにより、マンノースの吸収抑制を達成
しつつ、しかも、その結果、腸管内のマンノース量を有
害菌を効率よく抑制する量にすることをも同時に可能と
した点において極めて価値の高いものである。
【0028】本組成物は、マンノースを効果的に腸管に
滞留させることができるため、飼料等に添加すること
で、家禽、家畜類等の有害菌の感染予防、抑制に有用で
ある。
【0029】以下、本発明を更に詳細に説明する。
【0030】本発明のマンノースの腸管吸収が抑制され
たマンノース組成物は、マンノースとマンノースの腸管
吸収抑制糖とを必須成分とするものである。そして、該
腸管吸収抑制糖の量は、マンノースに対して重量比で1
/19以上、好ましくは1/9以上にする必要がある。
この下限を逸脱すると、所期の目的であるマンノースの
吸収抑制作用が達成されたものにはならない。一方、腸
管吸収抑制糖の割合が多くなり過ぎると、マンノースの
量が減少する結果、マンノースによる有害菌感染抑制作
用の発現が期待できなくなる。
【0031】従って、マンノースの腸管吸収抑制糖の割
合は、マンノースによる有害菌感染抑制作用の発現が保
持される範囲内のものとする必要がある。
【0032】本組成物の必須成分等については、以下に
示すものが使用可能である。
【0033】(1)マンノース マンノースは、マンノースを含有する多糖類(グルコマ
ンナンやガラクトマンナンなど)の酸分解や酵素分解、
又はモリブデン酸塩を触媒として高温下でグルコースに
作用させることにより製造することができる。
【0034】また、マンノースは、フラクトースにマン
ノースイソメラーゼという酵素を作用させて得ることも
できる。我々は、新規なマンノースイソメラーゼをある
微生物から見出したが、本酵素は、従来知られているマ
ンノースイソメラーゼより耐熱性が高く、工業的に利用
が可能である点において有利である(特願平11-15891
1)。
【0035】(2)マンノースの腸管吸収抑制糖 マンノースの腸管吸収抑制糖としては、グルコース、フ
ラクトース、分岐オリゴ糖、フラクトオリゴ糖の少なく
とも一種が用いられるが、フラクトースが最も効果が高
い。また、これら以外の糖が混入していても、上記した
吸収抑制糖がマンノースに対して1/19倍以上、好ま
しくは1/9倍以上であれば吸収抑制作用は発揮され
る。
【0036】分岐オリゴ糖としては、イソマルトース、
イソマルトトリオース、パノースなどのようなグルコー
スのα−1,4結合以外の結合を分子内に1つでも有す
るオリゴ糖であれば、何れのものでも使用可能である。
例えば、イソマルト900(昭和産業(株)製)などの
市販のものは分岐オリゴ糖成分を多く含有するので好適
である。
【0037】また、フラクトオリゴ糖としては、砂糖に
フラクトースがβ−1,2結合により数分子結合した、
例えば、1−ケストース、ニストース、1−フラクトフ
ラノシルニストースなどのオリゴ糖であれば、何れのも
のでも使用可能である。例えば、メイオリゴP(明治製
菓(株)製)などの市販のものはフラクトオリゴ糖成分
を多く含有するので好適である。
【0038】(3)マンノース組成物の製法 本発明のマンノース組成物の製造法は、特に限定するも
のではないが、例えば、以下のような方法が挙げられ
る。
【0039】 耐熱性マンノースイソメラーゼを使用
した方法 グルコースに、耐熱性マンノースイソメラーゼ及びグル
コースイソメラーゼを加え、例えば、50℃で反応させ
ることにより、マンノースの腸管吸収抑制糖がグルコー
スとフラクトースであるマンノース組成物を得ることが
できる。
【0040】また、 フラクトースに耐熱性マンノース
イソメラーゼを加え、例えば、50℃で反応させること
により、マンノースの腸管吸収抑制糖がフラクトースで
あるマンノース組成物を得ることができる。
【0041】 マンノースにマンノースの腸管吸収抑
制糖を添加する方法 マンノースの腸管吸収抑制糖を選択することにより、目
的とするマンノース組成物を得ることができる。
【0042】例えば、グルコースシラップ(固形分70
%)100gにマンノース結晶70gを混ぜることによ
り、組成比がグルコース50%、マンノース50%の組
成物を得ることができる。
【0043】(4)有害菌 腸管への定着が抑制される有害細菌は、マンノースによ
り凝集される細菌、例えばEscherchia coli、Vibrio ch
olerae、Klebsiella pneumoniae、Salmonellatyphimuri
um、Aeromonas hydrophila、Shigella(「呼吸」8巻6号
p.273〜283(1989))等が挙げられる。
【0044】(5)飼料 本発明の組成物を飼料中に添加すると、有害菌感染防止
用飼料が得られるが、その場合の添加量は、特に限定さ
れず、通常、有効成分であるマンノースが0.01〜4
0重量%でよい。少なすぎると目的の効果が達成するこ
とができない。また、多すぎると経済的に不利となる。
【0045】ベースとなる飼料成分は、通常、飼料用に
使われているものであれば何れでもよい。例えば、鶏用
の飼料を例にとれば、炭水化物源としては、とうもろこ
し、マイロ、小麦粉など、脂肪源としては、コーン油、
大豆油などの植物性油脂や動物性油脂、タンパク質源と
しては、大豆粕、菜種粕、魚粕、ミートボーンミール等
が挙げられる。また、カルシウム源として炭酸カルシウ
ム、リン酸カルシウム等を用いることができる。更に、
アミノ酸インバランスを補うため、メチオニン、リジ
ン、トリプトファンを添加したり、微量成分としてリン
源、ビタミン、ミネラル類を含有させることもできる。
【0046】飼料成分の含有量は、CP(粗蛋白質量)
12〜25%、カルシウム1〜4.5%(炭酸カルシウ
ムとして2.5〜11.25%に相当)、ME(代謝エ
ネルギー量)2700〜3300Kcal/Kgが好ましい。
【0047】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
更に説明するが、本発明はこれらに限定されない。な
お、以下の実施例等において、「%」は、特に断らない
限り「重量%」を意味する。
【0048】[腸管のマンノース吸収率測定試験] イ) 試験方法 試験は、以下のように行った。
【0049】実験動物は採卵鶏を使用し、腸管の回腸部
分を15cm程度に切り出して反転させ、この反転小腸の
中に糖液を含まない10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH
7.0)5mlを入れ、これを、試験区の糖液を混ぜた緩
衝液(反転小腸内の緩衝液と同等)中で、酵素をパブリ
ングしながら37℃で30分間保持した。反転小腸は1
試験区で10個使用した。30分後、反転小腸を取り出
し反転小腸内の緩衝液を回収した。精製は熱失活、活性
炭処理、膜濾過で行い、濃縮後HPLC(カラム:SHISEIDO
CAPCELL PAK UG80、カラム温度30℃、溶媒80%
アセトニトリル、流速0.5mL/min)を用いて分析を
行った。
【0050】ロ) 試験例1 マンノースとフラクトースを混合した系のマンノースの
反転小腸内への吸収を調べた。マンノース及びフラクト
ースは、純度100%の試薬を用いた。試験は、緩衝液
内の糖濃度を0.9%に設定し、マンノースとフラクト
ースの比率を変えた9試験区で行った。なお、試験区に
対し抑制糖(フラクトース)を用いない対照区を設け
た。また、グリセロールを用いて各試験区と対照区の浸
透圧が一定となるように調整した。
【0051】試験区の糖組成とマンノースの吸収抑制率
を表1に示した。なお、結果は、反転小腸の外側の緩衝
液に含まれるマンノースの濃度に対する反転小腸内の緩
衝液に移行してきたマンノースの濃度の割合を算出し、
対照区に対する相対値で示した。
【0052】なお、試験区1は、先のJ.B.C.に記
載されたものに該当するものである。
【0053】
【表1】 この結果から、マンノースに対してフラクトースが1/
19倍以上、好ましくは1/9倍以上存在すれば、マン
ノースの吸収が十分に抑制されることが分かった。
【0054】ハ) 試験例2 フラクトース以外の糖でのマンノースの吸収抑制を調べ
た。試験糖は、グルコース(純度100%試薬)、分岐
オリゴ糖(イソマルト900(分岐オリゴ糖89.5
%、グルコース1.9%、その他の糖8.6%);昭和
産業(株)製)、フラクトオリゴ糖(メイオリゴ糖P
(フラクトオリゴ糖96%、その他の糖4%);明治製
菓(株)製)、および、消化・吸収されない糖質である
ジ−β−D−フラクトフラノース1,2′:2,1′ジ
アンヒドリド(β−DFA;純度98%、その他の糖2
%)を使用した。β−DFAは、イヌロビオースに、イ
ヌロビオースを分子内縮合させる酵素を作用させた後、
HPLCで分離精製して調製した(特開平11−155
564)。
【0055】試験区の糖組成とマンノースの吸収抑制率
を表2に示した。なお、結果は、試験例1と同様に、マ
ンノースのみの対照区に対する相対値で示した。
【0056】
【表2】 この結果から、グルコースも上記のフラクトースと同様
な抑制効果を示した。また、オリゴ糖である分岐オリゴ
糖やフラクトオリゴ糖の場合も、上記の単糖に比べ若干
吸収抑制が低くなるものの、マンノースに対して1/9
倍以上の添加量で同様の効果が得られることが分かっ
た。しかし、消化・吸収されないオリゴ糖であるβ−D
FAでは殆ど効果がなかった。
【0057】以上の試験結果から、本発明の特定量(マ
ンノースに対して1/19倍以上、好ましくは1/9倍
以上)のフラクトースやグルコース及び特定のオリゴ糖
(分岐オリゴ糖、フラクトオリゴ糖)を含有するマンノ
ース組成物は、マンノースの有効量の存在下において、
十分にマンノースの腸管吸収が抑制されていることが分
かる。
【0058】また、特定の糖成分においてのみ、所期の
目的が達成できることも分かる。
【0059】次に、本組成物の製造方法を示す。
【0060】〔製造例1〕(耐熱性マンノースイソメラ
ーゼを使用した方法) グルコース400mgに、100mMリン酸緩衝液(p
H7.0)、耐熱性マンノースイソメラーゼ0.4単位
及びグルコースイソメラーゼ0.4単位を加え、全量を
1mlとし、50℃で72時間反応させることにより、マ
ンノース含有糖組成物(固形分40%、組成:マンノー
ス12%、フラクトース38%、グルコース50%)を
得た(マンノースに対しマンノース吸収抑制糖が7.3
倍)。
【0061】〔製造例2〕フラクトース高含有シロップ
(固形分75%、組成:フラクトース95%、グルコー
ス5%)2mlに耐熱性マンノースイソメラーゼ3単位を
加え、200mMリン酸緩衝液(pH7.0)で全量3m
lとし、55℃で48時間反応させることにより、マン
ノース含有糖組成物(固形分50%、組成:マンノース
24%、フラクトース71%、グルコース5%))を得
た(マンノースに対してマンノース吸収抑制糖が3.2
倍)。
【0062】〔製造例3〕(グルコースにマンノースを
添加する方法) グルコースシラップ(固形分70%)100gに、マン
ノース結晶70gを混ぜることにより、糖組成がグルコ
ース50%、マンノース50%の組成物を得た(マンノ
ースに対しマンノース吸収抑制糖が等倍)。
【0063】以下、 有害菌感染防止用飼料の実施例を
示す。
【0064】
【実施例1】市販の採卵鶏用飼料に、製造例1で製造し
た、マンノース含有糖組成物を1.0%添加し、飼料に
対し有害菌感染防止に対し有効成分であるマンノースを
0.048%含有する飼料を製造した。
【0065】
【実施例2】ブロイラー用試験飼料に、製造例2で製造
したマンノース含有糖組成物を1%添加し、飼料に対し
マンノースを0.12%含有する飼料を製造した。
【0066】
【発明の効果】本組成物は、有害菌感染抑制作用のある
マンノースを効果的に腸管に滞留させることができるた
め、飼料等に添加することで、家禽、家畜類等の有害菌
の感染予防、抑制に有用である。
【0067】また、本組成物を構成する成分は、いずれ
も、天然から得られるものを原料とするものであること
から、安全性や経済性等からみて有利である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C07H 3/02 C07H 3/02 3/06 3/06 (72)発明者 三吉 新介 茨城県つくば市桜1丁目16番 昭和産業株 式会社総合研究所バイオ研究センター内 Fターム(参考) 2B150 AA01 AA05 AB10 DC15 4C057 BB02 BB04 4C086 AA01 EA01 MA02 MA03 MA04 MA06 ZB35 ZC61

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マンノースとマンノースの腸管吸収抑制
    糖とを必須成分とし、腸管吸収抑制糖のマンノースに対
    する重量比がマンノースによる有害菌感染抑制作用の発
    現が保持される範囲内のものであることを特徴とするマ
    ンノースの腸管吸収が抑制されたマンノース組成物。
  2. 【請求項2】 腸管吸収抑制糖のマンノースに対する重
    量比が、1/19以上、好ましくは1/9以上である請
    求項1記載のマンノースの腸管吸収が抑制されたマンノ
    ース組成物。
  3. 【請求項3】 マンノースの腸管吸収抑制糖がグルコー
    ス、フラクトース、分岐オリゴ糖、フラクトオリゴ糖の
    少なくとも一種以上を含む請求項1又は2記載のマンノ
    ースの腸管吸収が抑制されたマンノース組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1、2又は3記載のマンノース組
    成物を有効成分とする有害菌感染抑制剤。
  5. 【請求項5】 請求項1、2又は3記載のマンノース組
    成物を感染防止成分とする有害菌感染防止用飼料。
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