JP2006104100A - ポルフィランの低分子化分解物からなるα−グルコシダーゼ阻害剤。 - Google Patents

Abstract

【課題】 飲食品ベースにおいても安全に利用することが可能なα−グルコシダーゼ阻害剤、及び該α−グルコシダーゼ阻害剤を配合した抗肥満及び／又は糖尿病用飲食品又は飲食品組成物、或いは抗肥満及び／又は糖尿病予防又は治療薬を提供すること。
【解決手段】 水溶性食物繊維であるアマノリ属の硫酸多糖ポルフィランの低分子化分解物は、α-グルコシダーゼの阻害作用を有し、安全性が高く、飲食品ベースにおいても安全に使用することができるα−グルコシダーゼ阻害剤として利用することができる。本発明のポルフィランの低分子化分解物としては、アマノリ属等の海藻類から抽出される天然のポルフィラン、或いは、該ポリフィランの硫酸基の塩を変換して改質した改質ポルフィラン等を原料として、分解し、低分子化分解物として、及びそれらの製剤化のために許容される塩として用いることができる。

Description

本発明は、ポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物及びそれらの塩からなる化合物を有効成分とするα−グルコシダーゼ阻害剤、食後血糖上昇抑制剤、及び該α−グルコシダーゼ阻害剤の抗肥満及び／又は糖尿病用飲食品又は飲食品組成物、或いは抗肥満及び／又は糖尿病予防又は治療薬としての利用に関する。

近年、栄養過多に起因すると考えられる肥満や糖尿病になる人の数が増加している。デンプンを摂取すると、唾液中のアミラーゼによりデキストリンに分解され、胃から十二脂腸に至り、膵臓から分泌されるα‐アミラーゼによりデキストリンを経てマルトースまたはイソマルトースにまで加水分解され、腸に至る。一方、シュ‐クロースは途中の消化管では分解されずに小腸に達する。小腸に達したこれらの糖類は小腸の絨毛に局在するα‐グルコシダーゼにより単糖に分解されて、吸収される。α‐グルコシダーゼは糖の非還元末端のα―グルコシド結合を分解する酵素の総称であり、マルターゼ、イソマルターゼ、スクラーゼなどが含まれる。生成した単糖類は吸収され、血糖値が上昇する。

α‐グルコシダーゼが部分的にも阻害されれば、単糖類の生成量が抑えられ、糖の吸収される量が減り、血糖値の上昇が抑えられる。血糖値の上昇を抑制するために現在使用されているα‐グルコシダーゼ阻害剤としては、アカルボース、ボクリボース、及びバエナアミンなどの医薬品が知られているが、１回の投与量が厳密であり、副作用もある。したがって、肥満、糖尿病予防の観点からすれば、血糖値の上昇を部分的にも抑制する副作用のない安心して用いられる素材が求められており、できれば食品に近い素材の開発が求められている。

食品素材由来のα‐グルコシダーゼ阻害剤としては、例えば、キシリトール、キシロース及びそのオリゴ糖(特開平８‐２３９７３号公報)、蚕粉末(特開平８−３３７５３０号公報)、タマリンド種皮関連のプロシアニジン(特開平９−２９１０３９号公報)、食用きのこ（特開２０００−６３２８１号公報）、桑の葉に含まれている１−デオキシノジリマイシン(特開２００１−１０３２９号公報)、トウチの抽出物（特開２００１−１０９６５号公報）、海藻のエゾイシゲ、ヒバマタ（特開-２００２−２１２０９５号公報）、米糠抽出物（特開-２００２−３１６９３９号公報）、クエン酸、乳酸など有機酸(特開２００３−１１６４８６号公報)、甘草疎水性抽出物（特開２００３−２５２７８４号公報）、紫甘藷の６−カフェオイルソフォロース（特開-２００３−３１３１９５号公報）、シソ科植物ヒップ由来のプロパンー１，２，３，−トリオール誘導体(特開２００４−２５６４６７号公報)などが知られている。

一方、糖の消化、吸収に関しては、食物繊維の一般的性質として、食物繊維が糖を吸着し、糖の吸収を阻害する作用が認められている（山田信夫：海藻利用の科学、ｐ１３７〜１５１、成山堂書店）。そこで、この食物繊維の糖吸収阻害を利用して、抗糖尿病食品、抗肥満食品或いは食後血糖上昇抑制食品を製造する試みもなされている（特開２００１−１０３９２８号公報、特開２００２−５１７３５号公報）。そして、天然食物繊維ポルフィランを、食物繊維として血糖値の改善効果を有する飲食品として利用することも開示されている（特開２００２−２３８５１６号公報）。しかしながら、今までにポルフィランの低分子化分解物のようなものが、α−グルコシダーゼ阻害活性を有することについては、報告されていない。

特開平８‐２３９７３号公報。 特開平８−３３７５３０号公報。 特開平９−２９１０３９号公報。 特開２０００−６３２８１号公報。 特開２００１−１０３２９号公報。 特開２００１−１０３９２８号公報。 特開２００１−１０９６５号公報。 特開２００２−５１７３５号公報。 特開-２００２−２１２０９５号公報。 特開２００２−２３８５１６号公報 特開-２００２−３１６９３９号公報。 特開２００３−１１６４８６号公報。 特開２００３−２５２７８４号公報。 特開-２００３−３１３１９５号公報。 特開２００４−２５６４６７号公報。 山田信夫：海藻利用の科学、ｐ１３７〜１５１、成山堂書店。

本発明の課題は、安全性が高く、かつ容易に利用形態に調製することが可能なα−グルコシダーゼ阻害剤を提供すること、特に、飲食品ベースにおいても安全に利用することが可能なα−グルコシダーゼ阻害剤、及び該α−グルコシダーゼ阻害剤を配合した抗肥満及び／又は糖尿病用飲食品又は飲食品組成物、或いは抗肥満及び／又は糖尿病予防又は治療薬を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決すべく、天然物由来のα−グルコシダーゼ阻害物質について、鋭意探索する中で、水溶性食物繊維であるアマノリ属の硫酸多糖ポルフィランの低分子化分解物が、α-グルコシダーゼの阻害作用を有し、安全性が高く、飲食品ベースにおいても安全に使用することができるα−グルコシダーゼ阻害剤として利用することができ、かつ、該硫酸多糖ポルフィランを低分子化分解物とすることで、従来、高粘度のゾルを形成するため、その濃縮や精製が困難であり、利用形態に調製することが困難であったポルフィラン硫酸多糖を容易に濃縮、精製して利用形態に調製することが可能であることを見い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、アマノリ属の硫酸多糖ポルフィランは水溶性食物繊維であり、糖の吸収阻害作用があることは一般的に知られていたが、該硫酸多糖ポルフィランの低分子化分解物がα-グルコシダーゼの阻害作用があることが本発明者の研究から明らかになった。該硫酸多糖ポルフィランの低分子化分解物のα-グルコシダーゼの阻害作用により、食後血糖値上昇を有効に抑え、遅延させることが可能である。本発明により、該硫酸多糖ポルフィランの低分子化分解物のα-グルコシダーゼの阻害作用を利用して、抗肥満及び／又は糖尿病用飲食品又は飲食品組成物、或いは抗肥満及び／又は糖尿病予防又は治療薬として調製し、提供することができる。本発明のα−グルコシダーゼ阻害剤の有効成分であるポルフィランの低分子化分解物としては、アマノリ属等の海藻類から抽出される天然のポルフィラン、或いは、該ポリフィランの硫酸基の塩を変換して改質した改質ポルフィラン等を原料として、該ポルフィランを分解し、低分子化した低分子化分解物、及びそれらの製剤化のために許容される塩を用いることができる。

本発明のα−グルコシダーゼ阻害剤の有効成分であるポルフィランの低分子化分解物は、もともと食用に供することができる海苔の成分であることから、本発明のα−グルコシダーゼ阻害剤は、安全性が高く、飲食品ベースにおいても安全に利用することが可能である。また、本発明においては、ポルフィランの低分子化分解物として、そのα−グルコシダーゼ阻害活性を維持することが可能であり、
ポルフィランを低分子化することにより、粘度を低下することが可能となり、従来困難であった濃縮操作を可能として、粉末化等の利用形態に調製することを容易になる。その結果、飲食品用、或いは医薬や動物医薬用として実用的に利用可能なα−グルコシダーゼ阻害活性物質の調製を可能とする。

すなわち具体的には本発明は、（１）ポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物及びそれらの塩からなる群より選択される化合物を有効成分として含有することを特徴とするα−グルコシダーゼ阻害剤や、（２）ポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物が、分子量４０万以下の分子量の分解物であることを特徴とする上記（１）記載のα−グルコシダーゼ阻害剤や、（３）や、 ポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物が、分子量１０万以下の分子量の分解物であることを特徴とする上記（１）又は（２）記載のα−グルコシダーゼ阻害剤や、（４）ポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物が、分子量１万以下の分子量の分解物であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか記載のα−グルコシダーゼ阻害剤からなる。

また本発明は、（５）上記（１）〜（４）のいずれか記載のポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物及びそれらの塩からなる群より選択される化合物を有効成分とする飲食品用α−グルコシダーゼ阻害剤や、（６）上記（１）〜（４）のいずれか記載のポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物及びそれらの塩からなる群より選択される化合物を有効成分とする医薬又は動物医薬用α−グルコシダーゼ阻害剤や、（７）上記（１）〜（４）のいずれか記載のポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物及びそれらの塩からなる群より選択される化合物を有効成分とする食後血糖上昇抑制剤や、（８）上記（１）〜（４）のいずれか記載のα−グルコシダーゼ阻害剤を配合してなる抗肥満及び／又は糖尿病用飲食品又は飲食品組成物や、（９）上記（１）〜（４）のいずれか記載のα−グルコシダーゼ阻害剤を配合してなる抗肥満及び／又は糖尿病予防又は治療薬からなる。

本発明により、安全性が高く、飲食品ベースにおいても安全に利用することが可能なα−グルコシダーゼ阻害剤を提供することができる。更に、該α−グルコシダーゼ阻害剤による阻害活性を利用して、安全に摂取或いは投与することができる抗肥満及び／又は糖尿病用飲食品又は飲食品組成物、或いは抗肥満及び／又は糖尿病予防又は治療薬を提供することができる。特に、本発明の有効成分であるポルフィランの低分子化分解物は、もともと食用に供することができる海苔の成分であることから、安全性が高く、飲食品ベースにおいても安全に利用することが可能ということだけでなく、その味覚においても飲食品と不調和を来たすことなく、特に、飲食品のような形態で利用する場合に優れた効果を奏する。

また、本発明のα−グルコシダーゼ阻害剤の有効成分は、従来困難であったポルフィランの利用形態に調製することを容易にし、本発明により、該成分を有効成分とするα−グルコシダーゼ阻害剤、或いは、該有効成分を配合した抗肥満及び／又は糖尿病用飲食品又は飲食品組成物、或いは抗肥満及び／又は糖尿病予防又は治療薬の実用化が可能となる。現在、肥満や糖尿病の予防・治療には、低カロリーの制限食や運動療法が一般に用いられている。しかし、常時、食事制限を行うことは精神的にかなり苦痛を伴う。したがって、出来る限り通常の食事内容を維持して、なおかつ、糖の消化吸収を有効に抑制することが健康な食生活の理想であり、本発明はかかる健康な食生活への貢献が期待できるものである。

本発明は、ポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物及びそれらの塩からなる群より選択される化合物を有効成分として含有するα−グルコシダーゼ阻害剤からなる。本発明で使用するポルフィランは、アマノリ属の海藻に約３０％（乾燥重量％）存在する多糖類であり、細胞内ではなく、細胞間に存在する物質である。その基本構造は第１図に示したように、ガラクトースの誘導体からなる硫酸多糖である。

すなわち、Ｌ−ガラクトース−６−硫酸、６位の水酸基のメチル化糖、３，６−アンヒドローＬ−ガラクトースおよびＤ−ガラクトースがα−（１→３）とβ−（１→４）で交互に結合し、部分的にＤ−ガラクトース６−Ｏ−メチルガラクトースに置換されている。ポルフィランは寒天の主要多糖であるアガロースと構造は似ているが、硫酸多糖であり、アガロースのように加熱冷却してもゲル化することはなく、水または熱水に溶解すると高粘度のゾルを形成する。人の消化管では消化されない食物繊維である。本ポルフィランは分子量は１００万以上あるものと推定されるが、水溶性であり、水または熱水で抽出される。

抽出の際は数十万の分子量に低下する場合が多い。抽出後のポルフィランは低温、中性〜アルカリ性ｐＨ下では低分子化は殆ど起こらないが、高温、酸性ｐＨ下に放置すると低分子化が起こる。したがって、ポルフィランの低分子化分解物を調製するには、ｐＨ、温度、時間の設定によってポルフィランの低分子分解物を調製することが可能である。例えば、その分解程度を調整して、分子量を１０万以下、１万以下に調整することは可能である。分子量が下がれば粘度も低下して容易な濃縮操作が可能となり、また、イオン交換樹脂のような通常の精製手段で精製することが容易になる。

ポルフィランの低分子分解物を調製するには、物理化学的な分解だけでなく、酵素的分解による低分子化も可能である。すなわち。土壌より分離したArthrobacter sp.S-22の培養液より得られた酵素源を用いることによりポルフィランを低分子化することが出来る。この場合は最終的に硫酸化２糖、４糖、６糖、硫酸基の解離した中性糖アガロ４糖、２糖が得られる(大住幸寛ら、日本水産学会誌、６３、７０９−７１４（１９９７）)。ポルフィランの低分子分解物を調製する酵素的分解法としては、アースロバクター属やシュードモナス属の微生物を利用した公知の方法を用いて行うことができる（特開２００２−１９３８２８号公報、特開平１１−３４９４８５号公報、特開平１０−２５２３４号公報、特開平９−３０１９８７号公報、特開平７−１６０９２号公報）。

ポルフィラン及びその低分子分解物の精製法は海藻から抽出後、エチルアルコール、メチルアルコールなど有機溶媒による沈殿法が知られているが、アルコールの回収が行われないとコストが高い。本発明の方法では、水又は熱水抽出液、又はその精製処理で得られたポルフィラン溶液を噴霧乾燥又は凍結乾燥して得られた粉末、または溶液状態で使用する。溶液状態では細菌汚染が発生するためにエチルアルコールを２０―３０％(ｖ／ｖ％)添加して保存できる。高分子のポルフィランは粘度が高いために濃縮が困難であり、低濃度での噴霧乾燥、凍結乾燥が必要となり、多量の水分を飛ばすことから効率が必ずしもよくない。したがって他の助剤を添加して噴霧、凍結乾燥する方法がとられる。助剤としては食品として使用するために各種でんぷん、糖類が用いられるが、助剤によって、有効成分の濃度に制限ができ、かつ、利用目的によって甘みのない糖類を選ぶ必要があるなどの制約がある。

本発明により低分子化されたポルフィランを用いることにより、粘度が低下して、ポルフィランを濃縮することが可能となり、乾燥工程でこれらの助剤の添加が必要なく、純度の高いポルフィランの有効成分を調製することが可能となると共に、その製造コストの面から見ても、大幅なメリットがある。

本発明のα−グルコシダーゼ阻害剤の有効成分であるポルフィランの低分子化分解物としては、上記のように、アマノリ属等の海藻類から抽出される天然のポルフィランの分解物を用いることができるが、該天然のポリフィランの硫酸基の塩を変換して改質した改質ポルフィラン等の低分子化分解物を用いることができる。すなわち、ポルフィランは海藻中では各種の混合塩として存在し、抽出後もポルフィラン及びその低分子化物も同様に混合塩として存在する。抽出後のポルフィラン液又はその低分子化ポルフィランを陽イオン交換樹脂で処理してフリー化後、一定の塩基で中和して単一塩として、改質して用いることができる。塩基としては苛性ソーダー、苛性カリ、水酸化カルシウムなどの無機金属塩、アンモニア、各種アミンおよびリジン、アルギニン、オルニチン、ヒスチジンなどの塩基性アミノ酸などが用いられる。該方法により、高分子ポルフィランを単一塩とした後に、前記物理化学諸条件により物理化学的に低分子化するか、或いは前記酵素的分解方法により低分子化することにより、ポルフィランの低分子化分解物を調製することができる。

本発明において、海苔より抽出し、調製したポルフィラン低分子化分解物(分子量約４０万、１０万、１万)について、ラットを用いて投与試験を行い、α―グルコシダーゼに対する影響を調べた結果、これらの硫酸多糖分解物にα―グルコシダーゼ阻害作用のあることが確認された。

本発明のポルフィラン低分子化分解物は、その製剤化にあたって適宜その製剤化のために許容される塩の形にして用いることができる。ポルフィランは海苔に３０％含まれていることから食経験も古くからあり、安全性の高い化合物であり、本発明により、該ポルフィランを含む抗肥満、血糖上昇抑制のための食品及び飲料は、健康飲食品、機能性飲食品として、通常摂取し得る飲食品として利用することができる。この場合、錠剤、顆粒剤、粉剤、カプセル剤または粉末飲料等の形で利用することが出来るが、種々の調味料、酸味料、天然抽出物、ビタミン、ハーブ類など他の機能性成分、造粒剤、助剤を添加することができる。また、一般食品、一般飲料にも添加使用できる。

また、本発明のα−グルコシダーゼ阻害剤を抗肥満及び／又は糖尿病予防又は治療薬として投与するには、本発明のポルフィラン低分子化分解物である有効成分を生理学的に許容されうる担体、賦形剤、結合剤、希釈剤などと混合することにより製剤化して、α−グルコシダーゼ阻害剤として用いることができる。本発明のα−グルコシダーゼ阻害剤は、主として経口的に投与することができる。経口剤としては、顆粒剤、散剤、錠剤（糖衣錠を含む）、丸剤、カプセル剤、シロップ剤、乳剤、懸濁剤が挙げられる。これらの製剤は、当分野で通常行われている手法により、薬学的に許容される賦形剤、添加剤とともに製剤化することができる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。

海苔より抽出し、調製した抽出ポルフィラン(分子量約４０万)を凍結乾燥後、ラットを用いて４週間の投与試験を行った。すなわち、ＳＰ粉末餌料を基礎餌料にし、５％量のポルフィラン粉末を添加し、対照群には寒天粉末を５％添加した。その結果、食事摂取量は大差なかったが、ポルフィラン摂取群のラットの体重は対照群に比較して約１０％ほど低下した。このようにポルフィランには抗肥満作用が認められ、この原因を解明するためにポルフィランによる糖の消化酵素α―グルコシダーゼに対する影響を調べた。

ポルフィラン又はその低分子化合物のα―グルコシダーゼ阻害作用を市販固定化α―グルコシダーゼを用いてしらべた。その結果、各種ポルフィランでα―グルコシダーゼを阻害することが認められた。その５０％阻害濃度は分子量４０万ポルフィランで１.１％、分子量１０万のポルフィランで１．３％、分子量１万のポルフィランで１．５％、硫酸２糖を６０％、硫酸４糖〜６糖を４０％含むサンプルで２％であった。

［調製例］
１）海苔粉末２ｋｇを水４０Ｌに懸濁し、９８℃で３時間加熱する。冷却後濾過して残渣を分離した濾液を濃縮後、凍結乾燥してポルフィラン粉末を得た。本粉末の平均分子量は約４０万であった。
２）調製例１）で得たポルフィラン粉末１００gを水１Ｌに溶解し、塩酸でｐＨ２．０に調整し、６５℃で１時間放置後、苛性ソーダーでｐＨ７．０に中和し、凍結乾燥して粉末を得た。本粉末の平均分子量は約１０万であった。
３）調製例１で得たポルフィラン粉末１００ｇを水１Ｌに溶解し、塩酸でｐＨを２．０に調整し、８０℃で１時間放置後、ｐＨを苛性ソーダーで７．０に中和する。凍結乾燥して粉末を得た。本粉末の平均分子量は約１万であった。

［実施例］
調製例１，２，３で調製したポルフィランの低分子化物を用いて健常成人男子によるショ糖負荷試験を実施した。ショ糖５０ｇを溶かした１００ｍｌの蒸留水に調製例１で得た粉末を２ｇを加え、溶解した。また、調製例２、調製例３で得た粉末２ｇを同様に加えた３つのサンプルを準備した。前日の午後９時以降絶食をした被験者を３群に分け摂取してもらった。対照群としてショ糖のみを摂取してもらった。摂取後、自己血糖測定器(グルテストエース三和化学研究所)を用いて経時的に血糖値を測定した。結果を図２に示す。図２に示したように本発明のポルフィラン低分子化合物は食後血糖値を遅延させると共に糖吸収の減少に有効であった。

本発明で使用するポルフィランの基本構造を示す図である。 本発明の実施例において、本発明のポルフィラン低分子化合物を用いて健常成人男子によるショ糖負荷試験を実施した結果を示す図である。

Claims (9)

1. ポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物及びそれらの塩からなる群より選択される化合物を有効成分として含有することを特徴とするα−グルコシダーゼ阻害剤。
2. ポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物が、分子量４０万以下の分子量の分解物であることを特徴とする請求項１記載のα−グルコシダーゼ阻害剤。
3. ポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物が、分子量１０万以下の分子量の分解物であることを特徴とする請求項１又は２記載のα−グルコシダーゼ阻害剤。
4. ポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物が、分子量１万以下の分子量の分解物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のα−グルコシダーゼ阻害剤。
5. 請求項１〜４のいずれか記載のポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物及びそれらの塩からなる群より選択される化合物を有効成分とする飲食品用α−グルコシダーゼ阻害剤。
6. 請求項１〜４のいずれか記載のポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物及びそれらの塩からなる群より選択される化合物を有効成分とする医薬又は動物医薬用α−グルコシダーゼ阻害剤。
7. 請求項１〜４のいずれか記載のポルフィラン又は改質ポルフィランの低分子化分解物及びそれらの塩からなる群より選択される化合物を有効成分とする食後血糖上昇抑制剤。
8. 請求項１〜４のいずれか記載のα−グルコシダーゼ阻害剤を配合してなる抗肥満及び／又は糖尿病用飲食品又は飲食品組成物。
9. 請求項１〜４のいずれか記載のα−グルコシダーゼ阻害剤を配合してなる抗肥満及び／又は糖尿病予防又は治療薬。