JP2009125028A - 食品用材料 - Google Patents

Abstract

【課題】 インスリンやＧＩＰ分泌抑制効果を有する食品用材料の提供。
【解決手段】 セルロース繊維を含む食品用材料であって、前記セルロース繊維が、平均繊維径が２００ｎｍ以下で、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が０．１〜２ｍｍｏｌ／ｇのものである、請求項１記載の食品用材料。
【選択図】 なし

Description

本発明は、各種食品の製造原料等として適した食品用材料とそれを含む食品に関する。

Gastric inhibitory polypeptide(ＧＩＰ)は、グルコース依存性インスリン分泌を増強する消化管ホルモンであり、摂食時、食餌中の脂質等によりその分泌が亢進されることが知られている。また、ＧＩＰは、胃酸分泌抑制作用や胃運動抑制作用を有することが知られている（非特許文献１〜３）ことから、ＧＩＰの分泌を阻害する物質は、消化促進や胃もたれの改善に有用であると考えられる。そして、これまでの研究によって、ＧＩＰの機能を阻害する物質として、３−ブロモ−５−メチル−２−フェニルピラゾロ［１，５−ａ］ピリミジンー７−オール（ＢＭＰＰ）が知られ、食後ＧＩＰの分泌を抑制するものとして、グアガム等が知られている（特許文献１、非特許文献４〜９）。しかしながら、前者の物質は、in vivoにおけるＧＩＰ機能阻害効果が確認されておらず、また後者の物質は脂質摂取時のＧＩＰ分泌抑制効果が検討されていないという問題があり、また、胃もたれ改善効果等の点で必ずしも十分なものとはいえない。

食後、血糖が上昇すると膵臓の膵β細胞からインスリンが分泌され、脂肪・筋肉への糖の取り込みが促進され、脂肪組織・筋肉での脂肪合成の促進と、分解と燃焼の抑制が行われる。

しかし、高血糖状態となり、インスリンの分泌が続くと、インスリンの標的臓器である骨格筋、肝臓、脂肪組織でのインスリンの感受性の低下（インスリン抵抗性）が生じ、さらに膵臓からインスリンがより多く分泌されるようになる。

このようなインスリンの分泌が繰り返されると、最終的は膵臓が疲弊し、膵β細胞からのインスリンの分泌が低下するが、各標的臓器のインスリン抵抗性は増大したままの状態となる。このようにインスリン作用機構がうまく機能しなくなると、結局、糖尿病等になりやすい体質になってしまうことが知られている。

一方、ＧＩＰの分泌が上昇すると、消化不良や胃もたれを引き起こすほか、インスリンの分泌を促進する要因にもなるため、やはり肥満等を引き起こすことが考えられる。
国際公開第０１／８７３４１号パンフレット J.C.Brownら、Canadian J Physiol Pharmacol 47 : 113-114, 1969 J. M. Falkoら、J Clin Endocrinol Metab 41(2) : 260-265, 1975 織田敏次ら、消化管 機能と病態、1981年、中外医学社、P205−216 Gagenby S Jら、Diabet Med. 1996 Apr; 13(4):358-64 Ellis PRら、Br J Nutr. 1995 Oct;74(4):539-56 Simoes Nunes Cら、Reprod Nutr Dev. 1992;32(1):11-20 Morgan LMら、Br J Nutr. 1990 Jul;64(1):103-10 Requejo Fら、Diabet Med. 1990 Jul;7(6):515-20 Morganら、Br J Nutr. 1985 May;53(3):467-75

現在、セルロース繊維に対して、機械的に剪断力を加えて製造した微細化されたセルロースが、食品改良剤（安定化剤）、化粧品材料（ゲル・分散化安定剤）、濾過剤、バインダーとして販売されている。

本発明は、食事によるインスリンやＧＩＰの分泌を抑制させることができる、食品用材料を提供することを課題とする。

請求項１の発明は、課題の解決手段として、セルロース繊維を含む食品用材料であって、前記セルロース繊維が、平均繊維径が２００ｎｍ以下で、下記条件で調製した調整液が光線透過率が５％以上である、食品用材料を提供する。

（調製及び観察方法）
イオン交換水９９０ｇ（２５℃）が入ったビーカーにセルロース繊維１０ｇを添加した後、ジューサーミキサーにて１０秒間攪拌した後、吸光光度計にて光路長１ｃｍ、６００ｎｍの波長時の透過率を測定する。

請求項２の発明は、課題の解決手段として、セルロース繊維を含む食品用材料であって、前記セルロース繊維が、平均繊維径が２００ｎｍ以下で、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が０．１〜２ｍｍｏｌ／ｇのものである、請求項１記載の食品用材料を提供する。

請求項３の発明は、課題の解決手段として、前記セルロースの平均アスペクト比（平均繊維長／平均繊維径）が１０〜５，０００である、請求項１又は２記載の食品用材料を提供する。

請求項４の発明は、課題の解決手段として、食品用材料が、錠剤状、顆粒状、粉末状又は液状である、請求項１〜３のいずれか１項記載の食品用材料を提供する。

請求項５の発明は、課題の解決手段として、食品用材料が、食品の製造過程で添加配合されるもの、食用時において食品に添加配合されるもの及びそれ自体を食するもののいずれかの形態で使用されるものである、請求項１〜４のいずれか１項記載の食品用材料を提供する。

請求項６の発明は、課題の解決手段として、請求項１〜５のいずれか１項記載の食品用材料を含有する食品を提供する。

本発明のセルロース繊維を含む食品用材料又はそれを含む食品を食することにより、インスリンやＧＩＰ等の分泌を抑制することができ、肥満防止に効果がある。

＜セルロース繊維＞
まず、本発明の食品用材料に含まれるセルロース繊維について説明する。

セルロース繊維は、平均繊維径が２００ｎｍ以下のものであり、好ましくは１〜２００ｎｍ、より好ましくは１〜１００ｎｍ、更に好ましくは１〜５０ｎｍのものである。平均繊維径は、実施例に記載の測定方法により、求められるものである。

セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量は、０．１〜２ｍｍｏｌ／ｇが好ましく、より好ましくは０．４〜２ｍｍｏｌ／ｇ、更に好ましくは０．６〜１．８ｍｍｏｌ／ｇである。カルボキシル基含有量は、実施例に記載の測定方法により、求められるものである。

セルロース繊維は、平均アスペクト比（平均繊維長／平均繊維径）が１０〜５,０００のものが好ましく、より好ましくは１０〜２,０００、更に好ましくは１０〜１,０００、また更に好ましくは１０〜５００のものである。平均繊維径及び平均繊維長は、実施例に記載の測定方法により、求められるものである。

セルロース繊維は、公知のセルロース繊維と比べて、非常に微細なものであるため、下記条件で調製した懸濁液は、水溶液ではないが肉眼観察で透明なものであり、前述の光線透過率の測定方法により測定すると５％以上の光線透過率を示す。公知のバイオセルロースや機械的に剪断して調製したセルロース（例えば、ダイセル化学工業（株）製の商品名セリッシュFD-200L）の場合には、同条件で懸濁液を調製した場合、白濁液となり、光線透過率は０％である。

また、本発明のセルロース繊維の光線透過率はその製造方法を調整することにより調整することが可能であるが、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは６０％以上、特に好ましくは７０％以上の光線透過率である。

（調製及び観察方法）
イオン交換水９９０ｇ（２５℃）が入ったビーカーにセルロース繊維１０ｇを添加した後、ジューサーミキサースターラーにて攪拌した後、吸光光度計にて光路長１ｃｍ、６００ｎｍの波長時の透過率を測定する。

本発明で用いるセルロース繊維の製造方法は特に制限されるものではなく、機械的方法、化学的方法、生化学的方法等を適宜選択したり、組み合わせたりして製造することができる。以下、製造方法の一例を説明する。

まず、原料となる天然繊維（絶対乾燥基準）に対して、約１０〜１０００倍量（質量基準）の水を加え、ミキサー等で処理して、スラリーにする。ここでいう、絶対乾燥基準とは20℃、50％ＲＨの環境下で自然乾燥した酸化パルプの水分率をハロゲン水分計にて測定したものから絶乾パルプ量を算出するものである。

原料となる天然繊維としては、例えば、木材パルプ、非木材パルプ、コットン、絹、羊毛、キチン、キトサン、アルギン酸、コラーゲン、再生セルロース、バクテリアセルロース等を用いることができる。

次に、触媒として2,2,6,6,−テトラメチル−1−ピペリジン−Ｎ−オキシル（ＴＥＭＰＯ）を使用して、前記スラリーを酸化処理する。

ＴＥＭＰＯの使用量は、原料として用いた天然繊維（絶対乾燥基準）に対して、約０．１〜１０質量％となる範囲である。

酸化処理時には、ＴＥＭＰＯと共に、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤、臭化ナトリウム等の臭化物を併用する。

酸化剤の使用量は、原料として用いた天然繊維（絶対乾燥基準）に対して、約１〜５０質量％となる範囲である。

臭化物の使用量は、原料として用いた天然繊維（絶対乾燥基準）に対して、約１〜３０質量％となる範囲である。

ｐＨは、酸化反応を効率良く進行させる点から９〜１２の範囲である。

酸化処理の温度（前記スラリーの温度）と時間は、１〜５０℃で、１〜３００分間である。

そして、使用した触媒等を水洗等により除去し、必要に応じて乾燥処理した中間体（後述の微細化処理前のセルロース繊維）を得ることができる。

その後、該中間体を水等の溶媒中に分散し、微細化処理をする。微細化処理は、離解機、叩解機、低圧ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、カッターミル、ボールミル、ジェットミル、短軸押出機、２軸押出機、超音波攪拌機、家庭用ジューサーミキサーで所望の繊維幅や長さに調整することができる。

このような微細化処理後、使用した触媒を水洗等により除去し、上記したようなセルロース繊維を得ることができる。

＜セルロース繊維を含む食品用材料及び食品＞
本発明のセルロース繊維を含む食品用材料は、使用形態に応じて、錠剤状、顆粒状、粉末状、液状（懸濁液状）、ゲル状等の所望形態にすることができる。

錠剤状、顆粒状、粉末状等の固体状にする場合には、セルロース繊維単独でもよいし、食品に使用できる賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、着色剤、矯味剤、矯臭剤等を配合し、所望の成形機（打錠機、顆粒製造機、噴霧乾燥機等）を用いて成形することができる。

液状（懸濁液状）にするときには、水のみを使用したものでもよいし、水と共に、食品に使用できる他の有機溶媒（例えば、エタノール）、界面活性剤水溶液、酸水溶液、塩基水溶液等との混合溶媒を使用したものでもよい。ゲル状にするときは、増粘剤等を添加配合することができる。

本発明の食品用材料または食品用材料を含有する食品は、食事と共に又は食前、或いは食後に摂取することが望ましく、セルロース繊維としての摂取量は、体重１ｋｇ当たり、約0.002〜２ｇ／日が好ましい

本発明の食品用材料は、各種飲食品、ペットフード等に配合して使用することができる。飲食品としては、一般の飲食品の他に、インシュリンやＧＩＰの分泌抑制効果をコンセプトとし、その旨を表示した機能性飲食品、病者用飲食品、特定保健用食品に応用できる。飲料の形態は特に限定されないが、例えば、果汁飲料、炭酸飲料、茶系飲料、乳飲料、アルコール飲料、清涼飲料等のあらゆる飲料に配合し、製造するために使用することが可能である。また、ゼリー状食品や各種スナック類、焼き菓子、ケーキ類、チョコレート、ガム、飴、タブレット、カプセル、スープ類等あらゆる食品形態で配合し、製造するために使用することが可能である。

（１）平均繊維径、平均繊維長及び平均アスペクト比
原子間力顕微鏡（Veeco Dimension 3100 Tapping mode）によって撮影されたセルロース繊維の直径が確認できる画像において、５０点以上抽出し、繊維径及び繊維長を測定し平均アスペクトを算出した。

（２）カルボキシル基含有量（mmol／g）
絶乾パルプ０．５ｇを１００mlビーカーにとり、イオン交換水を加えて全体で５５mlとし、そこに０．０１Ｍ塩化ナトリウム水溶液５mlを加えて０．８３質量％パルプ懸濁液とし、パルプが十分に分散するまでスタラーにて攪拌した。そして、０．１Ｍ塩酸を加えてｐH２．５〜３．０としてから、自動滴定装置（ＡＵＴ−５０１、東亜デイーケーケー（株）製）を用い、０．０５Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で注入し、パルプ懸濁液の１分ごとの電導度とｐHの値を測定し、ｐH１１程度になるまで測定を続けた。そして、得られた電導度曲線から、水酸化ナトリウム滴定量を求め、カルボキシル基含有量を算出した。

製造例１〜３（本発明のセルロース繊維の製造）
（１）原料
天然繊維：針葉樹の漂白クラフトパルプ（製造会社：フレッチャー チャレンジ カナダ、商品名「Ｍａｃｈｅｎｚｉｅ」、ＣＳＦ６５０ｍｌ）
ＴＥＭＰＯ：市販品（製造会社：ALDRICH、Ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌ、９８％）
次亜塩素酸ナトリウム：市販品（製造会社：和光純薬工業(株)Ｃｌ：５％）
臭化ナトリウム：市販品（製造会社：和光純薬工業(株)）。

（２）製造手順
まず、上記の針葉樹の漂白クラフトパルプ繊維１００ｇを９９００ｇのイオン交換水で十分攪拌後、パルプ質量１００ｇに対し、ＴＥＭＰＯ１．２４質量％、次亜塩素酸ナトリウム２８．１質量％、臭化ナトリウム１２．４質量％をこの順で添加し、ｐＨスタッドを用い、０．５Ｍ水酸化ナトリウムにて滴下を行い、ｐＨを１０．５、温度２０℃に保持し、酸化反応を行った。

次に、表１に示す各実施例の所定の酸化時間で滴下を停止し、酸化パルプを得た。該酸化パルプをイオン交換水にて十分洗浄し、脱水処理を行い２３℃の雰囲気下で自然乾燥した。その後、酸化パルプ１０ｇとイオン交換水９９０ｇをミキサー（商品名、ABSOLUTE(Vita-Mix Blender)、大阪ケミカル社製）にて１０分間攪拌することにより、繊維の微細化処理を行い、半透明の懸濁液を得た。得られたセルロース繊維中の酸化パルプの量（前述の固形分濃度）は、１．０質量％であった（酸化パルプ１０／イオン交換水９９０ｇ）。

実施例
製造例１〜３で得られた本発明のセルロース繊維を食品用材料として提供した場合のインスリンとＧＩＰの分泌抑制効果を試験した。

試験例１ 本発明のセルロース繊維の食後血中成分への影響（血糖上昇抑制、血中中性脂質上昇抑制、血中インスリン上昇抑制、血中GIP上昇抑制）
1-1 試験試料
本発明のセルロース繊維として、製造例１を用いた。比較例として微細化されたセルロース（非TEMPO酸化品）（セリッシュ ＦＤ−２００Ｌ，ダイセル化学工業化学（株）製，平均繊維径０．１〜０．０１μm）を用いた。

1-2 試験動物
9週齢の雄性マウスC57BL/6J Jcl（日本クレア）を用いた。各群N=6〜7とした。

1-3 経口投与サンプルの調製と投与量
グルコース（関東化学製）とトリオレイン（Glyceryl trioleate：Sigma製）をレシチン（卵製）（関東化学製）とアルブミン(ウシ血清由来)（Sigma製）を用いて乳化し、乳液を調製した。この乳液に、本発明のセルロース繊維と比較用の微細化されたセルロース（非TEMPO酸化品）を添加し、経口投与サンプルを調製した。動物に対する経口投与量は下表のとおりである。

1-4 経口投与試験（食後血糖、血中中性脂質（血中TG）、血中インスリン、血中GIP測定）
16時間絶食させたマウスをエ−テル麻酔下、眼窩静脈よりヘパリン処理ヘマトクリット毛細管（VITREX製）を用い、初期採血を行った。その後、試験試料を経口ゾンデ針にて経口投与し、10分、30分、1時間、2時間後にエーテル麻酔下、眼窩静脈より採血を行った。

採血後、血液の一部を用いてすみやかに血糖簡易測定器（グルコースデヒドロゲナーゼ/電位差測定法、ロシュ・ダイアノグスティック社製）を用いて血糖値を測定した。ヘパリン処理ヘマトクリット毛細管で採取した血液は、血漿分離まで氷冷下で保存後、11000rpmにて5分間遠心分離し、血漿を得た。得られた血漿から、インスリン、GIP、中性脂質（TG）を測定した。

血中インスリンの測定は、インスリン測定キット（森永生化学研究所製、ELISA法）、血中ＧＩＰ濃度は、Rat/Mouse GIP（Total）ELISA キット（Linco Research/Millipore co.製、ELISA法)、血中ＴＧ濃度は、トリグリセライド Ｅ−テストワコー(和光純薬製、GPO・DAOS法)を用いて測定した。

1-5 結果
サンプル経口投与後の血糖値、血中ＴＧ、血中インスリン、血中ＧＩＰの経時曲線（初期値からのΔ値）を図１〜図４に示した。なお、群間の統計学的有意差については、コントロール群に対するｔ検定を行ない、両側検定でｐ値が0.05以下の場合には、グラフ上にp値を示した。

図１〜図４の結果から、本発明のセルロース繊維投与群は、コントロール投与群に比べて食後の最大血糖値（10分値）、最大血中TG値（30〜60分値）、最大インスリン値（10分値）、最大GIP値（10分値）が低かった。一方、微細化されたセルロース（非TEMPO酸化品）投与群は、コントロールと変らなかった。この結果から、本発明のセルロース繊維は、食後の血糖上昇抑制、血中中性脂質上昇抑制、インスリン分泌抑制、GIP分泌抑制効果を有することが分かった。

一方、比較例となる微細化セルロース投与群の食後血糖値、血中中性脂質、血中インスリン、血中GIPの値は、コントロール投与群とほとんど変わらない経時曲線であり、微細化されたセルロース（非TEMPO酸化品）には食後血糖上昇抑制作用、血中中性脂質上昇抑制作用、血中インスリン上昇抑制作用、血中GIP上昇抑制作用がないと考えられた。すなわち、これらの作用は本発明のセルロース繊維でのみ得られる効果であると考えられた。

サンプル経口投与後の血糖値の経時曲線を示す図。 サンプル経口投与後の血中ＴＧの経時曲線を示す図。 サンプル経口投与後の血中インスリンの経時曲線を示す図。 サンプル経口投与後の血中ＧＩＰの経時曲線を示す図。

Claims (6)

1. セルロース繊維セルロース繊維を含む食品用材料であって、前記セルロース繊維が、平均繊維径が２００ｎｍ以下で、下記条件で調製した調整液が光線透過率が５％以上である、食品用材料。
   （調製及び観察方法）
   イオン交換水９９０ｇ（２５℃）が入ったビーカーにセルロース繊維１０ｇを添加した後、ジューサーミキサーにて１０秒間攪拌した後、吸光光度計にて光路長１ｃｍ、６００ｎｍの波長時の透過率を測定する。
2. セルロース繊維を含む食品用材料であって、前記セルロース繊維が、平均繊維径が２００ｎｍ以下で、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が０．１〜２ｍｍｏｌ／ｇのものである、食品用材料。
3. 前記セルロースの平均アスペクト比（平均繊維長／平均繊維径）が１０〜５，０００である、請求項１又は２記載の食品用材料。
4. 食品用材料が、錠剤状、顆粒状、粉末状又は液状である、請求項１〜３のいずれか１項記載の食品用材料。
5. 食品用材料が、食品の製造過程で添加配合されるもの、食用時において食品に添加配合されるもの及びそれ自体を食するもののいずれかの形態で使用されるものである、請求項１〜４のいずれか１項記載の食品用材料。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の食品用材料を含有する食品。

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