JP2021530215A - ビーブレッド製造のための微生物学的プロセス - Google Patents

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Abstract

本発明は、Lactobacillus kunkeei PF12(DSM 32483)、PF13(DSM 32485)および/またはPL13(DSM 32844)から選択される種Lactobacillus kunkeeiの少なくとも1つの乳酸菌を花粉に接種すること、ならびに前記乳酸菌を接種した花粉の発酵を含む、発酵花粉の生産のための生物工学的プロセスに関する。得られた発酵花粉は、ハチの巣のハチの巣の中で天然に生産されるビーブレッドと同様の栄養的および官能的特性を有し、食品および栄養補助食品の分野での用途が見出されている。本発明はさらに、Lactobacillus kunkeei PF12(DSM 32483)、PF13(DSM 32485)および/またはPL13(DSM 32844)それ自体、ならびにこれらの菌株を含む組成物を包含する。【選択図】図6A

Description

本発明は、ビーブレッド(bee bread)の製造のための微生物学的プロセスに関する。
本発明は、栄養、食事または食品の生産のためのバイオテクノロジープロセスの分野に由来する。
特に、本発明は、ハチの巣箱で天然に製造されるビーブレッドに類似した発酵花粉の製造のためのバイオテクノロジープロセスに関する。
花粉は、顕花植物の雄の雄ずいの胚性要素であり、花の雄ずいの末端部に置かれた花のう中の粉末状の形態であり、植物が生殖細胞の輸送を委託する顕微鏡的構造からなる。ミツバチは、それを集め、ローヤルゼリーの製造および幼虫の摂食に利用する。
自然界では、花粉はミツバチ(Apis mellifera L.)のためのタンパク質、脂質、ステロール、ミネラルおよびビタミンの主要な供給源であり、一方食品および食事部門では、その栄養素における高含有量のため、関心が高まっている対象となっている。
ミツバチは植物の花序または環境から花粉を集め、蜜、ハチ蜜および腺分泌物と混合され、幼虫形態および成虫の主要なタンパク質源を構成する顆粒を形成するハチ巣ハチ巣にそれを堆積させる。
ミツバチの巣箱の内側の花粉は、主に乳酸菌および他の微生物によって一連の生化学的変換を受ける。ハチ巣の内部で発酵した花粉を「ビーブレッド」と呼ぶ(非特許文献1)。
ビーブレッドは、複合多糖類の減少、アミノ酸、タンパク質および脂質のプロファイルの変化および簡単な炭水化物の増加および滴定酸性度の増加のような生化学的修飾を受けた後、最初の花粉に関して異なった組成を有する(非特許文献2;非特許文献3;非特許文献4)。
これらの変化は、ビーブレッドを微生物学的に安定な環境とし、さらにハチ巣での花粉発酵は新鮮な花粉に比べてその消化性および栄養価を増加させる。
抗酸化、抗炎症、肝保護、抗アテローム性動脈硬化、および免疫調節活性などの栄養的および機能的特性により、ビーブレッドはヒトの食事に適した産物となる(非特許文献5;非特許文献6;非特許文献7)。
しかし、利用可能なビーブレッドの量は市場需要に比べて不十分である。なぜなら、ミツバチの巣箱からの除去は高価であり、ミツバチの巣箱の構造に損傷を与える可能性があり、いずれにせよ、ミツバチの巣箱に存在する量は成長する市場需要を満たすことができないからである。この生成物の不足が高い市場価格を決定する。
このような限界や欠点を克服しようと、ミツバチの巣箱の入り口にいる採餌ハチから直接、ミツバチの花粉を集める。その際、花粉を表面に保持するグリッドからなる「花粉トラップ」の助けを借りる。
しかし、いかなる種類のコンディショニングも必要としないビーブレッドとは異なり、新鮮な花粉は安定した基質ではなく、マイコトキシンの産生を刺激することができる。
したがって、採取した新鮮な花粉は、保存する前に乾燥または凍結する必要がある。
しかし、35℃以上の温度で乾燥すると、栄養分および揮発性化合物の損失を引き起こすことが分かっている。一方、凍結は製造コストが高い。
2つの技術の間の妥協は、低温除湿に代表される。しかし、この技術は、ビーブレッドの官能特性および栄養特性を維持する上で、凍結よりも効果が低いことが証明されている。
したがって、現在、新鮮な製品と同様の官能的、栄養学的特性を有する自然とは異なる起源のビーブレッドを、市場ニーズを満たすのに十分な量、持つ必要性が感じられている。
以上の点から、ハチの巣箱の構造を保護しながら、市場のニーズに適した量の産物を得ることを可能にするビーブレッドの製造のための工業プロセスは、本発明の一般的な対象の一部である。
Vasquez &Olofsson,2009 Lee et al.,2014 Human and Nicolson,2006 Andelkovic et al.,2012 Markiewicz−Zukowska et al.,2013 Nagai et al.,2004 Denisow and Denisow − Pietrzyk,2016
本発明の目的の1つは、天然物と同様の官能特性を有するビーブレッドを製造するための微生物学的方法を提供することである。
本発明の別の目的は、新鮮な花粉よりも高い栄養的および機能的価値を有するビーブレッドの生産のためのバイオテクノロジープロセスを提供することである。
本発明は、選択された細菌果性乳酸菌で花粉の発酵を行うことによって、ビーブレッドの形成につながる自然発酵に典型的なものと同様の環境条件が再現されることを観察したことに由来する。
特に、特定の細菌果性乳酸菌で花粉を特定の酵母と組み合わせて発酵させることにより、天然産のッビーブレッドで同化できる発酵花粉が得られ、同じ開始量の花粉に対する生産収量が増加することが見出された。
したがって、本出願人は、グルコースに関して好ましい基質としてフルクトースを使用する乳酸菌の選択された菌株をビーブレッドの生産のための炭素源として同定し、それらをバイオテクノロジープロセス内で使用して、細菌または半細菌のビーブレッドを生産することを見出した。
第1の態様によれば、本発明は、以下を含む、ビーブレッドの製造のための微生物学的プロセスを提供する:
a)ビーブレッドの生産のための炭素源としてのグルコースに関する好ましい基質としてフルクトースを用いた接種材料の調製およびスターター乳酸菌による花粉の接種、ならびに
b)花粉発酵の工程であり、
前記工程は、接種されたスターター乳酸菌がLactobacillus kunkeei種に属することを特徴とする。
本発明者らはまた、Lactobacillus kunkeei PF12、PF15およびPL13株ならびにそれらの混合物が、本発明のプロセスのスターター乳酸菌として特に適していることを見出した。
好都合なことに、本発明のバイオテクノロジープロセスで得られたビーブレッドは、天然起源の花粉よりも栄養価が高く、有効期間が長い。
本発明のプロセスから得られるビーブレッドはまた、プロセスの出発物質として用いられる花粉よりも高い栄養価を有する。
具体的には、本発明の微生物学的/バイオテクノロジー的プロセスによって得られるビーブレッドまたは発酵花粉は、出発物質として使用される未発酵花粉よりも高い総遊離アミノ酸およびペプチド含有量、ならびにより高い消化性タンパク質含有量を有する。
さらに、得られたビーブレッドまたは発酵花粉は、典型的には細胞の抗酸化活性を提供する、より高いレベルの可溶性遊離フェノール化合物を、出発花粉よりも有している。
本プロセスで得られたビーブレッドの栄養的および長期持続性の特徴の組合せは、栄養学的および食事状況において評価可能であり、栄養補助食品、食事または食品の配合物に適している。
好都合なことに、本プロセスで得られたビーブレッドは、巣箱の構造を保護することによって得られる、ビーブレッドに典型的な化学組成を有する。
第2の態様によると、本発明は、本明細書中に記載の実施形態のいずれか1つによって定義されるプロセスで得られるビーブレッドまたは発酵花粉を提供する。
本発明の第3の態様によれば、組成物は、本明細書中に記載の方法で得られたビーブレッドまたは発酵花粉および食用担体を含む。
本発明のさらなる目的は、好ましくはPF12、PF15およびPL13ならびにそれらの混合物から選択されるLactobacillus kunkeei種に属する選択された乳酸菌である。
一態様によれば、本発明は、Lactobacillus kunkeei種に属する3つの細菌株に関するが、ここで、該株は以下である:
Lactobacillus kunkeei PF12は、2018年7月4日に国際寄託センターLeibniz−Institut DSMZ − Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbHで受託番号DSM 32843とともに寄託された;
Lactobacillus kunkeei PF15は、2018年7月4日に国際寄託センターLeibniz−Institut DSMZ − Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbHで受託番号DSM 32845とともに寄託された;
Lactobacillus kunkeei PL13は、2018年7月4日に国際寄託センターLeibniz−Institut DSMZ − Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbHで受託番号DSM 32844とともに寄託された;
認証が添付されている以前に同定された3株は、Giuliani S.p.A,現在の権利の所有者の会社名に寄託された。
本発明の特徴および利点は、以下の添付図面から明らかであろう:
図1は、混合スターター(Lactobacillus kunkeei PF12、PL13およびPF15ならびにHanseniaspora uvarum AN8Y27Bで構成される)(実線符号)を接種した花粉ならびに自然発酵を行った非接種花粉(空白符号)の30℃で9日間インキュベーション中の乳酸菌(LogCFU g−1)(実線)および滴定酸性度(mL 0.1M NaOH 10g−1)(TTA)(破線)の細胞密度値を示すグラフである; 図2は、新鮮な花粉(黒棒)および、30℃で216時間発酵した花粉(赤棒)と、混合スターター(Lactobacillus kunkeei PF12、PL13、PF15ならびにHanseniaspora uvarum AN8Y27Bで構成される)の遊離アミノ酸の濃度(mg kg−1)を示す; 図3は、新鮮な花粉(黒棒)および30℃で216時間発酵させた花粉(赤棒)におけるタンパク質(総タンパク質の%で表す)と混合スターター(Lactobacillus kunkeei PF12、PL13およびPF15ならびにHanseniaspora uvarum AN8Y27Bで構成される)とのin vitro消化率値(赤棒)、ならびに新鮮な花粉(黒棒)および30℃で216時間発酵させた花粉(赤棒)における分子排除クロマトグラフィー(RP−FPLC、214nm)および混合スターター(Lactobacillus kunkeei PF12、PL13およびPF15ならびにHanseniaspora uvarum AN8Y27Bで構成される)とのペプチドプロファイルに関する2つの曲線を示すグラフBである; 図4は、混合スターター(Lactobacillus kunkeei PF12、PL13およびPF15ならびにHanseniaspora uvarum AN8Y27Bで構成される)と30℃で216時間発酵させた新鮮な花粉中および花粉中の水溶性の遊離フェノール化合物(白色棒)およびメタノール(灰色棒)の濃度(g没食子酸eq kg乾重)に関連する棒グラフである。 図5は、実施例12の試験に従ってH1mMで誘導された酸化ストレスの誘発後のヒトケラチノサイトNCTC2544上の細胞生存率に関係する棒グラフを示す。この細胞を、100、250および500μg/mlの試料B、FER867、FER868、FER869、FER870およびFER871と16時間インキュベートした。未処理細胞(Control)H1mMで処理された細胞(H2O2でストレスされた細胞)。(p<0.05)、**(p<0.01)、***(p<0.005)、****(p<0.001)。 これらの結果は、誘導された酸化ストレスに対して試験された化合物の防御を示すものであり、本発明の過程で得られた発酵ビーブレッドの顕著な抗酸化作用を強調するものである。 図6Aは、実施例12に従ってqRT−PCRによって評価されたヒトケラチノサイトNCTC2544におけるTNFα遺伝子発現に関係する棒グラフを示す。細胞を、37℃で16(A)および24時間(B)、5%COでRPMI 2.5% FCS(対照);RPMI 2.5% FCSおよび10μg/mL LPS(対照+LPS);100、250および500μg/mL試料A(FRESH)、B(対照)およびFER867、FER868、FER869、FER870およびFER871で処理した。未処理細胞(対照)LPS(LPS)10μg/mLで処理した細胞値は、2回実施した2回の実験のMean±SEMを示す。 これらの結果は、抗炎症活性を示すものであり、本発明のプロセスで得られた発酵ビーブレッドの顕著な抗炎症作用を強調するものである。 図6Bは、実施例12に従ってqRT−PCRによって評価されたヒトケラチノサイトNCTC2544におけるTNFα遺伝子発現に関係する棒グラフを示す。細胞を、37℃で16(A)および24時間(B)、5%COでRPMI 2.5% FCS(対照);RPMI 2.5% FCSおよび10μg/mL LPS(対照+LPS);100、250および500μg/mL試料A(FRESH)、B(対照)およびFER867、FER868、FER869、FER870およびFER871で処理した。未処理細胞(対照)LPS(LPS)10μg/mLで処理した細胞値は、2回実施した2回の実験のMean±SEMを示す。 これらの結果は、抗炎症活性を示すものであり、本発明のプロセスで得られた発酵ビーブレッドの顕著な抗炎症作用を強調するものである。
本発明の一般的な態様によれば、花粉に基づく出発物質に、Lactobacillus kunkeei種の有利な乳酸菌の1つ以上の選択された株を接種して、ハチ巣のハチ巣の内部に貯蔵された花粉の性質で生じる発酵を実質的に再現する発酵を行う、ビーブレッドに類似した発酵花粉の製造のための微生物学的方法が提供される。
一般的態様によれば、本発明は、請求項1に記載の花粉発酵プロセスに関する。
本発明のプロセスのさらなる実施形態は、請求項2〜7に定義されている。
本発明者らは、本発明のプロセスで得られた発酵花粉が、新鮮な花粉に関しても、より長い有効期間と共に巣箱で自然発酵したビーブレッドに関しても、より良い栄養学的特徴を有することを観察した。この特徴の組み合わせは、本発明の方法で得られた発酵花粉を、栄養的、食事または栄養補助的製品として特に適切にする。
例として、本発明の方法で得られる発酵花粉中に存在する総遊離ポリフェノール含有量は、乾燥重量kg当たり84.64g当量没食子酸に等しく、Markiewicz−Zukowska et al.,2013;Oltica et al.,2007;Zuluaga et al.,2015によって文献に記載されているように、乾燥重量kg当たり8.9〜36.52g当量没食子酸に等しい天然発酵で得られるビーブレッドについての文献に示された含有量よりもかなり高い量である。
本明細書中に記載するプロセスの出発物質は、花粉に基づくか、またはそれからなる。適切な花粉は、新鮮なものであっても、除湿されていてもよい。後者は、工業的規模でプロセスを実施するのにより適している。
適切な除湿花粉とは、例えば湿度のパーセンテージが12%以下になるように、採取後に熱気流で乾燥にさらされる花粉である。例えば、相対湿度が0.5を下回るような低い割合の水は、適切に包装され貯蔵されれば花粉を十分に安定な原料とする。
典型的には、除湿された花粉は果粒の形態にあり、その色はミツバチが訪れる種または種々の植物種の機能である。
一例として、適切な除湿された多植物相花粉は、以下の官能的特徴を有する:
− 外観:小さな粒で、起源の植物種によって色はさまざまである。
− におい:野菜、乾燥草。
− 味:乾燥花に特徴的な野菜で、干し草である。溶解性:水または有機溶媒に溶けにくい。
− 水分:7〜15%
− グルシド:25〜48%
− タンパク質:11〜28%
− 脂質:1〜14%
− 無機塩:1〜5%
本明細書に記載されているプロセス内で、典型的に顆粒または凝集粒子の形態で起こる除湿された花粉は、そのまま使用されてもよく、または、前に処理して顆粒の外殻を分解または破壊して、内部含有率を接種された微生物の発酵活性に利用できるようにすることができる。
典型的にはセルロース、ペクチン物質、カロテノイドおよびポリフェノールを含む花粉粒のコーティング層を破壊するために、物理的処理、例えば、機械的処理または生物学的処理を使用することが可能である。
適切な機械的処置には、花粉の粉砕、粉砕、微粉砕、高圧および/もしくは超音波または熱処理が含まれる。
花粉粒の外壁部を分解するために、出発マトリックスまたは花粉の栄養学的特徴を実質的に改変しない、あるいはより栄養価の高い製品を得ることができるような、より小さな粒子または他の技術で、顆粒の断片化または寸法的減少を行うことが可能である。
花粉粒の外層の分解は、そのサイズ縮小のための処理を含み、食品または製薬業界で伝統的に使用されている装置に頼ることができる。
例えば、振動アーム顆粒剤のような適切なメッシュギャップを有する金属メッシュを通る花粉の通過を含む装置、またはナイフ、ボールベアリング等の種々のタイプのミルまたはこれらの装置の組合せを使用する装置を使用することができる。
花粉粒のサイズ縮小または粉砕は、例えば、チョッパーおよびナイフを有する4方向ミキサー、流体媒体、超音波システムおよび他の市販の装置に浸漬したステータロータホモジナイザーを用いて、湿潤技術を用いて行うこともできる。
加熱処理は、高圧処理(HPP)のような高圧の助けを借りて低温殺菌を可能にする周囲の圧力よりも高い状態または超音波処理または他のプロセスで任意に使用することもできる。
例えば、圧力下での熱処理の場合、花粉を10%水中で簡便に再構成することができる。
超音波治療の場合は、花粉をそのまま使用してもよい。
また、水およびアルコールの混合物など、1つ以上の溶媒抽出段階をあらかじめ受けた昆虫好性花粉から得られた精製花粉抽出物を出発物質として用いることも可能である。
いくつかの実施形態によれば、花粉の外被層は、例えば、花粉を酵母で処理することによって、生物学的分解によって壊される。
したがって、本発明のいくつかの実施形態は、花粉粒を被うペクチン成分を分解または代謝する酵母の添加を提供する。典型的には、酵母の添加は、プロセスの工程a)前または中に行われ得る。
添加された酵母は花粉粒と接触し、花粉の外被の崩壊の過程を引き起こし、その工程b)で穀粒内部に存在する栄養素と接種された乳酸菌との接触を容易にする。
典型的には、酵母の添加は、出発花粉が処理されておらず、特に、穀粒の被覆層を破壊することを目的とした粉砕または粉砕などの機械的作用を受けていない場合に行われる。
好ましい実施態様によれば、種Wickerhamomyces anomalusまたはHanseniaspora uvarumに属する花粉粒をコーティングするペクチン成分を分解または代謝する酵母は、2種の混合物である。
1つの実施形態によれば、使用される酵母は、Hanseniaspora uvarum AN8Y27B株である。
本発明のプロセスの実施形態において、接種材料は、成長基質として花粉自体を用いて調製される。
他の実施形態では、接種された微生物の成長基質は、フルクトース酵母ペプトン、FYPedなどの適切な培養培地であり、任意に、酵母または野菜の抽出物およびペプトンを含み、これらは微生物に急速な成長に必要な栄養を提供する。
あるいは、花粉と抽出物/ペプトンの混合物を使用することも可能である。
本発明のプロセスの好ましい実施態様において、乳酸菌および酵母の接種材料は、別々に調製される。
プロセスの発酵b)の工程は、Lattobacillus属に典型的に属する乳酸菌、便宜的にはLactobacillus kunkeei種を接種することによって行われる。
好ましい実施態様によれば、工程a)は、Lactobacillus kunkeei PF12、PF15およびPL13株ならびにそれらの混合物から選択されるLactobacillus kunkeei種に属する乳酸菌の接種を含む。これらの選択された各細菌株は、Lactobacillus kunkeei種にも属する他の乳酸桿菌よりも予想外に高い花粉ベースの基質上での成長およびコロニー形成の容量を有する。さらに、以下の実施例で報告された実験の部で立証されているように、前記3株は、抗菌性化合物を酸性化し、産生する驚くべき能力を有する。
有利には、本発明の方法の発酵工程は、バイオリアクター内で、典型的には好気的条件下で実施される。
いくつかの実施形態によると、バイオリアクター内部の生成物の湿度は、全質量の30〜95%の範囲である。
典型的には、花粉を含む混合物および接種された微生物は、湿度値が低い場合、半固体の形態、例えば、30〜45%であってよく、湿度値が高い場合、半固体または液体の形態、例えば、60〜95%であってよい。
いくつかの実施形態によると、発酵の工程b)の始めのバイオリアクター内の環境のpHは、4〜6の範囲にある。
本発明の好ましい実施形態において、系のpHは5.25+/−0.25の間の値を有し、従来のpH補正器の追加によって前記範囲内で修正される可能性がある。
一般的には、工程b)提供の間、以下の反応パラメータおよび条件をモニタリングする:
− 糖(グルコースおよびフルクトース)の量
− 全滴定酸性度
− pH
− 乳酸および酢酸
− 細胞密度
所望の量の有機酸/細胞密度/遊離フェノール酸/残留糖/遊離アミノ酸が得られる場合、プロセスを中断することができる。
本発明の方法の実施形態において、得られた発酵花粉は、微生物負荷を低減する工程c)に供される。一実施態様によれば、得られた発酵花粉は、任意に工程c)に供され、低温乾燥段階に供され、例えば、典型的にはライオスタットで低温乾燥される。あるいは、発酵した花粉は、−40℃以下の程度などの温度で、遠心分離後に便宜的に冷凍保存してもよい。
本発明の別の実施態様において、発酵花粉は、微生物を生存させ、かつ生命を維持する目的で凍結乾燥される。代わりに、得られた発酵花粉またはバイオマスは、0より低い温度で、例えば−40℃以下の程度で、典型的には遠心分離後に凍結保存してもよい。
本発明の目的のために、発酵花粉から水を除去するために、例えば、スプレー乾燥に頼ることによって、他の従来技術を使用することもできる。
1つの実施形態によれば、本発明のプロセスは、以下の工程を含む:
− 好ましくは−20℃で保存された、または乾燥もしくは除湿された花粉に基づく新鮮な非前処理花粉に基づく出発物質の供給、+4℃または室温で便宜的に保存され、および/または粉砕、微粉砕、微粉化、熱処理、高圧、および/または超音波処理、または花粉抽出物により任意に前処理された;
− 蒸留水による任意の希釈および5.25±0.25の値に達するまでの花粉pH値の補正;
− L.kunkeei PF12、PF15およびPL13またはそれらの混合株から選択される乳酸菌を含む細胞懸濁液の接種、ならびにWickerhamomyces属またはHanseniaspora uvarum種、例えばAN8Y27B株に属するペクチン分解活性を有する酵母の接種;
− 最終湿度が30〜95%に達するまで通常蒸留水を加える。典型的には、最終的な水分値には、例えば、約21.56%に等しい花粉の初期の水分含有量および接種段階の間に加えられる水分も含まれる。
− 滅菌チューブまたはバイオリアクター中で好ましくは30℃で24〜216時間インキュベートし、発酵花粉を単離した。
いくつかの実施形態によると、上記のプロセスから得られた発酵花粉を、リオスタット内で凍結乾燥するか、または、好ましくは遠心分離後に、約−20℃またはそれ以下の温度で凍結することができる。
ある実施態様において、発酵花粉は、微生物負荷を減少させるため、水を除去するため、または発酵花粉を安定化させるための他の処理に供することができる。
第2の態様によれば、本発明は、本明細書中に記載の実施形態のいずれか1つに記載のプロセスで得られるビーブレッドまたは発酵花粉を提供する。本発明の方法で得られた発酵花粉は、出発花粉よりも高いレベルの遊離水溶性フェノール化合物を有する。これらおよびその他の機能については、以下の例で詳細に説明する。
本発明の他の実施形態において、発酵の工程b)に起因する可能性のある液体画分は、固体成分から分離され、食品、食事または栄養目的に使用される。
液体分画と固体状画の両方が栄養学的使用を見つけるかもしれない。
本発明の第3の態様によれば、栄養または栄養学的組成物は、本明細書に記載されている実施形態のいずれか1つおよび食用担体に従って得られる発酵花粉を含むことが提供される。
第4の態様によれば、Lactobacillus kunkeei株、Lactobacillus kunkeei PF12、PF15およびPL13株およびそれらの混合物、ならびに食用担体に属する乳酸菌を含む組成物が提供される。
組成物の細菌株は、例えばタインダリゼーションによって、従来の技術に従って、生存および生存可能であるか、または不活化された形態であり得る。
本明細書に記載される組成物は、経口投与に適している。
経口投与用の組成物は、固体または液体の形態であり得る。固体形態の場合、それらは、生物学的活性成分および1つ以上の生理学的に許容可能な賦形剤として本明細書に記載されるプロセスから得られるビーブレッドを含む。
典型的な固体形態組成物は、錠剤、顆粒、カプセル、粉末、即時投与形態、キャンディー、チューインガム、異なる組成および形状のゼリー豆を含む。
本発明は、本発明を投与するための食用担体となり得る任意の固体状、半固体状および液体剤形に適用される。
本発明は、固体状、半固体または液体の形態であるように、投与前に製剤を希釈するかまたは使用する全ての剤形に適用される。
錠剤は、一般に、植物抽出物が、典型的には乾燥形態で分散されている、適切な担体または賦形剤を含む。
この場合、配合物に含有される適切な賦形剤は、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、酢酸酪酸セルロース、酢酸フタル酸セルロース、およびそれらの混合物などのセルロース誘導体である。
適切な賦形剤のさらなる例は、ラクタムファミリーに属するポリマー、例えば、ピロリドンおよびその誘導体、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルポリピロリドンおよびそれらの混合物、無機塩、例えば、カルシウムまたはリン酸二カルシウム、潤滑剤、例えば、ステアリン酸マグネシウム、トリアシルグリセロールおよびそれらの混合物を含む。
液体形態の場合、組成物は、発酵の工程b)の最後に分離された液体画分を、生物学的に活性な成分として、および1つ以上の生理学的に許容される賦形剤を含有する。
液体形態の典型的な組成物は、溶液、エマルジョン、懸濁液、シロップを含む。
本発明の組成物に含まれる本発明の方法で得られるビーブレッドまたは発酵花粉は、様々な量で存在し得、例えば、0.0001重量%〜100重量%、0.001重量%〜50重量%、0.1重量%〜20重量%、典型的には0.5〜5重量%の範囲に含まれ得る。
特定の実施形態によれば、本発明の組成物は、ビタミン、ミネラル、微量栄養素および他の活性物質などの1つ以上の活性物質をさらに含む。
いくつかの実施形態によると、経口投与のための組成物は、機能性食品、栄養補助食品組成物、食事生成物、補体または栄養生成物である。
この組成物は、固体成分を含有するタイプの袋またはスティックパックの熱耐性アルミニウムの袋、または液体中の固体成分の分散体、液体中の固体の現代的再構成のための容器、食品グレードの油または他の適合性の液体中に分散された固体を含有する硬カプセルまたは軟カプセル、液体中の固体の分散体を含有するバイアルまたはボトルのような従来の剤形で市販され得る。
いくつかの態様によると、本発明は、本明細書に記載されたプロセスの実施形態、または代謝、心血管、骨、脳または腸のマイクロバイオーム機能性の処理に使用するために、または腸のマイクロバイオーム機能性のドライバーとして使用するために含有する組成物のいずれか1つによって得られるビーブレッドに関する。
他の態様によれば、本発明は、本明細書に記載の方法の実施形態のいずれか1つに従って得られた、またはそれを含有する組成物の、毛髪処理のための、特にアンチエイジング処理としての、または皮膚老化を低減するための、皮膚の経口摂取または美容的使用による処理のための、ビーブレッドの使用を提供する。
本発明のプロセスで得られたビーブレッドは、細胞の抗酸化活性を有し、フリーラジカル、典型的には腫瘍、前癌性疾患または日焼け、皮膚のしみ、ざらつきまたは皮膚老化の結果のような発赤状態の非生理的製造を生じる疾患、典型的には腫瘍、前癌性疾患または日光性疾患または発赤状態を生じる疾患の予防または治療に使用される。さらに、本発明のビーブレッドは、生理学的健康状態における個々の生物を維持する際の用途を見出す。
さらなる態様によれば、本発明は、PF12、PF15およびPL13から選択されるLactobacillus kunkeei種に属する選択された乳酸菌、ならびにそれらの混合物を提供する。
本発明者らは、Lactobacillus kunkeei PF12、PF15、およびPL13株を、同種に属する他の株と比較して、以下の表1に示す成長、酸性化の驚くほど改善された能力について、以下の表2および表3に示す抗菌性化合物の製造のために選択した。
例として、Lactobacillus kunkeei PF12、PF15、およびPL13細菌株の選択のために使用されるプロトコルを以下に記載する。以下の実施例1でより詳細に記載されるプロトコルは、花、花粉、ビーブレッド、およびハチの胃腸管から単離された細菌株を試験することを含む。
同定した菌株の成長、酸性化および抗菌性化合物の産生能を試験した。
細菌成長のモデル系として水性花粉エキスを用いた。花粉エキスは以下の手順で得た。
100グラムの花粉をガラスビーズと共に添加し、1リットルの蒸留水と混合し、500rpmで2時間撹拌した。混合物を、10,000×gで20分間遠心分離した。上清を採取し、残留物をさらに、上記のように酸性化メタノール(0.1%HCl、v/v)1リットル、ヘキサン/アセトン/エタノールの混合物50:25:25(v/v/v)、および沸騰水でそれぞれ連続的に抽出した。全ての抽出物を乾燥し、10mlのジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解し、一緒に混合し、さらに蒸留水中で希釈して、1リットルの最終体積とした。花粉抽出物は、0.22μmの空隙率の膜上で滅菌ろ過して滅菌した。菌株を約7.0 logCFU/mlの最終細胞密度で個別に接種し、花粉抽出物を30℃で24時間インキュベートした。成長および酸性化をモニタリングし、菌株の成長および酸性化動態を、Gompertz方程式を用いて数学的にモデル化した。菌株の抗菌活性を、8種類の悪化または病原性指標細菌および8種類の指標真菌に対して試験した。菌株の抗菌活性を試験するために、乳酸菌を30℃で24時間花粉抽出物中で増殖させ、上清を4℃で10分間10000×gで遠心分離して回収し、0.22μmの空隙率の膜上で滅菌ろ過して滅菌した。抗細菌活性は、寒天拡散ウェルによりアッセイし、一方抗真菌活性は、寒天希釈アッセイによりアッセイした。
以下の表1は、様々な種に属し、花、花粉、ビーブレッドおよびミツバチの消化管から分離した乳酸菌株を用いて30℃で24時間発酵させた花粉抽出物におけるpH変化量(ΔpH)として表した、光学密度、DO620および酸性化として表した細胞密度のデータを示す。
Figure 2021530215
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Figure 2021530215
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実験データからわかるように、選択したLactobacillus kunkeei PF12、PF15、およびPL13株は、同じ細菌種に属する、試験した他の株で認められたものよりも驚くほど高い成長能、酸性化能を有する。
以下の表2は、30℃で24時間乳酸菌株で発酵させた花粉抽出物の阻害スペクトルを示す。病原性または悪化指標菌8株に対する抗菌力を検討した。対照として未発酵花粉エキスを用いた。
Figure 2021530215
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以下の表3は、30℃で24時間乳酸菌で発酵させた花粉抽出物の阻害スペクトルを示したものである。指標菌8株に対する抗真菌活性を検討した。未発酵花粉抽出物を添加したジャガイモデキストロース寒天(PDA)上での指標菌株の成長に関して、菌糸成長の阻害のパーセンテージを計算した。
Figure 2021530215
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表2および3の実験データは、さらに、選択されたLactobacillus kunkeei PF12、PF15、およびPL13株が、同じまたは他の細菌種に属する、試験された他の株について見出されたものよりも驚くほど高い抗菌活性を有することを強調する。
用語
本文脈において、花粉という用語は、ミツバチを採餌して集め、それらによって処理される昆虫好性花粉を意味する;前記花粉は、単一の植物種(単相)またはいくつかの植物種(多相)から来ることがある。
機能性食品とは、その中に含まれる従来の栄養素に加えて、問題または生理学的状態に対して便益または保護を提供し得るあらゆる改変食品または食品成分を意味する。
「栄養補助食品」とは、食用物質から単離または精製された生成物をいう。栄養補助食品とは、それが生理学的利益を有するか、またはそれが問題または生理学的障害に対する保護を提供することが示された場合である。
栄養補助食品とは、ビタミン、ミネラル、植物抽出物、アミノ酸、代謝産物、抽出物、濃縮物またはこれらの成分の混合物を含む製品を意味する。
「食用担体」という用語は、食品、栄養補助食品または食事/食品サプリメントの調合において使用され得るあらゆる食用担体を意味する。
本記載の範囲内で、本発明の方法で得られたビーブレッドおよび発酵花粉という用語は、同一の生成物を表示し、互換可能である。
従来技術専用の前章に記載された伝統的なビーブレッドの官能特性および/または栄養特性は、本発明の方法で得られた発酵花粉のものと実質的に類似している。
以下の実施例は、本発明のいくつかの実施形態のみの例示的な目的のために提供される。
実施例1
Lactobacillus kunkeei PF12、PF15およびPL13の細菌株の選択に関するプロトコル
乳酸スターター細菌の3細菌株を選択するために、種々の種に属し、花、花粉、ビーブレッドおよびミツバチの胃腸管から分離した93細菌株について、その成長、酸性化および抗細菌性化合物産生能を試験した。
細菌成長のモデル系として花粉抽出物を用いた。花粉抽出物は以下のように得られた。
100グラムの花粉をガラスビーズと共に添加し、1リットルの蒸留水と混合し、500rpmで2時間撹拌した。混合物を、10000×gで20分間遠心分離した。上清を採取し、残留物をさらに、それぞれ上記のように酸性化メタノール(0.1%HCl、v/v)1リットル、ヘキサン/アセトン/エタノール混合物50:25:25(v/v/v)、沸騰水で連続的に抽出した。全ての抽出物を乾燥し、10mlのジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解し、一緒に混合し、さらに蒸留水中で希釈して、1リットルの最終体積とした。花粉抽出物は、0.22μmの空隙率の膜上で滅菌ろ過して滅菌した。菌株を約7.0 logCFU/mlの最終細胞密度で個別に接種し、花粉抽出物を30℃で24時間インキュベートした。成長および酸性化をモニタリングし、菌株の成長および酸性化動態を、Gompertz方程式を用いて数学的にモデル化した。菌株の抗菌活性を、8種類の悪化または病原性指標細菌および8種類の指標真菌に対して試験した。菌株の抗菌活性を試験するために、乳酸菌を30℃で24時間花粉抽出物中で成長させ、上清を4℃で10分間10000×gで遠心分離して回収し、0.22μmの空隙率の膜上で滅菌ろ過して滅菌した。抗細菌活性は寒天拡散ウェルによりアッセイし、一方抗真菌活性は寒天希釈アッセイによりアッセイした。
L.kunkeei PF12、PF15、PL13株は、成長能、酸性化能(上記表1)および抗菌化合物の産生能(上記表2、3)が良好であったため選択した。
実施例2
乳酸菌を用いた花粉抽出物の発酵
実施例1に記載のプロトコルに従って得られた花粉抽出物を、93の乳酸菌の成長のためのモデル系として使用し、その成長および酸性化の能力を試験した。菌株を、30℃で24時間、FYPブロス(蒸留水1L当たりD−フルクトース10g、酵母抽出物10g、ポリペプトン*5g、酢酸ナトリウム2g、Tween 80 0.5g、MgSO・7HO 0.2g、MnSO・4HO 0.01g、FeSO・7HO 0.01g、NaCl0.01g[pH6.8])で成長させた。遠心分離(4℃で10分間10000×g)により細胞を回収し、50mMリン酸緩衝液pH7.0で2回洗浄し、花粉抽出液中に約7 LogCFU/mlの最終密度まで懸濁した。その後、花粉抽出物を、30℃で24時間インキュベートした。成長(光学密度、DO620)と酸性化(pH変化、ΔpH)を、インキュベーション中にモニタリングした。
結果
種々の種に属する93の乳酸菌株について、花粉抽出物中の成長能および酸性化能を試験した(表1)。細胞密度の最高値(DO620 1.473〜2.102)および最も高い酸性化能力は、種Lactobacillus kunkeeiに属する株で発酵した花粉抽出物において見出された(表1)。
実施例3
選択した乳酸菌株で発酵した花粉抽出物の抗微生物活性
花粉発酵中の乳酸菌の抗菌性化合物産生能を試験するために、細菌を、実施例1に記載したように花粉抽出物中で成長させ、遠心分離(4℃で10分間10000×g)により上清を回収し、0.22μmの空隙率の膜上で滅菌ろ過により滅菌した。抽出物の抗細菌活性を、寒天ウェルからの拡散アッセイによりアッセイした。分析は、指標菌株の成長のための寒天−水15ml(2%寒天、w/v)および特定寒天培地5mlからなる2層で行い(表2)、至適成長温度で24時間インキュベートした指標菌株の培養から回収した細胞を細胞密度約4 LogCFU/mlまで接種した。ウェル(直径5mm)を二重層にし、各ウェルに発酵および無細胞花粉抽出物100μlを添加した。対照として未発酵花粉抽出物を用いた。プレートは、花粉抽出物の放射状拡散を可能にするために4℃で1時間保存し、30または37℃で24時間インキュベートした。抽出物の抗真菌活性を、寒天希釈アッセイによりアッセイし、指標として用いた真菌菌糸体の半径方向成長速度を評価した(表3)。発酵および無細胞花粉抽出物を、30%(v/v)の濃度で成長培地(ジャガイモデキストロース寒天、PDA)に加え、培地15mlをペトリ皿(直径90mm)に注いだ。対照プレートは、花粉抽出物を添加せずにPDAのみを含んでいた。アッセイは、培養培地を含むペトリ皿の中央に直径3mmの菌糸体キャップを置くことによって行った。好気条件で25℃で8日間インキュベートした後、菌糸体(直径mm)の半径方向成長を測定した。成長阻害パーセンテージは、以下のように計算される:[(対照における菌糸体の成長−花粉抽出物の存在下における菌糸体の成長)/対照における菌糸体の成長]×100。その結果は、少なくとも4回の菌糸成長の測定値の平均として表される。
結果
発酵花粉抽出物は、高い抗菌活性よび抗真菌活性を有し、未発酵花粉抽出物よりも有意に高かった(P<0.05)(表2および3)。混合スターターの形態でL.kunkeei PF12、PF15およびPL13株を使用することで、最も広い阻害スペクトルが確保される。
実施例4
Lactobacillus kunkeei PF12、PF15、PL13の培養物の調製および接種のプロトコル
1)FYPブロス中でL.kunkeei PF12、PF15およびPL13株(D−フルクトース10g、酵母抽出物10g、ポリペプトン*5g、酢酸ナトリウム2g、Tween 80 0.5g、MgSO・7HO 0.2g、MnSO・4HO 0.01g、FeSO・7HO 0.01g、蒸留水[pH6.8]1リットル当たり0.01gのNaCl)を30℃で24時間成長させる。
2)各培養ブロスを10000×gで10分間、4℃で遠心分離する。
3)上清を除去し、細胞を生理的溶液(9g/lのNaCl)に再懸濁する。
4)各細胞懸濁液を10000×gで4℃で10分間遠心分離する。
5)上清を除去し、細胞を生理的溶液(9g/lのNaCl)に再懸濁する。
6)各セル懸濁液を10000×gで4℃で10分間遠心分離する。
7)上清を除去し、細胞を生理的溶液(9g/lのNaCl)に再懸濁する。
8)各セル懸濁液を、光学密度0.25に相当する9 LogCFU/mlの細胞密度になるように、細胞懸濁液100μlおよび水900μlを含むキュベット上の波長620nmにおける分光光度計で読み取る。
9)8 LogCFU/gに相当する最終接種材料を得るために、各株の細胞懸濁液を1:10の比率で花粉に加える(あらかじめ解凍して室温に持ち込んだ)。
*ポリペプトンは、他のタンパク質加水分解物(例えば、ペプトン、肉抽出物、トリプトン)と置き換えてもよい。
実施例5
Wickerhamomyces anomalusまたはHanseniaspora uvarum AN8Y27BまたはWickerhamomyces属もしくはHanseniaspora属に属する他の酵母の培養物の調製および接種のプロトコル:
1)Wickerhamomyces anomalusまたはHanseniaspora uvarum AN8Y27B、またはWickerhamomycesもしくはHanseniaspora属に属する別の酵母を酵母抽出物ペプトンデキストロースブロス(YPD,Oxoid)中で30℃で48〜72時間成長させる。
2)培養ブロスを10000×gで10分間、4℃で遠心分離する。
3)上清を除去し、細胞を生理的溶液(9g/lのNaCl)に再懸濁する。
4)細胞懸濁液を10,000×gで4℃で10分間遠心分離する。
5)上清を除去し、細胞を生理的溶液(9g/lのNaCl)に再懸濁する。
6)細胞懸濁液を10000×gで4℃で10分間遠心分離する。
7)上清を除去し、細胞を生理的溶液(9g/lのNaCl)に再懸濁する。
8)細胞懸濁液を、光学密度0.1に相当する7 LogCFU/mlの細胞密度になるように、細胞懸濁液100μlおよび水900μlを含むキュベット上の波長600nmにおける分光光度計で読取する。
9)細胞懸濁液を10000×gで4℃で10分間遠心分離し、上清を除去し、細胞を最初の体積より100倍低い体積に再懸濁する
10)8 LogCFU/gに相当する最終接種材料を得るために、1:10の割合で株の細胞懸濁液を花粉(以前に解凍して室温に持ち込んだもの)に加える。
実施例6
Lactobacillus kunkeei PF12、PF15、およびPL13の培養物の調製および接種のプロトコル
1)L.kunkeei PF12、PF15およびPL13をFYPブロス(蒸留水[pH6.8]1L当たりD−フルクトース10g、酵母抽出物10g、ポリペプトン*5g、酢酸ナトリウム2g、Tween 80 0.5g、MgSO・7HO 0.2g、MnSO・4HO 0.01g、FeSO・7HO 0.01g、0.01gのNaCl)中で、前接種材料の調製のために30℃、24時間成長させる。
2)顆粒中の乾燥花粉で調製し、+4℃で保存した成長培地中の各株の前接種材料の培養を10%ずつ移し、顆粒の外被層を少なくとも部分的に破壊するためにミルまたは顆粒剤で前処理し、10〜20%の濃度(重量/重量)で滅菌脱塩水中に再懸濁し、pH値5.25±0.25にし、30℃で24時間インキュベートする。
3)7〜8 LogCFU/gに相当する最終接種材料を得るように、バイオリアクター内で各菌株の培養物を1:10の比率で接種する。成長培地は、花粉を顆粒中で乾燥させて調製し、+4℃で保存し、ポイント1に記載されるように顆粒の外壁部を弱めるために前処理し、10〜20%の濃度まで滅菌脱塩水中に再懸濁させる。
*ポリペプトンは、他のタンパク質加水分解物(例えば、細菌学的ペプトン、肉抽出物、トリプトン)と置き換えてもよい。
実施例7
選択した株Lactobacillus kunkeei PF12,PF15およびPL13ならびに酵母Hanseniaspora uvarum AN8Y27Bから構成される混合スターターを用いた新鮮花粉の発酵
1)原材料:未処理の新鮮花粉で−20℃保存
2)10CFU/gの細胞密度で接種したL.kunkeei PF12、PF15およびPL13、ならびにH.uvarum AN8Y27Bから構成される混合スターターの接種。L.kunkeei PF12、PF15、およびPL13、ならびにH.uvarum AN8Y27Bの培養物の調製および接種のプロトコルを、実施例4および5に記載する。
3)最終湿度が40%になるまで蒸留水を加える(最終湿度値には、花粉の初期水分量[約21.56%]および接種ステップ中に加えた水分も含まなければならない)。
4)50ml滅菌チューブで30℃で216時間インキュベートする。
結果
Lactobacillus kunkeei PF12、PL13およびPF15、ならびにHanseniaspora uvarum AN8Y27Bの選択された株から構成される混合スターターの密度8 LogCFU/gに接種し、最終的な花粉湿度40%で30℃で216時間インキュベートすることを含む、新鮮花粉の発酵プロトコルを定義した。FYP寒天培地でのプレート計数および滴定酸性度(TTA)の測定により、インキュベーション中の乳酸菌の成長および酸性化を、発酵中にモニタリングした(図1)。TTA乳酸菌の細胞密度を、混合スターター接種を除いて同じ条件で処理した、非接種花粉(対照)の自然発酵中にモニターした(図1)。TTA乳酸菌の細胞密度は、混合スターター接種を除いて同じ条件で処理された、接種されていない花粉(対照)の自発的な発酵中にモニタリングされた(図1)。選択した混合スターターを添加すると、花粉中の乳酸菌の細胞密度は、96時間後に約9 LogCFU g−1に達し、144時間まで一定に保たれ、残りのインキュベーション時間中約7 LogCFUg−1に減少した。そうでなければ、花粉の自発的な発酵中に、乳酸菌は120時間後にのみ約9 LogCFU g−1の密度に達し、残りのインキュベーション時間中に急速に4 LogCFUg−1に低下した。発酵中のTTAの増加は、乳酸菌の成長と一致した。花粉の自発的な発酵中、酸性化は、選択した混合スターターで行った発酵に比べて遅く、強度も低かった(P<0.05)。
実施例8
花粉発酵プロトコル
1)原料:前処理しておらず、−20℃で保存した、または+4℃もしくは室温で保存した乾燥もしくは除湿し、5.25+/−0.25の値に達するまで花粉のpH値を粉砕および補正して前処理した新鮮な花粉、
2)10CFU/gの細胞密度で、選択した乳酸菌L.kunkeei PF12、PF15およびPL13、ならびに酵母Wickerhamomyces anomalusから構成される混合スターターの接種。
3)最終湿度70%まで蒸留水を加える。
4)滅菌試験管またはバイオリアクター中で30℃で60時間インキュベートする。
発酵花粉は、ライオスタットで凍結乾燥する。
実施例9
機械的前処理による酵母接種なしで選択したLactobacillus kunkeei PF12株、PF15株およびPL13株を用いたバイオリアクターにおける花粉発酵プロトコル
1)原料:顆粒中で乾燥し+4℃で保存した花粉で、ミルまたは顆粒剤中で機械的に前処理し、滅菌脱塩水中でバイオリアクター内に再懸濁した顆粒の外壁部を破壊して、最終容量5Lに至る濃度10〜20%(重量/重量)になるようにする
2)5.25+/−0.25の間の値に達するまでのpH値の補正。
3)10〜10CFU/gの細胞密度でのL.kunkeei PF12、PF15およびPL13で構成されたスターターの接種。L.kunkeei PF12、PF15およびPL13の培養物の調製および接種のためのプロトコルは、以下の実施例6に記載される。
4)30℃で2〜4日間、70〜100rpmで攪拌しながらインキュベートし、発酵培地を均質に保つ。
5)発酵花粉をライオスタットで凍結乾燥する(9A)か、またはスプレー乾燥して乾燥させる(9B)。
実施例10
熱前処理による酵母接種なしで選択したLactobacillus kunkeei PF12、PF15およびPL13株を用いたバイオリアクターにおける花粉発酵プロトコル
1)原料:顆粒中の除湿花粉、熱前処理(121℃、15’)したものをバイオリアクター内で滅菌脱塩水中に10〜20%の濃度(重量/重量)で再懸濁し、最終容量5Lとした。
2)5.25+/−0.25の間の値に達するまでのpH値の補正。
3)10〜10CFU/gの細胞密度でのL.kunkeei PF12、PF15およびPL13で構成されたスターターの接種。L.kunkeei PF12、PF15およびPL13の培養物の調製および接種のためのプロトコルは、以下の実施例6に記載される。
4)30℃で2〜4日間、70〜100rpmで攪拌しながらインキュベートし、発酵培地を均質に保つ。
5)発酵花粉をライオスタットで凍結乾燥する(10A)か、またはスプレー乾燥して乾燥させる(10B)。
L.kunkeei PF12,PF15,PL13で構成されたスターターの接種。L.kunkeei PF12、PF15およびPL13の培養物の調製および接種のためのプロトコルは、以下の実施例6に記載される。
30℃で2〜4日間、70〜100rpmで撹拌しながらインキュベートし、発酵培地を均質に保つ。
発酵花粉をライオスタット(10A)で凍結乾燥するか、噴霧乾燥(10B)して乾燥させる。
実施例11
選択株Lactobacillus kunkeei PF12、PF15およびPL13ならびに酵母Hanseniaspora uvarum AN8Y27Bから構成される混合スターターを用いた発酵花粉の栄養強化
実施例7に記載されたプロトコルに従って得られた発酵花粉を、化学的および栄養学的観点から特性評価した。花粉中の単一、全および遊離アミノ酸含有量は、カチオン交換カラムを装備したBiochrom 30 Amino Acid Analyzer (Biochrom Ltd.,Cambridge Science Park,England)により測定した(図2)。in vitro消化をシミュレートする多相プロトコルを用いて、花粉タンパク質の消化性を推定した(図3)。さらに、Superose 12 10/300 GLカラムおよび214nm UV検出器を搭載したAEKTA FPLCシステムを用いて、花粉のペプチドプロファイルを解析した(図3)。Folin−Ciocalteu法(図4)により、水およびメタノールに可溶である有利フェノール化合物中の含有量を測定した。
結果
Lactobacillus kunkeei PF12、PL13およびPF15、ならびにHanseniaspora uvarum AN8Y27B(図2)およびペプチド(図3)からなる混合スターターを用いた発酵花粉では、新鮮花粉と比較して、それぞれ約14および12g kg−1(乾燥重)の有意な総遊離アミノ酸の増加(P<0.05)が観察された。さらに、発酵花粉は、新鮮な花粉(62.11±0.8%)と比較して、可消化性タンパク質(75.14±0.7%)においてより大きな(P<0.05)含有率を示した(図3)。さらに、新鮮花粉(8.43±0.85および45.73±4.81g没食子酸eq.kg乾燥重量−1)と比較して、発酵花粉では水溶性(15.98±0.64g没食子酸eq.kg乾燥重量)およびメタノール溶性(69.53±4.52g没食子酸eq.kg乾燥重量−1)遊離フェノール化合物のより高い濃度(P<0.05)が認められた。
実施例12
1.実験的試験
2.実験作業の目的
以下に報告する実験手順は、発酵花粉(ビーブレッド)の異なる試験のin vitro活性を検討し、ヒトケラチノサイトに対するその抗酸化活性および抗炎症活性(TNF−α)を特性化することを目的とする。
3.材料
3.1 試験試料
Figure 2021530215
* 選択したスターターは、L.kunkeei PF12、PF15、およびPF3、ならびにWickerhamomyces anomalus LCF1695で構成される
発酵生成物は、30℃で12時間保持した。
すべての抽出物を培地(100%溶液溶解度ストック)で50mg/mlに希釈し、滅菌ろ過した(5mg/mL)。保存株は、−20℃で保存した。
3.2 使用した試薬および器具
Figure 2021530215
Figure 2021530215
3.3 使用した生物学的モデル
3.3.1 ヒトケラチノサイトの培養
ヒトケラチノサイトNCTC2544の不死化株を使用し(Perry V.P.et al.,1957)、滅菌フラスコ(25cm3)で培養し、ウシ胎児血清(FBS)、1%ペニシリンおよびストレプトマイシンと0.1%ゲンタマイシンの存在下でグルタミン2mMを添加したRPMI培養培地中で、5%CO2の湿気下で37℃でインキュベートした。
1:3分割は、1XPBS(Ca2+およびMg2+を含まないリン酸緩衝液)で洗浄し、細胞をトリプシン−EDTA液で37℃で2分間脱離することにより、単層を達成した後に2日毎に行う。この細胞を、25cm3の滅菌フラスコ中で培養に保持し、5%COの湿潤雰囲気中で37℃でインキュベートした。
Figure 2021530215
3.3.2 対照
3.3.2.1 誘導された酸化ストレスMTT試験
陰性対照:2.5%ウシ胎児血清(FBS)、グルタミン2mMを添加したRPMIで処理していない細胞を、1%ペニシリンおよびストレプトマイシンと0.1%ゲンタマイシンの存在下で、37℃および5%CO(暗所)で(96ウェル)培養プレートに保存した。
陽性対照:2.5%ウシ胎児血清(FBS)、グルタミン2mMを添加したRPMI中で過酸化水素1mMで2時間処理した細胞を、1%ペニシリンおよびストレプトマイシンと0.1%ゲンタマイシンの存在下で、37℃および5%CO(暗所)で(96ウェル)培養プレートに保持した。
3.3.2.2 抗炎症活性試験
陰性対照:2.5%ウシ胎児血清(FBS)、グルタミン2mMを添加したRPMIで処理していない細胞を、1%ペニシリンおよびストレプトマイシンと0.1%ゲンタマイシンの存在下で、37℃および5%COの25cm培養プレート中(12ウェル)に保存した。
陽性対照:2.5%ウシ胎児血清(FBS)、グルタミン2mMを添加したRPMIで処理していない細胞を、1%ペニシリンおよびストレプトマイシンと0.1%ゲンタマイシン10μg/mL LPSの存在下で、37℃および5%COの25cm培養プレートに(12ウェル)保存した。
4.方法
4.1 ヒトケラチノサイト株NCTC2544に誘導される酸化ストレスに対する保護の研究
4.2.1 方法の原理
Rajapakseおよび共同研究者(2005)により2005年に実施された研究は、活性化合物のin vitro抗酸化活性を研究するためにMTTアッセイのような高度に使用され汎用される方法を用いる可能性を実証した。具体的には、この方法によって、このような化合物の後に酸化ストレスにさらされた細胞に対する保護作用を検討することが可能である。酸化ストレスの誘導は、ROSの形成を介して細胞内の酸化的損傷の産生を誘導する薬剤である過酸化水素とインキュベートすることによって行われる。いかなる保護作用も、同じ酸化ストレスにさらされた細胞と比較して、試験される活性化合物に前処理/前曝露された細胞の酸化ストレス後の細胞生存性の評価を通して決定することができる。より高い細胞生存率は、試験した化合物の保護作用に対応するであろう。
4.2.2 実験手順
アッセイは、Codaと共同研究者(Coda et al.,2012)が記載した方法に従って実施し、若干の変更を加えた。
ヒトケラチノサイトNCTC2544を、5×10細胞/ウェルの密度で96ウェルプレートに播種し、約80%のコンフルエントに達するまで5%COで37℃でインキュベートした。
次に、それぞれ試料B、FER867、FER868、FER869、FER870およびFER871について、細胞を、それぞれ100〜250および500μg/mLの濃度で、試験すべき活性化合物およびそれぞれの対照と16時間インキュベートした。
希釈液は、1%ペニシリンとストレプトマイシンおよび0.1%ゲンタマイシンの存在下で、DMSOのストック50mg/mLから開始し、滅菌ろ過し、2.5%ウシ胎児血清(FBS)、グルタミン2mMを添加したRPMI培地を用いて調製した。
陽性対照としてH1mMで処理した細胞を用いた。代わりに、培養物のみで保持した細胞(RPMI 2.5%FBS)を陰性対照として用いた。
アルファトコフェロールを基準値酸化防止剤として、それぞれ100、250および500μg/mlの濃度で試験した。
16時間の前処理を経て、細胞はPBS 1Xで洗浄され、暗所で37℃、5%のCOで、1mmのH溶液(Sigma−Aldrich,St.Louis,MO,USA)で90分間インキュベートされた。
いったん酸化ストレス誘導段階が終了したら、ポイント4.1.2(MTTアッセイ)に記載された方法に従って、様々な試料の細胞生存率を評価した。
データは、以下の式に従って、ストレスを与えなかった対照細胞(ctr)と比較した細胞生存率のパーセンテージで表した:
% 細胞生存率/ctr=(Abs試料/Absctr)*100
すべての試験は少なくとも2回、2つ1組で実施された。
4.3 抗炎症活性(TNF−α)の検討
4.4.1 実験手順
NCTC2544細胞におけるTNF−α炎症マーカーの遺伝子発現を、相対定量RT−PCR(定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応−qRT−PCR)により評価した。
この分析には3段階の連続ステップが必要であった:
・全RNAの抽出;
・cDNAの逆転写;
qRT−PCR。
ヒトケラチノサイトNCTC2544を、0.5×10細胞/ウェルの密度で12ウェルプレートに播種し、約80%のコンフルエントに達するまでインキュベートした。
次いで、細胞を、100、250および500μg/mLの濃度で、試料B、FER867、FER868、FER869、FER870およびFER871とともに、それぞれ16および24時間インキュベートした。
希釈液は、1%ペニシリンとストレプトマイシンおよび0.1%ゲンタマイシンの存在下で、2.5%ウシ胎児血清(FBS)、グルタミン2mMを添加した培地(RPMI)中のストック50mg/mLから始めて調製した。
LPS (リポ多糖類)を10μg/mLの量で炎症のインデューサーとして使用し、16および24時間処理溶液と共インキュベートした。
陰性対照として、培養培地のみで保持した細胞(RPMI 2.5%FBS)を用いた。
代わりに、培養培地のみ(RPMI 2.5%FBS)および10μg/mL LPSに保持した細胞を、陰性対照として用いた。
インキュベート後、RNAを抽出した。
ChomczynskiとMackey(1995)によって記載されたものに従って、NCTC2544細胞から全RNAを抽出した。
関心の活性化合物とのインキュベーション後、細胞をPBS(1×)で洗浄し、最終的にRNA抽出手順に供した。抽出後、抽出RNAをQiaExpert(Qiagen)装置を用いて定量し、260nm波長で抽出された全RNAのμg/mL中の濃度を計算した。
最後に、1%アガロースゲル上で電気泳動を行うことによって、RNAの完全性(2μg/mL)を評価した。
RNAの鎖を鋳型として用いてNA分子を合成できる酵素を用いて、全RNAをcDNA(相補的DNA)に変換した。このDNA−ポリメラーゼRNA依存性酵素は、逆転写酵素とよばれる。
それは、RNAの一本鎖の3’末端に結合し、ランダムプライマーおよびデオキシヌクレオシド三リン酸(DNTPS)を介して、それは、cDNAの鎖を合成する。
この目的のために、5X PrimeScript Buffer(リアルタイム用);PrimeScript RT Enzyme Mix1;OligodTPrimer;Random 6 mers;RNAse非含有2 dHOを含む市販キット「PrimeScript(商標)RT試薬キット(perfect Real Time)」(TakaraBioInc.、日本)を使用した。
抽出し、定量したRNAを、2μg/mLの濃度に希釈し、cDNAに逆転写した。10μLのマスターミックス(5X PrimeScript Buffer(リアルタイム用);PrimeScript RT Enzyme Mix1;OligodTPrimer;Random 6 mers100μM)を調製し、そこに10μLのRNA (2μg/ml)を加えた。
試料を、サーマルサイクラー(Stratagene Mx3000P Real Time PCR System,Agilent Technologies Italy S.p.A.、イタリア、ミラノ)に置き、次の条件で再登録に供した:
37℃、15分間;
85℃、5秒間;
4℃保持
逆転写後、試料にDEPC水30μLを加えて、最終濃度40ng/μLのcDNAを得た。
qRT−PCRは、反応中に放出される蛍光をモニタリングすることにより、増幅産物をリアルタイムに増幅および定量する方法である。
RT−PCR増幅には、TaqMan(登録商標)(AppliedBiosystems)プローブシステムを用いた。以下のTaqManプローブを用いた:Hs00174128_m1(TNF−α)およびHs99999905_m1(GAPDH)。GAPDH.対照遺伝子(ハウスキーピング)としてHs99999905_m1を用いた。
Taqmanプローブは、増幅が進むにつれて蛍光の発達を可能にするプローブの一種である。レポーター(フルオロフォアFAM(商標))はその5’末端に結合し、一方クエンチャーは3’末端に結合する。レポーターとクエンチャーとの間の近さは、蛍光シグナル発光を打ち消す。耐熱性DNAポリメラーゼ(Taqポリメラーゼ)蛍光の5’エソヌクレアーゼ活性のみが検出され、増幅産物の蓄積は、各サイクルの間に増加するレポーターの蛍光の増加を通して評価することができる。
qRT−PCR用にマスターミックスを以下のように設定した:
・10μlの「2X Premix Ex Taq」;
・1μlの「20× TaqMan Gene Expression Assays」(2つのプライマーおよびフルオロフォア標識蛍光プローブFAM(商標)を含む);
・0.4μlの受動的参照Rox II;
・5μlのDEPC水
Master Mixには、標的遺伝子用に4μLのcDNAを、ハウスキーピング遺伝子用に1μLのcDNAを添加した。
増幅は、以下の条件で40回実施した:
・95℃、30秒(Amplitaqactivation);
・95℃、5秒(変性)
・60℃、20秒(アニーリング−延長);
各分析は、2つ1組で実施した。
得られたデータは、2−ΔΔCtの方法に従って解析し、したがってハウスキーピング遺伝子と比較して標準化し、対照試料(未処理細胞)上で校正した、目的遺伝子の式の相対値を算出することが可能であった:
ΔΔCt=ΔCttarget−housekeeping(対照)−ΔCttarget−housekeeping(処理細胞)
−ΔΔCtは、増幅率を100%と仮定して算出した。
5.結果
5.1 誘導された酸化ストレスに対する保護アッセイ
図5は、既知の作用の抗酸化剤、α−トコフェロールと比較して、試験した試料の誘導された酸化ストレスに対する保護の活性に関係するデータを示す。
結果は、250および500μg/mLの濃度で分析した全ての化合物に対し誘導された酸化ストレスに対する有意な保護活性を示し、この活性はα−トコフェロールのそれと同等である。
5.2 抗炎症活性(TNF−α)の検討
添付した図6AおよびBは、試料B(対象)、FER867、FER868、FER869、FER870およびFER871を、それぞれ100〜250および500μg/mLの濃度で16時間(図6a)および24時間(図6B)処理した後のTNF−α遺伝子発現データを示す。
16時間の処理後、100、250および500μg/mLの濃度で試験した試料B、およびFER867は、最も有意な抗炎症活性を示す(図6A)。
抗炎症活性は、特にFER867試料については、処理の24時間後により明白である(図6B)。
6.結論
結論として、実施した試験は、250および500μg/mlの濃度で試験した全試料について、誘導された酸化ストレスに対する有意な保護活性を示した(図5)。
さらに、消炎作用の研究では、16時間の治療後に、100および250μg/mlの濃度で試験した試料B,FER867が有意な消炎活性を示すことが示された(図6A)。
化合物FER869について、500μg/mlの濃度は、TNF−α関連mRNA式を有意に低下させた。100および500μg/mLの濃度のFER871は、mRNA産生の減少を示す。被験化合物の抗炎症活性は、特にFER867化合物については、24時間の処理後により明らかである(図6B)。
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実施例13
軟質ゼリーカプセル
各ソフトゼリーカプセル(真珠)は、以下を含有する:q.ty u.m.
酵母を接種せずに、選択したLactobacillus kunkeei菌株PF12、PF15、およびPL13で発酵させた花粉、例5参照 100mg
大豆油 250mg
大豆レシチン 5mg
脂肪酸のモノグリセリドおよびジグリセリド 30mg
シェルの構成成分:
ゼラチン 145mg
グリセロール 67mg
実施例14
錠剤
各投与量は、以下を含む。q.ty u.m.
酵母を接種せずに、選択したLactobacillus kunkeei菌株PF12、PF15、およびPL13で発酵させた花粉、例5参照 200mg
微結晶セルロース 100mg
BioGABA [ブドウのマスト(Vitis vinifera L.フルーツ)の発酵からのガンマアミノ酪酸、Lactobacillus plantarumC48] 100mg
ポリビニルプロロリドン 35mg
コメ(Oryza sativa L種子乾燥抽出物) 50mg
アルファルファ(Medicago sativa L 花乾燥抽出物) 40mg
クロレラ(Chlorella pyrenoidosa H Chick)葉状物乾燥抽出物 30mg
ホスファチジルセリン 40mg
Melissa(MelissaOfficinalis L)の葉および花の乾燥抽出物 100mg
グリホニア[Griffonia simplicifolia(DC)Baill]種子乾燥抽出物 51mg
L−テアニン 12.6mg
二酸化ケイ素 10mg
ステアリン酸マグネシウム 10mg
実施例15
チュアブル錠剤
各投与量は、以下を含む。q.ty u.m.
マルトデキストリン 50〜300mg
デキストロース 50〜300mg
フルクトース 50〜300mg
酵母を接種せずに、選択したLactobacillus kunkeei菌株PF12、PF15、およびPL13で発酵させた花粉、例5参照 100mg
芳香 10〜30mg
トウモロコシデンプン 10〜30mg
微結晶セルロース 10〜30mg
二酸化ケイ素 5〜15mg
ロイシン 5〜15mg
実施例16
錠剤
各投与量は、以下を含む。q.ty u.m.
リン酸カルシウム 150mg
酵母を接種せずに、選択したLactobacillus kunkeei菌株PF12、PF15、およびPL13で発酵させた花粉、例5参照 50mg
ボスウェリア(Boswellia serrrata Roxb)乾燥抽出物樹脂 150mg
パルミトイルエタノールアミド(PEA) 150mg
BioGABA [ブドウのマスト発酵(Vitis vinifera L.フルーツ)からのガンマアミノ酪酸、Lactobacillus plantarumC48] 100mg
γ−アミノ酪酸 49mg
ウコン(Curcuma longa L.)乾燥抽出物 100mg
微結晶セルロース 50mg
ビタミンD(コレカルシフェロール) 0.005mg
ビタミンB3(ニコチンアミド) 16mg
ヒドロキシプロピルセルロース 30mg
二酸化ケイ素 6mg
脂肪酸のモノおよびジグリセリド 10mg
ビタミンB1(一硝酸チアミン) 1.36mg
ビタミンB2(リボフラビン) 14mg
ビタミンB5(パントテン酸カルシウム) 6.5mg
ビタミンB6(ピリドキシン塩酸塩) 1.7mg
ビタミンK2(メナキノン−7) 0.075mg
ビタミンB12(シアノコバラミン) 0.026mg
実施例17
錠剤
各投与量は、以下を含む。q.ty u.m.
アシュワガンダ(Withania somnifera L Dunal)根乾燥抽出物 150mg
選択した菌株Lactobacillus kunkeei PF12、PF15、PL13、および酵母Hanseniaspora uvarum AN8Y27Brefで構成される混合スターターを使用して発酵させた花粉。例4参照 50mg
微結晶セルロース 100mg
酸化マグネシウム 100mg
バコパ(Bacopa monnieri L Pennel)乾燥抽出物トップ 100mg
BioGABA[ブドウのマスト(Vitis vinifera L.フルーツ)の発酵からのガンマアミノ酪酸、Lactobacillus plantarumC48] 100mg
リン酸カルシウム 100mg
γ−アミノ酪酸 49mg
サフラン(Crocus sativus L)花抽出物 30mg
ヒドロキシプロピルメチルセルロース 30mg
ビスグリシン酸亜鉛 10mg
二酸化ケイ素 7mg
(6S)5−メチルテトラヒドロ葉酸、グルコサミン塩 0.2mg
ステアリン酸マグネシウム 11mg
実施例18
免疫刺激BAR 30グラム
酵母を接種せずに、選択した菌株Lactobacillus kunkeei PF12、PF15、およびPL13で発酵させた花粉、例5参照 2g
グルコースおよびフルクトースシロップ 10〜14g
米片 10〜12g
ヒマワリレシチン 0.5〜3g
パーム油(Elaeisguinensis) 0.5〜3%
トウモロコシマルトデキストリン 1〜2g
アカイ(EuterpeOleracea)脱水果実 3〜4g
レイシン(Vitis apyrena L)脱水果実 1〜2g
クエン酸 q.b
芳香 q.b
実施例19
硬質ゼリーカプセル
各硬質ゼリーカプセルは、以下を含む:q.ty u.m.
選択した菌株Lactobacillus kunkeei PF12、PF15、PL13、および酵母Hanseniaspora uvarum AN8Y27Brefで構成される混合スターターを使用して発酵させた花粉。例4参照 200mg
マルトデキストリン 5〜50mg
不溶性天然繊維 5〜100mg
ステアリン酸マグネシウム 1〜10mg
二酸化ケイ素 3〜6mg
天然ゼリー外被
実施例20
経口水溶性顆粒
各サシェには以下が含まれる:q.ty u.m.
選択した菌株Lactobacillus kunkeei PF12、PF15、PL13、および酵母Hanseniaspora uvarum AN8Y27Brefで構成される混合スターターを使用して発酵させた花粉。例4参照 1000mg
イヌリン 200〜600mg
マルトデキストリン 0.5〜3.0g
リンゴ酸 1〜10mg
芳香 10.0〜50.0mg
スクラロース 0.005mg
実施例21
スティックパック中の顆粒状ブレンド
各サシェは、以下を含む:q.ty u.m.
酵母を接種せずに、選択したLactobacillus kunkeei菌株PF12、PF15、およびPL13で発酵させた花粉、例5参照 500mg
エキナシア(Echinacea purpurea)地上部乾燥抽出物 300mg
蜂蜜芳香 10mg
イヌリン 1〜2g
アラビアゴム 0.5〜2g
リンゴ酸 0〜100mg
スクラロース 0.005mg
芳香 0.25mg
例22
錠剤
各錠剤は、以下を含む:
酵母を接種せずに、選択したLactobacillus kunkeei菌株PF12、PF15、およびPL13で発酵させた花粉、例5参照 50mg
微結晶セルロース 50mg
Broccoli(BrassicaOleracea italica var)花序乾燥抽出物 125mg
BioGABA [ブドウのマスト(Vitis vinifera L.フルーツ)の発酵からのガンマアミノ酪酸 100mg
発酵花粉 100mg
マスタード(Brassica juncea L Czern)種子乾燥抽出物 75mg
Artichoke(Cynara scolymus L)葉乾燥抽出物 60mg
アセロラ(Malpighiaglabra L)果実乾燥抽出物 100mg
オレンジ(Citrus sinensis L)果実乾燥抽出物 50mg
リン酸カルシウム 50mg
ベートルート(Beta vulgaris L)全植物乾燥抽出物 50mg
ヒドロキシプロピルセルロース 20mg
ベイベリー(Myrica cerifera L)樹皮乾燥抽出物 30mg
Astragalus(Astragalus membranaceus)根乾燥抽出物 30mg
ケルセチン 30mg
ビタミンE(トコトリエノールトコフェロール) 6mg
Β−シトステロール 20mg
リコピン 10mg
ニコチンアミド 16mg
二酸化ケイ素 10mg
脂肪酸のモノおよびジグリセリド 10mg
ガレオプシス(Galeopsis segetum Necker)地上部乾燥抽出物 5mg
スペルミジン三塩酸塩 0.5mg
ビオチン 0.05mg

Claims (13)

  1. ビーブレッドを製造するための微生物学的プロセスであって、a)穀物中の花粉にスターター乳酸菌を接種する工程およびb)花粉を発酵させる工程を含み、前記プロセスは、接種されたスターター乳酸菌がLactobacillus kunkeei種の乳酸菌であり、Lactobacillus kunkeei PF12、PF15およびPF13株ならびにそれらの混合物から選択されるという事実を特徴とする方法。
  2. 外被覆層を分解するための花粉粒の予備処理を含み、工程a)で接種された前記乳酸菌の発酵活性のための穀粒含有率を利用できるようにする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記花粉粒のコーティングペクチン成分を分解または代謝する酵母の接種を前の工程または工程a)に含む、請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。
  4. 前記花粉粒の前記コーティングペクチン成分を分解または代謝する前記酵母が、Wickerhamomyces anomalus種に属し、Hanseniaspora uvarum AN8Y27B株である、請求項3に記載の方法。
  5. 前記発酵工程の後、微生物電荷の軽減のさらなる工程c)を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 乾燥、好ましくは凍結乾燥または噴霧乾燥のさらなるステップを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法により得られたビーブレッドまたは発酵花粉。
  8. 請求項7に記載のビーブレッドまたは発酵花粉および食用担体を含む、組成物。
  9. 心血管疾患、代謝性疾患、骨疾患、脳疾患、腸疾患の治療に使用するか、または腸内微生物の機能性のドライバーとして使用するための、請求項7に記載のビーブレッドまたは請求項8に記載の組成物。
  10. 毛髪の皮膚の皮膚老化の治療のための、請求項7に記載のビーブレッドまたは請求項8に記載の組成物の使用。
  11. 受託番号DSM 32843を有するLactobacillus kunkeei PF12、受託番号DSM 32845を有するLactobacillus kunkeei PF15、受託番号DSM32844を有するLactobacillus kunkeei PL13およびそれらの混合物から選択される、Lactobacillus kunkeeiの菌株。
  12. 受託番号DSM 32843を有するLactobacillus kunkeei PF12、受託番号DSM 32845を有するLactobacillus kunkeei PF15、受託番号DSM32844を有するLactobacillus kunkeei PL13およびそれらの混合物から選択されるLactobacillus kunkeeiの株を含む組成物。
  13. 前記細菌株が生きており、生命維持の、または不活化されている、請求項12に記載の組成物。

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