JP2023043511A - 整腸用食品組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】整腸効果が高い整腸用食品組成物を提供すること。【解決手段】整腸用食品組成物は、微細藻類コッコミクサ由来物質を有効成分として含む。整腸用食品組成物は、例えば、難分解性の炭水化物及び食物繊維の少なくとも一方をさらに含む。微細藻類コッコミクサ由来物質は、例えば、細胞壁と、前記細胞壁に内包されている物質とを含む。細胞壁は、例えば、アルジナンを含む。微細藻類コッコミクサ由来物質は、例えば、食物繊維の分解又は発酵に関与する細菌群を賦活化する。【選択図】図４

Description

本開示は整腸用食品組成物に関する。

いわゆる整腸効果は、以下のようにしてもたらされる。大腸内で食物繊維が発酵することにより、大腸内で酪酸等の短鎖脂肪酸（ＳＣＦＡ）や乳酸が増え、大腸内が酸性環境となる。酸性環境は悪玉菌の増殖を抑制する。また、酪酸は、大腸の蠕動運動や水分吸収を活発化させる。その結果、腸内環境が改善され、整腸効果がもたらされる。

また、大腸内に存在する一部の有用細菌は、大腸の腸管免疫系に直接作用して免疫力を向上させる。有用細菌として、乳酸菌や一部のクロストリジウム菌等が挙げられる。
食物繊維は整腸効果をもたらす。乳酸菌等の酵素は食物繊維の発酵を促すとされている。食物繊維や酵素を摂取できる商品が開発されている（特許文献１）。また、ＳＣＦＡの産生や腸管免疫に作用する細菌群を摂取できる商品が開発されている（特許文献２）。

特開２００１－２９９２７６号公報 特表２０１８－５３２７５８号公報

食物繊維を分解する能力は大腸に存在する腸内細菌で決まる。そのため、食物繊維の摂取量が一定の値を超えると、それ以上摂取量を増やしても整腸効果は頭打ちになる。また、ＳＣＦＡの産生や腸管免疫に作用する細菌群を経口投与した場合、細菌群のほとんどが、大腸に至る前に、胃や小腸で分解される。そのため、ＳＣＦＡの産生や腸管免疫に作用する細菌群を経口投与しても、整腸効果は生じ難い。さらに、腸内フローラは人による差異が大きく、従来技術で示した対策で期待される効果も個人差が大きく限定的である。本開示の１つの局面では、整腸効果が高い整腸用食品組成物を提供することが好ましい。

本開示の１つの局面は、微細藻類コッコミクサ由来物質を有効成分とする整腸用食品組成物である。本開示の１つの局面である整腸用食品組成物は、整腸効果が高い。

給餌試験前及び給餌試験後に実験区及び対照区から取得した豚の腸内細菌の全データを主成分分析した結果を表すグラフである。 給餌試験前及び給餌試験後に実験区及び対照区から取得した豚の腸内細菌を主成分分析して得られた主成分１の平均値を表すグラフである。 食物繊維を分解又は発酵する５３属の細菌群ネットワークを表す説明図である。 主成分１の値とFibrobacterの16SrDNAコピー数割合とをプロットして得られたグラフである。 給餌試験後に実験区及び対照区から取得したサンプル中の短鎖脂肪酸を分析した結果を表すグラフである。 糞中の各短鎖脂肪酸の含有量との相関係数が０．６以上の細菌群を表す説明図である。 給餌試験後に実験区及び対照区から取得したサンプル中の腐敗産物を分析した結果を表すグラフである。 糞中の腐敗産物の含有量と負の相関関係のある細菌群を表す説明図である。 給餌試験後に実験区及び対照区から取得したサンプル中のベイロネラ科の細菌の16SrDNAコピー数割合の結果を表すグラフである。 給餌試験後に実験区及び対照区から取得したサンプル中のクロストリジウムＸＩＶａの細菌の16SrDNAコピー数割合の結果を表すグラフである。 コッコミクサＫＪ株のヒト摂取試験における摂取前と摂取後の糞便中に含まれるベイロネラ科の細菌の16SrDNAコピー数割合の結果を表すグラフである。 コッコミクサＫＪ株のヒト摂取試験における摂取前と摂取後の糞便中に含まれるクロストリジウムＸＩＶａの細菌の16SrDNAコピー数割合の結果を表すグラフである。

本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
１．整腸用食品組成物
本開示の整腸用食品組成物は、微細藻類コッコミクサ由来物質を有効成分として含む。微細藻類コッコミクサ由来物質とは、微細藻類コッコミクサの全成分又は一部の成分である。微細藻類コッコミクサ由来物質は、例えば、コッコミクサＫＪ株に由来する物質である。コッコミクサＫＪ株は、２０１３年６月４日付で独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター（ＮＩＴＥ－ＩＰＯＤ）（千葉県木更津市かずさ鎌足２－５－８ １２０号室）に受託番号ＦＥＲＭ Ｐ－２２２５４として寄託されている。また、コッコミクサＫＪ株は、２０１５年６月２日付けで受託番号ＦＥＲＭ ＢＰ－２２２５４としてブダペスト条約に基づく国際寄託へ移管されている。

微細藻類コッコミクサ由来物質は、例えば、細胞壁と、その細胞壁に内包されている物質とを含む。細胞壁は、微細藻類コッコミクサの細胞壁である。細胞壁に内包されている物質は、微細藻類コッコミクサの一部である。細胞壁に内包されている物質は、例えば、整腸効果を奏する有効成分である。細胞壁は、例えば、アルジナンを含む。

微細藻類コッコミクサ由来物質は、例えば、食物繊維の分解又は発酵に関与する細菌群（以下では特定細菌群とする）を賦活化する。
例えば、特定細菌群の少なくとも一部は、短鎖脂肪酸を産生する能力を有している細菌群である。短鎖脂肪酸を産生する能力を有している細菌群として、例えば、ルミノコッカス科、ラクノスピラ科、セディメンティバクター属、ファスコラルクトバクテリウム属、アロバキュラム属等が挙げられる。ルミノコッカス科の細菌群として、例えば、オシリバクター属、フィーカリバクテリウム属、サブドリグラヌルム属等が挙げられる。ラクノスピラ科の細菌群として、例えば、パラスポロバクテリウム属、マルビンブリアンチア属、シントロフォコッカス属等が挙げられる。特定細菌群が産生する短鎖脂肪酸として、例えば、酪酸、プロピオン酸、酢酸等が挙げられる。

例えば、特定細菌群の少なくとも一部は、糞便臭の元になる腐敗産物の生成を抑制する能力を有している細菌群である。糞便臭の元になる腐敗産物の生成を抑制する能力を有している細菌群として、例えば、プレボテラ科、コリオバクテリア科、アッカーマンシア属等が挙げられる。プレボテラ科の細菌群として、例えば、プレボテラ属、パラプレボテラ属等が挙げられる。コリオバクテリア科の細菌群として、例えば、アドレクラウチア属、エンテロハブダス属等が挙げられる。

微細藻類コッコミクサ由来物質は、例えば、ベイロネラ科の細菌群、及び、クロストリジウムＸＩＶａを賦活化する。クロストリジウムＸＩＶａは酪酸を産生する。本開示の整腸用食品組成物は、例えば、難分解性の炭水化物及び食物繊維の少なくとも一方をさらに含む。

本開示の整腸用食品組成物は、例えば、難分解性の炭水化物及び食物繊維の少なくとも一方をさらに含むことが望ましい。難分解性の炭水化物や食物繊維の摂取により、微細藻類コッコミクサ由来物質による食物繊維の分解・発酵に関与する細菌群ネットワークの活性向上の効果を高めることができる。

なお、個人の腸内フローラを形成する細菌群は、拮抗的あるいは共生的、相補的な関係などによる相互作用ネットワークを形成しており、特定の腸内細菌を摂取しても他細菌群の緩衝的な作用によって変化し難い。そこで、各個人に存在する特有の腸内フローラにおける相互作用ネットワークを形成している細菌群全体に働きかけて活性を上げる整腸用食品組成物の実現を考えた。特に、大腸付近で働く食物繊維の分解・発酵に関与する細菌群は、大腸内での酪酸やプロピオン酸等の短鎖脂肪酸を産生するものが多く、整腸効果に大きく影響する。そこで、食物繊維の分解・発酵に関与する細菌群ネットワークの活性を上げる整腸用食品組成物を実現する。

なお、口から大腸に届く間に存在する消化器官である胃や小腸で殆どの栄養は分解・吸収されてしまうため、大腸付近で働く食物繊維の分解・発酵に関与するネットワーク細菌群に栄養素を届けるためにはカプセルに内包するなどの工夫が必要であった。一方で、野菜などに含まれる食物繊維は人の胃や小腸では分解できないため大腸まで届き、それを分解・発酵する細菌群の餌となって、乳酸や短鎖脂肪酸になる。微細藻類は、細胞壁という殻の中にタンパク質やビタミン、ミネラルなどが豊富に含まれたものであり、細胞壁の主成分は食物繊維と同じである。つまり、微細藻類の殻の内側にある豊富な栄養素は、細胞壁の分解、つまり、大腸に存在する食物繊維を分解する細菌群の働きにより放出されるものであり、まさに、大腸に届く剤となり得る。しかし、クロレラなど多くの微細藻類の細胞壁は食品加工する上での高圧殺菌や加熱殺菌処理などで破壊されやすく、大腸の手前で栄養素として吸収される割合が多くなる。そこで、細胞壁にアルジナンという硬い成分を含むコッコミクサに着目し、この微細藻類を用いることで、殺菌処理後も大腸に栄養素を届けることが可能になると考えた。

２．整腸用食品組成物の製造方法
（２－１）第１の製造方法
培養したコッコミクサＫＪ株を用意する。コッコミクサＫＪ株の藻体密度は、例えば、０．２～０．５ｇ／Ｌである。遠心分離機を用い、藻体密度が１０～２０ｇ／Ｌになるまで濃縮し、濃縮液を得る。１２０～１５０℃に加熱したドラムドライヤで濃縮液を乾燥させることで、コッコミクサＫＪ株の乾燥粉体を得る。コッコミクサＫＪ株の乾燥粉体は、微細藻類コッコミクサ由来物質及び整腸用食品組成物に対応する。第１の製造方法で製造した整腸用食品組成物は、例えば、家畜用飼料としても用いることができる。原料として、コッコミクサＫＪ株以外の微細藻類コッコミクサを用いてもよい。

（２－２）第２の製造方法
第１の製造方法の場合と同様にして濃縮液を得る。フェオホルバイドの生成活性を抑制するために、濃縮液を加熱処理する。スプレイドライや凍結乾燥等の乾燥処理により、濃縮液からコッコミクサＫＪ株の乾燥粉体を得る。コッコミクサＫＪ株の乾燥粉体は、微細藻類コッコミクサ由来物質及び整腸用食品組成物に対応する。原料として、コッコミクサＫＪ株以外の微細藻類コッコミクサを用いてもよい。

３．整腸用食品組成物が奏する効果
（１Ａ）本開示の整腸用食品組成物は、整腸効果が高い。
（１Ｂ）本開示の整腸用食品組成物が、難分解性の炭水化物及び食物繊維の少なくとも一方をさらに含む場合、整腸効果が一層高い。

（１Ｃ）微細藻類コッコミクサ由来物質は、例えば、細胞壁と、その細胞壁に内包されている物質とを含む。この場合、整腸用食品組成物を経口投与したとき、細胞壁は、内包されている物質が胃や小腸で分解又は吸収されてしまうことを抑制する。そのため、細胞壁に内包されている物質は、大腸に到達し易い。その結果、整腸用食品組成物の整腸効果が一層高い。

（１Ｄ）細胞壁は、例えば、アルジナンを含む。この場合、細胞壁は、内包されている物質が胃や小腸で分解又は吸収されてしまうことを一層抑制する。そのため、細胞壁に内包されている物質は、大腸に一層到達し易い。その結果、整腸用食品組成物の整腸効果が一層高い。

（１Ｅ）例えば、微細藻類コッコミクサ由来物質は、特定細菌群を賦活化する。この場合、整腸用食品組成物の整腸効果が一層高い。
（１Ｆ）例えば、微細藻類コッコミクサ由来物質が賦活化する特定細菌群の少なくとも一部は、短鎖脂肪酸を産生する能力を有している。この場合、整腸用食品組成物の整腸効果が一層高い。

（１Ｇ）例えば、微細藻類コッコミクサ由来物質が賦活化する特定細菌群の少なくとも一部は、糞便臭の元になる腐敗産物の生成を抑制する能力を有している。この場合、整腸用食品組成物の整腸効果が一層高い。

（１Ｈ）例えば、微細藻類コッコミクサ由来物質は、ベイロネラ科の細菌群、及び、クロストリジウムＸＩＶａを賦活化する。この場合、整腸用食品組成物の整腸効果が一層高い。
４．実施例
（４－１）整腸用食品組成物の製造
前記第１の製造方法により、コッコミクサＫＪ株を原料として、整腸用食品組成物を製造した。整腸用食品組成物は、コッコミクサＫＪ株の乾燥粉体を含む。コッコミクサＫＪ株の乾燥粉体は、微細藻類コッコミクサ由来物質に対応する。コッコミクサＫＪ株の乾燥粉体は、細胞壁と、その細胞壁に内包されている物質とを含む。細胞壁はアルジナンを含む。製造した整腸用食品組成物を、後述する給餌試験で使用した。

（４－２）給餌試験の実施
体重３０Ｋｇ前後の子豚１０匹を実験区と対照区との２群に分けた。実験区及び対照区はそれぞれ５匹から成る。実験区と対照区とのそれぞれについて、２０２０年１２月１８日から２０２１年３月１２日まで、給餌試験を行った。給餌試験のときに実験区に与えた飼料は、ベース飼料に０．５％ｗ／ｗの整腸用食品組成物を混ぜた混合飼料であった。ベース飼料は穀物を含む濃厚飼料であり、具体的にはスーパーホークであった。給餌試験のときに対照区に与えた飼料はベース飼料のみであった。

（４－３）腸内フローラの解析
給餌試験前の２０２０年１２月１０日と、給餌試験後の２０２１年３月１２日とにそれぞれ、実験区の５匹及び対照区の５匹から糞便のサンプルを取得した。排便後５分以内にサンプルを専用の容器に回収し、内容物が変化しないように凍結させた。

次に、振盪組織ホモジナイザー装置（Precellys Evolution、Bertin社製）により、取得した糞便中の細菌を破壊し、GENE PREP STAR PI-48(クラボウ製)を用いてDNAを抽出した。抽出したDNAの16SrDNAのV3-V4領域（約430bp）をPCRで増幅させた。次に、Miseqによるアンプリコンシーケンス解析を行い、RDP微生物同定データベースにより、増幅した遺伝子を同定した。

（４－４）腸内フローラの解析結果
前記「（４－３）腸内フローラの解析」の結果に基づき、体調を崩した２匹を除いた８匹について腸内細菌の全データを主成分分析した。その結果を図１に示す。図１における「試験前」とは給餌試験前に取得したサンプルを意味する。「試験後」とは給餌試験後に取得したサンプルを意味する。

図１に示すように、給餌試験前に取得したサンプルでは、実験区と対照区との両方において、主成分１が－１～０の間に納まっていた。給餌試験後に取得したサンプルでは、実験区の主成分１は、対照区の主成分１に比べてプラス方向に移動していた。

図２は、給餌試験前及び給餌試験後に実験区及び対照区から取得した豚の腸内細菌を主成分分析して得られた主成分１の平均値を表す。実験区では、対照区に比べて、主成分１のプラス方向への移動度が大きくなった。プラス方向への移動度とは、給餌試験後に取得したサンプルの主成分１が、給餌試験前に取得したサンプルの主成分１に比べて、プラス方向に移動している度合いである。

主成分１のプラス方向への移動度に影響している細菌群から、因子負荷量の大きい上位１８属、及び、その１８属との相関係数が０．７以上の細菌群をピックアップした。ピックアップした細菌群の中で相関係数が０．８以上であるの細菌群のネットワークを構築したところ、図３に示すように、食物繊維を分解又は発酵する５３属の細菌群ネットワークを見出した。

この５３属の細菌群において主成分分析を再度実施した。次に、主成分１の値とFibrobacterの16SrDNAコピー数割合とをプロットした。その結果を図４に示す。Fibrobacterは、図３に示す細菌群ネットワークに存在して食物繊維を分解する細菌である。図４は、子豚の成長とともに大腸内のFibrobacterが多くなり、主成分１のプラス方向の細菌群が多くなること、及び、主成分１のプラス方向への移動度は実験区において顕著に大きくなることを示す。よって、図４は、コッコミクサＫＪ株が、食物繊維を分解又は発酵する細菌群を賦活化する成分（以下では有効成分とする）を含むことを示している。

なお、有効成分を大腸に届けるためには、有効成分が胃や小腸で分解又は吸収されることを抑制することが好ましい。例えば、有効成分が細胞壁に内包されている場合、有効成分は胃や小腸で分解又は吸収され難い。細胞壁がアルジナンを含む場合、有効成分は胃や小腸で一層分解又は吸収され難い。アルジナンは、微細藻類コッコミクサの細胞壁に含まれる。前記「（４－１）整腸用食品組成物の製造」で製造した整腸用食品組成物は、アルジナンを含む細胞壁と、その細胞壁に内包されている物質とを含む。

給餌試験前の２０２０年１２月１０日と、給餌試験後の２０２１年３月１２日とに取得したサンプルについて行った腸内フローラの解析の結果に基づき、図３に示す細菌群ネットワークに含まれる細菌群の16SrDNAコピー割合を求めた。その結果を表１及び表２に示す。

細菌群ネットワークに含まれる５３属のうち５１属において、実験区の細菌群の16SrDNAコピー割合が高い傾向が見られた。
（４－５）糞便中の成分分析
給餌試験後の２０２１年３月１２日に、実験区の５匹及び対照区の５匹から糞便のサンプルを取得した。排便後５分以内にサンプルを専用の容器に回収し、内容物が変化しないように凍結させた。糞便中のＳＣＦＡ及び腐敗産物を、ＨＰＬＣにより分析した。ＳＣＦＡとは、酢酸、プロピオン酸、及び酪酸である。腐敗産物とは、フェノール、4-エチルフェノール、インドール、p-クレゾール、及びスカトールである。

上記の分析結果のうち、サンプル中の短鎖脂肪酸を分析した結果を図５に示す。実験区で全ての短鎖脂肪酸の含有量が高くなる傾向が見られた。
糞中の各短鎖脂肪酸の含有量との相関係数が０．６以上の細菌群を図６に示す。図６中の「※」印は、主成分１の細菌群ネットワークに含まれる細菌を示す。実験区で糞中の短鎖脂肪酸の含有量が高くなった理由は、コッコミクサＫＪ株の摂取により、食物繊維を分解又は発酵する細菌群が賦活化したためであると推測される。

次に、上記の分析結果のうち、サンプル中の腐敗産物を分析した結果を図７に示す。実験区で全ての腐敗産物の含有量が低くなる傾向が見られた。糞中の腐敗産物の含有量と負の相関関係のある細菌群を図８に示す。

図８に示す細菌群のうち、Alloprovetella属以外の細菌群は主成分１の細菌群ネットワークに含まれる細菌である。実験区で糞中の腐敗産物の含有量が低くなった理由は、コッコミクサＫＪ株の摂取により、食物繊維を分解又は発酵する細菌群が賦活化したためであると推測される。腐敗産物は糞便臭の原因物質である。上記の分析結果から、整腸用食品組成物の摂取により糞便臭を抑制できることが確認できた。

また、細菌群ネットワークに含まれる５３属以外にも、実験区において16SrDNAコピー割合が高くなる細菌群が見られた。その結果を図９と図１０に示す。図９のベイロネラ科の細菌には乳酸を資化してプロピオン酸等のＳＣＦＡを産生する細菌が多く存在する。図１０のクロストリジウムＸＩＶａは、酪酸産生能のある細菌群が含まることが知られており、これら細菌群の増加も糞便中のＳＣＦＡの増加に影響したと考えられる。

豚試験以外にも、コッコミクサＫＪ株のヒトへの摂取試験も行った。３１名の被験者に対して、１．５ｇのコッコミクサＫＪ株の錠剤を毎日摂取して貰い、摂取前と３０日間の摂取後の糞便中の腸内細菌叢の変化を解析した。その結果、コッコミクサＫＪ株の摂取によりベイロネラ科の細菌とクロストリジウムＸＩＶａが増加した。その結果を図１１と図１２に示す。

なお、実施例において豚を用いた試験を行った理由は以下のとおりである。ヒトの腸内細菌叢は、食事や生活習慣などの影響を受けるため、変化やバラツキが生じやすく統計的な解析が難しい。

一方、豚については、与える飼料や生活場を共通にコントロールできるため、腸内細菌叢の変化やバラツキが抑えられ、統計的解析により効果を検証するのに適している。特に、大腸付近で働く食物繊維の分解・発酵に関与する細菌群を賦活化させるといったサプリメント的な使い方の整腸用食品組成物については、摂取割合も１%未満と限られているため、腸内細菌叢の変化やバラツキが抑えられる豚での試験が適している。

ヒトと豚の腸内細菌叢については、フィルミクテス門とバクテロイデス門、プロテオバクテリア門の３細菌が優勢化する共通点があり（参照：ブタ腸管マイクロバイオーム研究から考えるブタの抗菌性成長促進剤（AGP）代替法の開発、東北畜産学会報 68（1）：1 ～ 7. 2018）、各腸内細菌の役割も非常に似ていることがNatureでも報告されている（参照：Dirty pigs are healthy pigs. Study finds link between outdoor living and immune health. Nature 2009）。

そこで、ヒトと類似した腸内細菌叢を持つ豚を主に用いて、微細藻類コッコミクサ由来物質を有効成分とする整腸用食品組成物の効果を検証した。
５．他の実施形態
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（５－１）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

（５－２）上述した整腸用食品組成物の他、当該整腸用食品組成物を構成要素とするシステム、整腸用食品組成物の製造方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。

Claims (9)

1. 微細藻類コッコミクサ由来物質を有効成分とする整腸用食品組成物。
2. 請求項１に記載の整腸用食品組成物であって、
   難分解性の炭水化物及び食物繊維の少なくとも一方をさらに含む整腸用食品組成物。
3. 請求項１又は２に記載の整腸用食品組成物であって、
   前記微細藻類コッコミクサ由来物質は、細胞壁と、前記細胞壁に内包されている物質とを含む整腸用食品組成物。
4. 請求項３に記載の整腸用食品組成物であって、
   前記細胞壁はアルジナンを含む整腸用食品組成物。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の整腸用食品組成物であって、
   前記微細藻類コッコミクサ由来物質は、食物繊維の分解又は発酵に関与する細菌群を賦活化する整腸用食品組成物。
6. 請求項５に記載の整腸用食品組成物であって、
   前記細菌群の少なくとも一部は、短鎖脂肪酸を産生する能力を有している整腸用食品組成物。
7. 請求項５又は６に記載の整腸用食品組成物であって、
   前記細菌群の少なくとも一部は、糞便臭の元になる腐敗産物を抑制する能力を有している整腸用食品組成物。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の整腸用食品組成物であって、
   前記微細藻類コッコミクサ由来物質は、ベイロネラ科の細菌群、及び、クロストリジウムＸＩＶａを賦活化する整腸用食品組成物。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の整腸用食品組成物であって、
   前記微細藻類コッコミクサ由来物質は、コッコミクサＫＪ株に由来する物質である整腸用食品組成物。

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