JP3037435B2 - 共生生物組成物 - Google Patents

共生生物組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、栄養組成物、特に、胃腸管特に大腸への及
びこれらの中での共生微生物の送達及び維持のための組
成物に関する。本明細書中、共生生物（probiotics）又
は共生微生物（probiotic microorganisms）とは、その
腸内微生物平衡を改善することによって宿主動物に有利
な影響を及ぼす生きた微生物飼料補足物のことである。
これはR.Fuller（AFRC Institute of Food Research、
Reading Laboratory、イギリス）がJournal of Applied
Bacteriology 1989,66,365−378、「ヒト及び動物にお
ける共生生物−その考察（Probiotics in Man and Anim
als−A Reriew）の中で提供した定義である。
発明の背景 ヒトの健康及び体調が、胃腸管特に大腸に宿る微生物
によって正にも負にも影響を受ける、というのが多くの
科学者の主張するところである。これらの微生物は、毒
素、代謝副産物、短鎖脂肪酸などの産生を通して、宿主
の生理学的条件に影響を及ぼす。消化管微生物相の構成
及び数量は、疾病、ライフスタイル、旅行及びその他の
要因によって誘発される条件又はストレスによって影響
され得る。固体の健康及び体調に対し正の影響を及ぼす
微生物が大腸内で棲息するのを促進できれば、宿主の生
理学的体調が改善されるはずである。
有益な微生物又は共生生物の導入は、通常生体が大腸
内に生存可能な状態で到達するように飲料、ヨーグル
ト、カプセル及びその他の形で生体を経口摂取すること
によって達成される。
Englyst H.N.et al.（1987）の「ヒトの便内細菌の混
合固体群による多糖類分解」EMS Microbiology Ecol 9
5:163−71によって、大腸内の耐性デンプンの細菌によ
る発酵が高いレベルの短鎖脂肪酸、特にプロピオネート
及びブチレートといったような有益なタイプのものを産
生することが実証された。本発明者は、大腸に対して共
生微生物を送達することだけではなく、大腸に微生物が
達した時点でその成長を促進するように機能するような
培地を提供することが望ましい、ということを認識し
た。
驚くべきことに、改変又は非改変耐性デンプンが、大
腸へ共生微生物を輸送するための手段としてだけでな
く、同時に大腸の標的領域に送り込まれた微生物のため
の成長培地としても機能することが解った。本明細書で
使用する「耐性デンプン」という語には、RS1、RS2、RS
3及びRS4として定義されているデンプンが含まれる。
発明の概要 従って、本発明は、１または２以上の共生微生物と、
大腸又は胃腸管のその他の領域にこの１または２以上の
共生微生物を輸送する機能を有する担体とを含んで成る
共生組成物であって、該担体が、改変又は非改変耐性デ
ンプ又はその混合物を含み、大腸又は胃腸管のその他の
領域内においての微生物の成長又は維持培地として作用
する、共生生物組成物を提供する。
もう１つの形態において本発明はさらに、１または２
以上の共生微生物を内含する第一の部分と、担体を含む
第二の部分とを含んで成る二部分共生生物組成物であっ
て、該担体が、改変又は非改変耐性デンプン又はその混
合物を含み、大腸菌又は胃腸管のその他の領域内におい
て微生物の成長又は維持培地として作用する、二部分共
生生物組成物を提供する。
１つの広義の形態において、耐性デンプンは、大腸へ
共生微生物を輸送するための担体として機能する。大腸
内へのこれらの微生物の導入は、前述のとおり有益なこ
とである。さらに、耐性デンプンは、大腸内に存在する
とき、すでに大腸内に存在する微生物のための栄養供給
源として機能することになる。
さらに狭義の形態においては、耐性デンプンを栄養供
給源として利用できるような形でいくつかの共生微生物
を選択することができる。かくして、耐性デンプンは、
これらの共生微生物のための担体としてと同時に栄養供
給源としても機能することになる。
本発明において使用するのに適したさまざまな共生微
生物が存在し、酵母、例えば、サッカロミセス（Saccha
romyces）、及びビフィドバクテリウム属（Bifidobacte
rium）、バクテロイド属（Bacteroides）、クロストリ
ジウム属（Clostridium）、フソバクテリウム属（Fusob
acterium）、プロピオニバクテリウム属（Propionibact
erium）、ストレプトコッカス属（Streptococcus）、エ
ンテロコッカス属（Enterococcus）、ラクトコッカス属
（Lactococcus）、スタフィロコッカス属（Staphylococ
cus）、ペプトストレプトコッカス属（Peptostreptococ
cus）及びラクトバシラス属（Lactobacillus）が挙げら
れる。しかしながら、本発明はこれらの特定の微生物に
制限されるわけではない。当業者であれば、本発明の組
成物の中に含んでいてもよい微生物を理解し、認識する
ことだろう。
試験され本発明における使用に適していることがわか
った特定的菌株を下記表１に示す。
表１ 細菌名 菌株番号 Bifidobacterium.adolescentis 248 UNSW 509400 Bif.bifidum 248 UNSW 509800 Bif.longum 248 UNSW 509700 Bif.pseudolongum 248 UNSW 509500 Bif.infantis 248 UNSW 510000 Bacteroides fragilis NCTC 9343 Bact.vulgatus 1ATCC 8482 Lactobacillus viridescens 1ATCC 12706 L.casei 1ATCC 25302 L.acidophilus 1ATCC 4356 L.plantarum 1ATCC 8014 L.casei subsp.rhamnosus 1ATCC 7469 L.fermentum 1ATCC 9338 L.brevis 248 UNSW 055100 L.salivarius 1ATCC 11741 共生微生物は、本発明において濃縮物、凍結濃縮物及
び凍結乾燥材料を含むさまざまな形態で使用可能であ
る。
１つの好ましい形態において、共生微生物は、耐性デ
ンプンとの懸濁液として凍結乾燥させることができる。
標準的には、耐性デンプンを２−20％w/w（重量％）
のレベルで取り込むことが可能である。添加される耐性
デンプンの量に応じて、乾燥速度及び最終製品の粘稠度
及び再水和特性が影響を受けることになる。標準的に
は、約５％という合計乾燥固形物レベルが使用される
が、乾燥ケークの特性を改善するためにさらに高い濃度
を用いることもできる。
もう１つの形態では、粒状生成物を形成するべく押し
出し加工プロセスにおいて耐性デンプンと共に、凍結乾
燥材料として共生微生物を使用することが可能である。
この形の組成物を調整するためには、微生物の生存可能
性に不利な影響を及ぼすことがないように押し出し加工
の温度がさほど高くないようにすることが重要である。
これを達成する１つの方法としては、材料を融解状態に
維持するのに充分高い温度に保たれたゾーンをもつ押し
出し機の中に、より高い融点の脂肪と共に耐性デンプン
を補給することが挙げられる。次いで、押し出し機のよ
り低温のゾーン中には、より低い融点の脂肪と共に共生
微生物の懸濁液が補給される。その結果、脂肪と耐性デ
ンプンの配合物との効果的な混合が得られる。このと
き、適当なチルドダイ（chilled die）を通して抽出し
加工が行われる。融解脂肪は、50℃以上の融点を有する
が、約35℃〜40℃の領域内で高い可塑性をもつ、例えば
椰子油のような、硬化植物油又は硬化植物油と非硬化植
物油の配合物であってよい。油は安定し非酸化性である
ものが好ましい。
押し出し機内の低融点脂肪又は油の配合率は、０〜10
％の範囲内であってよい。特定の性質、例えば、食物マ
トリクスを通しての改善された分布、が必要とされる場
合には、さらに多い量を使用することができる。
配合物を安定化するために、その他の材料を添加する
こともできる。
共生微生物に対する耐性デプンの混合は、いかなる比
率であってもよいが、好ましくは少なくとも1:1:1（耐
性デンプン：凍結乾燥された形態の細菌：油脂）であ
る。耐性デンプン：油脂の比率を変えることにより、配
合物の流動性を改善することができる。
もう１つの形態においては、共生微生物は耐性デンプ
ンでミクロカプセル化される。ミクロカプセル化の標準
的プロセスには、低融点油を、その融点よりも50℃未
満、好ましくは40℃未満だけ高い温度で予め加熱するこ
とが必要である。低せん断条件の下では、例えば10％と
いった量の凍結乾燥した共生物質が添加され分散され
る。ゼラチン及びガムのような結合剤及びその他の材料
と共に、例えば油の20％の量の耐性デンプンが添加され
る。
次に、分散は冷却塔の頭部の中に噴霧されて、標準的
に20〜200ミクロン（利用分野に応じて）の範囲内にあ
る平均粒度をもつ均等な粒子が形成され硬化され得るよ
うにする。
最終ミクロカプセル化生成物の中で生存可能な細胞の
計数は、１グラム当たりの微生物数が約108〜1012であ
ると考えられる。以上で検討した形態に加えて、共生微
生物は、配合、噴霧冷却、エントラップメント及び接着
を含むその他の形態で提供されてもよい。
一般的には、共生微生物は、耐性デンプン１グラム当
たり約102cfu以上好ましくは約105cfu以上、最も好まし
くは約107cfu以上の比率で耐性デンプンと共に内含され
ることになる。最大量としては、一般に、耐性デンプン
１グラム当たり約1012cfuを上回らない量が用いられ
る。
本発明では、改変耐性デンプン又は非改変耐性デンプ
ン又はその混合物が使用される。共生生物組成物内の耐
性デンプンの利点は、それが大腸に達するまで消化され
ないという点にある。従って、これは、大腸内に到着す
ると直ちに共生微生物による発酵のための容易に利用可
能な基質を提供する。両方の場合において、耐性デンプ
ンの好ましい形は、高アミロースデンプン、特に、本明
細書にその内容が引用されているWO94/03049及びWO94/1
4342内で開示され教示されているような高アミロースデ
ンプンである。
WO94/03049及びWO94/14342では、耐性デンプであるア
ミロースデンプンが開示されており、これには、50％w/
w以上特に80％w/w以上のアミロース含有量をもつトウモ
ロコシデンプン、27％w/w以上のアミロース含有率をも
つ米デンプン、特に、50％以上のアミロース含有量及び
増大した耐性デンプ含有量をもつ特定の粒度範囲のデン
プンが含まれる。これらデンプンには、トウモロコシ、
大麦、小麦、及び豆果（legumes）が含まれる。しかし
ながら本発明は、これらの耐性デンプンの形態に制限さ
れるものではない。例えば、バナナ及びじゃがいもとい
った供給源からその他の形の耐性デンプンが誘導され
る。
本発明の組成物は、共生微生物と担体とを組合わせて
提供することによって調製できる。あるいは、共生微生
物と担体を２つの分離した各々の部分として提供するこ
ともできる。この形態では、共生微生物を含有する部分
又は担体を含有する部分のいずれかがまず最初に消費さ
れ、そのすぐ後にもう一方の部分が消費され得る。
非改変の形態では、耐性デンプンは、組成物が大腸に
達した時点で共生微生物による発酵のための基質として
用いられる。
例えば、微生物と耐性デンプンの間の付着の相溶性を
高めるよう顆粒及び／又は顆粒表面の電荷密度又は疎水
性を変えるべくデンプンを化学的に改変することも有利
であろう。エーテル化、エステル化、酸性化などといっ
た化学的改変は、この技術分野において適当な化学処理
として良く知られている。
デンプンの立体配座又は構造を変えることによっては
耐性デンプンの酵素感受性の度合いを改変することも同
様に有用であろう。例えば、二官能性試薬を用いた架橋
結合及び酸及び酵素による希薄化（thinning）がある。
有用な１つの改変は、顆粒の表面から内部へのピット
（pits）又は侵食（erosions）によって特徴づけられる
デンプン顆粒を得るための高アミロースデンプンの分解
である。これらのピットは、可溶化されているデンプン
顆粒のより高い酵素感受性をもつコアへの酵素の侵入を
可能にする。
侵食を受けたデンプン顆粒は、微生物の付着のための
増大した表面積をもつだけではなく、顆粒の内部での微
生物のカプセル化及びエントラップメントをも可能にす
る。この後者の特性は、微生物を保護し、従って大腸へ
の輸送を容易にする。
酵素的に処理された耐性デンプンを上述のような化学
的改変に付することも本発明の範囲内に入る。
耐性デンプンに対して行うことのできる上述のような
化学的、酵素及び酵素化学的改変に加えて、二官能性試
薬又は多官能性試薬といった材料を用いて共生微生物を
耐性デンプンに化学的に付着させることも可能である。
これらのタイプの試薬の例としては、それぞれ、グルタ
ルアルデヒド及びトリメタリン酸ナトリウムが挙げられ
る。
この後者の試薬は、食品と結び付けて添加物として使
用したり直接経口摂取したりすることができるが、ヨー
グルト、アイスクリーム、チーズ、パン、ビスケット及
びケーキといった焼き上げ製品、乳製品及び乳製品代用
食品、菓子類製品、食用油組成物、スプレッド類、朝食
用シリアル、ジュースなどを含む（ただしこれらに制限
されるわけではない）さまざまな食品及び飲物の中にこ
れらを取り込むことも可能であるということが理解され
るであろう。「食物」という語の範囲には、機能的食物
すなわち「外見上従来の食物に類似し通常の食餌の一部
として消費されるが、単なる栄養分所要量の供給を越え
て生理学的役割を担うよう改変された食物」として分類
される可能性の高い食物が内含されるべきである。（NF
A政策論述レポート7/94）。
同様にして、本発明の組成物は、カプセルといった投
薬形態の体裁をとることができる。
一般的に、共生微生物と組み合わせた耐性デンプン
は、乾燥した形の体裁をとる。適切な乾燥手段として
は、噴霧乾燥、凍結乾燥及び中空乾燥があるが、これら
に制限されるものではない。
図面の簡単な説明 図１は、37℃での嫌気性インキュベーションに先立っ
て耐性デンプン（高アミロースデンプン顆粒）の供給源
と結び付けられたビフィドバクテリウムの光学顕微鏡写
真である。
図２は、インキュベーション後の図１の光学顕微鏡写
真である。
図３は、インキュベーション中の分解後の図１の光学
顕微鏡写真である。
図４は、無傷の耐性デンプン（高アミロースデンプン
顆粒）を示す走査型電子顕微鏡写真である。
図５は、熱安定性菌のアルファアミラーゼ及びプルラ
ナーゼで処理した結果得られたデンプン顆粒の外部侵食
を示す走査型電子顕微鏡写真である。
図６は、ピットのまわりで破砕している酵素処理した
デンプン顆粒の走査型電子顕微鏡写真である。
図７は、中空のコア領域を示す、破砕した酵素処理済
み顆粒の走査型電子顕微鏡写真である。
図８は、一定数の細菌で発酵した場合の、耐性デンプ
ン（Hi−maizeデンプン）とシグマアミロースについて
の揮発性脂肪酸産生を示す図である。
図９は、一定数の耐性デンプン基質を用いた。経時的
ビフィドバクテリアの成育の概要を示した図である。
図10は、一定数の耐性デンプン基質を用いたB.bifidu
m及びCl.butyricumの経時的成育の概要を示した図であ
る。
発明の具体的説明 本発明の耐性デンプンが取り得る１つの形態として
は、侵食又は穿孔（pitted）されたものが挙げられる。
このようなデンプンの調製例について、以下、図４〜図
７を参考にして説明する： 高アミローストウモロコシデンプン顆粒の調製 2000グラムの高アミローストウモロコシデンプン（St
arch Australasia Ltddから入手、商標Hi−maize）
（水分12.5％）と水（7000mL）を含むスラリーを、水酸
化ナトリウム溶液（0.65M）を用いてpH6.0まで調整し
た。このスラリーを水溶中で85℃まで加熱した。実験
２、５及び６中のこの時点で、熱安定性細菌アルファア
ミラーゼTermaym1を添加した。実験の詳細は表２に示さ
れている。
60分後、スラリーの温度を60℃まで低下させ、（ｉ）
真菌グルコアミラーゼ及び細菌ブルラナーゼの配合物De
xtrozymeを添加する前に塩酸（10M）を用いてpHを4.5に
調整するか、又は（ii）細菌プルナーゼPromozymeの封
入の前にpHを5.0に調整した（表２）。両方の場合にお
いて、スラリーと20分間60℃で維持した。
その後pHを、水酸化ナトリウム溶液（0.65M）を用い
てpH6.0まで上昇させ、Whatman54濾紙がはめ込まれたBu
chner漏斗を用いて不可溶性部分を回収した。回収した
材料を、精製水７リットルで洗浄し、次に50℃の温風オ
ープン内で乾燥させた。
注： Termamy − Bacillus licheniformis由来の熱安定性
エンドアルファアミラーゼ Pullalanase − Bacillus sp.由来の熱安定性プルラ
ナーゼ Glucoamylase − Aspergillus niger由来 （すべての酵素は、Novo Nordisk Bioindustrial Pty L
imitedより入手） 食物繊維及び耐性デンプンのレベルを、これらの実験
の各々のデンプンについて決定し、その結果を表３に示
した。
各々の場合において、酵素処理の結果として、食物繊
維レベルが本質的に維持されている一方で耐性デンプ含
有率の実質的に高くなるということが明らかである。
このような酵素処理の結果は、特に図４の未処理デン
プン顆粒と比べた場合、添付の図５、６及び７の中に明
確に示されている。
このようにして調製された改変デンプンは、共生微生
物と容易に組み合わせることができ、本発明の組成物を
形成する。
ここで、本発明の組成物の押し出し加工された形態の
調製例について記述する。
装置の概要 5FS、3FP（30゜）、2RP（30゜）、2FS、5FP（60゜）、3
FS、3FP（30゜）、2RP（30゜）、2FS、3FP（30゜）、2R
P（30゜）、3SLSの押し出し機スクリュープロフィー
ル。
温度の概要 ゾーン１（70゜）、 ゾーン２（70゜）、 ゾーン３（70゜）、 ゾーン４（50゜）、 ゾーン５（50゜）、 ゾーン６（35゜）、 ゾーン７（35゜）、 ゾーン８（35゜）、 ダイ20 方 法 融点が50℃を上回る融解脂肪と合わせて、例えば20kg
/時という補給速度で、APV MPF50.20押し出し機の中に
耐性デンプンを補給する。脂肪を、再循環された熱湯に
より液状に保ち、2kg/時の速度で第２の射出ポート内で
押し出し機内へと送り込む。特にBifidobacterium bif
idum又はBif.Longumのような凍結乾燥させた細菌の懸濁
液を、35〜37℃の融点をもつ硬化トウモロコシ油のよう
な低融点脂肪を用いて調製した。脂肪がその融点の直ぐ
上にただし過度にではなく加熱されるようにし、凍結乾
燥した細菌を添付し徹底的に混合する。この懸濁液を次
に、押し出し機のゾーン７に補給し、ここでこれを脂肪
／デンプ配合物と混合させ、その後、直径2mmのオリフ
ィスの備わったチルドダイの中に強制的に通す。材料を
粒状化し、その後は使用するまでその形状を維持するよ
う深冷させる。
本発明の組成物の凍結乾燥した形態の一例についてこ
こで記述する。
細胞培養、特にBifidobacterium longum、Bifidobac
terium bifidum又はCl.buryricumの細胞培養を従来の
手段によって生成し、濃縮細胞懸濁液を、膜濾過、好ま
しくは限外濾過及び／又は遠心分離によって調製する。
耐性デンプンを、細胞懸濁液（0.10〜0.50mg/ml）の中
で、もう１つの凍結保護物質スクロース（0.07mg/ml）
と共に穏やかに撹拌する。生成物を次に−40℃まで急冷
させ、最適な安定性を得るため0.01以下の水分活性awに
至るまで凍結乾燥させる。その後、乾燥器から培養を取
り出し、澱粉化し、気密容器の中に包装し、使用するま
で４℃で貯蔵する。
本発明の組成物を取り込んだ食品のいくつかの例を以
下に記す： カンキツ類の着香剤を含む飲料のドライミックス 材料 重量％ 耐性デンプン 9.00 凍結乾燥共生生物 1.00 スクロース 68.00 Fieldose17Maltodextrin 13.83 デキストロース 1.72 無水クエン酸 1.00 着香剤 0.20 アラビアゴム 0.20 リン酸トリカルシウム 0.10 着色料 適量 100.00 方 法 １、 材料をすべて徹底的に配合する。
調製 撹拌しながら、337mlsの水に30グラムのドライミ
ックスを添加する。
材料供給業者 耐性デンプン（Hi maize）及びFieldose17はオース
トラリアのStarch Australasia Limitedにより供給さ
れている。
ヨーグルト ソフト（撹拌）又はハード（凝固）ヨーグルトの製造
のための出発材料として以下の処方が提案される。 材料 ％ 耐性デンプン 10.0 全乳 33.0 砂糖 10.5 脱脂粉乳 9.0 MAPS449 0.5 安定剤 0.5 カルチャー（共生生物） 1.0 水 100になるまで適量 方 法 1. カルチャー以外のすべての材料を組み合わせ、安定
剤が充分に分散したことを確認する。
2. 混合物を88〜93℃まで加熱し、30分間この温度に保
つ。
3. 38〜45℃まで冷却する。
4. 耐性デンプン分画を添加する。
5. 培養を接種し、42℃インキュベートする。
6. 培養にヨーグルトを4.0〜4.2のpHまで発酵させる。
7. ５℃で冷蔵する。
注： 1. ゼラチン、ゼラチンとゴムの配合物又はゴム配合物
からなる様々な安定剤が利用可能である。推奨される安
定剤は、ａ）Leiner Davis Gelatin（オストラリア）
Co.,から入手可能なGelatine、ｂ）Germantown Austra
lia Co.,から入手可能なSta−Rite及びStabilizer Ge
mcol ADQである。
2. 安定剤とMAPS449の組合せは、最終混合物の１％w/w
とする。これ以上の濃度はある種の状況下において不利
な効果をもたらし得る。
3. ソフトヨーグルトについては、段階６と７の間で、
容器への圧送及び充填が行われる。
4. ハードヨーグルトについては、容器への充填は段階
５と６の間で行われる。
5. 全乳は、それが与える固形分と同等の固形分を与え
るレベルにて全乳製粉乳で置換することができる。水の
所要量もそれに応じて調製することができる。
6. フルーツ味のヨーグルトについては、充填に先立
ち、市販のフルーツベースをヨーグルトに組み合わせ
る。標準的比率はヨーグルト85部に対してフルーツベー
ス15部である。
7. “きめ”（textural）を目的として均質化が必要と
される場合、段階２の後で冷却前に200〜250psiで軽く
均質化することが好ましい。低温での均質化は、安定剤
成分に損傷を与える結果となり得る。
材料供給業者 耐性デンプ（Hi maize）及びMAPS449は、Starch Au
stralasia Limited、（オーストラリア）から供給され
たものである。
インスタント・ムース 材料 重量割合 耐性デンプン分画、共生物質、 コーンシロップ固形物 15部 Fieldose30 75部 砂糖 50部 インスタントゼラチン800 ４部 予備ゼラチン化された インスタントFDT176デンプン 10部 水 150部 着色料及び着香料 適量 方 法 − 乾燥材料をすべて配合する。
− 攪拌しながら、ドライミックスを冷水に添加する。
材料供給業者 インスタントFTD176、Fieldose30及び耐性デンプン
（Hi maize）は、Starch Australasia Limited（オ
ーストラリア）から供給されている。
インスタントゼラチン800は、Leiner Davis Gelati
n（オーストラリア）Co.から供給されている。
本発明の理解を更に助けるため、ここで有用性を実証
する一連の実験について記述する。
実験１ この実験では、カルチャーコレクションから入手した
ある範囲の結腸細菌及びヒトの便由来の分離株が、発酵
基質として供給源耐性デンプンを利用する能力について
調べた。すべての場合において、供給源耐性デンプンは
高アミローストウモロコシ（Starch Australasia Lt
d.から入手したHi−maize−TM）又はその誘導体であっ
た。
表４では、ある範囲の耐性デンプンの種類及び細菌に
ついて得られた発酵性の結果が示されている。試験は、
全炭水化物残渣（mg/mL）に関して行われた。
図８には、一定数の細菌で発酵させた場合のSigma社
のアミロース及びHi−maizeデンプンについての揮発性
脂肪酸産生（VFA）に関して得られた結果が示されてい
る。
図９では、一定数の耐性デンプン基質を用いた経時的
ビフィドバクテリウム菌株X8及びX13の成長の概要が示
されている。
図10では、図９の耐性デンプン基質を用いた経時的B.
bifidum及びCl.butyricumの成長の概要が示されてい
る。
表４ 異なる細菌株による未変性の及び誘導体化された高アミ
ローストウモロコシデンプンの発酵性（嫌気性発酵の48
時間後に存在する全炭水化物の残渣） 観察事項 幾つかの菌株、特にビフィドバクテリウム（Bifidoba
cterilum）、バクテロイド（Bacteroide）、ユウバクテ
リウム（Eubacterium）及びクロストリジウム属（Clost
ridium）からの菌株は粒状デンプンを分解させる能力を
立証した。
これらのインビトロ発酵の産物は、腸及び体の維持及
び保護において重要である酢酸エステル、プロピオン酸
エステル及びブチル酸エステルといった短鎖脂肪酸（VF
A）を内含していた。
図９から解るように、各々の細菌菌株は、デンプン又
は化学的に誘導されたデンプンが発酵のための基質とし
て用いられることを実証する個々の成長の概要を示す。
ビフィドバクテリウム菌株X8が示すような幾つかのケ
ースにおいて、ヒドロキシプロピル化された高アミロー
ストウモロコシデンプンを利用する能力は、ビフィドバ
クテリウム菌株X8個体群が10時間後に約4.2log/mlから
6.2log/mlまで増加したインキューベーションの開始後
約８時間まではビフィドバクテリウム菌株X8個体群の増
加の中に反映されていなかった。
従って耐性デンプンの改変の種類又は程度は、胃腸管
内の耐性デンプンの発酵の速度又は部位のいずれかを制
御するための手段として使用することができる。
このことは更に図10に示された成長速度の図によって
実証されている。
こうして胃腸管の１つの領域内の細菌成長のグラフを
選択的にターゲティングするべく改変耐性デンプンの種
類を選択することが可能となる。
実験２ この実験においては、輸送又は発酵を目的とした未変
性及び誘導体化された高アミローストウモロコシデンプ
ン顆粒に付着する例えばビフィドバクテリウムなどの能
力が検討された。表５に示した結果は、改変デンプンの
タイプに基づく幾分かの差異を示している。
表５ 食品加工後（30分間で90℃まで加熱）の懸濁水内の、細
菌が付着したデンプン顆粒の百分率 細菌が付着したデンプン顆粒（％） デンプンタイプ １ ２ ３ ４ ５ ６
Bif.bifidium 10 17.5 2.5 10 0 0 Bif.菌株X8AT2 25 40 10 32.5 47.5 10 Bif.菌株X13AT2 50 30 2.5 17.5 15 7.5 デンプンタイプ１＝ヒドロキシプロピル化デンプン デンプンタイプ２＝アセチル化デンプン デンプンタイプ３＝コハク酸オクチニル化デンプン デンプンタイプ４＝カルボキシメチル化デンプン デンプンタイプ５＝コハク酸エステル化デンプン デンプンタイプ６＝非改変デンプン 実験３ 耐性デンプンが大腸まで通過し、共生微生物の成長を
促進し得るということを実証するために、２つの栄養補
給試験を行った。
第１の試験は、表６に示されているようなビフィドバ
クテリウム菌株を含む食餌を用いて、未変性盲腸内ビフ
ィドバクテリウムが存在しないことが分かっているマウ
スに栄養補給をすることに関する。
Waxy:蝋状（Waxy）トウモロコシデンプン HA:高アミローストウモロコシデンプン カルボキシメチル：カルボキシメチル化高アミロース
トウモロコシデンプン細菌培養（200マイクロリットル
をデンプンを含む食餌と共に経口摂取させた。
耐性デンプンの消費の結果、表７に示されるとおりの
糞排泄量及び糞乾燥物質が増加し、同時にマウスの糞内
に検出されたデンプの量が著しく増加した。
表８に示されているように実験の投薬期間中のマウス
の糞内の平均的な生存可能な細菌計数を比較することに
より、非改変高アミローストウモロコシデンプン及び改
変（カルボキシメチル化）トウモロコシデンプンの形で
の耐性デンプンを消費したマウスによって排出されてい
るビフィドバクテリウムの数が著しく増加することが分
かった。
高アミローストウモロコシデンプンの場合と比べて更
に少ないカルボキシメチル化トウモロコシデンプンが糞
内に存在することが分かったということもして指摘して
おきた。このことは更に、インビボで、表４及び図９及
び10に示した結果に関係して言及したとおりの改変耐性
デンプンと非改変耐性デンプンの間の利用の差異を実証
している。
第２の実験は、表９に示されているとおりの食餌で豚
に栄養補給することが関する。
これらの食餌の製剤は、細菌に対する損傷をことごと
く最小限にするべく約60秒間低速でHobartミキサー内で
材料を配合することによって調製された。
この試験（交差設計）は、12匹の雄豚を用いて行わ
れ、まず一週間にわたり２つの共生生物Bifidobacteriu
m longum含有実験食餌のうちの１つが与えられ、その
後、清浄化期間で抗生物質（グラム陽性及びグラム陰性
の両方について広域スペクトルを示すOlaquindox）食餌
が消費された。
表９ ブタのための実験用食餌材料 数量（ｇ） カゼイン 160 160 蝋状トウモロコシデンプン 498 − 高アミローストウモロコシデンプン − 498 スクロース 100 100 サフラワー 40 40 ふすま 200 200 Bifidobacterium longum1941 2 20
ビタミン及びミネラル 2 2 Bifidobacterium longum1941は、5.48×109cfu/mgか
ら1.02×1010cfu/mgの間の生存可能性を持つ凍結乾燥粉
末として消費された。
実験は、表10に示されているとおり個々のブタの糞中
に存在するビフィドバクテリウム数で0.92（log10）の
増加を示した。
糞内短鎖脂肪酸（酢酸、プロピオン酸及びブチル酸エ
ステル）のレベルは、食餌に耐性デンプンが含まれた場
合に上昇し、共生生物が添加された時点では更に上昇し
なかった。しかしながら、糞について行ったデンプ分析
によると、対照食餌（容易に消化できる蝋状トウモロコ
シデンプンを含有するもの）に比べ耐性デンプンで栄養
補給を受けたブタにおいてより高い百分率のデンプが存
在することが観察された。しかし、より重要なことに
は、耐性デンプンをBif.longumと合わせて補給した場合
に、存在するデンプンの百分率の著しい低下が観察され
た。このことは即ち、Bif.longumが恐らくは基質として
耐性デンプを用いていたということを表している。
最後のローテーションの終了時にも、実験用食餌が維
持された。共生物質の補足は停止された。４日間にわた
り糞を観察したところ、Bif.longumのレベルは最初の２
日間急速に下降し、その後平衡に達したように思われ
る。このことは、この食餌が、腸内のビフィドバクテリ
ウムのコロニー化を促進しうることを示唆している。耐
性デンプンを含まないその他の報告された実験では、実
験用食餌を維持した後でさえ、ビフィドバクテリウムの
レベルが２日以内に完全に低下することが分かった。
当業者であれば、後半に記述された発明の精神又は範
囲から逸脱することなく、特定の実施形態内に示された
本発明に対し、多くの変更及び／又は修正を加えること
ができる、ということが分かるだろう。従って、これら
の実施形態はすべての視点において非制限的な例示的な
ものとして見なされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 バーンズ、フィルプ、リサーチ、エン ド、ディベロップメント、プロプライエ タリ、リミテッド オーストラリア連邦 ニューサウスウェ イルズ州、シドニー、ブリッジ、ストリ ート、７ (73)特許権者 999999999 ギスト−ブロウケイズ、オーストラリ ア、プロプライエタリ、リミテッド オーストラリア連邦 ニューサウスウェ イルズ州、ムアバンク、ムアバンク、ア ベニュ、９ (73)特許権者 999999999 コモンウェルス、サイエンティフィク、 エンド、インダストリアル、リサーチ、 オーガナイゼーション オーストラリア連邦ビクトリア、パーク ビル、ロイヤル、パレイド、407 (73)特許権者 999999999 アーノッツ、ビスキッツ、リミテッド オーストラリア連邦 ニューサウスウェ イルズ州、ホームブッシュ、ジョージ、 ストリート、11 (73)特許権者 999999999 グッドマン、フィールダー、イングレデ ィエンツ、リミテッド オーストラリア連邦 ニューサウスウェ イルズ州、グレイズビル、ビクトリア、 ロード、230、レベル、４ (73)特許権者 999999999 グッドマン、フィールダー、リミテッド オーストラリア連邦 ニューサウスウェ ールズ州、シドニー、グローブナー、プ レイス、ポスト、オフィス、ロックド、 バッグ、７ (72)発明者 ブラウン，イアン エル. オーストラリア連邦 ニューサウスウェ イルズ州、タムワース、メリッサ、アベ ニュ、２ (72)発明者 マックノート，ケニス ジェイ. オーストラリア連邦 ニューサウスウェ イルズ州、コティッジ、ポイント、コテ ィッジ、ポイント、ロード、10 (72)発明者 ガンリー，ロバート エヌ. オーストラリア連邦ビクトリア州、キュ ー、ハイ、ストリート、585 (72)発明者 コンウェイ，パトリシア リン オーストラリア連邦 ニューサウスウェ イルズ州、ラ、ペールズ、ゴーラワー ル、アベニュ、22 (72)発明者 エバンズ，アンソニイ ジョン オーストラリア連邦 ニューサウスウェ イルズ州、ペナント、ヒルズ、ブラック バット、アベニュ、75 (72)発明者 トッピング，デイビッド ロイド オーストラリア連邦 サウスオーストラ リア州、グレネルグ、ノース、フィッシ ャー、テラス、５ (72)発明者 ワング，サイクス オーストラリア連邦 ニューサウスウェ イルズ州、ランドウィック、アボウカ、 ストリート、13／211 (56)参考文献 特開 昭54−160787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−63620（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−95122（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−262657（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−200639（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−82827（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−41434（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−89625（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−500722（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61K 35/74

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】１または２以上の共生微生物と、大腸又は
    胃腸管のその他の領域にこの１または２以上の共生微生
    物を輸送する機能を有する担体とを含んで成る共生生物
    組成物であって、該担体が、改変又は非改変耐性デンプ
    ン又はその混合物を含み、大腸又は胃腸管のその他の領
    域内において微生物の成長又は維持培地として作用す
    る、共生生物組成物。
  2. 【請求項２】１または２以上の共生微生物を含む第１の
    部分と、担体を含む第２の部分とを含んで成る二部分共
    生生物組成物であって、該担体が、改変又は非改変耐性
    デンプン又はその混合物を含み、大腸又は胃腸管のその
    他の領域内において微生物の成長又は維持培地として作
    用する、二部分共生生物組成物。
  3. 【請求項３】デンプンが、RS1、RS2、RS3、又はRS4タイ
    プである、請求の範囲第１項又は第２項に記載の組成
    物。
  4. 【請求項４】耐性デンプンが、高アミローストウモロコ
    シ、米、大麦、小麦、及び豆果からなる群から選択され
    るか、又はジャガイモ及びバナナを含む供給源から誘導
    される、請求の範囲第３項に記載の組成物。
  5. 【請求項５】アミロース含有率が、50％w/w以上である
    か、あるいは、米デンプンについては27％w/w以上であ
    る、請求の範囲第４項に記載の組成物。
  6. 【請求項６】アミロース含有率が80％w/w以上である、
    請求の範囲第５項に記載の組成物。
  7. 【請求項７】耐性デンプンがトウモロコシデンプンであ
    る、請求の範囲第５項または第６項に記載の組成物。
  8. 【請求項８】耐性デンプンが改変されている、請求の範
    囲第１項〜第７項のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 【請求項９】耐性デンプンが、ヒドロキシプロピル化、
    アセチル化、コハク酸オクチニル化、カルボキシメチル
    化、又はコハク酸エステル化されている、請求の範囲第
    ８項に記載の組成物。
  10. 【請求項１０】共生微生物が、凍結乾燥形態、濃縮形態
    又は凍結濃縮形態である、請求の範囲第１項〜第９項の
    いずれか一項に記載の組成物。
  11. 【請求項１１】耐性デンプンが共生微生物と共に凍結乾
    燥されている、請求項１に従属する、請求の範囲第10項
    に記載の組成物。
  12. 【請求項１２】耐性デンプンが２〜20％w/wの濃度であ
    る、請求の範囲第11項に記載の組成物。
  13. 【請求項１３】耐性デンプンが侵食又は穿孔されたもの
    である、請求の範囲第１項〜第12項のいずれか１項に記
    載の組成物。
  14. 【請求項１４】共生微生物がサッカロミセス属（Saccha
    romyces）、ビフィドバクテリウム属（Bifidobacteriu
    m）、バクテロイド属（Bacteroides）、エウバクテリウ
    ム属（Eubacterium）、クロストリジウム属（Clostridi
    um）、ラクトバシルス属（Lactobacillus）、フソバク
    テリウム属（Fusobacterium）、プロピオニバクテリウ
    ム属（Propionibacterium）、ストレプトコッカス属（S
    treptococcus）、エンテロコッカス属（Enterococcu
    s）、ラクトコッカス属（Lactococcus）、スタフィロコ
    ッカス属（Staphylococcus）、およびペプトストレプト
    コッカス属（Peptostreptococcus）から成る群から選択
    される、請求の範囲第１項〜第13項のいずれか一項に記
    載の組成物。
  15. 【請求項１５】１または２以上の共生微生物及び改変耐
    性デンプンが、細菌の成長が胃腸管の選択された領域に
    おいて促進されるように選択された、請求の範囲第１項
    〜第14項のいずれか一項に記載の組成物。
  16. 【請求項１６】請求の範囲第１項〜第15項のいずれか一
    項に記載の共生組成物を有効量含む食物組成物。
  17. 【請求項１７】改変又は非改変耐性テンプン又はその混
    合物と共に１または２以上の共生微生物を乾燥、混合、
    同時押し出し、噴霧冷却、エントラップメント、接着、
    又は微小カプセル化する段階を含んで成る、共生組成物
    の形成方法。
  18. 【請求項１８】乾燥が、凍結乾燥、中空床乾燥又は噴霧
    乾燥によって行われる、請求項の範囲第17項に記載の方
    法。
  19. 【請求項１９】乾燥が、凍結乾燥によって行われる、請
    求の範囲第18項に記載の方法。
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