JP4741824B2

JP4741824B2 - 酸性オリゴ糖

Info

Publication number: JP4741824B2
Application number: JP2004279381A
Authority: JP
Inventors: 洋子出川; 清柴沼; 勝高野
Original assignee: Sanwa Starch Co Ltd
Current assignee: Sanwa Starch Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006089437A

Description

本発明は、酸味を有する酸性オリゴ糖に関し、特に優れた体脂肪蓄積抑制効果を有する酸性オリゴ糖に関する。

オリゴ糖は単糖が二個から十数個重合した糖質であり、自然界に様々な形で存在する。オリゴ糖の中でも難消化性のものは、経口摂取した場合、消化液で実質的に分解されずに大腸に到達し、腸内ビフィズス菌によって選択的に資化されるため、腸内ビフィズス菌を増殖させて腸内細菌叢を改善する作用を有する。また、難消化性オリゴ糖はその具体的なメカニズムは今だ明確に解明されていないが、体脂肪蓄積抑制作用を有する。

従来、様々なオリゴ糖が腸内ビフィズス菌増殖因子や体脂肪蓄積抑制因子として使用されているが（非特許文献１〜６、特許文献１）、これらのオリゴ糖はいずれも糖であるがゆえに多少とも甘味を有している。しかし、肥満の忌避から甘味に対して良くないイメージを保持する消費者もいる。従って、体脂肪蓄積抑制効果を強調して販売する場合、甘味以外に例えば酸味等の味覚を有するオリゴ糖が一般に消費者に受け入れられ易く、かかるオリゴ糖を提供することは、市場的意義が大きい。
奥，栄養学雑誌，４４，２９１（１９８６）石川等，ビフィズス，９，５，（１９９５）Ｈａｒａｅｔａｌ．，Ｂｉｆｄｏｂａｃｔ．Ｍｉｃｒｏｆｌｏｒａ．，１３，５１，（１９９４）坂井等，澱粉化学，６３，１６７（１９９０）Ａｇｈｅｌｉｅｔａｌ．，ＪｏｆＮｕｔｒ．，１２８，１２８３，（１９９８）林等，医学と生物学，１１９，１５（１９８９）特開平１０−２９０６８１号公報

従って、本発明の目的は、甘味ではなく酸味を有し、しかも従来のオリゴ糖と同等又はそれ以上の優れた体脂肪蓄積抑制作用を有するオリゴ糖を提供することである。

本発明者らはかかる課題を解決するため、難消化性オリゴ糖の好ましい分子構造について鋭意検討した結果、難消化性のオリゴ糖に弱酸が結合された酸性オリゴ糖が酸味を有しながら優れた体脂肪蓄積抑制作用を有することを見出し、遂に本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明によれば、難消化性オリゴ糖に弱酸が結合されていることを特徴とする酸性オリゴ糖が提供される。

本発明の好ましい実施態様によれば、上記弱酸はグルクロン酸等のウロン酸又はフェルラ酸であり、上記難消化性オリゴ糖の平均重合度は２〜１０である。

また、本発明によれば、上記酸性オリゴ糖を含有することを特徴とする体脂肪蓄積抑制用食品又は飲料が提供される。

さらに、本発明によれば、上記酸性オリゴ糖を有効成分として含有することを特徴とする体脂肪蓄積抑制剤が提供される。

本発明のオリゴ糖は、基本骨格である難消化性オリゴ糖に弱酸が結合されている分子構造を有することを特徴とし、この弱酸の存在により糖本来の甘味ではなく酸味を呈することができるものである。

このような分子構造を有するオリゴ糖は従来公知のいかなる方法で製造することもできるが、例えば特開平１１−３１３７００号公報に記載されているように、弱酸が結合された多糖を含む天然原料（例えばコーンスターチ製造時の副産物であるトウモロコシの種皮等）を酸及び／又は酵素で加水分解して多糖をオリゴ糖に変換することによって得ることができる。加水分解物には目的とする酸性オリゴ糖に加えて単糖や中性オリゴ糖も通常含まれているので、適当な方法で酸性オリゴ糖のみを分離抽出して用いればよい。

本発明の酸性オリゴ糖では、基本骨格である難消化性オリゴ糖に結合される弱酸は、ヒトの体内に摂取・吸収されても安全な弱酸ならいかなる弱酸であることもできるが、弱酸が結合された多糖を含む天然原料からの加水分解により酸性オリゴ糖を得る場合、弱酸は通常、グルクロン酸等のウロン酸又はフェルラ酸である。なお、弱酸のオリゴ糖への結合様式は通常、弱酸残基がオリゴ糖の側鎖として存在する様式であると考えられる。

本発明の酸性オリゴ糖において体脂肪蓄積抑制作用の主な担い手である難消化性オリゴ糖の平均重合度は、オリゴ糖の重合度として通常規定される範囲（二から十数）であればいずれの値でもよいが、得られる酸性オリゴ糖の粘度の低さ及び取扱いの容易さの観点からは平均重合度は２〜１０であることが好ましい。平均重合度のさらに好ましい範囲は２〜８であり、特に好ましい範囲は２〜７である。難消化性オリゴ糖の平均重合度の制御は当業者には周知であるのでここでは詳細に述べないが、例えば弱酸が結合された多糖を含む天然原料からの加水分解により酸性オリゴ糖を得る場合、オリゴ糖の平均重合度の制御は加水分解時間や加水分解時の反応溶液のｐＨを適宜調節することによって行うことができる。なお、本発明において「難消化性オリゴ糖」とは、消化液で実質的に分解されず、従って小腸で吸収されずにそのまま大腸に到達する程度の消化性しか有さないオリゴ糖を意味し、例えばキシロースが複数個重合したキシロオリゴ糖がこれに該当する。また、このオリゴ糖はホモオリゴ糖である必要はなく、２種以上の単糖が重合したヘテロオリゴ糖であってもよい。

本発明の酸性オリゴ糖は、その体脂肪蓄積抑制作用を利用して食品又は飲料に含有させるか又は医薬の有効成分として用いることができる。食品もしくは飲料又は医薬中の本発明の酸性オリゴ糖の含有量は特に制限されないが、０．５〜９０重量％であることが好ましく、さらに好ましくは１〜５０重量％、特に好ましくは５〜２５重量％である。また、本発明の酸性オリゴ糖を有効成分として含む医薬は、本発明の酸性オリゴ糖を所望により公知の医薬用担体と組合せて製剤化することによって容易に製造することができる。

実施例
以下、実施例により、本発明の酸性オリゴ糖の体脂肪蓄積抑制作用を具体的に示す。なお、実施例の記載は純粋に発明の理解のためのみに挙げるものであり、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。

（製造例１）
トウモロコシの種皮を、特開平１１−３１３７００号公報に例示されている方法に従って酸分解した。具体的には、トウモロコシの種皮にシュウ酸を添加してｐＨを２付近に調整し、１３０℃で３０分〜３時間の適当な時間加圧分解して分解糖液を得た。得られた分解糖液を細胞壁分解酵素処理後、活性炭処理し、イオン交換樹脂に通液し、さらにＢｉｏｇｅｌＰ２カラムで単糖成分を除去した後（図１）、強塩基型イオン交換樹脂に吸着させて、ＮａＯＨで脱離させ、グルクロノキシロオリゴ糖を得た。

（製造例２）
トウモロコシの種皮を、特開平１１−３１３７００号公報に例示されている方法に従って酸分解した。具体的には、トウモロコシの種皮にシュウ酸を添加してｐＨを２付近に調整し、１３０℃で３０分〜３時間の適当な時間加圧分解して分解糖液を得た。得られた分解糖液を細胞壁分解酵素処理後、活性炭処理し、イオン交換樹脂に通液し、さらにＣａ型カチオン交換樹脂によるクロマト分離で単糖成分を分離除去し粗精製液を得た。この粗精製液を、Ｎａ型とＣａ型を連結した配位子交換カラムでＨＰＬＣ分析したところ、酸性のオリゴ糖成分を主成分（３４％）とする糖鎖（ＡＯ_３４）であることがわかった（図２、表１）。このオリゴ糖液の構成糖を調べたところ、１０％のグルクロン酸を含むヘテロ糖鎖であることがわかった（表２）。

（製造例３）
製造例１で得られたオリゴ糖液を弱塩基型イオン交換樹脂に吸着させ、４％ＮａＣｌで脱離させて、高純度グルクロノキシロオリゴ糖（純度９９％以上）を得た。得られたグルクロノキシロオリゴ糖には若干（０．３％程度）のフェルラ酸も認められた（図３）。主鎖となるキシロオリゴ糖（アラビノースも平均で０．１個結合）の平均重合度は４．１であり、これにグルクロン酸が平均で１．４個結合した構造を持っていた（表３）。

（製造例４）
製造例２で得られたオリゴ糖液をＮａ^＋カチオン交換樹脂（ＵＢＫ５３０、三菱化学（株））に通液して酸性成分と中性成分を分離した（図４）。得られた酸性オリゴ糖（ＡＯ_７５）は純度７５％であった。

（製造例５）
製造例４で得られた酸性オリゴ糖を、アニオン交換樹脂（ＷＡ３０）に通液した。吸着成分を塩化ナトリウムで溶出した後、ゲル濾過（ＢｉｏｇｅｌＰ−２）で脱塩し、高純度（純度＞９９％）の酸性オリゴ糖（ＡＯ_９９）を得た（図５）。

検証試験１：ｉｎｖｉｖｏでの体脂肪蓄積抑制効果の検証試験
製造例２で得られたグルクロノキシロオリゴ糖を含む粗精製液（ＡＯ_３４）をラットに摂取させ、その体脂肪蓄積抑制効果を調べた。

試験方法
４週齢のＷｉｓｔａｒＨａｎｏｖａｒＧＡＬＡＳ雄ラットを市販固形飼料にて５日間予備飼育後、平均体重が同じになるように１群６匹（ｎ＝６）で２群に分け、４週間ラットに飼料と水を自由摂取させた後、解剖に供した。飼育環境は、温度２３±１℃、相対湿度３０〜５０％、明暗周期１２時間の条件とした。製造例２で得られたグルクロノキシロオリゴ糖を含む粗精製液（ＡＯ_３４）を４％含有する飼料を摂取させた群をＡＯ_３４４％群（ＡＯ_３４群とも称する）とし、ＡＯ_３４をセルロースに置換えた飼料を摂取させた群をコントロール群とした。

飼育期間中は、体重、飼料摂取量を毎日測定した。

ラットの解剖は、一昼夜絶食後、エーテル麻酔下で行い、門脈、腹部大動脈から採血して失血死させ、肝臓、腎臓、盲腸を摘出し、各臓器は重量を測定するとともに、盲腸内ｐＨを測定した。また、腹腔内脂肪を摘出し、重量を測定した。

結果
体重及び飼料摂取量は、コントロール群とＡＯ_３４群間に差は見られず（表４）、肝臓、腎臓重量に変化は見られなかったが、ＡＯ_３４群ではコントロール群と比べて盲腸重量が有意に増加し、盲腸内ｐＨも有意に低下した（表５）。このことから、ＡＯ_３４群では盲腸内細菌が活発化したと考えられる。また、腹腔内脂肪もＡＯ_３４群はコントロール群より有意に減少した（表５）。

結論
以上の結果から、酸性オリゴ糖ＡＯ_３４を摂取することで、体脂肪の蓄積が抑制されることが明らかである。

検証試験２：ｉｎｖｉｖｏでの体脂肪蓄積抑制効果の検証試験
製造例４で得られたグルクロノキシロオリゴ糖を含む粗精製液をラットに摂取させ、その体脂肪蓄積抑制効果を調べた。不純物である中性オリゴ糖の作用と区別するため、高純度の中性オリゴ糖物を準備し比較した。中性オリゴ糖は、ミックスベッド（アニオン交換樹脂ＰＡ４０８とカチオン交換樹脂ＰＫ２１８（共に三菱化学（株））の混合）で精製して得た、純度９９％以上のもの（ＮＯ_９９）を用いた。

試験方法
４週齢のＷｉｓｔａｒＨａｎｏｖａｒＧＡＬＡＳ雄ラットを市販固形飼料にて５日間予備飼育後、平均体重が同じになるように１群６匹（ｎ＝３）で３群に分け、４週間ラットに飼料と水を自由摂取させた後、解剖に供した。飼育環境は、温度２３±１℃、相対湿度３０〜５０％、明暗周期１２時間の条件とした。製造例４で得られた酸性オリゴ糖を含む粗精製液（ＡＯ_７５）を１％、セルロースを３％含有する飼料を摂取させた群をＡＯ_７５１％群（ＡＯ_７５群とも称する）とし、中性オリゴ糖（ＮＯ_９９）を４％含有する飼料を摂取させた群をＮＯ_９９４％群（ＮＯ_９９群とも称する）、ＮＯ_９９をセルロースに置換えた飼料を摂取させた群をコントロール群とした。
他の試験条件は検証試験１と同じとした。

結果
体重及び飼料摂取量は、コントロール群やＮＯ_９９群とＡＯ_７５群間に差は見られず（表６）、肝臓、腎臓重量に変化は見られなかったが、ＮＯ_９９群とＡＯ_７５で盲腸重量の有意な増加と盲腸内ｐＨの有意な低下が観察された（表７）。このことから、ＡＯ_７５では、ＮＯ_９９と同様に盲腸内細菌を活発化させることが示唆された。
体重変化に違いは認められなかったが、腹腔内脂肪はＡＯ_７５群とＮＯ_９９群でコントロール群よりも有意に減少した（表７）。その差はＡＯ_７５群で特に多く、コントロールに対しても４５％、ＮＯ_９９に対しても２０％の減少が認められた。

結論
以上の結果から、酸性オリゴ糖ＡＯ_７５を摂取することで、体脂肪の蓄積が抑制されることが明らかである。
また、酸性オリゴ糖の体脂肪蓄積抑制効果は中性オリゴ糖より優れていることが明らかである。

トウモロコシ種皮酸分解物のゲル濾過結果を示す。酸性オリゴ糖粗精製物のＨＰＬＣ分析結果を示す。酸性オリゴ糖中のフェルラ酸を示す。酸性オリゴ糖の分離精製を示す。酸性オリゴ糖の精製結果を示す。

Claims

キシロオリゴ糖にグルクロン酸が結合されている酸性オリゴ糖を有効成分として含有することを特徴とする体脂肪蓄積抑制剤。
キシロオリゴ糖の平均重合度が２〜１０であることを特徴とする請求項１に記載の体脂肪蓄積抑制剤。