JP4904751B2

JP4904751B2 - 生体内ｄｈａ合成促進剤

Info

Publication number: JP4904751B2
Application number: JP2005266467A
Authority: JP
Inventors: 和夫宮下; 雅史細川; 徳武佐島; 荘法佐々木
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2025-09-14
Also published as: JP2007077067A

Description

本願発明は、生体内でＤＨＡ（ドコサヘキサエン酸）の合成を促進する促進剤に関し、特に褐藻又は珪藻から抽出したフコキサンチン又はフコキサンチンを含有する海藻油を生体内のＤＨＡ合成の促進剤とする生体内ＤＨＡ合成促進剤に関するものである。

脂質はタンパク質や炭水化物と共に３大栄養素の一つに数えられており、ヒトが生きていく上で必要不可欠な成分である。生体脂質の主要成分としては、トリグリセリド（ＴＧ；中性脂肪）、リン脂質、コレステロールなどがあげられ、それぞれ生体を構成する重要な要素である。例えば、リン脂質やコレステロールは細胞膜の主成分であり、特にリン脂質は膜の構造を維持するのに不可欠な構成要素である。

リン脂質には、分子内に不飽和結合を複数有する高度不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）が含まれており、これ等の脂肪酸は単にエネルギー源として重要なだけでなく、様々な生体機能も有する。特に、ＤＨＡ（ドコサヘキサエン酸；22:6n-3）は様々な生体機能性（抗動脈硬化、血圧低下、血漿脂質濃度低下、抗アレルギー、抗肥満、抗癌作用）を示し、生体を正常に維持する上で必須な成分である。従って、ヒトはＤＨＡを含む食品を日常摂取する必要がある。

ＤＨＡは生体内でα−リノレン酸から複雑な酵素系を経て合成される。しかし、その変換率は僅か０．０２〜４％であり、α−リノレン酸を多く含むアマニ油やシソ油或いはある程度多量に含む大豆油を摂取しても、ＤＨＡの生体内での生成量は不十分である。

一方、ＤＨＡは水産物油に多く含まれているため、ＤＨＡの補給には水産物又は魚油が利用される。しかし、魚食に対する馴染みがない欧米人に対しては、我が国のように水産物をそのまま口にすることで水産脂質を摂取できる習慣がないため、魚油又はＤＨＡを含む食品を開発する必要がある。

ここで、魚油又はＤＨＡを含む食品を開発する上で大きな問題がある。それは、ＤＨＡや魚油は酸化され易く、酸化により風味劣化が起こり、栄養価も低下し易いという問題である。ＤＨＡが酸化し易いのは、分子内に二重結合（不飽和結合）を多数有するためであり、ＤＨＡの酸化で生じた過酸化物は体内に吸収されると毒性をも示す場合がある。魚油の酸化防止には様々な方法が用いられるが、ＤＨＡを多く含む魚油に対する効果的な酸化防止法は見つかっていない。

一方、フコキサンチンは、褐藻や珪藻中に広く分布する色素成分であり、β−カロテンと並んで資源量的に豊富なカロテノイドの一つといえる。図１は、フコキサンチンの化学構造式を示す。β−カロテンとは異なり親水性基を複数有している。これまでに、フコキサンチンによる強い抗癌活性（非特許文献１）、神経芽腫細胞への増殖抑制作用、抗酸化作用が知られている。

非特許文献１によれば、フコキサンチンの抗癌活性は、癌細胞の核内転写因子（ＰＰＡＲγ：proxisome proliferator activated receptor γ）の働きの増大と密接な関係を持ち、ＰＰＡＲγのリガンドとして知られる薬剤、トログリタゾンよりも遙かに強い増殖抑制作用を呈する。この場合、トログリタゾンとフコキサンチンとを併用することにより、大腸癌細胞の増殖がそれぞれ単独で添加するよりもより強く抑制されることとなる。

さらに、フコキサンチンはマウスやラットに対して抗肥満活性を示すことが報告されている（非特許文献２）。非特許文献２によれば、フコキサンチンが脂肪細胞に対する分化抑制作用を示すことが明らかになり、ワカメ油投与による動物実験での体重及びＷＡＴ（白色脂肪組織）の減少は、フコキサンチンによる脂肪細胞への分化の抑制と、ＷＡＴ中のＰＰＡＲγに支配されたＵＣＰ１（脱共役蛋白質）の発現による脂肪燃焼に拠ることが明らかになった。こうした活性を有する食品由来成分はこれまでに発見されていない。

なお、特許文献１は、フコキサンチンの精製方法に関する発明であり、海藻類から純度の高いフキコサンチンを得る方法が開示されている。また、特許文献２は、フコキサンチンを用いた抗酸化剤及び抗酸化方法に関する発明であり、珪藻類等の藻類から抽出したフコキサンチンの抗酸化能に着目して、これを食品、化粧品及び医薬品に用いて抗酸化剤とするものである。

ここで、抗酸化剤としての作用とは、次のような作用を言う。体内で必要な酸素の一部は、体内に取り入れられた後に、酸化力の強い活性酸素となる。この活性酸素は細胞を傷つけたり、体内の脂肪を酸化して有害な過酸化脂質に変えたりする。この過酸化脂質が血液をどろどろにして動脈硬化や高血圧を引き起こす。このような活性酸素の働きを抑制する物質を抗酸化剤という。

上述のように、フコキサンチンには強い抗癌活性、神経芽腫細胞への増殖抑制作用、抗酸化作用があることは報告されているものの、これまでに生体内での脂質代謝に及ぼすフコキサンチンの作用に関する知見はない。

M. Hosokawa, M. Kudo, H. Maeda, H. Kohno, T. Tanaka, and K.Miyashita," Fucoxanthin induces apoptosis and enhances the antiproliferative effect of the PPARg ligand, troglitazone, on colon cancer cells", Biochimica et Biophysica Acta, 1675, 113-119 (2004). H. Maeda, M. Hosokawa, T. Sashima, T. Funayama, and K. Miyashita, "Fucoxanthin from edible seaweed, Undaria pinntifida, shows antiobesity effect through UCP1 expression in white adipose tissues.", Biochem. Biophys. Res. Comm., 332, 392-397 (2005). 特開２００４−７５６３４号公報特開平７−２２４２７８号公報

前述のように、ＤＨＡを多く含む魚油の酸化防止法の開発は極めて困難である。一方、大豆油などの食用油に含まれるα−リノレン酸は、そのごく一部がＤＨＡに生体内で変換する。従って、生体内でのα−リノレン酸からＤＨＡへの変換を促進する成分が発見できれば、その成分を大豆油などに混合することでＤＨＡの生体内での濃度を上昇させることが可能であるが、こうした成分はいまだ発見されていない。

そこで、本願発明の目的は、酸化されやすいＤＨＡを魚油として摂取するのではなく、フコキサンチン若しくはフコキサンチン含有素材により生体内でのＤＨＡの合成活性を上昇させ、これにより生体へのＤＨＡの補給を代替することにある。

本願発明では、生体内でのＤＨＡ合成の促進物質として、褐藻又は珪藻中に特異的に含まれるカロテノイドであるフコキサンチンを提供することを目的とし、併せて生体内でのＤＨＡ合成の促進物質であるフコキサンチンを含有する海藻油や食品素材、医薬品、飼料などを提供することを目的とする。

本願発明の生体内ＤＨＡ合成促進剤は、フコキサンチンを生体内のＤＨＡ合成の促進剤としたことを特徴とする。また、フコキサンチンを含有する海藻油を生体内のＤＨＡ合成の促進剤としたことを特徴とする。即ち、本願発明では、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、入手が容易でかつ大量・安定・安価なワカメ端物を原料に用いることで、フコキサンチンを多く含む海藻油又は純度99％以上のフコキサンチンを得た。そして、これらを動物に投与して各種の実験を行い、フコキサンチン及びフコキサンチンを含有する海藻油は、生体内でDHAの合成を促進する作用があることを明確にした。

また、本願発明の生体内ＤＨＡ合成促進剤は、フコキサンチン又はフコキサンチンを含有する海藻油を食品素材、医薬品又は飼料に添加して成ることを特徴とする。前記食品素材は植物油であっても良い。フコキサンチンを食品素材、医薬品又は飼料に添加することで、生体内ＤＨＡ合成促進剤の機能を有する食品素材、医薬品、飼料を提供することが出来る。この場合、含有するフコキサンチン又はフコキサンチンを含有する海藻油の量により生体内ＤＨＡ合成促進の作用の強さを制御することが出来るので、目的に応じてその量を適宜調整することが可能である。本出願では、フコキサンチンを添加した食品素材、医薬品、飼料も生体内ＤＨＡ合成促進剤と称している。

本願発明の生体内ＤＨＡ合成促進剤は、前記フコキサンチンは褐藻又は珪藻から抽出したことを特徴とする。褐藻又は珪藻の内でも特にワカメ端物を用いることで、フコキサンチンを多く含む海藻油又は純度９９％以上のフコキサンチンを大量に且つ安価で得ることができた。なお、ワカメ端物は入手が容易でかつ大量・安定・安価であるので、生体内ＤＨＡ合成促進剤を大量かつ安価に提供することが可能となった。

酸化されやすいＤＨＡを魚油として摂取するのではなく、フコキサンチン又はフコキサンチンを含有する海藻油により生体内でのＤＨＡの合成活性を上昇させ、これにより生体へのＤＨＡを補給を代替することが可能となった。

また、このフコキサンチン又はフコキサンチンを含有する海藻油を食品素材、医療品、飼料に添加することで、生体内ＤＨＡ合成促進の機能を有する食品素材、医療品、飼料などを提供することが出来るので、とりわけ機能性食品素材の市場を拡大することに大きく寄与することが予想される。

以下、本願発明を実施するための最良の形態について、表を参照しながら詳細に説明する。

（フコキサンチンの取得）
本願発明では、入手が容易でかつ大量・安定・安価なワカメ端物を原料に用いることで、フコキサンチンを多く含む海藻油または純度９９％以上のフコキサンチンを得た。なお、フコキサンチン自体の生成方法は、上記の特許文献、非特許文献などに詳細に記載されているので、ここでは説明を省略する。

（動物と飼料）
動物実験１と動物実験２にはKK-Ayマウス（雌；３週齢）を用いた。動物実験３にはＩＣＲマウス（雄；５週齢）を用いた。試験餌料はAIN-93G組成にしたがって調製した。飼料中の脂質は動物実験１と２では１３．１％にした。また、動物実験３では７．０％にした。表１〜４に、各実験での脂質成分の飼料中の含量を示した。飼料は、調製後直ちに真空パックして給餌まで−２０℃下に保存した。飼料脂質の脂肪酸組成は表５〜７に示した。

（飼育と分析）
１週間対照群用の飼料により予備飼育を行い、成長に異常のない固体を各群６匹ずつ体重にばらつきがないように群わけした。滅菌ウッドチップ床敷を入れたプラスチックゲージに群ごとに２匹ずつ入れて飼育した。飼育室の温度は２３±１℃、湿度５０％、明暗を１２時間周期とした。飼料及び水は自由摂取とし、３週間実験試料による飼育を行った。

給餌期間終了後、１２時間の絶食を行った。ついで、エーテル麻酔下で首よりEDTA下採血を行った。臓器は採血後直ちに摘出し、生理食塩水でよく洗い充分に脱血した。肝臓は秤量の後、分析に供するまで‐４０℃下に保存した。

（肝臓脂質の抽出とメチルエステル化）
肝臓から有機溶媒（クロロホルム／メタノール）にて脂質を抽出した。脂質重量を測定後、一部をフタ付き遠沈管（１）に取り、これにベンゼン１mlと７％BF3-メタノール溶液３mlを加えた。窒素置換してフタをした後、ブロックヒーターで９０℃、１５分間加熱した。放冷後、蒸留水２mlとヘキサン２mlを加え激しく振とうした。下層（ヘキサン層）を別のフタ付遠沈管（２）に取り、上層（水層）にヘキサン２mlを再び加え、激しく振とうした。下層をフタ付遠沈管（２）に移し、３回洗浄を行った。その後、無水硫酸ナトリウムで脱水し、得られたメチルエステルをケイ酸カラムクロマトグラムで精製し、脂肪酸メチルエステルを得た。なお、ケイ酸カラムクロマトグラムは、カラムの先に脱脂綿を詰め、ヘキサン中に懸濁させたケイ酸（Silica Gel 60）５gをカラムへ流し込むことにより調製した。展開溶媒には、ヘキサン（３０ml）、５％ジエチルエーテル‐ヘキサン溶液（１００ml）を用い、５％ジエチルエーテル‐ヘキサン溶液画分を分取してエバポレーターで濃縮した。

（脂肪酸分析）
得られた脂肪酸メチルエステルを約２％（w/v）のヘキサン溶液とし、この溶液１μlをガスクロマトグラフへ注入し、以下の条件で分析を行った。
装置：島津製作所製 GC-14B型ガスクロマトグラフ
カラム：Fused Sillica Capillary Column Omegawax 320
(３０m×０．３２mmi.d.)
[Supelco Inc., Bellefonte,PA,USA]
カラム温度：１８０〜２４０℃（２℃/min）
注入口温度：２５０℃
検出器温度：２４０℃

（実験１）
マウスにコントロール（大豆油１３．１％）およびワカメ脂質（０．５％と１．９％）を投与した場合、摂餌量や肝臓脂質含量などに有意差は認められなかった。一方、肝臓の脂肪酸含量はワカメ脂質投与でコントロールに比べてＤＨＡ（22:6n-3）含量が最も大きく変動した（表８）。ワカメ脂質１．９％ではコントロールの２倍以上となった。

（実験２）
ワカメ脂質には糖脂質とフコキサンチンが主要な構成成分として含まれていた（表２）。そこで、フコキサンチンと糖脂質をワカメ脂質からクロマトグラフィーで分別し、表３に示した組成の脂質をマウスに投与した。その結果、ワカメ糖脂質にはＤＨＡの前駆体となる18:3n-3、18:4n-3、20:5n-3が他の群よりも多く含まれていたために（合計で20.8％；表６）、これらの脂肪酸の生体内での代謝産物としてのＤＨＡがコントロールよりも多く検出された（表９）。

一方、フコキサンチン投与ではこうしたＤＨＡの前駆体がコントロールとほぼ同じ（約６％）にもかかわらず（表６）、肝臓中のＤＨＡ含量はコントロールの２倍以上であった（表９）。以上より、フコキサンチンには、大豆油に含まれているn-3系脂肪酸（α−リノレン酸；18:3n-3）からＤＨＡへの生体内変換に関わる酵素系を活性化する作用のあることが明らかにされた。

表８で示されたワカメ脂質投与による肝臓中でのＤＨＡの増大も、ワカメ糖脂質に含まれるn-3系脂肪酸（18:4n-3や20:5n-3など）の影響よりも、含まれるフコキサンチンによる生体内でのＤＨＡ合成酵素の活性化によるところが大きいと判断された。

（実験３）
さらに、ＩＣＲマウスに、ラードと大豆油を基本の飼料油とし、ラードの一部をワカメ脂質、フコキサンチン、ワカメ糖脂質に置換した場合、フコキサンチン投与により肝臓中でのＤＨＡの含量がコントロールの２倍以上となった（表１０）。

ＤＨＡの供給源としては魚油が多用される。表１１にイワシ油（１と２）をマウス（KK-Ay）の飼料に対して２％投与した場合の肝臓脂質の脂肪酸組成を示した。イワシ油（１）とイワシ油（２）にはＥＰＡ（20:5n-3）とＤＨＡ（22:6n-3）がそれぞれ１５．３％と１２．６％および２９．４％と１１．８％含まれていた。これらの魚油摂取で肝臓中のＤＨＡはコントロールよりも増大した（表１１）。

これは、イワシ油中のＤＨＡの直接的な肝臓への移行、または、ＤＨＡの最も有効な前駆体であるＥＰＡからの誘導によると考えられた。一方、同じ条件で実施されたフコキサンチン（０．１７％）またはフコキサンチンを含むワカメ脂質（１．９％）のマウス投与では、肝臓脂質中にＤＨＡがイワシ油投与と匹敵する量（表９と表８）蓄積された。したがって、フコキサンチンまたはフコキサンチンを含むワカメ脂質と大豆油の混合物は魚油投与と同等の肝臓でのＤＨＡ蓄積を示すことが判明した。

動物実験の結果より、フコキサンチンには生体内での18:3n-3（α−リノレン酸）からＤＨＡへの変換酵素の活性化作用のあることが初めて明らかにされた。18:3n-3は大豆油などの植物油に含まれる一般的な脂肪酸である。したがって、植物油とフコキサンチンまたはフコキサンチンを含むワカメ脂質などとの混合物を投与することで、生体内でのＤＨＡ合成系を活性化し、魚油を摂取せずとも体内のＤＨＡ含量を増大させることができる。

アマニ油やシソ油は18:3n-3を５０％以上含有するので、これらの植物油とフコキサンチンまたはフコキサンチンを含むワカメ脂質などの混合物を投与することで、大豆油の場合よりも生体内でのＤＨＡ含量を増大させることが可能である。

ワカメ糖脂質にはフコキサンチンの他、ＤＨＡの前駆体となるn-3系脂肪酸が含まれているのでこの形態も生体内でのＤＨＡ含量を増大させるのに好ましい形態である。

ＤＨＡは様々な必須な生体機能を示すが食品では水産物のみに含まれる。したがって、水産物の摂取が少ない場合のＤＨＡ補給の代替として、植物油とフコキサンチンまたはフコキサンチンを含むワカメ脂質などの混合物が提供できる。フコキサンチンを食品素材に添加した生体内ＤＨＡ合成促進剤は新たな機能製食品素材であり、機能性食品素材の市場を拡大することに大きく寄与することが予想される。

本願発明の生体内ＤＨＡ合成促進剤は、褐藻又は珪藻から抽出したフコキサンチンとそれを含有する海藻油、食品素材、医薬品又は飼料であり、特にフコキサンチンを添加した食品素材は機能性食品素材として用いられるものである。従って、産業上は食品、とりわけ機能性食品素材の分野で活用することが可能であり、その他にも医学、農業の分野で応用することが可能である。

フコキサンチンの構造式を示す。

Claims

フコキサンチンを生体内のＤＨＡ合成の促進剤としたことを特徴とする生体内ＤＨＡ合成促進剤。
フコキサンチンを含有する海藻油を生体内のＤＨＡ合成の促進剤としたことを特徴とする生体内ＤＨＡ合成促進剤。
フコキサンチン又はフコキサンチンを含有する海藻油を食品素材、医薬品又は飼料に添加して成ることを特徴とする生体内ＤＨＡ合成促進剤。
前記食品素材は、植物油であることを特徴とする請求項３に記載の生体内ＤＨＡ合成促進剤。
前記フコキサンチンは褐藻又は珪藻から抽出したことを特徴とする請求項１又は３に記載の生体内ＤＨＡ合成促進剤。