JP5283173B2 - 希少糖を含む非う蝕性素材および抗う蝕剤 - Google Patents
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Description
さらに、キシリトールはこれまでに、ストレプトコッカス ミュータンス群に利用されないという非う蝕性だけでなく、ストレプトコッカス ミュータンス群の殺菌作用や再石灰化の促進作用があると言われてきた。一方、最近の研究ではストレプトコッカス ミュータンス群が単にキシリトールをエネルギーとして利用できないため、増殖・活性が低下すると確認されている。すなわち、甘味料中のショ糖の一部をキシリトールに置き換え、ショ糖の量を減じることになり、う蝕予防効果を得ることができる。しかし、これまで知られている非う蝕性作用を有する糖アルコールなどは、大量に摂取すると下痢を誘発することが知られており、またグルコースやフラクトースの代替糖として用いるには物性的にも異なることから、代替糖として多用途に耐えられる新しい非う蝕性素材の開発が望まれている。
本発明は、優れた抗う蝕性を有し、しかも長期間使用しても安全かつ安定で、香味に与える影響も少ない歯周疾患予防用組成物(歯周疾患予防剤)を提供することを目的とする。
(1)D−プシコースおよびD−ソルボースからなる群から選ばれるD体の希少糖、L−フラクトース、L−プシコースおよびL−タガトースからなる群から選ばれるL体の希少糖、または、希少糖の誘導体であるアリトールを単独または組み合わせて配合してなる非う蝕素材を配合した、抗う蝕用口腔用組成物。
(2)歯周疾患を予防するために用いられるものである旨の表示を付したものである上記(1)記載の抗う蝕用口腔用組成物。
(3)D−プシコースおよびD−ソルボースからなる群から選ばれるD体の希少糖、L−フラクトース、L−プシコースおよびL−タガトースからなる群から選ばれるL体の希少糖、または、希少糖の誘導体であるアリトールを単独または組み合わせて配合してなる非う蝕素材を配合した、歯周疾患を予防するために用いられる医薬品もしくは医薬部外品。
(4)D−プシコース、D−ソルボース、L−フラクトース、L−プシコースおよび/またはL−タガトースからなる、または、D−プシコース、D−ソルボース、L−フラクトース、L−プシコースおよび/またはL−タガトースにカテキン類を組み合わせてなる、抗う蝕剤を配合してなる抗う蝕用口腔用組成物。
(5)歯周疾患を予防するために用いられるものである旨の表示を付したものである上記(4)記載の抗う蝕用口腔用組成物。
(6)D−プシコース、D−ソルボース、L−フラクトース、L−プシコースおよび/またはL−タガトースからなる、または、D−プシコース、D−ソルボース、L−フラクトース、L−プシコースおよび/またはL−タガトースにカテキン類を組み合わせてなる、抗う蝕剤を配合してなる抗う蝕用医薬品もしくは抗う蝕用医薬部外品。
(7)歯周疾患を予防するために用いられる上記(8)記載の抗う蝕用医薬品もしくは抗う蝕用医薬部外品。
具体的には、たとえば、グルコース、フラクトース、ラクトースおよびショ糖などの糖類、および各種糖類の還元物などからなる従来の甘味成分の代替甘味剤として、それらの少なくとも一部に代え、または従来の甘味成分に加え、本発明の非う蝕性素材を食品、飲料、飼料、医薬品、医薬部外品および化粧品などの様々な組成物に配合することができる。例えば、食品または飲料などの組成物に本発明の非う蝕性素材が含有されている場合には、それらを摂取した場合に、う蝕に罹る危険性が小さくなることが考えられる。また、該甘味成分の実質的に全てが本発明の非う蝕性素材からなる場合には、それを摂取してもう蝕に罹る可能性は実質的にないために、該組成物は非う蝕性食品組成物または飲料とすることができる。また、本発明によれば、人体に安全で安定性に優れた上記の希少糖を配合した口腔用組成物が提供でき、本発明の口腔用組成物は上記の希少糖の配合により歯周疾患予防の効果が期待できる。
それゆえ、「非う蝕性」とは、それ単独では、う蝕の原因細菌であるストレプトコッカス ミュータンスにより代謝されず、酸の生成による歯表面の酸性化を実質的に生じないような性質を言う。すなわち、該希少糖1〜10重量%を培地に添加してストレプトコッカス ミュータンスを培養した結果、20〜48時間後、それらの代謝による菌の生育が糖無添加(コントロール)と同等または一定のレベル以下である、もしくは培地のpHが糖無添加(コントロール)と同等または一定のレベル以上になるような性状をいう。
それゆえ、「抗う蝕性」とは、該細菌によって代謝されるう蝕性の甘味成分と共存することにより、う蝕原因菌の代謝による歯表面の酸性化を実質的に抑制する性質をいう。すなわち、資化性糖共存化で該希少糖1〜10重量%を培地に添加してストレプトコッカス ミュータンスを培養した結果、20〜48時間後、それらの代謝による菌の生育が該希少糖無添加(コントロール)と比較して一定のレベル以下である、もしくは培地のpHが該希少糖無添加(コントロール)と比較して一定のレベル以上になるような性状をいう。
発明者の一人である何森健は、イズモリング(Izumoring)連携図を特許文献1で公表している。図4で示される生産過程と分子構造(D型、L型)により、炭素数(C)4から6の単糖全てをつないだ連携図がイズモリング(Izumoring)の全体図である。すなわち、図4から理解できることは、単糖は、C4、5、6全てがつながっているということである。全体図は、イズモリングC6の中でのつながりと、イズモリングC5の中でのつながりと、イズモリングC4の中でのつながりと、C4、C5、C6が全てつながっていることである。この考え方は重要である。炭素数を減少させるには主に発酵法を用いる。炭素数の異なる単糖全てをつなぐという大きな連携図であることも特徴である。
これらの糖は、酸化還元酵素の反応、アルドース異性化酵素の反応、アルドース還元酵素の反応で変換できることは、本発明者らの研究を含めた研究で知られている。それまでの研究では図2の上のグループ、真ん中のグループ、下のグループは酵素反応でつながっていなかった。すなわち上のグループに属しているD−グルコース(ブドウ糖)やD−フラクトースは自然界に多量に存在する糖であり安価であるが、これらから希少糖を合成することができなかった。ところが、本発明者らの研究の過程で、これを結ぶ酵素が発見された。それはガラクチトールからD−タガトースを合成する酵素を持つ菌の培養液中に、全く予期しなかったD−ソルボースが発見されたことに端を発する。その原因を調べた結果、この菌がD−タガトース3エピメラーゼ(DTE)という酵素を産生していることを発見した(例えば、特開平6-125776号公報参照)。図4の下段、図5および図6に示すように、このDTEはこれまでつながりが持てなかったD−タガトースとD−ソルボースの間をつなぐ酵素であることがわかる。そしてさらに驚くことに、このDTEは全てのケトースの3位をエピ化する酵素であり、これまで合成接続できなかったD−フラクトースとD−プシコース、L−ソルボースとL−タガトース、D−タガトースとD−ソルボース、L−プシコースとL−フラクトース、に作用するという非常に幅広い基質特異性を有するユニークな酵素であることが分かった。このDTEの発見によって、すべての単糖がリング状につながり、単糖の知識の構造化が完成し、イズモリング(Izumoring)と名付けた。
図5および図6をよく見てみると、左側にL型、右側にD型、真ん中にDL型があり、しかもリングの中央(星印)を中心としてL型とD型が点対称になっていることもわかる。例えば、D−グルコースとL−グルコースは、中央の点を基準として点対称になっている。しかもイズモリング(Izumoring)の価値は、全ての単糖の生産の設計図にもなっていることである。先の例で、D−グルコースを出発点としてL−グルコースを生産しようと思えば、D−グルコースを異性化→エピ化→還元→酸化→エピ化→異性化するとL−グルコースが作れることを示している。
炭素数が6つの単糖(ヘキソース)のイズモリング(Izumoring)を使って、自然界に多量に存在する糖と微量にしか存在しない希少糖との関係が示されている。D−グルコース、D−フラクトース、D−マンノースと、牛乳中の乳糖から生産できるD−ガラクトースは、自然界に多く存在し、それ以外のものは微量にしか存在しない希少糖と分類される。DTEの発見によって、D−グルコースからD−フラクトース、D−プシコースを製造し、さらにD−アロース、アリトール、D−タリトールを製造することができるようになった。希少糖D−プシコースは、これまで入手自体が困難であったが、自然界に多量に存在する単糖から希少糖を大量生産する方法が開発されつつあり、その技術を利用して製造することができる。
炭素数が6つの単糖(ヘキソース)のイズモリング(Izumoring)の意義をまとめると、生産過程と分子構造(D型、L型)により、すべての単糖が構造的に整理され(知識の構造化)、単糖の全体像が把握できること、研究の効果的、効率的なアプローチが選択できること、最適な生産経路が設計できること、欠落部分について予見できること、が挙げられる。
しかしながら、これらの物質は強い収斂性を持つ渋味成分であることから、呈味性が著しく損なわれ、食品をはじめ各種分野への利用を考える上で大きな欠点となっている。したがって、苦みを減少させるため、カテキン類などポリフェノールの使用量を減らしても、抗菌性、う蝕抑制性を示すような化合物の検討が必要である。
フェノール性化合物を含有する、コーヒー、茶、紅茶などの他、カテキンや茶抽出物などを含有しても良い。
医薬品組成物として使用する場合、その使用量は症状、年令、体重、投与方法および剤形によって異なるが、糖衣錠、うがい薬、歯磨きの甘味付けの原料として、一般に用いられる。
ミュータンス(S. mutans)株のうちJCM5075およびJCM5175の2種類を用いた。
S. mutans株の特徴はショ糖を添加すると不溶性グルカンを形成し培地のpHを低下させる。それが歯牙表面を脱灰し、う蝕を形成する(虫歯菌といわれる原因)とされている。S. mutans株のJCM5075を、Brain Heart Infusion (BHI) 溶液に植菌し、嫌気条件で培養後、菌の生育(不溶性グルカン形成能:濁度)を肉眼的に判別した。
図1の結果からS. mutans株がショ糖を資化し不溶性グルカンを形成することが確認できた。
濁度は一定時間培養した後、肉眼にて観察し、培養液の一部を吸光光度計(O.D.600nm)にて測定した。結果を表1および図2に示す。
pHは培養液の一部を採取し遠心後、上清をpH測定器にて測定した。結果を表2(BHI溶液に細菌添加、0、6、8、12、24時間後)および図3に示す。
図2は24時間後の濁度の変化を示すものである。1%ショ糖を加えたものや10%D−フラクトースを加えたものでは、肉眼的な観察によると、図1と同様に菌塊(不溶性グルカン)を作り沈殿していた。そのため、濁度の低下が認められた。
無添加(BHI溶液)においては、肉眼での沈殿(不溶性グルカン)形成が認められず、O.D.による比較が可能であると考えられた。その他の糖においては、D−プシコース、D−ソルボース、D−タガトース、L−フラクトース、L−プシコース、L−タガトースで無添加と比較しO.D.上昇の抑制が認められた。特にL−タガトースの抑制効果が強かったのは特記される。次いで、L−フラクトース、キシリトール、L−プシコース、D−ソルボースの順に強かった。
D−ソルボース、D−タガトース、L−フラクトース、L−プシコース、L−タガトースでは、pH低下を抑制していた。特に1%ショ糖を添加してもpHが低下しなかったことは抗う蝕作用を強く示唆する。一方、キシリトールでは1%ショ糖を添加するとpHは低下した。これは、これらの糖がS. mutansの増殖と酸産生能を抑え、う蝕抑制効果が期待出来ることを意味する。
以上のとおり、S. mutansに対する効果は肉眼による測定、吸光度(O.D.)とpHの変化で証明することができた。
D−およびL−プシコースを用い、そのS. mutansに対する作用を測定した。D−もしくはL−プシコースは、香川大学希少糖研究センターから提供されたものを用いた。ストレプトコッカス ミュータンス(S. mutans)MT8148(JCM5175)株を、Brain heart infusion broth 寒天培地に植菌し、37℃48時間培養した。さらに、Brain heart infusion broth培地に接種し、37℃24時間培養した。この培養液を、1%試験物質 を含むPhenol red broth (PRB培地)に接種し、37℃で培養し、48時間後の菌の生育(660nmにおける吸光度:O.D.)とpHを測定した。対照として、グルコース、フラクトース、ショ糖およびキシリトールを使用した。得られた結果を表3に示す。なお、濁度は一定時間培養した後、培養液の一部を吸光光度計(O.D. 660nm)にて測定した。
アリトールおよびD−ソルボースを用いてS. mutansに対する作用を測定した。アリトールおよびソルボースは、香川大学希少糖研究センターから提供されたものを用いた。S. mutans(JCM5075)株を、10%試験物質を含むBrain heart infusion培地に接種し、48時間培養後の培養液のpHを測定した。対照として、1%ショ糖および10%キシリトールを使用した。得られた結果を表4に示す。
D−プシコースの抗う蝕性試験を行った。また、カテキン類の添加効果についても検討した。D−プシコースは、香川大学希少糖研究センターから提供されたものを用いた。カテキンは、三井農林(株)のポリフェノン70Aを用いた。S. mutans MT8148(JCM5175)株を、Brain heart infusion broth 寒天培地に植菌し、37℃48時間培養した。さらに、Brain heart infusion broth培地に接種し、37℃24時間培養した。この前培養液を、以下の濃度の糖質およびカテキン類を含むPhenol red broth (PRB培地)に接種し、37℃で培養し、20時間後のpHを測定した。対照として、ショ糖を使用した。得られた結果を表5に示す。
なお、この歯磨剤や洗口剤組成物に既存の薬用成分、塩化セチルピリジニウム、トリクロサン、シオネール、チモール、塩化亜鉛、サリチル酸メチル、ビタミンEなどを加えることができる。また、チューインガムなどに、う蝕抑制作用を持つキシリトールなどの糖アルコールなども加えることができる。
特に希少糖の一つに属する、糖アルコールであるキシリトールは日常生活において嗜好品・食品に添加使用されており、高いう蝕予防効果を示すことは広く一般的に知られている。本発明の他の希少糖についても、う蝕予防甘味料としての効果が期待され、キシリトールに変わる新しい「日本発う蝕予防甘味料」となる可能性がある。
Claims (7)
- D−プシコースおよびD−ソルボースからなる群から選ばれるD体の希少糖、L−フラクトース、L−プシコースおよびL−タガトースからなる群から選ばれるL体の希少糖、または、希少糖の誘導体であるアリトールを単独または組み合わせて配合してなる非う蝕素材を配合した、抗う蝕用口腔用組成物。
- 歯周疾患を予防するために用いられるものである旨の表示を付したものである請求項1記載の抗う蝕用口腔用組成物。
- D−プシコースおよびD−ソルボースからなる群から選ばれるD体の希少糖、L−フラクトース、L−プシコースおよびL−タガトースからなる群から選ばれるL体の希少糖、または、希少糖の誘導体であるアリトールを単独または組み合わせて配合してなる非う蝕素材を配合した、歯周疾患を予防するために用いられる医薬品もしくは医薬部外品。
- D−プシコース、D−ソルボース、L−フラクトース、L−プシコースおよび/またはL−タガトースからなる、または、D−プシコース、D−ソルボース、L−フラクトース、L−プシコースおよび/またはL−タガトースにカテキン類を組み合わせてなる、抗う蝕剤を配合してなる抗う蝕用口腔用組成物。
- 歯周疾患を予防するために用いられるものである旨の表示を付したものである請求項4記載の抗う蝕用口腔用組成物。
- D−プシコース、D−ソルボース、L−フラクトース、L−プシコースおよび/またはL−タガトースからなる、または、D−プシコース、D−ソルボース、L−フラクトース、L−プシコースおよび/またはL−タガトースにカテキン類を組み合わせてなる、抗う蝕剤を配合してなる抗う蝕用医薬品もしくは抗う蝕用医薬部外品。
- 歯周疾患を予防するために用いられる請求項8記載の抗う蝕用医薬品もしくは抗う蝕用医薬部外品。
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