JP5526416B2

JP5526416B2 - α−グルコシダーゼ阻害活性を有する食品

Info

Publication number: JP5526416B2
Application number: JP2010206162A
Authority: JP
Inventors: 悟韮澤; ▲隆▼ 森; 忠吉橋; 里特李
Original assignee: Japan International Research Center for Agricultural Sciences JIRCAS
Current assignee: Japan International Research Center for Agricultural Sciences JIRCAS
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: JP2012060902A

Description

本発明は、α−グルコシダーゼ阻害活性成分を含有する機能性食品、α−グルコシダーゼ阻害活性成分の製造方法及び１−デオキシノジリマイシンの製造方法に関する。

α−グルコシダーゼは小腸に存在する酵素であり、炭水化物を単糖類に分解する消化酵素である。したがって、α−グルコシダーゼの働きを抑えることによって、食後の血糖の急激な上昇を抑えることができる。
特許文献１及び２には、豆類又は穀類を糸状菌であるアスペルギルス属微生物やモナカス属微生物で発酵してα−グルコシダーゼ阻害剤を製造することが記載されている。

また、α−グルコシダーゼ阻害剤に関しては、いくつかの特定成分が知られているが、天然成分として、桑葉に含まれるアルカロイドである１−デオキシノジリマイシンが知られており、桑葉から１−デオキシノジリマイシンを抽出する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。また、桑葉からの抽出以外にも、大豆をバチラス・サブチルスにより発酵し、発酵物から１−デオキシノジリマイシンを製造することが報告されている（特許文献４）。

特開２００４−１６６６２８号特開２００９−２２７５８７号特開平９−１４０３５１号特開２００８−２２２７０１号

J Food Sci. vol. 75, 246-50 (2010)

桑葉から１−デオキシノジリマイシンを抽出する方法では、大量にα−グルコシダーゼ阻害成分を得ることが難しく、様々な食物と組み合わせた機能性食品を大量に製造することは難しい。

本発明は、微生物の培養物からα−グルコシダーゼ阻害成分を製造する方法及びα−グルコシダーゼ阻害成分を含有する機能性食品を提供することを目的とする。

本発明者らは、α−グルコシダーゼ阻害成分を含有する発酵物について研究を行っていたところ、バチラス・アミノリクエファシエンス菌を用いて得られた発酵物にα−グルコシダーゼ阻害成分が含まれていることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明の機能性食品は、炭水化物を含む作物をバチラス・アミノリクエファシエンス菌で発酵処理して得られるものである。

また、本発明の機能性食品は、バチラス・アミノリクエファシエンス菌が生産するα−グルコシダーゼ阻害活性成分と担体とからなることを特徴とする。

本発明のα−グルコシダーゼ阻害成分を製造する方法は、バチラス・アミノリクエファシエンス菌に属し、α−グルコシダーゼ阻害活性成分を生産する能力を有する菌株を培養し、培養物からα−グルコシダーゼ阻害活性成分を抽出することを特徴とする。

本発明のα−１−デオキシノジリマイシンを製造する方法は、バチラス・アミノリクエファシエンス菌に属し、１−デオキシノジリマイシンを含むα−グルコシダーゼ阻害活性成分を生産する能力を有する菌株を培養し、培養物から１−デオキシノジリマイシンを抽出することを特徴とする。

本発明の機能性食品は炭水化物を含む作物を原料としたα−グルコシダーゼ阻害活性成分を含む発酵食品であるため、炭水化物を含む食物を摂取しながら、食後の血糖の急激な上昇を抑えることができる。

本発明の実施例１で得られた発酵物の上澄み液の陰イオン交換クロマトグラフィーを示すチャート図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［実施形態１］
本実施形態の機能性食品は、炭水化物を含む作物をバチラス・アミノリクエファシエンス菌で発酵処理して得られる発酵食品である。

炭水化物を含む作物とは、穀類、豆類又はイモ類から選ばれる１以上の農作物又はそれら農作物の粉加工品である。
穀類としては、あわ、えんばく、大麦、きび、小麦、米、餅米、そば、とうもろこし、ひえ、もろこし、ライ麦、鳩麦等が挙げられ、また、穀類を加工した、精白粒、オートミール、精麦、麦こがし、薄力粉、中力粉、強力粉、玄米、半つき米、七部つき米、精白米、胚芽精米、強化米、α米、上新粉、白玉粉、全層粉、コーンミル、コーングリップツ、コーンフラワー、ライ麦粉等であってもよい。

豆類としては、大豆、アズキ、ササゲ、インゲン豆、落花生、ソラマメ等が挙げられ、また、豆類の粉製品であってもよい。
イモ類としては、ジャガイモ、サツマイモ、サトイモ、キクイモ等が挙げられ、イモ類の粉製品であってもよい。

炭水化物を含む作物の発酵は、炭水化物を含む作物に水分を加え加熱処理した後、α−グルコシダーゼ阻害活性成分を生産する能力を有する菌株を添加して、発酵処理すればよい。なお、α−グルコシダーゼ阻害活性成分を生産する能力を有する菌株は、１−デオキシノジリマイシンを生産する能力を有するバチラス・アミノリクエファシエンス菌株であることが好ましい。

１−デオキシノジリマイシンを生産する能力を有するバチラス・アミノリクエファシエンス菌株は、バチラス・アミノリクエファシエンス３０２２（ＮＢＲＣ３０２２菌株）、バチラス・アミノリクエファシエンス１４１４１（ＮＢＲＣ１４１４１菌株）及びバチラス・アミノリクエファシエンス１５５３５（ＮＢＲＣ１５５３５菌株）から選ばれる菌株が好ましい。

発酵物は納豆又は米麹のように、そのまま食する機能性食品としてもよく、加工して、豆腐、シリアル、餅、パン、麺類等の機能性食品としてもよい。

以上述べたように、本実施形態の機能性食品に対しては、α−グルコシダーゼ阻害活性成分又は１−デオキシノジリマイシンを添加する必要が無い。また、本実施形態の機能性食品は、バチラス・サブチルスを利用した発酵食品より強いグルコシダーゼ阻害活性を示すため、炭水化物摂取時のα−グルコシダーゼの働きを効果的に抑制することができる。

［実施形態２］
本実施形態は、α−グルコシダーゼ阻害活性成分の製造方法であって、バチラス・アミノリクエファシエンス菌に属し、α−グルコシダーゼ阻害活性成分を生産する能力を有する菌株を培養し、培養物からα−グルコシダーゼ阻害活性成分を抽出することを特徴とする。

バチラス・アミノリクエファシエンス菌は、実施形態１で述べた、α−グルコシダーゼ阻害活性成分を生産する能力を有するバチラス・アミノリクエファシエンス菌株であればよく、好ましくは、１−デオキシノジリマイシンを生産する能力を有するバチラス・アミノリクエファシエンス菌株である。

１−デオキシノジリマイシンを生産する能力を有するバチラス・アミノリクエファシエンス菌株を培養する場合には、培養物から１−デオキシノジリマイシンを得ることができる。

α−グルコシダーゼ阻害活性成分を生産する能力又は１−デオキシノジリマイシンを生産する能力を有するバチラス・アミノリクエファシエンス菌株は、実施形態１で述べた、バチラス・アミノリクエファシエンス３０２２（ＮＢＲＣ３０２２菌株）、バチラス・アミノリクエファシエンス１４１４１（ＮＢＲＣ１４１４１菌株）及びバチラス・アミノリクエファシエンス１５５３５（ＮＢＲＣ１５５３５菌株）から選ばれる菌株が好ましい。

培地は特に限定されるものではなく、バチラス・アミノリクエファシエンスが生育できる液体培地、固体培地を用いることができる。また、培地は実施形態１で述べた炭水化物を含む農作物であってもよく、培地成分として炭水化物を含む農作物を含んでいてもよい。

バチラス・アミノリクエファシエンス菌が生産するα−グルコシダーゼ阻害活性成分は、バチラス・アミノリクエファシエンス菌の培養物中に含まれるα−グルコシダーゼ活性を阻害する化合物であればよい。好ましくは、１−デオキシノジリマイシンである。

バチラス・アミノリクエファシエンスの培養物は、バチラス・サブチルスの培養物に比べ、高いα−グルコシダーゼ阻害効果を示す。

α−グルコシダーゼ阻害活性成分は、食用に適する担体に添加して使用する。担体は、例えば、パン、麺、アルファー米、豆腐、ハム、チーズ等の加工食品、即席麺等のインスタント食品、レトルト食品、味噌や醤油等の調味料、菓子類、飲料又はガム等である。

α−グルコシダーゼ阻害活性成分の添加量は、特に限定されるものではなく、機能性食品中に０．０１以上１０％の範囲で含まれていればよい。

以下に、本発明に係る機能性食品及びα−グルコシダーゼ阻害活性成分の製造方法を実施例に基づき説明するが本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

食品素材をバチラス・アミノリクエファシエンス菌株により発酵処理して得られた発酵物のα−グルコシダーゼ阻害を測定した。

食品素材には白米粒、小麦粒、トウモロコシ粒及び大豆を用い、独立行政法人製品評価技術基盤機構から入手した３種類のバチラス・アミノリクエファシエンス（Bacillus amyloliquefaciens）の菌株：ＮＢＲＣ３０２２菌株、ＮＢＲＣ１４１４１菌株、ＮＢＲＣ１５５３５菌株を用いた。
なお、対照として、市販の納豆より単離した菌株（市販納豆菌）及び独立行政法人製品評価技術基盤機構から入手したバチラス・スブチリス（Bacillus subtilis）（ＮＢＲＣ１３７１９菌株）を用いた。

また、上記バチラス・アミノリクエファシエンス菌株をＬＢ（Luria-Bertani）液体培地及びＬＢ寒天培地で培養し、得られた培養物のα−グルコシダーゼ阻害を測定した。

［白米粒の発酵処理］
（１）白米に等量の水を加え、１２１℃、３０分間オートクレイブした。これを滅菌済みのシャーレに移し、ＬＢ液体培地で３０℃、一晩培養したバチラス・アミノリクエファシエンス培養液を加え混合し、３０℃で1日間、つづいて４℃で一晩発酵させた。

［小麦粒の発酵処理］
小麦粒を３倍量の水に一晩浸漬した。次に、浸漬した小麦粒に等量の水を加え、１２１℃、３０分間をオートクレイブした。これを滅菌済みのシャーレに移し、ＬＢ液体培地で３０℃、一晩培養したバチラス・アミノリクエファシエンス培養液を加えて混合し、３０℃で１日間、つづいて４℃で一晩発酵させた。

［トウモロコシ粒の発酵処理］
トウモロコシ粒に等量の水を加え、１２１℃、３０分間をオートクレイブした。これを滅菌済みのシャーレに移し、ＬＢ液体培地で３０℃、一晩培養したバチラス・アミノリクエファシエンス培養液を加え混合し、３０℃で１日間、つづいて４℃で一晩発酵させた。

［大豆の発酵処理］
大豆を３倍量の水に一晩浸漬した。次に、浸漬した大豆に等量の水を加え、１２１℃、３０分間をオートクレイブした。これを滅菌済みのシャーレに移し、ＬＢ液体培地で３０℃、一晩培養したバチラス・アミノリクエファシエンス培養液を加えて混合し、３０℃で１日間、つづいて４℃で一晩発酵させた。

［ＬＢ液体培地での培養］
バチラス・アミノリクエファシエンスをＬＢ液体培地で３０℃、２５０ｒｐｍで回転させ、一晩培養した。
［ＬＢ寒天培地での培養］
バチラス・アミノリクエファシエンスをＬＢ寒天培地で３０℃、一晩培養させた。

上記発酵物０．２ｇをそれぞれ水１ｍＬ（リットル）に懸濁し、これを１５，０００ｒｐｍで遠心分離したのち、上澄みを酵素活性測定用の試料溶液とした。ＬＢ液体培地培養物は１５，０００ｒｐｍで遠心分離したのち、上澄みを試料溶液とした。さらに、ＬＢ寒天培地培養物４０ｍｇを水０．４ｍＬに懸濁し、これを１５，０００ｒｐｍで遠心分離したのち、上澄みを試料溶液とした。

［酵素活性測定］
５０ｍＭ（モル）のリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．７）８０μＬ、試料溶液５０μＬ、１０ｍＭの４−ニトロフェニルα−Ｄ−グルコピラノシド水溶液２０μＬ及び２５ｍｇ／ｍＬラット小腸アセトンパウダー（Intestinal acetone powders from rat、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）水溶液５０μＬをこの順序で混合し、３０℃、１時間インキュベートした。次に、１．２Ｍの炭酸ナトリウム水溶液１００μＬを加え酵素反応を停止させたのち、４０５ｎｍの吸光度を測定した。
ラット小腸アセトンパウダーに含まれるα−グルコシダーゼが４−ニトロフェニルα−Ｄ−グルコピラノシドを加水分解し、４−ニトロフェノールを生じる。４−ニトロフェノールはアルカリ溶液中で黄色を呈するので、４０５ｎｍの吸光度の増加を測定することによりα−グルコシダーゼ活性の強さを測定することが出来る。

表１に、ブランクとして水を用い、ブランクの吸光度を１００％としたときの、それぞれの試料の相対活性を示した。
すなわち、α−グルコシダーゼ活性が１００％とは、試料溶液中にα−グルコシダーゼ阻害活性が全くないことを示す。一方、相対活性の数値が低くなるほど試料溶液中に強いα−グルコシダーゼ阻害活性があることを示す。

なお、米、小麦、トウモロコシ、大豆及びＬＢ寒天培地のα−グルコシダーゼ活性は、重量あたりの値、ＬＢ液体培地のα−グルコシダーゼ活性は体積あたりの値である。

酵素活性測定の結果、バチラス・アミノリクエファシエンスを用いた発酵物及び培養物では、相対活性が２．９〜３６％を示し、いずれもバチラス・サブチルスによる発酵物より強いα−グルコシダーゼ阻害活性を示した。

高性能陰イオン交換クロマトグラフィーにより、発酵物に含まれる１−デオキシノジリマイシンを分取した。なお、高性能陰イオン交換クロマトグラフィーは、非特許文献１に記載された桑葉の１−デオキシノジリマイシンの同定に記載された方法である。

バチラス・アミノリクエファシエンス１４１４１と大豆を用いて製造した発酵物１ｇに蒸留水１ｍＬを加え、撹拌したのち、１５，０００ｒｐｍで１０分間遠心分離し、上澄み液を得た。上澄み液に終点濃度が０．２Ｍになるように水酸化ナトリウムを加えた。これを、高性能陰イオン交換クロマトグラフィーに供し、１−デオキシノジリマイシン画分を分取した。高性能陰イオン交換クロマトグラフィーにはＤｉｏｎｅｘ社製のＤＸ−３００Ｓｙｓｔｅｍ、長さ２５０ｍｍ、直径４ｍｍのＣａｒｂｏＰａｃＭＡ−１カラム、パルスドアンペロメトリック電気化学検出器ＰＡＤ−２を使用した。カラムは０．２Ｍの水酸化ナトリウム水溶液で平衡化した。
なお、大豆発酵物の上澄み液に水酸化ナトリウムを添加したのち、０．２Ｍから１Ｍの水酸化ナトリウム濃度勾配により、上述の条件で１−デオキシノジリマイシンを溶出した。

図１に高性能陰イオン交換クロマトグラフィーのチャートを示す。図中のＤＮＪで示すピークが１−デオキシノジリマイシンのピークである。このことから、バチラス・アミノリクエファシエンスを用いた発酵物又は培養物には１−デオキシノジリマイシンが含まれることがわかる。

Claims

炭水化物を含む作物をバチラス・アミノリクエファシエンス菌で３０℃で一日、４℃で一晩発酵処理して得られる、α−グルコシダーゼ阻害活性を有する食品。
前記炭水化物を含む作物が、穀類及び豆類から選ばれる１つ以上の作物である、請求項１に記載のα−グルコシダーゼ阻害活性を有する食品。
前記穀類が米、小麦及びトウモロコシから選ばれる１つ以上の穀物である、請求項２に記載のα−グルコシダーゼ阻害活性を有する食品。
前記バチラス・アミノリクエファシエンス菌が、バチラス・アミノリクエファシエンス３０２２（ＮＢＲＣ３０２２菌株）、バチラス・アミノリクエファシエンス１４１４１（ＮＢＲＣ１４１４１菌株）又はバチラス・アミノリクエファシエンス１５５３５（ＮＢＲＣ１５５３５菌株）である、請求項１〜３のいずれかに記載のα−グルコシダーゼ阻害活性を有する食品。