JP7219026B2 - 食後血糖値上昇抑制用組成物及びその製造方法 - Google Patents
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でんぷんやショ糖などの消化・吸収される糖質を摂取すると血糖値が上昇するが、正常な場合はインスリンのはたらきにより食後2時間経つと正常値(110 mg/dL未満)に戻る。一方、糖尿病、または境界域のヒトでは、食後2時間でも血糖値が正常値に戻らない(食後高血糖)。そのような食後高血糖の状態が長く続くと、動脈硬化、心筋梗塞、脳卒中などの重症な合併症につながるリスクが高くなる。
したがって、食後の高血糖が糖尿病発症の危険因子であるだけでなく、心血管系疾患発症の危険因子と認識されている(非特許文献1)。
一方、正常、または境界域のヒトが糖尿病の発症リスクを下げるために、食後の高血糖を抑制する様々な食品成分やサプリメントなども開発されてきた。
でんぷん由来の食物繊維である難消化性デキストリンは、食事とともに摂取すると、食事に含まれる炭水化物(でんぷん、ショ糖)の吸収を遅延させ、食後血糖値の上昇を緩やかにすることが報告されている(非特許文献4)。また、難消化性デキストリンは単独ではブドウ糖の吸収を抑制することはできないが、L-アラビノースとの併用により、でんぷん、ショ糖、ブドウ糖の摂取による血糖値上昇を抑制することができることが報告されている(特許文献1)。また以前より、水溶性難消化性多糖類が、血糖値上昇抑制効果を有することが報告されてきた(非特許文献5)。しかし、水溶性難消化性多糖類であればどんなものでもよい訳ではなく、その効果を有する難消化性多糖類は全体の一部であり、それらが有する抑制効果と物性(粘性)との間には、関連性はないことも報告されてきた(非特許文献6)。
既に報告されている食後血糖値上昇抑制効果を有する食品素材を醗酵食品などに添加すれば、期待される効果を有する食品を製造することは可能である。しかしながら、この場合は、もともとの発酵食品が保有する風味や物性に与える影響が大きくなり、配合設計する上で大きな制約となることが課題であった。また、外部から新たな食品素材を添加することは、コスト上の問題も発生していた。
非特許文献7では、Lactococcus lactis subsp. cremoris FC株で調製した醗酵乳が、マウスの血糖値上昇を抑制することが報告されているが、その効果が多糖類によるものかは明らかではない。また、多糖を産生するその他の菌種でも同様に効果があるのかについては、なんら示されていない。
本発明の課題は、食後血糖値の上昇を抑制する多糖類を産生する乳酸菌を見出し、当該乳酸菌が産生する多糖類の含有物、該乳酸菌の培養物、それらの処理物の少なくとも一つを含有することを特徴とする食後血糖値上昇抑制用組成物を提供することである。
すなわち、ラクトバチルス・ヘルベティカスの培養物から多糖類を調製し、その多糖類と麦芽糖を含む溶液、または麦芽糖のみを含む溶液をマウスに経口投与した後、経時的に血糖値を測定した。その結果、ラクトバチルス・ヘルベティカス由来の多糖類と麦芽糖を含む溶液を投与したマウスでは、麦芽糖のみを含む溶液を投与したマウスと比較して投与後の血糖値の上昇が抑制された。一方、ラクトバチルス・ヘルベティカスとは異なる菌種に由来する多糖類では、麦芽糖投与後の血糖値の上昇は抑制されなかった。
このように、本発明者らはラクトバチルス・ヘルベティカス由来の多糖類が食後血糖値の上昇抑制効果を有することを見出した。本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物では、糖尿病の発症、重篤な合併症である心血管系疾患の発症、そしてメタボリックシンドロームの発症を予防、改善することができる。
本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物は、ラクトバチルス・ヘルベティカス由来の多糖類を含む組成物を用いることができる。
本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物の有効成分であるラクトバチルス・ヘルベティカス由来の多糖類の製造方法について説明する。
本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物の有効成分であるラクトバチルス・ヘルベティカス由来の多糖類は、ラクトバチルス・ヘルベティカスを培養することによって得ることができる。
培養に用いる菌は、ラクトバチルス・ヘルベティカスに属する菌であればどのようなものでもよいが、ラクトバチルス・ヘルベティカスSBT2171株が好ましい。ラクトバチルス・ヘルベティカスSBT2171株は、ナチュラルチーズの成熟過程で優勢になり、熟成チーズの風味形成に影響を及ぼす乳酸菌である。したがって、ラクトバチルス・ヘルベティカスSBT2171株を利用した醗酵乳や乳酸菌飲料が製造可能であり、該乳酸菌の産生する多糖類を含む飲食品の製造が可能である。つまり、該乳酸菌の産生する多糖類を多く含有する飲食品を食することで、食後血糖値の上昇を抑制することも可能となる。ラクトバチルス・ヘルベティカス菌は、本発明の効果が得られる限りにおいて、単独で培養してもよく、他の菌と共培養してもよい。
培養条件は、ラクトバチルス・ヘルベティカスに属する菌が多糖を産生するような条件であればどのようなものでもよい。後述する多糖の定量法と組み合わせて、得ようとする多糖の量や培養設備に応じて所望の条件を設定すれば良い。具体的には、培養温度は、例えば20℃~60℃、20℃~50℃、又は20℃~45℃である。培養時間は、例えば1時間~1週間、4時間~72時間、又は8時間~48時間である。培養速度及び製造効率の観点から、20℃~50℃で4時間~72時間、好ましくは20℃~45℃で8時間~48時間培養することが好ましい。
得られた多糖類の糖含量は、一般的な糖含量の測定に用いられるフェノール硫酸法により測定できる。
本発明のラクトバチルス・ヘルベティカス由来の多糖による食後血糖値上昇抑制効果は、でんぷん、マルトデキストリン、麦芽糖、ショ糖、乳糖、ブドウ糖、果糖ブドウ糖液糖のうちいずれかを投与した場合と、これら糖質のうちいずれかと該乳酸菌の多糖類を投与した場合における血糖値の経時的な変化、または得られた血糖値の経時的な変化(曲線)から求められる曲線下面積を比較し、多糖類の投与により血糖値の上昇が抑制された場合に、本発明の食後血糖値上昇抑制効果があると評価することができる。
本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物の製造方法は、ラクトバチルス・ヘルベティカスを培養する工程を含む。培養後、必要に応じて、産生された多糖類を抽出して食後血糖値上昇抑制用組成物を得る工程及び/又は産生された多糖類を濃縮する工程等を含んでもよい。
使用した5種類の菌株を、表1に示した。前培養した各菌株の培養物を1000 mLの脱脂乳に3%播種し、表1に示した温度と時間にて培養した。培養後、培養物に100% (wt/vol) トリクロロ酢酸(Wako)を最終濃度10%となるように添加し、1時間、室温で攪拌した。遠心(18,480×g, 10min, 10℃)によって得た上清に2倍量の冷エタノールを加え、4℃で一晩静置した。遠心(5,251×g, 10min, 4℃)によって得られた沈殿物を冷70%エタノールで2回洗浄した後、沈殿物を超純水に溶解し、3日間透析(スペクトラ/ポア6、MWCO 3.5-5kDa)した。終濃度2μg/mL(1mM のMgCl2を含む50mM Tris-HCl緩衝液(pH7.5))となるようにDNase I(Roche社製; #11 284 932 001)とRNase(Sigma社製; R4875-100MG)を添加して、37℃で6時間インキュベートした。続いて、終濃度が200μg/mLとなるようにProteinase K(Sigma社製; P6556-100MG)を添加し、37℃で16時間インキュベートした。90℃、10分間の加熱処理により酵素を不活性化した後に遠心(47,900×g, 10min, 10℃)によって不溶物を除いた。上清に2倍量の冷エタノールを加え、4℃で一晩静置した。遠心(5,251×g, 10min, 4℃)によって得られた沈殿物を冷70%エタノールで2回洗浄した後、超純水に溶解し、3日間透析した。透析内液を凍結乾燥し、多糖類を得た。得られた多糖類の糖含量は、フェノール硫酸法によってブドウ糖換算で測定した。
各菌株の培養物から得られた2 mgの多糖類を、ねじ口ガラス試験管に分取した。これに2 Nの2 mLのトリフルオロ酢酸を加え、121℃で1.5 h加熱した。ガラス試験管を冷却した後、窒素を吹き付けることで乾固させた。乾固物を0.5mLの超純水に溶解した後、0.45μmのフィルターでろ過したものを分析用サンプルとした。得られた分析用サンプルをそれぞれ10倍から500倍に希釈した後、HPLC分析に供した。HPLCはDIONEX ICS-5000DPシステムを用いた。カラムはCarboPac PA1、検出器は電気化学検出器(パルスドアンペロメトリックモード)、移動相は20mM 水酸化ナトリウム水溶液でisocraticに流速1 mL/minで15min溶出した。単糖の標準品として、フコース(Fuc)、L-ラムノース(Rha)、D-ガラクトサミン(GalN)、D-グルコサミン(GlcN)、D-ガラクトース(Gal)、D-グルコース(Glc)、D-マンノース(Man)を用いた。濃度既知の各単糖を用いて作成した検量線から、サンプル中の各単糖の濃度を求めた。結果は表2に示した。
25mLチューブ(IWAKI, Cat. No. 2363-025)に各0.5%多糖溶液を入れ、測定直前まで37℃の恒温器内に静置した。多糖溶液の粘度は、B型粘度計(東機産業社製:VISCOMETER TVB-10)を用いて測定した。ローターはSpindle No.M2(推奨粘度範囲:10~1000cP)を用い、回転速度60rpmで30秒後の粘度を測定した。結果は表2に示した。
ICRマウス (7~12週齢、オス:日本クレア社)を試験前日から16時間絶食させ、試験当日の絶食時体重に群間で差がないように2群に分けた(n=12/群)。コントロール群(Control群)には麦芽糖溶液(150 mg/mL)を10μl/gマウス体重で投与し、多糖類投与群にはマルトース溶液(150 mg/mL)と多糖溶液(15 mg/mL)の混合溶液を10μl/gマウス体重で投与した。採血はガラス毛細管(Drummond Scientific社製, 2-000-044-H, ヘパリンコート済)を用いて尾静脈から0min(絶食時)および糖負荷後15, 30, 60, 120, 180minと経時的に採取した。血液を遠心し、血漿中のグルコース濃度をグルコースCII-テストワコー(Wako)を用いて測定した。結果を図1~5に示す。
実施例1で得られた多糖類粉末30gに、ビタミンCとクエン酸の等量混合物40g、グラニュー糖100g、コーンスターチと乳糖の等量混合物60gを加えて混合した。混合物をスティック状袋に詰め、本発明の食後血糖値上昇抑制用サプリメントを製造した。
表4に示した配合により原料を混合し、造粒により顆粒状とした後、空カプセルに10mgずつ充填して、本発明の食後血糖値上昇抑制用医薬品を含むカプセル剤を製造した。
Claims (2)
- ラクトバチルス・ヘルベティカスSBT2171(FERM BP-5445)株由来の多糖類を有効成分とする食後血糖値上昇抑制用組成物であって、多糖類がガラクトースとグルコースから構成され、ガラクトースとグルコースのモル比が1:1.8である前記組成物。
- ラクトバチルス・ヘルベティカスSBT2171(FERM BP-5445)株由来の多糖類を有効成分とする食後血糖値上昇抑制用組成物の製造方法であって、以下の工程を含む前記製造方法。
(1)脱脂乳を含む培地にラクトバチルス・ヘルベティカスSBT2171(FERM BP-5445)株を接種して培養液を得る工程
(2)上記工程(1)で得られた培養液からタンパク質を除去又は酵素で分解する工程
(3)タンパク質を除去又は酵素で分解した培養液にエタノールを添加して多糖類を含む画分を沈殿させる工程
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European Journal of Endocrinology,2015年,Vol. 172, No. 1,pp.11-20 |
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