JP7368618B2 - 腸内徐放性糖アルコール添加剤及びその製造方法並びに応用 - Google Patents
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Description
本発明は、腸内徐放性製品の製造の技術分野に属し、特に腸内徐放性糖アルコール添加剤及びその製造方法並びに応用に関する。
プロピオン酸は吸収された後、主に肝臓で代謝されて糖新生に関与し、コレステロール合成を阻害するが、さまざまな研究により、外因性の摂取と自体の生じたプロピオン酸の作用は同じではないことが示されている。外因性のプロピオン酸は、個人の多くの代謝プロセスに重要な影響を及ぼす。プロピオン酸（ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）は、短鎖脂肪酸であり、通常の状況では、人体中の微生物は、結腸で不完全に消化されていない炭水化物を発酵させてプロピオン酸を生成することができる。これらのプロピオン酸は人体に有益である一方、外因性のプロピオン酸は、短期的には高血糖と高インスリンを引き起こす可能性があり、長期摂取は肥満やインスリン抵抗性などのより深刻な症状を引き起こす。
フルクトオリゴ糖、多糖類は、腸管でプロピオン酸を生成する機能がある。しかし、オリゴフルクトースも多糖類も、定点かつ高濃度でプロピオン酸を合成することはできない。多糖類は、腸内利用率が高くなく、鼓腸などの問題を起こしやすい。フルクトースオリゴ糖はまた、過剰なガス生成や不安定な酸生成などの問題を引き起こし、さらに、フルクトースの過剰な生成のため、肝臓代謝障害を引き起こす。
本発明が解決しようとする技術課題は、体の健康を促進するとともに、プロピオン酸による代謝副作用を除去し、糖アルコール添加剤の腸管内での緩慢放出と結腸内の定点放出を実現するために、腸内徐放性糖アルコール添加剤及びその製造方法並びに応用を提供する。
本発明は、以下のように実現される。腸内徐放性糖アルコール添加剤を提供し、腸内徐放性糖アルコール添加剤は、２層構造を含み、内層構造にはキシリトールと寒天の成分が含まれ、外層構造には、カラギーナン又はゲラン又はキサンタンガム又はグアーガム、ビタミンＢ１２、Ｌ－アラビノース及び発酵したビフィドバクテリウム又は発酵したプロピオニバクテリウム又は発酵したラクトバチルスの成分が含まれる。
本発明は、以下のように実現される。以上に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法をさらに提供し、この方法は、
キシリトールと寒天を混合し、滅菌し、ボールミルに入れて放冷してキシリトール寒天ビーズを製造するステップ１と、
カラギーナン溶液又はゲランガム溶液又はキサンタンガム溶液又はグアーガム溶液を調製し、ビタミンＢ１２、Ｌ－アラビノースをカラギーナン溶液又はゲランガム溶液又はキサンタンガム溶液又はグアーガム溶液に加えて均一に混合して混合液を得、そして、該混合液によってステップ１のキシリトール寒天ビーズを包み、混合液により包まれたキシリトール寒天の２層のガムビーズを得るステップ２と、
ステップ２で製造された２層のガムビーズを発酵したビフィドバクテリウム培養液又は発酵したプロピオニバクテリウム培養液又は発酵したラクトバチルス培養液に入れて培養し、培養後に取り出し、冷凍するか又は熱風で乾燥させ、糖アルコール添加剤完成品を得るステップ３とを含む。
キシリトールと寒天を混合し、滅菌し、ボールミルに入れて放冷してキシリトール寒天ビーズを製造するステップ１と、
カラギーナン溶液又はゲランガム溶液又はキサンタンガム溶液又はグアーガム溶液を調製し、ビタミンＢ１２、Ｌ－アラビノースをカラギーナン溶液又はゲランガム溶液又はキサンタンガム溶液又はグアーガム溶液に加えて均一に混合して混合液を得、そして、該混合液によってステップ１のキシリトール寒天ビーズを包み、混合液により包まれたキシリトール寒天の２層のガムビーズを得るステップ２と、
ステップ２で製造された２層のガムビーズを発酵したビフィドバクテリウム培養液又は発酵したプロピオニバクテリウム培養液又は発酵したラクトバチルス培養液に入れて培養し、培養後に取り出し、冷凍するか又は熱風で乾燥させ、糖アルコール添加剤完成品を得るステップ３とを含む。
本発明は、以下のように実現される。以上に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の使用をさらに提供し、前記糖アルコール添加剤は、食品に適用される。
本発明は、以下のように実現される。以上に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法で製造された腸内徐放性糖アルコール添加剤の使用をさらに提供し、前記糖アルコール添加剤は、食品に適用される。
従来技術に比べて、本発明の腸内徐放性糖アルコール添加剤及びその製造方法並びに応用は、以下の特徴を有する。
１．キシリトール、Ｌ－アラビノース及びビタミンＢ１２を使用することによって、腸管微生物の指向性調節を実現し、腸内のプロピオン酸の高濃度合成を実現する。
２．多層包埋技術を用いて、腸管内の糖アルコールの徐放および多層放出を実現する。
３．本方法のビーズ技術は、ビフィドバクテリウム類又はプロピオニバクテリウム類又はラクトバチルス類製品の安定性を実現する。
１．キシリトール、Ｌ－アラビノース及びビタミンＢ１２を使用することによって、腸管微生物の指向性調節を実現し、腸内のプロピオン酸の高濃度合成を実現する。
２．多層包埋技術を用いて、腸管内の糖アルコールの徐放および多層放出を実現する。
３．本方法のビーズ技術は、ビフィドバクテリウム類又はプロピオニバクテリウム類又はラクトバチルス類製品の安定性を実現する。
本発明が解決しようとする技術課題、技術的解決手段および有益な効果をより明確にするために、以下は、添付の図面および実施形態を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。本明細書に記載の特定の実施形態は、本発明を説明するためにのみ使用され、本発明を限定するために使用されないことを理解されたい。
本発明の腸内徐放性糖アルコール添加剤は、２層構造を含み、内層構造にはキシリトールと寒天の成分が含まれ、外層構造には、カラギーナン又はゲランガム又はキサンタンガム又はグアーガム、ビタミンＢ１２、Ｌ－アラビノース及び発酵したビフィドバクテリウム又は発酵したプロピオニバクテリウム又は発酵したラクトバチルスの成分が含まれる。
具体的には、前記糖アルコール添加剤において、含まれたキシリトールと、Ｌ－アラビノースと、ビタミンＢ１２との成分比は、１～３３：１：０．００５である。
本発明の腸内徐放性糖アルコール添加剤は、キシリトールと、Ｌ－アラビノースと、ビタミンＢ１２とによって配合され、Ｌ－アラビノースは、キシルロースのアラビノースアルコールへの代謝を遅くし、代謝の流れを抑制する。ビタミンＢ１２でプロピオン酸の代謝経路を増加させることによって、先ず、腸内細菌科とラクノスピラ科の、キシリトール関連の遺伝子発現増加を誘発し、それにより、キシリトールのＰＰＰ ｐａｔｈｗａｙ経路への代謝を増加させ、キシルロースのアラビノースアルコール経路への代謝を弱め、プロピオン酸の合成量を増加させる。
本発明の腸内徐放性糖アルコール添加剤は、２層構造を用い、キシリトールをコアとし、カラギーナンなどの食用ガムを使用してＬ－アラビノースとビタミンＢ１２の２層のガムを製造し、キシリトールとＬ－アラビノースの腸管内での徐放と結腸内での定点放出を実現する。
本発明は、以上に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法をさらに開示し、ステップ１～ステップ３を含む。
ステップ１において、キシリトールと寒天を混合し、滅菌し、ボールミルに入れて放冷してキシリトール寒天ビーズを製造する。
ステップ２において、カラギーナン溶液又はゲランガム溶液又はキサンタンガム溶液又はグアーガム溶液を調製し、ビタミンＢ１２、Ｌ－アラビノースをカラギーナン溶液又はゲランガム溶液又はキサンタンガム溶液又はグアーガム溶液に加えて均一に混合して混合液を得、そして、該混合液をステップ１のキシリトール寒天ビーズを包み、混合液により包まれたキシリトール寒天の２層のガムビーズを得る。
ステップ３において、ステップ２で製造された２層のガムビーズを発酵したビフィドバクテリウム培養液又は発酵したプロピオニバクテリウム培養液又は発酵したラクトバチルス培養液に入れて培養し、培養後に取り出し、冷凍するか又は熱風で乾燥させ、糖アルコール添加剤完成品を得る。
本発明の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法については、特定の実施例を併せて以下にさらに説明する。
（実施例１）
本発明の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法の実施例１は、ステップ１～ステップ３を含む。
本発明の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法の実施例１は、ステップ１～ステップ３を含む。
ステップ１において、所定量のキシリトールを秤取して２％の寒天と混合し、１２１℃で１５ｍｉｎ滅菌し、５５℃に冷却するとき、使い捨ての滅菌プラスチックスポイトボトルを使用してボールミルに移し、放冷してキシリトール寒天ビーズを製造した。
ステップ２において、２ｇのカラギーナンを秤取し、１００ｍＬの蒸留水に溶解し、１２１℃で１５ｍｉｎ滅菌し、５０℃～６０℃に冷却し、温度が６０℃以下であると、ビタミンＢ１２の安定化に有利であり、遮光下で、滅菌Ｌ－アラビノースとビタミンＢ１２を混合処方の比率の１：０．００５に従ってカラギーナン溶液に加えて均一に混合し、滅菌クリーンベンチにおいてキシリトール寒天ビーズに包んで処方比率が１～３３：１：０．００５の２層のガムビーズを製造した。
ステップ３において、ステップ２で製造された２層のガムビーズを総体積の１：３に従ってビフィドバクテリウム発酵（１０９ＣＦＵ／ｍＬ）液に添加し、２４時間静止培養し、培養後に菌付きビーズを取り出して１ｈ～２４ｈ凍結乾燥するか又は３０ｍｉｎ熱風乾燥し、糖アルコール添加剤完成品を得た。
上記実施例において、ビフィドバクテリウムをプロピオニバクテリウム又はラクトバチルスに置き換えると、新しい実施例を得た。
本実施例で製造された腸内徐放性糖アルコール添加剤を選択して、胃消化、小腸消化及び結腸消化をシミュレートする実験を行って認証した。実験方法は、以下のとおりであった。
１）シミュレートされた胃液の用意：０．６２ｇのＮａＣｌ、０．２２ｇのＫＣｌ、０．０５ｇのＣａＣｌ２、０．１２ｇのＮａＨＣＯ３を２００ｍＬの蒸留水に溶解し、０．１ＭのＨＣｌ溶液でｐＨを２．０に調節し、胃液培地を得た。次に、１．０ｍＬのＣＨ３ＣＯＯＮａ（１．０ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ５）、２３．６ｇのペプシン及び２５．０ｇの胃リパーゼのそれぞれを１００ｍＬの胃培地に添加し、次に培地のｐＨ値を０．１ＭのＨＣｌ溶液で２．０に調整した。
２）シミュレートされた胃液の消化：キシリトールの１％～５％の用量に応じて、実施例１の糖アルコール添加剤完成品のビーズをシミュレートされた胃液の体積と１：１で混合し、３７℃で０．５ｈ、１ｈ、２ｈ、４ｈ、６ｈ水浴し、消化後のサンプルをそれぞれ取り出した。
３）シミュレートされた小腸消化液の製造：０．５４ｇのＮａＣｌ、０．０６５ｇのＫＣｌ、０．０３３ｇのＣａＣｌ２を１００ｍＬの蒸留水に溶解し、０．１ＭのＮａＯＨ溶液でｐＨを７．０に調節し、小腸培地を製造した。小腸培地に６．５ｍｇのトリプシン、２００．０ｇのコール酸塩（４％、ｗ／ｗ）及び５０．０ｇのパンクレアチン液（７％、ｗ／ｗ）をそれぞれ添加した。０．１ＭのＮａＯＨ溶液を用い、室温で連続的に撹拌し、溶液ｐＨを７．５に調節し、小腸消化液をシミュレートした。
４）シミュレートされた小腸消化：シミュレートされた胃液で消化された後のサンプルを小腸液と体積比３：７でそれぞれ混合し、３７℃で０．５ｈ、１ｈ、２ｈ、４ｈ、６ｈ水浴し、消化後のサンプルをそれぞれ取り出した。
５）実施例１の２層のガムビーズサンプル（ビフィドバクテリウム菌が包埋されていない）と糖アルコール添加剤完成品のビーズサンプル（ビフィドバクテリウム菌が包埋されている）をキシリトールの１％～５％の用量で、ＣＤＭＮ（Ｃｈａｎｇ Ｄａｏ Ｍｏ Ｎｉ）結腸インビトロシミュレーションシステムに補充し、結腸消化をシミュレートした２４ｈ、４８ｈ後のビーズサンプルを収集した。
６）ＨＰＬＣを用いてそれぞれ胃消化をシミュレート、小腸消化をシミュレート、結腸消化をシミュレートした後に、ビーズに残されるキシリトール、アラビノースの含有量、及びビフィドバクテリウム属の存在量を測定し、図１～図３に示す比較曲線を得た。
図１及び図２に示すように、キシリトール：アラビノース＝２５：１のビーズを例とすると、各ビーズ中のキシリトール含有量は、１ｇ、アラビノース含有量は、０．０４ｇであった。前の６時間は、胃消化、６～１２時間は、小腸消化、１２～６０時間は、大腸微生物で消化された後のビーズ中のキシリトールとアラビノースの含有量であった。従来の実験データ（キシリトールの小腸吸収率は、６０％、アラビノースの吸収率は、７０％）に比べて、本発明のビーズ中のキシリトールの吸収率は、１５％だけであり、アラビノースの吸収率は、２５％だけであり、結腸での累積放出率はそれぞれ、９５％ほどであった。本発明のビーズは、アラビノースとキシリトールに対して緩慢放出と定点放出の効果を果たすことができることを示した。
図３に示すように、本発明のビーズ内のビフィドバクテリウム包埋（糖アルコール添加剤完成品）は、非包埋（２層のガムビーズ製品）に比べて、ビーズ中のビフィドバクテリウムの相対的存在量を有意に促進することができ、それにより、結腸中のビフィドバクテリウムの相対的な存在量を促進した。
従って、本発明の腸内徐放性糖アルコール添加剤は、多層包埋技術を使用し、腸管内の糖アルコール徐放および多層放出を実現し、結腸中のビフィドバクテリウムの相対的な存在量を促進した。
本発明は、以上に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の使用をさらに開示し、前記糖アルコール添加剤は、食品に適用される。
本発明は、以上に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法で製造された腸内徐放性糖アルコール添加剤の使用をさらに開示し、前記糖アルコール添加剤は、食品に適用される。
たとえば、本発明の腸内徐放性糖アルコール添加剤は、人体結腸内のプロピオン酸の生成を促進し、腸管の健康を調節するために、飲料およびケーキに使用される。
以上の説明は本発明の好適な実施例にすぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び原則において行われるいかなる修正、均等置換や改善なども、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
Claims (8)
- ２層構造を備え、内層構造にはキシリトールと寒天の成分が含まれ、外層構造には、カラギーナン又はゲランガム又はキサンタンガム又はグアーガムと、ビタミンＢ１２と、Ｌ－アラビノースと、発酵したビフィドバクテリウム又は発酵したプロピオニバクテリウム又は発酵したラクトバチルスの成分が含まれる、ことを特徴とする腸内徐放性糖アルコール添加剤。
- 前記糖アルコール添加剤において、含まれたキシリトールと、Ｌ－アラビノースと、ビタミンＢ１２との成分重量比は、１～３３：１：０．００５である、ことを特徴とする請求項１に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤。
- 請求項１又は２に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法であって、
キシリトールと寒天を混合し、滅菌し、ボールミルに入れて放冷してキシリトール寒天ビーズを製造するステップ１と、
カラギーナン溶液又はゲランガム溶液又はキサンタンガム溶液又はグアーガム溶液を調製し、ビタミンＢ１２とＬ－アラビノースをカラギーナン溶液又はゲランガム溶液又はキサンタンガム溶液又はグアーガム溶液に加えて均一に混合して混合液を得、該混合液によってステップ１のキシリトール寒天ビーズを包み、混合液により包まれたキシリトール寒天の２層のガムビーズを得るステップ２と、
ステップ２で製造された２層のガムビーズを、発酵したビフィドバクテリウム培養液又は発酵したプロピオニバクテリウム培養液又は発酵したラクトバチルス培養液に入れて培養し、培養後に取り出し、冷凍するか又は熱風で乾燥させ、糖アルコール添加剤完成品を得るステップ３とを含む、ことを特徴とする腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法。 - ステップ１において、寒天の濃度は、２％であり、滅菌条件は、１２１℃で１５ｍｉｎ滅菌することである、ことを特徴とする請求項３に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法。
- ステップ２において、カラギーナン溶液又はゲランガム溶液又はキサンタンガム溶液又はグアーガム溶液を調製する方法は、２ｇのカラギーナン又はゲランガム又はキサンタンガム又はグアーガムを秤取し、１００ｍＬの蒸留水に溶解し、１２１℃で１５ｍｉｎ滅菌し、温度５０℃～６０℃に冷却するステップを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法。
- ステップ３において、発酵したビフィドバクテリウム培養液又は発酵したプロピオニバクテリウム培養液又は発酵したラクトバチルス培養液におけるビフィドバクテリウム又はプロピオニバクテリウム又はラクトバチルスの濃度は、１０９ＣＦＵ／ｍＬであり、２層のガムビーズを発酵したビフィドバクテリウム培養液又は発酵したプロピオニバクテリウム培養液又は発酵したラクトバチルス培養液に入れて２４ｈ培養し、冷凍又は熱風乾燥の条件は、１ｈ～２４ｈ凍結乾燥するか又は３０ｍｉｎ熱風乾燥することである、ことを特徴とする請求項３に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法。
- 前記糖アルコール添加剤は、食品に適用される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の使用。
- 前記糖アルコール添加剤は、食品に適用される、ことを特徴とする請求項３～６のいずれか一項に記載の腸内徐放性糖アルコール添加剤の製造方法で製造された腸内徐放性糖アルコール添加剤の使用。
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