JPH10330231A - 歯垢形成予防及び歯垢分解剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 口腔内での細菌同士の凝集に起因する歯垢
の形成の防止及び歯垢分解に有効に作用する剤の提供 【解決手段】 ガラクト−スとグルコ−ス２分子からな
る非還元性オリゴ糖のガラクトシルトレハロ−スを有効
成分とする歯垢形成予防及び歯垢分解剤で、例えば歯磨
き粉、口腔洗浄剤、口臭予防剤などの配合剤として有用
である．

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラクトオリゴ糖
の一種であるガラクトシルトレハロースを有効成分とす
る歯垢形成予防及び歯垢分解剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラクトシルトレハロースは、ガラクト
ースとグルコース２分子からなる非還元性オリゴ糖とし
て公知のもので、ガラクトースとトレハロースを原料と
してβ−ガラクトシダーゼを作用させることにより製造
することができる(Carbohydrate research, vol.199, p
p.227-234, 1990)。また、乳糖とトレハロース原料とし
てβ−ガラクトシダーゼを作用させることにより製造す
ることもできる (特開平8-242877号公報) 。しかしなが
ら、このガラクトシルトレハロースについては、種々の
生理的な効果が期待されているが、それらの生理効果は
具体的には明らかになっていないのが現状である。一
方、口腔内での細菌同士の凝集に起因して、歯垢の形成
が進行することが知られている。この細菌同士が凝集す
るという反応の機構は、細菌が細胞表層に存在する複合
糖質、即ち、糖脂質、糖タンパク質、ペプチドグリカ
ン、リポ多糖等の糖鎖構造を認識し、これらの物質の結
合を介して細菌同士が凝集するというものである。ま
た、口腔内におけるアクチノマイセス(Actinomyces) 属
菌とストレプトコッカス(Streptococcus) 属菌の凝集機
構に関する研究によると、ストレプトコッカス(Strepto
coccus) 属菌は、アクチノマイセス(Actinomyces) 属菌
の細胞表層に存在するガラクトース残基及び乳糖残基を
認識し、結合することが明らかになり、さらに、口腔内
におけるアクチノマイセス(Actinomyces) 属菌とストレ
プトコッカス(Streptococcus) 属菌の凝集はガラクトー
ス残基を有する物質により阻止されると共に、この凝集
物は解離されることも明らかになった。

【０００３】この凝集の阻止作用及び凝集物の解離作用
を示す物質においては、非還元末端ガラクトース残基の
１位水酸基と、グルコース又はガラクトースの３位又は
４位水酸基とが結合することによる立体配座が重要であ
り(Infec. Immun., vol.36,pp.371-378, 1982) 、Ｏ−
β−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１→４）−Ｄ−グルコ
ース（乳糖) やＯ−β−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１
→３）−Ｄ−Ｎ−アセチルガラクトサミン、Ｏ−β−Ｄ
−ガラクトピラノシル−（１→３）−Ｄ−Ｎ−アセチル
グルコサミンといった構造を有する物質が、ガラクトー
ス単体より高い凝集の阻止作用及び凝集物の解離作用を
示すことが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ガラク
トシルトレハロースの有効利用を図るべく、鋭意研究を
進めていたところ、このガラクトシルトレハロースが、
口腔内細菌であるアクチノマイセス(Actinomyces) 属菌
やストレプトコッカス(Streptococcus) 属菌の凝集を阻
止する効果を有することを見出した。さらに研究を続け
た結果、このガラクトシルトレハロースが、口腔内細菌
であるアクチノマイセス(Actinomyces) 属菌やストレプ
トコッカス(Streptococcus)属菌の凝集物を解離する効
果をも有することを見出し、本発明を完成するに至っ
た。したがって、本発明は、ガラクトシルトレハロース
を有効成分とする歯垢形成予防及び歯垢分解剤を提供す
ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、歯垢形成予
防及び歯垢分解剤の有効成分としてガラクトシルトレハ
ロースを使用する。ガラクトシルトレハロースは、乳糖
又は乳糖含有物質とトレハロース又はトレハロース含有
物質とを原料とし、β−ガラクトシダーゼやβ−グルコ
シダーゼ等のガラクトース転移反応を行う酵素を作用さ
せることにより製造することができる。一方の原料の乳
糖又は乳糖含有物質は、市販の乳糖を使用すればよく、
乳糖を含有する全乳、脱脂乳、ホエー等を使用してもよ
いが、全乳、脱脂乳、ホエー等を使用する場合は、必要
に応じて濃縮し、乳糖含量を高めてから使用することが
好ましい。また、他方の原料のトレハロース又はトレハ
ロース含有物質は、市販のトレハロースを使用すればよ
く、トレハロースを含有するカビ、酵母、紅藻、地衣、
昆虫等の懸濁液を使用してよく、カビ、酵母、紅藻、地
衣、昆虫等の懸濁液を使用する場合は、必要に応じて分
離精製し、トレハロース含量を高めてから使用するのが
適当である。また、ガラクトース転移反応を行う酵素と
しては、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryza
e) やバチルス・サーキュランス (Bacillus circulan
s)等の微生物に由来するβ−ガラクトシダーゼやアーモ
ンド等の植物に由来するβ−グルコシダーゼ等を使用す
ればよいが、特に起源等については限定されない。ま
た、精製酵素でも粗酵素でもよく、固定化酵素として使
用しても問題はない。

【０００６】ガラクトシルトレハロースの製造は、先
ず、乳糖１〜20重量％及びトレハロース１〜20重量％と
なるよう反応液を調製し、pHを６〜７に調整する。次
に、１〜100U/ml のβ−ガラクトシダーゼやβ−グルコ
シダーゼを好ましくは40〜60℃で作用させる。このと
き、β−ガラクトシダーゼやβ−グルコシダーゼを作用
させる時間は、生成するガラクトシルトレハロースの収
率に影響を及ぼすので、予め最適の時間を実験的に確認
しておくことが好ましい。反応液は、100 ℃、１分間加
熱することにより酵素反応を停止する。このようにして
製造したガラクトシルトレハロースは、生成液を濃縮や
乾燥して得られるガラクトシルトレハロース含有組成物
として使用してもよいし、さらに、生成液を活性炭カラ
ムやイオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマト
グラフィー等のクロマトグラフ処理により、ガラクトシ
ルトレハロースの純度を高めて使用してもよい。

【０００７】次に、以下の参考例によってガラクトシル
トレハロースの調製法を詳しく説明する。

【参考例１】乳糖200g及びトレハロース200gを温水600g
に溶解した反応液にバチルス・サーキュランス (Bacill
us circulans)由来のβ−ガラクトシダーゼ（大和化成
製）200mg (2,000U)を加え、37℃で４時間の酵素反応を
行った。酵素反応の停止は、反応液を 100℃で１分加熱
することにより行った。次いで、水で泥状にした活性炭
とCelite(No.535)との混合物を充填したカラムに反応液
を通液し、さらにエタノール濃度30〜40％で溶出するガ
ラクトシルトレハロースを含有する画分を回収した後、
減圧濃縮し、凍結乾燥して、ガラクトシルトレハロース
の白色粉末 77gを得た。このガラクトシルトレハロース
について、還元性分析、糖組成分析、メチル化分析及び
核磁気共鳴分析を行った結果、このガラクトシルトレハ
ロースは、ガラクトースがグルコースにβ−１，４結合
したガラクトシルトレハロース、すなわち、Ｏ−β−Ｄ
−ガラクトピラノシル−（１→４）−Ｏ−α−Ｄ−グル
コピラノシル−（１→１）−α−Ｄ−グルコースである
ことが判った。

【０００８】

【参考例２】乳糖100g及びトレハロース200gを温水700g
に溶解した反応液にアスペルギルス・オリゼ(Aspergill
us oryzae) 由来のβ−ガラクトシダーゼ（シグマ社
製）300mg (3,000U)を加え、37℃で４時間の酵素反応を
行った。酵素反応の停止は、反応液を 100℃で１分加熱
することにより行った。次いで、水で泥状にした活性炭
とCelite(No.535)との混合物を充填したカラムに反応液
を通液し、さらにエタノール濃度30〜40％で溶出するガ
ラクトシルトレハロースを含有する画分を回収した後、
減圧濃縮し、凍結乾燥して、ガラクトシルトレハロース
の白色粉末 32gを得た。このガラクトシルトレハロース
について、還元性分析、糖組成分析、メチル化分析及び
核磁気共鳴分析を行った結果、このガラクトシルトレハ
ロースは、ガラクトースがグルコースにβ−１，６結合
したガラクトシルトレハロース、すなわち、Ｏ−β−Ｄ
−ガラクトピラノシル−（１→６）−Ｏ−α−Ｄ−グル
コピラノシル−（１→１）−α−Ｄ−グルコースである
ことが判った。

【０００９】

【参考例３】乳糖100g及びトレハロース100gを温水800g
に溶解した反応液にアーモンド由来のβ−グルコシダー
ゼ（シグマ社製）100mg (1,000U)を加え、37℃で４時間
の酵素反応を行った。酵素反応の停止は、反応液を 100
℃で１分加熱することにより行った。次いで、水で泥状
にした活性炭とCelite(No.535)との混合物を充填したカ
ラムに反応液を通液し、さらにエタノール濃度30〜40％
で溶出するガラクトシルトレハロースを含有する画分を
回収した後、減圧濃縮し、凍結乾燥して、ガラクトシル
トレハロースの白色粉末 15gを得た。このガラクトシル
トレハロースについて、還元性分析、糖組成分析、メチ
ル化分析及び核磁気共鳴分析を行った結果、このガラク
トシルトレハロースは、ガラクトースがグルコースにβ
−１，３結合したガラクトシルトレハロース、すなわ
ち、Ｏ−β−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１→３）−Ｏ
−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→１）−α−Ｄ−グ
ルコースであることが判った。

【００１０】

【試験例】以下に示すアクチノマイセス(Actinomyces)
属菌株及びストレプトコッカス(Streptococcus) 属菌株
を使用し、ガラクトシルトレハロースの凝集に対する阻
止作用及び凝集物に対する解離作用を調べた。なお、ガ
ラクトシルトレハロースについては、Ｏ−β−Ｄ−ガラ
クトピラノシル−（１→３）−Ｏ−α−Ｄ−グルコピラ
ノシル−（１→１）−α−Ｄ−グルコース（参考例
３）、Ｏ−β−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１→４）−
Ｏ−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→１）−α−Ｄ−
グルコース（参考例１）及びＯ−β−Ｄ−ガラクトピラ
ノシル−（１→６）−Ｏ−α−Ｄ−グルコピラノシル−
（１→１）−α−Ｄ−グルコース（参考例２）のガラク
トースとグルコースとの結合様式が異なる３種類を使用
した。

【００１１】アクチノマイセス・ナエスランディ(Actin
omyces naeslundii) ATCC12104 アクチノマイセス・ナエスランディ(Actinomyces naes
lundii) ATCC19039 アクチノマイセス・イスラエリィ(Actinomyces israel
ii) ATCC12102 ストレプトコッカス・サンガイス(Streptococcus sang
uis) ATCC49295 ストレプトコッカス・サンガイス(Streptococcus sang
uis) NCFB 2106 これらの各菌株を Schaedler液体培地(Oxoid) で嫌気的
に培養した後、遠心分離 (10,000×g 10分間) して菌体
を回収した後、引き続き、これらの菌体を 150mM塩化ナ
トリウム、 0.1mM塩化カルシウム、 0.1mM塩化マグネシ
ウム及び0.02％アジ化ナトリウムを含む１mMトリス塩酸
緩衝液(pH 8.0)に懸濁させ、再び遠心分離 (10,000×g
10分間) して菌体を回収するという操作を３回繰り返
し、菌体を洗浄した。そして、この菌体を顕微鏡下で計
数し、濃度が10⁹ 個/ml となるよう同様のトリス塩酸緩
衝液に懸濁させた。

【００１２】以下、この菌体懸濁液を使用してガラクト
シルトレハロースの凝集に対する阻止作用及び凝集物の
解離作用を試験を行った。なお、試験に先立ち、全ての
菌株の組み合わせにおいて凝集の発生する状況について
調べた。即ち、２種類の菌株の各菌体懸濁液を等量で混
合し、凝集が発生する様子を次の４段階の基準で評価し
た。 （Ａ）直ちに凝集が発生して大きな凝集物が生成する。
菌体懸濁液の上清はほぼ透明である。 （Ｂ）直ちに凝集が発生する。菌体懸濁液の上清は濁っ
ている。 （Ｃ）ゆっくりと凝集が発生する。菌体懸濁液の上清は
濁っている。 （Ｄ）目視で確認できる凝集は発生しない。菌体懸濁液
の濁度は変化しない。 また、生成した凝集物に対しては、ガラクトースによる
凝集の解離効果を調べた。即ち、凝集物が生成した菌体
懸濁液に50mM濃度のガラクトース溶液を添加し、凝集物
が解離したものは（＋）、解離しなかったものは（−）
とした。試験結果を表３に示す。

【００１３】

【表３】 ──────────────────────────────────── ATCC12104 ATCC19039 ATCC12102 ATCC49295 NCFB2106 ──────────────────────────────────── ATCC12104 Ｄ ATCC19039 Ｄ Ｄ ATCC12102 Ｄ Ｄ Ｄ ATCC49295 Ａ（＋） Ａ（＋） Ａ（−） Ｄ NCFB2106 Ａ（＋） Ａ（＋） Ｂ（−） Ｂ（−） Ｄ ────────────────────────────────────

【００１４】これによると、凝集を発生する菌株の組み
合わせは７通り（（Ａ）、（Ｂ））であり、このうち、
ガラクトース溶液を添加することにより凝集物が解離す
る組合わせは４通り（Ａ( ＋））であることが判った。
そこで、ガラクトシルトレハロースの凝集に対する阻止
作用及び凝集物に対する解離作用を調べ、ガラクトース
及び乳糖と比較した。すなわち、上記の試験で凝集が発
生した７通りの菌株の組み合わせで、凝集に対する阻止
作用については、菌体懸濁液を混合する際に、50mM濃度
のガラクトース溶液、乳糖溶液又はガラクトシルトレハ
ロース溶液を添加して充分混合し、20分間静置した後、
ピペットで上清を静かに採取し、この上清の濁度と混合
前の２種類の菌体懸濁液の濁度を分光光度計 (650nm)で
測定して２種類の菌体懸濁液の濁度の平均を 100とし、
上清の濁度の相対値をもって凝集阻止率とした。また、
凝集物に対する解離作用については、菌体懸濁液を混合
し、20分間静置して凝集物を生成させた後、50mM濃度の
ガラクトース溶液、乳糖溶液又はガラクトシルトレハロ
ース溶液を添加してゆっくり20分間撹拌し、再び、20分
間静置してからピペットで上清を静かに採取し、この上
清の濁度と混合前の２種類の菌体懸濁液の濁度を分光光
度計 (650nm)で測定して２種類の菌体懸濁液の濁度の平
均を 100とし、上清の濁度の相対値をもって凝集解離率
とした。その結果について、凝集阻止率を図１に、凝集
解離率を図２にそれぞれ示す。

【００１５】これによると、凝集阻止率は、乳糖よりも
ガラクトシルトレハロースが平均で約22％高い効果を示
し、３種類のガラクトシルトレハロースの中では、Ｏ−
β−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１→３）−Ｏ−α−Ｄ
−グルコピラノシル−（１→１）−α−Ｄ−グルコース
が最も高い効果を示した。また、凝集解離率について
は、乳糖よりもガラクトシルトレハロースが平均で約16
％高い効果を示し、Ｏ−β−Ｄ−ガラクトピラノシル−
（１→３）−Ｏ−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→
１）−α−Ｄ−グルコースが最も高い効果を示した。し
たがって、ガラクトシルトレハロース、特にＯ−β−Ｄ
−ガラクトピラノシル−（１→３）−Ｏ−α−Ｄ−グル
コピラノシル−（１→１）−α−Ｄ−グルコースは、口
腔内での細菌同士の凝集を阻止し、また、生成した凝集
物を解離する作用を有するので、歯垢形成予防及び歯垢
分解剤の有効成分として利用できることが判明した。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明では、歯垢形成予防及び歯
垢分解剤の有効成分として、ガラクトシルトレハロース
を使用する。ガラクトシルトレハロースとして、結合様
式の異なるＯ−β−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１→
３）−Ｏ−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→１）−α
−Ｄ−グルコース、Ｏ−β−Ｄ−ガラクトピラノシル−
（１→４）−Ｏ−α−Ｄ−グルコピラノシル−（１→
１）−α−Ｄ−グルコース及びＯ−β−Ｄ−ガラクトピ
ラノシル−（１→６）−Ｏ−α−Ｄ−グルコピラノシル
−（１→１）−α−Ｄ−グルコースの３種類を使用し
た。これらのガラクトシルトレハロースは、水溶性であ
り、粉末の形態のみならず、シロップ状濃縮液の形態で
も、歯垢形成予防及び歯垢分解剤の有効成分として使用
することができるので、チューインガム、キャンディー
等の食品や歯磨き粉、口腔洗浄剤、口臭予防剤等の医薬
品に配合して使用することができる。なお、本発明の歯
垢形成予防及び歯垢分解剤の用量は、通常、一回当たり
0.5mg〜100mg 程度とすれば良いが、この用量は特に厳
密なものではない。

【００１７】次に、実施例を示し、本発明をさらに詳し
く説明する。

【実施例１】常法に従い、表４に示した組成で、参考例
３と同様の方法により調製したガラクトシルトレハロー
スからなる歯垢形成予防及び歯垢分解剤を配合した歯磨
き粉を製造した。

【００１８】

【表４】 ────────────────────── カラギーナン 0.8 (％) ソルビトール 70.2 水 7.0 ポリエチレングリコール 5.0 研磨用シリカ 15.0 香料 0.4 清浄剤 1.5 ガラクトシルトレハロース 0.1 ──────────────────────

【００１９】

【実施例２】常法に従い、参考例１と同様の方法により
調製したガラクトシルトレハロースからなる歯垢形成予
防及び歯垢分解剤を0.05重量％配合したチューインガム
を製造した。

【００２０】

【実施例３】常法に従い、参考例１と同様の方法により
調製したガラクトシルトレハロースからなる歯垢形成予
防及び歯垢分解剤を砂糖300gに対して 0.5重量％配合し
た水羊羹を製造した。

【００２１】

【実施例４】常法に従い、参考例１と同様の方法により
調製したガラクトシルトレハロースからなる歯垢形成予
防及び歯垢分解剤を0.05重量％配合したゼリーを製造し
た。

【００２２】

【実施例５】常法に従い、表５に示した組成で、参考例
３と同様の方法により調製したガラクトシルトレハロー
スからなる歯垢形成予防及び歯垢分解剤を配合した口臭
予防剤を製造した。

【００２３】

【表５】 ─────────────────────────── 濃グリセリン 2.0 (％) ポリヒドロキシエチレン硬化ヒマシ油 0.5 パラベン 0.1 香料 0.8 水 96.5 ガラクトシルトレハロース 0.1 ───────────────────────────

【００２４】

【発明の効果】ガラクトシルトレハロースは、口腔内で
の細菌同士の凝集を阻止する作用を有し、また、細菌同
士の凝集物を解離する作用を有する。したがって、この
ガラクトシルトレハロースを有効成分とする歯垢形成予
防及び歯垢分解剤は、有用である。そして、この歯垢形
成予防及び歯垢分解剤を歯磨き粉、口腔洗浄剤、口臭予
防剤等に配合して医薬品とすることもできるし、また、
この歯垢形成予防及び歯垢分解剤をパン、麺類、魚肉ハ
ム、ソーセージ、スープ、ゼリー、飲料等の各種飲食品
やチューイングガム、キャンディー等の菓子類に配合し
て歯垢形成予防及び歯垢分解効果を賦与することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】試験例１におけるガラクトース、乳糖及びガラ
クトシルトレハロースの凝集阻止率を示す。

【図２】試験例１におけるガラクトース、乳糖及びガラ
クトシルトレハロースの凝集解離率を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラクトシルトレハロースを有効成分と
   する歯垢形成予防及び歯垢分解剤。