TW202021572A

TW202021572A - 生物薄膜形成抑制劑

Info

Publication number: TW202021572A
Application number: TW108134098A
Authority: TW
Inventors: 石原亨; 藪田行哲; 八卷禮訓
Original assignee: 國立大學法人鳥取大學; 日商山田養蜂場本社股份有限公司
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2020-06-16
Also published as: JPWO2020059828A1; JP7368858B2; WO2020059828A1

Abstract

本發明揭示一種鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制劑，其特徵係其含有紫錐花的熱水萃取物作為有效成分。

Description

生物薄膜形成抑制劑

本發明係關於生物薄膜形成抑制劑。

生物薄膜，係指受到多醣類保護的多樣之細菌群集團。附著於物質表面之細菌產生非水溶性葡聚糖等多醣類而形成微菌落，微菌落中多樣的細菌群繁殖，從而形成生物薄膜。生物薄膜的典型，可列舉：於廚房、浴室、洗手間等用水處所產生之黏液；牙周病相關細菌於口腔內所形成之牙菌斑等。

已經證實：葡聚糖蔗糖酶(glucansucrase)，係產生自乳桿菌目的鏈球菌(Streptococcus)屬、乳酸球菌(Lactococcus)屬、白色念珠菌(Leuconostoc)屬、魏斯氏菌(Weissella)屬、或乳桿菌(Lactobacillus)屬的菌並形成生物薄膜。其中鏈球菌屬的變種鏈球菌(Streptococcus mutans)及道恩鏈球菌(Streptococcus downei)係蛀牙的致病菌。

變種鏈球菌在人類的口腔內生存，並以飲食中所攝取之糖等作為營養來源進行增殖。此外，變種鏈球菌所持有的酵素葡聚糖蔗糖酶(GTF)使不溶性之葡聚糖自糖中生成，並於牙齒表面形成生物薄膜(齒垢)。以變種鏈球菌為首之各式各樣的菌附著於此生物薄膜，並生成酸。此酸使牙齒的琺瑯質脫鈣，並使蛀牙產生。因此，抑制變種鏈球菌所導致之生物薄膜形成可導向蛀牙之預防。

因此，已有抑制生物薄膜形成的各種方法之報告(例如：專利文獻1~3、非專利文獻1)。

專利文獻1中，係報告：作為豆類之貯藏蛋白之豆類7S球蛋白，具有變種鏈球菌之生物薄膜形成阻礙效果。

此外，專利文獻2中，係報告：血清素及血清素之衍生物除阻礙葡聚糖蔗糖酶活性之外，更具有變種鏈球菌之生物薄膜形成阻礙效果。

專利文獻3中，係報告：阿薩姆茶的萃取物可抑制細菌之生物薄膜形成。

非專利文獻1中，係報告：針對綠茶及紅茶的萃取物，研究其對經由源自變種鏈球菌之葡萄糖基轉移酶所催化之葡聚糖合成之效果，其結果為顯著地阻礙不溶性葡聚糖之合成。

然而，由於上述所報告之阿薩姆茶、綠茶及紅茶中含有咖啡因，因此，有著基於其為牙齒泛黃原因且會促進血管收縮而不願攝取之人、以及有孕婦等不能攝取之人存在的問題。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

【專利文獻1】日本專利特開2015-166334號公報

【專利文獻2】日本專利特開2015-10076號公報

【專利文獻3】日本專利特開2012-36106號公報

【非專利文獻】

【非專利文獻1】M. Hattori et al., Effect of Tea Polyphenols on Glucan Synthesis by Glucosyltransferase from Streptococcus mutans, Chem. Pharm. Bull., 38(3), 717-720(1990)

本發明之課題在於提供一種鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制劑，其安全性高，且具有優異的生物薄膜形成抑制作用。

本發明人為達成上述目的而反覆鑽研的結果，發現：如後述之試驗例所示，將變種鏈球菌之生物薄膜形成抑制作用尚未為人所知的紫錐花，和與紫錐花同樣被用於飲料等之綠茶之活性進行比較，顯示出較高的生物薄膜形成抑制效果、同等程度的葡聚糖蔗糖酶阻礙活性效果。更進一步發現：相對於綠茶表現對變種鏈球菌之增殖能力，紫錐花的熱水萃取物則表現增殖抑制。除此之外，由於紫錐花不含咖啡因，亦不會有如上所述之問題。

本發明係根據此等見解，進一步反覆探討而完成，並提供以下之鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制劑。

項1. 一種鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制劑，其特徵係其含有紫錐花的熱水萃取物作為有效成分。

項2. 如項1所記載之生物薄膜形成抑制劑，其中，僅含有紫錐花的熱水萃取物作為有效成分。

項3. 如項1或2所記載之生物薄膜形成抑制劑，其中，前述紫錐花係使用紫錐花的葉。

項4. 如項1至3中任一項所記載之生物薄膜形成抑制劑，其中，前述鏈球菌屬菌為變種鏈球菌。

項5. 如項1至4中任一項所記載之生物薄膜形成抑制劑，其中，其為口香糖、漱口水、潔齒劑、糖果、或茶飲料。

項6. 如項1至5中任一項所記載之生物薄膜形成抑制劑，其中，其為人用。

項7. 一種抑制鏈球菌屬菌之生物薄膜形成之方法，其特徵係其包含對哺乳動物投予紫錐花的熱水萃取物的有效量之步驟。

項8. 如項7所記載之方法，其中，前述紫錐花係使用紫錐花的葉。

項9. 如項7或8所記載之方法，其中，前述鏈球菌屬菌為變種鏈球菌。

項10. 如項7至9中任一項所記載之方法，其中，前述紫錐花的熱水萃取物係以口香糖、漱口水、潔齒劑、糖果、或茶飲料之形態投予。

項11. 如項7至10中任一項所記載之方法，其中，前述哺乳動物為人。

項12. 一種紫錐花的熱水萃取物之使用，其特徵係前述紫錐花的熱水萃取物係用於鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制劑之製造。

項13. 如項12所記載之使用，其中，前述紫錐花係使用紫錐花的葉。

項14. 如項12或13所記載之使用，其中，前述鏈球菌屬菌為變種鏈球菌。

項15. 如項12至14中任一項所記載之使用，其中，前述生物薄膜形成抑制劑為口香糖、漱口水、潔齒劑、糖果、或茶飲料。

項16. 如項12至15中任一項所記載之使用，其中，前述生物薄膜形成抑制劑為人用。

項17. 一種鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制用組成物，其特徵係其含有紫錐花的熱水萃取物作為有效成分。

項18. 如項17所記載之組成物，其中，前述紫錐花係使用紫錐花的葉。

項19. 如項17或18所記載之組成物，其中，前述鏈球菌屬菌為變種鏈球菌。

項20. 如項17至19中任一項所記載之組成物，其中，其為口香糖、漱口水、潔齒劑、糖果、或茶飲料。

項21. 如項17至20中任一項所記載之組成物，其中，其為人用。

紫錐花的熱水萃取物，由於具有優異的生物薄膜形成抑制作用、葡聚糖蔗糖酶阻礙活性作用、及對鏈球菌屬菌之增殖抑制作用，因此有作為鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制劑的有效成分之功用。

此外，紫錐花，包含花之地上部及根至今仍作為營養補充品，主要在北美及歐洲受到廣泛利用，為安全的材料。並且，紫錐花中不含咖啡因，對不想攝取咖啡因的人以及不能攝取咖啡因的人亦有功用。

【圖1】表示試驗例中對變種鏈球菌之抗菌作用的試驗結果之圖表。縱軸表示OD600，橫軸表示時間(hr)。長條值為平均值±SD，**：p<0.01，n=4。

以下針對本發明進行詳細說明。

另外，本說明書中之「包含、含有(comprise)」，亦包含「本質上由......組成(essentially consist of)」、及「僅由......組成(consist of)」之涵義。

本發明之鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制劑之特徵係：其含有紫錐花的熱水萃取物作為有效成分，理想為僅含有紫錐花的熱水萃取物作為有效成分。

紫錐花(紫錐菊，學名：Echinacea purpurea)，係隸屬於菊科紫錐菊屬的美國原產之多年生草。紫錐花係藥草的一種，且被認為有提高免疫力所促成之預防感冒、流感等之效果。

於本發明中，可使用紫錐花的一部分之萃取物或整體之萃取物。紫錐花的一部分，可列舉：葉、樹皮、莖、幹、果實、種子、花、根等，可將此等部位單獨使用或複數部位組合使用，理想為葉。此外，紫錐花可使用生的、乾燥過的、被切斷或粉碎的等任一狀態之物。

製造紫錐花的熱水萃取物時之萃取溫度，得為適當之設定，一般為40~100℃，理想為70~100℃。萃取時間，得為適當之設定，一般為5分鐘~5日，理想為10分鐘~24小時。萃取次數，一般為1~5次，理想為1~3次。製造紫錐花的熱水萃取物時所使用的水，並無特別限制，可列舉例如：自來水、地下水、礦泉水、離子交換水、蒸餾水、純水等。

收集之熱水萃取物，可直接使用，亦可因應需要，進行過濾、超濾、分子篩層析(凝膠過濾)、吸附層析、離子交換層析、親和層析、高效液相層析(HPLC)、透析法、此等之組合等之純化。

上述紫錐花的熱水萃取物，包含收集之萃取液(亦包含因應需要而進一步純化者)、濃縮該萃取液所得之濃縮液、藉由冷凍乾燥、噴霧乾燥等而除去該萃取液的溶劑所得之固體物等。在此，萃取液之濃縮、冷凍乾燥及噴霧乾燥，可依循常規方法進行。

本發明之生物薄膜形成抑制劑，係只要本發明之效果不受到妨礙，則可含有其他成分。於含有此等其他成分之情形，生物薄膜形成抑制劑中之紫錐花的熱水萃取物之比例，可例示為0.001~99.9質量%，理想為0.01~80質量%，更理想為0.1~70質量%，進一步理想為1~50質量%。

本發明之生物薄膜形成抑制劑，其形態不受特別限制，可具有例如粉末狀、顆粒狀、錠劑狀、膠囊狀、液狀、懸濁液狀、乳液狀等之製劑形態。

本發明之生物薄膜形成抑制劑，可適合用作化妝品、食品組成物、醫藥部外品及醫藥品之成分。

本發明之生物薄膜形成抑制劑，亦包含化妝品、食品組成物(特別係以保健、健康維持、增進等為目的之食品組成物(例如：健康食品、機能性食品、營養組成物(nutritional composition)、營養補助食品、營養補充品、保健用食品、特定保健用食品、營養機能食品、或機能性表示食品))、醫藥部外品及醫藥品的涵義。此外，本發明之生物薄膜形成抑制劑，亦包含賦予鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制作用之添加劑的涵義。

上述之化妝品，除了紫錐花的熱水萃取物以外，可因應需要適當地配合用於一般化妝品之成分，例如：殺菌劑、保存劑、界面活性劑、醇類、水性成分、水、著色劑、pH調整劑、助溶劑、研磨劑、發泡劑、保濕劑、酵素、香味劑、螯合劑、增稠劑、清潔劑(乳酸菌)等。

化妝品的用途亦為任意的，可列舉例如：(膏狀或液體)潔齒劑、漱口水等。

上述之食品組成物，可因應需要，配合賦形劑、光澤劑、礦物類、維生素類、黃酮類化合物、醌類、多酚類、胺基酸、核酸、必須脂肪酸、清涼劑、結合劑、甜味劑、崩解劑、潤滑劑、著色劑、香料、安定化劑、防腐劑、緩釋調整劑、界面活性劑、溶解劑、濕潤劑等。

食品組成物中，包含動物(包含人類)可攝取之任何飲食品。飲食品之種類並無特別限定，可列舉例如：飲料類(如咖啡、果汁、茶飲料之類的清涼飲料、乳飲料、乳酸菌飲料、優格飲料、碳酸飲料、如日本酒、洋酒、果實酒之類的酒等)；抹醬類(卡士達奶油等)；糊醬類(果糊等)；西點類(巧克力、甜甜圈、派、泡芙、口香糖、果凍、糖果、餅乾、蛋糕、布丁等)；和菓子類(大福、麻糬、饅頭、卡斯特拉蛋糕、餡蜜、羊羹等)；冷凍甜點類(冰淇淋、冰棒、雪霜等)；食品類(咖哩、牛丼、雜燴粥、味增湯、湯、肉醬、義大利麵、醬菜、果醬等)；調味料類(沙拉醬、香鬆、鮮味調味料、湯粉等)等。

作為營養補充品使用時之投予單位形態並無特別限定，可適當地選擇，可列舉例如：錠劑、膠囊劑、顆粒劑、液劑、散劑等。

食品組成物之攝取量，可因應攝取者之體重、年齡、性別、症狀等各種條件進行適當之設定。

上述之醫藥品，可僅使用紫錐花的熱水萃取物，亦可與維生素、生藥等日本藥典所記載之其他醫藥成分混合使用。

本發明之組成物，作為醫藥品調製時，可將紫錐花的熱水萃取物，與醫藥品中可接受之無毒性擔體、稀釋劑或賦形劑，一同調製成片劑(包含素錠、糖衣錠、發泡錠、薄膜包衣錠、咀嚼錠、口含錠等)、膠囊劑、丸劑、粉末劑(散劑)、細粒劑、顆粒劑、液劑、懸濁液、乳濁液、糖漿、膏等形態，以使之為口服及口腔用之製劑。

醫藥品之劑量，可因應患者之體重、年齡、性別、症狀等各種條件為適當之決定。

另外，本發明之醫藥品及化妝品，亦包含醫藥部外品。

以上所說明之本發明之生物薄膜形成抑制劑，係適用於包含人類之哺乳動物(理想為人類)。此外，本發明之生物薄膜形成抑制劑，基本上係作為口服用或於口腔內使用。

如後述之試驗例所示，紫錐花的熱水萃取物，由於具有優異的生物薄膜形成抑制作用、葡聚糖蔗糖酶阻礙活性作用、及對鏈球菌屬菌之增殖抑制作用，因此有作為鏈球菌屬菌(特別係變種鏈球菌)之生物薄膜形成抑制劑的有效成分之功用。

如此，紫錐花的熱水萃取物，由於具有鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制作用，可期待對齲蝕(蛀牙)、牙齦炎、牙周病、口臭等之預防效果。

此外，紫錐花，包含花之地上部及根至今仍作為營養補充品，主要在北美及歐洲受到廣泛利用，安全性高。並且，紫錐花中不含咖啡因，對不想攝取咖啡因的人以及不能攝取咖啡因的人亦有功用。

上述之化妝品、食品組成物、醫藥部外品及醫藥品，亦可附有例如「抑制生物薄膜形成」、「預防齲蝕(蛀牙)」、「預防牙齦炎」、「預防牙周病」、「預防口臭」等之表示。

【實施例】

以下藉由實施例詳細說明本發明。惟，本發明並不受此等實施例之任何限定。

試驗例1

已經證實：葡聚糖蔗糖酶係產生自乳桿菌目的鏈球菌屬、乳酸球菌屬、白色念珠菌屬、魏斯氏菌屬、或乳桿菌屬的菌並形成生物薄膜。其中鏈球菌屬的變種鏈球菌及道恩鏈球菌係蛀牙的致病菌。本試驗係著眼於其中作為蛀牙的致病菌而普遍為人所知的變種鏈球菌之葡聚糖蔗糖酶活性、及生物薄膜形成而實施試驗。

<方法>

將紫錐花或綠茶的乾燥物0.5g溶解於25mL的水中，進行熱水萃取10分鐘後，以定性濾紙No.2(ADVATEC)過濾，並以離心蒸發器Genevac EZ-2進行乾燥，以蒸餾水調整成指定濃度，並實施試驗。進行葡聚糖蔗糖酶阻礙活性、對變種鏈球菌之抗菌作用、變種鏈球菌之生物薄膜形成抑制作用之評價。

葡聚糖蔗糖酶阻礙活性之評價，係使用葡萄糖CII-Test Wako(富士軟片和光純藥股份有限公司)測定酵素反應所產生之葡萄糖量。

抗菌作用係將變種鏈球菌以37℃培養於腦心浸液培養基0、4、8、20、24小時，並以濁度(600nm)評價菌的增殖。

變種鏈球菌之生物薄膜形成抑制作用，係將以37℃培養於腦心浸液培養基48小時、且附著於微量滴定板之變種鏈球菌，以結晶紫染色，並以595nm對由乙醇萃取者進行測定。

<結果>

葡聚糖蔗糖酶阻礙活性之試驗結果示於以下表1。

【表1】

紫錐花葉的熱水萃取物之葡聚糖蔗糖酶阻礙活性(IC₅₀)，為4.03mg/mL，相較於由Hattori M(參照非專利文獻1)等人報告有變種鏈球菌之生物薄膜形成抑制之綠茶(IC₅₀：3.48mg/ml)，顯示出同等於0.86倍之阻礙活性。

對變種鏈球菌之抗菌作用之試驗結果示於圖1。

綠茶於1.25、2.50、5.00mg/ml之濃度20小時、24小時後，變種鏈球菌顯著增加。然而，紫錐花葉的熱水萃取物，則在同時數下任一濃度均未確認到變種鏈球菌的增加。

變種鏈球菌之生物薄膜形成抑制作用之試驗結果示於以下表2。另外，表中，將於腦心浸液培養基中培養時之生物薄膜形成量設為100%。

【表2】

變種鏈球菌之生物薄膜形成抑制作用，於確認紫錐花葉及綠茶的熱水萃取物2.5mg/ml暴露下之生物薄膜形成量時，各為49.1%、71.8%，從而確認紫錐花葉熱水萃取物相較於綠茶熱水萃取物擁有較強的生物薄膜形成抑制作用。

從以上內容可知：紫錐花係變種鏈球菌之生物薄膜形成抑制作用尚未為人所知之新穎材料，相較於與紫錐花同樣被用於飲料等之綠茶之活性，顯示出較高的生物薄膜形成抑制效果、同等程度的葡聚糖蔗糖酶阻礙活性效果。此外，綠茶表現對變種鏈球菌之增殖能力，而紫錐花則表現增殖抑制。

試驗例2

在20mL的蒸餾水中對紫錐花葉的乾燥物1.0g進行熱水萃取60分鐘，並以定性濾紙No.2(ADVATEC)過濾。用過濾殘渣進一步進行2次熱水萃取。此外，在20mL的95%乙醇中對紫錐花葉的乾燥物1.0g進行振盪萃取10分鐘，並以定性濾紙No.2(ADVATEC)過濾。用過濾殘渣進一步進行2次振盪萃取。以離心蒸發器miVAC及冷凍乾燥器FREEZE DRYER FD-5N對所獲得之濾液進行乾燥，並藉由所獲得之萃取物粉末重量，算出萃取效率。其結果示於表3。其結果，相對於乙醇萃取4%，熱水萃取為其8倍的32%之萃取效率。

【表3】

Claims

一種鏈球菌屬菌之生物薄膜形成抑制劑，其特徵係其含有紫錐花的熱水萃取物作為有效成分。
如申請專利範圍第1項所記載之生物薄膜形成抑制劑，其中，僅含有紫錐花的熱水萃取物作為有效成分。
如申請專利範圍第1或2項所記載之生物薄膜形成抑制劑，其中，前述紫錐花係使用紫錐花的葉。
如申請專利範圍第1至3項中任一項所記載之生物薄膜形成抑制劑，其中，前述鏈球菌屬菌為變種鏈球菌。
如申請專利範圍第1至4項中任一項所記載之生物薄膜形成抑制劑，其中，其為口香糖、漱口水、潔齒劑、糖果、或茶飲料。
如申請專利範圍第1至5項中任一項所記載之生物薄膜形成抑制劑，其中，其為人用。