WO2019035486A1 - 血糖値スパイク抑制剤、食品及び血糖値スパイク抑制剤の製造方法 - Google Patents

血糖値スパイク抑制剤、食品及び血糖値スパイク抑制剤の製造方法 Download PDF

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宏斗 世嘉良
盛実 照屋
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拓己 佐藤
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Definitions

  • the present invention relates to a blood glucose spike inhibitor for suppressing a blood glucose spike of a pet or a human, a food, and a method for producing a blood glucose spike inhibitor.
  • Blood glucose spikes are considered to be one of the basic factors of lifestyle-related diseases such as obesity, and suppressing this leads to prevention of obesity.
  • Non-Patent Document 1 obese pets are likely to be serious chronic diseases (diabetes, dementia, renal failure, etc.), which imposes a large mental and economic burden on the owner. In addition, the mental damage from losing a pet is great. Thus, the pet issue has become a whole society issue, beyond the pet owner's issue. In particular, the problem of obesity, which causes many lifestyle-related diseases, is considered to be growing rapidly. Therefore, there is a need for a supplement that makes it difficult for a pet to become obese.
  • Insulin is known as a hormone that causes obesity. Insulin is released from beta cells of the islets of Langerhans of the pancreas by spike-like increases in blood glucose levels. Insulin has a role as a "obesity hormone" that causes obesity by promoting the conversion of carbohydrates to fat. Reducing the number of blood glucose spikes as few as possible on a daily basis and increasing the blood glucose spikes as slowly as possible lead to preventing the occurrence of a constant abnormality in insulin (insulin resistance). In this sense, to prevent obesity, it is important to suppress blood glucose spikes.
  • diabetes does not have a radical cure, it is important to implement an effort to prevent the onset of diabetes in humans and pets that are insulin resistant. In particular, minimizing blood glucose spikes is important for the improvement of hyperglycemia.
  • the present invention has been made in view of these points, and it is an object of the present invention to provide a blood glucose level spike inhibitor which can be orally administered and which suppresses blood glucose level spikes.
  • a blood glucose spike inhibitor comprising a powder of poly (R) -3-hydroxybutyric acid.
  • the proportion of the above poly (R) -3-hydroxybutyric acid is, for example, 60% or more and 100% or less.
  • the proportion of the above poly (R) -3-hydroxybutyric acid may be 70% or more and 90% or less.
  • a food mixed with a blood glucose level spike inhibitor comprising the powder of poly (R) -3-hydroxybutyric acid described above.
  • the present invention provides a method for producing a blood glucose level spike inhibitor. You may further have the process of pressurizing the said culture solution between the said preparatory process and the said collection process.
  • the PHB powder in the present specification is, for example, a PHB of an embodiment in which PHB obtained by chemical synthesis etc. is pelleted, or an embodiment of maintaining the crystal structure with PHB biosynthesized in cells.
  • the mode is obviously different from PHB or granular PHB in biosynthesized cells.
  • non-powdered PHB also has the effect of suppressing blood glucose spikes. That is, non-powdered PHB passes through the small intestine without causing physiological action in the small intestine, is hydrolyzed to HB by enteric bacteria in the large intestine, is absorbed by the animal, and can increase the HB concentration of the animal. It is now well established that insulin resistance is improved if the HB concentration is increased continuously (Cell Metabolism August 9, 2016, pages 256-268). It takes time for enteric bacteria that degrade PHB to grow sufficiently for the onset of this action, and if enteric bacteria do not grow sufficiently, PHB is excreted with little degradation. Become. That is, since PHB passes through the inside of the small intestine and is degraded and absorbed in the large intestine to exhibit its effects, there has been a problem that it takes a long time for the effects to appear after oral administration.
  • the inventor consumes a food containing PHB powder produced from a microorganism that has accumulated PHB granules, as compared to the case where the same food containing PHB powder is not consumed. It has been confirmed that the size of the blood glucose level spike can be suppressed. Then, the inventor found that PHB powder has an effect of suppressing blood glucose spikes on the principle different from non-powdered PHB, and therefore, effects appear in a short time after oral administration. That is, the inventor solved the problem of "at least several days are required for the onset of physiological action" by powderizing PHB.
  • FIG. 1 is a view showing a chemical formula showing the structure of PHB.
  • PHB is a polymer of ester bond of (R) -3-hydroxybutyric acid (HB) and hardly soluble in water. Also, this ester bond can be hydrolyzed only by some enterobacteria, and in mammals, it does not have an enzyme that hydrolyzes this ester bond.
  • PHB can be produced by fermentation or chemical synthesis. In PHB, HB constitutes a linear polymer structure with an ester bond.
  • the synthesis cost is high because the expensive (R) -3-hydroxybutyric acid is used as a raw material (Cell Metabolism August 9, 2016, pages 256 to 268).
  • the fermentation method using a microorganism since it biosynthesizes efficiently using an inexpensive raw material containing carbohydrate, it can be easily adjusted in large quantities.
  • Halomonas Halomonas
  • Bacillus Bacillus (Bacillus), Azotobacter (Azotobacter), Rhizobium (Rhizobium), Vibrio (Vibrio), Chromobacterium (Phyvobacterium), Pseudomonas ( Pseudomonas), Micrococcus, Micrococcus, Sphaerotilus, Hydrogenogenonas, Hydrogenomonas, Cupriavidus, Rhodospirillum, Rhodopseudomonas, Chromatium , Spirirum (Spirillum), Comamonas sp (Comamonas), Aspergillus (Aspergillus), kink ovalbumin Lux genus (Variovorax), Alcaligenes (Alcaligenes) and Ralstonia (Ralstonia) and the like.
  • the culture solution composition for producing PHB powder may be prepared by combining one or more types of organic carbon sources and one or more types of nitrogen sources with minerals suitable for each microorganism.
  • organic carbon source include glucose, fructose, mannose, galactose, xylose, arabinose, sucrose, maltose, cellobiose, citric acid, lactic acid, butyric acid, gluconic acid, ethanol, glycerol and the like.
  • Nitrogen sources include nitrates (sodium, potassium, calcium, etc.), nitrites, ammonium chloride, ammonium nitrate, ammonium carbonate, ammonium sulfate, urea, etc.
  • PHB When PHB is produced by a chemical synthesis method, PHB can be produced by chemically bonding (R) -3-hydroxybutyric acid (HB: ketone body) using a catalyst. In order to reduce the carboxylic acid residue to lower the acidity and to give the PHB different properties from HB, PHB having a weight average molecular weight of 1,000 or more is desirable.
  • FIG. 2 is a figure for demonstrating the principle of the blood glucose level spike suppression effect
  • action of PHB which is not powdered.
  • PHB blood glucose level spike suppression effect
  • FIG. 3 shows the principle of oral administration of HB to increase the concentration of HB in the body.
  • the HB salt becomes free acid in the acidic environment of the stomach, is transported into the body by a specific transporter (monocarboxylic acid transporter) in the small intestinal epithelium, and the concentration of HB in the body increases in a few minutes after ingestion . A few minutes is sufficient for the expression of its function.
  • a specific transporter monocarboxylic acid transporter
  • KE ketone ester
  • FIG. 4 shows the principle of oral administration of KE to increase the concentration of HB in the body.
  • the enzyme that hydrolyzes the ester bond of KE also has a mammal, and the mammal can rapidly (within a few minutes) produce high concentrations of HB.
  • KE is degraded by digestive enzymes in the small intestine to produce 2 molecules of HB.
  • HB is absorbed by a specific transporter (monocarboxylic acid transporter) in the small intestinal epithelium, and rapidly increases the HB concentration.
  • the HB concentration can be increased and the blood glucose level spike can be suppressed by orally administering HB or orally administering KE.
  • the concentration of HB decreases in a few hours after the concentration of HB increases (Cell Metabolism August 9, 2016, pages 256-268).
  • FIG. 5 is a view showing the principle by which a blood glucose level spike is suppressed by orally administering PHB powder.
  • PHB powder produces at least two physiological effects.
  • the first action is an action of suppressing degradation or absorption of glucose in the small intestine as it is PHB polymer.
  • Another effect is that PHB is degraded to HB by an enzyme of enterobacteria of the large intestine and absorbed from the large intestine epithelium of the animal to contribute to the increase of the HB concentration.
  • the former action is an action caused by pulverizing PHB.
  • PHB powder When PHB powder is orally administered, the action of suppressing the absorption of glucose in the small intestine or the conversion of starch (or disaccharide) to glucose occurs in a short time.
  • oral administration of PHB powder has an immediate effect on suppression of blood glucose spikes. Furthermore, since PHB powder is degraded by enteric bacteria in the large intestine to generate HB, it takes a long time, so the time for which the concentration of HB is maintained high is longer than when orally administered HB or KE. It is considered long. As a result, it is possible to suppress the blood glucose level spike immediately after taking PHB powder and to maintain the HB concentration at a high level continuously, so the problem in the case of orally administering HB, KE and non-powder PHB Can be solved.
  • FIG. 6 is a comparison table of HB, KE, non-powdered PHB and PHB powders. As apparent from this comparison table, oral administration of PHB powder exerts an effect of suppressing blood glucose spikes in a short time, and the effect continues over a long time, and PHB powder is suitable as a blood glucose spike inhibitor It can be seen that it is.
  • PHB can be, for example, an alcohol suspension (eg, a methanol suspension, an ethanol suspension), an ether suspension, as a pharmaceutically acceptable solvate or suspension.
  • an alcohol suspension eg, a methanol suspension, an ethanol suspension
  • an ether suspension as a pharmaceutically acceptable solvate or suspension.
  • the blood glucose level spike inhibitor according to the present embodiment can be produced by mixing PHB powder as the active ingredient with a physiologically acceptable carrier, excipient, binder, diluent or the like.
  • the blood glucose spike inhibitor is manufactured in a form that can be taken orally.
  • the orally ingestible forms include food, granules, powders, tablets (including sugar-coated tablets), pills, capsules, syrups, emulsions, suspensions and the like.
  • the blood glucose spike inhibitor can be formulated with a pharmaceutically acceptable carrier (eg, an excipient, an additive).
  • a pharmaceutically acceptable carrier eg, an excipient, an additive.
  • Pharmaceutically acceptable excipients and additives include carriers, binders, flavors, buffers, thickeners, colorants, stabilizers, emulsifiers, dispersants, suspending agents, preservatives, etc.
  • a pharmaceutically acceptable carrier for example, magnesium carbonate, magnesium stearate, talc, sugar, lactose, pectin, dextrin, starch, gelatin, tragacanth, methylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, low melting wax, cocoa butter and the like can be mentioned.
  • an excipient lactose, sucrose, starch, mannitol, etc.
  • a disintegrant calcium carbonate, carboxymethylcellulose calcium, etc.
  • a binder ⁇ -starch, arabic
  • talc magnesium stearate, polyethylene glycol 6000 and the like
  • a compression-molded active ingredient is coated for the purpose of masking the taste, or for the purpose of securing enteric or persistence.
  • the coating agent for example, ethylcellulose, hydroxymethylcellulose, polyoxyethylene glycol, cellulose acetate phthalate, hydroxypropyl methylcellulose phthalate and Eudragit (methacrylic acid / acrylic acid copolymer) can be used.
  • the PHB powder as the blood glucose level spike inhibitor according to the present embodiment can be blended with food in the form of a composition containing PHB powder or an activator. More specifically, the food according to the present embodiment may be manufactured by adjusting the PHB powder according to the present embodiment, and various proteins, saccharides, fats, trace elements, vitamins may be added to the manufactured food. Products prepared by further blending a compound, etc., liquid, semi-liquid or solid, paste-like, or food / beverage products not containing the active ingredient according to the present invention. May be
  • “food” includes health food, functional food, food for specified health use, food for functional indication, or food for sick persons. Furthermore, the term “food” encompasses feed and pet food when used for non-human mammals.
  • the “food” may be in the form of a normal food or in the form of a dietary supplement such as a supplement.
  • a food comprising PHB powder as an active ingredient, wherein the function of treating, preventing or ameliorating a disease or condition that can be treated, prevented or ameliorated by increasing the concentration of HB is displayed Provided food.
  • a food comprising PHB powder as an active ingredient, wherein the food has an antioxidative ability, an antidotal ability or an antiinflammatory ability.
  • the beverage including health food and functional food in the form of beverage
  • saccharides, flavors, fruit juice, food additives and the like used in prescription design of ordinary beverages are appropriately added. be able to.
  • manufacture of beverages reference may also be made to manufacturing techniques known in the art.
  • the food according to the present invention can take various forms, and the food according to the present invention may be manufactured according to known pharmaceutical manufacturing techniques. In that case, it can be produced using a carrier or a pharmaceutical additive as described in the item of production of the therapeutic agent according to the present invention, and specifically, the carrier or production described in the section of oral agent It can be manufactured using additives.
  • the dose or intake of the PHB powder according to the present invention is the recipient, the age and weight of the recipient, symptoms, administration time, dosage form, administration method It can be determined depending on the combination of drugs, etc.
  • the effective amount of PHB powder may be 10 to 2000 mg / kg body weight (preferably 100 to 1000 mg / kg body weight) per adult once a day or a day
  • the administration can be divided into unit doses. These doses or intakes can be expressed as necessary by calculating as intake or dose of PHB per adult for 60 kg body weight, assuming that the adult body weight is 60 kg. .
  • FIG. 7 is a photograph showing the appearance of PHB powder manufactured as a blood glucose level spike inhibitor.
  • PHB was produced by fermentation using Halomonas sp. OITC 1261 strain (NITE P-02027).
  • the shape of the PHB powder (especially the particle size) can be fine-tuned in the final grinding process of the manufacturing process.
  • a culture solution containing sucrose (sucrose) as a raw material and cells capable of accumulating PHB inside was prepared.
  • the cells were cultured in a culture solution.
  • the culture solution after aerobic culture contains halomonas bacteria in which PHB granules are accumulated in the cells, water, inorganic ions (nitrate, sodium and the like).
  • the OITC 1261 strain produces HB simultaneously with PHB, but the HB is released to the outside of the cell (in the culture solution), so it is removed in a later step of solid-liquid separation.
  • FIG. 8 is a schematic view of bacteria which accumulated PHB granules. Depending on the culture conditions, 70% of the cell volume is occupied by PHB granules.
  • the composition of the culture solution is, for example, 12.6 g of sodium hydrogen carbonate, 5.3 g of sodium carbonate, 2.0 g of potassium hydrogen phosphate, 1.0 g of salt, 12.5 g of sodium nitrate, sulfuric acid per 1 liter of distilled water It is 1.0 g of potassium, 40 mg of magnesium sulfate heptahydrate, calcium chloride dihydrate, 10 mg of iron (II) sulfate heptahydrate, and 80 mg of disodium edetate. If necessary, it may contain 5 w / v% of glucose. If necessary, a culture solution may be added during culture of the bacteria. Halomonas may be added and aerobically cultured for 3 to 4 days while keeping the temperature at 30 ° C.
  • the culture solution containing the cells was autoclaved. Specifically, after adding 1% to 2% of surfactant to the culture solution, autoclaves (1.2 atm, 120 ° C., 20 minutes, humidity 100%) were applied several times.
  • autoclaves 1.2 atm, 120 ° C., 20 minutes, humidity 100%
  • PHB granules in the cells can be converted to PHB powder of several thousand to several tens of thousands of degrees of polymerization. It is presumed that by applying the autoclave, the higher-order structure in which the PHB linear chains are associated is broken and the PHB linear chains are present without being associated.
  • PHB powder is a state in which PHB linear chains do not associate but exist, in contrast to "granules in cells that form a higher-order structure by association due to weak intermolecular force or hydrogen bond of PHB linear chains". It is. At this time, the degree of polymerization of the PHB powder is several thousand to several tens of thousands, as estimated from the measured value of molecular weight.
  • the culture solution was subjected to pressure sterilization and then subjected to solid-liquid separation. Specifically, the centrifuge was rotated for 5 minutes in a state where a load of 10000 G was applied to the fermentation broth containing the bacterial cells. Thereafter, the supernatant was discarded to obtain a residue of cells. The resulting residue was suspended by adding water, and then the process of centrifugation was repeated three times to perform solid-liquid separation.
  • the aqueous solution was discarded to recover a residue containing PHB granules, small granules, cells (protein, fat, carbohydrate, water).
  • the collected residue was dried at 100 ° C. for 2 hours and then crushed in a mortar to produce PHB powder shown in FIG. About 70% of the components of the produced PHB powder was PHB.
  • PHB granules number average degree of polymerization 10,000 or more
  • a PHB powder having a degree of polymerization of several thousand can be obtained.
  • the above-mentioned enrichment treatment can be used in food for the first time by using bacteria that accumulate large amounts of PHB, such as Halomonas.
  • Bacteria such as Halomonas can accumulate PHB up to 70% of body weight. Therefore, it could be confirmed that purification can be performed to 70% or more and 90% or less as described above by using PHB-accumulated bacteria.
  • Chloroform or the like is required to purify PHB at low concentrations, but it was confirmed that purification can be performed in the range of 70% to 90% as described above by using a bacterium such as Halomonas.
  • the blood glucose level was measured using a blood glucose electrode (FS precision blood glucose measuring electrode) every one hour using Precision Exceed (Abbott). A minimum of 3 measurements were made to ensure stability before eating PHB and controls (plain yoghurt only), and it was confirmed that the measurement results were nearly constant.
  • FIGS. 9 and 10 are graphs showing changes in blood glucose levels in the body of a person who has consumed plain yogurt.
  • the horizontal axis of the graphs shown in FIGS. 9 and 10 is time. After confirming that the blood glucose level was stable, 2 hours later, plain yogurt was ingested.
  • the vertical axis is the blood glucose level.
  • the white circles in FIGS. 9 and 10 show the change in blood glucose level when plain yogurt without PHB powder was mixed, and the black circles represent PHB powder (the purity of PHB powder is 70% and 70% in FIGS. 9 and 10, respectively).
  • the blood glucose level change at the time of ingesting the plain yogurt which mixed 90% is shown. As shown in FIGS.
  • PHB powder can be produced in large quantities using microorganisms, and can be manufactured at low cost because inexpensive raw materials such as molasses can be used.

Abstract

血糖値スパイク抑制剤の製造方法は、ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸を内部に蓄積することができる細菌を含む培養液を準備する準備工程と、培養液を固液分離することにより、ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の顆粒を含む残渣を回収する回収工程と、残渣を乾燥させることにより、ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の粉末を生成する生成工程と、を有する。

Description

血糖値スパイク抑制剤、食品及び血糖値スパイク抑制剤の製造方法
　本発明は、ペット又はヒトの血糖値スパイクを抑制するための血糖値スパイク抑制剤、食品及び血糖値スパイク抑制剤の製造方法に関するものである。
　血糖値スパイクは肥満等の生活習慣病の基本的な要因のひとつであるであるとされ、これを抑制することが肥満の予防につながる。また、血糖値スパイクを抑制できれば、高血糖を特徴とする糖尿病及びそれらの合併症に対して顕著な治療効果または予防効果があるということが知られている（例えば、非特許文献１及び２を参照）。
Journal of Comparative Pathology、２０１７年５月、第１５６巻、第４号、３２６－３３３ページ Diabetes Research and Clinical Practice、２０１４年、第１０６巻、１７３－１８１ページ
　イヌ・ネコの多くが屋内で飼われていることから運動不足になりやすく、高カロリーのペット用食品も多い。したがって、ペットはヒトよりも肥満が生じやすく、イヌにおいては半分以上が肥満であるという報告もある。
　非特許文献１に記載されているように、肥満したペットは重大な慢性疾患（糖尿病、認知症や腎不全等）になりやすく、飼い主に大きな精神的・経済的な負担を強いることになる。さらに、ペットを失うことによる精神的なダメージも大きい。このように、ペットの問題は、もはやペットの飼い主の問題を越えて、社会全体の問題となった。特に多くの生活習慣病の原因となる肥満の問題は、急激に大きくなっていると考えられる。そこで、ペットが肥満状態になりにくくするサプリメントが求められている。
　肥満を引き起こすホルモンとしてインスリンが知られている。インスリンは血糖値のスパイク状の増加によって膵臓のランゲルハンス島のベータ細胞から遊離される。インスリンは糖質から脂肪への変換を促進することによって肥満を引き起こす「肥満ホルモン」としての役割がある。血糖値スパイクを日常的にできるだけ回数を少なくすることと、血糖値スパイクをできるだけゆるやかな増加にすることが、インスリンの恒常的な異常（インスリン耐性）の発生を予防することにつながる。この意味で、肥満を予防するためには、血糖値スパイクを抑制することが重要である。
　また、日常の運動量の低下等の生活習慣要因により、ヒトにおいても糖尿病を発症したりインスリン耐性を示したりする人が増えている。老齢化社会への移行に伴い、糖尿病患者が年々爆発的に増加する傾向にあり、わが国の糖尿病患者の増加は深刻である。
　糖尿病は根本的な治癒がないから、インスリン耐性を示すヒトやペットに対して、糖尿病を発症させない取組みを実行することが重要である。特に、血糖値スパイクをできるだけ小さくすることが高血糖の改善には重要である。
　ペットやヒトにとって高血糖の状態を改善しやすくするために、経口投与が可能な薬剤やサプリメントが求められている。しかしながら、従来、経口投与が可能であり、かつ血糖値スパイクを抑制するための、特にペット用の経口剤が見出されていなかった。
　そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、経口投与が可能であり、かつ血糖値スパイクを抑制するための血糖値スパイク抑制剤を提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様においては、ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の粉末を含む血糖値スパイク抑制剤を提供する。上記のポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の割合は、例えば６０％以上１００％以下である。上記のポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の割合は、７０％以上９０％以下であってもよい。
　本発明の第２の態様においては、上記のポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の粉末を含む血糖値スパイク抑制剤が混合された食品を提供する。
　本発明の第３の態様においては、ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の顆粒を内部に蓄積することができる細菌を含む培養液を準備する準備工程と、前記培養液を固液分離することにより、ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の顆粒を含む残渣を回収する回収工程と、前記残渣を乾燥させることにより、ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の粉末を生成する生成工程と、を有する血糖値スパイク抑制剤の製造方法を提供する。前記準備工程と前記回収工程との間に、前記培養液を加圧する工程をさらに有してもよい。
　本発明によれば、経口投与が可能であり、かつ血糖値スパイクを抑制するための血糖値スパイク抑制剤を提供することができるという効果を奏する。
ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸（ＰＨＢ）の構造を示す化学式を示す図である。 粉末化されていないＰＨＢの血糖値スパイク抑制作用の原理について説明するための図である。 ＨＢを経口投与することにより体内のＨＢ濃度が増加する原理を示す図である。 ＨＢが２分子エステル結合したケトンエステル（ＫＥ：化学合成品）を経口投与することにより体内のＨＢ濃度が増加する原理を示す図である。 ＰＨＢ粉末を経口投与することにより血糖値スパイクが抑制される原理を示す図である。 ＨＢ、ＫＥ、非粉末のＰＨＢ及びＰＨＢ粉末の比較表である。 血糖値スパイク抑制剤として製造したＰＨＢ粉末の外観を示す写真である。 ＰＨＢ顆粒を蓄積した菌の模式図である。 ＰＨＢ粉末（純度７０％）を含むプレーンヨーグルトを摂取した人の体内の血糖値の変化を示すグラフである。 ＰＨＢ粉末（純度９０％）を含むプレーンヨーグルトを摂取した人の体内の血糖値の変化を示すグラフである。
［本実施の形態の概要］
　地球環境問題への世界的関心の高まりとともに、自然界で完全に分解する生分解性プラスチックスへの関心が高まっている。本願の発明者は、一部の微生物が、生分解性プラスチックスとして用いられるポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸（以下、ＰＨＢという）の顆粒を蓄積するという性質に着目し、血糖値スパイクを抑制するという目的にＰＨＢ粉末を利用することを検討した。本明細書におけるＰＨＢ粉末は、本発明で述べるように、例えば化学合成等によって得られるＰＨＢをペレット状にした態様のＰＨＢ、菌体内で生合成されたＰＨＢで結晶構造を維持している態様のＰＨＢ、又は生合成された菌体内の顆粒状のＰＨＢとは明らかに様態が異なる。
　粉末化されていないＰＨＢにも血糖値スパイクを抑制する作用があることは容易に類推ができる。すなわち、粉末化されていないＰＨＢは小腸では生理作用が生じることなく小腸を通過し、大腸において腸内細菌によりＨＢに加水分解され、動物に吸収され、動物のＨＢ濃度を増加させることができる。ＨＢ濃度が持続的に増加すれば、インスリン耐性を改善することは今や定説である（Ｃｅｌｌ　Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　２０１６年８月９日、第２５６頁－第２６８頁）。この作用の発現には、ＰＨＢを分解する腸内細菌が十分に生育するまでの時間が必要であり、腸内細菌が十分に生育していなければＰＨＢは殆ど分解されずに排泄されることになる。すなわちＰＨＢは小腸内を通過して大腸内で分解されて吸収されることで効果が発現するので、経口投与をしてから効果が発現するまでに長時間を要するという課題があった。
　この課題を解決するために、発明者は、ＰＨＢの顆粒を蓄積した微生物から製造したＰＨＢ粉末を配合した食品を摂取することにより、ＰＨＢ粉末を配合していない同じ食品を摂取した場合に比べて、血糖値スパイクの大きさを抑制できるということが確認できた。そして、発明者は、ＰＨＢ粉末は、粉末化されていないＰＨＢと異なる原理で血糖値スパイクを抑制する作用が生じることから、経口投与をしてから短時間で効果が発現することを発見した。すなわち発明者は、ＰＨＢを粉末化することによって、「生理作用の発現に少なくとも数日間必要である」という課題を解決した。
［ＰＨＢの概要］
　図１は、ＰＨＢの構造を示す化学式を示す図である。ＰＨＢは（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸（ＨＢ）のエステル結合による重合体であり、水に殆ど溶けない。またこのエステル結合は一部の腸内細菌のみが加水分解可能であり、哺乳動物ではこのエステル結合を加水分解する酵素を持たない。ＰＨＢは、発酵法又は化学合成法によって生産することができる。ＰＨＢは、ＨＢがエステル結合で直鎖のポリマー構造を構成している。化学合成法を用いる場合、高価な（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸を原料とするため、合成コストが高い（Ｃｅｌｌ　Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　２０１６年８月９日、第２５６頁－第２６８頁）。これに対して微生物を用いる発酵法では、糖質を含む安価な原料を用いて効率的に生合成するので、容易に大量に調整することができる。
　ＰＨＢ合成能を有する微生物としては、ハロモナス属（Ｈａｌｏｍｏｎａｓ）、バシラス属（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、アゾトバクター属（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｏｒ）、リゾビウム属（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）、ビブリオ属（Ｖｉｂｒｉｏ）、クロモバクテリウム属（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、マイクロコッカス属（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ）、スファエロテイルス属（Ｓｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓ）、ハイドロゲノモナス属（Ｈｙｄｒｏｇｅｎｏｍｏｎａｓ）、カプリアビダス属（Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓ）、ロドスピリルム属（Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ）、ロドシュードモナス属（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、クロマチウム属（Ｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ）、スピリラム属（Ｓｐｉｒｉｌｌｕｍ） 、コマモナス属 （Ｃｏｍａｍｏｎａｓ） 、アスペルギルス属 （Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ） 、ビリオボラックス属（Ｖａｒｉｏｖｏｒａｘ）、アルカリゲネス属（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）及びラルストニア属（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ）が挙げられる。ＰＨＢ粉末を生産するための培養液組成は、１種類以上の有機炭素源と１種類以上の窒素源に微生物ごとに適したミネラル類を組み合わせて調製すればよい。有機炭素源としては、グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、キシロース、アラビノース、スクロース、マルトース、セロビオース、クエン酸、乳酸、酪酸、グルコン酸、エタノール、グリセロール等が挙げられる。窒素源としては、硝酸塩（ナトリウム、カリウム、カルシウム等）、亜硝酸塩、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、尿素等が挙げられる。
　化学合成法によってＰＨＢを生産する場合、触媒を用いて（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸（ＨＢ：ケトン体）を化学的に結合させることでＰＨＢを生産することができる。カルボン酸残基を減らして酸度を低くするため、またＨＢとは異なるＰＨＢとしての性質を持たせるため、重量平均分子量１，０００以上のＰＨＢが望ましい。
［血糖値スパイク抑制作用］
　図２は、粉末化されていないＰＨＢの血糖値スパイク抑制作用の原理について説明するための図である。従来技術では、動物の血液中のＨＢ濃度を増加させる機能にのみ注意が注がれていた。経口投与されたＰＨＢは胃や腸で分解されることなく大腸まで送達され、大腸において腸内細菌により分解される。そして、数日という時間をかけてＨＢ濃度を非常に緩やかに増加させる。体内のＨＢ濃度が増加することにより、ケトン体濃度が増加することにより血糖値スパイクが抑制されると考えられる。したがって、ＰＨＢを数日以上にわたって投与し続けることがなければ、ＰＨＢを分解する腸内細菌は十分に生育しないと考えられ、動物のケトン体濃度を有意に増加させるには数日程度必要である。
　ここで、ＨＢ濃度を増加させるためには、ＨＢ自体を経口投与することが考えられる。この場合、ＨＢ自体は酸性なので、ＨＢのＮａ塩等が用いられることになる。
　図３は、ＨＢを経口投与することにより体内のＨＢ濃度が増加する原理を示す図である。ＨＢ塩は胃の酸性環境の中でフリーの酸になり、小腸上皮にある特異的な輸送体（モノカルボン酸トランスポーター）で体内に輸送され、摂取後数分で体内のＨＢ濃度が増加する。その機能発現に必要な時間は数分で十分である。
　ところが、ＨＢのＮａ塩ではＮａ負荷が問題になる。そこで、ケトンエステル（ＫＥ）を用いることも考えられる（Ｃｅｌｌ　Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　２０１６年８月９日、第２５６頁－第２６８頁）。ＫＥは、ＨＢと１，３－ブタンジオールがエステル結合した化合物である。
　図４は、ＫＥを経口投与することにより体内のＨＢ濃度が増加する原理を示す図である。ＫＥのエステル結合を加水分解する酵素は哺乳動物も持っており、哺乳動物は、速やかに（数分以内）ＨＢを高濃度に産生することができる。図４に示すように、ＫＥは小腸内の消化酵素で分解されて、２分子のＨＢを生じる。ＨＢは小腸上皮の特異的な輸送体（モノカルボン酸トランスポーター）で吸収され、速やかにＨＢ濃度を増加させる。したがって、ＫＥもＨＢ塩同様に作用は即効的であり、数分で数ｍＭまで血中のＨＢ濃度が増加するが、効果が発現される期間が２～３時間と短い（Ｃｅｌｌ　Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　２０１６年８月９日、第２５６頁－第２６８頁）。
　このように、ＨＢを経口投与する方法、又はＫＥを経口投与する方法により、ＨＢ濃度を増加させ、血糖値スパイクを抑制できる。しかしながら、ＨＢ又はＫＥを経口投与した場合、ＨＢ濃度が増加してから数時間でＨＢ濃度が低下してしまう（Ｃｅｌｌ　Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　２０１６年８月９日、第２５６頁－第２６８頁）。
　図５は、ＰＨＢ粉末を経口投与することにより血糖値スパイクが抑制される原理を示す図である。ＰＨＢ粉末は少なくとも二つの生理作用を生じさせる。一つ目の作用は、ＰＨＢ重合体のまま小腸でブドウ糖の分解または吸収を抑制する作用である。もう一つの作用は、ＰＨＢが大腸の腸内細菌の酵素でＨＢに分解され、動物の大腸上皮から吸収されて、ＨＢ濃度の増加に寄与する作用である。前者の作用は、ＰＨＢを粉末化したことによって生じる作用である。ＰＨＢ粉末を経口投与した場合、小腸でのブドウ糖の吸収又はデンプン（又は２糖類）からブドウ糖への変換を抑制する作用が短時間で生じる。したがって、ＰＨＢ粉末を経口投与した場合は、血糖値スパイク抑制に対して即効性がある。さらに、ＰＨＢ粉末が大腸の腸内細菌により分解されてＨＢが生成される過程に長時間を要するので、ＨＢ濃度が高い状態に維持される時間が、ＨＢ又はＫＥを経口投与した場合に比べて長いと考えられる。その結果、ＰＨＢ粉末を摂取した後に速やかに血糖値スパイクを抑制するとともに、継続的にＨＢ濃度を高い状態に維持することができるので、ＨＢ、ＫＥ、非粉末のＰＨＢを経口投与する場合の課題を解決することができる。
　図６は、ＨＢ、ＫＥ、非粉末のＰＨＢ及びＰＨＢ粉末の比較表である。この比較表から明らかなように、ＰＨＢ粉末を経口投与することにより、短時間で血糖値スパイクを抑制する効果が現れるとともに、効果が長時間にわたって継続し、ＰＨＢ粉末が血糖値スパイク抑制剤として好適であることがわかる。
［血糖値スパイク抑制剤としてのＰＨＢ粉末の製造方法］
　ＰＨＢは、薬学上許容される溶媒和物、又は懸濁物として、例えば、アルコール懸濁（例えば、メタノール懸濁物、エタノール懸濁物）、エーテル懸濁物とすることができる。
　本実施の形態に係る血糖値スパイク抑制剤は、有効成分であるＰＨＢ粉末を、生理学的に許容されうる担体、賦形剤、結合剤、希釈剤等と混合することにより製造することができる。血糖値スパイク抑制剤は、経口摂取することができる形態に製造される。経口摂取可能な形態としては、食品、顆粒剤、散剤、錠剤（糖衣錠を含む）、丸剤、カプセル剤、シロップ剤、乳剤、又は懸濁剤等が挙げられる。
　血糖値スパイク抑制剤は、薬学的に許容される担体（例えば、賦形剤、添加剤）とともに製剤化することができる。薬学的に許容される賦形剤や添加剤としては、担体、結合剤、香料、緩衝剤、増粘剤、着色剤、安定剤、乳化剤、分散剤、懸濁化剤、防腐剤等が挙げられる。薬学的に許容される担体としては、例えば、炭酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、タルク、砂糖、ラクトース、ペクチン、デキストリン、澱粉、ゼラチン、トラガント、メチルセルロース、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、低融点ワックス、カカオバター等が挙げられる。
　経口剤を製造するためには、まず、有効成分として、例えば賦形剤（乳糖、白糖、デンプン、マンニトール等）、崩壊剤（炭酸カルシウム、カルボキシメチルセルロースカルシウム等）、結合剤（α化デンプン、アラビアゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリビニールピロリドン、ヒドロキシプロピルセルロース等）又は滑沢剤（タルク、ステアリン酸マグネシウム、ポリエチレングリコール６０００等）を添加して圧縮成形する。
　続いて、必要により、味をマスキングすることを目的として、又は腸溶性若しくは持続性を確保することを目的として、圧縮成形した有効成分をコーティングする。コーティング剤としては、例えばエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリオキシエチレングリコール、セルロースアセテートフタレート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレートおよびオイドラギット（メタアクリル酸・アクリル酸共重合物）等を用いることができる。
　本実施の形態に係る血糖値スパイク抑制剤としてのＰＨＢ粉末は、ＰＨＢ粉末を含む組成物または活性化剤の形態で、食品に配合することができる。より具体的には、本実施の形態に係る食品は、本実施の形態に係るＰＨＢ粉末を調整することにより製造してもよく、製造された食品に各種タンパク質、糖類、脂肪、微量元素、ビタミン類等をさらに配合して調製したもの、液状、半液体状若しくは固体状にしたもの、ペースト状にしたもの、又は本発明に係る有効成分を含まない飲食品にＰＨＢ粉末を添加したものであってもよい。
　本発明において「食品」には、健康食品、機能性食品、特定保健用食品、機能性表示食品、又は病者用食品が包含される。さらに「食品」という用語は、ヒト以外の哺乳動物を対象として使用される場合には、飼料やペットフードを包含する。「食品」は、通常の食品の形状であっても、サプリメントのような栄養補助食品の形状であってもよい。
　本発明の別の態様によれば、ＰＨＢ粉末を有効成分として含む食品であって、ＨＢの濃度を増加させることにより治療、予防または改善しうる疾患または状態の治療、予防または改善する機能が表示された食品が提供される。本発明のさらに別の態様によれば、ＰＨＢ粉末を有効成分として含む食品であって、抗酸化能、解毒能、または、抗炎症能が表示された食品が提供される。
　本発明において提供される飲料（飲料形態の健康食品や機能性食品を含む）の製造に当たっては、通常の飲料の処方設計に用いられている糖類、香料、果汁、食品添加剤等を適宜添加することができる。飲料の製造に当たってはまた、当業界に公知の製造技術を参照することができる。
　本発明による食品は様々な形態を取ることができ、公知の医薬品の製造技術に準じて本発明による食品を製造してもよい。その場合には、本発明による治療剤の製造の項目において述べたような担体や製剤用添加剤を用いて製造することができ、具体的には、経口剤の欄に記載された担体や製造用添加剤を用いて製造することができる。
　血糖値スパイク抑制剤の組成物および食品を投与または摂取する場合、本発明によるＰＨＢ粉末の投与量または摂取量は、受容者、受容者の年齢および体重、症状、投与時間、剤形、投与方法、薬剤の組み合わせ等に依存して決定できる。例えば、本発明によるＰＨＢ粉末を健康食品として投与する場合、ＰＨＢ粉末の有効量として、成人１人当たり１０～２０００ｍｇ／ｋｇ体重（好ましくは１００～１０００ｍｇ／ｋｇ体重）の範囲で一日１回または数回の投与単位に分割して投与することができる。なお、これらの投与量または摂取量は、成人の体重を６０ｋｇと仮定して、体重６０ｋｇの成人１人１日あたりのＰＨＢの摂取量もしくは投与量として、必要により計算することによって表すことができる。
［実施例］
（ＰＨＢ粉末の製造）
　図７は、血糖値スパイク抑制剤として製造したＰＨＢ粉末の外観を示す写真である。ＰＨＢは、ハロモナス・エスピー（Ｈａｌｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）ＯＩＴＣ１２６１株（ＮＩＴＥ　Ｐ－０２０２７）を用いて発酵させることにより製造した。ＰＨＢ粉末の形状（特に粒子の大きさ）は、製造工程の最後の粉砕する過程において微調整することができる。
　まず、原料となるスクロース（蔗糖）と、ＰＨＢを内部に蓄積することができる菌体とを含む培養液を準備した。続いて、培養液で菌体を培養した。この間に、菌体はＰＨＢを体内に蓄積する。好気培養後の培養液には、菌体内にＰＨＢ顆粒が蓄積されたハロモナス菌、水、無機イオン（硝酸塩、ナトリウム等）が含まれる。ＯＩＴＣ１２６１株はＰＨＢと同時にＨＢを生産するが、ＨＢは菌体外（培養液中）へ放出されるため、後の固液分離の工程で除去される。ＰＨＢは、非常に長い鎖上の構造であるため、菌体内では高度に折りたたまれて、非常に大きな構造（数十から数百ナノメートルの顆粒状の構造）として存在する。図８は、ＰＨＢ顆粒を蓄積した菌の模式図である。培養条件によっては菌体内の体積の７０％がＰＨＢ顆粒で占められる。培養液の組成は、例えば、１リットルの蒸留水に対して、炭酸水素ナトリウム１２．６ｇ、炭酸ナトリウム５．３ｇ、リン酸水素カリウム２．０ｇ、塩１．０ｇ、硝酸ナトリウム１２．５ｇ、硫酸カリウム１．０ｇ、硫酸マグネシウム七水和物４０ｍｇ、塩化カルシウム二水和物、硫酸鉄（ＩＩ）七水和物１０ｍｇ、エデト酸二ナトリウム８０ｍｇ、である。必要に応じて、５ｗ／ｖ％のグルコースを含んでもよい。必要に応じて、菌を培養中に培養液を追加してもよい。ハロモナス菌を加え、３０℃に保温しながら、３～４日間好気培養してもよい。
　続いて、菌体を含む培養液を加圧滅菌した。具体的には、１％～２％の界面活性剤を培養液に添加した後にオートクレーブ（１．２気圧、１２０℃、２０分、湿度１００％）を数回施した。オートクレーブを施すことにより、菌体内で分子間力又は水素結合で会合することにより顆粒状に存在しているＰＨＢの会合状態が壊れて粉末状になると推定される。その結果、菌体内のＰＨＢ顆粒を、数千～数万重合度のＰＨＢ粉末にすることができる。オートクレーブを施すことにより、ＰＨＢ直鎖が会合した高次構造が壊れて、ＰＨＢ直鎖が会合せずに存在する状態になると推定される。「ＰＨＢ粉末」は、「ＰＨＢ直鎖が弱い分子間力や水素結合により会合して高次構造を取る菌体内の顆粒」とは対照的に、ＰＨＢ直鎖が会合せず存在する状態の物である。このときＰＨＢ粉末の重合度は分子量の実測値から推定すると、数千から数万である。
　続いて、培養液を加圧滅菌した後に固液分離した。具体的には、菌体を含む発酵液に１００００Ｇの負荷をかけた状態で遠心分離機を５分間回転させた。その後、上澄みを廃棄し、菌体の残渣を得た。得られた残渣は水を加えて懸濁した後、遠心分離を行うという工程を３回繰り返して洗浄することにより固液分離した。
　続いて、水溶液を廃棄して、ＰＨＢ顆粒、小顆粒、菌体（タンパク質、脂肪、炭水化物、水分）を含む残渣を回収した。回収した残渣を１００℃で２時間乾燥した後に乳鉢で砕いて、図７に示すＰＨＢ粉末を製造した。製造したＰＨＢ粉末の約７０％の成分がＰＨＢであった。オートクレーブや熱乾燥処理を施すことにより、菌体の細胞膜が破壊されるとともに、弱い分子間力で高次構造を形成していた菌体内のＰＨＢ顆粒（数平均重合度１万以上）を、平均重合度数千程度のＰＨＢ粉末にすることができる。
　上述した濃縮処理は、ハロモナス属のように、ＰＨＢを大量に蓄積する細菌を用いて初めて食品で用いることが可能になる。ハロモナス属等の細菌は、体重量の７０％までＰＨＢを蓄積することができる。したがって、ＰＨＢを蓄積した細菌を用いることで、上述のように７０％か以上ら９０％以下にまで精製できることを確認できた。濃度の低いＰＨＢを精製するには、クロロホルム等が必要であるが、ハロモナス属等の細菌を用いることで、上述のように７０％以上９０％以下の範囲で精製できることを確認できた。製造したＰＨＢ粉末の分子量分布をＧＰＣ法により測定したところ、重量平均分子量は５９万であり、数平均重合度は１,９３９であった。この数値は、２０１，６７１（数平均分子量）÷１０４（ＨＢの分子量）＝１,９３９（数平均重合度）により算出された。
（血糖値スパイク抑制効果の確認：図９）
　製造したＰＨＢ粉末４０ｇ（含有されるＰＨＢは２８ｇ＝７０％ポリケトン）をプレーンヨーグルト（２５０ｇ）に均一になるように混合し、人に食べさせた。平均体重を７０Ｋｇとして、ＰＨＢの摂取量は体重１ｋｇ当たり約４００ｍｇである。
（血糖値スパイク抑制効果の確認：図１０）
　製造したＰＨＢ粉末４０ｇ（含有されるＰＨＢは３６ｇ＝９０％ポリケトン）をプレーンヨーグルト（２５０ｇ）に均一になるように混合し、人に食べさせた。平均体重を７０Ｋｇとして、ＰＨＢの摂取量は体重１ｋｇ当たり約５１４ｍｇである。
　続いて、プレシジョンエクシード（アボット）を用いて、１時間おきに血糖値電極（ＦＳプレシジョン血糖測定電極）を用いて血糖値を測定した。ＰＨＢとコントロール（プレーンヨーグルトのみ）を食べる前に安定していることを確認するために最低３回の測定を行い、測定結果が略一定であることを確かめた。
　図９及び１０は、プレーンヨーグルトを摂取した人の体内の血糖値の変化を示すグラフである。図９及び１０に示すグラフの横軸は時間である。血糖値が安定しているのを確認して、２時間後にプレーンヨーグルトを摂取した。縦軸は血糖値である。図９または１０における白丸は、ＰＨＢ粉末を混合していないプレーンヨーグルトを摂取した場合の血糖値変化を示しており、黒丸は、ＰＨＢ粉末（図９及び１０においてＰＨＢ粉末の純度はそれぞれ７０％及び９０％である）を混合したプレーンヨーグルトを摂取した場合の血糖値変化を示している。図９及び１０に示すように、ＰＨＢ粉末を混合したプレーンヨーグルトを摂取した場合、摂取してから短時間で血糖値スパイクが小さくなっていることがわかる。さらに、少なくともＰＨＢ粉末を混合したプレーンヨーグルトを摂取した場合、長時間にわたって、ＰＨＢ粉末を混合していないプレーンヨーグルトを摂取した場合に比べて血糖値が低く抑えられることが確認できた。人がヨーグルトを食べると、ヨーグルトに含まれる糖質がすみやかに分解され、血糖値を速やかに増加させる。この血糖値の速やかな増加のためにインスリンスパイクが誘導される。しかしながら、プレーンヨーグルトとともにＰＨＢ粉末４０ｇを摂取すると、血糖値スパイクは有意に抑制された。
［本実施の形態の血糖値スパイク抑制剤による効果］
　本実施の形態に係る血糖値スパイク抑制剤としてのＰＨＢ粉末により、飲食物にＰＨＢ粉末を混合することで、短時間で血糖値スパイクを抑制するとともに、長時間にわたって血糖値スパイクを抑制する効果を維持することができる。ＰＨＢ粉末は無味無臭なので、ペット用食品に混ぜることも容易であるから、ペットに恒常的に毎日摂取することも可能である。小腸での生理作用と想定される血糖値スパイクの抑制作用は、ＰＨＢ粉末を用いたことによって得られる、本発明が初めて提示した新規性である。図９及び図１０に示すように、純度７０％のＰＨＢ粉末、及び純度９０％ＰＨＢ粉末が、血糖値スパイクを有意に抑制することを確認できた。図１０では図９よりも有意に強く血糖値スパイクを抑制していることから考えれば、純度９０％以上のＰＨＢ粉末がさらに強く抑制することは妥当な推測である。すなわち例えば純度を９９％以上の純度に精製すればさらに強い血糖値スパイク抑制剤となることは容易に推察できる。また、図９及び図１０に示した結果から、純度６０％以上のＰＨＢ粉末であれば効果が生じると考えられる。
　また、ＰＨＢ粉末は微生物を使って大量に生産できるとともに、糖蜜等の安価な原料を利用することができるため低コストで製造することができる。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
 

Claims (6)

  1. 　ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の粉末を含む血糖値スパイク抑制剤。
  2. 　ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の濃度が６０％以上１００％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の血糖値スパイク抑制剤。
  3. 　ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の濃度が７０％以上９０％以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の血糖値スパイク抑制剤。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載のポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の粉末を含む血糖値スパイク抑制剤が混合された食品。
  5. 　ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の顆粒を内部に蓄積することができる細菌を含む培養液を準備する準備工程と、
    　前記培養液を固液分離することにより、ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の顆粒を含む残渣を回収する回収工程と、
    　前記残渣を乾燥させることにより、ポリ（Ｒ）－３－ヒドロキシ酪酸の粉末を生成する生成工程と、
    　を有する血糖値スパイク抑制剤の製造方法。
  6. 　前記準備工程と前記回収工程との間に、前記培養液を加圧する工程をさらに有する、
    　請求項５に記載の糖値スパイク抑制剤の製造方法。
     
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020250980A1 (ja) * 2019-06-13 2020-12-17
WO2022080250A1 (ja) * 2020-10-13 2022-04-21 拓己 佐藤 プロピオン酸遊離剤、酢酸遊離剤、成長促進剤及び整腸剤

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57174094A (en) * 1980-08-18 1982-10-26 Ici Ltd Separation of poly (beta-hydroxybutyric acid) from cell
JP2001515510A (ja) * 1997-03-17 2001-09-18 ビーティージー・インターナショナル・リミテッド 治療用組成物
WO2005021013A1 (ja) * 2003-09-01 2005-03-10 Earthus, Inc. β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体
JP2017012117A (ja) * 2015-07-03 2017-01-19 沖縄県 ３−ヒドロキシ酪酸又はその塩の好気的生産方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2009204370B2 (en) * 2008-01-04 2014-12-04 Gvmt Of The Usa, As Represented By The Secretary, Department Of Health & Human Services Ketone bodies and ketone body esters as blood lipid lowering agents
WO2014106026A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Kemin Industries, Inc. Poly(3-Hydroxybutyrate/3-Hydroxyvalerate) of Lowered Crystallinity for Use in Animal Feed
JP6384861B2 (ja) * 2014-09-16 2018-09-05 国立研究開発法人産業技術総合研究所 ハロモナス菌を用いた３−ヒドロキシ酪酸の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57174094A (en) * 1980-08-18 1982-10-26 Ici Ltd Separation of poly (beta-hydroxybutyric acid) from cell
JP2001515510A (ja) * 1997-03-17 2001-09-18 ビーティージー・インターナショナル・リミテッド 治療用組成物
WO2005021013A1 (ja) * 2003-09-01 2005-03-10 Earthus, Inc. β−ヒドロキシ短〜中鎖脂肪酸重合体
JP2017012117A (ja) * 2015-07-03 2017-01-19 沖縄県 ３−ヒドロキシ酪酸又はその塩の好気的生産方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
COX PETE J. ET AL.: "Nutritional ketosis alters fuel preference and thereby endurance performance in athletes", CELL METABOLISM, vol. 24, no. 2, 27 July 2016 (2016-07-27), pages 256 - 268, XP029680184 *
KESL SHANNON I. ET AL.: "Effects of exogenous ketone supplementation on blood ketone, glucose, triglyceride, and lipoprotein levels i", NUTRITION & METABOLISM, vol. 13, no. 9, 4 February 2016 (2016-02-04), XP055423693 *
MEBANE DAVID ET AL.: "Hypoglycemic action of ketones. i. effect of ketones on hepatic glucose out put and peripheral glucose utilization", J LAB CLIN MED, vol. 63, no. 2, 1964, pages 177 - 192 *
NEVES ANDREIA ET AL.: "Use of enzymes in extraction of polyhydroxyalkanonates produced by Cupriavidus necator", BIOTHECHNOL. PROG, vol. 28, no. 6, 22 August 2012 (2012-08-22), pages 1575 - 1580, XP055571092 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020250980A1 (ja) * 2019-06-13 2020-12-17
WO2020250980A1 (ja) * 2019-06-13 2020-12-17 拓己 佐藤 経口剤、癌抑制補助剤及びペット療法食
CN113905745A (zh) * 2019-06-13 2022-01-07 佐藤拓己 口服药、癌抑制佐剂以及宠物治疗性食品
WO2022080250A1 (ja) * 2020-10-13 2022-04-21 拓己 佐藤 プロピオン酸遊離剤、酢酸遊離剤、成長促進剤及び整腸剤
JP7138391B1 (ja) * 2020-10-13 2022-09-16 拓己 佐藤 プロピオン酸遊離剤、酢酸遊離剤、及び整腸剤

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