JP6873083B2 - ステイン除去用口腔用組成物 - Google Patents

Description

本願発明は、ステイン除去効果を有するチューインガム等の食品に関する。

人の顔貌の審美性は前歯部によって左右され、歯肉色、***色などとは違った色彩を有する特徴的な存在としてきわめて重要な役割をしている。すなわち、歯は人と対面してコミュニケーションするときに必ず相手に見えるため、歯が白く綺麗な場合には気持ちよく会話できるものである。このように、口腔衛生の観点とは別に歯の色は人間の印象に大きく影響する。

歯の表面の着色は、食品由来の色素（茶、コーヒー、赤ワインなど）の外因性ステイン（extrinsic stain）としての沈着、歯の表面を被覆している唾液中の糖タンパク質の変性によるメイラード反応由来の着色、含硫アミノ酸や金属による着色、また、タンパク中の二重結合部分の着色化が原因といわれている。

近年では「歯を白く美しく」という意識の高まりから、過酸化水素を使ったオフィスホワイトニングや過酸化尿素を使ったホームホワイトニングが行われている。歯磨剤などにおいても歯を白くする成分などを配合したものも市販されてきている。

しかし、オフィスホワイトニングは非常に高い漂白効果がある一方で、３０％〜３５％と高濃度の過酸化水素を用いるため、歯にダメージを与えると懸念されている。また、ホームホワイトニングにおいても過酸化尿素が分解されて効果的に働くまでに数時間を要するため、生活に制限がでてしまう点が問題である。さらに、チューインガムにポリリン酸塩を含有させて歯の着色成分を除去する試みがなされている（特許文献１）。しかしながら、その美白作用にはいまだ解決すべき課題が残っている。

本発明者等は、低価格で時間を選ばずに安全に美味しく歯の外因性着色を除去できる食品の開発を目指している。食品であるチューインガムを基材として用いる場合に使用できる素材としては研磨剤または化学薬剤に限られるが、それは食品成分あるいは食品添加物に指定されているものでなければならない。そこで、本発明者等はこれまで歯磨剤のステイン除去もしくはステイン予防の研究がなされてきたメタリン酸ナトリウムに着目した（非特許文献１）。メタリン酸ナトリウムはわが国でも食品添加物として指定されており、海外ではメタリン酸ナトリウムを配合したチューインガムのステイン除去効果についての臨床研究も報告されている。本発明では、効果成分としてはメタリン酸ナトリウムをステイン除去素材の候補とし、チューインガムの成分である糖アルコールや酸味料の影響を評価するとともに、チューインガム製品の唾液による抽出液においてステイン除去効果を検討した。

特開２００６−６２６４号公報

Ｊ Ｃｌｉｎ Ｄｅｎｔ．１３：１５−８、２００２

歯表面に沈着したステインを除去して審美性を高めることを目的として、研磨剤による歯面の研磨や酵素によるタンパク質分解、リン酸類によるイオン交換など様々な方法が検討され、いくつもの口腔用組成物が提案されてきた。しかし、実際の応用範囲の大部分は薬用歯磨剤であり、歯磨き時に限られているため、簡便に摂取できるステイン除去効果をもつチューインガムなどの食品の開発を目指した。

食品の摂取でステイン除去を可能にするため、食品添加物として用いられるメタリン酸ナトリウムを０．３３重量％〜２．０重量％配合したチューインガムを提供した。

審美歯科という分野に対する関心は高まっており、チューインガムの摂取によってホワイトニングを手軽に行なえることは新規市場の開拓に繋がると考えられる。
近年「歯を白く」という意識の高まりと共に、ホワイトニングを中心とした審美歯科分野に注目が集まっている。本発明者等が鋭意検討した結果、メタリン酸ナトリウムを配合したチューインガムにコーヒーなどの食品由来のステインを除去し歯を白くする効果を見出した。

本願発明は、食品由来のステインを除去し「歯を白くする」ことを手軽に実施できる口腔用組成物に関するものであり、種々のチューインガムの開発が期待される。

メタリン酸ナトリウムのステイン除去効果の評価結果を示すグラフである。 糖アルコールのステイン除去効果の評価結果を示すグラフであり、ａは糖アルコールそのもののステイン除去効果の評価結果を示すグラフであり、ｂは糖アルコールがメタリン酸ナトリウムのステイン除去効果に与える影響を示すグラフである。 酸味料のステイン除去効果の評価結果を示すグラフであり、ａは酸味料そのもののステイン除去効果の評価結果を示すグラフであり、ｂは酸味料がメタリン酸ナトリウムのステイン除去効果に与える影響を示すグラフであり、ｃはｐＨ変化がメタリン酸ナトリウムのステイン除去効果に与える影響を示すグラフであり、ｄは有機酸アニオン部がメタリン酸ナトリウムのステイン除去効果に与える影響を示すグラフである。 チューインガム抽出液のステイン除去効果の評価結果を示すグラフ及び画像であり、ａはチューインガム抽出液のステイン除去効果の評価を示すグラフであり、ｂは４９回処理後および着色前後の各群のハイドロキシアパタイトディスク。左から順に着色直後のディスク、唾液のみ群、対照ガム群、０．３３％メタリン酸ナトリウム配合ガム群、１．０％メタリン酸ナトリウム配合ガム群、未着色のディスクを示す画像である。

本発明は歯のステイン除去効果を持つメタリン酸ナトリウムのチューインガムへの応用を検討したものである。

本願発明は、メタリン酸ナトリウム含有ステイン除去用口腔用組成物に関する。
本願発明は、さらに糖アルコールを含有する上記に記載のステイン除去用口腔用組成物に関する。
本願発明は、さらに酸味料を含有する上記に記載のステイン除去用口腔用組成物に関する。
本願発明は、前記糖アルコールが、マルチトールまたはキシリトールである、上記に記載のステイン除去用口腔用組成物に関する。
本願発明は、前記酸味料が、クエン酸、リンゴ酸およびフマル酸から選択される上記に記載のステイン除去用口腔用組成物に関する。
本願発明は、前記メタリン酸ナトリウムの配合量が０．３３重量％〜２．０重量％である、上記に記載のステイン除去用口腔用組成物に関する。

まず、メタリン酸ナトリウムの効果を調べるため、唾液に含まれているタンパク質によって形成される獲得皮膜である唾液の保護膜としてのペリクルを形成させたハイドロキシアパタイトディスクを着色液で染色した。そのディスクを、メタリン酸ナトリウムを加えた唾液溶液に浸漬し、ディスク表面の色差変化を評価した。その結果、有意な色差の減少が見られた。

次に、チューインガムに含まれる糖アルコール及び酸味料がステイン除去に与える影響を調べた。その結果、糖アルコールは影響を及ぼさなかったが、酸味料によって有意に阻害された。

さらに、酸味料を加えても唾液ｐＨが６以下にならないように設計したメタリン酸ナトリウム配合チューインガムの唾液による抽出液は、対照ガム抽出液に比べて有意な色差の減少が認められた。１日７回摂取の１週間継続により、メタリン酸ナトリウム配合チューインガムにステイン除去効果が期待できる。

以下に本発明の実施例と試験例について説明するが、本発明の範囲がこれによって限定されるものではない。

チューインガムにメタリン酸ナトリウムを配合する場合、メタリン酸ナトリウムに由来するえぐみや刺激感が目立ってしまい、香味のバランスが崩れてしまうことがある。そのため、チューインガム中における配合量が最大となる糖質原料を調整することにより、メタリン酸ナトリウム由来のえぐみや刺激感を低減させることを試みた。

（試験方法（その１））

※糖質原料は、キシリトール、マルチトール、マンニトール、エリスリトール、砂糖の中から１種類を選択した。

表１に基づき、メタリン酸ナトリウムの配合量を０．３３重量％に固定し、糖質原料をキシリトール、マルチトール、マンニトール、エリスリトール、砂糖の中から１種類選択したのち８０重量％配合して、糖質原料の違いがチューインガムの香味に与える影響について試験を行った。ガムの製造方法は常法に従い、製造後のガムについて、専門パネラー４名で試食して評価した。
評価項目は、「えぐみの強さ」「刺激感」「甘さの質」、並びにそれらを総合的に勘案した「総合評価」の４項目とした。評価基準となる評価点については、「えぐみの強さ」と「刺激感」については、５：全く不快でない、４：不快でない、３：わずかに不快感を感じるも、一般消費者が不快感を感じない程度、２：やや不快感を感じる、１：不快感を感じるとし、「甘さの質」と「総合評価」については、５：非常に良い、４：良い、３：普通（一般消費者が美味しいと感じる程度）、２：やや悪い、１：悪い、とした。なお、「甘さの質」に関しては、評価対象のチューインガムに使用される糖質原料についてだけではなく、メタリン酸ナトリウムなども含めたガム全体について、各原料間の相互的な影響を考慮した上で評価を行った。上記の基準をもとに、評価点を１〜５の間で０．５ずつ刻み、９段階で評価を行った。

（試験結果）
メタリン酸ナトリウム０．３３重量％配合チューインガムにおける糖質原料を変更した場合の、ガムの官能評価結果を表２に示す。

表２より、糖質原料としてキシリトールを使用した場合に、メタリン酸ナトリウム由来のえぐみや刺激感が最もよくマスキングされ、かつ質の良い甘味が発現することが判明した。次いで、糖質原料としてマルチトールを使用した場合に、総合評価はそれほど高くないものの、メタリン酸ナトリウム由来のえぐみや刺激感による不快感がほとんど感じられず、バランスの良い甘さが発現することが判明した。なお、糖質原料としてマンニトール、エリスリトール、砂糖を使用した場合には、えぐみや刺激感が不快に感じられてしまう傾向が見られた。
この結果より、メタリン酸ナトリウム配合チューインガムにおいては、糖質原料としてキシリトールもしくはマルチトールを使用するのが好適であることが判明した。

（試験方法（その２））

※糖質原料は、キシリトール、マルチトールを併用し、各々の配合量は、配合するメタリン酸ナトリウムの量によって適宜調整した。

表３に基づき、メタリン酸ナトリウムの配合量を０．３３〜２．５重量％の間で適宜変更し、糖質原料としてキシリトールとマルチトールを配合して、メタリン酸ナトリウム配合量の違い、並びにキシリトール配合量の違いがチューインガムの香味に与える影響について、試験を行った。

なお、メタリン酸ナトリウム配合量が０．３３重量％の場合は、キシリトールとマルチトールの合計量が８０重量％となるようにし、メタリン酸ナトリウム配合量が０．８０重量％の場合は、キシリトールとマルチトールの合計量が７９．５３重量％となるようにした。メタリン酸ナトリウム配合量が２．０重量％の場合は、キシリトールとマルチトールの合計量が７８．３３重量％となるようにし、メタリン酸ナトリウム配合量が２．５％の場合は、キシリトールとマルチトールの合計量が７７．８３重量％となるようにした。

また、キシリトールの配合量は、チューインガム総量中、０重量％、１０重量％、１６重量％、６４重量％、約８０重量％とした。キシリトール配合量が０〜６４重量％の場合は、配合するマルチトール量を調整して、キシリトールとマルチトールの合計が特定量になるように配合したが、使用する糖質原料が全てキシリトールである、すなわちマルチトールを使用しない場合は、メタリン酸ナトリウム配合量が０．３３重量％、０．８０重量％、２．０重量％、２．５重量％である場合、キシリトール配合量はそれぞれ、８０重量％、７９．５３重量％、７８．３３重量％、７７．８３重量％となるようにした。

ガムの製造方法は常法に従い、製造後のガムについて、専門パネラー４名で試食して評価した。
評価項目は、「えぐみの強さ」「刺激感」「甘さの質」を総合的に勘案した「総合評価」の１項目とした。評価基準となる評価点については、５：非常に良い、４：良い、３：普通（一般消費者が美味しいと感じる程度）、２：やや悪い、１：悪い、とし、上記の基準をもとに、評価点を１〜５の間で０．５ずつ刻み、９段階で評価を行った。

（試験結果）
メタリン酸ナトリウムの配合量、並びにキシリトールの配合量を変更した場合の、ガムの官能評価結果を表４に示す。

＊１刺激感、えぐみは出るも、キシリトールを配合することで大幅に改善され、香味とのバランスがとれている
＊２キシリトールを配合することで、えぐみが低減し甘さの質も向上している
＊３キシリトールを配合しても、やや刺激感やえぐみが出るが、不快には感じられない程度
＊４噛み始めからギシギシした感触で刺激感があり、キシリトール配合量が約80重量％でもえぐみが強く出た

表４より、キシリトールを配合することによって全体的に、メタリン酸ナトリウムに由来するえぐみや刺激感による不快感が低減され、甘さの質が向上していることが判明した。しかし、メタリン酸ナトリウムの配合量が増えるに従って評価結果は悪くなり、えぐみや刺激感による不快感が生じる傾向が見られたものの、キシリトール配合量が１０〜８０重量％の場合は、メタリン酸ナトリウムを２．０重量％配合しても、評価点が３．０以上、すなわち、一般消費者が美味しいと感じる程度を満たしている、との評価結果が得られた。ただし、メタリン酸ナトリウムを２．５重量％配合した場合は、糖質原料を全てキシリトールとした場合、すなわちキシリトールを７７．８３重量％配合した場合においても、評価点が３．０未満、すなわち、一般消費者が美味しいと感じる程度を満たしていない、との評価結果となった。また、キシリトール配合量が０重量％、すなわちキシリトールを使用しない場合は、メタリン酸ナトリウムの配合量が０．３３重量％と少ない場合においても、許容範囲ではない、との評価結果となった。

これらの結果より、メタリン酸ナトリウム配合チューインガムにおいては、メタリン酸ナトリウムの配合量を２．０重量％以下とし、かつキシリトール配合量を１０〜８０重量％とした場合に、メタリン酸ナトリウム由来のえぐみや刺激感による不快感が感じられない良好な甘味のチューインガムが得られることが判明した。

上記実施例１及び２の結果に基づき、メタリン酸ナトリウム含有チューインガムのステイン除去効果を以下の方法により検討した。
１．試料
１）使用素材
（１）メタリン酸ナトリウム（太平化学産業（株）製）
（２）糖アルコール
・キシリトール
・マルチトール
（３）酸味料
・クエン酸
・リンゴ酸
・フマル酸
２）供試チューインガム（粒ガム １．５ ｇ／粒）
本実施例で用いたチューインガムは３種類で、各組成を表５に示す。すなわち、メタリン酸ナトリウムを含有しない対照ガムと、メタリン酸ナトリウムを０．３３重量％と１．０重量％とを夫々含有する２種類のメタリン酸ナトリウム配合ガムを使用した。

２．唾液の収集・処理
サリバリーガム（モリタ社）１粒を試験研究協力者に咀嚼してもらい、唾液をそれぞれ３０ｍｌ程度採取した。集めた唾液をすべて１つの容器（ビーカー）に集め、個人情報の追跡ができないようにした。集めた唾液を２，５００×ｇにて１０分間遠心分離し、上清を唾液試料として試験溶液の溶媒に使用した。

３．試験溶液の調製
１） チューインガム成分を含む唾液溶液の調整
ガム２粒を５分間咀嚼した時の唾液回収量は平均１５ｍｌであった。２．の手順で処理した唾液試料１５ｍｌに対し、供試チューインガム２粒相当の重量比で糖アルコールまたは酸味料を撹拌溶解させた。すなわち、唾液試料１５ｍｌに対して糖アルコールは２．３１ｇ（１５．４％）、酸味料は１５ｍｇ（０．１％）添加し溶解させた。メタリン酸ナトリウムは各試験における必要量を撹拌溶解させた。ｐＨの調整には塩酸または水酸化ナトリウム水溶液を用いた。
２） 唾液によるチューインガム抽出液の調整
あらかじめ５０℃で加温しておいたチューインガム２粒に対し４０℃に加温した唾液試料７．５ｍｌを加え、乳鉢中で５分間圧縮抽出した。この操作を２回繰り返して混合した。

４．着色液の調製
緑茶、紅茶については茶葉約２０ｇに対して２００ｍｌの蒸留水を加え、６０℃で２時間撹拌抽出した（緑茶；（株）伊藤園、紅茶；三井農林（株））。抽出液を吸引濾過し、濾液を凍結乾燥させて得たサンプルをそれぞれ緑茶抽出物、紅茶抽出物とした。
緑茶抽出物３％、紅茶抽出物１％、インスタントコーヒー１％となるように１００℃のミネラルウォーターに撹拌溶解させ着色液とした（インスタントコーヒー；味の素ゼネラルフーヅ（株）、ミネラルウォーター；サントリーフーズ（株））。

５．ハイドロキシアパタイトディスクの着色および溶液処理
ヒトエナメル質モデルとしてハイドロキシアパタイトディスク（１０ｍｍ×１０ｍｍ，ＡＰＰ−１００，ＨＯＹＡ（株））の表面をＰ４００の耐水研磨紙で均一に研磨したものを用いた。研磨後のハイドロキシアパタイトディスクを後述する６．の方法で測色し、各ディスクの基準値とした。ハイドロキシアパタイトディスクを個別に１２ウェルプレート（ＩＷＡＫＩ（株））に入れ、２．５ｍｌの唾液試料に浸漬させて３７℃にて２時間静置し、表面に唾液ペリクルを形成させた。ディスクを水洗し、各ウェルにそれぞれ２．５ｍｌの着色液を加えた新しい１２ウェルプレート中に浸漬させ、３７℃にて緩やかに２４時間振とうしてステインを形成させた。着色後のハイドロキシアパタイトディスクを後述する６．の方法で測色し、着色後の測定値とした。
測色した着色後のハイドロキシアパタイトディスクを新しい１２ウェルプレートに入れ、各ウェルに２．５ｍｌの唾液試料、チューインガム成分を含む唾液溶液またはチューインガム抽出液を分注したのち５分または３５分浸漬させた。浸漬したディスクは、蒸留水で水洗しペーパーで余分な水分を拭きとって乾燥させ測色した。

６．色差の評価
分光光度計（ＣＭ−７００ｄ，コニカミノルタ（株））を測色方向が上向きになるよう直立して設置し、測色光源上に、ペリクル形成前、着色後、または溶液処理後のハイドロキシアパタイトディスクを静置し、連続的に３回測色してその平均値を採用した。測色においてはＪＩＳ Ｚ ８７２２：２００９に基づくＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系のＬ^＊軸（明度）、ａ^＊軸（彩度：赤色・緑色軸）、ｂ^＊軸（彩度：黄色・青色軸）で、反射光を含むＳＣＩの条件で測定した。着色する前のハイドロキシアパタイトディスクの測定値の平均値（Ｌ^＊ _０、ａ^＊ _０、ｂ^＊ _０）を基準値とし、着色後および溶液処理後の測定値の平均値（Ｌ^＊ _{ａｆｔｅｒ}、ａ^＊ _{ａｆｔｅｒ}、ｂ^＊ _{ａｆｔｅｒ}）を用いて、次の式により色差・Ｅ^＊ａｂとして算出した。

７．統計解析
ステイン除去の反復試験についての各群の色差の変動推移の比較については二元配置分散分析によって有意水準０．０５で行った。また、チューインガム抽出液浸漬回数ごとの群間の比較は一元配置分散分析後、７回（１日分想定）のデータについてＴｕｋｅｙで多重比較した。

８．結果
（１）ステイン除去におけるメタリン酸ナトリウムの効果確認（図１）
チューインガム２粒咀嚼時に１５ｍｌ唾液によって希釈されると仮定し、配合量が異なる２種類のチューインガムの咀嚼を想定して、濃度０．０６６％または０．２％メタリン酸ナトリウムの唾液中でのステイン除去効果を検証した。いずれも着色したハイドロキシアパタイトディスクの色差は浸漬時間とともに低下し、唾液のみで処理した場合と比べ有意差が認められた。（図１、ｎ＝６、ｐ＜０．０５）。また、０．０６６％と０．２％メタリン酸ナトリウムの群の間には有意差は認められなかった。

（２）メタリン酸ナトリウムによるステイン除去における糖アルコールの影響（図２）
チューインガムに甘味料として用いている糖アルコールであるキシリトール及びマルチトールのメタリン酸ナトリウムによるステイン除去効果に及ぼす影響について検討した。まず、糖アルコールそのものがステイン除去に寄与するかを評価するため、チューインガムに含まれる糖アルコールの全てがキシリトールまたはマルチトールであると想定し、それぞれ終濃度１５．４％となるよう添加した唾液溶液のステイン除去効果を評価したところ、ハイドロキシアパタイトディスクの色差の低下は見られず、糖アルコール無添加群と比較しても有意差が見られなかった（図２ａ、ｎ＝６、ｐ＜０．０５）。
次に、各糖アルコールに０．１％メタリン酸ナトリウムを添加したものを作製し、糖アルコールがメタリン酸ナトリウムのステイン除去効果に与える影響を評価したところ、色差の変動推移に変化は認められなかった（図２ｂ、ｎ＝６、ｐ＜０．０５）。

（３）メタリン酸ナトリウムによるステイン除去における酸味料の影響（図３）
チューインガムに酸味料として用いているクエン酸、リンゴ酸およびフマル酸そのものがステイン除去効果に寄与するかを検証した。チューインガムに含まれる酸味料（クエン酸、リンゴ酸およびフマル酸）がそれぞれ０．１％となるように唾液溶液に加えた。また、チューインガム咀嚼唾液がｐＨ６であったことから、酸味料添加唾液溶液をｐＨ６の条件に統一してステイン除去効果を評価した。その結果、いずれの酸味料においても色差の低下が見られ、色差の変動推移も唾液のみで処理した場合（ｐＨ７）と比べて有意な差が認められた（図３ａ、ｎ＝５、ｐ＜０．０５）。
また、各酸味料に０．１％メタリン酸ナトリウムを添加したものを作製し、酸味料がメタリン酸ナトリウムのステイン除去効果に影響を及ぼすかを評価した結果、いずれの酸味料についても０．１％メタリン酸ナトリウム添加唾液（ｐＨ７）と比べて色差の低下を有意に阻害していた（図３ｂ、ｎ＝５、ｐ＜０．０５）。酸味料の種類による差異は認められなかった。

次に、メタリン酸ナトリウムのステイン除去に対する酸味料の阻害作用が、ｐＨによる影響であるのか有機酸アニオン部の影響であるのかを検討した。
１）メタリン酸ナトリウムによるステイン除去におけるｐＨの影響
０．１％メタリン酸ナトリウム添加唾液を塩酸でｐＨ５、６および７に調整し、ステイン除去効果を評価したところ、ｐＨ５の条件ではｐＨ７の場合と比べて色差の変動推移に有意差が認められたことから、プロトンによってメタリン酸ナトリウムのステイン除去効果を阻害することが示唆された（図３ｃ、ｎ＝６、ｐ＜０．０５）。
２）メタリン酸ナトリウムによるステイン除去における有機酸アニオン部の影響
０．１％の各酸味料と０．１％メタリン酸ナトリウムとを添加した唾液溶液にｐＨ６の一定条件で有機酸アニオン部の影響を評価したところ、色差の変動推移に変化は認められなかった（図３ｄ、ｎ＝６、ｐ＜０．０５）。

（４）メタリン酸ナトリウム配合チューインガム抽出液のステイン除去効果（図４）
１日に７回チューインガム２粒を５分間咀嚼し、１週間継続することを想定して、着色したハイドロキシアパタイトディスクをチューインガム抽出液へ５分間ずつ計４９回浸漬させたところ、浸漬回数とともに色差が低下し、その色差の変動推移はすべての群の組合せで比較して有意に差が認められた（図４ａ、ｎ＝６、ｐ＜０．０５）。また、浸漬回数ごとの多重比較からメタリン酸ナトリウム終濃度０．０６６％および０．２％のチューインガム抽出液（各々、０．３３重量％および１．０重量％メタリン酸ナトリウム配合ガムに対応）はいずれも６回目の浸漬（通算３０分間処理）で、唾液処理群と比べて初めて有意な差が認められた（ｐ＜０．０５）。さらに、４９回浸漬後の各群間のディスクは目視においてもステイン除去が確認できた（画像４ｂ）。メタリン酸ナトリウム濃度（０．０６６％、０．２％）依存的にステイン除去効果が観察された。

歯のステイン除去を目的としたメタリン酸ナトリウムを配合したチューインガムを咀嚼した場合には、チューインガム成分である甘味料（糖アルコール）や酸味料が同時に口中に存在することになる。メタリン酸ナトリウムのステイン除去効果に対して糖アルコールは阻害作用を示さなかった（図２ｂ）が酸味料の添加により阻害された（図３ｂ）。この酸味料による阻害の原因はクエン酸イオン、リンゴ酸イオンおよびフマル酸イオンではなく、ｐＨの低下、すなわちプロトンの増加が原因であると考えられた（図３ｃおよび図３ｄ）。この理由は歯とステインの結合によって説明できると考える。すなわち、歯の表面においてはエナメル質の主成分であるハイドロキシアパタイト中の正に帯電しているカルシウムに対して負に帯電している唾液由来のタンパク質がイオン結合することによりペリクル（薄膜）を形成し、さらにペリクルに色素などが沈着してステインとなる。リン酸塩によってステインを除去する際には、ペリクルと色素の結合を解離するのではなく、リン酸イオンがペリクルとイオン交換することによって歯面とペリクルのイオン結合を解離させ、ペリクルと一体としてステインを除去していると報告されている。この推察に基づくと、本研究の図３ｃで示すｐＨの低下によってメタリン酸ナトリウムのステイン除去効果が阻害された原因は、水素イオン濃度の上昇によってメタリン酸の電離平衡が非電離側に移動し、その結果メタリン酸イオン濃度が低下したためと考えることができる。すなわち、メタリン酸イオン濃度の低下によりペリクルとのイオン交換が減少し、ステイン除去を阻害したと考えられる。

一方、チューインガム抽出液のステイン除去実験では対照ガムの抽出液でも色差の減少がみられた。糖アルコールおよび酸味料のステイン除去効果を確認したところ、糖アルコールでは有意な色差の減少はみられなかった（図２ａ）。それは、糖アルコールのｐＫａは一般的に大きく、ほとんど電離せず、リン酸イオンと同様のイオン交換が起こらないためと考えられる。また、酸味料の添加では、有意な色差の減少が認められたこと（図３ａ）、メタリン酸ナトリウムにクエン酸イオン、リンゴ酸イオンまたはフマル酸イオンを加えても、それ以上の色差減少がみられなかったこと（図３ｄ）をあわせて考えると、有機酸イオンのステイン除去効果は弱く、酸味料のステイン除去の主たる要因はｐＨの低下（ｐＨ約７から６への低下）であると考えられる。クエン酸イオン、リンゴ酸イオンまたはフマル酸イオンがメタリン酸イオンと同様の作用機序で色差減少を起こさないのは酸解離定数ｐＫａの差に起因すると考えることができる。メタリン酸のｐＫａは水系では測定できないほど小さく、クエン酸（ｐＫａ_１＝２．８７）、リンゴ酸（ｐＫａ_１＝３．２４）およびフマル酸（ｐＫａ_１＝２．８５）と比較して極めてイオン化しやすい。つまり、溶液中ではメタリン酸イオンはアニオンとして非常に安定しており、歯の表面上でのペリクルとのイオン交換が起こりやすい物質であると考えられる。したがって、メタリン酸ナトリウムを配合したチューインガムを繰り返し摂取することで日常的に付着したステインを除去できることが示唆された。また、一般にチューインガムには嗜好性を加味して酸味料が添加されているが、ｐＨ低下がメタリン酸ナトリウムの効果を抑制することから、酸味料を配合しないシュガーレスガムではさらに高い効果が期待される。

メタリン酸ナトリウムのステイン除去効果は糖アルコールに影響を受けなかったが、酸味料の添加により阻害され、その要因がｐＨの低下であると示唆された。口中ｐＨが６以下にならないよう設計したメタリン酸ナトリウム配合チューインガムの唾液抽出液において有意なステイン除去効果が確認された。この結果は、１日７回摂取を１週間継続することにより、メタリン酸ナトリウム配合ガムにステイン除去効果が期待できることを示唆している。なお、本願発明の、ステイン除去効果を有するメタリン酸ナトリウム配合チューインガムについては、ガムの形態は、板状であってもブロック型であっても良い。また、糖衣を施した粒ガムであっても良く、メタリン酸ナトリウムをセンターガム中に配合しても糖衣中に配合しても、同様の効果が得られる。

Claims (3)

1. ０．８０重量％〜２．０重量％のメタリン酸ナトリウム、および１６重量％〜８０重量％のキシリトールを含有するステイン除去用食品。
2. さらに酸味料を含有する請求項１に記載のステイン除去用食品。
3. 前記酸味料が、クエン酸、リンゴ酸およびフマル酸から選択される請求項２に記載のステイン除去用食品。

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