JP7426820B2 - 食後血糖値上昇抑制用組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
でんぷんやショ糖などの消化・吸収される糖質を摂取すると血糖値が上昇するが、正常な場合はインスリンのはたらきにより食後2時間経つと正常値(110mg/dL未満)に戻る。一方、糖尿病、または境界域のヒトでは、食後2時間でも血糖値が正常値に戻らない(食後高血糖)。そのような食後高血糖の状態が長く続くと、動脈硬化、心筋梗塞、脳卒中などの重症な合併症につながるリスクが高くなる。
したがって、食後の高血糖が糖尿病発症の危険因子であるだけでなく、心血管系疾患発症の危険因子と認識されている(非特許文献1)。
一方、正常、または境界域のヒトが糖尿病の発症リスクを下げるために、食後の高血糖を抑制する様々な食品成分やサプリメントなども開発されてきた。
でんぷん由来の食物繊維である難消化性デキストリンは、食事とともに摂取すると、食事に含まれる炭水化物(でんぷん、ショ糖)の吸収を遅延させ、食後血糖値の上昇を緩やかにすることが報告されている(非特許文献4)。また以前より、水溶性難消化性多糖類が、血糖値上昇抑制効果を有することが報告されてきた(非特許文献5)。しかし、水溶性難消化性多糖類であればどんなものでもよい訳ではなく、その効果を有する難消化性多糖類は全体の一部であり、それらが有する抑制効果と物性(粘性)との間には、関連性はないことも報告されてきた(非特許文献6)。
既に報告されている食後血糖値上昇抑制効果を有する食品素材を醗酵食品などに添加すれば、期待される効果を有する食品を製造することは可能である。しかしながら、この場合は、もともとの発酵食品が保有する風味や物性に与える影響が大きくなり、配合設計する上で大きな制約となることが課題であった。また、外部から新たな食品素材を添加することは、コスト上の問題も発生していた。
我々は既に、ラクトバチルス・ヘルベティカス(Lactobacillus helveticus) SBT2171株が産生する多糖類を有効成分とする食後血糖値上昇抑制用組成物を見出している。当該菌株が産生する多糖を含む飲食品を食することで、食後血糖値の上昇を抑制することが可能となる。一方、ラクトバチルス・ヘルベティカスが産生する多糖以外に乳酸菌が産生する多糖で食後血糖値上昇を抑制するものは存在しないため、例えば食後血糖値上昇を抑制する発酵乳を製造するには、ラクトバチルス・ヘルベティカスを使用するしか選択肢がなかった。発酵製品は使用する微生物によって製品の物性や風味が大きく異なるため、製品設計上は使用可能な微生物の選択肢が広がることが望まれる。
さらに、一般的な乳酸菌の多糖は高い粘性を有するため、それを利用した食品では物性が大きく変化してしまい、望ましい物性が得られなくなることも問題となっていた。ラクトバチルス・ヘルベティカスSBT2171株が産生する多糖も高い粘性を有しており、それを用いた食品では粘度が高まる現象が見られる。
本発明の課題は、食後血糖値の上昇を抑制する多糖類を産生する乳酸菌を見出し、当該乳酸菌が産生する多糖類の含有物、該乳酸菌の培養物、それらの処理物の少なくとも一つを含有することを特徴とする食後血糖値上昇抑制用組成物を提供することである。
すなわち、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスの培養物から多糖類を調製し、その多糖類と麦芽糖を含む溶液、または麦芽糖のみを含む溶液をマウスに経口投与した後、経時的に血糖値を測定した。その結果、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティス由来の多糖類と麦芽糖を含む溶液を投与したマウスでは、麦芽糖のみを含む溶液を投与したマウスと比較して投与後の血糖値の上昇が抑制された。
本発明者らは、前記特願2018-131726号において、Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus SBT0098等の数種の乳酸菌株に由来する多糖類に関して、食後血糖値上昇抑制効果が見受けられなかったことを報告している。Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricusの亜種であるLactobacillus delbrueckii subsp lactis由来の多糖類において、食後血糖値上昇抑制効果が見いだされたのは驚きである。
また、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティス由来の多糖類とラクトバチルス・ヘルベティカス由来の多糖類について、それらの水溶液の粘度を測定した結果、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティス由来の多糖類の方がラクトバチルス・ヘルベティカス由来の多糖類よりも顕著に粘度が低いことが明らかとなった。
このように、本発明者らはラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティス由来の多糖類が食後血糖値の上昇抑制効果を有することを見出した。さらに、すでに知られているラクトバチルス・ヘルベティカス由来の多糖類よりも食品への応用面で優れていることを見出した。本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物では、糖尿病の発症、重篤な合併症である心血管系疾患の発症、そしてメタボリックシンドロームの発症を予防、改善することができる。
したがって、本発明は、以下の通りである。
<1>ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティス由来の多糖類を有効成分とする食後血糖値上昇抑制用組成物。
<2>ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスを培養する工程を含むことを特徴とする食後血糖値上昇抑制用組成物の製造方法。
<3><1>に記載の食後血糖値上昇抑制用組成物を含む、食後血糖値上昇抑制用食品組成物、医薬組成物、及び飼料組成物。
本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物は、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティス由来の多糖類を含む組成物を用いることができる。
本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物の有効成分であるラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティス由来の多糖類の製造方法について説明する。
本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物の有効成分であるラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティス由来の多糖類は、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスを培養することによって得ることができる。
培養に用いる菌は、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスに属する菌であればどのようなものでもよいが、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスSBT2664株が好ましい。ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスSBT2664株を利用した醗酵乳や乳酸菌飲料が製造可能であり、該乳酸菌の産生する多糖類を含む飲食品の製造が可能である。つまり、該乳酸菌の産生する多糖類を多く含有する飲食品を食することで、食後血糖値の上昇を抑制することも可能となる。ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティス菌は、本発明の効果が得られる限りにおいて、単独で培養してもよく、他の菌と共培養してもよい。
培養条件は、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスに属する菌が多糖を産生するような条件であればどのようなものでもよい。後述する多糖の定量法と組み合わせて、得ようとする多糖の量や培養設備に応じて所望の条件を設定すれば良い。具体的には、培養温度は、例えば20℃~55℃、20℃~50℃、又は20℃~45℃である。培養時間は、例えば1時間~1週間、4時間~72時間、又は8時間~48時間である。培養速度及び製造効率の観点から、20℃~50℃で4時間~72時間、好ましくは20℃~45℃で8時間~48時間培養することが好ましい。
得られた多糖類の糖含量は、一般的な糖含量の測定に用いられるフェノール硫酸法により測定できる。
本発明のラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティス由来の多糖による食後血糖値上昇抑制効果は、でんぷん、マルトデキストリン、麦芽糖、ショ糖、乳糖、ブドウ糖、果糖ブドウ糖液糖のうちいずれかを投与した場合と、これら糖質のうちいずれかと該乳酸菌の多糖類を投与した場合における血糖値の経時的な変化、または得られた血糖値の経時的な変化(曲線)から求められる曲線下面積を比較し、多糖類の投与により血糖値の上昇が抑制された場合に、本発明の食後血糖値上昇抑制効果があると評価することができる。
本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物は、以下の測定条件で粘度を測定した場合、10cp以下であることができる。
・本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物を水に溶解して0.5質量%溶液とする
・測定直前まで37℃の恒温器内に静置する。
・B型粘度計(東機産業社製:VISCOMETER TVB-10)を用いて粘度を測定する。ローターはSpindle No.M2(推奨粘度範囲:10~1000cP)を用い、回転速度60rpmで30秒後の粘度を37℃で測定する。
本発明の食後血糖値上昇抑制用組成物の製造方法は、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスを培養する工程を含む。培養後、必要に応じて、産生された多糖類を抽出して食後血糖値上昇抑制用組成物を得る工程及び/又は産生された多糖類を濃縮する工程等を含んでもよい。
前培養したラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスの培養物を1000mLの脱脂乳に3%播種し、37℃で16時間培養した。培養後、培養物に100%(wt/vol)トリクロロ酢酸(Wako)を最終濃度10%となるように添加し、1時間、室温で攪拌した。遠心(18,480×g,10min,10℃)によって得た上清に2倍量の冷エタノールを加え、4℃で一晩静置した。遠心(5,251×g,10min,4℃)によって得られた沈殿物を冷70%エタノールで2回洗浄した後、沈殿物を超純水に溶解し、3日間透析(スペクトラ/ポア6、MWCO3.5-5kDa)した。終濃度2μg/mL(1mMのMgCl2を含む50mM Tris-HCl緩衝液(pH7.5))となるようにDNase I(Roche社製; #11 284 932 001)とRNase(Sigma社製;R4875-100MG)を添加して、37℃で6時間インキュベートした。続いて、終濃度が200μg/mLとなるようにProteinase K(Sigma社製; P6556-100MG)を添加し、37℃で16時間インキュベートした。90℃、10分間の加熱処理により酵素を不活性化した後に遠心(47,900×g,10min,10℃)によって不溶物を除いた。上清に2倍量の冷エタノールを加え、4℃で一晩静置した。遠心(5,251×g,10min,4℃)によって得られた沈殿物を冷70%エタノールで2回洗浄した後、超純水に溶解し、3日間透析した。透析内液を凍結乾燥し、多糖類を得た。得られた多糖類の糖含量は、フェノール硫酸法によってブドウ糖換算で測定した。
25mLチューブ(IWAKI,Cat.No.2363-025)に各0.5%多糖溶液を入れ、測定直前まで37℃の恒温器内に静置した。多糖溶液の粘度は、B型粘度計(東機産業社製:VISCOMETER TVB-10)を用いて測定した。ローターはSpindle No.M2(推奨粘度範囲:10~1000cP)を用い、回転速度60rpmで30秒後の粘度を37℃で測定した。結果は表1に示した。
ICRマウス(7~12週齢、オス:日本クレア社)を試験前日から16時間絶食させ、試験当日の絶食時体重に群間で差がないように2群に分けた(n=12/群)。コントロール群(Control群)には麦芽糖溶液(150mg/mL)を10μl/gマウス体重で投与し、多糖類投与群にはマルトース溶液(150mg/mL)と多糖溶液(15 mg/mL)の混合溶液を10μl/gマウス体重で投与した。採血はガラス毛細管(Drummond Scientific社製,2-000-044-H,ヘパリンコート済)を用いて尾静脈から0min(絶食時)および糖負荷後15,30,60,120,180minと経時的に採取した。血液を遠心し、血漿中のグルコース濃度をグルコースCII-テストワコー(Wako)を用いて測定した。結果を図1に示す。
実施例1で得られた多糖類粉末30gに、ビタミンCとクエン酸の等量混合物40g、グラニュー糖100g、コーンスターチと乳糖の等量混合物60gを加えて混合した。混合物をスティック状袋に詰め、本発明の食後血糖値上昇抑制用サプリメントを製造した。
表3に示した配合により原料を混合し、造粒により顆粒状とした後、空カプセルに10mgずつ充填して、本発明の食後血糖値上昇抑制用医薬品を含むカプセル剤を製造した。
(1)ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスSBT2664(Lactobacillus delbrueckii subsp lactis)SBT2664株
イ 当該生物材料を寄託した寄託機関の名称及び住所
独立行政法人 製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター
日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 122号室(郵便番号292-0818)
ロ イの寄託機関に生物材料を寄託した日付
2019年12月17日
ハ イの寄託機関が寄託について付した受領番号
NITE AP-03090(独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センターより、Lactobacillus delbrueckii subsp lactis SBT2664株をNITE AP-03090として受領した旨を通知する受領書を、2019年12月17日に受領した。)
Claims (5)
- ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスSBT2664株由来の多糖類を有効成分とする食後血糖値上昇抑制用組成物。
- ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスSBT2664株由来の多糖類を有効成分とする食後血糖値上昇抑制用組成物の製造方法であって、ラクトバチルス・デルブルッキー亜種ラクティスSBT2664株を培養する工程を含むことを特徴とする食後血糖値上昇抑制用組成物の製造方法。
- 請求項1に記載の食後血糖値上昇抑制用組成物を含む、食後血糖値上昇抑制用食品組成物。
- 請求項1に記載の食後血糖値上昇抑制用組成物を含む、食後血糖値上昇抑制用医薬組成物。
- 請求項1に記載の食後血糖値上昇抑制用組成物を含む、食後血糖値上昇抑制用飼料組成物。
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