JP2015512269A - タガトース及びプロバイオティック乳酸菌を含有するシンバイオティック食品組成物 - Google Patents

タガトース及びプロバイオティック乳酸菌を含有するシンバイオティック食品組成物 Download PDF

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Abstract

【解決手段】本発明は、ラクトバチルス属乳酸菌の活発な腸内増殖を助けるための食品組成物であり、乳酸菌及び前記菌株の栄養源としてタガトースを含有するシンバイオティック食品組成物に関するものである。より具体的に、本発明はプロバイオティクスとしてラクトバチルス・カゼイ、又はラクトバチルス・ラムノサス菌株を含有し、プリバイオティクスとしてタガトースを含有するシンバイオティック食品組成物に関するものである。

Description

本発明は、ラクトバチルス属乳酸菌の活発な腸内増殖を助けるための食品組成物であり、乳酸菌と前記菌株の栄養源としてタガトースを含有するシンバイオティック食品組成物に関するものである。
より具体的に、本発明は、プロバイオティクスとしてラクトバチルス・カゼイ、又はラクトバチルス・ラムノサス菌株を含有し、プリバイオティクスとしてタガトースを含有するシンバイオティック食品組成物に関するものである。
プロバイオティクス(probiotics)というのは、人間や動物などの宿主の健康に有益な効果を表す生きている微生物、又はその成分を表す用語であり、これを接種する宿主に腸内細菌らの均衡を持たせるなどの有益さを提供してくれることが知られている。
一般的に、プロバイオティクスは乳酸菌やビフィズス菌のような有益菌及びイーストをその範囲に含み、その中でラクトバチルス(Lactobacillus)、ラクトコッカス(Lactococcus)、ビフィドバクテリア(Bifidobacteria)、ストレップトコッカス(Streptococcus)などの属(genus)に属する乳酸菌が多く研究に用いられている。
乳酸菌(LAB、lactic acid bacteria)はGRAS(generally recognized as safe)として各種の発酵食品をつくるために歴史深く活用されてきた。乳酸菌は乳糖(lactose)を始め各種の糖を基質として利用しこれを乳酸(lactic acid)に転換し、このような過程を通じて食品に酸っぱさを与えることとpHを低下させることにより有害な微生物の成長を抑制することもある。乳酸菌は抗菌効果だけでなく、宿主の腸内菌叢(microflora)を調節して様々な腸疾患を抑制、免疫力を増強するなど、多くの面で人間に有益な効果を表すため、乳酸菌を多様な食品素材として開発するための関心が高い。
乳酸菌は代表的なプロバイオティクスであり、発酵乳製品を製品を中心に様々な発酵食品、醤類、医薬品、家畜飼料の添加剤などにまで人類生活に幅広く活用されている。最近では乳酸菌の栄養的効果とともに宿主の腸内で乳酸菌の多様な健康機能性を中心とする研究が多く行われている。
乳酸菌の生体内活性を増加させるため、生菌に該当するプロバイオティクスと、これらの栄養源になるプリバイオティクス(prebiotics)を混合したシンバイオティクス(synbiotics)に関する研究が行われてきた。しかし、従来のシンバイオティクスにおいて用いられるプリバイオティクスは宿主の消化器官で相当の消化が進められてしまい、プロバイオティクスの栄養供給源として効率的に作用しない問題と、プリバイオティクスの種特異性がないため特定の乳酸菌の活性を増加させようとする際には不効率である問題があった。
一方、タガトースは果糖の異性体であり、自然的に生成される低カロリーの天然糖である。タガトースは砂糖と同じ程度の甘みを有し甘味度は砂糖の約92%程度であるが、カロリーの面では砂糖の38%くらいに過ぎなく、GI(Glycemic index、グリセミック指数)は砂糖の約4%に過ぎないため砂糖の代替甘味料として脚光を浴びている。
また、タガトースをプリバイオティクスに使用できる可能性に関して、韓国登録特許第10―0620477号で開示されたが、タガトースが実質的に適用できるプロバイオティクスの範囲などの具体的な適用方案に関する研究はほとんど行われていない現状である。
本発明は、プリバイオティクスとしてタガトースを含有し、プロバイオティクスとして前記タガトースを特異的に利用できるラクトバチルス属の特定乳酸菌を含有するシンバイオティクスを提供することにより、これを接種した宿主の腸内において特定乳酸菌が優位的に増殖するのを助ける、食品組成物の提供を目的とする。
本発明は、ラクトバチルス属乳酸菌の活発な腸内増殖を助けるための食品組成物であり、乳酸菌及び前記菌株の栄養源としてタガトースを含有するシンバイオティック食品の組成物に関するものである。
本発明のある実施様態において、タガトース及びラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)を含有する食品組成物が提供される。
本発明のさらなる実施様態において、前記ラクトバチルス・カゼイはラクトバチルス・カゼイシロタ(Lactobacillus casei Shirota)、ラクトバチルス・カゼイDN114001及びラクトバチルス・カゼイ−01(R)からなる群より選ばれる少なくとも1種である、食品組成物が提供される。
本発明のさらなる実施様態において、前記組成物100重量部に対して、
タガトースが0超過〜20重量部、ラクトバチルス・カゼイが0超過〜1重量部である食品組成物が提供される。
本発明のさらなる実施様態において、全組成物100重量部に対し、
タガトースを0超過〜20重量部;
ラクトバチルス・カゼイを0超過〜1重量部;
脱脂粉乳を0超過〜10重量部;及び
精製水を50ないし99重量部;
を含有する、発酵乳組成物が提供される。
本発明のさらなる実施様態において、タガトース及びラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)を含有する食品組成物が提供される。
本発明のさらなる実施様態において、前記ラクトバチルス・ラムノサスはラクトバチルス・ラムノサスGGである、食品組成物が提供される。
本発明のさらなる実施様態において、前記組成物100重量部に対し、
タガトースを0超過〜20重量部、ラクトバチルス・ラムノサスを0超過〜1重量部を含有する、食品組成物が提供される。
本発明のさらなる実施様態において、全組成物100重量部に対して、
タガトース0超過〜20重量部;
ラクトバチルス・ラムノサス0超過〜1重量部;
原乳50ないし99重量部;
ペクチン0超過〜1重量部;及び
精製水0超過〜50重量部;
を含有する、濃厚発酵乳組成物が提供される。
本発明は、プリバイオティクスとしてタガトースを含有し、プロバイオティクスとして前記タガトースを特異的に利用できるラクトバチルス属の特定乳酸菌を含有するシンバイオティクスを提供することにより、これを摂取した宿主の腸内に特定乳酸菌が優位的に増殖できるようにする効果がある。
図1は、ラクトバチルス・カゼイの生長曲線を示す。 図2は、ラクトバチルス・カゼイシロタの生長曲線を示す。 図3は、ラクトバチルス・カゼイDN114001の生長曲線を示す。 図4は、ラクトバチルス・カゼイ−01(R)の生長曲線を示す。 図5は、ラクトバチルス・ラムノサスの生長曲線を示す。 図6は、ラクトバチルス・ラムノサスGGの生長曲線を示す。 図7は、ペディオコッカス・ペントサセウスの生長曲線を示す。 図8は、ラクトバチルス・ファルシミニスの生長曲線を示す。 図9は、ラクトバチルス・アシドフィルスの生長曲線を示す。
下記で、本発明に関して、より詳しく説明する。本明細書に記載のない内容は、本発明の技術分野又は類似分野の熟練者なら十分に認識と類推できるものであり、その説明を省略する。
本発明のある実施形態において、タガトース及びラクトバチルス属の乳酸菌を含む食品組成物が提供される。
本発明のさらなる実施様態において、タガトース、ラクトバチルス属の乳酸菌、原乳、ペクチン及び精製水を含む食品組成物が提供される。
前記食品組成物は、特に限りはなく、様々な種類の食品又は食品組成物として活用できる。
前記食品組成物は、好ましくは乳製品類として活用でき、例えば発酵乳、及び/又は、濃厚発酵乳などに活用できる。
本発明のさらなる実施様態において、全組成物100重量部に対し、
タガトース0超過〜20重量部;及び
ラクトバチルス属の乳酸菌0超過〜1重量部;
を含有する食品組成物が提供される。
本発明のさらなる実施様態において、全組成物100重量部に対し、
タガトース0超過〜20重量部;
ラクトバチルス属の乳酸菌0超過〜1重量部;
原乳50ないし99重量部、より好ましくは70ないし90重量部;
ペクチン0超過〜1重量部、より好ましくは0超過〜0.5重量部;及び
精製水0超過〜50重量部、より好ましくは1ないし10重量部;
を含有する、濃厚発酵乳組成物が提供される。
本発明における原乳(raw milk)は、当該技術分野で通常的に認識される用語として用いられる用語であり、乳牛から絞られた牛乳の意味である。
本発明におけるペクチン(Pectin)は、当該技術分野で通常的に認識される用語として用いられるものであり、陸上動植物の中に広く分布されていて、特にリンゴやシトラスフルッツ(レモン、ライム、オレンジなど)などから水溶抽出して得られる精製された多糖類炭水化物を意味する。
前記濃厚発酵乳組成物は、(混合)脱脂粉乳、砂糖、果糖、ブドウ糖、(濃縮)果汁又は香辛料加工品などを更に含むことができる。
本発明のさらなる実施様態において、全組成物100重量部に対し、
タガトース0超過〜20重量部;
ラクトバチルス属の乳酸菌0超過〜1重量部;
脱脂粉乳0超過〜10重量部、より好ましくは3ないし5重量部;及び
精製水50ないし99重量部、より好ましくは80ないし95重量部;
を含有する発酵乳組成物が提供される。
本発明においての脱脂粉乳は、当該技術分野で通常的に認識される用語として用いられるものであり、牛乳から脂肪成分を分離して除去したものをいう。本発明においての脱脂粉乳は、混合脱脂粉乳であることもあり、混合脱脂粉乳は脱脂粉乳、又は脱脂粉乳と全脂粉乳が混合された粉乳に、例えば穀粉(米粉など)、穀類加工品(小麦粉など)、ココア加工品又は乳清粉末などの食品添加物などを混合・加工して粉末化したものを意味する。
前記発酵乳組成物は、ブドウ糖、砂糖又は香辛料加工品などをさらに含むことができる。
本発明において用いられるラクトバチルス属の乳酸菌は、好ましくはラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)、ラクトバチルス・ファルシミニス(Lactobacillus farciminis)又はラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)などがある。
前記菌株らは他の菌株に比べて宿主内でタガトースを栄養源として利用する能力が優れていて、タガトースをプリバイオティクスとするシンバイオティック組成物のプロバイオティクスとして効率的に活用でき、それにより宿主の腸内菌の均衡を持たせることと、特に前記菌株らが宿主の腸内において優位的になることで宿主の代謝活動などに肯定的効果を表す利点がある。
特に、上述の乳酸菌らの中で、ラクトバチルス・カゼイとラクトバチルス・ラムノサスは、整腸作用以外にも免疫に係る様々な機能性、及び抗癌効果などの人体に有益な効用を表すことが知られていて、全世界的に多様な製品として商用化されている。
前記ラクトバチルス・カゼイは、乳酸菌に属する公知の菌株であり、ラクトバチルス・カゼイシロタ、ラクトバチルス・カゼイDN114001、ラクトバチルス・カゼイ−01(R)などが含まれる(Kazumasa Matsumoto外, 「Effects of a probiotic fermented milk beverage containing Lactobacillus casei strain Shirota on defecation frequency, intestinal microbiota, and the intestinal environment of healthy individuals with soft stools」, Journal of Bioscience and Bioengineering VOL. 110 No.5, 547−552, 2010; Chu−Ting Liu外, 「Antiproliferative and anticytotoxic effects of cell fractions and exopolysaccharides from Lactobacillus casei 01」, Mutation Research 721(2011)157−162; Maija Saxelin 外, 「Probiotic and other functional microbes: from markets to mechanisms」, Current Opinion in Biotechnology 2005, 16:204−211; Antonis Ampatzoglou 外, 「Influence of fermentation on the acid tolerance and freeze drying suvival of Lactobacillus rhamnosus GG」, Biochemical Engineering Journal, 52(2010) 65−70;など参照)。
本発明において用いられる前記ラクトバチルス・カゼイは、好ましくはラクトバチルス・カゼイシロタ、ラクトバチルス・カゼイDN114001、及びラクトバチルス・カゼイ−01(R)からなる群より選ばれ、これらは、一つ又は二つ以上を共に使用することができる。
本発明において用いられる前記ラクトバチルス・ラムノサスは、好ましくはラクトバチルス・ラムノサスGGである。
下記で、実施例を記述することにより、本発明をより詳しく説明する。ただし、下記の実施例は本発明の一つの例示に過ぎなく、本発明の内容がこれらに限定して解釈されるものではない。
実施例1
タガトースの利用能力が優秀な乳酸菌を選別
公知の乳酸菌菌株(商業菌株250種、人分離菌株25種、及び市販されている乳加工品から分離した菌株110種)を対象として、タガトースの利用能力を評価した。
(1)菌株の分離
前記385種の乳酸菌菌株を選択培地に純粋培養(各菌株の菌数が108ないし109cfu/ml程度の停止期の培養液1%)により接種し、37℃のインキュベーターで18時間培養し、3次継代して、活力が最適点である状態で実験を行った。
(2)培養培地の製造
前記各乳酸菌菌株のタガトース利用能力を評価するため、ペプトン5g、酢酸ナトリウム三水化物2.5g、硫酸マグネシウム七水化物0.5ml、硫酸マンガン四水化物0.5ml、ツイン 80 5ml、クエン酸ニアンモニウム(diammonium citrate)1g、リン酸ニカルシウム(dipotassium phosphate)1g、及び蒸留水480mlからなる最小培地を用いた。
前記培地を121℃で15分間滅菌処理した後、これを3個の試料に分けて、各々に50%のタガトース溶液20ml、50%のブドウ糖溶液20ml、50%のフラクトオリゴ糖(FOS、Fructooligosaccharide)溶液20mlを添加して液体培地を製造した。
(3)培養
前記製造された培地に前記培養した各乳酸菌菌株を1%接種し37℃のインキュベーターで24時間培養した。その後、ELISAリーダーを用いて各々の吸光度を測定し、希釈液を利用した平板培養により菌数を測定する方式でタガトースの利用能力を評価した。
実施例2
実施例1の結果により優秀な菌株を同定
上記実施例1で培養された各乳酸菌菌株の中で、タガトース利用能力の優れた19種を選別し、これらの16s rDNAを分離・同定した。
前記培養された各乳酸菌の培養液を2ml採取して(O.D(600):0.8ないし1.0)13,000 rpmで1分間遠心分離し上澄液を除去した。これに冷蔵保管中のプリバッファー(15μlのRNaseを含む)50 μlとライソザイム(lysozyme)溶液3μlをよく混合し細胞ペレットにした。
これを37℃で15分間静置させ、5分ごとに上下を返しながら反応させた。その後、これに冷蔵保管したG−バッファー(210μl RNase A、タンパク質分解酵素K溶液を含む)250μlを加えて完全に混合した。
これを65℃で15分間静置させ、5分ごとに上下を返しながら反応させた。その後、これに冷蔵保管中の結合バッファー(binding buffer)を250μl加えて完全に混合した。
その後、細胞分解物をカラムに800μl以下でローディングし、13,000rpmで1分間遠心分離した後、洗浄のためウォッシュバッファーA(21mlの純粋エタノール(absolute EtOH)を含む)500μlをカラムに入れて、更に13,000rpmで1分間遠心分離した。
その後、溶液を除去した後1.5mlの新しいエッペンドルフチューブ(eppendorff−tube)の上にG−スピンカラムを静置した。その後、50μlないし200μlの溶離バッファーを膜に直接ローディングして、常温で1分静置した後、遠心分離しgDNAを得た。
検体からDNAを抽出した後、細菌に共通的に存在する16s rRNAや23S rRNA、又は16s rRNAと23S rRNAの間のインタフェース配列をPCRにより増幅した後蛍光末端配列分析法(fluorescence terminator sequencing)を行った。その後、シークエンスゲル(sequence gel)で電気泳動によりDNAを分離し自動シーケンサー(automated sequencer)を用いて塩基配列のヌクレオチド成分をした。その後、その塩基配列の結果をコンピュータに入力し、コンピュータにある菌種別DNA塩基配列と比較して菌種を同定した。
総385種の菌株の中で、タガトースの利用能力が最も優れている菌株19種を選別し、これらの16s rDNAを分離し上述のように同定した結果、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)9種、ラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)6種、ペディオコッカス・ペントサセウス(Pediococcus pentosaceus)2種、ラクトバチルス・ファルシミニス(Lactobacillus farciminis)1種、ラクトバチルス・アシドフィルス(Lactobacillus acidophilus)1種を確認することができた。
選別された19種の菌株は、下表1に示した。表1に示したとおり、これらの中で、ラクトバチルス・カゼイシロタ(L. casei Shirota)、ラクトバチルス・カゼイDN114001(L.casei DN114001)、ラクトバチルス・カゼイ−01(L.casei−01)、及びラクトバチルス・ラムノサスGG(L. rhamnosus GG)が他の菌株に比べてタガトースの利用能力がとりわけ優れていることがわかった。
実施例3
実施例2で同定された乳酸菌菌株の一部において、他のプリバイオティクスの利用能力
上記実施例2で同定された菌株19種の中、タガトース利用能力がとりわけ優れている9種の菌株を利用し、タガトース以外の他のプリバイオティクスに対する利用能力を評価し、比較分析した。
本評価のため、実施例1で使用した培地の製造において、タガトース以外に、陽性対照群としてブドウ糖、陰性対照群としてフラクトオリゴ糖、ラクティトール(lactitol)、ラクチュロース(lactulose)、キシリトール(xylitol)を用いた。
前記各培地に実施例2で同定したラクトバチルス・カゼイ(図1)、ラクトバチルス・カゼイシロタ(図2)、ラクトバチルス・カゼイDN114001(図3)、ラクトバチルス・カゼイ−01(R)(図4)、ラクトバチルス・ラムノサス(図5)、ラクトバチルス・ラムノサスGG(図6)、ペディオコッカス・ペントサセウス(図7)、ラクトバチルス・ファルシミニス(図8)、及びラクトバチルス・アシドフィルス(L. acidophilus)(図9)を各々接種し、37℃で、0時間、5時間、10時間、24時間、48時間培養した後の生菌数を測定し各々の生長曲線(growth curve)を導出した。
タガトースを効率的に利用する乳酸菌菌株の上記生長曲線を比較した結果、ブドウ糖、タガトース、及びラクチュロースは類似の傾向を示したが、フラクトオリゴ糖及びラクティトールの場合にはその利用能力が低下することがわかった。
実施例4
タガトース及びラクトバチルス・ラムノサス乳酸菌を含有するシンバイオティック濃厚発酵乳組成物の製造
プリバイオティクスとしてタガトースを含有し、プロバイオティクスとしてラクトバチルス・ラムノサスGG菌株を含有するシンバイオティック濃厚発酵乳(糊状発酵乳、液状発酵乳など)食品組成物を製造するため、下記のような方法により下表2の組成の濃厚発酵乳を製造した。
先ず、原乳及び(混合)脱脂粉乳を配合割合により配合し150barの圧力で均質(homogenization)した後、熱交換器を通過させて殺菌した後、40℃で冷却し、上記実施例2で得たラクトバチルス・ラムノサスGG菌株とストレップトコッカス・サーモフィルス(Streptococcus thermophilus)を接種した。その後、6時間発酵した後、pHが4.6になったときカードを粉砕しながら冷却し、この際、液状タイプの濃厚発酵乳は150barの圧力で更に均質化して培養液を製造した。
一方、これとは別に、タガトース、白砂糖(果糖又はブドウ糖により代替可能)、イチゴ濃縮果汁、又はイチゴ果肉、ペクチン、イチゴ香、及び精製水を配合し、これを殺菌・冷却しシロップ又はジャムを製造した。
製造した前記培養液とシロップ又はジャムを一定割合で混合した後、これを10℃以下で冷蔵保管した。
実施例5
タガトース及びラクトバチルス・カゼイ乳酸菌を含有するシンバイオティック発酵乳組成物の製造
プリバイオティクスとしてタガトースを含有し、プロバイオティクスとしてラクトバチルス・カゼイ−01(R)菌株を含有するシンバイオティック発酵乳(液状発酵乳など)の食品組成物を製造するため、下記の方法により下表5の組成で濃厚発酵乳を製造した。
先ず、(混合)脱脂粉乳、含水結晶ブドウ糖、精製水を配合し、これを105℃で90分殺菌した後40℃に冷却し実施例2で得たラクトバチルス・カゼイ−01(R)を接種した。その後、5日間発酵させpH3.6になったとき冷却し培養液を製造した。培養液の組成は下表3に示す。
一方、これとは別に、タガトース、白砂糖(果糖により代替可能)、精製水を配合し殺菌・冷却してシロップを製造した。シロップの組成は下表4に示す。
製造した前記培養液とシロップを1:1の割合で混合した後、これを更に精製水と1:1で混合しながら少量のヨーグルト香を加えた後、10℃以下で冷蔵保管した。
最終的に製造した発酵乳組成物の組成は、下表5に示す。
本発明のさらなる実施様態において、全組成物100重量部に対し、
タガトースを0超過〜20重量部;
ラクトバチルス・カゼイを0超過〜1重量部;
脱脂粉乳を0超過〜10重量部;及び
精製水を50ないし99重量部;
を含有する、食品組成物が提供される。
本発明のさらなる実施様態において、全組成物100重量部に対して、
タガトース0超過〜20重量部;
ラクトバチルス・ラムノサス0超過〜1重量部;
原乳50ないし99重量部;
ペクチン0超過〜1重量部;及び
精製水0超過〜50重量部;
を含有する、食品組成物が提供される。

Claims (8)

  1. タガトース及びラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)を含有する、食品組成物。
  2. 前記ラクトバチルス・カゼイは、ラクトバチルス・カゼイシロタ(Lactobacillus casei Shirota)、ラクトバチルス・カゼイDN114001及びラクトバチルス・カゼイ−01(R)からなる群より選ばれた少なくとも1種である、請求項1に記載の食品組成物。
  3. 前記組成物100重量部に対して、
    タガトースを0超過〜20重量部、ラクトバチルス・カゼイを0超過〜1重量部で含有する、請求項1に記載の食品組成物。
  4. 全組成物100重量部に対して、
    タガトース0を超過〜20重量部;
    ラクトバチルス・カゼイを0超過〜1重量部;
    脱脂粉乳を0超過〜10重量部;及び
    精製水を50ないし99重量部;
    で含有する、請求項1に記載の発酵乳組成物。
  5. タガトース及びラクトバチルス・ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)を含有する、食品組成物。
  6. 前記ラクトバチルス・ラムノサスは、ラクトバチルス・ラムノサスGGである、請求項5に記載の食品組成物。
  7. 前記組成物100重量部に対して、
    タガトースを0超過〜20重量部、ラクトバチルス・ラムノサスを0超過〜1重量部で含有する、請求項5に記載の食品組成物。
  8. 全組成物100重量部に対して、
    タガトースを0超過〜20重量部;
    ラクトバチルス・ラムノサスを0超過〜1重量部;
    原乳を50ないし99重量部;
    ペクチンを0超過〜1重量部;及び
    精製水を0超過〜50重量部;
    で含有する、請求項5に記載の濃厚発酵乳組成物。
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