説明

大豆のRhizopusmicrosporusvar.oligosporus発酵によるエストロゲン活性含有食品とその製法

【課題】中高年の女性の血中女性ホルモン(エストロゲン)欠乏を補う、安全かつ安価、かつ手軽な手段を食品の形で提供する。
【解決手段】蒸した原料大豆を無菌室内に移し、純粋培養されたRhizopus microsporus var.oligosporusを加え、よく混ぜる。これをステンレスバットに入れ、35℃で12時間保温した後、インキュベーターから取り出し、室温の棚に移して24時間置く。菌糸が全体にいきわたったことを確認して、100℃のオーブンに1時間置いて殺菌する。得られた大豆発酵物を冷凍保存し、解凍後に1.8倍量の75%エタノールを加えて粉砕後、遠心分離で上清を分離する。沈殿に1.7倍量の50%エタノールを加えて粉砕した後に、遠心分離で上清を分離する。2回の遠心分離で得た上清を混ぜ、固形分含量が20%になるまで加熱濃縮する。それを加熱殺菌すると、エストロゲン活性を含有する液体食品が得られる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、伝統食品とその製法に関するものであり、安全であり、脊椎動物の女性ホルモン(エストロゲン)不足を補う作用がある。この製法は、長期に及び食品として使用されてきた実績から安全性が保証された様々な植物食材のエストロゲン活性を独自の細胞生物学的テストを用いてスクリーニング調査し、そのひとつについてエストロゲン活性含有食品の生産に製造法を最適化して創出された。製造される食品は必ずしも脊椎動物エストロゲンを含まないが、エストロゲンとして代替可能な生理活性を含有する。
【背景技術】
【0002】
人々の平均寿命が伸びている近年、高齢者の健康維持および疾病の予防は、年々増え続ける社会の高齢者層のQOL向上と医療費の抑制を考えると極めて重要な課題である。特に、更年期後の女性に不足しがちなエストロゲンの補充は様々な疾病の予防につながり、ますます重要性が高まっていくと思われる。近年、マメ類等の食品に含まれるイソフラボン類に血中エストロゲン濃度が低下した中高齢の女性の健康改善効果があるとされ、高い関心を集めている。イソフラボンを含有する植物抽出物はエストロゲン様活性を持つことが知られ、更年期後の女性への有効なホルモンサプリメントとして期待されるが、物質ベースで同定、製造、提供されるこれらのサプリメントの人体への影響を迅速かつ正確に評価する測定系がいまだ開発されていないためエストロゲン補充療法に用いられることはない。これがエストロゲン補充目的に限り、もっぱらヒトを含む動物胎盤などから抽出された脊椎動物ホルモンそのものが用いられる理由である。脊椎動物ホルモンには発がん性があるとされ、動物組織の抽出物には未知のウィルスが潜んでいる可能性があるため、現行のエストロゲン補充法はリスクを伴う。
【0003】
イソフラボンの定量法としては、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)や質量分析など、高感度物質同定/定量法によりゲニステインやダイゼインなどの主要なイソフラボンの量を標準物質を用いて正確に測定することが可能である。ただし、これらの技術では、様々なイソフラボンを含む成分が混在している植物由来のサプリメントが全体としてどの程度、または遺伝子発現変動レベルでどのような作用を人体に及ぼすのかという最も重要な情報は提供できない。
【0004】
これに対し、発明者は植物のホルモン活性を細胞生物学的手法で数値化する技術をもち、それをエストロゲン標準物質(通常、脊椎動物エストロゲンの中でも最も比活性の高い17β−エストラジオール「E」を用いる)と比較することにより、植物のもつエストロゲン活性が脊椎動物本来のエストロゲンに代替可能か否かを評価する手法をもつ。
【0005】
すなわち、ホルモン活性の強さは、ヒト乳がん由来MCF−7細胞に検体を添加して細胞増殖への影響をエストロゲン標準物質のそれと定量的に比較することで行う。さらに、ホルモン活性の質は、試験物質で処理した同細胞よりRNAを抽出し、細胞増殖の制御や発生・分化等の主要機能に関連した遺伝子群の発現量の変動をDNAマイクロアレイにより定量し、それをエストロゲン標準物質の変動値と統計的な比較をすることで遺伝子発現レベルで解析する。この2段階の細胞生物学的検査法は既存の機器分析とは原理を異にするため、検体が純粋化合物である必要はなく、混合物でも、未知の活性物質でも試験できる。加えて、感度も高く、機器分析にほぼ匹敵する。
【0006】
発明者の技術を用いると、エストロゲンを含まない食材にも、それと区別のつかない生理活性が同定可能になる。初めて植物食材を用いたエストロゲン補充が可能になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
食用、薬用を問わず、伝統的植物性食品にはしばしば女性ホルモン(エストロゲン)活性を発揮する物質が含まれている。しかし、エストロゲン活性の生物学的計測が困難であるため、これら安全性が証明された食品に含まれるエストロゲン活性が科学的に品質管理されたことはなく、副作用が全くなく、長期使用にも耐える、これら貴重なエストロゲン活性はホルモン補充目的では用いられたことはない。
【課題を解決するための手段】
【0008】
発明者は上に述べたように細胞増殖試験とDNAマイクロアレイ試験との2段階の試験手法によってエストロゲンに代替できるホルモン活性を同定する細胞生物学的分析技術をもつ。今回は、これをエストロゲン活性含有食品の開発に応用した。つまり、エストロゲンそのものを含有しなくとも、遺伝子発現レベルでも、細胞増殖速度促進効果からも、脊椎動物エストロゲンと区別のつかない生理活性を保持する食材を見つけだし、その製造方法を目的に合わせて改良した。重要なことは、生み出されるエストロゲン活性含有食品が製造工程でも、摂取量でも、既存の食品の枠を逸脱しないことで、これにより安全性を担保する。
【発明の効果】
【0009】
本発明により、長年食用として用いられ安全性が保証された食品のエストロゲン様活性を、エストロゲン補充の目的で使用できるようになる。また、発明者のもつ細胞増殖試験を使えば、変動しやすいこれら天然食品のエストロゲン様活性の強さと質を生産ロットに左右されず一定に保つことができる。これは、女性ホルモンサプリメントとしての信頼性を高めるのに極めて重要である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明では必要に応じて細胞生物学的にホルモン活性測定を行い、エストロゲン活性の強さと質をモニターする必要がある。
【0011】
最適化された製造工程では、無菌室内で、蒸した原料大豆に純粋培養されたRhizopus microsporus var.oligosporusを植えつける。R.microsporus var.oligosporusはクモノスカビ(Rhizopus)の1種で、東南アジアなどでテンペと称される大豆発酵食品を製造するときに用いられる形態の類似した一連の菌類のひとつである。得られた大豆発酵物(食品)は適当なコンテナに蓄え、冷凍保存する。
【0012】
以下は発酵物から機能成分を抽出する工程である。発酵物を解凍後適量の溶媒(通常エチルアルコール水溶液)を加えてブレンダーで粉砕後、遠心分離機で上清を分離回収し、過熱濃縮すると、エストロゲン活性を含有する液状食品が得られる。この食品は他の食品に添加して味や香りを付加して様々な食品に加工できる。化粧品などに混入して外用する方法もある。または、乾燥してカプセルや錠剤の形にしてサプリメントなどとして用いてもよい。
【実施例】
【0013】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【0014】
原料大豆に等量の水を加え、圧力釜を用いて120℃で30分〜1時間蒸す。冷却後、無菌室内に移し、純粋培養されたRhizopus microsporus var.oligosporusを1/100量加え、よく混ぜる。これを滅菌したステンレスバットに1〜2cm厚に敷き、35℃で12時間経ったら、バットをインキュベーターから取り出し、室温の棚に移してさらに24時間置く。菌糸が全体にいきわたったことを確認して、100℃のオーブンに1時間置いて殺菌する。得られた大豆発酵物は適当なコンテナーに蓄え、冷凍保存する。
【0015】
冷凍保存された大豆発酵物から機能成分の抽出を行う。解凍後に1.8倍量の75%エタノールを加えてブレンダーで粉砕後、3,200xg、15分間の遠心分離で上清を分離する。沈殿は再びブレンダーに戻し、1.7倍量の50%エタノールを加えて粉砕した後に3,200xg、15分間の遠心分離で上清を分離する。2回の遠心分離で得た上清を混ぜ固形分含量が20%になるまで加熱濃縮する。それを耐熱性コンテナに移し、圧力釜で120℃で15分間以上加熱殺菌すると、エストロゲン活性を含有する液体食品が得られる。
【0016】
1)細胞増殖試験
ヒト乳がん由来のMCF−7細胞を24ウェルプレートに播種し、5%炭酸ガス(CO)の存在下、37℃で1日培養する。培地としては、フェノールレッド不含RPMI 1640培地に活性炭で処理した牛胎児血清を10%添加したものを用いる。24時間後、新しい培地に交換し、試験物質を添加した後に5%炭酸ガス(CO)の存在下、37℃で3日間培養する。その後、培地を捨てて10%トリクロロ酢酸を加え、4℃で30分間静置。トリクロロ酢酸を純水で洗浄して、0.4%SRB(Sulforhodamine B)を含む1%酢酸で20分間染色する。余分なSRBを1%酢酸で洗浄後、波長490nmにおける吸光度(A490)を定量した。比較のために、10nMエストロゲン標準物質(E)による試験を並行して行う。試験物質による増殖への影響は、エストロゲン標準物質によるA490の増大に対する比率(%)の平均値および標準偏差で評価した(図1)。
【0017】
図1は発酵大豆抽出液の細胞増殖試験の結果である。このグラフより、エストロゲン標準物質の80%の活性(グラフ内の横点線)を得るのに必要な抽出液の濃度(縦点線矢印とグラフ横軸との交点)が求められる。また、細胞毒性の有無(安全性)も同時に調べることができる。
【0018】
2)マイクロアレイ解析1−Total RNAの抽出
細胞増殖試験に用いたMCF−7細胞を、今度は同培地を満たした10cmシャーレに播種し、細胞増殖試験と同様の条件で3日間培養、トリプシンを加え37℃、5分間処理して細胞を回収した後に、新しい培地に播種し、試験物質を添加して3日間培養する。その後、ISOGEN(ニッポンジーン)0.5ml加えて細胞溶解液を回収し、0.15mlのクロロホルムを加えて1分間激しく攪拌した後に5分間静置、20,000xgで4℃、15分間の遠心分離後、水層を回収、等量の2−プロパノールを加えて混和する。室温で5分間静置、20,000xgで4℃、10分間の遠心分離を行い、沈殿を75%エタノールで洗ってから15分間風乾、DEPC処理水に溶解する。対照として、試験物質を添加しない未処理細胞からのTotal RNAも同様にして調製する。
【0019】
3)マイクロアレイ解析2−DNAマイクロアレイの処理
Total RNAからのアンチセンスRNA(aRNA)の合成は、RiboAMP RNA Amplification Kit(タカラ)を用い、添付のプロトコールに従って行っている。aRNAから蛍光標識cDNAの調製は、Atlas Power Script Fluorescent labeling Kit(タカラ)を用い、添付のプロトコールに従う。試験物質で処理した細胞由来のaRNAからはCy3で蛍光標識してcDNAを調製し、未処理細胞由来のaRNAからはCy5で蛍光標識したcDNAを調製している。蛍光標識cDNAの精製はCyScribe GFX Purification Kit(GEヘルスケア)を用る。精製したCy3標識cDNAとCy5標識cDNAをハイブリダイゼーション緩衝液(5xSSC,0.5%SDS。1xSSCは150mM塩化ナトリウムと15mMクエン酸ナトリウムから成る)と混ぜ、DNAマイクロアレイ(EstrArray)に加えて、65℃で一晩静置。その後、同アレイを0.2%SDSを含む2xSSC、0.2%SDSを含む0.2xSSC、さらに0.2xSSCの順でそれぞれ5分間洗浄して乾燥する。これをChipReader(Virtek)でスキャンし、IPLab software(Scanalytics)で解析する。各遺伝子のCy3の蛍光強度とCy5の蛍光強度との比(Cy3/Cy5)を計算し、補正用コントロール遺伝子の比(Cy3/Cy5)の平均値で割って補正する。
【0020】
マイクロアレイ解析の結果を図2に示す。発酵大豆抽出液を最終濃度200mg/L(発酵大豆湿重量換算)になるように細胞に添加し、それによって生じる遺伝子発現量の変動をエストロゲン標準物質(E)による変動値と比較した。発酵大豆抽出液とEとの相関係数は0.8で、近似直線の傾きも1に近く、両者の生理活性は遺伝子発現レベルで同一であることが示された。
【産業上の利用可能性】
【0021】
本発明により安全性が保証された食品をエストロゲン補充目的で使うことが可能になる。伝統食品なら副作用の心配もなく、長期間の使用にも耐える。
高齢化社会では中高年、特に女性の血中エストロゲンの枯渇は、更年期障害、骨粗しょう症、リュウーマチなど医療費を押し上げる要因のひとつになっている。エストロゲン補充は現在はヒト胎盤抽出物などが用いられ、ウィルス感染や発がんの危険性を伴う高価で危険を伴う医療行為である。
本発明により、エストロゲン補充は極めて安全で、手軽なものとなる。このため、高齢者のQOL向上と医療費抑制に貢献できると考える。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】ヒト乳がん由来MCF−7細胞に、発酵大豆抽出液を様々な濃度で添加し、細胞増殖試験により増殖促進活性を調べた結果。未処理細胞の増殖を0%、10nM17β−エストラジオール(E)による増殖能を100%としてプロットした。
【図2】ヒト乳がん由来MCF−7細胞に発酵大豆抽出液を最終濃度で200mg/L(発酵大豆湿重量換算)添加し、それによって起こる約200種の遺伝子の発現量の変動をDNAマイクロアレイを用いて調べた結果。10nMEにより生じた変動値と比較した。縦軸に発酵大豆抽出物による変動値を、横軸にエストロゲン標準物質による変動値をプロットし、相関係数R値および近似直線にて両者の類似性を評価した。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
Rhizopus microsporus var.oligosporusを用いて発酵させた大豆由来のエストロゲン活性含有食品とその製法。
【請求項2】
請求項1の方法を用いて製造された大豆皮、大豆胚芽、または大豆子葉由来のエストロゲン活性含有食品。
【請求項3】
請求項1または請求項2のエストロゲン活性含有食品を添加したエストロゲン活性含有飲料、サプリメント、医薬品、化粧品。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2011−55819(P2011−55819A)
【公開日】平成23年3月24日(2011.3.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−233842(P2009−233842)
【出願日】平成21年9月14日(2009.9.14)
【出願人】(509279228)株式会社エクスタシー・ヘルス・レバリ (2)
【Fターム(参考)】