盲腸から遠位結腸まで腸全体で腸内発酵を促進

盲腸から遠位結腸まで腸全体で腸内発酵を促進
「腸の奥」(遠位結腸)での「短鎖脂肪酸」の産生量、
「ビフィズス菌」の菌数ともに高β-グルカン大麦との有意差を確認

『腸の奥からの健康を考える研究会』(座長:帝京平成大学健康メディカル学部教授 松井輝明)の研究活動の一環として、大妻女子大学家政学部青江誠一郎教授(本研究会委員)と帝人株式会社は共同で、ラットへのスーパー大麦「バーリーマックス(BARLEYmax)」摂取による盲腸および結腸の腸内発酵に及ぼす影響についての試験を行いました。試験にあたって、高β-グルカン品種の大麦との比較を行い、バーリーマックスの特徴である多種類の発酵性食物繊維(β‐グルカン、フルクタン、レジスタントスターチ)による腸内発酵作用を調べました。

その結果、バーリーマックスは、ラットの盲腸~遠位結腸の全域に食物繊維が到達し、発酵を促すことが認められました。特に、遠位結腸で短鎖脂肪酸が増加したのはバーリーマックス群のみであったことから、バーリーマックスと高β-グルカン大麦品種(BGファイバー・カナダ産) との発酵性の差は、バーリーマックスに豊富に含有されるフルクタン、レジスタントスターチの影響であることが示唆されました。また、腸の奥にすみつくビフィズス菌(Bifidobacterium属)菌数が、バーリーマックス群>BGファイバー群>コントロール群の順に多く、各群間で有意差が認められたことからも、バーリーマックスの食物繊維が腸の奥に届き、腸内細菌を活性化していると考えられます。

腸内環境を整えることによる、全身の健康への影響が最新の研究で分かってきました。
また、ストレスや高脂肪食による腸内劣化、特に「腸の奥」の腸内環境に問題を抱える現代の日本人にとって、腸の奥に届く発酵性食物繊維で腸内発酵を促し、短鎖脂肪酸を産生させ、腸の奥での“プレバイオティクス効果”をもたらすことは、全身の健康維持・増進のために有用なアプローチといえます。

ヒト試験では盲腸や遠位結腸など特定部位の腸内環境を調べることが事実上不可能なため、 今回のラット試験により、バーリーマックスの多種の発酵性食物繊維に起因する腸の奥での“プレバイオティクス効果”を予測できた点において、示唆に富む結果といえます。

バーリーマックスの腸内発酵予測図
 

スーパー大麦「バーリーマックス」摂取による腸内発酵に及ぼす影響試験(ラット試験)概要

 

【研究の目的】

大麦品種バーリーマックス(BARLEYmax)は、オーストラリア連邦科学産業研究機構が開発した非遺伝子組み換え大麦で、一般の大麦に比べて水溶性食物繊維であるβ-グルカンに富み、さらに発酵性の食物繊維であるフルクタンおよびレジスタントスターチを含みます。本研究では、これら発酵性食物繊維の発酵特性の違いに着目し、バーリーマックスの摂取がラットの盲腸および結腸の腸内発酵に及ぼす影響を高β-グルカン品種の大麦と比較しました。
 

【研究の方法】

大麦品種として、バーリーマックス(BARLEYmax)およびBGファイバー(カナダ産)を用いました。AIN-93G組成の飼料を対照(以下CO)とし、バーリーマックス(以下BM)およびBGファイバー(以下BG)を総食物繊維として5%となるようにコーンスターチと置換。5週齢のSD系雄ラットを1群8匹の3群に群分けし、試験試料を4週間給餌しました。解剖時に盲腸、近位結腸(上部1/2部位)、遠位結腸(下部1/2部位)を摘出し、内容物より有機酸を抽出後、誘導体化してGC/MSにて有機酸濃度を測定。
また、盲腸内容物および試験最終日に採取した新鮮便よりDNAを抽出し、リアルタイムPCR法にて優勢菌のコピー数を測定し、菌数が既知の標準菌株を用いて作成した検量線よりgあたりの腸内細菌数を測定しました。
 

【研究の結果】

ラットの成長は各群間で同等であったが、内容物を含む盲腸重量はBM群がCO群、BG群に比べて有意に重くなりました。内容物1gあたりの盲腸内有機酸濃度は、BM群が最も高く、次いでBG群が高い結果となりました。いずれも、CO群と有意差が認められました。
一方、遠位結腸では、BM群のみがCO群と比べて有意に高い濃度でした。短鎖脂肪酸では、酢酸および酪酸の産生量がCO群と比べて多くなりました。腸内細菌数は、盲腸内容物1gあたりのビフィズス菌(Bifidobacterium属)菌数がCO群、BG群と比べて有意に多くなりました。糞便1gあたりでは、ビフィズス菌(Bifidobacterium属)菌数が、BM群>BG群>CO群の順に多く、各群間で有意差が認められました。
以上の結果、バーリーマックスは、ラットの盲腸~遠位結腸の全域に食物繊維が到達し、発酵を促すことが認められました。特に、遠位結腸で短鎖脂肪酸が増加したのはBM群のみであったことから、BMとBG の発酵性の差は、フルクタン、レジスタントスターチの影響と考えられます。
 

※上記、本研究の内容は農芸化学会2017年度大会[京都](会期2017年3月17日~20日)にて、発表いたしました。

 

■短鎖脂肪酸の産生量比較

バーリーマックスは高β-グルカン大麦にと比較し、短鎖脂肪酸の産生量が多い

盲腸内総短鎖脂肪酸
遠位結腸内短鎖脂肪酸濃度

バーリーマックスは腸の奥まで届いて短鎖脂肪酸を2倍以上産生する。
BGファイバーにはその作用が無いことからフルクタン、レジスタントスターチの効果と考えられる。 
BM:バーリーマックス, BG:高β-グルカン大麦

 

『腸の奥からの健康を考える研究会』概要

『腸の奥からの健康を考える研究会』は、食物繊維による腸内環境改善、特に大腸の奥の改善からもたらされる様々な健康効果、肌荒れ・肌の張り・ニキビ等の美容効果に対するメカニズムの研究を行い、そのエビデンスをベースに、本質的な健康についての啓発を行うことを目的として発足。
スーパー大麦「バーリーマックス」を中心とする食物繊維のメカニズムの研究及び、学会・論文発表を行っています。また生活者に腸内環境を整えることによる健康保持についての啓発を行っています。
 

スーパー大麦「バーリーマックス」概要

スーパー大麦「バーリーマックス」は、オーストラリア連邦科学産業研究機構が品種改良を重ねて開発した大麦の一種で、一般の大麦に比べて2倍の総食物繊維と4倍のレジスタントスターチ(難消化性でんぷん)を含んでおり、食物繊維を大腸の奥まで届ける独自の食物繊維構造をもっています。
また、一般の食品から摂取できる発酵性食物繊維のうち、4種類の食物繊維を含有しています。

 

■主な穀物中の発酵性食物繊維の種類

バーリーマックスは他の穀物と比べ、発酵性食物繊維の種類が多い

 

成分 スーパー大麦
バーリーマックス
大麦 / 押麦 玄米 白米
大麦β-グルカン
レジスタントスターチ △微量 △微量 △微量
フルクタン △微量
アラビノキシラシ △微量
ペクチン
アルギン酸
スーパー大麦バーリーマックス 大麦β-グルカン: レジスタントスターチ: フルクタン: アラビノキシラシ:○ ペクチン:- アルギン酸:-
大麦 / 押麦 大麦β-グルカン: レジスタントスターチ:△微量 フルクタン:△微量 アラビノキシラシ:○ ペクチン:- アルギン酸:-
玄米 大麦β-グルカン:- レジスタントスターチ:△微量 フルクタン:- アラビノキシラシ:○ ペクチン:- アルギン酸:-
白米 大麦β-グルカン:- レジスタントスターチ:△微量 フルクタン:- アラビノキシラシ:△微量 ペクチン:- アルギン酸:-