JP4222012B2

JP4222012B2 - Antihyperlipidemic agent

Info

Publication number: JP4222012B2
Application number: JP2002348633A
Authority: JP
Inventors: 可也泉; 昭一池水; ふじ子志塚
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP2004182615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品、医薬部外品及び医薬品分野に於いて使用される新規な抗高脂血症剤に関する。より詳細には、優れた生理活性を有し、しかも安全性の高い抗高脂血症剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
近年、食生活の欧米化による脂肪の過剰摂取は、高脂血症、糖尿病及び高血圧症等の生活習慣病や、脳梗塞、心筋梗塞等の動脈硬化症の大きな要因とされている。
【０００４】
高脂血症の治療には、ＨＭ−ＣｏＡ還元酵素阻害剤やコレスチラミン等の医薬品が用いられているが（非特許文献１及び２参照）、服用継続が必須で対処療法に過ぎない点と長期服用による副作用の問題がある。
【０００５】
高脂血症の根本的治療、或いは予防という観点からは、栄養学的指導による食餌療法或いは食生活改善や適度な運動継続が重要である。食餌療法としては、従来より、ペクチン、サイリウム種子ガム及びアラビノキシラン等の糖質系食物繊維が、中性脂肪やコレステロール低減作用に加えて、腸管から吸収されないことやそれ自体に便秘改善作用があることを理由として用いられてきた（非特許文献３参照）。
【０００６】
しかし、代表的食物繊維であるペクチンは、経口摂取により腸管内容物中のβ-グルクロニダーゼ活性を上げてしまう為、大腸発がんリスクという意味では好ましくない（非特許文献３参照）。また、食物繊維自体は不溶性のものが多い為、腸管粘膜細胞への物理的影響による栄養吸収低下の懸念が指摘されている。
【０００７】
一方、食物繊維より水溶性が高い抗高脂血症剤として、多糖分解物やオリゴ糖が用いられている。例えば、ガラクトマンナンの酵素分解物（特許文献1参照）、キシログルカン分解物（特許文献２参照）、フラクトオリゴ糖（特許文献３参照）が挙げられる。また、キシロオリゴ糖を体脂肪減少剤として使用する文献もある。（特許文献４参照）。しかし、これらは何れも活性の強さや水溶性の点で問題がある。本発明者らは、キシロオリゴ糖の中でも鎖長が長く平均重合度が１０量体前後のものが、抗高脂血症に有効であることを見いだし、経腸栄養剤に応用可能であることを特願２００１−２４３０３４において提案しているが、水溶性が十分とは言い難い面もある。
【０００８】
キシロオリゴ糖には、コーンコブやバガスから酵素処理により製造されるものや、リグノセルロースから酵素処理及びＮＦ膜濃縮により製造されるものがあり、何れも整腸作用については既に開示されている（特許文献５及び６参照）。しかし、リグノセルロース材料より酵素処理及び陰イオン交換樹脂を用いて得られる
酸性キシロオリゴ糖の経口摂取における生理効果の開示は、全くなされていない。なお、酸性キシロオリゴ糖はウロン酸残基を有している為、他のオリゴ糖やキシロオリゴ糖と比較して、長鎖であっても水溶性が非常に高いという特徴がある。
【０００９】
酸性キシロオリゴ糖の生理効果に関しては、水耕栽培に於けるスギ挿穂の発根促進効果の記載（非特許文献４参照）があるが、抗高脂血症剤に関する開示はなされていない。
【００１０】
【非特許文献１】
Bauer, H.G.他 ;Cancer Res., 41, 2518-2523(1981)
【非特許文献２】
Tennent, D.M.他；J. Lipid Res., 1, 469(1960)
【非特許文献３】
印南敏他；食物繊維.第一出版（株）刊,1995年5月発行,ｐ145-146.
【非特許文献４】
セルラーゼ研究会報第16巻、2001年6月14日、P17-26
【特許文献１】
特開２００２−２６２８２７
【特許文献２】
特開平１０−２９０６８１
【特許文献３】
特開平７−１４７９３４
【特許文献４】
特開平１０−２９０６８１
【特許文献５】
特許２６４３３６８
【特許文献６】
特開２０００−３３３６９２
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に於いては、抗高脂血症効果に優れ、かつ、水溶性、安全性及び安定性が高く、人体に適用可能な抗高脂血症改善剤を提供することを目的とした。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する為、高脂肪食投与条件下でのＳＤ系雄ラットに於ける高脂血症を指標として、抗高脂血症剤のスクリーニングを行った。その結果、ウロン酸残基が付加した水溶性の高い酸性キシロオリゴ糖組成物が優れた抗高脂血症効果を有することを見出し、安全性及び安定性も優れることより、本発明を完成するに至った。
【００１３】
本発明は以下の構成を採用する。即ち、本発明の第１は、「化学パルプ由来のリグノセルロース材料を酵素的及び／又は物理化学的に処理してキシロオリゴ糖成分とリグニン成分の複合体を得、次いで該複合体を酸加水分解処理してキシロオリゴ糖混合物を得、得られるキシロオリゴ糖混合物から限外濾過工程、脱色工程、吸着工程及び溶出工程を経て分離して得た、１分子中に少なくとも１つ以上のウロン酸残基を側鎖として有する酸性キシロオリゴ糖のみからなる、平均重合度５．０〜１５．０のキシロオリゴ糖組成物を有効成分とする抗高脂血症剤。」である。
【００１４】
本発明の第２は、前記第１発明において、該ウロン酸がグルクロン酸もしくは４−Ｏ−メチル−グルクロン酸であることを特徴とする抗高脂血症剤である。
【００１５】
本発明の第３は、化学パルプ由来のリグノセルロース材料を酵素的及び／又は物理化学的に処理してキシロオリゴ糖成分とリグニン成分の複合体を得、次いで該複合体を酸加水分解処理してキシロオリゴ糖混合物を得、得られるキシロオリゴ糖混合物から限外濾過工程、脱色工程、吸着工程及び溶出工程を経て分離して得た、１分子中に少なくとも１つ以上のウロン酸残基を側鎖として有する酸性キシロオリゴ糖のみからなる、平均重合度５．０〜１５．０のキシロオリゴ糖組成物溶液を、スプレードライや凍結乾燥処理により粉体に加工する工程を有する抗高脂血症剤の製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について詳述する。キシロオリゴ糖とは、キシロースの２量体であるキシロビオース、３量体であるキシロトリオース、あるいは４量体〜２０量体程度のキシロースの重合体を言う。本発明で使用する酸性キシロオリゴ糖とは、キシロオリゴ糖１分子中に少なくとも１つ以上のウロン酸残基を有するものを言う。
また、キシロースの重合度が異なるオリゴ糖の混合組成物であっても良い。一般的には、天然物から製造するために、このような組成物として得られることが多く、以下、主として酸性キシロオリゴ糖組成物について説明する。
該組成物は、平均重合度で示す数値は正規分布をとる酸性キシロオリゴ糖のキシロース鎖長の平均値で、２．０〜１５．０が好ましく、５．０〜１５．０がより好ましい。キシロース鎖長の上限と下限との差は１０以下が好ましく、４以下がより好ましい。ウロン酸は天然では、ペクチン、ペクチン酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、デルタマン硫酸等の種々の生理活性を持つ多糖の構成成分として知られている。本発明におけるウロン酸としては特に限定されないが、グルクロン酸もしくは4-O-メチル-グルクロン酸が好ましい。
【００１８】
上記のような酸性キシロオリゴ糖組成物を得ることが出来れば、その製法は特に限定されないが、（１）木材からキシランを抽出し、それを酵素的に分解する方法（非特許文献４参照）と、（２）リグノセルロース材料を酵素的及び／又は物理化学的に処理してキシロオリゴ糖成分とリグニン成分の複合体を得、次いで該複合体を酸加水分解処理してキシロオリゴ糖混合物を得、得られるキシロオリゴ糖混合物から、１分子中に少なくとも１つ以上のウロン酸残基を側鎖として有するキシロオリゴ糖を分離する方法が挙げられる。
特に、（２）の方法が５〜１５量体のように比較的高い重合度のものを大量に安価に製造することが可能である点で好ましく、以下にその概要を示す。
【００１９】
酸性オリゴ糖組成物は、化学パルプ由来のリグノセルロース材料を原料とし、加水分解工程、濃縮工程、希酸処理工程、精製工程を経て得ることができる。加水分解工程では、希酸処理、高温高圧の水蒸気（蒸煮・爆砕）処理もしくは、ヘミセルラーゼによってリグノセルロース中のキシランを選択的に加水分解し、キシロオリゴ糖とリグニンからなる高分子量の複合体を中間体として得る。濃縮工程では逆浸透膜等により、キシロオリゴ糖−リグニン様物質複合体が濃縮され、低重合度のオリゴ糖や低分子の夾雑物などを除去することができる。濃縮工程は逆浸透膜を用いることが好ましいが、限外濾過膜、塩析、透析などでも可能である。得られた濃縮液の希酸処理工程により、複合体からリグニン様物質が遊離し、酸性キシロオリゴ糖と中性キシロオリゴ糖を含む希酸処理液を得ることができる。この時、複合体から切り離されたリグニン様物質は酸性下で縮合し沈殿するのでセラミックフィルターや濾紙などを用いたろ過等により除去することができる。希酸処理工程では、酸による加水分解を用いることが好ましいが、リグニン分解酵素などを用いた酵素分解などでも可能である。
【００２０】
精製工程は、限外濾過工程、脱色工程、吸着工程からなる。一部のリグニン様物質は可溶性高分子として溶液中に残存するが、限外濾過工程で除去され、着色物質等の夾雑物は活性炭を用いた脱色工程によってそのほとんどが取り除かれる。限外濾過工程は限外濾過膜を用いることが好ましいが、逆浸透膜、塩析、透析などでも可能である。こうして得られた糖液中には酸性キシロオリゴ糖と中性キシロオリゴ糖が溶解している。イオン交換樹脂を用いた吸着工程により、この糖液から酸性キシロオリゴ糖のみを取り出すことができる。糖液をまず強陽イオン交換樹脂にて処理し、糖液中の金属イオンを除去する。ついで強陰イオン交換樹脂を用いて糖液中の硫酸イオンなどを除去する。この工程では、硫酸イオンの除去と同時に弱酸である有機酸の一部と着色成分の除去も同時に行っている。強陰イオン交換樹脂で処理された糖液はもう一度強陽イオン交換樹脂で処理し更に金属イオンを除去する。最後に弱陰イオン交換樹脂で処理し、酸性キシロオリゴ糖を樹脂に吸着させる。
【００２１】
樹脂に吸着した酸性オリゴ糖を、低濃度の塩（NaCl、CaCl₂、KCl、MgCl₂など）によって溶出させることにより、夾雑物を含まない酸性キシロオリゴ糖溶液を得ることができる。この溶液を、例えば、スプレードライや凍結乾燥処理により、白色の酸性キシロオリゴ糖組成物の粉末を得ることができる。
【００２２】
化学パルプ由来のリグノセルロースを原料とし、キシロオリゴ糖とリグニンからなる高分子量の複合体を中間体とした酸性キシロオリゴ糖組成物の上記製造法のメリットは、経済性とキシロースの平均重合度の高い酸性キシロオリゴ糖組成物が容易に得られる点にある。平均重合度は、例えば、希酸処理条件を調節するか、再度ヘミセルラーゼで処理することによって変えることが可能である。また、弱陰イオン交換樹脂溶出時に用いる溶出液の塩濃度を変化させることによって、１分子あたりに結合するウロン酸残基の数が異なる酸性キシロオリゴ糖組成物を得ることもできる。さらに、適当なキシラナーゼ、ヘミセルラーゼを作用させることによってウロン酸結合部位が末端に限定された酸性キシロオリゴ糖組成物を得ることも可能である。
【００２３】
このようにして得られた酸性キシロオリゴ糖組成物は、水に溶解させたりまたはスプレードライヤーで乾燥し粉体に加工後、抗高脂血症剤とすることができる。また、経口摂取に支障のない材質を用いてマイクロカプセル化したりリポソームに内含させて添加してもよい。抗高脂血症剤に於ける酸性キロオリゴ糖または、酸性キシロオリゴ糖組成物の含有率としては、０．００１〜２０％（以下全て質量％）の範囲で使用することができるが、０．０１〜１０％がより好ましい。
【００２４】
本発明の酸性キシロオリゴ糖組成物を配合した抗高脂血症剤の形態としては、酸性キシロオリゴ糖自身を直接摂取することもできるが、飲料に添加したり食品にも添加することが可能である。また更に、直接摂取する場合は粉体化しても良いし打錠により錠剤化してもよい、さらには酸性キシロオリゴ糖の精製後の水溶液のまま摂取しても良い。
【００２５】
本発明に於いては、酸性キシロオリゴ糖は他の食品や経腸栄養剤、他の栄養成分、医薬品らと混合して使用することができ、単なる抗高脂血症剤としてだけではなく医療用の食品や医薬品として提供することも出来る。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明について実施例により詳説する。本発明はこれにより限定されるものではない。まず、各測定法の概要及び本発明で有効成分として含有させた酸性キシロオリゴ糖組成物ＵＸ１０の調製例を示す。
＜測定法の概要＞
(1) 全糖量の定量：
全糖量は検量線をＤ−キシロース（和光純薬工業（株）製）を用いて作製し、フェノール硫酸法（還元糖の定量法、学会出版センター発行）にて定量した。
(2) 還元糖量の定量：
還元糖量は検量線をＤ−キシロース（和光純薬工業（株）製）を用いて作製、ソモジ−ネルソン法（還元糖の定量法、学会出版センター発行）にて定量した。
(3) ウロン酸量の定量：
ウロン酸は検量線をＤ−グルクロン酸（和光純薬工業（株）製）を用いて作製、カルバゾール硫酸法（還元糖の定量法、学会出版センター発行）にて定量した。
(4) 平均重合度の決定法：
サンプル糖液を５０℃に保ち１５０００ｒｐｍにて１５分遠心分離し不溶物を除去し上清液の全糖量を還元糖量（共にキシロース換算）で割って平均重合度を求めた。
(5) 酸性キシロオリゴ糖の分析方法：
オリゴ糖鎖の分布はイオンクロマトグラフ（ダイオネクス社製、分析用カラム：ＣａｒｂｏＰａｃＰＡ−１０）を用いて分析した。分離溶媒には１００ｍＭＮａＯＨ溶液を用い、溶出溶媒には前述の分離溶媒に酢酸ナトリウムを５００ｍＭとなるように添加し、溶液比で、分離溶媒：溶出溶媒＝１０：０〜４：６となるような直線勾配を組み分離した。得られたクロマトグラムより、キシロース鎖長の上限と下限との差を求めた。
(6) オリゴ糖１分子あたりのウロン酸残基数の決定法
サンプル糖液を５０℃に保ち１５０００ｒｐｍにて１５分遠心分離し不溶物を除去し上清液のウロン酸量（Ｄ−グルクロン酸換算）を還元糖量（キシロース換算）で割ってオリゴ糖１分子あたりのウロン酸残基数を求めた。
(7) 酵素力価の定義：
酵素として用いたキシラナーゼの活性測定にはカバキシラン（シグマ社製）を用いた。酵素力価の定義はキシラナーゼがキシランを分解することで得られる還元糖の還元力をＤＮＳ法（還元糖の定量法、学会出版センター発行）を用いて測定し、１分間に１マイクロモルのキシロースに相当する還元力を生成させる酵素量を１ユニットとした。
【００２７】
＜調製例：酸性キシロオリゴ糖組成物ＵＸ１０の調製例＞
混合広葉樹チップ（国内産広葉樹７０％、ユーカリ３０％）を原料として、クラフト蒸解及び酸素脱リグニン工程により、酸素脱リグニンパルプスラリー（カッパー価９．６、パルプ粘度２５．１ｃｐｓ）を得た。スラリーからパルプを濾別、洗浄した後、パルプ濃度１０％、ｐＨ８に調製したパルプスラリーを用いて以下のキシラナーゼによる酵素処理を行った。
【００２８】
バチルスｓｐ．２１１３株（独立行政法人産業技術総合研究所特許微生物寄託センター、寄託菌株ＦＥＲＭＢＰ−５２６４）の生産するキシラナーゼを１単位／パルプｇとなるように添加した後、６０℃で１２０分間処理した。その後、ろ過によりパルプ残渣を除去し、酵素処理液１０５０Ｌを得た。
【００２９】
次に、得られた酵素処理液を濃縮工程、希酸処理工程、精製工程の順に供した。
濃縮工程では、逆浸透膜（日東電工（株）製、RO NTR-7410）を用いて濃縮液（４０倍濃縮）を調製した。希酸処理工程では、得られた濃縮液のｐＨを３．５に調整した後、１２１℃で６０分間加熱処理し、リグニンなどの高分子夾雑物の沈殿を形成させた。さらに、この沈殿をセラミックフィルターろ過で取り除くことにより、希酸処理溶液を得た。
【００３０】
精製工程では、限外濾過・脱色工程、吸着工程の順に供した。限外濾過・脱色工程では、希酸処理溶液を限外濾過膜（オスモニクス社製、分画分子量８０００）を通過させた後、活性炭（和光純薬（株）製）７７０ｇの添加及びセラミックフィルターろ過により脱色処理液を得た。吸着工程では、脱色処理液を強陽イオン交換樹脂（三菱化学（株）製ＰＫ２１８）、強陰イオン交換樹脂（三菱化学（株）製ＰＡ４０８）、強陽イオン交換樹脂（三菱化学（株）製ＰＫ２１８）各１００ｋｇを充填したカラムに順次通過させた後、弱陰イオン交換樹脂（三菱化学（株）製ＷＡ３０）１００ｋｇを充填したカラムに供した。この弱陰イオン交換樹脂充填カラムから７５ｍＭ NaCl溶液によって溶出した溶液をスプレードライ処理することによって、酸性キシロオリゴ糖組成物の粉末（全糖量３５３ｇ、回収率１３．１％）を得た。以下、この酸性キシロオリゴ糖組成物をＵＸ１０とする。前述の測定方法により、ＵＸ１０は平均重合度１０．３、キシロース鎖長の上限と下限との差は１０、酸性キシロオリゴ糖１分子あたりウロン酸残基を１つ含む糖組成化合物であった。
【００３１】
次に、得られた酸性キシロオリゴ糖組成物ＵＸ１０を用いた抗高脂血症試験の概要と結果を、それぞれ実施例１（トリグリセライド量）、実施例２（β−リポ蛋白質量）及び実施例３（β-グルクロニダーゼ活性）に示す。
【００３２】
＜実施例１：トリグリセライド量＞
日本チャールズリバーより４週齡のＳＤ系雄性ラットを購入し、温度２３±１℃、湿度５５％±５％に設定した飼育室において、金属性ケージ内で個別飼育した。１週間の予備飼育後、ＵＸ-１０を５％含む２５％ラード含有高脂肪合成飼料投与群（ＵＸ１０添加食群、ＵＸ１０群と略）、オリゴ糖他無添加の２５％ラード高脂肪合成飼料添加食群（無添加食群、ＨＦ群と略）、セルロース５％を含む２５％ラード高脂肪合成飼料添加食群（セルロース添加食群、ＨＣ群と略）、レモンペクチンを５％含む２５％ラード高脂肪合成飼料投与群（ペクチン添加食群、ＨＰ群と略）の４群（各群６匹）に分け、各試験食及び水を自由摂取させた。試験食摂取４週間後に、頚椎脱臼法で屠殺・解剖し、血液及び盲腸内容物を得た。なお、試験期間中のラットの死亡例は無く、また、異常な体重増減を示した個体も見られなかった。これはＵＸ-１０の安全性の高さを示す。各群の試験食の組成を表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
血液分析は、島津製Ｃ−９０００自動血漿分析器にて実施した。トリグリセライド量を図1に示す。
【００３５】
ＵＸ１０添加食群のトリグリセライド含量は有意に低下していた。不溶性食物繊維であるセルロースや可溶性食物繊維であるペクチン添加食群においては、若干の低下傾向しか見られなかった。
【００３６】
＜実施例２：β−リポ蛋白質量＞
実施例１で得られた血液を用いて、同様にβ−リポ蛋白質量を測定した。結果を図２に示す。
【００３７】
ＵＸ１０添加食群においてはβ−リポ蛋白質量は有意に低下していた。ＴＧの場合と同様に、セルロース及びペクチン添加食群においては、若干の低下傾向しか見られなかった。
【００３８】
＜実施例３：β-グルクロニダーゼ活性＞
実施例１で得たラット盲腸内容物のβ-グルクロニダーゼ活性を、以下のようにして測定した。予め、蒸留水１５ｍｌに懸濁したラット盲腸内容物懸濁液１ｍｌを遠心処理（１５，０００ｒｐｍ）した後の上清を測定サンプルとした。シグマ社製4-O-methyl-umberiferyl-β-D-glucuronide（Cat.no M-9130）を１００ｍＭリン酸バッファーを用いて２ｍＭに調製し、基質溶液とした。まず、基質溶液１０μｌに測定サンプル１０μｌを加え、攪拌後、３７℃にて３０分間、反応させた。次に、５００ｍＭグリシン-ＮａＯＨバッファー１００μｌを反応液に加え、酵素反応を停止させた後、β-グルクロニダーゼにより生成した4-O-methyl-umberiferone量を測定した（励起波長３５５ｎｍ、測定波長４５０ｎｍ）。β-グルクロニダーゼ活性は、１分間に１ｎＭの4-O-methyl-umberiferoneを生成する酵素活性を１ユニット（Ｕ）として、予め、作成した検量線から求めた。盲腸内容物中１ｇ当たりの酵素活性の測定結果を図３に示す。
【００３９】
酸性キシロオリゴ糖添加食群では、β-グルクロニダーゼ活性の有意な低下が見られた。しかし、従来、抗高脂血症剤として使用されてきたペクチン添加食群では、β-グルクロニダーゼ活性の顕著な増加を示した。一方、セルロース添加食群においては、有意な変化は認められなかった。
【００４０】
血液中のトリグリセライドやβ−リポ蛋白質量を低下させることにより、高脂血症の予防及び改善が可能とされている。高脂肪合成食下における酸性キシロオリゴ糖の効果は、抗高脂血症剤への応用が可能であることを示す。また、ペクチンと異なり、酸性キシロオリゴ糖は発がんプロモーター作用のあるβ-グルクロニダーゼ活性を抑制する為、大腸発がんリスク低減効果も期待出来る。
【００４１】
【発明の効果】
本発明で得られる酸性キシロオリゴ糖組成物を含有した製剤は、優れた生理活性を有しており、血液中のトリグリセライドやβ−リポ蛋白質量を低下させ、抗高脂血症剤として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】血液中のトリグリセライド量に対するキシロオリゴ糖摂取の影響を示す図。
【図２】血液中のβ−リポ蛋白量に対するキシロオリゴ糖摂取の影響を示す図。
【図３】盲腸内容物のβ−グルクロニダーゼ活性に対するキシロオリゴ糖摂取の影響を示す図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel antihyperlipidemic agent used in the field of foods, quasi drugs and pharmaceuticals. More specifically, the present invention relates to an antihyperlipidemic agent having excellent physiological activity and high safety.
[0002]
[Prior art]
[0003]
In recent years, excessive intake of fat due to westernization of dietary habits is considered to be a major factor in lifestyle diseases such as hyperlipidemia, diabetes and hypertension, and arteriosclerosis such as cerebral infarction and myocardial infarction.
[0004]
For the treatment of hyperlipidemia, pharmaceuticals such as HM-CoA reductase inhibitors and cholestyramine are used (see Non-Patent Documents 1 and 2), however, continuation of the drug is essential and is only a coping therapy. There is a problem of side effects due to long-term use.
[0005]
From the viewpoint of fundamental treatment or prevention of hyperlipidemia, dietary therapy by nutritional guidance or dietary improvement and appropriate continuation of exercise are important. As a dietary therapy, sugar-based dietary fibers such as pectin, psyllium seed gum and arabinoxylan have not been absorbed from the intestinal tract in addition to neutral fat and cholesterol reducing effects, and have constipation improving effects. (See Non-Patent Document 3).
[0006]
However, pectin, which is a representative dietary fiber, is not preferable in terms of colorectal carcinogenesis risk because it increases β-glucuronidase activity in the intestinal contents when taken orally (see Non-Patent Document 3). In addition, since dietary fibers themselves are often insoluble, there are concerns about a decrease in nutrient absorption due to physical effects on intestinal mucosal cells.
[0007]
On the other hand, polysaccharide degradation products and oligosaccharides are used as antihyperlipidemic agents having higher water solubility than dietary fiber. Examples include galactomannan degradation products (see Patent Document 1), xyloglucan degradation products (see Patent Document 2), and fructooligosaccharides (see Patent Document 3). There is also literature using xylo-oligosaccharides as body fat reducing agents. (See Patent Document 4). However, all of these have problems in terms of activity strength and water solubility. The present inventors have found that xylo-oligosaccharides having a long chain length and an average degree of polymerization of around 10-mer are effective for antihyperlipidemia and can be applied to enteral nutrition. Although proposed in Japanese Patent Application No. 2001-243034, it is difficult to say that water solubility is sufficient.
[0008]
Xylooligosaccharides include those produced by enzyme treatment from corn cob and bagasse, and those produced from lignocellulose by enzyme treatment and NF membrane concentration, both of which have already been disclosed for intestinal regulation (patent document) 5 and 6). However, there is no disclosure of physiological effects in oral intake of acidic xylo-oligosaccharides obtained from lignocellulose materials using enzyme treatment and anion exchange resin. In addition, since acidic xylo-oligosaccharide has a uronic acid residue, it has the characteristic that water solubility is very high even if it is a long chain compared with other oligosaccharide and xylo-oligosaccharide.
[0009]
Regarding the physiological effects of acidic xylo-oligosaccharides, there is a description of the rooting promoting effect of cedar cuttings in hydroponics (see Non-Patent Document 4), but no disclosure of antihyperlipidemic agents has been made.
[0010]
[Non-Patent Document 1]
Bauer, HG et al.; Cancer Res., 41, 2518-2523 (1981)
[Non-Patent Document 2]
Tennent, DM, etc .; J. Lipid Res., 1, 469 (1960)
[Non-Patent Document 3]
Tominami Inami et al .; Dietary fiber. Published by Daiichi Shuppan Publishing Co., Ltd., May 1995, p145-146.
[Non-Patent Document 4]
Cellulase Research Report Vol. 16, June 14, 2001, P17-26
[Patent Document 1]
JP 2002-262827
[Patent Document 2]
JP 10-290681 A
[Patent Document 3]
JP-A-7-147934
[Patent Document 4]
JP 10-290681 A
[Patent Document 5]
Patent 2643368
[Patent Document 6]
JP 2000-333692 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an antihyperlipidemic improving agent that is excellent in antihyperlipidemic effect, has high water solubility, safety and stability, and can be applied to the human body.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, antihyperlipidemic agents were screened using hyperlipidemia in SD male rats under high fat diet administration conditions as an index. As a result, it has been found that a highly water-soluble acidic xylo-oligosaccharide composition to which a uronic acid residue is added has an excellent antihyperlipidemic effect, and the safety and stability are also excellent, thereby completing the present invention. It came.
[0013]
The present invention employs the following configuration. That is, the first of the present invention is “a chemical pulp-derived lignocellulose material is enzymatically and / or physicochemically processed to obtain a complex of a xylooligosaccharide component and a lignin component, and then the complex is subjected to acid hydrolysis. A xylo-oligosaccharide mixture is obtained by treatment, and at least one or more uronic acid residues are obtained in one molecule obtained by separation from the resulting xylo-oligosaccharide mixture through an ultrafiltration step, a decolorization step, an adsorption step, and an elution step. “An antihyperlipidemic agent comprising, as an active ingredient, a xylo- oligosaccharide composition having an average degree of polymerization of 5.0 to 15.0 consisting only of acidic xylo-oligosaccharides as side chains ”.
[0014]
A second aspect of the present invention is the antihyperlipidemic agent according to the first aspect, wherein the uronic acid is glucuronic acid or 4-O-methyl-glucuronic acid .
[0015]
In the third aspect of the present invention, a lignocellulosic material derived from chemical pulp is enzymatically and / or physicochemically processed to obtain a complex of a xylooligosaccharide component and a lignin component, and then the complex is subjected to an acid hydrolysis treatment. Obtaining a xylooligosaccharide mixture and separating it from the resulting xylooligosaccharide mixture via an ultrafiltration step, a decolorization step, an adsorption step and an elution step, with at least one uronic acid residue in one molecule as a side chain A method for producing an antihyperlipidemic agent comprising a step of processing a xylo- oligosaccharide composition solution having an average degree of polymerization of 5.0 to 15.0, which comprises only acidic xylo- oligosaccharides , into a powder by spray drying or freeze-drying treatment It is.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail. The xylooligosaccharide refers to a xylose polymer that is a dimer of xylose, a xylotriose that is a trimer, or a tetramer to a 20-mer polymer of xylose. The acidic xylo-oligosaccharide used in the present invention means one having at least one uronic acid residue in one molecule of xylo-oligosaccharide.
Moreover, the mixed composition of the oligosaccharide from which the polymerization degree of xylose differs may be sufficient. Generally, it is often obtained as such a composition in order to produce it from a natural product. Hereinafter, an acidic xylo-oligosaccharide composition will be mainly described.
In the composition, the numerical value represented by the average degree of polymerization is an average value of the xylose chain length of the acidic xylooligosaccharide having a normal distribution, preferably 2.0 to 15.0, more preferably 5.0 to 15.0. The difference between the upper limit and the lower limit of the xylose chain length is preferably 10 or less, and more preferably 4 or less. Uronic acid is known in nature as a component of a polysaccharide having various physiological activities such as pectin, pectinic acid, alginic acid, hyaluronic acid, heparin, chondroitin sulfate, and deltaman sulfate. The uronic acid in the present invention is not particularly limited, but glucuronic acid or 4-O-methyl-glucuronic acid is preferable.
[0018]
If the above acidic xylo-oligosaccharide composition can be obtained, its production method is not particularly limited. (1) A method of extracting xylan from wood and enzymatically decomposing it (see Non-Patent Document 4) (2) Lignocellulose material is enzymatically and / or physicochemically processed to obtain a complex of xylooligosaccharide component and lignin component, and then the complex is subjected to acid hydrolysis to obtain a xylooligosaccharide mixture. And a method of separating a xylo-oligosaccharide having at least one uronic acid residue as a side chain in one molecule from the obtained xylo-oligosaccharide mixture.
In particular, the method (2) is preferable in that it can produce a large amount of a polymer having a relatively high degree of polymerization such as a 5-15 mer at a low cost, and an outline thereof is shown below.
[0019]
The acidic oligosaccharide composition can be obtained through a hydrolysis process, a concentration process, a dilute acid treatment process, and a purification process using a lignocellulosic material derived from chemical pulp as a raw material. In the hydrolysis process, xylan in lignocellulose is selectively hydrolyzed with dilute acid treatment, high-temperature and high-pressure steam (cooking / explosion) treatment, or hemicellulase, and a high molecular weight complex composed of xylooligosaccharide and lignin is intermediated. Get as a body. In the concentration step, the xylooligosaccharide-lignin-like substance complex is concentrated by a reverse osmosis membrane or the like, and oligosaccharides having a low polymerization degree, low-molecular impurities, and the like can be removed. In the concentration step, a reverse osmosis membrane is preferably used, but ultrafiltration membrane, salting out, dialysis and the like are also possible. A lignin-like substance is released from the complex by the diluted acid treatment step of the obtained concentrated liquid, and a diluted acid-treated liquid containing acidic xylo-oligosaccharides and neutral xylo-oligosaccharides can be obtained. At this time, the lignin-like substance separated from the complex condenses and precipitates under acidic conditions, and can be removed by filtration using a ceramic filter or filter paper. In the dilute acid treatment step, acid hydrolysis is preferably used, but enzymatic degradation using lignin degrading enzyme or the like is also possible.
[0020]
The purification process includes an ultrafiltration process, a decolorization process, and an adsorption process. Some lignin-like substances remain in the solution as soluble polymers, but are removed by an ultrafiltration process, and most of impurities such as coloring substances are removed by a decolorization process using activated carbon. In the ultrafiltration step, an ultrafiltration membrane is preferably used, but reverse osmosis membrane, salting out, dialysis and the like are also possible. Acid xylo-oligosaccharides and neutral xylo-oligosaccharides are dissolved in the sugar solution thus obtained. Only an acidic xylo-oligosaccharide can be extracted from this sugar solution by an adsorption process using an ion exchange resin. First, the sugar solution is treated with a strong cation exchange resin to remove metal ions in the sugar solution. Next, sulfate ions and the like in the sugar solution are removed using a strong anion exchange resin. In this step, simultaneously with the removal of sulfate ions, a part of the organic acid, which is a weak acid, and the colored component are simultaneously removed. The sugar solution treated with the strong anion exchange resin is treated again with the strong cation exchange resin to further remove metal ions. Finally, it is treated with a weak anion exchange resin to adsorb acidic xylo-oligosaccharides to the resin.
[0021]
By eluting the acidic oligosaccharide adsorbed on the resin with a low-concentration salt (NaCl, CaCl ₂ , KCl, MgCl _2, etc.), an acidic xylooligosaccharide solution free from impurities can be obtained. From this solution, for example, a powder of a white acidic xylo-oligosaccharide composition can be obtained by spray drying or freeze-drying treatment.
[0022]
The merit of the above-mentioned production method of acidic xylooligosaccharide composition using chemical pulp-derived lignocellulose as raw material and high molecular weight complex composed of xylooligosaccharide and lignin as an intermediate is economical and acidic with high average polymerization degree of xylose. The xylo-oligosaccharide composition is easily obtained. The average degree of polymerization can be changed, for example, by adjusting dilute acid treatment conditions or treating with hemicellulase again. In addition, by changing the salt concentration of the eluate used for elution of the weak anion exchange resin, acidic xylo-oligosaccharide compositions having different numbers of uronic acid residues bound per molecule can be obtained. Furthermore, it is also possible to obtain an acidic xylo-oligosaccharide composition in which the uronic acid binding site is limited to the terminal by acting an appropriate xylanase or hemicellulase.
[0023]
The acidic xylo-oligosaccharide composition thus obtained can be used as an antihyperlipidemic agent after being dissolved in water or dried with a spray dryer and processed into a powder. Moreover, it may be microencapsulated using a material that does not hinder oral ingestion or contained in liposomes. The content of the acidic kilooligosaccharide or acidic xylo-oligosaccharide composition in the antihyperlipidemic agent can be used in the range of 0.001 to 20% (hereinafter all mass%). 10% is more preferable.
[0024]
As a form of the antihyperlipidemic agent containing the acidic xylo-oligosaccharide composition of the present invention, the acidic xylo-oligosaccharide itself can be directly ingested, but it can be added to beverages or foods. . Furthermore, when ingested directly, it may be pulverized, tableted by tableting, or ingested as an aqueous solution after purification of acidic xylo-oligosaccharides.
[0025]
In the present invention, acidic xylo-oligosaccharides can be used by mixing with other foods, enteral nutrients, other nutritional components, pharmaceuticals, etc., not only as antihyperlipidemic agents but also for medical use. It can also be provided as a food or medicine.
[0026]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The present invention is not limited thereby. First, an outline of each measurement method and a preparation example of the acidic xylo-oligosaccharide composition UX10 contained as an active ingredient in the present invention are shown.
<Outline of measurement method>
(1) Quantification of total sugar content:
The total sugar amount was prepared using a calibration curve using D-xylose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and quantified by the phenol sulfate method (quantitative method for reducing sugar, published by the Academic Publishing Center).
(2) Quantification of reducing sugar content:
The amount of reducing sugar was prepared by using D-xylose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with a calibration curve, and quantified by the Sommoji-Nelson method (quantitative method for reducing sugar, published by Academic Publishing Center).
(3) Quantification of uronic acid content:
Uronic acid was prepared by using D-glucuronic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with a calibration curve, and quantified by the carbazole sulfate method (reducing sugar quantification method, published by Academic Publishing Center).
(4) Determination of average degree of polymerization:
The sample sugar solution was kept at 50 ° C. and centrifuged at 15,000 rpm for 15 minutes to remove insoluble matter, and the total sugar amount in the supernatant was divided by the reducing sugar amount (both converted to xylose) to determine the average degree of polymerization.
(5) Analytical method of acid xylooligosaccharide:
The oligosaccharide chain distribution was analyzed using an ion chromatograph (Dionex, analytical column: Carbo Pac PA-10). A 100 mM NaOH solution is used as a separation solvent, and sodium acetate is added to the above-mentioned separation solvent so as to have a concentration of 500 mM as an elution solvent, so that the separation solvent: elution solvent = 10: 0 to 4: 6 in a solution ratio. A simple linear gradient was combined and separated. From the obtained chromatogram, the difference between the upper limit and the lower limit of the xylose chain length was determined.
(6) Determination of the number of uronic acid residues per molecule of oligosaccharide Maintaining the sample sugar solution at 50 ° C. and centrifuging at 15000 rpm for 15 minutes to remove insoluble matters, and the amount of uronic acid in the supernatant (D-glucuronic acid) (Converted) was divided by the amount of reducing sugar (converted to xylose) to determine the number of uronic acid residues per oligosaccharide molecule.
(7) Definition of enzyme titer:
Kabikilan (manufactured by Sigma) was used to measure the activity of the xylanase used as the enzyme. The enzyme titer is defined by measuring the reducing power of reducing sugar obtained by xylanase degrading xylan using the DNS method (quantitative method for reducing sugar, published by Academic Publishing Center), and 1 micromole of xylose per minute. The amount of enzyme that generates a reducing power corresponding to 1 was defined as 1 unit.
[0027]
<Preparation Example: Preparation Example of Acidic Xylooligosaccharide Composition UX10>
Oxygen delignified pulp slurry (kappa number 9.6, pulp viscosity 25.1 cps) was obtained from mixed hardwood chips (domestic hardwood 70%, eucalyptus 30%) as raw materials by kraft cooking and oxygen delignification processes. After the pulp was filtered and washed from the slurry, the following enzyme treatment with xylanase was performed using a pulp slurry adjusted to a pulp concentration of 10% and pH 8.
[0028]
Bacillus sp . A xylanase produced by 2113 strain (Independent Administrative Institution National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Microorganism Deposit Center, Deposited Strain FERM BP-5264) was added to 1 unit / pulp g, and then treated at 60 ° C. for 120 minutes. Thereafter, the pulp residue was removed by filtration to obtain 1050 L of an enzyme treatment liquid.
[0029]
Next, the obtained enzyme treatment solution was subjected to a concentration step, a dilute acid treatment step, and a purification step in this order.
In the concentration step, a concentrated solution (40-fold concentrated) was prepared using a reverse osmosis membrane (RO NTR-7410, manufactured by Nitto Denko Corporation). In the dilute acid treatment step, the pH of the obtained concentrated solution was adjusted to 3.5 and then heat-treated at 121 ° C. for 60 minutes to form precipitates of polymer contaminants such as lignin. Further, this precipitate was removed by ceramic filter filtration to obtain a diluted acid treatment solution.
[0030]
In the purification process, the ultrafiltration / decolorization process and the adsorption process were performed in this order. In the ultrafiltration / decolorization step, after passing the dilute acid treatment solution through an ultrafiltration membrane (Osmonics, molecular weight cut off 8000), addition of 770 g of activated carbon (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and ceramic filter filtration To obtain a decolorization treatment solution. In the adsorption process, the decolorization treatment liquid is a strong cation exchange resin (PK218 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), a strong anion exchange resin (PA408 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and a strong cation exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). PK218) Each was sequentially passed through a column packed with 100 kg, and then applied to a column packed with 100 kg of a weak anion exchange resin (WA30 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). The solution eluted from the weak anion exchange resin-packed column with a 75 mM NaCl solution was spray-dried to obtain an acidic xylooligosaccharide composition powder (total sugar amount 353 g, recovery rate 13.1%). Hereinafter, this acidic xylo-oligosaccharide composition is referred to as UX10. According to the measurement method described above, UX10 was a sugar composition compound having an average degree of polymerization of 10.3, a difference between the upper limit and the lower limit of the xylose chain length of 10, and one uronic acid residue per molecule of acidic xylooligosaccharide.
[0031]
Next, the outline and results of the antihyperlipidemic test using the obtained acidic xylo-oligosaccharide composition UX10 are shown in Example 1 (triglyceride amount), Example 2 (β-lipoprotein mass) and Example 3, respectively. (Β-glucuronidase activity).
[0032]
<Example 1: Amount of triglyceride>
Four-week-old SD male rats were purchased from Charles River, Japan and individually housed in metal cages in a breeding room set at a temperature of 23 ± 1 ° C. and a humidity of 55% ± 5%. After 1 week of pre-breeding, 25% lard containing high-fat synthetic feed containing 5% UX-10 (UX10-added diet group, abbreviated as UX10 group), 25% lard high-fat synthetic feed with no oligosaccharide added Dietary group (abbreviated as additive-free dietary group, HF group), 25% lard high-fat synthetic feed dietary group containing 5% cellulose (abbreviated as cellulose-added dietary group, HC group), 25% lard containing 5% lemon pectin Divided into 4 groups (6 animals each) of high fat synthetic feed administration group (abbreviated as pectin-added food group and HP group), each test food and water were freely ingested. Four weeks after ingestion of the test meal, the cervical spine was dissected and dissected to obtain blood and cecal contents. There were no deaths of rats during the test period, and no individual showed abnormal weight gain or loss. This shows the high safety of UX-10. Table 1 shows the composition of the test meal of each group.
[0033]
[Table 1]

[0034]
The blood analysis was performed with a Shimadzu C-9000 automatic plasma analyzer. The amount of triglyceride is shown in FIG.
[0035]
The triglyceride content of the UX10 added diet group was significantly reduced. In the pectin-added food group, which is insoluble dietary fiber cellulose and soluble dietary fiber, only a slight downward trend was observed.
[0036]
<Example 2: β-lipoprotein mass>
Using the blood obtained in Example 1, the amount of β-lipoprotein was measured in the same manner. The results are shown in FIG.
[0037]
In the UX10-added diet group, the amount of β-lipoprotein was significantly reduced. As in the case of TG, only a slight downward trend was observed in the cellulose and pectin-added food group.
[0038]
<Example 3: β-glucuronidase activity>
The β-glucuronidase activity of the rat cecal contents obtained in Example 1 was measured as follows. The supernatant after centrifuging (15,000 rpm) 1 ml of the rat cecal content suspension previously suspended in 15 ml of distilled water was used as a measurement sample. 4-O-methyl-umberiferyl-β-D-glucuronide (Cat. No M-9130) manufactured by Sigma was prepared to 2 mM using a 100 mM phosphate buffer to obtain a substrate solution. First, 10 μl of a measurement sample was added to 10 μl of a substrate solution, and after stirring, reacted at 37 ° C. for 30 minutes. Next, 100 μl of 500 mM glycine-NaOH buffer was added to the reaction solution to stop the enzyme reaction, and then the amount of 4-O-methyl-umberiferone produced by β-glucuronidase was measured (excitation wavelength: 355 nm, measurement wavelength: 450 nm). The β-glucuronidase activity was determined from a calibration curve prepared in advance with 1 unit (U) of the enzyme activity that produces 1 nM 4-O-methyl-umberiferone per minute. The measurement result of the enzyme activity per gram in the cecum contents is shown in FIG.
[0039]
In the acid xylo-oligosaccharide-added diet group, a significant decrease in β-glucuronidase activity was observed. However, the pectin-added food group that has been conventionally used as an antihyperlipidemic agent showed a marked increase in β-glucuronidase activity. On the other hand, no significant change was observed in the cellulose-added food group.
[0040]
By reducing the amount of triglyceride and β-lipoprotein in the blood, it is possible to prevent and improve hyperlipidemia. The effect of acidic xylo-oligosaccharides under a high fat synthetic diet indicates that it can be applied to antihyperlipidemic agents. In addition, unlike pectin, acidic xylo-oligosaccharide suppresses β-glucuronidase activity, which has a carcinogenic promoter action, and therefore can be expected to reduce colorectal cancer risk.
[0041]
【The invention's effect】
The preparation containing the acidic xylo-oligosaccharide composition obtained in the present invention has excellent physiological activity, reduces the amount of triglyceride and β-lipoprotein in the blood, and is used as an antihyperlipidemic agent. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the influence of xylooligosaccharide intake on the amount of triglyceride in blood.
FIG. 2 is a graph showing the influence of xylooligosaccharide intake on the amount of β-lipoprotein in blood.
FIG. 3 is a graph showing the influence of xylooligosaccharide intake on β-glucuronidase activity of cecal contents.

Claims

Lignocellulosic material derived from chemical pulp is treated enzymatically and / or physicochemically to obtain a complex of xylooligosaccharide component and lignin component, and then the complex is acid hydrolyzed to obtain a xylooligosaccharide mixture. It consists only of acidic xylooligosaccharides having at least one uronic acid residue as a side chain in one molecule, obtained by separation from the obtained xylooligosaccharide mixture through an ultrafiltration step, a decolorization step, an adsorption step and an elution step. An antihyperlipidemic agent comprising a xylooligosaccharide composition having an average degree of polymerization of 5.0 to 15.0 as an active ingredient.

The antihyperlipidemic agent according to claim 1, wherein the uronic acid is glucuronic acid or 4-O-methyl-glucuronic acid.

Lignocellulosic material derived from chemical pulp is treated enzymatically and / or physicochemically to obtain a complex of xylooligosaccharide component and lignin component, and then the complex is acid hydrolyzed to obtain a xylooligosaccharide mixture. It consists only of acidic xylooligosaccharides having at least one uronic acid residue as a side chain in one molecule, obtained by separation from the obtained xylooligosaccharide mixture through an ultrafiltration step, a decolorization step, an adsorption step and an elution step. A method for producing an antihyperlipidemic agent, comprising a step of processing a xylooligosaccharide composition solution having an average degree of polymerization of 5.0 to 15.0 into a powder by spray drying or freeze drying.