Research/研究と成果

メープルシロップ 機能性と健康効果

ケベック・メープル製品生産者協会は、メープルシロップの健康効果に関して、カナダやアメリカ、そして日本の研究機関と国際的なネットワークを構築し、さまざまな分野の第一人者とともに研究を進めています。
 
自生のサトウカエデ(メープル)の樹液を煮つめただけの100%天然の食品、メープルシロップ。その長い歴史と伝承によって守られてきた秘密が、最先端の科学によって、明らかになりつつあります。

 
植物ホルモンの一つ、アブシシン酸が発見されました。
血糖値がしょ糖のように急上昇しないことが明らかになりました。
 
 

カナダ ラバル大学
 
 カナダのラバル大学のデジャルダン博士は、メープルシロップにはアブシシン酸ファミリーの植物ホルモンが相当量含まれていることを明らかにしました。これらの植物ホルモンは、インスリン抵抗性の発症を抑える作用を持つ可能性があります。アブシシン酸や、その代謝物であるファゼイン酸には、筋肉への糖の取り込みを活発にし、膵臓からのインスリン放出を促し、脂肪細胞へのインスリン感度を高める可能性があるため、メタボリックシンドロームや糖尿病に対して有効な武器となり得るのではないかと期待されています。

また、同大学のマレッテ博士は、動物実験でメープルシロップの血糖値に影響すると考えられる作用について、しょ糖と比較した場合の結果を明らかにしました。ラットにメープルシロップを加えた餌を与えても、しょ糖を与えた時のような血糖値の急上昇が見られませんでした。
 
 

 抗酸化物質、ポリフェノールが65種類特定されました。

 

ロードアイランド大学
 
 アメリカのロードアイランド大学のシーラム博士の発表によると、メープルシロップには65種類のポリフェノールが含まれ、そのうち9種類がメープルシロップ特有の成分です。科学文献によると、メープルシロップとメープル樹液で存在が確認されたポリフェノールの幾つかには、激しい運動後の炎症や筋肉の損傷を軽減し、回復を早める可能性があります。また、その抗酸化作用によって、急激な運動によるダメージを改善します。

ポリフェノールは、活性酸素を抑える働きをもつ抗酸化作用をもっています。活性酸素は、物質を酸化させる力が強い酸素のことで、肌のしみやしわといった老化現象から、動脈硬化やがんなどの生活習慣病の原因ともされています。その活性酸素をおさえる抗酸化作用をもつポリフェノールに、抗高齢化や抗生活習慣病など健康に有益な効果をもたらす可能性があることが明らかにされています。
 
 
肝臓保護作用があることが確認されました。
肥満を抑制する可能性があることが示唆されました。
 
 
東京大学大学院 神奈川科学技術アカデミー

   
 日本では、東京大学大学院農学生命科学研究科の名誉教授であり、神奈川科学技術アカデミーのプロジェクトリーダーである、阿部啓子博士が率いるチームで、ニュートリゲノミクス(遺伝子発現解析)によるメープルシロップの健康機能性を評価する研究をしています。

その結果、2011年に、メープルシロップに肝臓保護作用の可能性があることが確認されました。

そして2014年には、肥満モデルのマウスを使った肝臓の遺伝子発現解析で、肥満に起因する炎症を抑制する可能性があることが示唆されました。
  
では、なぜ肝臓が研究対象なのでしょうか?
高脂肪食、お酒、タバコ、ストレスなど、現代人は肝臓に負荷をかけやすい環境におかれています。肝臓は、糖や脂肪、アルコールの代謝に重要な役割りを果たしています。そのため、肝臓の機能低下は、生活習慣病やメタボリック症候群に密接に関わっているのです。
 
 
  

東京大学大学院/神奈川科学技術アカデミーの研究
ーこれまでの経緯とその成果

1. ニュートリゲノミクス(遺伝子発現)解析とは・・・

ニュートリゲノミクスとは、ある食品を食べた時に私たちの体にどのような効果があるかということを、その効果を示す遺伝子の変動(発現の動き)から明らかにするものです。

例えばメープルシロップを摂取した時に、それが吸収されて、肝臓の中でどのように作用するかを調べるのですが、その作用は肝臓の中の全遺伝子の発現に影響します。ですから、摂取しなかった場合と比べて、何か違った動きをする遺伝子を調べることによって、メープルシロップが肝臓に対してどのように作用したのかを解釈し、その機能性を推測するのです。

つまり、食品の成分が体にどう影響するかを遺伝子などを対象に網羅的に解析することです。

 


 

2. 肝臓保護作用の研究

 その1ー遺伝子による機能性解析の前にメープルシロップそのものの機能を調べます。

 
まず最初に、ラットにメープルシロップそのものを与えて機能評価実験を行います。

ひとつのラットのグループには、しょ糖で作った“砂糖水溶液”を20%含んだ食餌を、そしてもう一方のグループには“メープルシロップ”を20%含んだ食餌を11日間与えて比較しました。

血液成分の測定を行った結果、AST、LDHと呼ばれる酵素の値がメープルシロップを摂取した群では低くなっていました。

AST、LDHというのは、人間ドックなどの健康診断で調べてもらう時のマーカー(指標)で、肝臓等の臓器の機能が悪化するほど高い値を示します。
 
つまり、ASTやLDHの値が低いほど肝機能が正常に保たれているということです。
 
メープルシロップを20%与えた方は、砂糖水溶液を与えた群よりも、明らかにAST・LDHが低下していたことから、肝臓保護作用の可能性があると考えられました。
 

メープルシロップ

 
 
 
 

 その2ーニュートリゲノミクスという方法を用いて解析

 
では、どのようにして肝臓保護効果が生み出されるのでしょうか?それを調べるためにニュートリゲノミクスの方法を用いて、肝臓の遺伝子の変動(発現変化)を解析しました。

メープルシロップを与えた群と、砂糖水溶液を与えた群の、動物の肝臓の全遺伝子の発現の動きを比べてみた結果、さまざまな代謝系が変化していて、その中で肝臓保護作用に関連するような遺伝子の動きをみつけました。
 
肝臓の中ではアミノ酸を代謝していますが、代謝系の中でいくつかのアミノ酸の代謝酵素の遺伝子の発現量がメープルシロップを与えた群で減っていました。なかでも、アンモニア産生に関わる酵素の遺伝子の発現が減少していることに注目しました。
 
アンモニアは細胞に対して毒性を持ちます。 メープルシロップを摂ることによって、毒性をもつアンモニアの産生を少なくし、肝臓を保護している可能性が見出されたのです。
Watanabe et al. Biosci Biotechnol Biochem. 75, 2408-2410 (2011)  
  


 
 

3. 糖尿病/メタボリックシンドロームに対する研究

MSXとは?

つぎに、メープルシロップからの抽出物である、MSXを使って機能性評価研究を行いました。

メープルシロップには、糖分が66%、水分が33%、その他の部分にポリフェノールやミネラル、ビタミンが含まれています。

MSXはメープルシロップから水分と糖分をできるだけ除き、残りの成分を抽出したものです。メープルシロップには0.04%のポリフェノールが含まれていますが、このMSXには1.6%のポリフェノールが含まれています。

ポリフェノールには、抗酸化作用をはじめ、さまざまな機能が報告されており、メープルシロップに含まれる多種のポリフェノールにも健康機能性が期待されます。このポリフェノールに富むMSXがどのような効果をもつのかを検証しました。
 

MSX
(メープルシロップからの抽出物)

 
MSX摂取が
糖尿病/メタボリックシンドロームに及ぼす影響
 
MSX摂取が
糖尿病/メタボリックシンドロームに及ぼす影響は?

その1 肥満

私たちは毎日食事を摂りますが、この食事の栄養バランスが崩れた場合、例えば、高脂肪食(HFD)を食べ過ぎた時、体がこのエネルギーを上手く処理できなくなり、それを脂肪として貯めて、肥満になります。

私たちと同様に、高脂肪の食餌をマウスに与えると肥満になりますが、ポリフェノールに富むMSXを同時に摂取すると体はどのように応答するか、を明らかにするために次のような実験を実施しました。

低脂肪食(LFD)、高脂肪食、MSXを0.06%添加した高脂肪食を作成し、マウスにそれぞれの食餌を8週間与えました。

 
肝臓のニュートリゲノミクス解析を行った結果、感染防御や炎症関連遺伝子の発現減少が見いだされました。

高脂肪食を摂取することでエネルギー代謝が変化しますが、それに伴い、臓器に炎症などが引き起こされます。炎症はさまざまな疾患の原因のひとつで、この炎症を抑えることによって病態が改善することに繋がると考えられています。

高脂肪食摂取により起こる肝臓の炎症を、MSXを摂取することにより緩和する可能性が見出され、新たな可能性が広がりました。
Kamei et al. Biosci Biotechnol Biochem (2015) 
 

実験デザイン

 
通常食(10%脂肪/LFD)
高脂肪食(45%脂肪/HFD)
高脂肪食(45%脂肪/HFD)+MSX (0.06%)
 

その2 糖尿病 

 
ふつうの食餌をしても肥満して、糖尿病を発症するKK-Ayマウスを使って実験しました。

この実験では、ふつうの食餌であるAIN-93G食と、同食餌に0.05%のMSXを添加した食餌を作成し、マウスにそれぞれの食餌を42日間与えました。
 
その結果、摂食量にあまり差はみられませんでしたが、MSX群の体重増加が抑制されました。
さらに、肝臓のニュートリゲノミクス解析を行った結果、シャペロン遺伝子の発現が高まっていました。シャペロンは、他のタンパク質分子が正しく折りたたみをする機能を助けるたんぱく質の総称です。

タンパク質は生命を支えるあらゆる機能を受け持つ、きわめて精密な分子機械のようなものですが、そのつくりはわずか20種類のアミノ酸が一列につながったものです。その鎖はきちんと折りたたまれて一定の構造をとっています。そして一定の形に折りたたまれることによって、機能が発揮されるのです。
そこで、次のようなことが考えられます。
 
糖尿病やメタボリックシンドロームにより、慢性的な高血糖、高脂血症の状態が続くと、細胞が酸化ストレスにさらされます。 すると、タンパク質の合成の場である小胞体では、折りたたまれなかった不完全なタンパク質が蓄積し、それによりエネルギーが溜め込まれることが分かっています。
 
MSXの摂取がタンパク質の折りたたみを助ける機能をもつシャペロンの発現を高めることで、不完全なタンパク質の蓄積が抑制され、過度なエネルギーの蓄積を抑えられるため、肥満の抑制につながる可能性があるということが示唆されました。
 

出典:日本蛋白質構造データバンク(PDBj)
 

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