伝統的日本食の健康有益性における大豆発酵食品の意義に関する研究

伝統的日本食の健康有益性における
大豆発酵食品の意義に関する研究
都築毅東北大学大学院農学研究科
日本は世界有数の長寿国として知られている 1) 。我々はその要因として、日本
独自の食生活である日本食に着目してきた。以前我々は、日本食の内容が戦後
から現代にかけて、時代とともに変化してきていることに着目し、各時代の日
本食がマウスの健康状態に与える影響について研究した 2) 。すなわち、食事摂
取調査に基づいて再現した 2005 年、1990 年、1975 年、1960 年の 1 週間 21 食の
食事を、それぞれ混合、凍結乾燥、粉末化したものマウスに与えた。その結果、
現代の日本食に比べて 1975 年頃の日本食が高い肥満抑制効果を持つことを明ら
かとした。また、日本食のタンパク質・脂質・炭水化物を精製飼料のみを用い
て再現した飼料を用いることで、1975 年日本食の肥満抑制効果が、食事のタン
パク質・脂質・炭水化物のエネルギーバランスに依存しないことも明らかとし
た。よって、1975 年日本食に含まれるタンパク質・脂質・炭水化物の質的な違
いにより、肥満抑制効果が示されたと考えられた。1975 年頃の日本食の特徴の
一つに、大豆製品の摂取量が高いことがあげられた。大豆は健康有益性の高い
食素材として多く研究されており、中でも、納豆や味噌のような発酵製品は、
その有益性が非常に注目されている。納豆は大豆と納豆菌を混ぜ、味噌は大豆
と米麹または麦麹、食塩を混ぜ、発酵・熟成させたものであり、主成分である
大豆が機能性を持つことに加え、発酵を行うことでアミノ酸、イソフラボン等
の栄養素が豊富になり、多様な成分を含む。発酵大豆製品はこれまでに発がん
3),4)
や高血圧 5),6) 、高コレステロール血症などの生活習慣病予防に有効であるこ
とが報告されている 7),8) 。さらに抗酸化作用を持つことから、酸化ストレスによ
る老化を防ぐ役割も期待されている 9) 。しかし、肥満の予防効果を検討した研
究はほとんどない。肥満は脂質異常症、2 型糖尿病などの代謝性疾患を誘導し、
動脈硬化などの致死性疾患につながるため、予防が重要である。またこれまで
の研究は、発酵大豆製品に含まれるある食品成分に着目したものほとんどであ
り、発酵大豆製品それ自体の機能性を検討した例は少ない。また、成分が過剰
である場合の有効性を検討し他のもが多く、実際の食事で摂取されうる濃度に
おける有効性を検討したものはほとんどない。そこで本研究では、日本の伝統
的食材である納豆に着目し、納豆の摂取が、肥満の進行に与える影響を検討し
た。普段の食生活で摂取可能な量の納豆添加食を試験食とし（1 日 1 回もしくは
2 回の納豆摂取を想定）、発酵前のだいず煮豆添加食とも比較しながら、マウス
の肥満進行に与える影響を検討した。実験方法
試験飼料の作製
本試験では、タカノフーズ株式会社から恵与された納豆および煮豆（納豆の
原料）を凍結乾燥処理したものを、試験食の納豆および大豆として使用した。1
日 1 回納豆を摂取した場合、国民健康・栄養調査による 1 日の食事全体（ただ
し水分は除く）に占める凍結乾燥納豆の割合（w/w）は、約 2.5％と算出された。
よって、納豆を 1 日 1 回を想定した 2.5％、1 日 2 回を想定した 5％を添加した
試験飼料を準備した。この凍結乾燥納豆もしくは煮豆 2.5％含有食を 2.5N 食も
しくは 2.5S 食、5％含有食を 5N 食もしくは 5S 食とし、リサーチダイエット社
のウエスタンダイエット（高脂肪食）に、それぞれの割合の凍結乾燥納豆およ
び煮豆を添加することで試験食を作製した（Table 1-3）。なお、試験食の一般栄
養組成、エネルギーを統一するため、2.5N および 2.5S 食に mimic 大豆（凍結乾
燥納豆の一般栄養組成を精製飼料のみを用いて再現したもの）を 2.5％添加し、
凍結乾燥納豆との合計を 5％とした。mimic 大豆を作製するにあたり、タンパク
質としてカゼイン、脂質として大豆油、炭水化物としてコーンスターチ、その
他に相当する成分（灰分、麹粕など）としてセルロールを用いた 2),10) 。試験食
100g あたりのエネルギーはいずれも 497kal であった。また、通常飼育食（396kal）
で飼育するコントロール（CO）群、納豆や煮豆を加えず 5％mimic 大豆含有ウ
エスタンダイエット（497kal）で飼育する高脂肪食（HFD）群も準備した。
実験動物と飼育条件
本研究は、
「国立大学法人東北大学における動物実験等に関する規定とその解
説第 2 版」に従って計画を策定し、東北大学総長の承認を得て実施した。全て
の操作は東北大学実験動物指針に沿って行われた。実験動物には 11 週齢の雄性
C57BL/6J マウス（日本クレア（株））を用いた。粉末飼料（日本クレア（株）、
CE-2）で 1 週間の馴化後、12 週齢において各群 10 匹の 6 群に分け、CO 食、HFD
食、2.5N 食、5N 食、2.5S 食、5S 食を与えた（それぞれ CO 群、HFD 群、2.5N
群、5N 群、2.5S 群、5S 群とした）。試験食と水は自由摂食とした。飼育室は温
度と湿度を一定に保ち、明暗サイクルを 12 時間（明期；8:00- 20:00）とした。
試験期間は 8 週間とし、体重を週 1 回、摂食量を 3 日に 1 回測定した。20 週齢
において、12 時間絶食後、断頭屠殺し、各種組織を採取した。
Table 1. ウエスタンダイエット（WD）と通常飼育食（CD）の組成
WD
Casein (g/100g)
19.5
DL-Methionine (g/100g)
0.3
Cornstarch (g/100g)
5
Maltodextrin (g/100g)
10
Sucrose (g/100g)
34.1
Cellulose (g/100g)
5
Milk Fat, Anhydrous (g/100g)
20
Corn oil (g/100g)
1
Mineral mix (S10001) (g/100g)
0.004
Calcium Carbonate
3.5
Vitamin mix (V10001) (g/100g)
0.4
Choline Bitartrate
1
Cholesterol, USP
0.15
Ethoxyquin
0.004
Energy (kcal/100g)
469
CD
16.28
0.25
33.76
8.35
28.47
4.18
0
4.38
0.0034
3.3325
0.38
0.95
0.19
0.004
391
Table 2. 大豆（煮豆と納豆）と mimic 大豆の構成 (/100g)
mimic 大豆
凍結乾燥大豆
Protein
Fat
Carbohydrate
Other
Energy
37.88 g
23.49 g
33.56 g
5.04 g
497.17 kcal
Casein
Soybean oil
Cornstarch
Cellulose
Energy
37.88 g
23.49 g
33.56 g
5.04 g
497.17 kcal
Table 3. 試験食の組成
試験食
mimic 大豆
納豆
煮豆
エネルギー
（ kcal/100g）
CO 群
100%CD
0
0
0
396.32
HFD 群
95%WD
5%
0
0
469.46
2.5N 群
95%WD
2.5%
2.5%
0
469.46
5N 群
95%WD
0
0
0
469.46
2.5S 群
95%WD
2.5%
0
2.5%
469.46
5S 群
95%WD
0
0
5%
469.46
統計処理
データは平均 ± 標準誤差で示した。納豆の影響を調べるため、one-way
ANOVA および Tukey 法により、それぞれの群間の違いを検定し、p < 0.05 の
ときを有意とした。
実験結果
初体重に群間に差は無かったが、終体重では群間に有意な差が認められた
（Table 4）。HFD 群と比べて、2.5N 群は有意に低値を示し、5N 群はさらに低値
を示した。また、5S 群も HFD 群と比べて、有意に低値を示した。摂取量や摂取
エネルギーに群間で大きな差は認められなかった。脳、心臓、腎臓、肝臓、肺、
膵臓、脾臓重量に群間で有意な差は認められなかったが、白色脂肪組織重量で
は群間に有意な差が認められた。精巣周囲や腎周囲脂肪組織では、HFD 群と比
べて、2.5N 群は有意に低値を示し、5N 群はさらに低値を示した。また、2.5S
群や 5S 群も HFD 群と比べて、有意に低値を示した。腸間膜周囲脂肪組織では、
精巣周囲や腎周囲脂肪組織と同様な傾向を示したが、群間で有意な差は認めら
れなかった。また、これらの総量においても、HFD 群と比べて 2.5N 群は有意に
低値を示し、5N 群はさらに低値を示した。また、2.5S 群や 5S 群も HFD 群と比
べて、有意に低値を示した。
Table 4. Body weights, food intake and tissue weights
CO 群
HFD 群
2.5N 群
5N 群
2.5S 群
5S 群
Initial
24.8 ±0.2
24.8 ±0.2
24.9 ±0.2
24.8 ±0.1
24.9 ±0.3
24.9 ±0.3
Final
29.4 ±0.6 ab
32.7 ±0.3 c
30.4 ±0.7 b
28.2 ±0.6 a
30.8 ±0.4 bc
28.9 ±0.4 ab
3.61 ±0.17
2.98 ±0.09
2.93 ±0.06
2.82 ±0.09
2.92 ±0.05
2.92 ±0.07
14.11 ±0.66
13.98 ±0.43
13.75 ±0.27
13.27 ±0.43
13.70 ±0.25
13.74 ±0.31
Brain
0.42 ±0.02
0.43 ±0.01
0.44 ±0.01
0.44 ±0.01
0.41 ±0.02
0.42 ±0.01
Heart
0.13 ±0.01
0.13 ±0.00
0.13 ±0.00
0.14 ±0.01
0.13 ±0.01
0.14 ±0.01
Kidney
0.31 ±0.01
0.31 ±0.01
0.32 ±0.01
0.32 ±0.01
0.33 ±0.01
0.33 ±0.01
Liver
1.33 ±0.05
1.26 ±0.03
1.19 ±0.04
1.18 ±0.06
1.18 ±0.03
1.17 ±0.03
Lung
0.21 ±0.01
0.22 ±0.02
0.24 ±0.02
0.20 ±0.02
0.24 ±0.02
0.22 ±0.01
Pancreas
0.21 ±0.02
0.19 ±0.01
0.17 ±0.022
0.18 ±0.02
0.16 ±0.02
0.18 ±0.02
Spleen
0.10 ±0.02
0.10 ±0.01
0.12 ±0.03
0.18 ±0.04
0.11 ±0.02
0.12 ±0.01
Epididymal
2.23 ±0.20 ab
4.09 ±0.19 c
2.44 ±0.27 ab
1.38 ±0.25 a
2.85 ±0.49 b
1.47 ±0.25 a
Mesenteric
1.01 ±0.09
1.28 ±0.09
1.01 ±0.11
0.82 ±0.13
1.05 ±0.15
0.83 ±0.13
Perinephric
0.96 ±0.13 b
1.53 ±0.12 c
0.89 ±0.13 ab
0.40 ±0.08 a
0.78 ±0.14 ab
0.65 ±0.13 ab
Total
4.32 ±0.36 ab
6.89 ±0.23 c
4.34 ±0.44 ab
2.60 ±0.37 a
4.67 ±0.69 b
2.95 ±0.33 a
Body weight (g)
Food intake
(g/day)
Energy intake
(kcal/day)
Tissue weight
(g/100g b. w.)
White adipose
tissue
Values are mean ± SE, n = 10.
a,b,c
p < 0.05.
考察
本試験では食事における納豆の摂取が肥満の進行に与える影響を、高脂肪食
摂取マウスを用いて検討した。食事に占める納豆の割合を 1 日 1 回摂取を 2.5％、
1 日 2 回を 5％とし、その割合を含有した試験食をマウスに摂取させたところ、
納豆の入っていない食餌を与えたマウスと比べて、納豆含有食を摂取したマウ
スで、含量依存的に白色脂肪組織重量が有意に減少した。加えて、発酵前の煮
豆を同様に含有した食餌を与えたマウスでも、含量依存的に白色脂肪組織重量
が有意に低値を示したが、納豆を摂取した方がより低値を示した。これより、
納豆摂取による抗肥満効果が示された。
納豆は、大豆に納豆菌を加えて発酵したものである。納豆には多くの栄養成
分が含まれており、その有用性が報告されている。納豆の主成分である大豆に
は特徴的なタンパク（グリシニン、βコングリシニン）、多価不飽和脂肪酸が豊
富な脂質に加え、ビタミン E、レシチン、サポニン、イソフラボン（ゲニステ
イン、ダイゼイン、ダイジン、グリシテイン）などの成分が豊富に含まれてい
る。大豆タンパク 11),12) 、大豆イソフラボン 13) は食事性あるいは遺伝性肥満ラ
ットやマウスにおいて、内臓脂肪蓄積を低減させることが示されている 14),15) 。
本試験においても納豆と煮豆両方において、内臓脂肪蓄積を低減させることが
示された。さらに、煮豆よりも納豆の方が効果が強かったことから、発酵によ
り、多くの有益な成分が生成し、これら多くの成分が相加・相乗的に機能する
ことで有益な機能が現れたと推察された。また、発酵大豆食品を摂取したマウ
スにおいて、腸内細菌叢が変化すると報告されている 16) 。腸内細菌叢の変化は、
多くの疾患発症に影響することが知られていることから、本研究結果に腸内細
菌叢が影響した可能性が考えられた。
本試験では、高い肥満抑制効果を示した 1975 年日本食 2) の特徴の一つである
納豆が高脂肪食誘導性肥満の進行にどのような影響を与えるか検討した。その
結果、1 日 1 回の納豆摂取で、内臓脂肪蓄積が抑制された。よって、1975 年日
本食が示した高い肥満抑制効果の一つに納豆の影響が示唆された。過去の疫学
研究で、発酵大豆食品の摂取量が多い人は野菜類、魚介類の摂取量が多いこと
が知られている 17) 。よって、ヒトにおいて習慣的に納豆を摂取することは、食
生活改善や健康維持につながることが大いに期待された。
要約
本試験では、高い肥満抑制効果を示した 1975 年日本食の特徴の一つである納
豆が、高脂肪食誘導性肥満の進行にどのような影響を与えるかマウスを用いて
検討した。食事に占める納豆の割合を 1 日 1 回摂取を 2.5％、1 日 2 回を 5％と
し、その割合を含有した試験食をマウスに摂取させた。その結果、納豆の入っ
ていない食餌を与えたマウスと比べて、納豆含有食を摂取したマウスで、含量
依存的に白色脂肪組織重量が有意に減少した。加えて、発酵前の煮豆を同様に
含有した食餌を与えたマウスでも、含量依存的に白色脂肪組織重量が有意に低
値を示したが、納豆の方がより低値を示した。よって、日本食が示した高い肥
満抑制効果のひとつに納豆の影響が示唆された。過去の疫学研究で、発酵大豆
食品の摂取量が多い人は野菜類、魚介類の摂取量が多いことが知られている。
よって、ヒトにおいて習慣的に納豆を摂取することは、食生活改善や健康維持
につながることが大いに期待できた。
謝辞
本研究は、公益財団法人タカノ農芸化学研究助成財団平成 27 年度研究助成によって行
われました。ご支援いただきました財団の関係者の皆様に、深く御礼申し上げいたします。
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