(57)【要約】【課題】有害物質により汚染された食物を摂取したときに、該有害物質が体内に蓄積することを予防し得る技術を提供する。【解決手段】二重螺旋構造を有する二本鎖ＤＮＡと、該二本鎖ＤＮＡを固定し得る可食性かつ非消化性のマトリクスとからなり、該マトリクスは、有害物質は透過するが該二本鎖ＤＮＡは溶出しないような半透性であり、かつ該有害物質は二本鎖ＤＮＡにインターカレーションするものであることを特徴とする食用有害物質吸着材。該マトリクスは好ましくはジェランガムにより形成され、該有害物質として特にダイオキシン類を効率的に処理することができる。【選択図】無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重螺旋構造を有する二本鎖ＤＮＡと、
該二本鎖ＤＮＡを固定し得る可食性かつ非消化性のマトリクスとからなり、
該マトリクスは、有害物質は透過するが該二本鎖ＤＮＡは溶出しないような半透性であり、かつ該有害物質は二本鎖ＤＮＡにインターカレーションするものであることを特徴とする食用有害物質吸着材。
【請求項２】
前記マトリクスはジェランガムにより形成されることを特徴とする、請求項１記載の食用有害物質吸着材。
【請求項３】
前記マトリクスは食物繊維により形成されることを特徴とする、請求項１記載の食用有害物質吸着材。
【請求項４】
前記有害物質はダイオキシン類であることを特徴とする、請求項１ないし３のうちのいずれか一項に記載の食用有害物質吸着材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食物中に含まれる有害物質を消化管内で吸着する食用有害物質吸着材に関するもので、体内に有害物質が吸収されることなく体外に排泄する吸着材に関する。より特には、経口摂取することにより、食物中に含まれる有害物質、特にダイオキシン類を消化管内で効率良く吸着できる二本鎖ＤＮＡが固定された食用有害物質吸着材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）およびコプラナーポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）は、それらの類似した構造、化学特性、および生態系中での作用機構のために、しばしば“ダイオキシン類”として一緒に扱われ、食物連鎖を通して取り込まれて多くの生物中に蓄積される有害物質である。これらのダイオキシン類は極微量でも生物に悪影響を及ぼす惧れがあるため、ダイオキシン類の発生抑制と汚染された環境からのダイオキシン類の除去は重要な課題である。
【０００３】
ダイオキシン類を除去する手段としては、被処理液を活性炭が流動している膜分離装置内に投入し、該活性炭に水中に溶解したダイオキシン類を吸着させ、活性炭や浮遊物質などの固形分を膜分離によって除去してダイオキシン類を除去することが挙げられる。該手段では、溶解性のダイオキシン類を活性炭に吸着させ、その活性炭と固形分に吸着されているダイオキシンを膜によって濾過することにより、ダイオキシン類を除去することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３９３４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、魚類、肉類等の食物のダイオキシン類による汚染が問題となっている。ダイオキシン類は食物連鎖を通して濃縮されるので、食物連鎖の上位に位置する魚類や動物は高濃度のダイオキシンを含んでいる場合がある。従って、これらの高濃度のダイオキシンに汚染された食物の摂取はヒトの健康に重大な悪影響を及ぼし、急性毒性、催奇形性、発癌性、生殖毒性等の他、免疫異常、内臓障害を引き起こす可能性がある。
【０００５】
ここで、魚類や肉類等の食物中に蓄積されたダイオキシン類の除去における問題点は、これらのダイオキシン類が脂質中に蓄積されていることである。脂質中に蓄積されたダイオキシン類は水中には殆ど遊離せず、水中に溶解したダイオキシン類の除去に適した従来技術の方法により有効に除去することはできない。しかしながら、ダイオキシン類が有する上記の強力な毒性を考慮すれば、ダイオキシン類が食物の摂取を介して体内に取り込まれることを防ぐ技術の開発は急務である。
【０００６】
本発明は、係る課題を解決するものであって、たとえダイオキシン類等の有害物質により汚染された食物を摂取したとしても、該有害物質が体内に蓄積することを予防し得る技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、有害物質により汚染された食物が消化管内での脂質の分解の際に遊離することに着目し、係る遊離したダイオキシン類を消化管内で吸着材に吸着させ、そして該吸着材と共に排泄し得ることを見出した。そして、該吸着材として二本鎖ＤＮＡを使用すると、二本鎖ＤＮＡの塩基対の間に平面構造を有する芳香族化合物が入り込む、所謂インターカレーションによりダイオキシン類を効率良く吸着でき、また消化管内で該二本鎖Ｄ
ＮＡを分解されることがない技術を開発し、これにより汚染された食物中の有害物質の体内への取り込みを予防し得ることを確認して本発明を完成させた。
【０００８】
従って本発明は、二重螺旋構造を有する二本鎖ＤＮＡと、該二本鎖ＤＮＡを固定し得る可食性かつ非消化性のマトリクスとからなり、該マトリクスは、有害物質は透過するが該二本鎖ＤＮＡは溶出しないような半透性であり、かつ該有害物質は二本鎖ＤＮＡにインターカレーションするものであることを特徴とする食用有害物質吸着材に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、汚染された食物中に含まれる有害物質は、消化管内で脂質から遊離した際に、二本鎖ＤＮＡへのインターカレーションにより食用有害物質吸着材に吸着されて該食用有害物質吸着材と共に排泄される。これにより、たとえ有害物質により汚染された食物を摂取したとしても、食物中に含まれる有害物質が体内に取り込まれることはなく、該有害物質に起因する毒性を予防することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の食用有害物質吸着材は、二本鎖ＤＮＡと、該二本鎖ＤＮＡを固定し得る可食性かつ非消化性のマトリクスとからなる。
【００１１】
本発明で用いる二本鎖ＤＮＡは、二重螺旋構造を有する二本のポリヌクレオチド鎖からなる。二本のポリヌクレオチド鎖の糖−リン酸骨格では、構造的相補性を有する平面的な塩基同士が螺旋の軸に対して垂直に螺旋の中央部に向かって突出し合い水素結合で結合している。ＤＮＡの二本鎖の塩基対同士の間には、Ｂ型構造の場合、幅約１．１ｎｍ、高さ約０．３４ｎｍの隙間があり、平面構造を有する小分子はこの隙間に入り込むことが可能であって、これをインターカレーションと呼ぶ。この現象は小分子の電荷や疎水性により促進される場合がある。ダイオキシン類は複数のベンゼン環からなる平面構造を有し、疎水性を示すことから、ＤＮＡへのインターカレーションはダイオキシン類を吸着するための有効な手段である。
【００１２】
前記二本鎖ＤＮＡとしては例えば、魚類の白子を原料としたものを使用することができる。魚類の白子はＤＮＡを多量に含んでいることが知られている。しかしながら魚類の白子はごく一部が鮮食用として利用されるのみで、加工の困難さ、短い保存可能期間等の理由からその利用分野は限られており、大部分は廃棄処分されている。特に、北海道で大量に水揚げされる鮭の白子は年間４千トン以上が飼料や肥料に使われるか廃棄処分されている。従って、魚類の白子は、二本鎖ＤＮＡの安価な大量生産のための原料として特に適している。該魚類としては例えば鮭、鰊、鱒、鱈等を挙げることができ、これらの白子から皮、筋、血管等を除去した後、油分を除き精製することによって二本鎖ＤＮＡを得ることができる。
【００１３】
本発明の食用有害物質吸着材において二本鎖ＤＮＡを固定するマトリクスには、１）経口摂取した場合に健康状態に悪影響を及ぼさない程の可食性を有すること、２）胃および腸において分解されずに排出されるように非消化性であること、および３）有害物質は透過するが該二本鎖ＤＮＡは溶出しないような半透性であることの三つの条件を満たすことが要求される。
【００１４】
本発明のマトリクスが有する可食性とは、経口摂取した際に健康状態に対して悪影響を及ぼさない性質を意味する。言い換えると、本発明の食用有害物質吸着材の経口摂取により、マトリクスを形成する材料に起因した健康障害は生じない。しかしながら、本発明のマトリクスを形成する材料として、該悪影響を全く及ぼさないもののみを選択して使用する必要はない。大量に摂取した場合には何らかの悪影響を引き起こすが、通常用いられる
食用有害物質吸着材の摂取量の範囲内においては軽微で殆ど無視できる程の影響しか及ぼさないものもまた、本発明のマトリクスとして使用することができる。
【００１５】
また、本発明のマトリクスが有する非消化性とは、食用有害物質吸着材を経口摂取した際に、胃、腸等の消化管内で分解されない性質を意味する。即ち、本発明の食用有害物質吸着材は、胃液や腸液の中に存在する酸や酵素の作用により消化分解されないものである。従って、本発明の食用有害物質吸着材では、消化管内でマトリクスが分解することはなく、二本鎖ＤＮＡは有害物質の吸着の前後を通して常にマトリクスに固定されている。
【００１６】
本発明のマトリクスが有する半透性とは、有害物質は透過するが二本鎖ＤＮＡは溶出しないような性質を意味する。本発明の食用有害物質吸着材が処理の対象とする有害物質、例えばダイオキシン類は二本鎖ＤＮＡと比較して遥かに分子量の小さな化合物である。本発明のマトリクスはこのような分子量における差異、ひいては分子の寸法における差異を利用して、有害物質は透過するが二本鎖ＤＮＡは透過しない半透性を実現するものである。より具体的には、本発明のマトリクスはその中に通路を有し、その寸法は有害物質が通過するには十分大きいが、二本鎖ＤＮＡよりは遥かに小さい。小分子である有害物質は該通路を通って自由に移動することができ、一方、二本鎖ＤＮＡは該通路を移動することができず、マトリクスに絡まり固定されている。
【００１７】
本発明のマトリクスが半透性であることは、二本鎖ＤＮＡを酵素による分解から保護するというさらなる作用を有する。通常、二本鎖ＤＮＡをそのまま経口摂取すると、消化管内に存在するヌクレアーゼ等の酵素の作用により、短いＤＮＡ断片へと分解され、最終的には個々のアミノ酸まで分解されてしまう。しかしながら上記したように、本発明の食用有害物質吸着材は、有害物質の吸着機構として二本鎖ＤＮＡへのインターカレーションを利用するので、マトリクスに固定された二本鎖ＤＮＡは、有害物質の吸着の前後でその二重螺旋構造を維持する必要がある。ここで本発明の食用有害物質吸着材のように、二本鎖ＤＮＡが半透性のマトリクスに固定されていると、マトリクスの表面上にある二本鎖ＤＮＡについては酵素により分解される可能性があるものの、マトリクスの内側にある二本鎖ＤＮＡについては、上記したようにマトリクス内部に有害物質より相当に大分子である酵素が進入できないため、酵素による分解を受けることはない。
【００１８】
上記の三つの条件を満たす本発明のマトリクスの好ましい例は、ジェランガムにより形成されるマトリクスおよび食物繊維により形成されるマトリクスである。より特に好ましいのは、ジェランガムにより形成されるマトリクスである。
【００１９】
ジェランガムとは、水草から採取された微生物“シュードモナス・エロディア（Pseudomonas elodea）”がブドウ糖などを栄養素として体外に排出した代謝物を培養液より分離、精製して得られる酸性の多糖類であって、Ｄ−グルコース残基、Ｄ−グルクロン酸残基、Ｄ−グルコース残基およびＬ−ラムノース残基が順に結合した以下で表す四糖の繰り返し構造単位を含む：
【化１】
2005213238.tif 000002
このジェランガムは食品添加物、特に増粘安定剤の用途において、澱粉やペクチン、ゼラ
チン、アルギン酸ナトリウムの代替品としてまたはこれらと共に使用されている。
【００２０】
ジェランガムが経口摂取により悪影響を及ぼさないことは、１９９０年に米食品医薬品局（ＦＤＡ）により確認されている。またジェランガムは、一価または二価の陽イオンを添加することにより容易にゲル化して水に不溶なマトリクスを形成し、こうして形成されたマトリクスは、胃液や腸液中の強酸性条件や、胃液や腸液中に存在する酵素の作用によって分解しない。またジェランガムマトリクスは、マトリクス中に存在する通路の寸法を有害物質を自由に透過させ、かつ二本鎖ＤＮＡのマトリクス外への移動および酵素のマトリクス内への移動を制限するように適宜決定することができる。
【００２１】
ジェランガムマトリクスからなる本発明の食用有害物質吸着材は例えば、ジェランガム水溶液と、二本鎖ＤＮＡ水溶液とを混合し、該混合用液にナトリウムイオン、カルシウムイオン等を添加してゲル化させることにより製造することができる。製造に用いるジェランガム水溶液および二本鎖ＤＮＡ水溶液の濃度、並びに添加する陽イオンの量は適宜決定することができる。またジェランガム水溶液の濃度、二本鎖ＤＮＡ水溶液の濃度、溶液中に含まれるジェランガムと二本鎖ＤＮＡとの比率、添加する陽イオンの量、添加時に行う溶液の攪拌の程度、温度の変更等により、食用有害物質吸着材の寸法を適宜制御することもできる。
【００２２】
こうして製造した食用有害物質吸着材では、マトリクスに二本鎖ＤＮＡが絡み固定されている。該マトリクスが有する通路は二本鎖ＤＮＡの寸法に比べて十分に小さいため、二本鎖ＤＮＡはマトリクス中を移動することができずに固定されたままとなる。またマトリクスに固定された二本鎖ＤＮＡのうち、マトリクス表面より外側に延びている一部は酵素の作用により分解さる可能性があるけれども、マトリクス内部の二本鎖ＤＮＡには酵素が接近できず分解されることはない。従って、本発明の食用有害物質吸着材では、二本鎖ＤＮＡを分解し得る酵素が存在する環境下においても、二本鎖ＤＮＡへのインターカレーションを利用した有害物質の吸着を行うことができる。
【００２３】
また本発明の食用有害物質吸着材の他の態様として、二本鎖ＤＮＡを消化性のマトリクスに固定し、該マトリクスを非消化性のマトリクスでさらにコーティングしたものもある。この態様では、二本鎖ＤＮＡは消化性のマトリクスに固定されているけれども、該消化性のマトリクスを非消化性のマトリクスでさらにコーティングすることにより、消化性のマトリクスを分解から保護し得る。これにより食用有害物質吸着材を全体として非消化性とすることができ、二本鎖ＤＮＡの固定に用いるマトリクスを構成する材料の選択範囲を大幅に拡大することができる。
【００２４】
本発明の食用有害物質吸着材で処理可能な有害物質は多岐にわたるが、ＤＮＡへのインターカレーションを利用することから、平面的な立体構造を有する有機化合物、例えば芳香族環を有する化合物を好ましく処理することができる。特にジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（ＤＤ）、ジベンゾフラン（ＤＦ）、ビフェニル（ＢＰ）、ポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）、コプラナーポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）等のダイオキシン類の処理に本発明の食用有害物質吸着材は有効である。また発癌性物質も好適に吸着することができる。
【００２５】
本発明の食用有害物質吸着材は、経口摂取することにより使用される。汚染された食物を摂取すると、食物中の脂質は腸管内で分解され、この際、脂質中に蓄積された有害物質が脂質から遊離して腸管内に放出される。一方、経口摂取された食用有害物質吸着材は食道、胃等を経て腸管に到達するが、腸管に至る過程において、食用有害物質吸着材のマトリクスに固定された二本鎖ＤＮＡのうちマトリクスの外側に延びた部分は酵素の作用により分解されてしまう。しかしながら、マトリクスの内側には酵素が接近できないため、マ
トリクスの内側に二本鎖ＤＮＡは残存する。そして腸管内に本発明の食用有害物質吸着材が到達すると、遊離した有害物質はマトリクス中の通路を通って食用有害物質吸着材中に透過し、インターカレーションンにより二本鎖ＤＮＡに吸着される。一度インターカレーションにより吸着された有害物質は二本鎖ＤＮＡと強固に結合し、再度遊離することは殆どないと考えられる。こうして有害物質を吸着した食用有害物質吸着材は、マトリクスが非消化性であるため腸管内で分解せず、大便として体内から排出される。このような機構を通して本発明の食用有害物質吸着材の使用は、有害物質により汚染された食物を摂取したときに、該有害物質が体内に取り込まれるのを予防することができる。
【００２６】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２７】
実施例１：食用有害物質吸着材の製造
ジェランガム１％水溶液を調製し、該水溶液に魚類の白子由来の二本鎖ＤＮＡをジェランガム：二本鎖ＤＮＡの重量比が１０：３および１０：５となるように添加した。こうして調製した混合水溶液２ｍＬを１０％塩化ナトリウム水溶液に滴下添加し、３００ｒｐｍで１５分間攪拌し、その後１０分間静置した。形成したビーズを濾過により回収し、本発明の食用有害物質吸着材を得た。
また比較の目的で、二本鎖ＤＮＡを含まないジェランガム１％水溶液を塩化ナトリウム水溶液に滴下添加して形成したビーズも製造した。
得られたビーズの形状を観察すると、二本鎖ＤＮＡを含まないもの、含量の少ないもの程、より球形に近い外形を有していた。
【実施例２】
【００２８】
実施例２：食用有害物質吸着材によるジベンゾフランの吸着１
実施例１で製造した食用有害物質吸着材（混合水溶液２ｍＬ分）を、３７℃に保持した人工胃液（酵素含）４０ｍＬ中に投入し、１時間振盪した。
振盪後、食用有害物質吸着材を取り出してダイオキシン類の一種であるジベンゾフランを２ｐｐｍ含有するホスフェート緩衝生理食塩水（Phosphate-buffered saline、ｐＨ７．５）４０ｍＬ中に投入し、温度を３７℃に維持したまま一晩振盪した。
振盪完了後、前記ジベンゾフランを含有するホスフェート緩衝生理食塩水４ｍＬを分取し、残存するジベンゾフランを蛍光分光光度計により測定した。該測定を、ビーズを添加しなかった場合、二本鎖ＤＮＡを含まないジェランガムビーズを添加した場合、ジェランガム：二本鎖ＤＮＡの重量比が１０：３であるビーズを添加した場合、およびジェランガム：二本鎖ＤＮＡの重量比が１０：５であるビーズを添加した場合について行った。結果を図１に図示する。なお、振盪完了後において食用有害物質吸着材は溶解せずに残存していた。
図１は、縦軸に吸光度、横軸に波長をとり、２５０〜４００ｎｍでの蛍光吸収スペクトルを図示するグラフである。図１において、「ビーズなし」はビーズを添加しなかった場合を示し、「ジェランガム１％」は二本鎖ＤＮＡを含まないジェランガムビーズを添加した場合を示し、「ジェランガム１％ＤＮＡ０．３％」はジェランガム：二本鎖ＤＮＡの重量比が１０：３であるビーズを添加した場合を示し、「ジェランガム１％ＤＮＡ０．５％」はジェランガム：二本鎖ＤＮＡの重量比が１０：５であるビーズを添加した場合を示し、そして「２ｐｐｍＤＦ／ＰＢＳ」は一晩振盪する前のジベンゾフランを２ｐｐｍ含有するホスフェート緩衝生理食塩水を示す。
図１から明らかなように、本発明の食用有害物質吸着材を添加した場合には、そうでない場合と比較してホスフェート緩衝生理食塩水中のジベンゾフラン濃度が減少した。しかも二本鎖ＤＮＡの含有量が多ければ多い程、ジベンゾフラン濃度の減少量はより多かった。
【実施例３】
【００２９】
実施例３：食用有害物質吸着材によるジベンゾフランの吸着２
実施例１で製造した３種類の食用有害物質吸着材（二本鎖ＤＮＡを含まないジェランガムビーズ、ジェランガム：二本鎖ＤＮＡの重量比が１０：３であるビーズ、およびジェランガム：二本鎖ＤＮＡの重量比が１０：５であるビーズ）の各々（混合水溶液２ｍＬ分）を、互いに混ざり合わないようネットに収容し、各々の該ネットを、ジベンゾフランを２ｐｐｍ含有するホスフェート緩衝生理食塩水６００ｍＬの入った同一のビーカー中に浸漬し、温度を３７℃に維持したまま４時間攪拌した。
攪拌完了後、各ネットをホスフェート緩衝生理食塩水から引き上げ、水気を良く切った後にネットから食用有害物質吸着材を取り出した。次いで、食用有害物質吸着材をヘキサン１０ｍＬ中に浸漬して一晩振盪し、吸着されたジベンゾフランを一晩抽出した。次いで、ヘキサン中に抽出されたジベンゾフランを分光光度計により測定した。結果を図２に図示する。
図２は、縦軸に吸光度、横軸に波長をとり、２２０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲において紫外線吸収スペクトルを図示するグラフである。図２において、「ジェランガム１％」は二本鎖ＤＮＡを含まないジェランガムビーズの場合を示し、「ジェランガム１％ＤＮＡ０．３％」はジェランガム：二本鎖ＤＮＡの重量比が１０：３であるビーズの場合を示し、そして「ジェランガム１％ＤＮＡ０．５％」はジェランガム：二本鎖ＤＮＡの重量比が１０：５であるビーズの場合を示す。
図２から明らかなように、本発明の食用有害物質集積物質からはジベンゾフランが抽出され、溶液中のジベンゾフランを多く吸着していた。しかも二本鎖ＤＮＡの含有量が多ければ多い程、食用有害物質吸着材へのジベンゾフランの吸着量はより多かった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、実施例２における蛍光スペクトルを図示するグラフである。
【図２】図２は、実施例３における蛍光スペクトルを図示するグラフである。
【図１】
2005213238.tif 000003
【図２】
2005213238.tif 000004