本研究は，日本農芸化学会 2023 年度大会（広島）における「ジュニア農芸化学会」（発表は新型コロナウイルス感染症対策のためオンライン形式で実施）に応募された研究のうち，本誌編集委員会が優れた研究として選定した 6 題の発表のうちの一つです．

日本農芸化学会

ビターチョコレートでスキンケア（日焼け予防）！
山村学園山村国際高等学校生物部
塩田はな（コーチ：天野
化粧品のアウターケアにより肌荒れを経験した筆者は，本研究において，ポリフェノールを用いたインナーケアによるスキンケア（日焼け止め）効果を検討した．方法は，カカオポ
リフェノールの含有量が異なるチョコレートをヘアレスマウ●

スに摂取させ，紫外線照射後に背部皮膚の紅斑を色差計にて測定し，日焼け予防効果を検証するというものである．その誉）

線を浴びると必ず赤い日焼けをして，褐色の日焼けはなし）およびタイプ II（紫外線を浴びると簡単に赤い日焼けをして，褐色の日焼けはあまり見られない）に該当する場合は，肌が赤く炎症を起こす急性皮膚症状である紅斑が現れ，主な原因となるのは UVB である．これは，結果，カカオポリフェノール含有量の多いビターチョコレー真皮上皮層の毛細血管が炎症反応を起こし，充血して皮トに日焼け予防効果が認められた．

膚の色が赤くなった状態を指す．タイプ I 以外のタイプ

化学と生物

では，紅斑が消失した後にメラノサイトで産生されたメ
本研究の目的・方法および結果と考察

ラニンによる色素沈着（褐色の日焼け）が起こる．紫外
線から肌を守るスキンケアには，日焼け止めによる肌の【目的】保護を目的としたアウターケアと，抗酸化作用のある食私たち生物部の研究テーマは，微生物（真正細菌）に品などの摂取によるインナーケアがある．上述のように対して抗菌力をもつ食品成分の検証とマウス腸内フロー日焼け止めによる肌荒れを経験したことから，インナーラを解析することによる食品の機能性の検証(1〜6)である．このような研究活動の中，筆者は中学生の時に化粧品の日焼け止めが肌に合わず，肌荒れを経験したことからスキンケアの研究に興味を持った．
日焼けは太陽光に含まれる紫外線によるもので，紫外ケアによるスキンケアのアプローチとして，特に食品成分の可能性を検証したいと考えた．
先行研究 (10, 11) によると，コーヒーを一日に 2〜3 杯摂取するとシミ予防が認められ，その効果にはポリフェノールが寄与すると報告されている．しかし，コーヒー

線は UVA（400〜320 nm），UVB（320〜280 nm），UVCが苦手なことから，高校生が大好きなお菓子のチョコ（280 nm＞）に分類され，UVC はオゾン層で吸収され地レート（以下，チョコ）(12) に注目した．チョコはカカオ上には届かない（近年オゾンホールの出現により，極地を材料としたカカオマスを使って製造され，このカカオな ど で は 到 達）
．UVA は 皮 膚 の 真 皮 深 部 ま で， ま たマスの含有量が多いビターチョコや粉乳などの乳製品をUVB は真皮上層まで到達し，特に DNA の塩基に吸収さ混入したミルクチョコなどがある．カカオは赤道上の多れやすく（UVB 波長域付近の 260 nm を吸収）
，チミン

くの地域で栽培され，強力な紫外線から身を守るためにやシトシンにピリミジン 2 量体を形成させ修復不能な損多量のポリフェノール（カカオポリフェノール）を含有

傷を与え，さらに細胞内では活性酸素を発生させるなすることから，チョコを摂取することで日焼け予防効果

ど，紫外線（UVB が主体）は皮膚癌や細胞致死の原因が期待できると考えた．そこで，カカオポリフェノールと考えられている(7, 8)．また紫外線によるヒトの日焼け含有量が異なるチョコをマウスに摂取させ，紫外線を照にはいくつかの分類方法があるが，Fitzpatrick 博士は 6射した後，皮膚の紅斑を色差計により測定することでカつに分類しており (9)，6 つのタイプのうちタイプ I（紫外カオポリフェノールによる日焼け予防効果を検証した．

100

化学と生物 Vol. 62, No. 2, 2024

【実験方法】

与したチョコの量は，高校生（10 代後半〜20 代女子）

実験動物の平均体重 50 kg あたりのメーカー摂取目安量（約 50 g）

1.

日焼けによる皮膚を観察するため，ヘアレスマウスををヘアレスマウスの平均体重（22 g）に換算して算出用いた．ヘアレスマウス（BALB/cAJcl-nu/nu）は東京（22 mg/日）した後，HED 係数換算 (14)（270 mg/日）し実験動物から購入したメス（6 週齢）を 2 週間の予備飼た．またネガティブコントロール群として，紫外線を照育を行った後，1 群 3 匹として使用した．検証はマウス射しないヘアレスマウスも使用した（表 2）．チョコの用のアイソレーターで実施し，照明は自然照明で気温は投与 10 週間後（18 週齢）に紫外線を照射したが，これ空調した室温とした．また本実験は，文部科学省「研究はヒトとマウスの年齢変換からヒトの 10 代後半に相当機関等における動物実験等の実験に関する基本指針」にすると判断した (15)．

準じて行った．

4.

日本農芸化学会

2.

●

紫外線の照射には，市販の日焼けマシン（ネオタンチョコのパッケージに記載されているカカオポリフェA90：UVA 波長域）の紫外線量を，本校の所在地であノール含有量を参考に，明治（株）のミルクチョコであるる坂戸市（埼玉）の 2022 年 7 月に実測した晴天時の線量「ハイミルクチョコレート」を低ポリフェノールチョコ，（7 mw/cm2）となるように調節して使用した．また照射

ビターチョコの「チョコレート効果カカオ 72％」を高時間は，登下校に要する徒歩の時間 30 分間とした．照ポリフェノールチョコとして使用した(13)．また，材料射の方法は，へアレスマウスを仕切りのあるアクリル製となるチョコの栄養成分（推定値）は，カカオポリフェの箱に入れ，脱走防止用の網蓋をして日焼けマシンの真ノールの含有量以外はほぼ同等であった（表 1）．

下（10 cm）に配置して実施した．なお 30 分間の連続照

3.

化学と生物検証材料

紫外線照射方法

チョコレートの投与方法

射では，アクリル製の箱の温度が上昇するので小型ファコントロール群のへアレスマウスには，飼育繁殖飼料ンにより送風冷却した．照射後の日焼けの確認は，ヘア（CE-2：日本クレア）と飲料水は自由摂取させ，チョコレスマウスの背部皮膚の紅斑状態を目視で確認した後，は無投与で検証開始から 10 週間後に紫外線を照射した．

色差計（TES-3250：アズワン）で測定した．

一方，低ポリフェノールチョコ群と高ポリフェノール

5.

検定方法
統計処理としては 検定（Student s -test）を用いた．

チョコ群のへアレスマウスには，飼育繁殖飼料と飲料水【結果】は自由摂取で，2. のチョコを 1 日 1 回，10 週間「おやチョコを投与せずに紫外線を照射したコントロール群つ」として 16 時に投与した．なお，「おやつ」として投

表 1 ■ ヘアレスマウスに投与したチョコレートの栄養成分量（50 g あたりの推定値）

エネルギー（kcal）
たんぱく質（g）
脂質（g）
炭水化物（g）
糖質（g）
食物繊維（g）
食塩相当量（g）
カカオポリフェノール（mg）

ハイミルクチョコレート
（低ポリフェノールチョコ）

チョコレート効果カカオ 72％（高ポリフェノールチョコ）

289
4.8
19.5
24.4
23.0
1.40.12042805.0
20.0
22.0
16.0
6.00.01270

表 2 ■ ヘアレスマウスへのチョコレート投与（摂取）量※ 1 と紫外線照射
コントロール群
飼育繁殖飼料（CE-2）
ハイミルクチョコレート
チョコレート効果カカオ 72％
紫外線照射※ 2

低ポリフェノールチョコ群 高ポリフェノールチョコ群 ネガティブコントロール群

自由摂取

自由摂取
270 mg/日

〇

〇

自由摂取

自由摂取

270 mg/日〇×※ 1：高校生（女子）の平均体重 50 kg あたりのメーカー摂取目安量（50 g）をヘアレスマウスの平均体重（22 g）に換算後，HED 係数換算した値（270 mg/ 日）．
※ 2：晴天時の線量（7 mw/cm2）を 30 分間照射．

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日本農芸化学会●

では背部皮膚に紅斑が認められた．これを色差計で測定

低ポリフェノールチョコ群に投与したミルクチョコの約し，この値（紅斑相対値：1.00）を基準として各群と比6.2 倍もの含有量であることから，スキンケア（日焼け較した（図 1, 2）．このとき，紫外線を照射しなかった予防）の効果が現れて背部皮膚の紅斑が観察できなかっ

ネガティブコントロール群の値は 0.87 であった（図 1,たと考えられる．さらに，ビターチョコにはカカオ含有2）．低ポリフェノールチョコ群では，背部皮膚には紅斑量が 80％以上のチョコも存在するが，高校生でも口にが認められ，値は 0.97 とコントロール群と比べてほとんしやすく極端に苦くないチョコで試験したいと考え，本ど差は認められなかった（図 1, 2）．一方，高ポリフェ校生物部員による官能試験の結果から今回の検証には使ノール群では，背部皮膚の紅斑は目視では確認できず，用しないことを決定した．一方，ネガティブコントロー

値も 0.88（ ＜0.003）とコントロール群に比べ統計的にル群の紅斑相対値（0.87）と比較して，高ポリフェノー優位な差が認められた．また，紫外線を照射しないネガル群はほぼ同等な値（0.88）を示した．これはチョコ効

ティブコントロール群の値（0.87）と同等であった．

果カカオ 72％に含有されるカカオポリフェノール量【考察】（1270 mg/50 g）が，先行研究 (10, 11) にあるコーヒー 3 杯

低ポリフェノールチョコ群に投与したミルクチョコのポリフェノール含有量（1200 mg/600 mL）と同等のは，カカオポリフェノールの含有量が 204 mg/50 g であ量を含むことから，カカオポリフェノール摂取によるスる．コントロール群の紅斑相対値（1.00）と低ポリフェキンケア（日焼け予防）の効果が認められたと考えた．

ノールチョコ群の紅斑相対値（0.97）にはほとんど差がこの効果のメカニズムとしては，エピカテキンを主とすなく，このカカオポリフェノール含有量ではスキンケア

るカカオポリフェノールが持つ水酸基が日焼けにより発（日焼け予防）の効果は認められないと考えた．しかし，生する活性酸素種を捕らえ，これを消去する抗酸化作用高ポリフェノール群に投与したチョコ効果カカオ 72％が考えられた．には，カカオポリフェノールが 1270 mg/50 g も含まれ，本研究の意義と今後の展望
コーヒーのシミ予防（美白）効果は知られているが (10, 11)，

化学と生物

筆者を含む高校生はコーヒーが苦手な人も多いことから，カカオポリフェノールを含有するチョコの摂取（投与）によるスキンケア（日焼け予防）を考えたのが本研究の切っ掛けである．高価ではあったが体毛の少ないヘアレスマウスにおけるスキンケア（日焼け予防）の効果は，ビターチョコに含有されるカカオポリフェノールによるインナーケアであると示唆された．50 g のチョコのカフェイン含有量はコーヒー一杯に含まれるそれのわず
図 1 ■ チョコレート投与後の紫外線照射によるヘアレスマウス
背部皮膚の紅斑相対量か 20％であるとの報告 (16) もあり，カフェインが苦手であればコーヒーではなくチョコによるスキンケア（日焼

図 2 ■ チョコレート投与後の紫外線照射によるヘアレスマウス背部皮膚の紅斑状態

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け予防）という選択肢もあるのではないかと考える．これは日焼け止めによるアウターケアに頼らない，ビターチョコによるインナーケアとなる．さらにチョコは，コーヒーと異なり携行に便利で，カバンに入れておけば通学中や休み時間など，いつでも，どこでも簡単に口にすることができる優れた食品でもある．
本研究はヘアレスマウスによる検証であり，さらなる検討が必要ではあるが，同じ哺乳動物のヒトにおいてもカカオポリフェノールの経口摂取によるスキンケア（日焼け予防）の可能性に期待したい．また，ビターチョコに含有されるカカオポリフェノールの経口摂取量を細か

日本農芸化学会

く検討することでスキンケアに必要な閾値を求めることも大切である．さらに，チョコにはカカオポリフェノール以外の脂質や糖質などの成分も含有されることから，チョコではなくカカオポリフェノールが主成分となる食材を材料としたスキンケア（日焼け予防）の検証も必要ではないかと考えている．

1) 山村国際高等学校生物部：マウス腸内フローラから観察したマヌカハニーの機能性，第 6 回 高校生バイオサミッ
ト in 鶴岡（農林水産大臣賞受賞），2016.
2) 山村国際高等学校生物部：化学と生物，55, 68 (2017).

Copyright © 2024 公益社団法人日本農芸化学会
DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.62.100

化学と生物●

文献3) 山村国際高等学校生物部：マウス腸内フローラから健康食品の機能性を探る，第 7 回 高校生バイオサミット in 鶴岡（審査員特別賞受賞），2017.
4) 山村国際高等学校生物部：マウス潰瘍性大腸炎モデルから観察したマヌカハニーの機能性第 8 回高校生バイオサ
ミット in 鶴岡（審査員特別賞受賞），2018.
5) 山村国際高等学校生物部：女子必見！肥満マウスでも乳酸菌チョコレートでダイエット！日本農芸化学会（仙台大会）ジュニア農芸化学会 2021 高校生による研究発表会（銅賞受賞），2021.
6) 山村国際高等学校生物部：化学と生物，60, 95 (2022).
7) 小林静子：YAKUGAKU ZASSHI, 126, 677 (2006).
8) 中込 哲，牛山 明，高橋美雪，小笠原裕樹，石井一行，
淺野牧茂，大久保千代次：生体医工学，48, 42 (2010).
9) T. B. Fitzpatrick:, 124, 869 (1988).
10) Y. Fukushima, Y. Takahashi, Y. Hori, Y. Kishimoto, K.
Shiga, Y. Tanaka, E. Masunaga, M. Tani, M. Yokoyama& K. Kondo:, 54, 410 (2015).
11) 全日本コーヒー協会（コーヒーの基礎知識）：coﬀee.ajca.
or.jp/webmagazine/library/facts/
12) 若年層のお菓子に関するアンケート：lab.testee.co/teenssnacks
明治：qa.meiji.co.jp/faq/show/132?site̲domain=default13) （株）14) アメリカ食品医薬品局：fda.gov/media/72309/download
15) S. Wang, X. Lai, Y. Deng & Y. Song:, 242, 117242(2020).
16) 日 本 チ ョ コ レ ー ト・ コ コ ア 協 会：chocolate-cocoa.com/lecture/q12/

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