本研究は、日本農芸化学会 2021 年度大会（仙台）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

日本農芸化学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。

乳酸菌チョコレートは肥満マウスに体重の減少効果！
山村学園山村国際高等学校生物部
稲田未来（コーチ：天野
チョコレート（以下，チョコ）は，若い世代で最も人気のある 菓 子 で あ る が， 一 般 的 に 高 カ ロ リ ー で 糖 質 が 多 い． 一 方，化学と生物●

乳酸桿菌（以下，乳酸菌）の摂取は腸内フローラの改善作用により体重減少効果が報告されている．
そ こ で 本 研 究 で は，20 週 齢（ヒ ト で あ れ ば 10 代 の 若 い 世 代誉）呼ばれるクロストリジウムを減少させると共に，日和見菌の一種であるバクテロイデス（以下，日和見菌）を増加させて腸内フローラのバランスを改善することが知られている (7,8)．さらに日和見菌による短鎖脂肪酸の産生に 相 当） の 肥 満 マ ウ ス に 乳 酸 菌 チ ョ コ を 30 日 間 投 与 す る 実

が脂肪細胞の脂肪の取り込みを防ぐなどして体重増加を験を行なった．その結果，高脂肪飼料のみを摂取した肥満マ抑制するとの報告がある (9)．このような背景から，チョウスと比較し，高脂肪飼料と乳酸菌チョコを摂取した肥満マウスにおいて腸内フローラが改善されると共に，体重の有意な 減 少 が 認 め ら れ た（− 13 ％）． こ の こ と か ら， 肥 満 マ ウ ス
において乳酸菌チョコの投与は体重の減少効果がある可能性が示された．

コに乳酸菌が添加されれば，腸内フローラのバランスを改善してマウスの体重減少につながるのではないかと考えた．しかもチョコは，（1）加工に高温を必要としない，（2）脂質により水分を含まない，さらに（3）硬化す
れば空気を遮断する特性などを有し，乳酸菌の保存に適

本研究の背景，材料および方法，結果・考察，【背景】

結論するとの報告もある (10)．
そこで本研究では，高脂肪飼料で強制的に肥満誘導させた肥満マウスに森永乳業が発見したヒト由来の殺菌乳

私たち生物部の研究は，微生物（真正菌類）を対象と酸菌が添加されたシールド乳酸菌チョコ (11) を投与してしている．ここ数年は，微生物をマーカーとした食品の体重の減少効果を検証した．

抗菌効果やその機能性とマウス腸内フローラとの関係性【材料および方法】を検証している．

1.

2015 年にマヌカハニーが食中毒原因菌に高い抗菌効(1)肥満マウスに与えた試料
試料は，対照区は日本クレア（株）の「飼育繁殖用飼料果を示すことを報告し ，さらに 2016 年から 2018 年にCE-2（以下，普通飼料）」を摂取させ，実験区には同じかけて，マヌカハニーをマウスに投与すると乳酸菌が増く日本クレア（株）の「高脂肪飼料 HFD-32（以下，高脂加し，クロストリジウムが減少するなど腸内フローラを肪飼料）」を摂取させた．また，乳酸菌を含まないチョ改善するのみならず潰瘍性大腸炎モデルマウスの炎症もコとして，ロッテ（株）の「ガーナミルクチョコレート改善することを報告してきた

(2〜5)

．

チョコは若い世代（10 代）で最も人気のある菓子で(6)（以下，プレーンチョコ）」を投与した．一方，乳酸菌を含むチョコは，森永製菓（株）の「たべるシールド乳酸菌あるが ，高カロリーで糖質が多いため，毎日摂取するチョコレート（以下，乳酸菌チョコ）」を投与した（図と体重増加が気になる菓子でもある．一方，乳酸菌やビ1）．また，今回実験に用いたプレーンチョコと乳酸菌

フィズス菌は通称善玉菌と呼ばれ，増加すれば悪玉菌とチョコの栄養成分（推定値）は，乳酸菌の含量以外はほ化学と生物 Vol. 60, No. 2, 2022

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図 1 ■ 肥満マウスに与えた各試料

日本農芸化学会

表 1 ■ プレーンチョコと乳酸菌チョコの栄養成分（50 g あたりの推定値）プレーンチョコ

乳酸菌チョコ

278 kcal
3.8 g
16.6 g28.3 g0.08 g̶

273 kcal
2.8 g15.8 g30.0 g0.07 g
乳酸菌 100 億個

エネルギー
タンパク質脂質炭水化物
食塩相当量
シールド乳酸菌●ぼ同等であった（表 1）．
肥満マウスの飼育方法

2.

試験マウスは，東京実験動物から購入した ICR マウス（6 週齢，オス，12 匹）を 20 週齢（ヒトに換算すると 10

化学と生物代の若い世代に相当）まで 14 週間高脂肪飼料のみを自由摂取させ，肥満誘導による肥満マウス（体重約 55 g）

図 2 ■ 肥満誘導されたマウス（オス）
表 2 ■ 肥満マウスの試料摂取とチョコの投与量
実験区① 実験区② 実験区③対照区
肥満マウス 肥満マウス 肥満マウス 肥満マウスを作成した（図 2）．
その後，表 2 に示した対照区と実験区に分けて 30 日間，対照区の肥満マウスには普通飼料を，すべての実験区①〜③には高脂肪飼料のみを自由摂取（ケージの給餌口に 10 g/日投与）させた．また実験区②にはプレーン

普通飼料（CE-2）
高脂肪飼料（HFD-32）

自由摂取

̶̶̶

̶

自由摂取

自由摂取

自由摂取̶

チョコを，実験区③には乳酸菌チョコを，それぞれ 1 日

プレーンチョコ

̶̶

1 回「おやつ」として，ピンセットで直接マウスに 15 時

投与量28.0 mg/日

乳酸菌チョコ̶̶̶

頃に投与した．なお，実験区②と実験区③のチョコの投投与量28.0 mg/日

与量については，ヒトの体重（平均体重 50 kg）を基準に，1 日あたりのメーカー摂取目安量（25 g）を肥満マ

子生物学的手法である 16S rRNA を用いた terminal-re-ウスの平均体重（約 55 g）に単純換算して，プレーン

striction fragment length polymorphism（T-RFLP）系

チョコおよび乳酸菌チョコを約 28 mg 投与した．肥満マ統解析により検証した（テクノスルガ・ラボ委託）．

ウスは 3 匹を 1 群として設定し，照明は 9 時から 17 時ま【結果および考察】

で，室温は 24±3 C の範囲とした．また実験の全期間

図 3 に肥満マウスに各試料を投与した際の体重変化をは，文部科学省「研究機関等における動物実験等の実験示す．対照区は高脂肪飼料から普通飼料に変更したたに関する基本指針」に準じた．

め，投与終了時の 30 日後には投与開始時と比べて約体重測定

3.

体重は 2 日おきに毎回 16 時頃に電子天秤で測定した．
マウス腸内フローラの解析

4.

51 g（−7％）に体重は減少した．一方，実験区①のマウスは，そのまま高脂肪飼料のみを自由摂取させたため， 投 与 終 了 時 に は 投 与 開 始 時 と 比 べ て 約 61 g（＋腸内フローラの解析には，実験最終日（30 日後）に11％）まで体重が増加した．これを対照区のマウスと比飼育ケージから回収した糞便を冷凍（− 18 C）し，分較すると約 1.7 倍も体重増加が観察されたことから肥満96

化学と生物 Vol. 60, No. 2, 2022

図 3 ■ 各試料による肥満マウスの体重変化

日本農芸化学会＝3, mean±S.E., ※ ＜0.001（Student s -test）

化学と生物●

図4 ■ 各試料による肥満マウスの腸内フローラのプロファイル＝3, ⓐ＝善玉菌（乳酸菌・ビフィズス菌）ⓑ＝日和見菌（バクテロイデス）ⓒ＝悪玉菌（クロストリジウム）型のマウスと考えた．また実験区②のマウスは，高脂肪ラのプロファイルについて糞便を用いて検証した（図飼料にプレーンチョコを与えた結果，投与終了時には投4）．高脂肪飼料から普通飼料に変更した対照区は，日和与開始時と比べて約 59 g（＋7％）の体重増加が観察さ見菌が全実験区で最も多かった．ワシントン大学のゴーれた．しかし，このプレーンチョコに含有されるカカオドン博士らの研究で「日和見菌は肥満を防ぐ可能性のあ由来のポリフェノールなどの作用によるものかは不明でる腸内細菌（やせ菌）であり，悪玉菌であるクロストリあるが，実験区①のマウスよりも体重増加が抑えられてジウムは肥満の可能性のある腸内細菌（デブ菌）」と報いた．一方，高脂肪飼料に乳酸菌チョコを与えた実験区

告されていることから (12)，高脂肪飼料から普通飼料に③のマウスは，投与開始 10 日後から体重の減少が観察

変更したことにより，普通飼料に含まれる食物繊維などさ れ， 投 与 終 了 時 に は 投 与 開 始 時 と 比 べ て 約 53 g

が日和見菌の餌となり，この日和見菌が増殖して腸内フ（−4％）の体重減少となった．また，投与終了時の実験ローラのバランスが改善されたのではないかと考えた．

区 ① の マ ウ ス の 体 重 約 61 g と 比 較 す る と， 約 8 g

一方，実験区①は，食物繊維などを多く含まない高脂肪（−13％）の有意な体重の減少効果を示した（Mean±

飼料のみのため，食物繊維を餌とする日和見菌の減少に

S.E., ＜0.001）．

より，悪玉菌が相対的に増加して腸内フローラのバラン

プレーンチョコと乳酸菌チョコは，表 1 に示したようスが悪化したのではないかと考えた．またプレーンチョに，エネルギー，脂質，炭水化物量にはほとんど差はな

コを投与した実験区②は，このチョコに含まれるカカオ

く，乳酸菌の有無の違いが実験区①の高脂肪飼料に対す由来のポリフェノールなどによる腸内フローラの改善効

る両者の体重の減少効果の差に大きく影響を与えている果を期待したが，善玉菌や日和見菌が実験区①と比較しことが推察された．て減少した．このことから実験区②のプレーンチョコのよって，乳酸菌チョコの摂取による腸内フローラの改みでは，腸内フローラのバランスが改善されず，これが善により体重の減少効果が顕在化した可能性が考えられ原因で乳酸菌チョコと比較してプレーンチョコの方が体たことから，次に各試料の摂取によるマウス腸内フロー重の減少効果が小さい可能性が考えられる．一方，肥満

化学と生物 Vol. 60, No. 2, 202297

マウスの体重が有意に減少した乳酸菌チョコを投与したんのこと，チョコレートに含まれるカカオポリフェノー実験区③は，日和見菌が実験区①よりも増加すると共ルの含有量の差異による変化を検討している．また，今に，他の実験区ではほとんど認められなかった善玉菌で回は肥満マウスによる検証であったが，同じ哺乳動物のあるビフィズス菌（約 2％）も認められた．この理由とヒトにおいても，乳酸菌チョコレートを「おやつ」とししては殺菌乳酸菌でも腸内フローラに好影響を与えるとて食べれば体重を気にすること無く，体重減少などのダの報告があることから (13)，乳酸菌チョコに含有されるイエット効果を示す可能性が考えられる．さらにオスマ

シールド乳酸菌（殺菌乳酸菌）の菌体成分が，腸内フウスに加えてメスマウスでも検討を行い，若い世代の女ローラのバランス改善に機能してビフィズス菌が出現し子のダイエット効果への可能性についても明らかにしてたのではないかと考えた．このビフィズス菌は，動物のいきたい．

腸管以外には生息しない腸内細菌で便通の改善を図り，謝辞：生物部の研究は，（公）武田科学振興財団の「（2019 年度）高等学校理科教育振興助成」に採択され研究費の支援を受けております．この場をお借りしてお礼申し上げます．

ヒトでは便秘の解消につながるのはもちろんのこと，酢

日本農芸化学会

酸を産生して腸内を酸性に保ち悪玉菌の増殖を抑えることが知られている (7,8)．さらに悪玉菌の減少は，逆に日和見菌の増加による短鎖脂肪酸（酢酸・酪酸・プロピオン酸など）の産生から，脂肪の代謝促進や脂肪細胞による脂肪の取り込みを防ぎ，余分な脂肪の蓄積を防ぐため体重増加の抑制につながると報告されていることから(9)，実験区③の乳酸菌チョコの投与は，善玉菌であるビ●フィズス菌や日和見菌の増加に加え，悪玉菌の減少が体重の減少効果に大きく貢献していることが考えられた．
【結論】
肥満マウスに乳酸菌チョコを，ヒトの体重あたりの摂化学と生物取目安量をマウスの体重に単純換算して「おやつ」として投与すると，腸内フローラの善玉菌（ビフィズス菌・乳酸菌）と日和見菌（バクテロイデス）が増加し，悪玉菌（クロストリジウム）が減少して体重の減少効果が示唆された．

本研究の意義と今後の展望
乳酸菌による抗肥満作用は以前から知られているが，これに高カロリーで糖質が多いチョコレートを組み合わせた「乳酸菌とチョコレート」による抗肥満作用が本研究テーマであり，肥満マウスで体重の減少効果を検証することができた．
乳酸菌やチョコレートを変えれば，多数の組み合わせが考えられる．今後は，乳酸菌の種類や添加量はもちろ98

文献1) 山村国際高等学校生物部：天然食品「マヌカハニー」の絶大な抗菌効果，第 13 回神奈川大学全国高校生理科・科学論文大賞（神奈川大学），2015.
2) 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 鶴岡慶應義塾大学先端生命科学研究所鶴岡市（農林水産大臣賞受賞），2016.
3) 山村国際高等学校生物部：化学と生物，55, 68(2017).
4) 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
岡慶應義塾大学先端生命科学研究所鶴岡市（審査員特別賞受賞），2017.
5) 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 鶴岡慶應義塾大学先端生命科学研究所鶴岡市（審査員特別賞受賞），2018.
6) 10 代男女 1005 名を対象にお菓子に関する調査，estee.co/teens-snacks, 2017.
7) 大野博司，服部正平編：常在細菌叢が操るヒトの健康と疾患，実験医学（増刊），32(5)，羊土社，2014.
8) もう 1 つの臓器〜腸内細菌叢の機能に迫る〜：太陽エージェンシー，2017.
9) 安藤 朗編： 別冊・医学のあゆみ 腸内細菌と臨床医学 ，医歯薬出版，2018.
10) 米島靖記，久 景子，松原由以子：化学と生物，56, 47(2018).
11) 森永製菓（株）：たべる乳酸菌シリーズ，morinaga.co.jp
12) P. J. Turnbaugh, R. E. Ley, M. A. Mahowald, V. Magrini,
E. R. Mardis & J. I. Gordon:, 444, 1027 (2006).
13) 光岡知足： 人の健康は腸内細菌で決まる！ ，技術評論社，2011.
Copyright © 2022 公益社団法人日本農芸化学会
DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.60.95

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