受賞者講演要旨《農芸化学技術賞》

11

新しい水溶性食物繊維イソマルトデキストリン（ファイバリクサ®）の開発①②

株式会社林原

はじめに③

糖質営業マーケティング部門

④渡邊

光

①

株式会社林原研究部門

山本拓生

②

株式会社林原研究部門

阿賀創③

株式会社林原研究部門

西本友之④が受容体として存在する場合には，分子間の α-1,3 グルカン転

野菜，果物，海藻やきのこなどに含まれる食物繊維は第六の移反応を優先的に触媒し，α-1,3,6 結合を生成した．本酵素を単栄養素とも呼ばれ，生活習慣病の予防に重要な役割を果たすこ

独で α-1,4 グルカンに作用させても IMD は全く生成しなかったとが知られている．一方で，推奨される量を摂取することは容が，6-α-グルコシルトランスフェラーゼと同時に作用させた場易ではないため，慢性的な食物繊維不足となっている．従っ合，IMD の生成が認められた．IMD の生成にはこれら 2 種のて，食品や飲料に無理なく配合し食物繊維を補給できる素材の酵素の協同的作用が必要であることが分かった（図 2）2）．

ニーズはこれまで以上に高まると考えられた．そこで我々は微2.

生物酵素技術を用いて，澱粉から食物繊維として機能する新しい糖質素材の開発を試みた．

IMD の製法と基本構造

IMD は，Paenibacillus alginolyticus PP710 株 が 産 生 す る 2
種類の酵素，6-α-グルコシルトランスフェラーゼと α-アミラーイソマルトデキストリンを生成する新規な酵素系の発見

ゼを液化澱粉に作用させたのち，一般的な酵素糖化水飴の精製澱粉から食物繊維として機能する新しい糖質素材の開発を目工程と噴霧乾燥工程を組み合わせることによって製造される．

的に，澱粉から消化酵素耐性糖質を生成する酵素生産菌のスク工 業 的 に 生 産 さ れ た 代 表 的 な IMD の 重 量 平 均 分 子 量 は 約リーニングを行った．土壌単離株約 1,700 株について検討した

5,000，数平均分子量は約 2,500，グルコース重合度が 1～約 62

結果，Paenibacillus alginolyicus PP710 の培養上清中に，澱粉の成分を含み，平均重合度は 30，グルコース当量（DE）は約 7から消化酵素耐性の糖質を生成する活性を見出した．この糖質で あ っ た． グ ル コ シ ド 結 合 の 種 類 は 非 還 元 末 端 が 約 17％，の構造を決定したところ，α-1,6 結合，α-1,3 結合および α-1,3,6 結α-1,3 結 合 が 約 3％，α-1,4 結 合 が 約 19％，α-1,6 結 合 が 約 49％，合を含む，多分岐の α-グルカンであることがわかった．我々はα-1,3,6 結合が約 7％，α-1,4,6 結合が約 5％であった．酵素-HPLC

本糖質をイソマルトデキストリン（IMD）と命名した（図 1）．

法による分析では，食物繊維を固形分当たり 80％以上含有し

IMD は基質である澱粉に比べ枝分かれ構造が増加しており，そていた．のため消化酵素に耐性を示すと考えられた．なお，IMD の食物

3.

1.

IMD の安全性

繊維含量は酵素-HPLC 法（AOAC2001.03）により約 80％であっ

IMD は 米 国 に お い て 一 般 に 安 全 と 認 め ら れ る「Generallyた 1）．PP710 株の培養上清から IMD の生成に関与する酵素を精Recognized As Safe（GRAS）」食品として評価され，米国食品製したところ，6-α-グルコシルトランスフェラーゼと α-アミ医薬品局（FDA：Food and Drug Administration）より，GRASラーゼの 2 種の酵素が見出された．6-α-グルコシルトランスの認証を受けている 3）．一方で，外部安全性評価機関による各フェラーゼはマルトース以上の α-1,4-グルカンに作用し，主に種安全性試験も実施されており，変異原性：陰性，遺伝毒性：

分子間 α-1,6 グルコシル転移反応を触媒した．α-アミラーゼはマ陰性，急性毒性：2,000 mg/kg で有害事象なし，90 日反復毒ルトース以上の α-1,4 グルカンに作用した場合，CGTase（分子性：1,000 mg/kg で有害事象なし，と評価されている．ヒトの間，分子内 α-1,4 グルカン転移反応）と同様の反応を触媒した．
一方で α-1,4 グルカンと α-1,6 グルカンが共存し，α-1,6 グルカン

図 1.

イソマルトデキストリンの推定構造

図 2.

イソマルトデキストリンの生成機構

12《農芸化学技術賞》

受賞者講演要旨

下痢に対する最大無作用量は 0.8 g/kg-体重であり，糖アルコールやオリゴ糖に比べて高い値となっている．また，ヒトにおける長期摂取試験（10 g/日を 12 週間）および過剰摂取試験（30g/日を 4 週間）についてもそれぞれ実施されており，有害事象なし，と評価されている 4）．
4.

IMD の諸物性と安定性

IMD は比較的温和な条件の酵素反応で製造されるため，製品粉末の白度が高い点が大きな特徴である．また，甘さはほとんどなく（砂糖の 20 分の 1 程度），水に良く溶けながらもその粘度は低いため，配合される食品や飲料の本来のテクスチャーに影響を与えにくい．また，安定性にも優れており，熱，酸，

図 3.

レトルト，冷凍などの食品加工上の様々なストレスに対してもイソマルトデキストリンの血糖上昇抑制作用非常に安定である．

年 11 月より販売を開始している（商品名：ファイバリクサ®）．

IMD の生理作用

現在，色，におい，味の観点から飲料，製菓，乳製品，主食，5.

IMD は生理作用に関しても多くの検討が行われており，ヒ

調理加工品などのあらゆる食品に食物繊維補給や糖質低減またト臨床試験においては「便通改善作用」，「血糖上昇抑制作用」，機能性表示目的で配合が検討されている．水溶性食物繊維の世「食後中性脂肪上昇抑制作用」の知見が明らかとなっている．

界市場は今後も成長していくことが見込まれている．日本でも「血糖上昇抑制作用」については，IMD を砂糖やマルトデキス同様の成長が見込まれており，将来性の高い市場であると考えトリンなどの糖質と同時摂取した場合，摂取後の血糖上昇を抑られる．これからも IMD の独自機能を明らかにしていくこと制することが確認されている．砂糖 100 g もしくはマルトデキ

で，更なる市場拡大を実現し，世界中の人々の食と健康に貢献

ストリン 50 g のみを摂取させたときに血糖値が上がりやすしていきたい．

かった被験者を対象に IMD10 g を添加した砂糖 100 g もしく（引用文献）

はマルトデキストリン 50 g を摂取させたところ，IMD なしのときにくらべて血糖値の上昇が抑制された ．さらに，IMD5）をグルコースと同時摂取した場合にも同様の作用が確認されている．グルコース 50 g のみ（Control diet）を摂取させたときに血糖値が上がりやすかった被験者を対象に IMD2.5 g を添加したグルコース 50 g（Test diet）を摂取させたところ，IMD な6）しのときにくらべて血糖値の上昇が抑制された（図 3）．これらの作用のメカニズムとしては，IMD が消化管にあるグルコース輸送体に直接作用し，食事由来のグルコースを体内へ取り込むことを阻害するためであると推定される．
6.

IMD の食品への利用

IMD の食品への配合目的としては，主に食物繊維の補給が挙げられる．IMD は固形分当り 80％以上の食物繊維を含有するため，国が定める食品表示基準を満たす量を食品に配合することにより，食物繊維の栄養強調表示が可能となる．具体的には IMD を食品 100 g あたり 3.8 g 以上，飲料の場合は 100 mL
当たり 1.9 g 以上配合することにより，「食物繊維入」など食物繊維を含む旨の表示が可能となる．食物繊維補給以外の目的としては，生理機能を利用した健康訴求の食品への配合が考えられる．「便通改善作用」，「血糖上昇抑制作用」，「食後血中中性1）K. Tsusaki, H. Watanabe, T. Nishimoto, T. Yamamoto, M.
Kubota, H. Chaen, S. Fukuda, Structure of a novel highly
branched α-glucan enzymatically produced from maltodextrin.，Carbohydr. Res., 344, 2151–2156,（2009）2）K. Tsusaki, H. Watanabe, T. Nishimoto, T. Yamamoto, H.
Chaen, S. Fukuda, Purification and Characterization of Highly
Branched α-Glucan–Producing Enzymes from Paenibacillus
sp. PP710., Biosci. Biotechnol. Biochem., 76, 721–731,（2012）
3）GRAS Notice Inventory, GRN No. 610（US FDA）
4）T. Sadakiyo, S. Inoue, Y. Ishida, H. Watanabe, H. Mitsuzumi, S.
Ushio, Safety assessment of a soluble dietary fiber, isomaltodextrin, enzymatically produced from starch．Fundamental
Toxicological Sciences., 4, 57–75,（2017）5）T. Sadakiyo, Y. Ishida, S. Inoue, Y. Taniguchi, T. Sakurai, R.
Takagaki, M. Kurose, T. Mori, A. Yasuda-Yamashita, H. Mitsuzumi, M. Kubota, H. Watanabe, S. Fukuda, Attenuation of postprandial blood glucose in humans consuming isomaltodextrin:carbohydrate loading studies．Food. Nutr. Res., 61, 1325306,（2017）
6）Y. Ishida, T. Sadakiyo, S. Inoue, H. Watanabe, H. Mitsuzumi, S.
Fukuda, S. Ushio, J. Hiramatsu, The Attenuating Effect of Isomaltodextrin on Postprandial Blood Glucose Level in Healthy
Human Subjects—A Randomized, Placebo-controlled, Doubleblind Crossover Study—. Jpn. Pharmacol. Ther., 45, 1179–1185,（2017）

脂肪上昇抑制作用」の 3 つの生理機能については，健常成人でのエビデンスが得られており，それぞれ論文化もされているこ謝辞

このたびは栄誉ある農芸化学技術賞受賞にあたり，とから「機能性表示食品」制度を利用して，健常人の健康の維ご推薦を賜りました日本農芸化学会中四国支部長，川向誠先生

持増進に関する機能性を食品に表示することが可能である．林

および役員の先生方に厚く御礼申し上げます．本研究は株式会

原ではこれら 3 つの機能について，消費者庁への届出サポート

社生物化学研究所および株式会社林原においてなされた成果でを行っており，2018 年 10 月には初の受理実績が得られた．

す．本研究を遂行するにあたり，ご指導をいただきました

おわりに

故 辻阪好夫博士，福田惠温博士をはじめ，関係者の皆様に厚IMD は食品加工上の物性・安定性や生理作用の観点から他の水溶性食物繊維にはない価値を提供できる素材として，2015

く御礼申し上げます．