カズノコの栄養機能性北海道大学・大学院水産科学研究院 宮下和夫

1.41.3

死亡危険率

2.4

1.3

総死亡

1.2

心臓病

1.2

1.1

1.6

1.0

1.00.81.20.9

毎日 時々

稀

食べない0.8

水産物の摂取頻度

毎日 時々

水産物の摂取頻度

1.31.2

緑黄色
野菜

1.1

0.9
0.8

稀 食べない0.8

毎日 時々

稀 食べない水産物の摂取頻度

水産物の摂取と死亡危険率（265,118名の40歳以上の男女を17年間追跡調査）

1.4

1.0

子宮癌

1.1

0.9

死亡危険率

2.0

喫
煙飲
酒

ミル
ク

味
噌汁

☆水産物は健康維持に不可欠☆水産機能性成分の研究の活発化☆欧米での水産物摂取の推奨
水産物

肉

特定ライフスタイル別にみた性・年齢標準化
死亡率比(55,523人死亡)★利用法が限定されている。
★原料が示す独特の風味の問題★水産現場からの大量の廃棄物★安全性カズノコ

タンパク質：82％
脂質：14％
炭水化物： 2％
灰分： 2％（ただし水分以外）

生命発生の母体 –カズノコは生命の発生母体であり、様々な栄養機能成分が凝縮され、その機能性は非常に高い。

脂質の栄養効果
1）エネルギー源：：エネルギー効率に優れている（9kcal/g）。母乳の脂肪エネルギー比は高く、50%にものぼる。
2）体構成成分としての脂質： ：皮下脂肪や白色脂肪組織としての貯蔵脂質。細胞膜の主要構成成分。
3）必須脂肪酸及びその代謝産物：必須脂肪酸はエネルギー比で1〜２％あればよいため欠乏症は起こらないが、乳幼児ではエネルギー比で3〜４％は必要で、不足するとまれに欠乏症が起こる。
4）脂溶性ビタミン溶存のための担体：脂溶性ビタミンと混合ミセルを作る。
5）ビタミンＢ1やＢ6あるいはタンパク質の節約：脂肪の摂取量が減少すると、エネルギー源として糖質やタンパク質が利用され、これらの代謝過程に必要なビタミンが多量に必要となる。
6）食品への嗜好性の付与：油をつかった料理は美味しい。一つは食感、もう一つは油の摂取による細胞の興奮。

脂質とは：化学構造的にはかなり多様で、一言で脂質を定義するのは難しいが1.水に溶けず、エーテル、クロロホルム、熱アルコールなどの有機溶媒に可溶
2.分子中に鎖状または環状の炭化水素基をもつ
3.生物中に存在するか、生物に由来する天然物
主な脂質とその構造
1.脂肪酸： R-COOH （Rは炭化水素）
2.トリアシルグリセロール（トリグリセリド）
CH2-O-CO-R
1
CH-O-CO-R 2 （Rは炭化水素）

3.リン脂質CH2-O-CO-R 1（Rは炭化水素）

CH-O-CO-R 2O
CH2-O-P-O-X （Xはコリン、セリンなど）
OCH -O-CO-R 32

4.コレステロール

HO脂肪酸

飽和脂肪酸（S）

不飽和脂肪酸脂肪酸の種類モノエン酸（モノ不飽和脂肪酸）（M）
飽和脂肪酸のステアリン酸から体内で合成可能
多価（高度）不飽和脂肪酸（Ｐ）体内で合成できず、生きていくために不可欠であり、必須脂肪酸と呼ばれる。n-3系列とn-6系列がある。

脂肪酸
パルミチン酸 CH3(CH2 )14COOH

二重結
炭素数 合数0飽和酸16

オレイン酸 CH3(CH2 )7CH=CH(CH2)7 COOH

181モノエン酸

リノール酸 CH3(CH2 )4(CH=CH-CH2)2(CH2 )6COOH
アラキドン酸 CH3(CH2 )4(CH=CH-CH2)4(CH2 )2COOH

182024n-6系多価不飽和脂肪酸

182022356n-6系多価不α‐リノレン酸 CH3CH2(CH=CH-CH2)3(CH 2)6COOH
ＥＰＡ CH3CH2(CH=CH-CH2)5(CH 2)2COOH
ＤＨＡ CH3CH2(CH=CH-CH2)6CH2 COOH

飽和脂肪酸

!"#$%&'()*+,-.'/01234+,56'/7189:;<=4>?@A6'/B1234
CDEFG6HC6'4 IJKLM/NOB19PQ4
AEFR@FC6'4 ISTLM/NOB19PQ

UV(WX/4YZ[\(]^_`ab\)*Zc(d+,-.'e4Y>?@A6'4Yfg9hiejklmn]^<=_dSTLop*

脂肪酸結合型脂質の構造
トリアシルグリセロール
ＣＨ2‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ｜
ＣＨ‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ｜
ＣＨ2‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ

リン脂質
ＣＨ2‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ｜
ＣＨ‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ｜
ＣＨ2‐Ｏ‐リン酸基

エチルエステルＣＨ3‐ＣＨ2‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ
脂肪酸‥ＤＨＡ、ＥＰＡ、アラキドン酸、オレイン酸、パルミチン酸など

エタノールアミンリン酸、コリンリン酸、セリンリン酸、イノシトールリン酸など

魚卵にはＤＨＡやＥＰＡが多い。
またＤＨＡやＥＰＡはリン脂質に多い。
ＥＰＡ

ＤＨＡ、ＥＰＡ
血中脂質低下作用、抗血栓作用、血圧降下作用、制癌作用、抗アレルギー作用、脳機能維持など。

リン脂質

ＤＨＡ

コリンやセリンは神経系の働きを活発にする。脳に対して非常に有効な作用。リン脂質型のＤＨＡやＥＰＡは吸収されやすい。ＤＨＡ含有リン脂質はＤＨＡ単独よりも強い抗腫瘍活性を示す。

ＤＨＡとＥＰＡ

リン脂質・血中脂質の低下作用

・脂質代謝改善・抗血栓作用・動脈硬化症改善・抗炎症作用・肝臓脂質代謝障害の改善

・制ガン作用 等

・神経機能の改善 等

・赤芽球性白血病細胞の分化誘導作用
・リポキシゲナーゼの阻害作用
・脳卒中易発性高血圧自然発症ラットの延命効果
・マウス接触皮膚炎の抑制効果

ＤＨＡ・ＥＰＡ含有リン脂質

各種魚卵中の脂質組成と脂肪酸組成
脂質組成（％）
サケマス
サメ
カズノコ

中性脂肪

リン脂質

615654335394194

脂質中のＥＰＡとＤＨＡの含量（％）
ＥＰＡ
ＤＨＡ
161571517161927

カズノコの場合、コリンを含むリン脂質（ＰＣとリゾＰＣ）
は８４％、セリンを含むリン脂質（ＰＳ）は９％

ＤＨＡ及びＥＰＡの含量（％）

40:DHA:EPA

30
20
100

サン
ママ
グロサケ

マイワ
シス
ジコ

カズノコ

各種水産物脂質中のＥＰＡとＤＨＡ含量

畜肉油・乳脂・植物油の過剰摂取
ω-３系PUFA(DHAなど)の不足

生活習慣の変化
食事、運動不足、ストレス

肥満
糖尿病
高脂血症

高血圧

メタボリックシンドローム

肥大化した内臓脂肪細胞

様々なアディポサイトカインの分泌肥満により、糖尿病や心疾患などの生活習慣病の発症リスクが高まる。ヒトにおける肥満および関連病態は公衆衛生・予防医学上の大きな問題。

高血圧
インスリン抵抗性
糖尿病

血栓形成促進アンギオテンシノーゲン
ＰＡＩ-１

TNF-α細胞肪た脂 積
し化
蓄肥大 の脂肪過度

様々なアディポサイトカインの放出によるメタボリックシンド
ロームの亢進褐色脂肪組織

白色脂肪組織UCP

余分なエネルギーを熱として消費

食品成分による褐色脂肪の活性化●各種アディポサイトカインの分泌

UCP

UCPの増加脂肪の蓄積

燃焼作用の上昇

脂肪の燃焼●糖尿病、高血圧などの疾病の誘発●さらなる肥満の亢進UCP1発現脱共役タンパク質（UCP1）が活性化されると、余分なエネルギーを熱として消費。内臓脂肪減少。

内臓脂肪の蓄積と血中への放出。肥満、生活習慣病の誘発。

マウスにおける褐色脂肪と白色脂肪・脂肪細胞には２種類ある。褐色脂肪は脂肪を燃やすが、白色脂肪は脂肪を溜め込む。
・褐色脂肪が多量に存在あるいは活性化されれば肥満の解消につながる。しかし、残念なことにヒトには褐色脂肪はほとんどない。

カプサイシン
カフェイン

交感神経

ノルアドレナリン
レセプター

cAMP

Gs AC

TG
加水分解

PKA

HSL

CREB

FFA

RXR

ミトコンドリアHeat

R Retinoids

PGC-1
PPARmRNA

PGC-1

R
PPAR RXR

UCP1

T3

PGC-1
TR RXR

R

UCP1 遺伝子核EPA, DHABAT

1510

ラット体重（ｋｇ）あたりの内臓脂肪組織重量（ｇ）

a15105500
コントロール EPA及びDHA
含有油
（大豆油）

マウス体重（100ｇ）あたりの内臓脂肪組織重量（ｇ）b

コントロール（大豆油）

EPA及びDHA
含有油EPA(16%)及びDHA(12%)含有油の抗肥満効果(コントロールに比べて有意差あり。a:P<0.05; b:P<0.01)

総コレステロール80

中性脂肪

内臓脂肪

120

15100b60

a40

内臓脂肪(g/kg 体重)40a1080mg/dlmg/dl

60

520200

コントロール DHA+EPA00
コントロール DHA+EPA

コントロール DHA+EPA

血清脂質と内臓脂肪重量に及ぼすDHA+EPA油の効果
コントロール：大豆油7%； DHA+EPA油：大豆油(4%)+(DHA+EPA)油(3%)
DHA+EPA：DHA:15%; EPA:20%

a,b コントロールと比較して有意差あり。
(a:P<0.05; b:P<0.01).

UCP1 (ラード食に対する比(%))

180160褐色脂肪細胞（BAT）

a9-cis-Retinoic acid
(Endogenous
EPA or DHA ligand for RXR)

1401201008060

PPARγ +40RXR

核Up-regulation
Of UCP120
PPARγ RXR

0

コントロール DHA+EPA油

UCP1の発現に及ぼすイワシ油の効果
a コントロールと比較して有意差あり。(P<0.05)

DNAPPRE

Target geneオイルレッド染色

分化誘導剤未添加

分化誘導剤添加（ネガティブコントロール）（ポジティブコントロール）

リノール酸

オレイン酸

ＤＨＡ

ＥＰＡ

脂肪細胞の分化により誘発される脂肪蓄積に及ぼす各種脂肪酸（100µM）の効果

30
2520151050500
400
300
200
1000mRNA 発現量mRNA 発現量

GLUT4

分化前無添加

DHADHA(100µM) (50µM)

分化前 無添加分化後（分化誘導後）

EPA EPA(100µM) (50µM)

分化後（分化誘導後）

1000
800
6004002000

分化前 無添加DHA DHA(100µM) (50µM)

分化後（分化誘導後）

2000
1600
1200800
4000mRNA 発現量mRNA 発現量Leptin

分化前 無添加EPA
EPA(100µM) (50µM)

分化後（分化誘導後）

糖尿病・肥満関連遺伝子発現量の変化(RT-PCR)

脂質成分のマウス（ICR）飼料中の含量（重量％）
脂質成分

コントロール群

カズノコ群

ラード

17.012.0

大豆油

3.0-

3.0
5.0-0.5

カズノコ油（コレステロール）マウス（ICR；11週齢）を７日間予備飼育後、成長に以上のない個体を６匹ずつ平均体重のバラツキが同等になるようにコントロールとカズノコ油摂取群に分けた。３週間飼育後、解剖・分析した。

実験開始時と終了時の体重

開始時体重(g)終了時体重(g)
摂食量(g/day)コントロール群

カズノコ群

36.9+2.2
39.9+4.6

36.7+1.8
37.8+2.3

5.2+0.7

5.1+0.3

8
内臓脂肪重量（g/100g 体重）76543210

コントロールカズノコ

マウス内蔵脂肪重量に及ぼすにカズノコ脂質の影響

血中脂質含量
脂質成分

コントロール群

カズノコ群

総コレステロール(mg/dL)

148.7+18.6

131.5+16.9

ＬＤＬコレステロール(mg/dL)

44.7+8.6

40.8+15.8

ＨＤＬコレステロール(mg/dL)

89.5+15.9

89.7+8.7

中性脂肪（ＴＧ）(mg/dL)

73.7+27.7

59.7+21.2

145.7+48.8

126.0+65.9

血糖値(mg/dL)

ラット（４週齢）肝臓脂肪酸組成に及ぼすカズノコ脂質およびカズノコ
脂質と同量のＥＰＡおよびＤＨＡを含む魚油ＴＡＧ投与の影響
グループ

脂肪酸(mg/1ｇ タンパク)コントロール

カズノコ

魚油ＴＡＧ

リノール酸（18:2n-6）
アラキドン酸（20:4n-6）
ＥＰＡ（20:5n-3）
ＤＨＡ（22:6n-3）

52.7+4.2
28.3+5.4
0.3+0.2
14.0+2.6

60.9+5.4
a,b10.8+2.0a,b10.0+3.1
a40.2+7.5

67.5+9.2
a16.8+3.1
a6.5+1.1
a38.3+6.6

aコントロールと比較して有意差あり。 (P<0.05).
b
魚油ＴＡＧと比較して有意差あり。 (P<0.05).

水産タンパク質の栄養機能性：
１．栄養的に優れている。畜肉や乳製品のタンパク質と同等の栄養価を持っている。
２．穀類、特に米のタンパク質の欠点（リジン欠）を補う。
３．ペプチド（タンパク質の消化分解物）は高血圧予防効果を有する。
４．ペプチド（タンパク質の消化分解物）は血中コレステロール低下作用を有する。
５．ペプチド（タンパク質の消化分解物）は抗肥満作用も有する。

数の子タンパク質にも同様の効果が期待できる。

1210重量（%）

86420 Met Val Ala Gly Glu Ser Thr Asp Pro Arg Trp His Lys Phe Tyr Leu Ile

カズノコタンパク質のアミノ酸組成

40

消去活性（％）

30
20
100

アスコルビン酸（0.5mM）（10mg/ml）（5mg/ml）（2.5mg/ml）
カズノコペプチド

カズノコププチドの抗酸化活性（ラジカル消去能）

マウス(C57bl/6J)飼料中の脂質含量とタンパク含量（重量％）コントロール群

カズノコタンパク群 カズノコ脂質群

カズノコタンパク＋
カズノコ脂質群

タンパク質
20.0-

15.0
5.0

20.0

15.0-

5.0

大豆油
カズノコ脂質7.0-

7.0---（コレステロール）--7.00.1

7.00.1

カゼイン
カズノコタンパク脂質

マウス（ C57bl/6J ；7週齢）を15日間予備飼育後、肥満を誘導するための高脂肪食（ラード：17.0%＋大豆油：3.0%）を19日間投与した。成長に以上のない個体を7匹ずつ平均体重のバラツキが同等になるようにコントロールとカズノコ油摂取群に分けた。３週間飼育後、解剖・分析した。
実験開始時と終了時の体重
カズノコ脂質群

カズノコタンパク＋
カズノコ脂質群

コントロール群

カズノコタンパク群

開始時体重(g)終了時体重(g)27.3+1.4
30.2+1.4

27.3+1.5

27.4+1.7

27.3+1.7

摂食量(g/day)

4.1+0.4

29.5+1.3
3.8+0.3

30.3+2.3
3.8+0.5

29.0+1.6
3.8+0.4

70

mg/体重(g)6050403020
100

コントロール カズノコタンパク カズノコ油 カズノコタンパク＋カズノコ油マウス内蔵（白色）脂肪組織重量に及ぼすにカズノコタンパク質とカズノコ油の影響

150

amg/dL

100500コントロール

カズノコタンパク

カズノコ油

カズノコタンパク＋カズノコ油マウス血中の総コレステロール含量に及ぼすにカズノコタンパク質とカズノコ油の影響

aコントロールと比較して有意差あり。（P<0.05）

100mg/dL

8060

aa40200コントロール

カズノコタンパク

カズノコ油

カズノコタンパク＋カズノコ油マウス血中の中性脂肪含量に及ぼすにカズノコタンパク質とカズノコ油の影響

aコントロールと比較して有意差あり。（P<0.05）

カズノコにはＥＰＡやＤＨＡが多い。

酸化されやすい？

酸化されると、風味の劣化、毒性物質の生成、栄養価の低下が起こる。

バルク系及び有機溶媒中における高度不飽和脂肪酸(PUFA) の酸化安定性
PUFAs

二重結合数

ビスアリル位数(C=C-C-C=C)

相対的
酸化速度

酸化安定性

高い

リノール
(18:2n-6; LA)
α-リノレン(18:3n-3; α-LN)

211322γ-リノレン(18:3n-6; γ-LN)

322

アラキドン
(20:4n-6; AA)
ＥＰＡ(20:5n-3; EPA)
ＤＨＡ
(22:6n-3; DHA)

433544655低い•
CH=CH-CH-CH=CH(R•)

ROOH

脂質の酸化メカニズム
CH=CH-CH2-CH=CH(RH)
反応の律速段階H•

O2, H•

100
大豆油

酸素濃度（％）

8060
エゴマ油
アザラシ油

40

マグロ眼窩油20020100
40150
6020080

酸化時間（ｈｒ）
各種油脂由来のトリアシルグリセロールの酸化安定性

ＥＰＡ

ＤＨＡ

脂質
[DHA，EPA]
様々な生理作用食品素材としての利用大きな問題として：酸化劣化を受けやすい。

100

カズノコ油

酸素残存量（％）

90807060

イワシ油

マグロ油

サケ卵油

5040300100

200300400500酸化時間 (h)600

各種魚油の酸化安定性
カズノコ油は酸化されにくい。

700800プロパナール面積（ｘ1000）

160140

マグロ油

120100
サケ卵油

80
60
4020

数の子油

00
0102030
酸化時間 (h)4050

各種魚油の酸化による魚臭の発生
カズノコ油は魚臭が発生しにくい。

60

脂質の構造ところでカズノコ脂質のＤＨＡやＥＰＡはどのような構造に組み込まれているのか？

トリアシルグリセロール
ＣＨ2‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ｜
ＣＨ‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ｜
ＣＨ2‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ

リン脂質
ＣＨ2‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ｜
ＣＨ‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ｜
ＣＨ2‐Ｏ‐リン酸基

エチルエステルＣＨ3‐ＣＨ2‐Ｏ‐ＣＯ‐Ｒ
脂肪酸‥ＤＨＡ、ＥＰＡ、アラキドン酸、オレイン酸、パルミチン酸など

エタノールアミンリン酸、コリンリン酸、セリンリン酸、イノシトールリン酸など

カズノコの脂質組成
中性脂肪：18.1％（主としてトリアシルグリセロール）
リン脂質：72.3％
ＰＣ：44.2％
ＰＥ：10.3％
ＳＭ： 7.7％
コレステロール：9.1％

脂肪酸組成
総脂質
16:0(パルミチン酸)
16:1n-7
18:1n-9(オレイン酸)
18:1n-7
20:5n-3(ＥＰＡ)
22:6n-3(ＤＨＡ)

25.8
4.6
13.2
5.1
14.4
21.6

中性脂肪 リン脂質
18.0
9.5
31.2
4.4
6.7
5.8

26.3
3.1
5.3
5.1
16.1
29.2

カズノコ脂質にはリン脂質が多い。
カズノコ脂質にはＥＰＡとＤＨＡが多いが、そのほとんどがリン脂質に結合している。

CH2-O- パルミチン酸またはオレイン酸
CH ‒O- ＥＰＡまたはＤＨＡ
OCH2- P - コリンまたはエタノールアミン
Oパルミチン酸：炭素数が１６個；二重結合数は０。
オレイン酸：炭素数が１８個；二重結合数は１。
ＥＰＡ：炭素数が２０個；二重結合数は５。
ＤＨＡ：炭素数が２０個；二重結合数は６。

カズノコ脂質に多く含まれるリン脂質の構造

PA

PA

PA

OA

P

コリン

P

コリン

PA,PA

PA,OA

PA

PA

AA

DHA

P

コリン

PA,AA

P

コリン

PA,DHA

用いたホスファチジルコリン（ＰＣ）
PA:16:0; OA:18:1n-9; AA:20:4n-6; DHA:22:6n-3

PA

PA

OA

PA

OA

OA

P Ethanolamine
PA,PA

Ethanolamine
P
PA,OA

Ethanolamine
P
OA,OA

PA

PA

PA

LAAA

DHA

Ethanolamine
P
PA,LA

P Ethanolamine
PA,AA

Ethanolamine
P
PA,DHA

用いたホスファチジルエタノールアミン（ＰＥ）
PA:16:0; OA:18:1n-9; LA:18:2n-6; AA:20:4n-6; DHA:22:6n-3

PC

100100

コントロール
PA,PA
PA,AA8070

酸素残存量 (%)

酸素残存量 (%)

PA,PA

90

90

PA,OA

6050PE

PA,DHA
0255075
酸化時間 (hr)

10080
70OA,OA

6050025PA,OA
コントロール5075
酸化時間 (hr)

魚油の酸化に及ぼす各種リン脂質の影響（ビタミンＥなし。）

100

カズノコ脂質のビタミンＥ（トコフェロール）含量：300μg/g脂質

PC-酸素残存量 (%)

9080- :コントロール- :+Toc.
- :Toc.+ PA,PA- :Toc.+ PA,OA- :Toc.+ PA,AA- :Toc.+ PA,DHA

7060

Toc.+
PA,DHA90
酸素残存量 (%)

100PE10080+Toc.
70コントロール
Toc.+
PA,LA
60Toc.+
PA,PAToc.+
OA,OA
Toc.+
PA,AA

50500100200 300 400
酸化時間 (hr)5000100200 300 400
酸化時間 (hr)

魚油の酸化に及ぼす各種リン脂質の影響（ビタミンＥ(Toc.)あり。）

500

酸化によるDHAの減少

プロパナールの生成
50Toc.+OA,DHA

80Toc.+
OA,OA

6040

コントロール+Toc. Toc.+
PA,PA

20

ピーク面積 (x104)

DHAの減少量 (%)

100

コントロール
Toc.+
OA,OA

4030+Toc.

2010Toc.+
OA,DHA

000100200300
酸化時間 (hr)0100200300
酸化時間 (hr)400

魚油の酸化に及ぼす各種リン脂質の影響（ビタミンＥ(Toc.)あり。）

ＣｏＱ１０含量(μｇ/ｇ数の子油)
１００．０CH3ＨH

CH3O

n１０

CH3OCH3O

数の子油μｇ/ｇ脂質O120100806040200

サケ卵油

ルテイン(μｇ/ｇ数の子油)
６．３６
OHHO

数の子油中のＣｏＱ１０、ルテインの含量

１．カズノコのタンパク質には種々の機能性が期待できる。
２．カズノコ脂質（数の子油）にはＤＨＡやＥＰＡが多く含まれるため、多くの機能性（血清脂質改善、制癌、抗炎症など）がある。
３．これまでの我々の研究により、ＤＨＡやＥＰＡには抗肥満作用があること、また、その分子メカニズムが非常に特徴的であり、脂肪細胞に直接作用するものであることを見出した。カズノコ脂質にも抗肥満作用が見られた。
４．カズノコ脂質とカズノコタンパク質との相乗作用により、より強い血中脂質改善作用や抗肥満作用が見られた。
５．他の多くのＤＨＡ・ＥＰＡ含有魚油が中性脂肪の形態で存在するのに対し、数の子油中のＤＨＡやＥＰＡはリン脂質として主に存在した。したがって、他の魚油より強い機能もが期待できる。

６．数の子油は酸化安定性が非常に高かった。これは、数の子油のＤＨＡやＥＰＡがリン脂質として存在し、かつトコフェロールが共存することによると考えられる。