調査・報告

香川大学発の新機能糖質「希少糖」
国立大学法人香川大学 医学部細胞情報生理学 教授

徳田 雅明

１．希少糖とはれている。自然界に大量に存在するブドウ糖をはじ「希少糖」という言葉は、香川大学名誉教授の命のエネルギー源となっているとともに、でん粉やめとする７種類の単糖は天然型単糖とも呼ばれ、生いずもり

何 森健先生が2000年ごろに提案した造語である。

砂糖などの糖質、核酸などの構成糖などの状態で広

希少糖とは「自然界に存在量が少ない単糖（糖の機く存在している。これに対し、希少糖はその種類が能的最小単位）とその誘導体」とすることが、香川約50種類（中でも六炭糖は約30種類）と非常に多大学に本部を置く国際希少糖学会（https://sites.

いが、これら全てを合わせても、地球上での存在量google.com/site/raresugars/）によって定義さは0.1％程度と考えられている（表）。

表

希少糖と天然型単糖との比較

科

希少糖

天然型単糖種類

多種類（50種類以上）

７種類糖の例

六炭糖：Ｄ-プシコース、Ｄ-アロース、
Ｄ-タガトースなど30種類
六炭糖：Ｄ-グ ル コ ー ス、 Ｄ-フ ラ ク ト ー ス、
五炭糖：Ｌ-キシロース、キシリトール、Ｄ-マンノース、Ｄ-ガラクトース
Ｄ-アラビノースなど14種類
五炭糖：Ｄ-キ シ ロ ー ス、L-ア ラ ビ ノ ー ス、
四炭糖：Ｄ-エリトロース、Ｄ-トレオースなど
Ｄ-リボース
９種類
その他の単糖や誘導体など

自然界の存在量全部を合わせても0.1％程度

大量（99.9%）

１ｇ当たりのカロリー

大部分が低カロリーまたはゼロカロリー

２～４キロカロリー

用途

機能性食品
医薬品、化粧品、農薬など多用途

エネルギー源
多糖類の構成成分
甘味料

香川大学では、これら50種類を超える希少糖の大ゲルハンス島のβ細胞からインスリンの分泌を促す量生産技術を確立して、多種多様な希少糖の生産がという生理機能を有している。われわれは、希少糖できるようになった。そして、希少糖の基礎的研究にもこうした機能があるのではないかと仮定し、研や応用的研究が可能となってきた。単糖のように小究を続けてきた。そして、希少糖が想像以上にDNAさな分子には機能性がないとされてきた。しかし、やタンパク質、糖鎖、脂質などとの相互作用を持つ

D-グルコースはその血中濃度が上がると、膵臓ランことや、さまざまな機能を持つことが分かってきた。

60 砂糖類・でん粉情報2018.2

体内に摂取されたD-プシコースは、７～８割が２．Ｄ-プシコース（D-アルロース）の機能小腸で吸収されて血中に現れる。D-プシコースはD-プシコースはケトースに属する六炭糖であり、スポーター5（GLUT5）を介して小腸粘膜細胞にD-フラクトース（果糖）のC-3位の異性体（エピマー）取り込まれ、GLUT2を介して毛細血管に向けて出である。D-プシコースの物理化学的性質は、D-フされると考えられる１）。血液中のD-プシコースは血ラクトースと似ているが、甘味度は砂糖の７割程度

液脳関門を通過できない。また、生体内で代謝を受の清涼感のあるキレの良い甘さを持っている。自然けずに24時間以内に99％以上が尿中に排せつされ界ではズイナの葉に数％程度含まれることが示されるため蓄積性はない。また、小腸で吸収されず大腸た（写真１）。香川大学が調べた数多くの植物・野に到達した残り２～３割も腸内細菌によってもほと菜の中で、これまでに見つかった唯一のD-プシコー

んど分解されず便中に排せつされるので、エネル

ス含有植物であるので、われわれはズイナを「希ギー値はほぼゼロカロリー（１グラム当たり0.2キ少糖の木」と呼んでいる。D-プシコースはD-フラロカロリー）である１）。

D-フラクトースと同じく小腸のグルコーストラン

クトースを原料として、何森教授が1991年に香D-プシコースの第一の機能は、血糖値上昇抑制

川大学農学部の土中で発見した微生物が持つ酵素作用である。ラットなどの動物およびヒト（健常（D-tagatose 3 epimerase）が反応して、３位の者、糖尿病境界型）で確認されており、ヒトにおけエピ化（注）が起こることにより生産できる（酵素法）。

る75グラムD-グルコース負荷試験において、D-プまたD-プシコースは、D-フラクトースを含む食品

シコース５グラムで明確に認められた。糖尿病予備（果物や野菜など）を加熱することにより、一部が軍においても有効であった１）。

化学変化して生じることも判明した（化学法）。わ

でん粉や砂糖などの糖質とD-プシコースを一緒れわれは、毎日0.1～0.2グラム程度摂取しているに食べた際の血糖値上昇抑制作用機序としては、①ことも分かった。

α-グルコシダーゼ、スクラーゼなど糖質を分解す

注：複数の不斉炭素原子（互いに異なる四つの原子または置換基が結合する炭素原子）を持つ化合物の一つの不斉炭素原子の立体配置が反転すること。

る消化酵素の阻害作用により腸から吸収可能なDグルコースやD-フラクトースができる量が減る １）
②小腸においてグルコーストランスポーター（SGLUTやGLUT2）におけるD-グルコースやD-フラクトースの吸収を抑える１） ③腸から吸収された
D-プシコースは、肝臓でグルコキナーゼを活性化し、血液中から肝臓内にD-グルコースが取り込まれグリコーゲンが合成される１） ④小腸からのGLP-1（glucagon like peptide-1）の分泌を促進して膵臓からのインスリン分泌を促しインスリン抵抗性を改善する２）‐などのメカニズムが判明した。われわ
れは、D-プシコースの５グラム入ったスティック

写真１ 「希少糖の木」と呼ばれるズイナシュガーを、特定保健用食品として消費者庁に申請している。今後、糖尿病や糖尿病予備軍の人たちに砂糖類・でん粉情報2018.2 61

D-プシコースを応用できる日も遠くないと思われする抗酸化剤とは異なり、種々のストレス時に細胞る。

から発生する活性酸素を抑制することが特徴であD-プシコースには抗肥満作用も期待できる。肝る。血管内皮などの細胞から発生する活性酸素が血臓や筋肉における脂肪蓄積抑制作用は、ラットやマ圧上昇を誘発する一因となっているが、D-アローウスなどにより確認されている。抗肥満の作用機序

スは血管での活性酸素産生を抑え、血圧上昇を抑制

としては、糖の吸収抑制によるカロリー制御はもちした４）。この他にも、活性酸素が関与する種々の病ろんのこと、肝臓における脂肪酸合成に関わる酵素態（脳梗塞、心筋梗塞などの虚血性疾患、筋萎縮性の阻害や、エネルギー消費の促進が報告されている。

側索硬化症などの神経変性疾患、肝臓移植や皮膚移さらに、D-プシコースは食後の脂肪の燃焼を促進

植など）において、いずれもD-アロースが抗酸化することが動物とヒトにおいて示された３）。

物質として働いているエビデンス（科学的根拠）がこのように、D-プシコースは自然界に存在するそくさくある５）。

単糖であり、単にノンカロリー甘味料であるだけでD-アロースのもう一つの特筆すべき作用にはがなく、糖代謝・脂質代謝に対して抑制的な作用を持ん細胞増殖抑制作用がある６）。D-アロースががん細ち、過食に偏りがちな現代人を生活習慣病から守っ胞に作用するとがん抑制遺伝子産物であるTXNIPてくれる新素材と言える。またその安全性もヒト（Thioredoxin interacting protein）の発現を促試験で確認されており、米国食品医薬品局（FDA）進することを明らかにした。TXNIPはがん細胞のからも食品に与えられる安全基準の合格証（GRAS

細胞分裂を抑制するのでがん細胞が増えない。動物

Notice No. GRN 000498）を獲得した。今後、実験においてもがん細胞の増殖をD-アロースが抑糖尿病（インスリン抵抗性）や肥満などメタボリッえることを示すことにも成功している。D-アロー

クシンドロームの予防・改善が期待される食品素材

スを、前がん状態の患者や今後発がんの可能性の高としての大規模な展開が考えられる。

い病態の方に「予防的に用いる」というような用法が可能であるかもしれない。D-アロースは、医療

３．D-アロースの機能用食品、医薬品、医薬部外品としての開発などにつながっていくと思われる。

D-アロースは、D-グルコースのC-3位エピマーの六炭糖アルドースであり、最近になってインドの海藻や胎児のさい帯血に含まれていることが報告され４．今後の展望た。D-アロースは、D-プシコースを原料としてラ

希少糖プロジェクトでは、これまで香川県、香川ムノースイソメラーゼにより酵素法で生産されて大学を中心とした産学官連携事業として研究が進めいる。D-アロースは、甘味度は砂糖の８割程度で、られ、希少糖D-プシコースなど数種の希少糖を含砂糖に近い自然な味質を持つ。経口摂取したD-ア

む「希少糖含有シロップ」が平成25年に事業化さ

ロースは代謝を受けず、24時間以内に９割以上がれた７）。

尿中に排せつされるため、摂取されたD-アロースの大部分がエネルギーとして利用されない。
D-アロースは抗酸化作用を有することが示されている。カテキンやビタミンCなど還元力を機序と62 砂糖類・でん粉情報2018.2

の１日当たりの平均摂取量は約50グラム程度であるから、約半分にカットすることが必要になるが、簡単なことではない。カロリーがゼロな上に機能性を持つ希少糖を活用することにより、食生活・食習慣を大きく変えることなくこの目標を達成することができると考えている。
希少糖には今回取り上げたD-プシコースやD-アロース以外にも多くの種類があり、機能解明の研究
写真２

市販されている希少糖含有シロップを継続して実施することが重要である。このような優れた糖質素材の存在を広く浸透させることがわれ

27年３月に世界保健機関（WHO）が新指針を出われの使命であり、香川発、日本発の機能性素材とした。それによると「１日の摂取カロリーに砂糖なして世界に向けて発信し、生活習慣病など闘う世界

どの甘味糖質が占める割合を５％未満に抑えること中の人々に貢献していきたいと考えている。「希少が望ましい」としている。つまり砂糖を１日25グ糖」の持つ力（機能）を発掘して生活習慣病を減らラム以内に抑えるということである。日本人の砂糖せる日は近いかもしれない。

参考文献
１）Hossain A, et. al.（2015）「Rare sugar D-allulose: Potential role and therapeutic monitoringin maintaining obesity and type 2 diabetes mellitus」『Pharmacology& Therapeutics』（155）pp.49-59.
２）Iwasaki Y, et. al.（2018）「GLP-1 release and vagal afferent activation mediate thebeneficial metabolic and chronotherapeutic effects of D-allulose」『Nature Communications』
9（1）pp.113-29.
３）Kimura T, et. al.（2017）「Rare sugars, d-allulose, d-tagatose and d-sorbose, differentlymodulate lipid metabolism in rats」『Journal of the Science of Food and Agriculture』doi:
10.1002/jsfa.8687.
４）Kimura S, et. al.（2005）「D-allose, an all-cis aldo-hexose, suppresses development of saltinduced hypertension in Dahl rats」『Journal of Hypertension』23（10）pp.1887-94.
５）Liu Y, et. al.（2014）「The effects of D-allose on transient ischemic neuronal death andanalysis of its mechanism」『Brain Research Bulletin』（109）pp.127-31.
６）Yamaguchi et. al.（2008）「Rare sugar D-allose induces specific up-regulation of TXNIP
and subsequent G1 cell cycle arrest in hepatocellular carcinoma cells by stabilization ofp27kip1」『International Journal of Oncology』32（2）pp.377-85.
７）松崎 隆司（2015）『香川発 希少糖の奇跡：太りにくい「夢の甘味料」』日経BP社、ISBN 978-48222-2084-6

砂糖類・でん粉情報2018.2 63