Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi, 66（2）, 52-56, 2019
Copyright © 2019, Japanese Society for Food Science and Technology
doi : 10.3136/nskkk.66.52

報

http://www.jsfst.or.jp

告

シマグワ葉パウダーの血糖値上昇抑制効果
久米大祐1, 2，深水愛理沙3，藏屋英介4，
島尻佳典5，伊東昌章3*
沖縄工業高等専門学校総合科学科2
沖縄大学人文学部健康スポーツ福祉専攻
3
沖縄工業高等専門学校生物資源工学科
4
沖縄工業高等専門学校技術室5
医療法人太平会キンザー前クリニック1

食後高血糖は，糖尿病患者のみならず非糖尿病患者においても心血管疾患のリスクファクターとなる1）．また最近
では，食後の大きな血糖変動による酸化ストレスが，血管内皮障害を引き起こし，将来的な心血管疾患のリスク増大．そのため，食後の血糖に繋がる可能性が指摘されている2）値を適切にコントロールすることは，疾病予防の観点から大変重要である．
食事によって摂取された糖質は，唾液および膵液中の消化酵素の働きにより二糖類に分解され，次いで小腸に存在するマルターゼやスクラーゼなどの二糖類分解酵素によっInhibitory Effect of Powdered Morus australis Leavesて単糖類にまで分解された後，吸収される．桑葉には，二on Postprandial Elevation of Blood Glucose

糖類分解酵素の阻害物質のひとつである 1-デオキシノジ

Daisuke Kume1, 2, Arisa Fukami3, Eisuke Kuraya4,
Yoshinori Shimajiri5 and Masaaki Ito3*
Department of Integrated Arts and Science, National
Institute of Technology, Okinawa College,905, Henoko, Nago, Okinawa 905-2192
2Department of Health, Sports and Welfare, Faculty ofHumanities, Okinawa University, 555,
Kokuba, Naha, Okinawa 902-8521
3
Department of Bioresources Engineering, National
Institute of Technology, Okinawa College, 905,Henoko, Nago, Okinawa 905-2192
4
Science and Technology Division, National Institute ofTechnology, Okinawa College, 905, Henoko,Nago, Okinawa 905-2192
5
Shimajiri Kinsermae Diabetes Care Clinic, 1-29-1,Miyagi, Urasoe, Okinawa 901-2126
1

リマイシン（1-DNJ）およびその誘導体が存在する3）．そのため，桑葉成分は，糖の吸収を穏やかにし，食後の急激な血糖値上昇を抑えることで，糖尿病を予防・改善すると期待されている4）．実際に，桑葉エキスを摂取することにより，スクロース負荷後の血糖値上昇を抑制できることが報．また，桑葉エキスを添加したデンプン食
告されている5）∼7）品でも同様に血糖値上昇抑制効果が認められている7）8）．このように，食後の血糖コントロールにおける桑葉成分の有用性が示されている．
現在，沖縄県浦添市は，南西諸島周辺に分布する桑品種であるシマグワ（Morus australis）を用いた地域振興事業を進めている．我々のグループは，シマグワ葉の 1-DNJ 含有量およびマルターゼ阻害活性が本土品種よりも高いことを見出した9）．また我々は，この機能性の高いシマグワ葉を原料とした風味の良い茶パウダーの製造方法10）を開発し，

The aim of this study was to determine the inhibitory
effect of powdered Morus australis leaves on postprandial
elevation of blood glucose. First, we evaluated the functionality of the powdered leaves. Second, we examined theinhibitory effect of the powdered leaves on blood glucose
elevation in healthy volunteers after administrating sucrose.
Although 1-deoxynojirimycin content was lower and the
median inhibitory concentration against sucrase was higher
for the powdered leaves than for the raw leaves, thepowdered leaves retained sucrase inhibitory activity. In
addition, ingestion of the powdered leaves suppressedsucrose-induced elevation of blood glucose and insulin levels.
Thus, we conclude that powdered M. australis leaves have aninhibitory effect on postprandial elevation of blood glucose.
（Received Jan. 29, 2018 ; Accepted Sep. 14, 2018）
Keywords : Morus australis, 1-deoxynojirimycin, Sucrase, Bloodglucose, Insulin
キーワード : シマグワ，1-デオキシノジリマイシン，スクラーゼ，血糖値，インスリン

これに準じて製造したシマグワ葉パウダーを製品化した．
本研究では，我々が開発したシマグワ葉パウダーの血糖値上昇抑制効果を明らかにすることを目的とした．実験 1
では，シマグワ葉パウダーの機能性評価として，1-DNJ 含有量および先行研究5）∼7） で糖負荷に用いられているスクロースの分解酵素であるスクラーゼの阻害活性を同パウダーと原料葉で比較した．実験 2 では，健常成人を対象としてスクロース負荷後の血糖値上昇に対する同パウダーの抑制効果を検証した．
1． 実験方法（1）実験 1ⅰ）材料
原料葉とシマグワ葉パウダーを同パウダーの製造元である浦添市シルバー人材センターから入手し，材料として用いた．入手した原料葉は，次の通りである．品種：久米島〒905-2192 沖縄県名護市辺野古 905，2 〒902-8521 沖縄県那覇市字国場 555，3 〒905-2192 沖縄県名護市辺野古 905〒905-2192 沖縄県名護市辺野古 905，5 〒901-2126 沖縄県浦添市宮城 1-29-1*連絡先（Corresponding author），ma-itou@okinawa-ct.ac.jp14

（ 21 ）

久米・他：シマグワによる血糖値上昇抑制

53

で栽培されていた在来種，樹齢：4 年，栽培地：沖縄県浦添

緩衝液（pH 6.0）10 µL を加えた．これを 38 ℃に設定した

市牧港，収穫日：2016 年 4 月 27 日，収穫部位：枝条先端でアルミブロック恒温槽で 10 分間プレインキュベートした

完全展開した葉から下方に連続 5 枚．シマグワ葉パウダー

後，酵素溶液 10 µL を添加し 37 ℃で 1 時間反応させた．の製造方法は，次の通りである．収穫した原料葉を流水にブランクには失活酵素溶液を用いた．反応液に 1 M Tris-て洗浄した後，65 ℃で 10 時間，さらに 75 ℃で 2 時間乾燥

マレイン酸-NaOH 緩衝液（pH 7.4）100 µL を加えて反応をを行った．次に，乾燥した原料葉を 170 ℃で 5 秒間の条件停止させた．遊離したグルコースの定量にはグルコース Cで殺菌を行い，100 メッシュパスに微粉砕加工し，得られⅡ-テストワコーを用い，波長 505 nm の吸光度をマイクロた粉末をシマグワ葉パウダーとした．測定サンプル数につプレートリーダー（Infinite M200，TECAN 社製）で測定

いては，1-DNJ 含有量測定は n=3，スクラーゼ阻害活性評した．阻害率（%）を次式により算出した．

価は n=5 とした．グルコース C Ⅱ-テストワコーは，和光純薬工業社製を用いた．ラット腸管アセトンパウダー
は，Sigma-Aldrich 社製を用いた．

阻害率（%）=〔{（A−B）−（C−D）}/（A−B）〕
×100
A：対照溶液の吸光度

B：対象溶液のブランクの吸光度ⅱ）試料の調製

C：試料溶液の吸光度 D：試料溶液のブランクの吸光度入手した原料葉は，直ちに−30 ℃で冷凍保存した．その各濃度の試料溶液の阻害率から阻害曲線を作成し，50 %後，凍結乾燥機（FDU-1100，東京理化器械社製）で一晩凍阻害濃度（IC50）の値を求めた．

結乾燥後，ビーズ式破砕装置（MB755HS，安井器械社製）（2）実験 2を用いて 3 000 rpm，10 秒間破砕することにより粉末化し，ⅰ）対象者

これを試料（原料葉凍結乾燥粉末）とした．シマグワ葉パウダーは，製品をそのまま試料として用いた．

健常成人 15 名（男性 6 名・女性 9 名，年齢：40.5±7.8歳，身長：165.8±9.6 cm，体重：63.6±16.1 kg，BMI：22.8ⅲ）1-DNJ 含有量の測定±3.8 kg/m2）を対象とした．本実験では，同一対象者が異各試料中の 1-DNJ 含有量の測定は，前処理を行った後，なる 2 条件下，すなわち，シマグワ条件とコントロール条

液体クロマトグラフィータンデム型質量分析法を用いて件で測定を行うクロスオーバーデザインを採用した．対象

行 っ た．分 析 操 作 条 件 は，次 の 通 り で あ る．カ ラ ム：

者には予め，本実験の目的や実験内容等を口頭と書面にてTSKgel Amide-80（Φ4.6 mm×250 mm・粒径 5 µm），移動十分に説明し，研究参加の同意を得た．本実験は，キンザー

相：水，アセトニトリルおよび酢酸混液，流量：1.0 mL/min，前クリニック倫理審査委員会の承認（承認番号：2016-01）

カラム温度：40 ℃，イオン化法：エレクトロスプレー（正を得て実施した．対象者には，実験前日からのアルコールイオン検出モード），設定質量数（m/z）：164.3 → 109.9．

類の摂取，実験当日のカフェイン類の摂取および激しい運本測定は，日本食品分析センターにて行った．

動を禁止した．また，実験前日午後 9 時以降からの水以外ⅳ）抽出液の調製
各試料 500 mg に沸騰水 50 mL を加え，5 分間静置後，吸引濾過した濾液を抽出液（10 mg 原料葉凍結乾燥粉末またはシマグワ葉パウダー /mL（w/v））とした．の飲食を禁止した．
ⅱ）実験手順
本実験は，キンザー前クリニックにおいて医師の管理の下に実施した．空腹時採血（pre）を行った後，シマグワ条ⅴ）スクラーゼ阻害活性の評価

件ではシマグワ葉パウダー 2 g を白湯 250 mL で溶かした酵素液の調製方法は，次の通りである．まず 15 mL 遠沈溶液を摂取させた．なお，シマグワ葉パウダーと白湯の配管にラット腸管アセトンパウダー 1 g と純水 10 mL を加え合量は，日常的に茶飲料として摂取することを想定し，茶懸濁し，氷冷しながら 1 分間の超音波処理を 3 回繰り返し飲料としての嗜好性および摂取量に基づいて決定した．コ

た．この懸濁液を遠心分離機で 14 355×g，15 分間遠心分

ントロール条件では同量の白湯のみを摂取させた．その離して得られた上清を酵素溶液として用いた．失活酵素

15 分後，スクロース 75 g を水 200 mL で溶かしたスクロー

は，酵素溶液を 0.2 mL チューブに分注後，100 ℃に設定しス溶液を負荷した．スクロース負荷後 30 分，60 分およびたアルミブロック恒温槽（CTU-Mini，タイテック社製）で120 分において上腕静脈から採血を行った．実験中，対象10 分間加熱して得た．各酵素溶液ともに−30 ℃で凍結保者は座位安静を保った．コントロール条件とシマグワ条件存し，使用時に融解して使用した．スクラーゼ阻害活性のの実施順序は対象者間で釣り合うよう振り分け，約 1 週間

評価法は，次の通りである．まず 0.2 mL チューブに，0.1の間隔を空けて行った．血液サンプルの分析項目は，血糖M マレイン酸緩衝液（pH 6.0）70 µL，0.5 M スクロース溶液

値（ヘキソキナーゼ UV 法）およびインスリン濃度（CLIA10 µL，さらに 0.01，0.05，0.1，0.3，0.5 および 1.0 mg/mL法）とし，分析はビー・エム・エル社に依頼した．

（w/v）の各濃度に純粋で希釈した原料葉凍結乾燥粉末まⅲ）解析

たはシマグワ葉パウダー抽出液検体 10 µL を加え混合し血糖値およびインスリン濃度の経時変化から最高値およた．対照溶液は，抽出液検体の代わりに 0.1 M マレイン酸

び最高値到達時間を求めた．また，血糖最高値およびイン54

日本食品科学工学会誌

第 66 巻第2号

2019 年 2 月（ 22 ）

スリン最高値の条件間の差分（コントロール条件─シマグ度の最高値，最高値到達時間および上昇曲線下面積を表 1

ワ条件）を算出した．さらに，血糖値およびインスリン濃に示す．血糖値に関しては，コントロール条件と比較して，度の pre 値をベースラインとする上昇曲線下面積を台形法

最高値はシマグワ条件の方が有意に低く，最高値到達時間により算出した．

はシマグワ条件の方が有意に長くなった．インスリン濃度ⅳ）統計処理に関しては，最高値はシマグワ条件の方がコントロール条各条件における血糖値およびインスリン濃度の経時変化件よりも有意に低値を示した．
血糖最高値の条件間の差分とインスリン最高値の条件間は，2 要因（時間×条件）の分散分析により解析した．有意な交互作用が認められた場合，Bonferroni 法を用いて多重の差分の間には有意な正の相関関係（r=0.53）が認められ比較検定を行った．血糖値およびインスリン濃度の最高た．

値，最高値到達時間および上昇曲線下面積の条件間の比較には，対応のある t 検定を用いた．血糖最高値の条件間の差分とインスリン最高値の条件間の差分の関係は，Pearsonの積率相関分析によって評価した．以上の統計処理は
SPSS ver. 23.0 を用いて行い，有意水準はいずれも 5 % 未満（P<0.05）とした．
2． 実験結果（1）実験 1
原料葉凍結乾燥粉末およびシマグワ葉パウダーの 1DNJ 含有量は，6.19±0.02 mg/g および 2.50±0.01 mg/g（各乾燥重量）であった．シマグワ葉パウダーの 1-DNJ 含有量は，原料葉凍結乾燥粉末のそれの 40.4 % であった．
原料葉凍結乾燥粉末抽出液およびシマグワ葉パウダー抽出 液 の ス ク ラ ー ゼ に 対 す る IC50 値 は，8.6 ± 0.2 µg/mL（w/v）および 11.8±1.3 µg/mL（w/v）であった．シマグ
ワ葉パウダー抽出液の IC50 値は，原料葉凍結乾燥粉末抽出液のそれの 1.37 倍であった．
（2）実験 2スクロース負荷試験における血糖値およびインスリン濃度の経時変化を図 1 に示す．血糖値に関しては，シマグワ
条件では負荷後 120 分においても pre 値よりも高い値を示す傾向がみられた．コントロール条件と比較し，負荷後 30分ではシマグワ条件の方が有意に低値を示し，負荷後 120分ではシマグワ条件の方が有意に高値を示した．インスリン濃度に関しては，コントロール条件と比較し，負荷後 30分ではシマグワ条件の方が有意に低値を示し，負荷後 120分ではシマグワ条件の方が有意に高値を示した．
スクロース負荷試験における血糖値およびインスリン濃表 1

図 1

スクロース負荷試験における血糖値（A）およびインスリン濃度（B）の経時変化（n=15）

測定値は平均値±標準偏差で表示．*，P<0.05 vs. pre．
†，P<0.1 vs. pre．#，P<0.05 vs. コントロール条件．

スクロース負荷試験における血糖値およびインスリン濃度の最高値，最高値到達時間および上昇曲線下面積（n=15）

血糖最高値（mg/dL）
血糖最高値到達時間（分）血糖値上昇曲線下面積（mg/dL×分）
インスリン最高値（µU/mL）
インスリン最高値到達時間（分）インスリン上昇曲線下面積（µU/mL×分）

コントロール条件

シマグワ条件123±1938±14
2 229±1 300
43±1162±27
2 912±754

116±20#54±26#
2 500±1 136
34±17#
70±27
2 497±1 206

平均値±標準偏差で表示．#，P<0.05 vs. コントロール条件．

（ 23 ）
3． 考

久米・他：シマグワによる血糖値上昇抑制
4． 要

察

55

約

本研究では，我々が開発したシマグワ葉パウダーの血糖（1）実験 1
シマグワ葉パウダーは，原料葉と比較して，1-DNJ 含有値上昇抑制効果を明らかにすることを目的とした．実験の量は低値を，スクラーゼに対する IC50 値は高値を示した

結果，シマグワ葉パウダーは，その製造過程において，1-ものの，スクラーゼ阻害活性を保持していることが示され

DNJ 含有量は低下，スクラーゼに対する IC50 値は増加すた．

るものの，スクラーゼ阻害活性を保持していることが示さ

シマグワ葉パウダーの 1-DNJ 含有量は，原料葉の 40.4 %れた．また，同パウダーを摂取することで，スクロース負にまで低下していた．先に我々は，シマグワ葉を用い，製荷後の血糖値上昇を抑制でき，それに伴い，インスリン分造工程中に 160 ℃で 7 分間，さらに 170∼180 ℃で 7 分間泌を節減できることが示唆された．本研究から，シマグワ

焙煎を行った焙煎茶中の 1-DNJ 含有量が原料葉のそれの葉パウダーの血糖値上昇抑制効果が明らかとなった．

1/3 以下に低下していることを報告した ．このことから，
9）

シマグワ葉パウダーは，製造時の高熱をかける殺菌工程

本研究を遂行するにあたり，御協力を頂きました浦添市（170 ℃，5 秒間）において，1-DNJ の損失が生じたものと

役所 大塚京平氏，（公社）
浦添市シルバー人材センター推察する．一方で，大幅な 1-DNJ 含有量の低下が生じたに比嘉秀三氏に心より感謝申し上げます．また，実験 1 の遂も関わらず，シマグワ葉パウダーのスクラーゼに対する行に御協力を頂きました沖縄工業高等専門学校生物資源工

IC50 値の増加は，原料葉の 1.37 倍に留まった．この要因

学科としては，1-DNJ 以外の阻害成分11）が関与している可能性

崎淳氏および対象者の皆様に心より感謝申し上げます．

が考えられる．
（2）実験 2シマグワ葉パウダーの摂取により，スクロース負荷後 30分の血糖値上昇は抑制され，試験中の血糖最高値も同様に抑制された．また，血糖最高値到達時間は延長し，血糖値の低下が遅延する傾向があったため，血糖値上昇曲線下面積には影響はみられなかった．これらの結果は，シマグワ
葉パウダーを摂取することによって，スクロース負荷後の血糖値の上昇が遅延し，それにより，急激な上昇が抑えられたことを意味する．また，対象者毎に検討してみると，15 名中 12 名において同パウダーによる血糖最高値の低下がみられた．以上から，スクロース負荷後の血糖値上昇に対するシマグワ葉パウダーの抑制効果が示された．作用機序については，1-DNJ などの阻害物質による糖吸収の遅延．近年，血糖値上昇曲線下面積よりも食後だと考えられる4）の大きな血糖変動の方が，血管内皮機能障害を介した心血管疾患の発症リスクを増大させる可能性が指摘されている2）．実際，血糖クランプ法を用いた研究12）において，血糖変動に伴う酸化ストレスの増大は慢性的に持続する高血糖よりも血管内皮障害を進行させることが示されている．これらのことから，シマグワ葉パウダーの摂取によって食後の血糖変動の幅を小さく保つことは，疾病予防の観点から大きな意義があると考えられる．
本研究では，インスリン濃度についても血糖値と同様にシマグワ葉パウダーによる抑制がみられ，インスリン最高値は 15 名中 11 名で低下した．また，シマグワ葉パウダーによる血糖最高値およびインスリン最高値の低下に関連性が認められたことから，シマグワ葉パウダーによる血糖値上昇抑制はインスリン分泌の節減にも繋がるものと考えられる．

平川大成氏，実験 2 の遂行に御協力を頂きました浦文

献1） O’Keefe, J.H. and Bell, D.S. (2007). Postprandial hyperglycemia/hyperlipidemia (postprandial dysmetabolism) is a
cardiovascular risk factor. Am. J. Cardiol., 100, 899‒904.
2） 岡田洋右（2014）．血糖変動の血管内皮機能への影響を捉える（特集 食後高血糖治療を極める），Life Style Medicine，8, 14‒20.
3） Asano, N., Oseki, K., Kizu, H., and Matsui, K. (1994). Nitrogenin-the-ring pyranoses and furanoses: structural basis ofinhibition of mammalian glycosidases. Med. Chem., 37, 3701‒
3706.
4） Kimura, T. (2007). Development of mulberry leaf productwith α -Glucosidase inhibitor for the prevention of type2
diabetes mellitus. Journal of the Japanese Society for Food
Science and Technology (Nippon Shokuhin Kagaku KogakuKaishi), 57, 57‒62（木村俊之．α グルコシダーゼ阻害作用を有する桑葉の糖尿病予防食素材への可能性，日本食品科学工学会誌）．
5） Kimura, T., Nakagawa, K., Kubota, H., Kojima, Y., Goto, Y.,
Yamagishi, K., Oita, S., Oikawa, S., and Miyazawa, T. (2007).
Food-grade mulberry powder enriched with 1-deoxynojirimycin suppresses the elevation of postprandial blood
glucose in humans. J. Agric. Food Chem., 55, 5869‒5874.
6） Mudra, M., Ercan-Fang, N., Zhong, L., Furne. J., and Levitt,M. (2007). Influence of mulberry leaf extract on the blood
glucose and breath hydrogen response to ingestion of 75 gsucrose by type 2 diabetic and control subjects. Diabetes
Care., 30, 1272‒1274.
7） Nakamura, M., Nakamura, S., and Oku, T. (2009). Suppressive response of confections containing the extractive fromleaves of Morus Alba on postprandial blood glucose andinsulin in healthy human subjects. Nutr. Metab. (Lond)., 6,29.
8） 中村まり子，橋口（石黒）美智留（2010）．α-グルコシダーゼ阻害作用をもった桑葉エキス末添加デンプン食品のヒトにおける食後血糖上昇抑制効果，栄養学雑誌，68，351‒358.
9） 深水愛理沙，藏屋英介，島袋雅矢，大塚京平，伊東昌章（2015）．シマグワの 1-デオキシノジリマイシン含量と αグルコシダーゼ阻害能に関する研究，日本食品科学工学会

56

日本食品科学工学会誌

第 66 巻第 62 回大会講演，pp. 123.
10） 普天間樹，伊東昌章，藏屋英介（2017）．桑茶の製造方法．
特許第 6096546 号，3 月 15 日．
11） Asano, N., Oseki, K., Tomioka, E., Kizu, H., and Matsui, K.
(1994). N-containing sugars from Morus alba and theirglycosidase inhibitory activities. Carbohydr. Res., 259, 243‒
255.

第2号

2019 年 2 月（ 24 ）

12） Ceriello, A., Esposito, K., Piconi, L., Ihnat, M.A., Thorpe, J.E.,Testa, R., Boemi, M., and Giugliano, D. (2008). Oscillating
glucose is more deleterious to endothelial function andoxidative stress than mean glucose in normal and type 2
diabetic patients. Diabetes., 57, 1349‒1354.

（平成 30 年 1 月 29 日受付，平成 30 年 9 月 14 日受理）