機能性素材としてのアルギン酸カルシウム
Yusuke Namiki
株式会社キミカ1. アルギン酸についてゲル化

褐藻類に含まれる多糖類である。その含有量は乾燥藻体の 30 ～ 60 ％を占め，生きた海藻の体内ではさまざまな陽イオンと塩を形成し緩やかなゼリー状態で細胞間を満たしている。波にもまれながら生育する柔軟な藻体はアルギン酸の物性によるものといわれている。

粘度

アルギン酸はコンブやワカメに代表される不溶化
析出粘度上昇水溶液
架橋度

図 1 架橋度の違いによる粘度変化（イメージ図）

海藻から抽出されるアルギン酸類は極めて安全性の高い食品添加物として広く利用されており，JECFA（ FAO/WHO 合同食品添加てカルボキシル基（ COO – ）同士がイオン架橋され不溶性の塩となる 。架橋度が低いと物専門委員会）による評価でもアルギン酸お水溶液が増粘する程度であるが，架橋度が上よびその塩類は「ADI（一日許容摂取量）＝特がるとゲルとなる（図 1 ）。このゲルは耐熱性定しない」とされている 。

を有し，ゼラチンや寒天のような熱可逆性の食品添加物として利用できるアルギン酸類
は，アルギン酸および Na, K, NH 4 , Ca などの塩類，そしてアルギン酸エステルの 6 種類ゲル化剤とは大きく異なる特徴を持つ。

2 . アルギン酸 Ca とはである。このなかでもアルギン酸 Na とアルアルギン酸 Ca は糖鎖同士が Ca によってギン酸エステルは増粘剤，安定剤，ゲル化剤架橋した構造を持つアルギン酸塩である 。アなどとして広く使用されている 。特にアルルギン酸 Ca は水に溶解しないため，それ自ギン酸エステルはパンに添加することで，ボ体は増粘効果もゲル化機能も発揮しない 。

リュームアップやケービング防止の効果を示

従って食品添加物として利用される場面は決し，めん類に添加することでコシの付与やゆして多くないが，ほかのアルギン酸類のようで伸び抑制などの効果を発揮するため，物性に粘度を発揮しないことから，食品のテクス改良剤として多くの場面で使用されている 。

チャーを変化させることなく高濃度で配合す＋ポリカルボン酸であるアルギン酸は，Naや K など一価カチオンとは水溶性の塩を形＋成するが，Ca2＋などの多価カチオンによっ月刊フードケミカル 2021−9ることが可能という独特の性質を持つ。
さらに，アルギン酸 Na やアルギン酸 K などと組み合わせることによって，溶液の粘度
109

特集 2

並木 友亮

3. アルギン酸 Ca の生理学的機能性
近年の研究によりアルギン酸 Ca には以下のような機能性があることが明らかとなってきた 。
① 血中中性脂肪濃度の低下・脂肪蓄積の低減と体重増加の抑制作用② 血中コレステロール濃度の低下作用

Amount of TG in feces（mg）

や流動性をコントロールすることもできる 。

1009080706050403020100＊＊＊＊

HF

2.5510+ Ca - Alg（%）③ 食後血糖値上昇抑制作用

5+ RMD（%）

図 3 各種餌を摂取したラットの糞中 TG 量 1）

④ 放 射 性 ス ト ロ ン チ ウ ム（ Sr ）, セ シ ウ ム
アルギン酸 Ca を 10 ％添加した餌を与え（ Cs ）の吸収抑制と体外排泄作用
本稿ではこれらについて概略を紹介する 。

た群ではアルギン酸 Ca を与えない群（ HF1）血中中性脂肪濃度の低下・脂肪蓄積の低群）に比べ血中 TG 濃度が有意に低下すると減と体重増加の抑制作用
日本人の主な死亡原因の一つである心疾患

ともに，糞中 TG の有意な増加が確認された（図 3 ）。これらの結果から，アルギン酸 Caや脳血管疾患は，動脈硬化が原因であることの摂取により TG の吸収が抑制され，同時にが多い。これを予防するためには，血中の中排泄が促進されることが示された 。なお，ア性脂肪（Triglyceride，TG ）やコレステロー

ルギン酸 Ca を含む餌を摂取したラットにおルの濃度を低下させ，血管内への脂質やコレいて，体重および体脂肪量が有意に抑制されステロールの蓄積を抑制するとともに，体脂ることも確認されている。

肪の蓄積を防ぐことが重要である 。

2）血中コレステロール濃度の低下作用

アルギン酸 Ca の TG に対する影響を検証

TG と同様に，コレステロールに対してもでは，アルギン酸 Ca は高脂肪食

アルギン酸 Ca の作用が検証されている 2 ）。

を 1 週間与えたラットにおいて血中 TG 濃度

アルギン酸 Na は血中コレステロールを低下の増加を有意に抑制することが示されている

させて体重増加を抑制する健康食品として既（図 2）。に使用されているが，アルギン酸 Ca でも同した研究

1）

Triglycerides concentration in blood（day 7, mg/dL）

様のメカニズムで効果を表すことが確認され300ている 。アルギン酸 Ca は摂取時には水不溶

250性であるが，胃（ pH：1 ～ 3 ）や腸（ pH：5～ 8 ）を通過するなかで，イオン環境により，200150ほかの塩に変換されると考えられる 。実際＊にアルギン酸 Ca を模擬胃液に浸漬すると，100わずかな時間でほぼ完全に遊離酸に変換する

500

ことが明らかになっている（図 4 ）。
HF

2.55+ Ca - Alg（%）

105+ RMD（%）

HF：High Fat feed（高脂肪食群），+Ca-Alg：HF+ アルギン酸
Ca 添加食群，+RMD：HF+ 難消化性デキストリン（ResistantMaltodextrin：RMD）添加食群

図 2 各種餌を摂取したラットの血中 TG 濃度1101）

先に紹介した文献 2 ）では，アルギン酸 Caの摂取により血中コレステロール濃度の増加を抑制することが確認された。
この試験ではコレステロールを多く含む餌（high-Cho ）および，これにアルギン酸 Ca
月刊フードケミカル 2021−9カルシウム新展開9.0

これらのことから，高分子量でグルロン酸を8.0多く含むアルギン酸 Caは，優れた機能性と安7.0

全性を兼ね備えた素材であると考えられる。

6.03）食後血糖値上昇抑制機能

5.04.0アルギン酸 Ca の機能性の一つに食後血糖3.0値の上昇抑制機能がある 3 ）。これは，デンプ2.0ンを糖（グルコース）へ分解する酵素（α- グ1.00.001530456075

90 105 120 135

Treatment time (min.)

図 4 アルギン酸 Ca を模擬胃液（pH：1.2）で処理した際の Ca 含有量の変化ルコシダーゼ）の働きを，アルギン酸 Ca が阻害することによるものと考えられている。
この効果は，カレーライスを用いた試験によって確認されている 4 ）。さらに，アルギン酸Caをめん類（うどん，日本そば，中華めん）を 0 . 5 ～ 2 ％添加した餌を調製し，それぞれの餌をラットに 2 週間与えて血漿中のコレスへ添加した際の効果が臨床試験によって検証され 5 ～ 7 ），食後血糖値の上昇抑制効果が得

テロール濃度を測定した 。その結果，アルギられることが確認されている。

ン酸 Ca 2 ％含有食群において，血漿中コレステロール濃度の増加が抑制され，その効果

うどんにアルギン酸 Ca を添加した試験では，対照うどん（アルギン酸 Ca 未含有），試は陽性対照として用いたコレスチミド（高コ験うどん①（アルギン酸 Ca 5 ％含有），試験

レステロール血症治療薬）とほぼ同等であっうどん②（アルギン酸 Ca 8 ％含有）の 3 種類た（図 5 ）。のうどんを比較している。

興味深いことに，この効果にはアルギン酸

この結果，アルギン酸 Ca を含むうどん（①Caの種類によって差があり，高分子量（Mw：および②）では，アルギン酸 Ca を含まない

2 . 4 × 10 6 ）で，なおかつ構成糖としてグルロうどんと比較して有意な血糖値上昇抑制効果

ン酸を豊富（70 ％程度）に含むものが最も良が認められた 。この報告によれば，被験者の好な結果を示した 。

血糖値はうどんを喫食後およそ 40 分程度でアルギン酸 Ca はアルギン酸 Na とは異な最大となるが，アルギン酸 Ca を含むうどんり，水中で粘性が発現しないため，高分子かを食べた被験者の血糖値は，アルギン酸 Caつ高用量でも服用しやすい 。しかも，アルギを含まないうどんを食べた被験者に比べ有意

ン酸 Ca には Na の過剰摂取による血圧上昇に低いことが確認された（図 6 ）。

200

＊

＊
ΔCmax（mg/dL）

Plasma concentration of Cholesterol（％ of initial）のリスクはない 。

150
100500high Cho0.51+ Ca - Alg（%）

2+ colestimide0.5％

図 5 ラット血漿中コレステロール濃度の変化割合 2 ）月刊フードケミカル 2021−99080706050403020100＊Control＊58+ Ca - Alg（%）

縦軸は食後血糖値の変化量を示す

図 6 食後最大血糖値の比較 5 ）111

特集 2Ca content（weight, %）特集 2

こうしたデータに基づき，アルギン酸 Caとしてシマダヤより「健美麺」シリーズとして販売されている 。
4）放射性Sr, Csの吸収抑制と体外排泄作用

アルギン酸 Na には Sr の体外排泄作用のあることが実証されており，IAEA（国際原子力機関）の緊急時マニュアルでも，放射性 Srに内部被曝した際にはアルギン酸 Na の服用を推奨している 8 ）。

Dosage of water（Baker’s percentage, %）を配合した各種のめん類が，機能性表示食品

10510095908580757065051015

Dosage of Ca-Alg（Baker's percentage, %）20

図 7 アルギン酸 Ca 添加量と加水量の関係

アルギン酸 Ca においても，Sr や Cs の吸収抑制と体外排泄について検証する動物実験感を持つようになり，いわゆる「多加水パン」を行ったところ，アルギン酸 Ca では Sr のみとよばれる特徴的なパンになる。しかし，通ならず Cs に対しても吸収抑制効果，体外排常の製パン処方のまま，単に加水量を増やせ

9）。これはば非常にべたつく生地となり，作業性の悪化

アルギン酸 Na にはない，アルギン酸 Ca 特や製造機器への付着，歩留まりの低下などに有の性能である 。

つながる。特に機械を使って大量生産する大泄効果を有することが確認された

4. アルギン酸 Ca の加工食品への応用

手メーカーの生産ラインでは到底扱えない。
ところが，アルギン酸 Ca を配合したパン

これまで述べてきた通り，アルギン酸 Ca

生地は加水を大きく増やしてもベタつかず，には数々の優れた機能性が期待されており，通常の生地と変わらない作業性となることがその効果を発揮するうえで，一日あたりの推確認された。生地への加水量は，アルギン

奨摂取量は 3g 程度を想定している 。

酸 Ca の添加量に比例して大きく増やせるこ

一般的なアルギン酸 Na の場合，加工食品とも確認されている（図 7 ）。に高配合すると強い粘りを生じるため，食味実際にアルギン酸 Ca を対粉 9 ％，加水をや食感を損なうことが多く，1 日 3 g を摂取さ対粉 90 ％で製パンした際の生地の様子およせるように加工するのは難しい 。

び焼成後の外観を図 8 ～ 9 に示す。対粉 90 ％一方，水に溶けないアルギン酸 Ca は，めんの加水は常識をはるかに越えた量であり，通やパンをはじめとする小麦粉食品に配合する

常は製パンすることすらできない加水量であだけで容易に加工することができ，食味や食るが，アルギン酸 Ca を配合することによっ感にも違和感なく摂取することが可能である。て良好な生地となり，焼成後もふっくらと焼われわれはアルギン酸 Ca をパンに配合すき上がっている。

る処方を検討するなかで，非常に興味深い特性を見出した。アルギン酸 Ca を配合したパンは，生地への加水量を桁外れに（対粉 90 ％程度に）大きく増やせることが確認されたのである 。
通 常 の 製 パ ン に お け る 加 水 量 は， 対 粉66 ％前後が一般的である。これを超えて加水

アルギン酸 Ca あり

すると，パンはしっとり，もっちりとした食図 8 アルギン酸 Ca の有無による生地の違い

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アルギン酸 Ca なし

月刊フードケミカル 2021－9

特集 2カルシウム新展開ら高く評価されている 。本稿の内容がアルギン酸 Ca を利用した食品開発を通じて人々の健康へ貢献し，さらには SDGs 達成への一助となれば幸いである。
参考

文

献

tical Bulletin, 42（ 3）, 365 - 372（2019）

図 9 アルギン酸 Ca 添加パン生地を焼成したもの

5. おわりに
アルギン酸 Ca の生理学的機能と多加水パンへの応用例を一部紹介したが，アルギン酸
Ca の機能はこれにとどまるものではない 。
例えば，食物繊維として便通改善効果あるのはもちろんのこと，血圧上昇を防ぐ効果も期待される10 ）。

食物繊維としてアルギン酸を摂取するためには，Na 塩，K 塩での摂取や，海藻そのものを食べるなどの方法があるが，Naは過剰摂取が常態化しており，K 含有サプリメントの服用には，高カリウム血症への配慮から十分な注意と医学的管理が必要とされる。また，海藻に含まれるヨウ素の過剰摂取は，甲状腺異常症な2）Idota Y et. al.,：Biological and Pharmaceutical
Bulletin, 39（ 1）, 62 - 67（2016）3）Idota Y et. al.,：Biological and Pharmaceutical
Bulletin, 41（ 9）, 1362 - 1366（2018）4）澤邊 昭義ら：食生活研究，33（ 2）, 41 - 46（2013）5）Kato T et. al.,：Biological and Pharmaceutical
Bulletin, 41（ 9）, 1367 - 1371（2018）6）井戸田 陽子ら：薬理と治療 , 46（ 12）, 2075 - 2082
（2018）
7）加藤 多佳子ら：薬理と治療 , 46（ 12）, 2083 - 2089
（2018）
8）INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY：Safety Reports Series, 47,（2006）9）Idota Y et. al.,：Biological and Pharmaceutical
Bulletin, 36（ 3）, 485 - 91（2013）10）辻 啓介ら：日本家政学会誌 , 39（3）, 187 - 195（1988）

ど深刻な疾病をもたらすことが知られている。
一方でアルギン酸 Ca は，欠乏ミネラルである Ca の摂取不足を補うばかりでなく，高分子量，高濃度での服用に適しており，極めなみき・ゆうすけて安全な機能性食品素材として利用されるこ株式会社キミカとが期待される 。

技術開発部（マネジャー）

当社のアルギン酸製品は，ライフサイクルを終え海岸に漂着した海藻を原料として製造されている 。
この点は持続可能な開発目標（ Sustainable Development Goals，SDGs）の観点か

月刊フードケミカル 2021－9

1989 年生まれ，埼玉県出身。 2014 年
株式会社キミカ入社 。アルギン酸の技術開発，品質保証，商品開発などを担当 。 2018 年～
2019 年 京都大学ウイルス・再生医科学研究所へ出向 。
2020 年 技術開発部マネジャーに就任，現在に至る。

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特集 21）Kasahara F et. al.,：Biological and Pharmaceu-