キノコ菌床抽出物の脂肪蓄積抑制効果とペット用サプリへの応用

岡山大学

大学院環境生命科学研究科
教授 神崎 浩
令和２年９月１７日

1神崎研究室の研究のアウトライン
生物資源からの高機能物質の探索と低機能物質からの効率的変換法の確立

生物資源

安価な基質 in

微生物パワーで良いもんを作る

探索
細胞･酵素探索

生命現象の機構解明
持続可能な農業への利用
超高齢化社会への対応

out

生理活性物質生化学プローブ
新規医薬・農薬2経済的に成り立つ森林バイオマスの近産近工近消
岡山モデル
真庭を含む岡山県北近隣地域の木質バイオマスを収集し，近隣地域で加工して付加価値を高め，近隣地域の産業として消費し，さらなる高付加製品を創出する。
最終製品についてはバイオマス循環を強調した高付加価値製品として販売する。

岡山県森林地域
材木，木質バイオマスの収集

バイオマス集積基地
製材所等

近隣地域での加工を組合わせてより付加価値の高い商品の生産をも組み入れて，総合的な木質バイオマス利用を展開する。

チップ化，粉砕，オガ粉の生産

県内キノコ生産地
キノコによる木粉処理発酵飼料生産地
キノコ処理バイオマスを素材とする発酵混合飼料生産

県内の乳牛飼育地
処理木粉を飼料とする畜産サプリメント製造
ベンチャー企業
キノコ・木質エキス調製

新たな付加価値

利用用途拡大菌床添加発酵混合飼料の乳牛給餌試験で有効性の実証済
3

本技術開発の背景
木質の有効利用を目的としたキノコ菌床の応用
間伐材

おがくず

木材
木

木粉を用いたキノコ培養培地

有効利用

エノキタケ

抽出物

菌床

菌床培地
水抽出

収穫

水抽出

抗肥満活性の比較

抽出物
高い活性・キノコにより木質が分解されることで生理活性を示す化合物が生成する・エノキタケ子実体に含まれるキトサンは抗肥満活性を示す*⇒木質分解物や菌糸体を含むエノキタケ処理菌床が抗肥満活性を示す可能性*N. Miyazawa et al., J. Oleo Sci., 67, 245-254 (2018)*A. Yamaguchi et al., J. S. M. S. B, 18, 145-148(2010)4

本技術開発の概要
 木質バイオマス産業利用の一つとして成分を効率よく利用することが挙げられる。
 キノコは木質を分解し生理活性物質を生成するとともに、その菌糸体にはβグルカン等の機能性成分が含まれている。これらは様々な機能性（抗がん，血中コレステロールの正常化，血糖値上昇抑制，プレバイオティック効果，抗肥満）を示すが，キノコ栽培後の針葉樹材菌床中の成分の機能性を研究した例はほとんど知られていなかった。
 ペット動物は「コンパニオンアニマル（伴侶動物）」となり，飼い主はペットにお金をかけるようになっている。加えて，ペットの高齢化とともに，肥満や血糖値上昇等がみられるようになり，それらを抑制するサプリメント開発は新たなビジネスとして注目されている。

 キノコ処理木質バイオマス成分のペットサプリメントとしての機能性評価として、エノキタ
ケ栽培針葉樹菌床の水抽出物の効果を動物細胞，動物個体を使って検討した。
① 脂肪細胞を用いた細胞実験： エノキタケ処理により菌床抽出物の活性が上昇② マウス血中グルコース濃度上昇抑制実験： 菌床抽出物投与により血糖値上昇抑制③ マウスへの飲水実験（１）： 加齢によるラットの脂肪細胞増大を抑制④ マウスへの飲水実験（２）： 菌床抽出物添加のマウス腸内細菌叢の多様性が、コントロールに比べ優れていた。 （多様性の維持は健康寿命の延伸に不可欠とされている ）5脂肪蓄積抑制試験の方法
マウス脂肪前駆細胞 (3T3-L1)
24 wellプレートに播種
コンフルエントになるまで培養
脂肪細胞へ分化 (試料添加)
培養 (37℃)
培地交換 (試料添加)
培養 (37℃)
細胞を固定
オイルレッドO染色
2-Propanolで抽出
吸光度測定

未分化

分化
塩化ベルベリン(ポジティブコントロール)

試料添加期間播種

培地交換(insulin含)

分化誘導*

培地交換

染色

吸光度測定

*Dexamethasone, 3-isobutyl 1-methylxanthine, insulin

脂肪蓄積抑制率の算出方法
脂肪蓄積抑制率 (%) ＝ 100 －各試験群の吸光度 － 未分化の吸光度
分化コントロールの吸光度 － 未分化の吸光度×100
6エノキタケ菌床水抽出物の脂肪滴蓄積抑制作用
脂肪蓄積抑制率（%）

10080

未処理ヒノキエノキタケ処理ヒノキ
エノキタケ処理スギ

604020015102550
抽出物濃度（μg/ mL)

抽出物の由来未処理ヒノキキノコ処理ヒノキ
キノコ処理スギ50%阻害濃度(IC50, μg/ mL)
129
7.09
8.6262.5125250

エノキタケ処理ヒノキ菌床抽出物 (上25，下 5μg/mL)(1)エノキタケ処理による効果
脂肪滴蓄積抑制活性が大きく上昇(2)菌床木粉の違いによる効果大きな差は認められない7

エノキタケ菌床水抽出物の活性成分の特徴
 シイタケ処理広葉樹菌床 では活性が認められなかった 針葉樹素材を含まない寒天培地で培養したエノキタケ培養物では活性が認められなかった⇒ 本活性は「針葉樹培地でのエノキタケ菌床」において特徴的と推測される
 10 kDa以上の分子量を有する高分子化合物と推定される
 有機溶媒や95℃,10分の熱処理によって活性が低下する⇒ 本活性に関与する化合物は、報告のあるエノキタケ由来の活性化合物、キトサン、エルゴチオネイン、脂肪酸とは異なる
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エノキタケ処理菌床抽出物のマウスへの飲水試験
動物：

C57BL/6Jマウス
雄，4週齢
試験群： 水，水＋保存料
水＋保存料＋抽出物
それぞれ通常食，高脂肪食の2群に分ける

予備飼育：12週間
飲水期間：12週間
給餌形態：自由摂食，自由飲水

水

水＋保存料

水＋保存料＋抽出物

精巣上体脂肪細胞が縮小

飲水試験後 腸内細菌叢解析結果
水
水＋保存料
水＋保存料＋抽出物

抽出物添加群において，腸内細菌の多様性が優れていた
9

ペット用飲料試作品のユーザーアンケート調査(1)
小型犬への試飲調査 (株式会社マクロミル ）モニタ スクリーニング（３００００名程度）
 ５問以内の質問項目を設定し、モニター募集
質問項目：小型犬の種類と年齢 ・体重 ・水の購入実績と種類 等
 ５０名選抜しコントロール水と抽出物含有水のモニタを２５名ずつ選定

犬の情報5-10歳
年齢
2-3 kg
体重犬種
ﾁﾜﾜ

33%
72%
52%

10歳以上 33%
1-2 kg26%
ﾄｲ･ﾌﾟｰﾄﾞﾙ 26%

2-5歳

12%

ﾎﾟﾒﾗﾆｱﾝ 5%

モニタ へのアンケート実施（５０名）
 サンプル送付（１回） ２週間試飲（１週間に２本ずつ）
 アンケート回答回収（１５問以内）
アンケート質問項目（今後、要検討）
５段階評価（よい・ややよい・ふつう・ややわるい・わるい）を設定し、コントロールとの有意差を判定し、商品開発に活かす・健康状態の変化 ・便や尿の変化（臭い・量・色） ・製品全体のイメージ
・この製品を今後購入したいか？ ・健康維持（肥満防止)のためにこの製品を利用するか？
・通常水と同様に飲んだか？
10ペット用飲料試作品のユーザーアンケート調査(2)Q11 今後購入したいと思いますか。

％

1

とてもそう思う

6.9

2

そう思う

27.6

3

そう思わない56.9

4

全くそう思わない8.6

Q14 イメージはどうですか。
1 とてもよい2 よい
3 普通
4 悪い
5 とても悪い％
10.3
34.5
39.7
15.50.0「そう思う」と答えた方の理由
愛犬が美味しそうに飲んでいたから便や尿の臭いが弱くなった気がするから。
水道水だと塩素が気になるし、ミネラルウォーターも犬には余り良くないと聞いたので。今回のサンプルはそんな心配もなさそうだし、凄く良く飲んでいたので購入したいですが値段によるかもしれません。
今まで飲ませていたものより身体に良さそうだから肥満気味なので、脂肪蓄積抑制効果を望めるなら続けてみたいと思うからキノコエキスが入っており、喜んで飲んでいたから。
とても素晴らしい
便秘が改善されて毛並みが良くなった
だんだん飲む量が増えて、美味しそうにしていた飲む量が増え普段よりトイレに行く回数が増えたから。

11「そう思わない」と答えた方３３名のうち１３名は、太っていないのでというのが理由であり、今後可能性がある回答
11ペット用飲料試作品のユーザーアンケート調査(3)Q1 普段と同じように飲水しましたか。
1 かなり増加した
2 やや増加した
3 変わらない
4 やや減少した
5 かなり減少した％
1.720.7
55.2
19.0
3.4

Q2 様子に変化はありましたか。
1 健康になった
2 やや健康になった
3 変わらない
4 やや健康でなくなった
5 健康でなくなった

％
1.7
13.8
84.5
0.00.0Q4 便の臭いに変化はありましたか。
1 臭いが強くなった
2 臭いがやや強くなった
3 変わらない
4 臭いがやや弱くなった
5 臭いが弱くなった
6 臭わなくなった

％
0.0
3.4
50.0
41.4
5.20.0Q8 尿の臭いに変化はありましたか。
1 臭いが強くなった
2 臭いがやや強くなった
3 変わらない
4 臭いがやや弱くなった
5 臭いが弱くなった
6 臭わなくなった

％
0.0
3.4
56.9
32.8
6.90.0

上記４項目については高評価。飲水量が増加したことが、便・尿の臭いの減少に繋がっているようで興味深い
キノコ水試験区とコントロール区の差はほとんどない。
Q10 毛艶に変化はありましたか。
1 毛艶がよくなった

％
12.1

キノコ水

2 変わらない87.9

コントロール

3 毛艶が悪くなった

0.0

毛艶が良くなったという方がキノコ水試験区でコントロール区より多い

0%

20%
よくなった

40%
変わらない

60%

80%

100%

悪くなった

12

新技術・製品の特徴・従来技術との比較文献検索の結果、菌床抽出物（キノコの菌糸体とスギヒノキ木粉などの培地成分がキノコにより変換された物質）の類似の活性については報告はない。
またエノキタケの子実体中の活性成分としてキトサン、エルゴチオネイン、脂肪酸などが知られているが、これらの成分と今回の活性成分は異なることが示唆されてきている。
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想定される用途
針葉樹バイオマスのキノコによる活性化合物への生物変換により得られるキノコ菌床水抽出物の
脂肪蓄積抑制効果

血糖値上昇抑制効果

腸内細菌叢改善効果
一人暮らしや高齢世帯の増加，少子化の進行等の社会変化により増加傾向にある，家族同然の 「コンパニオンアニマル（伴侶動物）」の高齢化に伴う肥満や血糖値上昇等の症状を抑制するサプリメントの開発
14実用化に向けた現状と課題• 現在、ペット飲料試作品の開発済みで、消費者アンケート調査も終了。
• 活性成分の特徴（既存技術により製造される物質とは異なることの実証済）だが、最終的な物質特定まで至っていない。
• 今後、活性成分の特定実験を行っていく。
• 実用化に向けて、企業との共同研究により売れる製品開発を実施したい。
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企業への期待• 菌床きのこ栽培企業： 今回提供する技術を自社菌床抽出物からの新規製品製造へ活用し、新規事業への展開が可能• ペット飲料製造企業： 上記企業との共同で新規ペット用機能性飲料開発実施。
さらなる展開• 機能性食品素材企業： ヒトへの機能性食品素材開発を検討
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本技術に関する知的財産権• 発明の名称：
脂肪蓄積抑制剤 及び その製造方法 並びに血糖値上昇抑制剤 及び 腸内細菌叢改善剤• 出願番号： 特願2020-4396• 出願人：岡山大学• 発明者：
神崎浩、仁戸田照彦、畑生俊光

17産学連携の経歴（１）•2007年2011-12年度••

日本オリーブ社と共同研究実施 【継続中】
研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP）（フィージビリティスタディ（シーズ顕在化タイプ、起業検証タイプ）） 採択

2014年- 丸善製薬社と共同研究実施 【継続中】2015年-2017年 フジワラテクノアート社と共同研究実施
戦略的基盤技術高度化支援事業(サポイン事業)••

2017年-2018年 一般社団法人テラプロジェクトと共同研究実施
2018年
公益社団法人農林水産・食品産業技術振興協会(JATAFF)「知」の集積による産学連携支援事業における事業化可能性調査費採択••

2019年2019年-

佐々木化学工業社と共同研究実施 【継続中】果実工房社と共同研究実施 【継続中】

産学連携関連組織 役職 （現職）••••

NPO法人 中四国アグリテック (https://www.agritech2007.jp) 理事長
岡山県食品新技術応用研究会 幹事おかやまバイオアクティブ研究会 (https://www.optic.or.jp/bioactive/index.php) 会長
公益社団法人 日本農芸化学会 (https://www.jsbba.or.jp) 監事
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産学連携の経歴（２）【１】カビ代謝産物の放線菌酵素変換でできる新規抗ガン化合物（新日鐵 [現 日本製鐵] 社との共同研究、PCT出願しアメリカベンチャー企業へ知財権の譲渡、現在抗癌剤 PhaseIII 試験中）

【２】オリーブ葉に含まれる成分の微生物変換で生成する新規抗酸化活性化合物（日本オリーブ 社との共同研究、特許２件取得）

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カビ代謝産物の放線菌酵素変換でできる新規抗ガン化合物
放線菌の新しい酵素の発見
生理活性物質生産微生物を探索中に岡山の土壌から新規変換反応を触媒する放線菌KO23株を単離した
アミノ酸
放線菌KO23株の電子顕微鏡写真

ﾃﾞﾋﾄﾞﾛｱﾐﾉ酸

アミノ酸

環状ジペプチド

ﾃﾞﾋﾄﾞﾛｱﾐﾉ酸

脱水素型環状ジペプチド
細胞分裂阻害活性あり

ﾃﾞﾋﾄﾞﾛﾌｪﾆﾗﾋｽﾁﾝの酵素合成

ﾌｪﾆﾗﾋｽﾁﾝ カビが生産する化合物

CFLoxidaseによる酵素変換

ﾃﾞﾋﾄﾞﾛﾌｪﾆﾗﾋｽﾁﾝ
数十種類のヒト癌培養細胞に対して既存の抗がん剤と同程度かそれ以上の効果を示す

米国製薬ベンチャー企業で臨床試験（Phase III) 中
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オリーブ葉に含まれる成分の微生物変換で生成する新規抗酸化活性化合物

日本オリーブ社で化粧品素材として開発中
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お問い合わせ先
岡山大学
研究推進機構産学連携・知的財産本部●TEL:
086-251-8463●e-mail： cr-ip@okayama-u.ac.jp●URL:
http://www.orpc.okayama-u.ac.jp/

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