大麦β-グルカンは低分子でも糖・脂質代謝を改善
腹腔内の脂肪の蓄積を抑える作用は高まる傾向

【背景】
大麦β-グルカンは、消化管内で水に溶けて粘性を持つことで消化吸収を遅らせる作用と、腸内細菌による発酵を受けて生み出される短鎖脂肪酸の作用によって、糖・脂質代謝の改善、内臓脂肪の蓄積抑制作用を発揮する。大麦は炊飯やパンなどへの加工の際、さまざまな加水・加温処理を行うため、内在する酵素の影響でβ-グルカンが低分子化する。低分子化したβ-グルカンは水に溶けやすくなる一方で粘性は下がると考えられる。そこで、加水によって低分子化した大麦粉を調製し、分子量の違いによってマウスの糖・脂質代謝への影響が異なるかどうか検討した。

【方法】
β-グルカン高含有の大麦品種「ビューファイバー」の搗精粉(注)に3倍量の蒸留水を加え、30℃で2時間あるいは8時間保持し、凍結乾燥ののち粉砕。加水前のビューファイバーのβ-グルカンの分子量は35万~70万kDaで、2時間保持すると同10万kDa、8時間保持では1万~2万kDaとなった。β-グルカンや食物繊維の量などの組成には差はなかった。

4週齢の雄のノーマルマウス(C57BL/6J)を1週間の予備飼育後、体重が均等になるように4群に分けた(1群8匹)。それぞれにセルロース(C群)、ビューファイバー由来の食物繊維(BF群)、加水して2時間保持したビューファイバー由来の食物繊維(高分子群)、同8時間の食物繊維(低分子群)を5%含む脂質エネルギー比50%の高脂肪食を自由摂取させて89日間飼育。臓器重量や血清脂質濃度、肝臓脂質濃度、盲腸内の短鎖脂肪酸量など調べた。経口糖負荷試験(OGTT)は飼育10週目に行った。

【結果】
摂餌量には有意な差はないが、10週目の体重はC群に比べて低分子群が有意に軽かった。肝臓の重量はC群に比べて大麦を添加したほかの3群で有意に軽かった。盲腸の重量はBF群と高分子群で有意に重く、低分子群で重い傾向にあった。未消化物や腸内細菌が増えた影響と考えられる。腸間膜脂肪重量は低分子群で有意に軽かった。

OGTTではグルコース投与後30分の低分子群で低い傾向がみられたが、その他の時間では有意差はなかった。血清脂質濃度は非HDL-コレステロールがC群に比しBF群で低く、高分子群と低分子群では低い傾向にあった。インスリン濃度はC群に比し低分子群で有意に低く、OGTTの傾向と一致したのでインスリン分泌が節約されたと考えられる。肝臓脂質濃度は中性脂肪もコレステロールもC群に比し大麦添加の3群で有意に低かった。

盲腸内の総短鎖脂肪酸量とその大半を占める酢酸量は、C群に比しBF群と高分子群で多かったが低分子群は個体差が大きく差が出なかった。プロピオン酸量はC群に比し高分子群と低分子群で多かった。酪酸量はC群に比し高分子群で多かった。

【考察と結論】
β-グルカンの摂取による耐糖能の改善は粘性による栄養成分の消化吸収の遅延の影響が大きいと考えられていたが、低分子化して粘性が低下したβ-グルカンで改善傾向がみられた。粘性による効果は分子量1万~2万kDaでも得られる、あるいはむしろ低分子化したほうが餌に含まれるほかの成分とよく混ざり合うことで耐糖能の改善に寄与するという可能性がある。腹腔内の脂肪の蓄積(腸間膜脂肪重量)も低分子化したほうが顕著に抑えたのは、インスリン感受性の改善の影響と考えられる。

盲腸内の短鎖脂肪酸量は高分子群で多かった。低分子群でばらつきが大きかったのは、低分子化によってβ-グルカンが資化されやすくなり、盲腸に到達する前に多様な腸内細菌によって代謝された影響も考えられる。高分子群でも低分子群でもプロピオン酸量が多かったのは、Bifidobacteriumなどの有用菌が増えた影響とも考えられる。

加水により低分子化しても、糖や脂質の代謝には未処理と同等の作用あるいはよりよい影響を及ぼす可能性がある。

(注)全粒の大麦の粒を40%削った残りを粉にしたもの。

【研究機関】
大妻女子大学、農研機構次世代作物開発研究センター

内在性酵素により低分子化した大麦β-グルカンがマウスの耐糖能及び脂質代謝に及ぼす影響
2018年11月25日日本食物繊維学会第23回学術集会, 口頭発表