' Title Author(s) Citation Issue Date URL Rights ' 廃鶏の表皮からのヒト型スフィンゴ脂質とプラズマローゲンの機能性食品素材化技術の開発大西, 正男平成18年度産学官連携による食料産業等活性化のための新技術開発事業成果報告会成果概要集 2007-02-26 http://ir.obihiro.ac.jp/dspace/handle/10322/2686 社団法人食品需給研究センター帯広畜産大学学術情報リポジトリOAK:Obihiro university Archives of Knowledge 平成 1 8年度産学官連携による食料産業等活性化のための新技術開発事業成果報告会成果概要集平成 19年 2月 2 6日社団法人食品需給研究センターー ¥ 1 0 廃鶏の表皮からのヒト型スフインゴ脂質とプラズ、マローゲンの機能性食品素材化技術の開発株式会社レオロジー機能食品研究所有限会社梅田事務所南薩食鳥株式会社国立大学法人帯広畜産大学巧/ q o 廃鶏の表皮からのヒト型スフィンゴ、脂質とプラズマ口ーゲンの機能性食品素材化技術の開発実施者名問合せ先株式会社レオロジ機能食品研究所有限会社梅田事務所南薩食鳥株式会社国立大学法人帯広畜産大学株式会社レオロジ一機能金品研究所干8 1 1-2 5 0 1 福岡県糟屋郡久山町大字久原2 241 -1 営0 9 2 97 6 2 8 0 0 σ) -1技術開発の目的苫一一直面廃鶏の有効利用￨邸、 1 億 3， 000 万羽廃鶏表皮本研究は、廃鶏中抜き屠体より分離した表皮部から、抗アレルギー性を有するヒト型スフィンゴミエリンおよび抗痴呆性と抗酸化性が示唆されているプラズマローゲンを含む機能性複合脂質画分を大量生産する技術、並びにこれを利用した新規機能性食品の開発を目指すものである。現在、わが国では l億 3 万羽の採卵期が飼育されており、そのうち約 9 α泊万羽が毎年、廃鶏として処理されているが、その皮部は十分には有効利用されていない。 ∞o σ2技術開発の目的スフィンゴ脂質およびプラズマローゲンの構造と生理機能〉ー一一スフィンゴ脂質プラズマローゲン型リン脂質ピニルエーテル結合極〉ートスード塩基) ー」量B k リン酸コリンスフィンゴミエリン Y fH 2 0闘訓R3 ノ。 C¥HOCORo ‘ CH 2 0-p l ー0-( t 極 i 一性一基 l) セラミド OH へキソースセレブロシド忌ホスファチジル..fエ9ノールアミンコリン他 -細胞の分化や増殖あるいは接着を調節・制御 -アトピー性皮膚炎緩和，美肌効果大腸癌予防 f -癒呆における脳神経細胞死防止作用動脈硬化予防作用 ( LDL の酸化防止) -食品素材 l 化粧品原料 0最大の供給源は牛脳司日 SE発生後，分離困縫 O 現在の安全な供給源は穀類や酵母 =>問題点構成スフィンゴイド塩基の違いにより生体利用性が低い。手2 5 Z Z 手伝部竣工告レ O 脳や心筋l こ多い O 安全な供給源はホヤ内臓司大量入手が困難 2 セラミドを基本骨格とするスフィンゴ脂質(スフインゴミエリンやセレプロシド) は多棟な生理機能や食品機能性を有することから、機能性素材「セラミド」として化粧品やサプリメントとして広〈利用されている。従来、牛脳がス 7 インゴ脂質の供給源であったが、 B S Eの問題が発生して以来、安全な植物由来の「セラミド」が上市されている。しかし、構成スフィンゴイド塩基が動物 (ヒト ) と植物では異なることから、生体利用性に違いがあることが示唆されている。一方、プラズマローゲンもこれまで安全、且つ大量に入手可能な供給源は見当たらなかった。一74 --h i 法方の砕粉恥炉一切表一引堂↓ の一一崎凶 M 臨翌日目制わ一程 (-ヱ Z 塁里]暗主且j 暗室副時旦主j 時旦里盟J ~ .-!監盟副 3 廃棄された採卵鶏は、懸鳥、放血、浸額、脱毛後に内蔵が摘出され、死後硬直前の中抜きの温屠体が調製される。昨屠体からは表皮が剥離されやすいことが明らかになっている、今回は、手動による表皮採年度の研究結果から、この温J 取を行った。背皮部にカッターで切れ目を入れ、表皮を採取し、得られた表皮原料を 8mmサイズのミンチに破砕した。。それを真空ー冷凍加工した後、脱油粂件の検討に使用 Lた ②技術開発の方法 ( 2 )表皮部の脱油・脱脂技術の開発 h i -LOHS-R) 装置による加熱試験低酸素ハイブリッドスチーム ( 検討項目戸・加熱温度と時間 .原料形状チルド皮仕込時・原料保管 .回転数・装置の防汚対策加熱終了後の皮 4 廃鶏表皮から複合脂質高含有素材を調製するためには、大量に古まれる油成分を効率的に除去することが必要である。本開発事業において「低酸素ハイブリッドスチーム h i L O H S R装置を開発した。本装置は、準密関空間おいて低酸素条件下で連続的に過熱ー飽干[i蒸気を噴射させ、試料の殺菌、脱塩および脱油を行うものである。さらに、回転機構を加えることによって、廃鶏表皮の脱脂と装置の自古川効果を高めることに成功した。今回は、実用化に向けた具的的検討項目 1 0軌温度と時間および装置の防汚対策なとぞの検討を行った。として、 1 7 5 ②技術開発の方法 ( 3) 原料試作及びその試作濃縮物並びに試料製品の品質検定溶媒分画j 去による複合脂質の; 盟締法スフインゴミエリン精製品の銅製法ミンチ化表皮 l ヘキサンで脱脂工告ノールで抽出抽出液ヘキサン( H) で脱脂一エタノール( E t ) で抽出① 濃縮乾固 0. 5N エ骨ノール性 NaOHでアル力リ分解印刷， SO.( 18N) で酸分解 4NNaOHで中性化 8 / 5 容のへキサンを添加し撹梓下層(吉水エヲノール層) H-Et-W(8: 4: 1)で分毘 H層(油脂) Et-W 膚 l N S O ろ過ろ過濃縮乾固 50%アセトン ;a縮乾固複合脂質② 易機能性被合脂質クラスの HPLCによる定量および構成分分析 J ! < アセトン沈殿物￨ I N，乾固 5 ヌフィンゴミエリン廃鶏表皮の脂質成分の大部分は中性脂質画分であることから、食品加工で使用が許可されているヘキサンとエタノールを用いて、複合脂質の濃縮法の検討を行った。表皮をミンチ状にし、ヘキサンで軽〈脱脂した後にエタノールで抽出を行った。その後、水を加えて 2庖系で分配し、下層から複合脂質iAl縮物を調製した。また、エタノール抽出物を弱アルカリおよび酸により分解処理し、その後、アセトン沈殿処理を行って、高純度スフィンゴミエリン漫縞物を調製した。 ②技術開発の方法 ( 4)試作調製品の機能性評価の方法アトピー性皮膚炎モデルマウスの発症抑制廃鶏表皮からのスフィンゴミエリン精製物を含む軟膏の塗布ー治療経過の肉眼的および顕微鏡的観察息機能性評価 6 昨年度作製に成功したアトピー性皮膚炎モデルマウスを用いてスフィンゴミエリンのスキンケア機能を評価した。廃刻表皮から銅製 Lたスフインゴミエリン精製物を含む軟膏を本モデルマウスに塗布し、治療経過の肉眼的および顕微鏡的観察を行った。 7 6- 盛墨i l l 廃鶏からの表皮の手動採取法と粉砕j 去の確立 ' 時 • 7 廃鶏からの表皮の手動採取法と粉砕法を確立した。廃賂背皮部にカッターで切れ目を入れ、左右に引きはがすと全身の表皮が一度に簡単に採取できた。得られた表皮原料はミンチ機により粉砕した。メッシュを変更することにより様々なサイズに調製可能であるが、脱油効果やハンドリング性の点から 8mmサイズに決定した。盛墨金二1 hi-LOHS-R 装置による脱油・脱脂条件の確定と装置汚染抑制効果の実註加熱終了時 LOHS加熱鶏皮の総脂質含有率 90 80 7 0 6 0 5 0 % 40 30 2 0 1 0 o 生皮 2 0 分 0 1 5分 9 9C 1 5 分 2 0分 1 5 分 o 1 0 20C 1 0S C 1 0 70C 1 1 50C 加熱温度と時間 8 hi.LOHS.Rによる廃鶏表皮の脱脂試験を行ったところ、加熱時間は 1 5分、処理温度は 1 0 5 'tが至適条件であり、表皮中の脂質含泣を 50% 低下させる ζ とに成功した。また、加熱終了後の装置内は、水道水シャワーで水洗するだけで洗浄可能であることが実証された。，勾，勺盛墨盆-2 h iー LOHS-R 処理による影響脂質 5盃嘉E 脂肪酸組成 i 極性脂質画分の TLC 極性脂質圏分の脂肪酸成分廃鶏表皮 ( コントロ-Jレ} 2 0， 4 1 6， 0 1 8， 0 PE I プラズマローゲン由来。ジメチルアセタール PC 2 2， 3-6 リン脂質由来の高度不飽和脂肪酸 LOHS -R 1 0 5C/1 5 m i n SM 1， 2 。 1 0 LOHS-R 廃鶏表皮 105 ・ C/15min 調 h トL OHS-R処理が脂質成分及ぽす影響を検討した。廃鶏表皮を h i L O H S Rで 1 0 5 ' t 、 1 5分間処理すると、複合脂質画 2 仕4 ) やドコサ分が濃縮されるが、脂質組成に菱化は見られなかった。また、脂肪酸分析の結果から、アラキドン酸 ( 2 2 ， 6 )といった多価不飽和脂肪酸平、プラズマローゲン由来のジメチルアセタールが加熱処理後も安定ヘキサエン酸 ( して残存していたことから、 h i ・ LOHS -R処理による脂質成分の酸化的変性はほとんど起こらないことが実証された。盛墨盛廃鶏表皮からの機能性複合指質素材調製法廃鶏 ( 温屠体 ) j 早出 I hj-LOHS-R Ig-則一 ω ￨抽﹁酒づっ二媒サ一 hキ一ノ一谷エ一 (- タ一 j へ一凍結戸1 粉砕￨寸- ヘキサン脱脂エタノール抽出￨機能性複合脂質￨機能性食品素材」機能性油指￨濃縮物 1 廃鶏表皮からの機能性複合脂質素材調製法についての成果をまとめた。 I廃鶏の温屠体を用いることによって、表皮を人力でも効率的に剥ぎ取ることが可能であった。 2 . h i L O H S Rを新規に開発し、脂質成分の酸化分解を起こすことなく表皮を殺菌・脱脂できることを明らかにし、その後、凍結乾燥処理によりそのまま機能性食品素材として実用化でき . L O H S処理 Lた表皮をヘキサン脱脂してからエタノール抽出、あるいはエタノール抽出物をヘキることを提示 Lた。 3 サンで分配することによって、廃鶏表皮複合脂質を濃縮することがラポレベルで達成された。 7 8 盛星盆二1 溶媒分画法と機能性複合脂質;濃縮物の調製スフィンゴミエリン構成分 TG 主要な構成脂肪敵組成脂肪酸 1 6 : 0 18: 0 2 0 : 0 2 2 : 0 2 3 : 0 2 4 : 0 2 4 : 1 ・ 2 24 CE PE 開 3CSM pps ，回目回自司組制質問包臼 a 主1 リン脂質収率( 也 ) ( mol c ) 也 ) ①② 44 10 5 10 4 10 14 3 2 2 i t ) 1 4 . 0 2. 5 9 7. 89 2. 0 廃鶏表皮中には油脂 (トリアシルグ'}セロール)が多量に含まれることから、廃鶏表皮をミンチ化した後にへキサンで脱脂してからエタノール抽出を行った結果(図①)、機能性複合脂質に富む油脂を調製することが可能であった。また、エタノール抽出物をヘキサンと水で分配することにより、簡単、且つ高収率で油脂成分がほとんど含まれない機能性複合脂質濃縮物が得られた。複合脂質濃縮物に含まれるスフインゴミエリンの構成脂肪酸はパルミチン酸で、構成スフインゴイド塩基はヒト型であるスフインゴシンであることが明らかとなった。盛墨企Z アヤトリシスによる 2アシル舗の分析ルオアアトトン一ケテ l J ー﹁川地陀喝 ; CH ， ! 2 9 . 旦旦1 ωi oc o i r . ルセ • 試作濃縮物中のリン脂質クラスのプラズマローゲン型の割合と構成分の組成 • ミH， O-@O C H 州 H ，アセトリシス立 Jアセトリシス桂 PE ~，H ." " ; . : : ， : : ， : " ， 0 ( 8 0" : 2 0 ) PC E t 9 8 Pl a s m e n v [ g •• s l ! A l k e n y l a c y l Di a c y g 2 o l e o y l( 2 0 覧紛) 2 s t e a r 。判( 1師) 田町 7 8 PE ¥¥ ¥ PE PL l 引 o c t a d ec e n y l( 4 8 l h e x a d e c e n y l( 3 9 % ) { … ﹁11L vl D旧 c 8 1 l h e x a d e c e n y l ( 8 2 % ) ト。c t a d e c e n y l( 1 2 % ) PC 一一一一 I > . G PS 2 " リン脂質中のプラズマローゲンの割合は、 P Eでは 62%、 PCでは 9%、PSでは 2%であった。プラズマローゲンの 2 7シル鎖を分析するために、アセトリシスを行った。原理としては、ジアシルリン脂質はアセトリシスにより 3-7セチル体に恋換されるのに対 L、プラズマローゲンは 1 . 3ジアセチル体へと変換され、 TLC上で分離される。 s n 2の脂肪酸 Cでは 1へキサデセニル、 2 . パルミトイル製が、 P Eでは 1 -オクタデセニル、 2-7ラキドニル型が主成分結果から、 P であることが明らかとなった。また、 P Eプラズ 7 ローゲンでは DHA結合型も 1 2 % 存在していた。ー 7 9 盛墨盆当試作スフィンゴミエリン精製品およびプラズマローゲン濃縮品の分析主Q J HPLCI TG Ch o l TG FFA ， . ， 9 5 也 ∞ FF A PE CE LacCer LPE 。， Gpvc s Drnv L ac C e r 5 t CE PE SM 精製品 m 30 mm ・ 0 漉縮品 SM 複合脂質面分 SM精製品 PE 濃縮品 " z5 mln 特願 2 0 0 70 1 6 0 5 6 " 技術開発② 3項で関製されたス 7 インゴミエリン精製品の純度検定を行った。複合脂質濃縮物から調製された試作精 CE) お製品中の脂質成分はスフィンゴミエリンが大部分であったが、他に微量の遊離脂肪酸 (FFA)、セレプロシド ( L a c C e r ) が検出された。順相 HPLCで分離して光散乱検出した結果、食品素材と Lて使用よびラクトシルセラミド ( 可能である試作精製品中のスフインゴミエリンの純度は 95%と、極めて高純度であることが示された。また、簡便なプ )の分離漫縮法を開発し、食品用試作漫縮品 ( 約 40% 含有品) も調製した。ラズマローゲン (PE 盛墨重量 ADモデルマウスに対するスフィンゴミエリン (SM)精製物の塗布効果 IFN-r 表皮対照マウス真皮 + ++ iNOS ± SM塗布マウス +強い免疫反応，土田微弱な免疫反応ー免疫反応なし 1 4 アトピー性皮膚炎 (AD) モデルマウスに対するスアインゴミエリン (SM) 精製物の塗布効果を検証した。対照 AD マウス皮膚の蛍光顕微鏡写真像では、若干の免疫細胞が表皮基底側に授潤しており、また、其皮全層に免疫細胞が比較完全に消失しており、的密に観察された。一方、 SM軟膏を塗布した ADマウス皮膚では、 AD関連の免疫細胞が殆と・ ADモデルに対する軟膏塗布の効果が明確に示された。また、 SM塗布は Thl型細胞産生性のインター 7 エロンガンマ ( IF N-y)および誘導性一酸化窒素生成酵素(iNOS )の免疫反応をいずれも抑制することが実証された。 -80-