発芽大麦繊維の乳酸発酵とロペラミド誘発ラットにおける大腸上皮細胞の増殖機能に関する研究

Lactic acid fermentation of germinated barley fiber and proliferative function of colonic epithelial cells in loperamide-induced rats.

• Jeong Ryae Jeon
• Joon Hyuk Choi

抄録

発芽大麦（Hordeum vulgare L.）（GBF）の食物繊維画分から機能性食品を開発するために、乳酸菌（Lactobacillus acidophilus）、ストレプトコッカス・サーモフィルス（Streptococcus thermophilus）、ビフィズス菌（Bifidobacterium bifidus）を用いて乳酸発酵を試みた。得られた乳酸発酵物の品質特性および動物モデルにおける消化管機能への影響を検討した。1％および2％GBFの嫌気性発酵により、8.9±1.0×10(8)および1.6±0.2×10(9)コロニー形成単位/mLの乳酸菌が得られ、官能評価では消費に許容できると考えられた。消化管機能への影響を決定するために、Sprague-Dawleyラットに、通常のチャウ食と10%の乳酸菌を補充したチャウ食、または2%のGBFで発酵させたヨーグルト(GBFY)の3種類の飼料を与えた。GBFYを6週間与えられたラットは、体重増加が少なく、より多くの糞便量を排泄し、硫酸バリウムで調べたように胃腸通過が改善されていた。GBFYの大腸上皮増殖に対する効果を、ロペラミド（LPM）誘発性便秘ラットを用いて検討した。GBFYを6週間給餌したラットにLPMを1日2回7日間腹腔内投与した。その結果、GBFYを投与したラットでは、ヘマトキシリンおよびエオシン染色で観察されるように、糞便中の排泄物および水分量が減少し、大杯細胞が枯渇した。しかし、LPM投与前にGBFYを補給したラットでは、LPM単独群と比較して、便通、ムチン分泌、短鎖脂肪酸産生が増加していた。免疫組織化学の結果、GBFYの投与により、Ki-67に陽性に染色された核の数が増加し、クリプトの基部から中帯に向かって広がっていることが明らかになった。これらの結果は、GBFYがLPM投与ラットの大腸のクリプトの増殖を介して便秘を緩和することを示しています。

To develop a functional food from the dietary fiber fraction of germinated barley (Hordeum vulgare L.) (GBF), lactic acid fermentation was attempted using Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus, and Bifidobacterium bifidus. The quality characteristics of the lactic acid-fermented product and its effect on gastrointestinal function in an animal model were examined. The anaerobic fermentation of 1% and 2% GBF yielded lactic acid bacteria at 8.9 +/- 1.0 x 10(8) and 1.6 +/- 0.2 x 10(9) colony-forming units/mL, and it was considered acceptable for consumption by sensory assessment. To determine the effect on gastrointestinal function, Sprague-Dawley rats were fed with three types of diets: a normal chow diet and chow diets supplemented with 10% lactic acid bacteria or a yogurt fermented with 2% GBF (GBFY). The rats fed GBFY for 6 weeks gained less body weight, excreted more fecal mass, and had improved gastrointestinal transit as examined with barium sulfate. The effect of GBFY on colonic epithelial proliferation was investigated through loperamide (LPM)-induced constipation in rats. The rats fed with GBFY for 6 weeks were intraperitoneally administered LPM twice daily for 7 days. GBFY supplementation decreased fecal excretion and moisture content in feces and depleted goblet cells as observed by hematoxylin and eosin stain. However, the rats supplemented with GBFY prior to the LPM administration had enhanced bowel movement, mucin secretion, and production of short-chain fatty acids compared with values for the LPM-alone group. Immunohistochemistry revealed that the GBFY supplement increased the numbers of nuclei stained positively for Ki-67 and extended from the base to the middle zone of crypts. These results indicate that GBFY alleviates constipation via the proliferation of the colonic crypts in LPM-administered rats.