乳酸菌で発酵させた牛乳由来のエクソ多糖類は、ヒトでは無作為化クロスオーバー試験で、ラットでは食事性カロテノイドのバイオアベイラビリティーを向上させている

Exopolysaccharides from milk fermented by lactic acid bacteria enhance dietary carotenoid bioavailability in humans in a randomized crossover trial and in rats.

• Masashi Morifuji
• Satomi Ichikawa
• Masami Kitade
• Tomoyuki Fukasawa
• Yukio Asami
• Yuki Manabe
• Tatsuya Sugawara

抄録

背景:

カロテノイドを食事で補うことで健康に良い効果が期待できますが、カロテノイドは吸収が悪いです。

BACKGROUND: Dietary supplementation with carotenoids can have beneficial health effects, but carotenoids are poorly absorbed.

目的:

乳酸菌発酵乳がヒトおよびラットにおける食餌性カロテノイドのバイオアベイラビリティーにどのように影響するかを評価し、乳酸菌発酵乳中の有効成分が食餌性カロテノイドの吸収を高めるメカニズムを検討することを目的とした。

OBJECTIVES: We aimed to evaluate how milk fermented by lactic acid bacteria affects dietary carotenoid bioavailability in humans and rats and to investigate mechanisms by which active components in milk fermented by Lactobacilli enhance dietary carotenoid absorption.

方法:

雄性ラット(n=8/群)にβ-カロテンまたはβ-カロテン+発酵乳を投与した。ラット(n=6/群)には、β-カロテンの輸送機構を調べるために、コレステロール吸収阻害剤であるエゼチミブを前処理した。ヒトでは、無作為化クロスオーバー法を用いて3つの研究を実施した。被験者(n=16/研究)は、野菜(ニンジン、トマト、またはホウレンソウ)飲料を単独で、または発酵乳飲料と一緒に摂取した。摂取後の様々な時点で血液サンプルを採取した。

METHODS: Male rats (n = 8/group) were administered β-carotene or β-carotene + fermented milk. Rats (n = 6/group) were also pretreated with ezetimibe, a cholesterol absorption inhibitor, to investigate β-carotene transport mechanisms. In humans, 3 studies were conducted using a randomized crossover method. Subjects (n = 16/study) consumed a vegetable (carrot, tomato, or spinach) drink alone or with a fermented milk drink. Blood samples were collected at various time points after consumption.

結果:

ラットにおいて、血清β-カロテンの濃度-時間曲線下面積（AUC）は、β-カロテンのみの場合よりもβ-カロテン＋発酵乳の方が有意に高かった。発酵乳のエキソ多糖類（EPS）含量と血清β-カロテンAUCとの間には有意な相関関係（r=0.83、P<0.001）が観察された。エゼチミブ投与は、発酵乳摂取によって誘導される血清β-カロテン濃度の上昇を抑制しなかった。ヒトでは、血漿中のトリアシルグリセロールリッチリポタンパク質（TRL）画分中のβ-カロテンの濃度時間曲線下面積（iAUC）の増分は、ニンジン＋発酵乳を摂取した場合、ニンジン飲料のみを摂取した場合と比較して有意に（1.8倍、範囲：0.6～3.9）高かった。トマト飲料単独で摂取した場合と比較して、トマト＋発酵乳を摂取した被験者では、血漿中の TRL 分画におけるリコピンの iAUC が有意に（6.5 倍、範囲：0.04～7.7）高かった。血漿中のルテインの有意な増加は、ほうれん草＋発酵乳摂取後に観察されたが、ほうれん草飲料のみの摂取では観察されなかった。

RESULTS: In rats, the serum β-carotene area under the concentration-time curve (AUC) was significantly higher for the β-carotene + fermented milk than for β-carotene only. A significant correlation (r = 0.83, P < 0.001) between the exopolysaccharide (EPS) content of fermented milk and serum β-carotene AUC was observed. Ezetimibe treatment did not suppress elevations in serum β-carotene concentrations induced by fermented milk ingestion. In humans, the incremental area under the concentration-time curve (iAUC) for β-carotene in the plasma triacylglycerol-rich lipoprotein (TRL) fraction was significantly (1.8-fold, range: 0.6-3.9) higher when carrot + fermented milk was consumed compared with carrot drink alone. A significantly (6.5-fold, range: 0.04-7.7) higher iAUC for lycopene in the plasma TRL fraction was observed for subjects who consumed tomato + fermented milk compared with tomato drink alone. A significant increase in plasma lutein in all fractions was observed after consumption of spinach + fermented milk, but not with spinach drink alone.

結論:

β-カロチンと発酵乳の共食は、ヒトとラットにおける食餌性β-カロチンのバイオアベイラビリティーを有意に増加させた。EPSは、単純な拡散機構を介して食餌性β-カロテンの吸収を促進するために発酵乳の物理的性質に影響を与える可能性がある。本試験はUMIN000034838, UMIN000034839, UMIN000034840としてUMIN.ac.jp/ctrに登録されました。

CONCLUSIONS: Co-ingestion of β-carotene and fermented milk significantly increased dietary β-carotene bioavailability in humans and rats. EPSs could affect the physical properties of fermented milk to enhance dietary β-carotene absorption mediated by simple diffusion mechanisms. These findings may be relevant for methods to increase dietary carotenoid bioavailability.This trial was registered at umin.ac.jp/ctr as UMIN000034838, UMIN000034839, and UMIN000034840.

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