Med. Mycol. J. 真菌誌 第 55 巻 第 4 号 2014 年 Vol. 55J, J 143 − J 149, 2014 ISSN 2185 − 6486



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食品の機能性を利用した口腔衛生改善の取組み 〜スパイス,ハーブによる口腔衛生の改善〜 田







エスビー食品株式会社商品部第 1 研究開発ユニット



旨 スパイス(spice),ハーブ(herb)と呼称される植物性素材を用いて,食生活の中で安全,簡便,かつ経済的に口腔衛生 の改善を図るため,それらの有効な利用方法,あるいは商品を開発すべく検討を行った.具体的には,口腔,消化管で増殖 し,口腔衛生状態を悪化させる Candida albicans の増殖を抑制する食品の開発を目指した.C. albicans は高齢者を中心 に,口腔内で増殖し,その菌糸系発育は口腔カンジダ症を発症させる.われわれは複数のスパイス,ハーブに Candida albicans の菌糸形発育阻害活性があり,カシア(Cinnamomum cassia)など口腔カンジダ症マウスモデルにおいても顕著 な改善効果を示すものがあることを明らかにした.一方で,生体内で有効性を発揮させるためには,スパイスやハーブ中の 成分が一定時間 Candida 菌体と接触することが必要であること,そしてメチルセルロースとの併用によって生体内において 接触時間を伸長させることができることを示した.これらの知見を中心に,スパイスやハーブを用いることで,どのように して食生活の中で口腔衛生の改善を図ることができるのか検討を行ったので,その一部について紹介する. Key words:Candida albicans, Cinnamomum cassia, oral candidiasis, spices, herbs





有史以前より人類は,植物性素材を栄養源としてだけ でなく,疾病の治癒や予防,健康状態の維持を目的とし ても利用してきた.なかでも,スパイスやハーブと呼ば れ,その多くが芳香性を有する植物性素材群は,生薬や 民間治療薬の原料,あるいは栄養源や風味づけや消臭, 矯臭を目的とした食品として,今日も世界各地において 1, 2) 用いられている .食品により人間の健康維持・増進 を図るという考えは,1980 年代に文部省(現 文部科 学省)が実施した特定研究「食品機能の系統的解析と展 開」,および「食品の生体調節機能の解析」においても 3) 述べられている .この中で,食品の機能として栄養機 能(第 1 次機能),感覚(嗜好)機能(第 2 次機能)の 他に,第 3 次機能として「生体調整機能」が提唱されて いる.「生体調整機能」とは食品に含まれる各種成分が, 人体の消化器系,循環器系,神経系,免疫系,あるいは 内分泌系に働きかける機能を指す.すでにスパイス, ハーブによる「生体調整機能」に関しては,糖尿病,高 別冊請求先:田口裕基 〒 174-8651 東京都板橋区宮本町 38-8 エスビー食品株式会社 商品部 第 1 研究開発ユニット [email protected]

血圧症,アルツハイマー病,アレルギー性疾患をはじ め,さ ま ざ ま な 病 態 に 関 す る 研 究 が 進 め ら れ て い 4−6) る .筆者らはスパイス,ハーブの「生体調整機能」 に着目し,これを口腔衛生の保持,改善に応用できない かと考えて研究を開始した. 口腔衛生の維持・改善は健康的な食生活を送る上で不 可欠であるばかりでなく,近年は糖尿病など他の重要な 疾患との関連性をはじめ,全身の健康状態の維持に直結 7) するものとして,その重要性が再認識されている .口 腔衛生に関連する代表的な感染症としては Streptococcus mutans によるう歯,Porphyromonas gingivalis による歯周病などが挙げられるが,筆者らは真菌 である Candida 属によって誘発されるカンジダ症に着 目した.カンジダ症の主な原因菌である C. albicans は ヒトの皮膚や口腔,腸管内に常在する日和見感染菌であ る.本 菌 は 生 育 環 境 に 応 じ て,酵 母 形(yeast form) と菌糸形(mycelial form)の二形性(dimorphism)を 示すことが知られているが,ヒトにおいては糖尿病など の疾患により生体防御能が低下すると,口腔や咽頭,消 化管粘膜などにおいて異常増殖するとともに,菌糸を粘

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Table 1.Inhibitory effects of hot water extracts of spices and herbs for C. albicans mycelial growth Agent(spices) Cassia Clove Agent(herbs) Lemongrass Lemon balm Spearmint Thyme Rosemary Roselle Green Tea

(mycerial growth)a) IC50 (concentration: %) 1.0-5.0 5.0-25.0 IC50 (mycerial growth)a) (concentration: %) <6.25 6.25-12.5 12.5-25.0 6.25-12.5 25.0-50.0 <15.6 <6.25

Inhibitory effects were evaluated by the CV staining assay as described in the reference. , Each sample(4g)was extracted by hot water(20 ml) and the extracts(100%)were diluted by the medium and tested their anti-Candida activity. a) The concentration of the extracts providing 50% inhibition(IC50)of Candida mycelial growth are indicated. (Reproduced with permission from Taguchi Y, et al.2))

膜組織へ侵入させ,口腔,咽頭を含む粘膜カンジタ症を 引き起こす.なかでも口腔カンジダ症は義歯装着者, シェーグレン症候群などで唾液分泌能が低下した者,高 8) 齢者,特に要介護者に多く見られる .カンジダ症は高 齢者の QOL(生活の質)の低下を招くだけでなく,歯 周病との関連性や誤嚥性肺炎の要因の一つとしても指摘 されており,高齢化が進展しているわが国においては重 9−12) 視すべき感染症の一つと考えられる . すでに本症に対してはフルコナゾールやアムホテリシ ンBなどの,高い治療効果をもつ薬剤が存在するが, C. albicans は常在菌であることから,これらの抗真菌 薬によって菌を完全に除去することは困難であり,一時 的に治癒しても,再発し,難治化に至るケースも少なく ない.さらに,アゾール系薬剤に対する薬剤耐性化も報 告されており,カンジダ症に対応する抗真菌薬以外の新 13) たな予防,あるいは治療法の開発が求められている . そこで筆者らはこの問題を解決する手段の一つとして, 食品として販売されているスパイス,ハーブ,あるい は,それらが産生する二次代謝産物である精油やポリ フェノールを日常の食生活に活用することによって口腔 衛生の維持・改善を図れないかと考え,これらを用いた 2, 14, 15) 食品の開発をめざし,検討を行ってきた .一連の 検討において,有用な素材としてカシアを見出し,ヒト への応用に向けて基礎的な検討を行ったので,その研究 状況を中心に報告したい.

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スパイス,ハーブの抗 Candida 活性 スパイスやハーブの機能性の一つとして,細菌や真菌 をはじめとする微生物に対する発育抑制作用や代謝産物 16−18) の産生抑制が報告されている .1 例を挙げると, Inouye らはタイム(Thyme)やラベンダー(Lavender)由来の精油と呼ばれる芳香性揮発性物質がブドウ 球菌属(Staphylococcus)や大腸菌の発育を阻害する 19) ことを示している .また,Ninomiya らはティーツ リー(Melaleuca alternifolia)に含まれるテルペンの 1 種である terpinen-4-ol が C. albicans の発育を抑制 し,動物モデルにおける口腔カンジダ症を改善するとと もに,宿主であるマウスの免疫反応も抑制することを報 20, 21) 告している .この他にもワサビ(Wasabia japonica)などに含まれるイソチオシアネート類による抗 Streptococcus mutans 活性,および抗う蝕効果が報 告されており,すでに口腔衛生用素材や抗菌鮮度保持剤 22, 23) として商品化されているものもある .そこでわれわ れは,こうした知見を基に,一般的な食品として容易に 入手し得るスパイス,ハーブによる抗 Candida 菌糸形 発育抑制活性について調べることにした.特に菌糸形発 育に着目したのは,常在菌である C. albicans を完全に 排除するのではなく,病原性に強く関与する菌糸形発育 を抑制することで,ヒトの健康に悪影響を及ぼさない状 態で C. albicans と共存できないかと考えたからであ 24, 25) る . その結果,レモングラス(Cymbopogon citratus) , バジル(Ocimum basilicum) ,タイム(Thymus vulgaris) ,ワサビ,クローブ(Syzygium aromaticum) , カシア(Cinnamomum aromaticum)をはじめ,スパ イス,ハーブの生鮮品,乾燥品,あるいは熱水抽出物が C. albicans の 菌 糸 形 発 育 を 抑 制 す る こ と を 見 出 し 2, 14) た .また,これらに含有する精油については,ペ パーミント(Mentha piperita)などに含まれるメン ト ー ル(menthol) ,ク ロ ー ブ に 多 く 含 ま れ る オ イ ゲ ノール(eugenol) ,カシアに含まれるシンナムアルデ ヒド(cinnamaldehyde)などに抑制活性が見られた. チャイあるいはハーブティーと呼ばれる熱水抽出物の状 態における C. albicans の 50%菌糸形発育抑制活性で 比較すると,カシアやクローブは,レモンバームやタイ 2) ムなどに比べて活性が高かった(Table 1) .さらに, Gas chromatography/mass spectrometry(GC/MS) 分析の結果などから,シンナムアルデヒドとオイゲノー ルはそれぞれカシア,クローブの精油分の大半を占めて おり,抗 Candida 活性の中心的役割を果たしているこ 14, 15, 18) とが示唆された .なお,カシアやクローブの抽出 物 に つ い て は,Escherichia coli,Porphyromonas gingivalis,Klebsiella pneumoniae などの細菌に対す る発育抑制活性も報告されており,これらの抽出物は真 菌だけでなく,細菌も含めた口腔衛生への応用も期待で 26−28) きるものと考えられた .

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ことが必要であることを示唆するものと考えられた



生体におけるスパイス・ハーブの抗 Candida 活性 抗 Candida 活性増強への検討 In vitro 試験によってクローブ,カシアをはじめとす る複数のスパイス,ハーブが C. albicans の菌糸形発育 を阻害することは示された.しかしながら,これらのス パイス,ハーブが実際に生体内においてカンジダの発育 を抑制し,カンジダ症を予防,改善できるのかを検討し 14) た報告例はほとんどない .そこで,筆者らは Abe ら によって開発された口腔カンジダ症動物モデルによる評 13) 価を試みることにした .本モデルはマウスの口腔に C. albicans を人為的に定着させたもので,口腔カンジ ダ症の症状を数値化(スコア化)し,体内の生菌数と併 せて定量的に評価できるものである.すでに Takakura らは本モデルによって乳中に含まれる糖たんぱく質の一 種であるラクトフェリン(lactoferrin)に口腔カンジダ 症の改善効果と生菌数の低減効果があることを報告して 29) いる . クローブ,カシア,およびカシアに含まれるシンナム アルデヒドを口腔カンジダ症モデルマウス投与したとこ ろ,口腔における症状の改善を示すスコア値の改善,お 2, 30) よび Candida 生菌数の減少が見られた .なお,ク ローブに関しては舌での症状改善が見られた投与量の約 # 倍 量 を 胃 内 に 投与したところ,胃および糞 便 中 の 15) Candida 生 菌 が 有 意 に 減 少 し た .こ の こ と は,ク ローブが口腔のみでなく,消化管内においても C. albicans に対して抗菌活性を示すことを示唆するものと考 え ら れ る.カ シ ア に つ い て は,症 状 の 改 善,お よ び Candida 生菌数の減少の他,投与マウスの舌粘膜を観 察したところ,炎症性細胞の浸潤も抑制されており,カ シアが Candida 細胞の発育を抑制しただけでなく,宿 2) 主細胞に対して炎症を抑制する可能性も示唆された . 動物モデルにおいて効果を発揮するために投与したカ シア試料中のシンナムアルデヒド濃度は 19.5 mg/ml で あり,前述の in vitro 試験における IC50値から予想され る投与量よりも多く,実際にヒトが使用するには,官能 的な限界を超えてしまう可能性も想定された. 口腔カンジダ症モデルでの有効性発揮に高い試料濃度 を要した原因の一つとして,投与されたサンプルの大部 分が口腔粘膜に存在する C. albicans と十分に接触しな いまま嚥下され,食道を経て口腔粘膜を離れてしまった 31) 可能性が指摘された . そこで,筆者らはシンナムアルデヒドをはじめとする 精油成分を用いて,これらの精油と Candida 菌体との 接触時間の違いによる菌糸形発育抑制効果について調べ た.すると,シンナムアルデヒドは 2mg/ml 濃度下$ 分間の接触でも C. albicans の菌糸形を抑制しており, その活性は調べた精油の中では最も強力なものであった が,0.8 mg/ml 濃度条件下では抑制活性がほとんど見 られなくなった.このことは,シンナムアルデヒドが十 分な抗菌糸形発育活性を発揮するためには,ある程度の 濃度をもって,一定時間以上 Candida 菌体と接触する

Candida 菌体との投与物の接触時間を延長させ,そ の効果を高めるための一つの方法として,サンプルに粘 着性を賦与し,口腔粘膜上での滞留時間を延長させられ ないかと考えた.食品として安全に粘着性を賦与するた めに,食品添加物として認められたものの中から選抜す 34) ることにした .粘着性を与える食品群の 1 例として は植物由来のメチルセルロース,動物由来のゼラチンが 挙げられる.筆者らは予備試験の結果からメチルセル ロースを選択し,前述の口腔カンジダ症モデルにおい て,1.0%ないしは 2.0%濃度のメチルセルロースとシ ンナムアルデヒド,あるいはカシアとを組み合わせて投 与した.その結果,メチルセルロースの添加により,従 来必要とされた 19.5 mg/ml の半分の濃度である 9.75 mg/ml 濃度のシンナムアルデヒド,またはこの濃度に 相当する量のカシアでも改善効果が見られることが分 30) かった(Fig. 1) .1.0%濃度のメチルセルロース添加 シンナムアルデヒドを投与したマウス舌中のシンナムア ルデヒド量はメチルセルロース非添加群のマウスに比 べ,投与後 30 分においては約 4 倍,120 分後において は約 2 倍量のシンナムアルデヒドが検出されていた 30) (Table 2) .なお,メチルセルロースそのものには抗 Candida 活性は見られなかったことから,メチルセル ロース添加によってシンナムアルデヒドの口腔内での滞 留が促され,抗 Candida 活性を増強しているものと推 30) 測された . 現在,メチルセルロース以外の食品素材との併用につ いても検討しているところであるが,いくつか有望と思 われる素材が見出されている.Hayama らはライチ果 実由来のポリフェノールであるオリゴノール(oligonol)が,Takahashi らは中鎖脂肪酸の一種であるカ プリン酸(capric acid)が,口腔カンジダ症モデルマ ウスにおいて,症状の改善および Candida 生菌数の低 34−37) 減させることを報告している .ま た,チ ャ (Camellia sinensis)に含まれるテオフラビン(theaflavin)とエピカテキン(epicatechin)の併用による 2, 38) C. albicans 発育抑制活性も報告されている .さら に,Sasaki らはターメリック(Curcuma longa)の 色素成分として含まれるクルクミン(curcumin)を粒 径 200 nm 程度にまで微細粒子化させることによって, ヒト体内への吸収性を 20 倍以上向上させた製剤につい 39) て報告している .すでにクルクミンにも Candida の 発育抑制活性が報告されているが,ナノサイズにするこ とで Candida 細胞内へ移行する可能性もあり,より低 40) 濃度で強い活性を示すことが期待される .今後,さ まざまな素材との併用効果について検討するとともに, より活性を高めたスパイス,ハーブ由来新素材の開発も 検討していきたい.

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Fig. 1.Macroscopic observation of improvement on tongue of oral candidiasis mice by administration of the 9.75 mg/ml cinnamaldehyde- 2.0% methylcellulose mixture. a: oral candidiasis(control)(white patches spread out on the tongue), b: treated with cassia preparation, c: healthy (Reproduced with permission from Taguchi Y, et al.30)) Table 2.Contents of cinnamaldehyde in the tongue obtained from the animals after sample inoculation a)

The dose of cinnamaldehyde (mg/ml)

The dose of methylcellulose (%)

9.75

1.0

9.75

0

Contents of cinnamaldehyde(μg)per 1 g of tongue tissue 30 minutes 120 mimutes after after administration 55.6±30.3*(n=6) 76.5±25.1**(n=6) 18.3±11.7(n=6)

26.8±8.0(n=6)

9.75 mg/ml of cinnamaldehyde and 9.75 mg/ml cinnamaldehyde- 1.0% methyl celullose mixture were prepared for oral inoculation. Tongue samples were collected from the animals after 30 minutes and 120 minutes of oral administaration. a) Each content was determined by GC/MS analysis. P values of <0.05 were considered as significant(**: p values of <0.01, *: p values of <0.05). (Reproduced with permission from Taguchi Y, et al.30))

スパイス,ハーブ成分による抗 Candida 活性の作用機 序の推定 スパイス,ハーブを用いたカンジダ症の予防,改善を 図る食品の開発にあたり,シンナムアルデヒドをはじめ とするスパイス,ハーブ含有成分がいかに Candida 細 胞に作用し,その発育を抑制しているのかを明らかにす る必要がある.Candida をはじめとする真菌に対する 抗菌メカニズムについては,抗真菌薬による報告例はあ るものの,食品成分や精油については未知の部分が多 40, 41) い .その基礎検討の一環において,筆者らはシンナ ム ア ル デ ヒ ド 10μg/ml 濃 度 条 件 下 に お い て は,C. albicans は菌糸形発育のみが抑制され,酵母形発育や 細胞構造にも影響を及ぼされないこと,それに対して 40μg/ml濃度のシンナムアルデヒドの存在下で培養す

ると,酵母形細胞の発育も酵母形細胞の細胞構造自体が 破壊され,その発育も抑制されることを見出した(Fig. 42) 2) . 今後詳細な検討が必要になるが,濃度によって Candida 細 胞 に 与 え る 影 響 が 異 な な る 点 に つ い て は, C. albicansの菌糸形発育を抑制するクオラムセンシン 42) グ(quorum sensing)機構と関連性も考えられる . クオラムセンシングは,真正細菌や真菌が自身の環境密 度を感知して互いに情報伝達物質を放出,感知し,生 理,代謝上の調節を行うという概念であるが,C. albicans においてもセスキテルペンの一種であるファルネ ソール(farnesol)が菌体外に排出されて,クオラム 42, 43) センシング分子として働くことが知られている .こ のファルネソールは C. albicans のみならず,バラなど に含まれる精油成分の$種としても知られていること

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Fig. 2.Scanning electron micrograph of C. albicans cells grown for 24h in RP medium with 0(control)(a), 10(b), and 40μg/ml(c)of cinnamaldehyde. a: Most cells show a hyphal form and yeast cells are rarely observed. Bar 5 μm. b: Hyphal growth is inhibited and a large number of yeast cells are seen. BS, bud scars. Bar 1μm. c: Numerous deformed cells are seen. Exfoliation of the cell surface (arrow)is also observed. Bars 1μm. (Reproduced with permission from Taguchi Y, et al.42)) (c)

や,ファルネソールが酵母形成には影響を与えないが, 菌糸形成を抑制することなどから,シンナムアルデヒド が Candida 細胞に及ぼす影響とに共通点があるのでは 44, 45) ないかと考えている . シ ン ナ ム ア ル デ ヒ ド を は じ め,摂 取 し た 素 材 が C. albicansおよび宿主の粘膜に対してどのような機序 で作用することで,症状の改善,Candida 生菌数の減 少へと至るのか,この点については未解明の部分が多 く,あらゆる角度からの検討が必要であると考えてい る. おわりに これまでに,カシアが口腔カンジダ症に対して有用な 素材であることを見出し,その効果が食品添加物である メチルセルロースとの組み合わせによって増強されるこ とを示した.さらに,カシアに含まれるシンナムアルデ ヒ ド が,10μg/ml 濃 度 で は 菌 糸 形 発 育 を 阻 害 し,40 μg/ml濃度以上では Candida の細胞を破壊し,殺菌的 に働くことも明らかにした.現在,カシアをはじめとす るスパイス,ハーブと,他の素材との併用による抗カン ジダ食品の開発に向けて検討を進めているところであ

り,この内容については別途報告したいと考えている. スパイス,ハーブを食品として安全かつ手軽に利用する ことで,カンジダ症が改善され,人々の QOL の向上が 図られる,筆者らの研究がその一助となることを願うも のである. 文



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2014 年

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41)Nishiyama Y, Uchida K, Yamaguchi H: Morphological changes of Candida albicans induced by micafungin(FK463), a water-soluble echinocandin-like lipopeptide. J Electron Microsc(Tokyo)51: 247255, 2002. 42)Taguchi Y, Hasumi Y, Abe S, Nishiyama Y: The effect of cinnamaldehyde on the growth and the morphology of Candida albicans. Med Mol Morphol 46: 8-13, 2013. 43)Cho T: Quorum-sensing and mating in Candida albicans biofilms. Jpn J Med Mycol 64: 331-337, 2009. 44)Cho T, Aoyama T, Toyoda M, Nakayama H, Chibana H, Kaminishi H, Calderone RA: Farnesol as a quorum-sensing molecule in Candida albicans. Jpn J Med Mycol 49: 281-286, 2008. 45)Tolouee M, Alinezhad S, Saberi R, Eslamifar A, Zad SJ, Jaimand K, Taeb J, Rezaee MB, Kawachi M, Shams-Ghahfarokhi M, Razzaghi-Abyaneh M: Effect of Matricaria chamomilla L. flower essential oil on the growth and ultrastructure of Aspergillus niger van Tieghem. Int J Food Microbiol 139: 127-133, 2010.

Oral Health Care by Utilizing Food Function −Application of Spices and Herbs for Oral Candidiasis− Yuuki Taguchi

Research and Product Development Division, S & B Foods Inc. We examined the effects of spices and herbs on Candida albicans to develop therapeutic tools against oral diseases such as oral candidiasis. C. albicans, a dimorphic fungus, is a component of the healthy human microbial flora. However, the excessive overgrowth of C. albicans causes oral candidiasis, and the symptoms, accompanied by severe inflammation, reduce the quality of life of elderly people. We found that spices such as clove(Syzygium aromaticum)and cassia(Cinnamomum aromaticum)exhibit inhibitory activity against Candida mycelial growth and show therapeutic efficacy in a murine oral candidiasis model. Our studies also demonstrated that the inhibitory activity of cinnamaldehyde was strengthened in parallel with a prolonged treatment time. Furthermore, when cinnamaldehyde in combination with methylcellulose was administered to the model mice, the therapeutic effect was potentiated. Here, we summarize up-to-date findings on how to use spices and herbs on a daily basis to improve or prevent oral problems such as oral candidiasis with the presentation of our recent data.

[Oral health care by utilizing food function].

We examined the effects of spices and herbs on Candida albicans to develop therapeutic tools against oral diseases such as oral candidiasis. C. albica...
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