1. No category

乳脂肪および機能性物質が異なる鉄剤強化粉乳のIn Vitro
での鉄生体利用性評価
誌名
日本食品科学工学会誌
ISSN
1341027X
著者
李, 丹昂
何, 若瑄
葉, 依凝
周, 継発
巻/号
59巻7号
掲載ページ
p. 319-325
発行年月
2012年7月
農林水産省 農林水産技術会議事務局筑波事務所
Tsukuba Office, Agriculture, Forestry and Fisheries Research Council Secretariat
(1
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乳脂肪および機能性物質が異なる鉄剤強化粉乳の
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丹昂 1 1
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東海大学審産と生物科技学科
2稲江大学栄養科学学科
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キーワード.鉄強化粉乳，乳脂肪，機能性食品素材。鉄生体利用性
鉄欠乏症は世界の三大微量栄養素欠乏症のーっとして知
ク質混合液では，ホエータンパク質/カゼイン比 6
:
4
. ラク
られており，とくに発展途上田では顕著である内この原
トース 7
.
2
%の場合に Fe3+
のF
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+への還元性，鉄の透析性
器として，食事における栄養上のバランスが指摘されてい
ともに最も優れていることを明らかにした.興味深いこと
る
にこれらの比率は人乳の組成と向じであった.
このため，金事における鉄摂取量の増加を目的として，
多くの研究者がさまざまな鉄強化食品を開発している.牛
近年は鉄強化だけではなく，多不飽和指肪酸 (
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乳はヒトの体に必要なあらゆる栄養素をバランスよく含ん
癒などの機能性
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PUFA) やオリゴ1
でいるが，鉄含量が低いため
食品素材を添加しさらなる栄養面での付加価値を付した
牛乳を原料とした乳幼見食
品への鉄強化により，その栄養価値を高めることが検討さ
乳製品も見られるようになった. DHA (
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その中で牛乳中の成分が鉄の主主体利用性に及
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) および EPA (
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ぼす影響についても考える必要があった
前報5，では，ラ
のような PUFAは生体の成長や健康維持に重要な役割を
クトースおよび乳タンパク質溶液を群素処理し透析した
)ゴ
果たしていることが多く報告されているト 9) 最近，オ 1
際の塩化第二鉄の還元性と透析後の鉄イオンの透過性との
糖もプレバイオティクスとしての機能性が注目されてお
関係について検討した.その結果，ラクトースー乳タンパ
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り，有益な腸内細菌の増殖促進作用を有することから，健
康食品に利用されている?また，腸内細菌のオリゴ糖代
謝産物はミネラル(鉄)の吸収促進作用をもっという報告
もある 1l!12! このようにオリゴす療や PUFAは人イ本における
日本食品科学工学会誌
3
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第5
9
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1
2年 7月
ミネラル吸収性を高めることが示唆されているが，鉄剤の
前幸設がと同様に実施した透析内液にタンパク質沈澱還
種類，機能性食品素材および粉乳の成分(乳脂肪)が相互
元議液を添加し室温で一晩放置し溶液中の Fe3~ を Fe 2 +
に鉄生体利用性に及ぼす影響についてはまだ明らかにされ
に還元したこの溶液を遠心分離した後，そのよ清の鉄濃
ていない.
度を i
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j定し透析内液の全鉄濃度とした
本研究では，市販鉄強化粉乳への使用頻度が高いオリゴ
以下透析性総鉄
(DTFe) とする
糖
， DHAおよび EPAなどの機能性食品素材を用い，これ
また透析外液および内液にタンパク質沈澱溶液を添加
ら機能性食品素材を含む試験液を酵素処理し透析を行い，
し上記のとおり処理した後，その上清を用いて鉄濃度を
鉄剤と乳脂崩合最の違いによる鉄イオン透過性を観察し
2
濃度をそれぞれ，非透
測定し透析外液および内液の Fe
+を NDFe (II)，透析性 Fe2
+
を DFe (II)とした.
析性 F巴2
鉄の生体利用性との関係について考察した
実験方法
+
なお，タンパク質沈澱還元溶液はト 1
)クロロ幹薮lOg，
Z
昆薮ヒドロキシルアミン 5gおよび濃塩酸lOgを説イオン
1
. 実験材料
水に溶解して 100ml定容にしたものである.また，タン
(1)鉄剤
パク質沈澱溶液は塩酸ヒドロキシルアミンを添加せず，そ
4
lの研究報告か
鉄剤は L
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の他はタンパク質沈澱還元溶液と同様に鵠製した
ら，市販欽強化粉乳用の鉄剤素材で生体利用性が高いこ価
F
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+
) の硫酸第一鉄 (FeS04;FS) (シグマ製)
鉄イオン (
(
4
) 各透析液の鉄濃度の測定
2
ふ発色 l
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支を加え，混
各上清液に HEPES緩衝液および Fe
F
e
計)の士主化第二鉄 (FeCb;FC) (
片
および三備鉄イオン (
合した約3
0分開放置後，分光光度計により 510nmの吸
山試薬(株))を用いた.
光度を測定した.なお， F
e
2
+発色液は前報5) と同じものを
(
2
) 粉乳サンプル
用いた
全粉乳(台湾味全製，乳脂訪 28%に 低脂粉乳(台湾味全
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) より，
ランベルト・ベールの法期 (LambertB
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a製，乳脂
製，乳日旨肪 12%)および税脂粉乳(台湾 F
試験液中の未知物質を測定するとき，同じ波長下で吸光値
訪 2%) は量販庖で購入したこれらの水分含量は 5%以
は濃度と比例する?今臨，この法期を用いて，測定した
下であった.
DFe(
I
I
)
， DTFeおよび NDFe(II)の吸光値は，検量線か
司
(
3
) 機能性食品素材
ら鉄の濃度を求めることができる
イソマルトオリゴ糖(IIvIO)，フラクトオリゴ糖 (FO)，
基に各種試験液の鉄の透析性およびその生体利用性につい
て考察した 17)
DHAおよび EPAは台湾裕代(株)から購入した
定量した鉄の含有量を
2
， 実験方法
(
5
) 統計処理
(1)試験液の諜製
これらの測定値の平均値は S
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1の方法を参考にし乳指肪含量
試験液の調製は L
5.
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1gを脱イオン水に溶解して 1
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の異なる市販の粉乳 1
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) の検定を行った
て，有意差 (
mlに定容した(以下試験液とする) 脱脂 (RSI
v
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)，低指
実験結果および考察
(RLIvI)および全指 (RW抗)の試験液の乳間形分合量はそ
.
5
5，9
.
7
5および 1
1
.75%であり，乳指肪合最はそれ
れぞれ 8
ぞれ 0
.
3，1
.5および 3
.
5
%であった. また Chenら貯の方法
5
0
に従い，各試験液 125mlに対し，各種鉄剤を鉄濃度が 1
ppmとなるよう添加したまた各種機能性食品素材は市
1
. 試験液における乳脂肪含量が鉄生体利用性ヘ及ぼす
影響
本研究で使用した機能性食品素材のうち，こ種は多不飽
和路震類に属する.粉乳自身にも乳脂肪が含まれているこ
販粉乳における添加最を参考にし，粉乳 100gに対して各
とから，まず試験液の乳脂肪含量が三種類の鉄剤 (FS，FC
.
5
gおよび各 PUFA30mgを添加した.
オリゴ糖 0
および 50%FS+50%FC混合鉄剤(以下IvIIXと略す)の
(
2
) 試験液の酵素処理および透析
F
i
g
.
1
).コ
鉄生体利用性に及ぼす影響について確認した (
前報5) と同様に実施した各試験液を酵素(ペプシン溶
ントロールには鉄剤のみの水溶液を使用した.その結果，
液，パンクレアチン胆汁酸塩混合液)処理し， ビーカーに
DFe (
I
I
)
， DTFeおよび NDFe (II)の A
5
1
0
吸光度は，い
0
各処理後の試験液 26mlを含む，そこに PIPES緩衝液 2
ずれも FSが最も高く，次いでIvIIX，FCの}
I
震であった
mlを含む透析チューブを入れた昆浴中で保持した後，透
次に試験液中の乳脂肪含量が鉄剤の鉄生体利用性に及ぼす
析外液(透析チューブの外液)および内液(透析チューブ
影響を見ると， FSにおける透析性は R W
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， RL
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， RS
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3
の}
I
貨に優れており，乳指肪は E
F
e
2
+と Feふの透析性を高める
の内液)を得た
なお，ペプシン溶液およびパンクレアチン胆汁酸塩混合
液は前報と同じものを用いた.
(
3
) 透析液の処理
F
i
g
.1).鉄剤の中で鉄生体利用性が低い
傾向があった (
FCの DFe(II)は，乳脂肪合景が異なるいずれの試験液で
旨紡の存在で FC
もコントロールよりも高いことから，乳1
.1
也:機能性物質の鉄生体利用性
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，
の鉄生体利用性が改善されることが示唆された (Fig，1
お よ び Eを添加した場合に鉄全体利用性が高まることが
億 (DFe (II)と
乳 脂 肪 含 量 が 高 い と ， 透 析 内 外 の Fe2守
報告されているお:近年，健康に対して付加価値を持った
NDFe (II))が高くなっていたが，手L
粉中の乳脂肪が酸化
機能性食品素材である
されたため
Fe2+の状態、が維持され続けると考えられた
この結果は Linら13) と Chenら13 と同様で、あった.また高
PUFAやオ 1
)ゴ糖は乳製品によく
添加されており，これらの機能性食品素材が鉄強化粉乳中
での鉄生体利用性に及ぼす影響について次に拾討した.
脂肪含有飼料をラットに投与した場合，動物体内の鉄生体
コントロールには三種の乳脂肪含量の粉乳へ FSを強化
利用性が上昇することも報告されていることから昨却:鉄強
した試験液を使用した各種機能性食品素材を添加した試
'
主に重要な影響を及ぼすと
化粉乳中の乳脂肪は鉄生体利用1
1
1
)
， DTFeおよび NDFe
験液の群索処理後における DFe (
考えられる
(II)の吸光度を Fig，2に示した.
2
. 各護機能性食品素材が乳脂肪含量の異なる硫酸第一
いずれの試験液も
EPAの添加により，
DFe (II)値が著
F
S
) 強化粉乳試験液中の鉄生体利指性に及ぼす
鉄 (
しく上昇した.さらに DTFeおよび NDFe (II)値でも同
影響
様な傾向が見られた
乳脂肪含量が異なる鉄強化粉乳では，鉄剤の種類によっ
て鉄生体利用牲が変化し，また，鉄強化粉乳にビタミン D
DHAの添加では FS強 化 RLMお
いて DFe (II)値は顕著な上芥を示し，また NDFe (II)値
がコントロールより有意に高かった.これらは
EPAおよ
日本食品科学工学会誌
322
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第四巻
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夜中の Fe2+の安定性
加の FS強化粉字しではミネラル吸収を促進する可能性が示
維持に寄与していると推測される.
唆された
IMOおよび FO添加 FS強化粉乳の試験i
夜では， FOで
今後は動物を対象とした試験で確認する必要が
あります
高い鉄透析性が見られた (Fig.2). FO添加 R W Mでの
3
. 各韓機能性食品素材が乳脂肪含量の異なる塩化第ニ
DF巴(II)はコントロールとの問に有意差を認めなかった
鉄 (FC) 強化粉乳試験液中の鉄生体利用性に及ぼす
I
I
)
， DTFeおよび NDFe(
I
I
)
が
， RLMと RSMでは DFe(
影響
値はコントロールより高い傾向を示した，このことから
2
十よりも劣
FC強化食品では， Fe3+の鉄生体利用性が Fe
FO添加が Fe2+の安定化を維持していることが示唆され
1土Fe2+
より
ることカヲZめら hている. しかしなカ宝ら， Fe3+
た ラ ッ ト に FO食を投与すると，事腸内容物中の鉄の可
安定であり，食品の貯蔵期間を考慮して FCが食品の強化
2
+
搭性が増加し Fe の状態を維持し腸内での鉄吸収が速
鉄剤として常用されている. Fig.3は各種機能性食品素材
やかになり，貧血状態が問複されることが報告されてい
を添加した乳指肪含量の呉なる FC強化粉乳試験液の酵素
る2))やさらに， FOがカルシウム
I
I
)
， DTFeおよび NDFe (II)の吸
処理後における DFe (
マグネシウムおよび在失
などミネラ l
レ吸収を促進する効果をもち，近年ヒトの臨床
光度を示したものである.コントロールには三種の乳脂肪
においても同様の効果が確認されている?本研究におい
合最の粉乳へ FCを強化した試験液を使用した I
担 Oの
ても類似な結果が得られたことは，多くの動物実験による
添加により R W Mでは DFe (II)僚がコントロールに比べ
結果と矛属するものではない.これらのことから， FO添
て有意に抵下した R W Mおよび RLMの場合， DTFeはコ
李 .1
也:機能性物質の鉄主主体利用性
(2
3)
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)
ントロールより低い値となった. また NDFe (II)イ度はど
物との関係については考慮しなかったが，オリゴ糖類によ
の試験液でもコントロールに比べると明らかに低下した
る Fe+の還元がどのような生理効果を及ぼすかは，今後検
FO添加試験液では，いずれの乳脂肪含量でも DFe (
I
I
)
値はコントロールより明らかに低下していることが示され
討する予定である.
I
I
)
一方， EPA添加の場合，いずれの試験液でも DFe (
た (
F
i
g
.3
)
. この結果は FSの場合と異なっていた (
F
i
g
.
および NDFe (II)値はコントロールよりも明らかに上昇
2
)
. DTFeは RWMおよび RLMではコントロールよりも
Iを用いた場合
することが認められた.この結果は FS鉄斉J
F
i
g
.3
)
. しかしながら NDFe
明らかに低い偵を示した (
でも同じ傾向であった. しかしながら RWMでの DTF巴
(II)値は RLMおよび RSMにおいて添加により改善効果
値はコントロールと比較した場合に低くなった.また，
3
が認められた NDFe (II)値から FOの添加より Fe
+の
DHAの添加により DFe (II)値はコントロールとの差が
Fe+への還元を促進することが示唆されたが，透析性に対
色と NDFe (II)値は
ほとんど見られなかったが， DTF
しては負の影響を及ぼすことが示唆された. Hidakaら釦
EPAを添加した場合と閉じ傾向が見られた
2
および Mikkelsenら犯は FOを食品に添加すると，腸内の
4
. 各種機能性食品素材が乳脂肪含量のの異なる濃合鉄
ピフィズス菌および酵母の場殖を促進し，また発群による
~JωUX) 強化粉乳試験液中の鉄生体利用性に及ぼ
3
大量の短銭脂肪酸の生成，腸内 pHの低下により， Fe+が
す影響
還元されやすくなり，さらにミネラルの溶解も増加しその
鉄剤に MIXを用い，乳脂肪含量の異なる鉄強化粉乳の
吸収がよくなることを報告している.本試験では腸内微生
試験液に各種機能性食品素材を添加した結果を F
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第5
9
B本食品科学工学会誌
324
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した.コントロールには三撞の乳脂肪含量の粉乳へ MIX
(
I
I
))が高いことが今回明らかになったが， DHA添加によ
を強化した試験液を使用した
いずれの乳脂肪・合最でも
る影響の差異が見られなかった (NDFe (日)倍以外).こ
IMOと FOのi
添加による DFe (
I
I
)i
1
直はコントロールによヒ
れは EPAと DHAの分子構造によるものと思われた.ま
ベて同じ傾向が見られた.すなわち RWMと RSMでは
た多くの研究で EPAは DHAより酸化反誌が起こりやす
DFe (II)値がコントロールに対して有意に抵下したが，
i
7
l EPAは酸化しやす
いことが報告されていることからお2
RLMではコントロールと有意な差が認められなかった
く
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2
+への還元性をもっと考えられた.
では DFe (
I
I
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1
疫がコントロールに対して
また EPA添加l
明らかに上昇した (
F
i
g
.4
)
.
以上の結来から，本研究で毘いた鉄斉J
Iの種類は，その生
体利用性に対して影響を及ぼすことが明らかになり，また，
DHA添加にも DTF
巴{直は IMOおよび FOの添力Eと同
鉄強化粉乳中の乳脂肪含量ならびに機能性食品素材は鉄の
様な傾向が見られが. RWMと RSMで DTFe値がコント
透過性や生体利用性にも影響を及ぼすことが示唆された
ロールより低い値を示した (
F
i
g
.4
)
. また EPAの添加で
そのため，強化粉乳への機能性食品素材の使用にはその種
1
直も上昇し
は DFe (II)値が上昇しただけでなく. DTFei
類についても充分考癒する必要があると考えられる
た.一方. NDFe(II)値は IMO添加により RWMで明ら
年，健康志向の高まりから種々の機能性食品素材が乳製品
近
かに低下した.しかし EPAと DHAでは培加していた
に添加されるようになったが，本研究で得られた結果は硫
(
F
i
g
.4
)
. 以上のように，透析前後で，三種鉄剤の強化粉乳
酸第一鉄を鉄剤として強化粉乳に使用し. EPAおよび FO
吋疫 (DFe (II)および NDFe
において EPA添加により Fe
などの機能性食品素材を適量添加することにより，
李.1
也機能性物質の鉄生体利用性
(25 )
れた鉄生体利用性が期待できるとともに，その製品の付加
価値を高める可能性のあることが明らかになった. しかし
ながら，鉄剤および PUFAは酸化されやすく，保存期間中
で粉乳の風味や色調に影響及ぼす可能性については今後検
討する必要があると考える
要 約
本研究は粉乳へ各種鉄を強化する際に，乳脂肪含量およ
びイソマルトオリゴf
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ドコサヘキサエン酸 (DHA) およびエイコサベンタエン酸
(EPA) などの機能性食品素材が鉄生体利用性に及ぼす影
について検討した
使服した試験液の!脂肪含量は 0.3%，
1
.5%，3.5%であり，鉄剤には硫駿第一鉄 (FS)，塩化第二鉄
(FC) および両者を等量混合した鉄剤 (MIX) を 用 い た
鉄生体利用性の評価は酵素(ペプシン，パンクレアチンー胆
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することで、行った各鉄剤の場合， FSの生体利用性が最
も高く，次いで抗 I
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1買であった. さらに 3
.5%乳脂
肪合最の鉄生体利用性は他の乳脂肪合最の場合より優れて
いた機能性食品素材を鉄強化粉乳に添加した場合の鉄生
体利用性は EPAの添加でその改善効果が確認された
方
， IMOはあまり効果がないことが認められた
文 献
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