乳糖分解能の高い乳酸菌

　ヨーグルトは、乳に乳酸菌を加えて発酵させた食品です。有害菌の増殖を抑えるためには極めて短時間で乳酸菌数の増える必要があり、そのために乳酸菌には乳中の糖源である乳糖を効率良く分解できる酵素が必要です。乳酸菌は乳糖分解で得たブドウ糖から解糖系でエネルギー源（ATP）を作り出す代謝過程で「乳酸」を作り、乳のpHを下げることで雑菌の増殖を防ぎます。ヒトの腸管には乳酸桿菌のガセリ菌が多く、とくに強い乳糖分解菌を選抜しました。この菌は、フォスフォ‐β‐グルコシダーゼという酵素により乳糖を加水分解する珍しい乳糖代謝系を持つことを明らかにしました。この菌を摂取すると、腸内でも増殖して高い乳糖分解性を維持してくれるため、日本人に多い「乳糖不耐症」という牛乳に弱い体質を防ぐことが期待できます。

　多くの乳酸菌は、増殖の過程で他の菌の生育を阻害する抗菌性のペプチド（バクテリオシン）を作ります。私たちは、ヒト腸管に住む有用な乳酸桿菌の多くがバクテリオシンを作ることに気が付き、探索を開始しました。その結果、黄色ブドウ球菌などの食中毒原因菌にも広い抗菌活性をもつガセリ菌より「ガセリシンA」を取りだし、その構造を明らかにしました。このバクテリオシンは、有害菌の細胞膜に孔を開けて菌を殺してしまう能力を持ち、ペプチドの末端同士が結合した珍しい環状構造をしており、二次構造にも特徴がありました（図1）。この菌を摂取すれば、私たちの腸管内でガセリシンAを作りだし、有害菌や食中毒菌の生育を抑え続けてくれることが期待されます。また、最近では動物医薬方面での有用性が示され、家畜動物の生産現場において抗生物質の使用量を減らし、その結果として抗生物質耐性菌の出現抑制にも大きく貢献することが期待できます。

　ヒト腸管において、プロバイオティック乳酸菌が腸管に接着して増殖する機構はまだ解明されていません。乳酸菌の表層にはレクチンという糖質を認識するタンパク質があり、これが腸管表面を覆って組織を保護している「腸ムチン」という糖タンパク質の糖鎖を認識・結合することで腸管付着性を獲得し、菌の安定的な増殖に繋がっていると考えられます。私たちは、まずヒト腸管付着性の高い乳酸菌を選び出す新しい方法から確立させました。それを用いてヒト腸管付着性が高く乳中での生育性の良いアシドフィルス菌を選抜し、実際にこの菌を用いたヨーグルトを開発しました（図2）。これにより、頻繁に食べ続けなくても腸管内で増殖を続けて、安定的に宿主の健康を守ってくれる発酵食品の作出に成功しました。このヨーグルトには、乳タンパク質から誘導した血圧を下げる作用をもつ「乳清ペプチド」も添加し、より機能性を高めました。