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ナノファイバー化技術応用食品と運動の併用による肥満抑制効果およびその機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H01618
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分08030:家政学および生活科学関連
研究機関石川県立大学

研究代表者

長野 隆男  石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (20304660)

研究分担者 中井 雄治  弘前大学, 地域戦略研究所, 教授 (10321788)
矢野 博己  川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (20248272)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
キーワードナノファイバー化技術 / 微粒子化 / 運動 / 肥満 / 腸内細菌叢 / メタボローム / 粘性 / 分散性 / トランスクリプトーム / ナノファイバー / 腸内フローラ
研究開始時の研究の概要

ナノファイバーの製造に使用されている技術を用いて、おからなどの不溶性食物繊維を多く含む食品を微粒子化すると、比表面積、分散性、粘性が高くなる。この微粒子化による特性から、肥満抑制と腸内環境の改善による生活習慣病予防効果が期待できる。また、運動との併用によるシナジー効果も期待できる。本研究では、ナノファイバー化技術を用いておからと米ぬかの微粒子化を行い、肥満モデル動物実験系を用いて微粒子化食品と運動による肥満抑制効果を検証する。これらを通じ、生活習慣病予防に役立つ知見を得ること、肥満抑制作用を高めた食品の開発を目標とする。

研究成果の概要

本研究では、ナノファイバー化技術を用いて食品の微粒子化を行ない、その食品と運動による肥満抑制と腸内細菌叢改善の効果について、肥満モデル動物実験系を用いて検討した。ナノセルロース(NC)の肥満抑制作用と腸内細菌叢改善効果を示した。NC摂取は、マウスの自発運動量を増加させ、腸内細菌叢を改善して肥満を抑制した。おからを微粒子化すると、アミラーゼ活性阻害とヒト優勢腸内細菌の酪酸産生が増加した。微粒子化おからの肥満抑制効果を示した。その機序として、腸内細菌叢の改善による酪酸産生の増加、胆汁酸生合成の増加を示した。微粒子化おからと運動の併用による腸内細菌叢改善作用と肥満抑制効果ついても明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢化によって国民医療費は年々増加しており、医療費の抑制を目的とした生活習慣病予防は重要課題である。また、不溶性食物繊維を多く含むおからなどは、物性や食感などが問題となり食品としての利用は限られている。一方、近年、ナノセルロースが注目されてナノファイバー化技術が飛躍的に進歩した。本研究では、ナノファイバー化技術を用いて食品の微粒子化を行い、その微粒子化食品と運動による肥満抑制効果と腸内細菌叢に与える効果を検証し、それらのメカニズムを明らかにすることを目的とした。研究により、生活習慣病予防に役立つ知見、肥満抑制作用を高めた食品の開発に繋がる成果が得られたと考える。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Effect of dietary cellulose nanofiber and exercise on obesity and gut microbiota in mice fed a high-fat-diet2020

    • 著者名/発表者名
      Nagano Takao、Yano Hiromi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 84 号: 3 ページ: 613-620

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1690975

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dietary cellulose nanofiber modulates obesity and gut microbiota in high-fat-fed mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nagano Takao、Yano Hiromi
    • 雑誌名

      Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre

      巻: 22 ページ: 100214-100214

    • DOI

      10.1016/j.bcdf.2020.100214

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved effects of okara atomized by a water jet system on α-amylase inhibition and butyrate production by <i>Roseburia intestinalis</i>2020

    • 著者名/発表者名
      Nagano Takao、Hirano Rika、Kurihara Shin、Nishinari Katsuyoshi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 84 号: 7 ページ: 1467-1474

    • DOI

      10.1080/09168451.2020.1741337

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improved physicochemical and functional properties of okara, a soybean residue, by nanocellulose technologies for food development - A review2020

    • 著者名/発表者名
      Nagano Takao、Arai Yuya、Yano Hiromi、Aoki Takafumi、Kurihara Shin、Hirano Rika、Nishinari Katsuyoshi
    • 雑誌名

      Food Hydrocolloids

      巻: 109 ページ: 105964-105964

    • DOI

      10.1016/j.foodhyd.2020.105964

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Impact of wet grinder-treated okara on obesity and gut microbiota in high-fat diet-fed mice2022

    • 著者名/発表者名
      Takao Nagano, Chihiro Watanabe, Kazuyoshi Nakamura, Eri Oyanagi and Hiromi Yano
    • 学会等名
      6th International Symposium on Phytochemicals in Medicine and Food, Hangzhou, China
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノファイバー化技術を利用した食品開発2022

    • 著者名/発表者名
      長野隆男
    • 学会等名
      第33回食品ハイドロコロイドシンポジウム、京都大学農学部総合館(京都)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微粒子化おからの肥満抑制効果と短鎖脂肪酸産生に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      中村和詳、渡邉知央、荒井雄也、小柳えり、矢野博己、長野隆男
    • 学会等名
      2021年度日本食品科学工学会 中部支部大会(静岡)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Impact of dietary soyasaponins on contact hypersensitivity and gut microbiota in mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Takao Nagano, Anh Le Thi, Kazuyoshi Nakamura, Yuya Arai, Mitsuru Katase, Kazunobu Tsumura
    • 学会等名
      5th International Symposium on Phytochemicals in Medicine and Food, Nanchang, China
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノセルロース摂取と運動が肥満抑制と腸内フローラに与える効果2020

    • 著者名/発表者名
      長野 隆男、矢野 博己
    • 学会等名
      第74 回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロース摂取が肥満と腸内フローラに与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      長野 隆男、矢野 博己
    • 学会等名
      第72 回日本家政学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Applying nanotechnology to okara for developing soy protein gel-based foods2020

    • 著者名/発表者名
      Yuya Arai, Katsuyoshi Nishinari, Takao Nagano
    • 学会等名
      The 1st International Electronic Conference on Food Science and Functional Foods
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of dietary cellulose nanofibrils on obesity and gut microbiota in high-fat diet-fed mice2020

    • 著者名/発表者名
      Takao Nagano, Kazuyoshi Nakamura, Yuka Yokogawa, Suzuka Miura, Chihiro Watanabe, Eri Oyanagi, Hiromi Yano
    • 学会等名
      4th International Symposium on Phytochemicals in Medicine and Food
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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