発酵させたものを食べる:乳酸菌発酵食品の健康効果
Eating Fermented: Health Benefits of LAB-Fermented Foods

強調オフ

発酵腸内微生物叢

サイトのご利用には利用規約への同意が必要です

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8620815/

2021年10月31日オンライン公開

要旨

乳酸菌(LAB)は、世界中で消費される非常に多くの発酵製品の生産に関与している。これらの乳酸菌発酵食品の多くは、食品発酵中または食品消化後に産生されるプロバイオティック乳酸菌またはその代謝物によって、人間の健康に有益であると認識されている。このレビューでは、乳酸菌発酵食品の健康に関連する効果に関する入手可能な情報を収集し、議論することを目的としている。特に、ヨーグルト、ケフィア、チーズ、そしてザワークラウトやキムチなどの植物性製品など、最も広く消費されている乳酸菌発酵食品に焦点をあてた。

キーワード:乳酸菌、発酵食品、健康効果、生理活性物質

1. はじめに

乳酸発酵食品は、その官能特性と保存期間の長さから、古来より人類に食されてきた。今日では、発酵食品の消費は、健康関連の観点からも推進されている。発酵食品の市場は、今日ではあらゆる国に広がっており、増加傾向を示している[1]。発酵食品の天然微生物叢は、主に乳酸菌によって構成されていることが多い。乳酸菌はグラム陽性で無孔性、一般に非運動性で、複雑な栄養要求を持ち、活発な増殖のために発酵可能な炭水化物の存在に依存している。発酵の最終産物として、乳酸菌は大量の乳酸を単独で(ホモ発酵性)、または酢酸、エタノール、二酸化炭素とともに(ヘテロ発酵性)生産する[2]。乳酸菌の遺伝的多様性と生息域の変化はかなり大きい。そのため、乳酸菌にはpH、aw、温度などの一般的な限界値は存在せず、生育を制限する状況は検討する種によって異なる(表1)[3]。乳酸菌は、発酵食品の風味や食感の多様化に大きく寄与しており、状況によっては食品の腐敗の原因となることもある[4]。また、発酵中に健康増進に役立つ化合物やシグナル分子をマトリックス中に放出することもある。これらの食品由来の細菌とその代謝物は、腸と生物全般のための健康交響曲を奏でるオーケストラのメンバーのように、腸内マイクロバイオームや宿主自身と相互作用することができる。したがって、発酵食品を定期的に摂取することは、ホメオスタシスや生体機能に様々な形で貢献することができる。バルカン半島の人々の寿命が延びたのは、乳酸発酵乳の大量摂取に起因するというメチニコフの直感以来、健康と乳酸発酵食品の摂取の関連性は仮説として考えられてきた。それ以来、多くの研究により、健康上の利点と頻繁に関連する食品の発酵を担う様々な乳酸菌にプロバイオティクスの地位が付与されるようになった[5,6]。多くの発酵食品は、微生物を含み、消費者の全体的な健康レベルを向上させることから、機能性食品とみなされている [7]。発酵微生物とその代謝産物の両方がもたらすプラスの効果により、乳酸菌発酵食品は、人間の健康を改善するための安全で安価な、信頼できるツールになり得る。このレビューでは、さまざまな食品の発酵を担う乳酸菌に関する文献で報告された健康効果に焦点を当て、消費者の健康維持・増進に貢献する可能性があることを明らかにしている。

表1 食品の乳酸菌グループと特徴
家族 食品によく見られる属 グルコースからのCO2 10での成長 45歳での成長 6.5%NaClでの成長 18%NaClでの成長 pH4.4での成長 pH9.6での成長
カルノバクテリウム科 ロッド カルノバクテリウム +
エンテロコッカス科 球菌 エンテロコッカス + + + + +
テトラジェノコッカス
レンサ球菌科 連鎖球菌 + + + +
ラクトコッカス +/- *
乳酸桿菌 球菌 リューコノストック + + +/- * +/- *
オエノコッカス + + +/- * +/- *
ペディオコッカス + +/- * +/- * +
ロッド 乳酸桿菌 +/- * +/- * +/- * +/- * +/- *
Lacticaseibacillus + +/- * +/- * +
ラクトバチルス + +/- * + +
フルフリラクチバシルス + + + +/- * +
Fructilactibacillus + + + +
レビラクトバチルス + + + +/- * +
Limosilactobacillus + +/- * +/- * +/- * + +/- *
ラチラクトバチルス +/- * +/- * + +/- * +
レンチラクトバチルス + + + + + +/- *
ワイセラ + + +/- * +/- *

* 株によって反応が異なる場合がある。「-」はトラクトがない。「+」はトラクトが存在する。

1.1. プロバイオティクスとしての乳酸菌

プロバイオティクスの概念は進化してきたが、Elie Metchnikoffがブルガリアの高齢者において、乳酸菌で発酵させた乳製品を定期的に摂取することが健康増進と長寿に関連するという観察を行って以来、プロバイオティクスという言葉は宿主の健康に有益な細菌に関連してきた [8].長年にわたり、かなりの数の微生物が、健康を増進する能力を持つプロバイオティクスとして提案されてきた。一方、酵母のSaccharomyces boulardiiやEnteroccoccus属のようなプロバイオティクスは、日和見主義的な性質や抗菌剤耐性遺伝子の移入の可能性から、長い間その使用について議論されてきた[9,10]。一方、従来のプロバイオティクスとは対照的に、非従来型の腸内常在菌が健康増進や治療目的で急速に注目を集めており、次世代プロバイオティクス(NGP)という概念が生まれつつある[11,12]。微生物培養技術[13]、メタゲノム解析技術[14]、ゲノム編集技術[15,16]の発展により、現在では、乳酸菌以外の放線菌(Akkermansia muciniphilaはこの分野の新星)、細菌目、堅果目、疣状菌などの属が含まれており、健康に対するポジティブな効果が期待できる微生物の範囲が広がっている [12,17].にもかかわらず、乳酸菌は食品製造において最も使用される健康関連細菌である。その長い安全使用の歴史から、乳酸菌は米国食品医薬品局(FDA)により株レベルで一般に安全とみなされる(GRAS)、または欧州食品安全機関(EFSA)により種レベルで適格安全推定(QPS)としてリストアップされている。したがって、それらは食品または食品サプリメントとして使用することができ[11]、発酵食品に機能特性を付与し、人間の健康に利益を付与する上で膨大なエース級を伴う[7]。

1.2. プロバイオティクスの健康効果

プロバイオティクス微生物に起因する健康関連の特徴は、多面的である。プロバイオティクスは、以下のことで知られている。

  • (i) 価値ある化合物の生産、
  • (ii) 病原性細菌に対する拮抗作用、
  • (iii) 免疫反応の刺激と調節、および他の多くの効果 [2]。

一般に、プロバイオティクスは腸からその効果を発揮するため、次のような特徴を持つ必要がある。

  • (i) 酸に対する優れた耐性、
  • (ii) 胆汁酸塩の分解効果、
  • (iii) 腸壁に定着する能力、
  • (iv) 栄養素の競合、そして
  • (v) 胃腸管の過酷で選択的な条件下での生存 [2]。

腸管粘膜に定着し、粘液層と相互作用することで、プロバイオティクスは免疫反応を調節し、外部からの攻撃に対する防御力を向上させる。腸内に常に存在することで、免疫系が刺激され、Rookと「旧友理論」によれば、自己免疫攻撃の重症度を下げ、アレルギー反応を低下させることにもつながる[4,5]。実際、大腸領域では、消化物の発酵から、細菌と腸管上皮の間のシグナル伝達プロセスを活性化する一連の分子とともに、抗酸化物質や抗発癌性化合物を生成することができる [18]。これにより、病原性や有害な微生物を排除する効果のカスケードが始まり、より良い環境を作り出し、ホメオスタシスを維持することができるのである [2]。

これらの目標を達成するために、プロバイオティクスは生存可能な状態であり、十分な量である必要がある [19]。しかし、いくつかの実験的証拠は、宿主の健康状態を改善するために、非生存または死滅した微生物細胞が発揮する役割を示唆しており、ポストバイオティクスとパラプロバイオティクスという概念への扉を開いている[6]。

ポストバイオティクスという用語は、製剤中に存在する生存していない微生物と、プロバイオティクスが細胞溶解後に放出する可溶性化合物の両方を指し、(i)短鎖脂肪酸(SCFA)、(ii)乳酸、(iii)細胞壁成分、(iv)ペプチドからなる[20]。

Conteらは、セリアック病に罹患した患者のCaCo-2細胞におけるグルテンタンパク質の入り込みを減少させる治療として、異なる乳酸菌からのポストバイオティクスを使用することを報告している[20]。

パラプロバイオティクスは、生存していない微生物と、細胞溶解後に放出される微生物画分全体から構成されている[21]。菅原らは、介入研究において、Lactobacillus gasseriの非生細胞を含むパラプロバイオティクス飲料を3週間摂取したところ、腸内環境と機能が改善されたことを示した[21]。生細胞と非生細胞(またはその一部)の両方は、特に腸管上皮において細胞内シグナル伝達経路の刺激を通じて相互作用することができる[22]。これらの特徴の多くは、乳酸菌で説明されており、乳酸菌は、人間の健康増進に関与するペプチド、糖ポリマー、脂肪酸の生物活性配列のような様々な化合物を生産することができる[11]。また、乳酸菌は、病原体に対して活性な有機酸、バクテリオシン、過酸化水素(H2O2)、一酸化窒素(NO)などを産生することができる[10]。さらに、腸管内腔での発酵中に、乳酸菌はSCFAも産生する。これらの酸は、他の微生物によっても生産され、例えば、酢酸はAkkermansia muciniphila、Bacteroidetes、Bifidobacterium spp…によって生産されることができる。プロピオン酸はVeillonella parvula、Bacteroides eggerthii、Bacteroides fragilis、Ruminococcus bromii、Eubacterium dolichumによって、酪酸はFaecalibacterium prausnitzii、Clostridium leptum、およびEubacterium rectaleによって生成され得る[23]。SCFAは様々なプロセスに関与しており、例えば酪酸は大腸細胞の代謝エネルギーを供給し、癌細胞の発生を回避する効果について研究されている[22]。プロピオン酸は糖新生を促進し、脂肪細胞における食欲不振ホルモンであるレプチンの発現を増加させることにより、生体内のグルコースホメオスタシスを維持するのに役立つ[24]。酢酸は、コレステロールの脂肪生成と合成に関与する[25]。

1.3. 乳酸菌によって発酵された食品の健康効果

過去数年間、プロバイオティクスの摂取が強く推奨され、健康を謳った食品の製剤に陽性微生物が関与することが広まっていた。現在では、プロバイオティクスの健康効果やそのメカニズムに関する知識が深まったため、機能性食品の製剤化に関与する微生物の範囲を広げることが可能になっている。場合によっては、ある食品の自然発生的な微生物集団の一部である 乳酸菌 が、プロバイオティクスとして(まだ)認識されることなく、宿主に有益な効果をもたらすこともある [26,27,28,29].発酵食品に関連するポジティブな効果は、何世紀にもわたって経験的に知られてきた。多くの文化圏では、発酵食品は伝統的な食品であり、地域の伝統の不可欠な部分である。おそらく、発酵が食品を保存する唯一の方法だったからだろう [29] 。今日では、発酵食品、特に乳酸発酵食品の定期的な摂取は、細菌と宿主の免疫系との間の絶え間ないコミュニケーションにより、免疫系を改善し、病的状態になる確率を下げることが報告されている [27]。このコミュニケーションは、腸の微生物組成を変化させ、病原性微生物叢を制御下に置き、一方で有益な微生物集団をサポートする[30]。

発酵食品の中でも、乳製品は主に有益な効果に関連付けられてきた。これは、細胞複製に利用可能な基質中の相当数のタンパク質に一部起因している。発酵中は、酸性化と微生物酵素の活動により、タンパク質は変性して元の構造を失い、健康に関連する潜在的な効果について研究されている小さなペプチドの配列が放出される。生理活性ペプチドの中で最も研究され、評価されているのは、アンジオテンシン-1変換酵素(ACE)阻害剤である。これらの生理活性ペプチドは、抗高血圧作用について研究されており、いくつかのガイドラインでは、高血圧をコントロールする非薬理学的方法として発酵乳製品を摂取することが推奨されている。科学的根拠により、血圧降下作用のキャリアーとして2つの主要なペプチドが報告されている。VPP(バリン、プロリン、プロリン)およびIPP(イソロイシン、プロリン、プロリン)である[29,31,32]。ACE阻害は、ACE IがACE阻害剤のC末端配列によって隔離されることで起こる。このようにして、ACEはアンジオテンシンIを強力な血管収縮物質であるアンジオテンシンIIに変換することができなくなる。アンジオテンシンIIの合成は、血管拡張物質であるブラジキニンの分解も引き起こし、血管の収縮を急増させ、血圧を劇的に上昇させる[31,32]。

さらに、乳酸菌sはエキソポリサッカライド(EPS)、単糖またはオリゴ糖の繰り返し単位で形成される長い糖ポリマー、その技術的役割のために科学界から多くの注目を集めている[33]が、その有望な健康効果[34]も生成することができる。EPSは、主鎖に存在する糖の種類によって2つのマクロカテゴリーに分類される。(i) ヘテロ多糖類(HePSs)は異なる単糖のポリマーであり、(ii) ホモ多糖類(HoPSs)は1つの糖が何度も繰り返されたポリマーである。後者の場合、HoPSは高分子鎖を構成する糖の違いにより、それぞれグルコースとフルクトースに分けられる。HoPSの生産は微生物細胞の外で行われ、膜酵素が糖の加水分解と新しいEPS鎖への再組み立てを媒介する。一方、HePSの合成はより複雑で、鎖には通常グルコース、ガラクトース、ラムノースといった複数の糖鎖が含まれている。それでも、異なる乳酸菌のEPSには、異なる糖やアセチル基やリン酸基のような他の官能基を見つけることが可能である[35]。通常、HePSは抗酸化作用や免疫調節などの宿主機能の調節に関連し、HoPSはプレバイオティクス特性に関連しており、これらの分岐糖のコンフォメーションや単量体組成が宿主への影響にどのように影響するかを示している [35,36].乳酸菌のEPSが発揮するプレバイオティクス効果は、有害菌の抑制や宿主の代謝改善に関与するSCFA、ガス、有機酸の産生から、特に関心の高いテーマである[35]。ビフィズス菌の生産するEPSは、ビフィズス菌のオリゴ糖として最も利用されているイヌリンと比較して、腸管内腔のビフィズス菌量を増加させる効果があることが証明された。同時に、バクテロイデスやクロストリジアに対するアンタゴニスト効果も示された。腸内細菌叢は、腸管内腔に存在するEPS、特に発酵に最も適した基質であるHoPSによって強く影響を受ける。一方、HePSは通常発酵できないが、免疫系を調節する能力があるため、健康状態の維持に非常に重要である [36].

実際、EPSは抗酸化作用と免疫調節作用、血流中のコレステロールとその吸収を抑える能力を持つとされており、抗がん作用と抗糖尿病作用は、発揮されるかもしれないプラスの機能のほんの一部に過ぎない。さらに、バイオフィルムを破壊し、病原性微生物の保護を解除し、ストレスや攻撃にさらすことができるため、腸内の有害菌の存在に対抗する役割も持っている。このように提案されたEPSの効果を探るために、さまざまな研究が行われた。しかし、これらの実験の多くは、in vitroまたは動物モデルを用いて行われ、ヒトを対象とした臨床試験による確認が欠けていることを考慮する必要がある[36]。動物を用いたいくつかの研究では、EPSの抗コレステロール作用が指摘されている。この効果は、血流、特に大動脈における脂質沈着物の減少を伴う高密度リポタンパク質(HDL)比率:総コレステロールの増加に基づくものである。他の実験では、胆汁酸がEPSによって捕捉され、血液中のコレステロールの量を減らすことが確認された。これは、血中のコレステロールが新しい胆汁酸の合成に利用され、その後に消化プロセスに利用されるためとも考えられる。もちろん、EPSが血中コレステロールを低下させるメカニズムがまだ正確に分かっていないとしても、この結果は有望である [36]。

乳酸菌によって発酵された食品(図1)の健康効果は知られており、長い間研究されてきた。にもかかわらず、我々はまだ、乳酸菌とその由来化合物の作用機序と副次的効果のすべてを知っているわけではない。長年、プロバイオティクスとして認識されている菌の健康効果に焦点を当てた研究が行われてきたが、最近の研究では、プロバイオティクスガイドラインに完全には準拠していないためプロバイオティクスとはみなされていない食品発酵に関与する菌の有益な効果に光が当てられるようになった。例として、乳酸菌は、腸内で直接、および宿主の健康状態の改善につながる経路の変更を利用して間接的に、ホメオスタシスに有用であることが証明された[37,38]。

図1 乳酸菌の生物活性化合物と健康に関連する効果のスキーム


2. 異なる乳酸菌発酵食品の健康関連効果

2.1. 発酵乳製品

牛乳は、おそらく人類による最初の発酵食品の1つである。歴史的には、最初の発酵は、未殺菌牛乳が高レベルの栄養素と微生物のために自然に発酵する傾向があることから、偶然に起こったものである[40,41]。生化学的な観点からは、発酵は複雑な事象の組み合わせである。乳糖の代謝後、酸、エタノール、二酸化炭素といった様々な化合物が生成される。酸の生成はpHの低下を招き、陰性微生物叢の増殖を制限する。また、香気成分も生成され、食品の嗜好性や受容性を高め、ビタミン、ミネラル、生物活性分子、EPSなどの栄養化合物を増加させる[42]。数千年にわたる伝統と酪農芸術の進化を経て、今日、発酵乳製品は世界中の発酵食品市場が生み出す総収入の約20%を占めるに至っている。発酵乳の生産は、ヨーグルトやその他の類似製品の需要が感覚的に増加した1950年以降に発生し、企業の注目を集め、その結果、職人的な農場での小規模生産から、大手多国籍企業による大量生産に移行した[42]。さまざまな動物の乳が、乳製品発酵の原料となっている。実際、世界市場では、牛乳、ヤギ、羊、馬の乳を原料とするヨーグルト、チーズ、サワーミルクを見かけることができる。乳製品の発酵は、もともと牛乳に含まれる野生の乳酸菌から始まったが、現在では、技術的特性や原料に関連する健康問題の可能性から、企業は自然の微生物叢に頼ることはできなくなった。このため、工業的に発酵させた乳製品はほとんどすべて、厳選されたスターターを用いて、または裏ごし技術で製造されている[42,43,44]。発酵乳製品は様々なカテゴリーに分けられるが、このレビューでは簡潔にするため、発酵乳とチーズにのみ焦点を当てる。発酵乳の種類は多く、製造技術、乳の産地、その他の要素に基づき分類することができる[45]。伝統的、工業的プロセス、新しい発酵乳、古代の社会に深く根ざしたものなど、これらの製品の種類は膨大であるため、ここでは最も消費され、普及している2つの発酵乳製品、ヨーグルトとケフィアのみを検討する。

2.1.1. ヨーグルト

その味と多様性から、ヨーグルトは世界で最も消費されている乳由来製品の一つである[46]。他の乳製品と同様に、ヨーグルトは必須アミノ酸などの栄養素や乳酸、EPS、脂溶性ビタミンなどの生物活性化合物[40]を含んでいるため、食事に取り入れることが強く推奨されているが、それ以外では珍しく食事で取り入れることは困難である[47]。標準的なヨーグルト1食分には、(i)迅速に吸収可能な形態のビタミン及びミネラル[48];(ii)多くの健康調節効果を有する生物活性ペプチド[29,49];(iii)筋肉の成長及び身体の維持に正の相関を有する分岐鎖アミノ酸(BCAA)[50]など多くの有用な栄養的化合物を見出すことが可能である。(iv) 脂溶性ビタミン(A、E、K、D)を含むモノ及びポリ不飽和脂肪酸;及び (v) 抗発癌活性及び癌細胞におけるアポトーシス誘導で知られ、異なる論文、特に乳癌に対してin vivo及びin vitroで報告されている共役リノール酸(CLA) [46,51,52,53,54] であった。上記の化合物や前駆体はすべて牛乳にすでに存在しているが、この膨大な量の健康関連のポジティブな化合物をマトリックスから解放するためには、発酵プロセスが不可欠である。ヨーグルトを製造するための牛乳の発酵は、2つの特定の乳酸菌によって行われる:Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus とStreptococcus thermophilus、たとえプラスとして他の種を加えることができたとしても。ヨーグルトの細菌は、通常、腸に定着することができないため、いわゆる一過性の微生物叢の一部を構成していることが知られている。にもかかわらず、ヨーグルトの微生物叢の健康への貢献は過小評価されるべきではない。Kousgardらは、袋炎を患い、糞便微生物叢移植による治療を受けた患者を対象とした臨床試験を報告した。その研究では、袋炎の症状が寛解した患者の4人中4人が定期的にヨーグルトを消費していたが、再発の問題がある患者の5人中1人だけが日常的にヨーグルトを消費していた[55]。寛解効果は、病原性微生物と戦い、より安全な腸内環境の維持に貢献する、微生物によって生産される有機酸の存在とも相関している可能性がある。いくつかの食事ガイドラインでは、含まれる乳酸菌種がこの糖の消化を改善する能力を持っているため、乳糖過敏症の人々にとっても、毎日の健康的な食事にヨーグルトを導入することを提案している[56]。さまざまな科学的論文が、2型糖尿病の管理におけるプロバイオティクス強化ヨーグルトの活用に焦点を当てている。同時に、Barengoltsらは、ランダム化比較試験のメタ分析において、ヨーグルトの摂取が糖尿病合併症の管理を改善できることを示し、従来のヨーグルトとプロバイオティクス強化ヨーグルトによって発揮される効果に差がないことを報告した[57]。Kongらは、非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)と戦うために、果物やカロリー制限と組み合わせたヨーグルトの活用を報告した。彼らのデータは、食事介入によって腸内細菌叢を修正する能力を示していた。腸と肝臓の親密な関係は、科学界ではすでによく知られている。実際、その研究論文の結果は、腸内細菌集団の修正が、特にNAFLDのような様々な慢性疾患の発症を遅らせたり、予防したりすることができることを強調していた[58]。Liuらは、マウスを用いた臨床試験で、伝統的なヨーグルトが腸内細菌叢を調節し、脳機能や行動に悪影響を及ぼす可能性のあるディスバイオーシスを修復し回避することができると報告している。実際、アルツハイマー病(AD)の症状を早期に発症するように改変したトランスジェニックマウスにおいて、ヨーグルトを摂取すると、ADの発症や進展と高い相関があるにもかかわらず、大脳皮質や海馬におけるミエロイドベータ斑の沈着が減少した。これは、ヨーグルトの摂取によって操作される腸内細菌叢の調節、およびそのマイクロバイオームが、ADおよび認知機能に関連する問題の軽減に役立つことが導き出される[59,60]。これらすべての健康関連の効果を考慮すると、ヨーグルトは、無数の健康を高める化合物を食事に導入する費用対効果の高い方法であり、非伝染性疾患の管理に役立ち、全原因死亡率と負の関連があることが明らかになった [60,61,62].

2.1.2. ケフィア

ケフィアは、最初の発酵乳の1つである。伝統的なケフィアは、人間の食生活や伝統の中で長く続いているのは、その独特な有機的特性と、健康上の利点や寿命の延長との無意識の関連性に起因している[63]。伝統的に、ケフィアは、EPSとタンパク質からなるヌルヌルしたマトリックスに包まれた乳酸菌、酢酸菌(AAB)、酵母を含むケフィア粒の作用によって作られる[64]。ケフィアは、多くの異なる微生物間の相互作用から「天然の複合プロバイオティクス」と定義することができ、抗発癌性、免疫調節、抗アレルギー性、抗糖尿病、抗ストレス、抗喘息効果を発揮すると考えられている[65,66,67]。ケフィアの微生物叢は、粒の接種物だけでなく、外的要因(光、温度、ケフィア粒/牛乳の比率、撹拌…)にも依存し、これらは生物活性だけでなく、内臓の特徴に影響を与え、特定の株の増殖を促進するが、中核となる集団は常に存在する[68]。ケフィアの健康関連の効果は、細菌の存在だけでなく生物活性にも起因している [69]。例えば、腸内細菌叢を調節し、メタボリックシンドロームに罹患した患者の腸内でラクトバチルスとビフィドバクテリウムを増加させ、バクテロイデスレベルを減少させ、空腹時血糖値、炎症シグナルの減少、血圧の改善につながる可能性がある[70]。ケフィアの細菌が及ぼす腸内細菌叢の変化は、Yilmazらによっても報告されている。彼らは、無作為化対照試験において、Lentilactobacillus kefiri LK9が1ヶ月の投与後にボランティアの腸に定着し、糞便中に105-106 Log CFU/gで存在するという結果に気づいた。L. kefiriはまた、炎症連鎖現象の開始や胃腸の病気に関連する他の微生物を抑制することが報告されている[71]。Kimらは、高脂肪食(HFD)およびNAFLDによって誘発された肥満の発生率の低減におけるケフィアの効果について調査した。彼らの実験では、マウスの肥満の発生率が対照群に比べて60%減少し、ケフィアを0.2mL摂取することでHFDと関連するNAFLDの影響が軽減されることが示された。また、脂肪の多い食事によって誘発される血中コレステロールと全身性炎症は、ケフィアの摂取によって減少した。肥満とそれに関連する問題の軽減における作用機序は、3つの異なる要因の協力によって発揮されるようである。乳酸菌、酵母、EPS。実際、ケフィア由来の細菌は、腸管上皮に定着することで直接的に、また腸管内腔のpHを変化させ、有用酵素をコード化する遺伝子の発現を誘導することで間接的に腸内細菌叢に影響を与えることができる。pHの低下は、病原性や望ましくない微生物にとって過酷な環境を作り出すが、通常酸性環境で利用される乳酸菌にとってはそうではない。同じ実験で、キムらは、天然ケフィア由来のプロバイオティクスを導入すると、ペルオキシソーム増殖剤-活性化受容体をアップレギュレートできると結論づけた。このシステムは、β酸化において中心的な役割を果たし、NALFDとの戦いに役立つ基本的な薬物であることが明らかになった[72,73]。近年、発酵食品の抗がん作用について多くの研究がなされているが、ケフィアは、その健康増進効果が有史以前から知られていたため、最も研究が進んでいる食品の一つである。ケフィアの抗がん作用は、生理活性ペプチド、EPS、スフィンゴ脂質など、さまざまな化合物によって媒介される。これらの化合物の作用機構は、シグナル伝達経路および細胞プロセス(例えば、細胞増殖およびアポトーシス)の調節に関連しているようである[65,74]。文献の系統的レビューにおいて、Rafieらは、現状では、アポトーシスを誘発するケフィアが発揮する作用のメカニズムはまだ完全に解明されていないが、ペプチドを介した活性酸素種(ROS)の形成に起因する可能性があると報告している。細胞内で活性酸素が遊離すると、損傷が生じ、DNAを切断するエンドヌクレアーゼが活性化され、エスカレートしたアポトーシス作用が生じる。活性酸素はミトコンドリアを破壊し、細胞を死に至らしめるカスケード現象を起こす。ケフィアのペプチドはもともとプラスに帯電しているので、がん細胞のマイナスに帯電した成分に電気化学的に引き寄せられ、このカスケード効果は非常に強力なようである。EPSは、マクロファージやTリンパ球を活性化し、がん細胞のアポトーシスに寄与している。さらに、ケフィアの摂取は、プロアポトーシス系をアップレギュレートし、増殖系をダウンレギュレートするようなので、遺伝子発現の調節は、ケフィアの抗腫瘍能に関与しているようである[75]。彼らのレビューにおいて、Rafieらは、200μLから5mLの範囲で、実験に補充されたケフィアの量を報告したが、記載されたすべての実験は、癌細胞に対するin vitroであるため、正の効果に達するために摂取しなければならない正確な量は、さらに調査する必要がある[75]。ケフィアは、Özcanらによって閉経後の女性に投与され、睡眠の質を向上させることで、うつ病やストレスの蓄積などの精神障害を軽減することができた。腸脳軸は高速道路であり、腸に影響するものは脳に反映されることはよく知られている[76,77]。この意味で、ケフィアの有害な微生物叢を減らし、運動性を改善し、免疫機能を調節する有益な効果は、睡眠障害、うつ病、ストレス、不安を軽減し、その結果、生活の質を高めるのに役立つ。この研究では、患者に毎日500mLのケフィアを補給してもらい、朝と晩に半分ずつ飲んでもらった。摂取量はかなり多いが、ケフィアの消費が伝統的に根付いているトルコで実験が行われたことを考慮する必要がある[78]。また、卵巣摘出マウスにもケフィアを投与し、エストロゲン欠乏による骨粗鬆症に対するケフィアのペプチド画分の効果を調べ、更年期骨粗鬆症の予防をモデル系で評価した。すでに述べたように、実際、ケフィアは様々なパターンで腸内細菌叢を調節し、栄養素の吸収、ホルモン調節、代謝過程などの生理学的プロセスの多くの側面に影響を与えることができる。さらに、ケフィランのEPSを通じて、ケフィアはビフィズス菌効果を発揮し、腸内のビフィズス菌を感覚的に増加させ、有機酸および生物活性ペプチドの生産により、病原性微生物叢(真菌、原虫、ウイルス、細菌)の量を減少させる[79]。ケフィアが発揮する宿主へのモジュレーションは、腸内の乳酸菌群の増加による脂肪酸の酸化の促進だけでなく、Kluyveromyces属の存在によっても広がっている[72]。培地や腸内でSCFAを放出することができる天然のプロバイオティクスを含むケフィアは、骨形成に寄与し、骨密度を向上させる[80]。動物およびヒトの両方でこのトピックに焦点を当てた様々な研究により、骨損失の減少、骨密度および骨の弾性率の増加、および高齢者にとって致命的な結末につながる可能性のある骨折の予防におけるケフィアの効果が確認されている。この効果は、炭酸カルシウムの補給と組み合わせると、より高まる[81,82,83]。結局のところ、これほど広く普及し、使いやすく、入手しやすいケフィアは、消費者にとってプラス効果の宝箱のようなものだ。

2.1.3. チーズ

チーズは、生産技術、組成、環境、および微生物の進化によって差別化された多くの製品が存在する包括的な用語で ある。生産工程と微生物相の組み合わせは、製品を差別化するための基本である。例えば、熟成が早い場合、微生物によって乳糖が減少し、最終製品の乳糖量が減少するため、これらのチーズは乳糖に敏感な人のための選択肢となる。一方、数ヶ月から数年にわたる長期熟成の間、ラクトースは乳酸菌によって完全に消費され、これらのチーズはラクトース不耐性の人々にとって魅力的な乳製品の微量およびマクロ栄養素の供給源となる。発酵の最初の段階で、細菌は炭水化物を消費し、腸に到達してプレバイオティクス効果を発揮し、正の微生物叢を刺激することが証明されているマトリックス中の難消化性オリゴ糖のほんの一部を残す [84,85]. 熟成の初期段階において、乳糖はスターター乳酸菌によって乳酸に急速に分解される。乳酸はその後、Propionibacterium、Clostridia、Pediococciによってそれぞれプロピオン酸、酪酸、蟻酸に代謝される[86]。牛乳にはクエン酸も含まれており、通常、クエン酸陽性菌、主に乳酸球菌による乳酸菌代謝に関与している[86]。通常関与する菌株は、Lactobacillus lactis ssp. lactis biovar diacetylactis、およびLeuconostoc mesenteroidesで、これらは酢酸、ジアセチル、2-ブタノン、および2,3-ブタンジオールを生成する [86].熟成中の乳酸菌のもう一つの重要な代謝はタンパク質分解で、ロイシン、イソロイシン、バリンなどの分岐鎖アミノ酸、トリプトファン、フェニルアラニン、チロシンなどの芳香族アミノ酸、メチオニンなどの含硫アミノ酸がマトリックス中に遊離されることになる。チーズに含まれるペプチドやアミノ酸は、興味深い生物学的利用可能な形態であることが多い[86]。熟成期間中、小さなペプチドは、酵素、残留レンネット活性、乳酸菌の作用により放出される。これらのペプチドの一部は、乳酸菌によって代謝され[87]、オピオイド、ACE-阻害剤、免疫刺激活性などの生物活性がよく知られている。また、血液輸送により腸や末梢臓器にミネラルを輸送するペプチドもある[88]。乳製品の摂取と高血圧の発症との間に負の相関関係があることを示す証拠が増えつつある [89]。この抗高血圧作用は、カルシウムとIPPやVPPペプチドのようなACE阻害活性を持つ小さなペプチドの存在と相関しているようである[90,91]。チーズの熟成は、通常カゼイン内部に隠蔽された形で存在するこれらの生物活性ペプチドと正の相関がある。Crippaらは二重盲検試験で、イタリアの長期熟成チーズであるGrana Padanoを高血圧問題を抱える30人の患者に食べさせ、1日35グラムのすりおろしチーズを2ヶ月間投与したところ、収縮期および拡張期血圧が有意に低下したと報告した。血圧の低下は-4.8/3.5mmHgのオーダーであり、3mmHgの低下は心臓発作や不全のリスクを約13%減少させることを考えると興味深い結果である[92]。近年、チーズを分離したプロバイオティクスは、難消化性炭水化物の発酵からSCFAなどの様々な生物活性化合物を生産する能力 [93]、病原性微生物叢に対する抗菌効果、さらに免疫反応の改善、血清コレステロールレベルの低下、下痢症状の緩和などの能力から注目を集めている [94].最近、気分を調節する能力を持つ化合物に文献が注目されている [95,96]。最も研究されている気分調節物質の 1 つは、γ-アミノ酪酸(GABA)である。GABAは、グルタミン酸の脱炭酸から誘導される非タンパク質アミノ酸であり [87] 、哺乳類の中枢神経系における主要な抑制性神経伝達物質の1つである。研究により、ストレスの管理、行動や性格への影響、低血圧や抗糖尿病特性への関与が示された[95,97]。さらに、その効果は、特定の受容体を活性化し、リンパ球数を増加させることにより、うつ病の予防やアルコール依存症の治療に役立つことも注目されている[87]。牛乳の発酵中にGABAを生産できる菌株は、Lacticaseibacillus paracasei、Lentilactobacillus buchneri、L. delbrueckii subsp. bulgaricus、Lactiplantibacillus plantarum、Levilactobacillus brevis、Lacticaseibacillus rhamnosusおよびLactococcus lactisである[95,98]。チーズはこれらの細菌に対して保護効果を発揮するようである。これは、細菌を保護し、腸に到達させ、そこで複数のポジティブな効果を発揮できるような高い脂肪含量によるものである[98]。このことを知ると、チーズ、特に長期熟成のものを食事に取り入れることで、ポジティブでストレスに強い微生物叢とともに、生物活性ペプチド、ミネラル、脂溶性ビタミン、有機酸、その他の抗菌化合物など、数多くのポジティブな化合物を取り入れることができる(表2)。さらに、チーズはストレスや気分の変化を管理するのに役立つ、気分調節物質を宿主に伝えることができる。

表2 発酵乳製品の健康関連効果
健康への影響 特定の効果 発酵食品 微生物 参照
慢性疾患の開始と進行を減らす: 生きている微生物細胞を含む食品成分 ラクトバチルス属およびラクトコッカス  ]
筋骨格系障害
心血管疾患
メンタルヘルスの病状
2型糖尿病
生物活性ペプチドの生産: ミルク由来食品(発酵乳、チーズ、ヨーグルト、ケフィア) ラクトバチルス属およびラクトコッカス  ]
満腹規制
抗菌剤
抗発がん性
抗血栓剤
ミネラル吸収
低血圧
抗炎症薬
応力緩和
リラクゼーションと睡眠を助けます
乾癬の症状を軽減します
ACE阻害剤
グルコース代謝の改善 乳酸菌発酵食品、特に発酵乳 GRAS乳酸菌  ]
ブドウ糖不耐症の症状の改善 乳酸菌発酵食品、特に発酵乳 GRAS乳酸菌  ]
感染症の重症度を軽減する 乳酸菌発酵食品、特に発酵乳 GRAS乳酸菌  ]
IBSの負担を軽減 乳酸菌発酵食品、特に発酵乳 GRAS乳酸菌  ]
抗不安効果 乳酸菌発酵食品、特に発酵乳 GRAS乳酸菌  ]
血清コレステロール値の低下  ]
Bのグループのビタミンの生産 発酵乳、ヨーグルト、発酵豆乳、ケフィア L.カゼイ、Bifidobacterium infantis、L。プランタルム..。  ]
GABAの生産  ]
抗糖尿病薬、血圧 発酵乳、発酵豆乳、ヨーグルト L.カゼイシロタ、S。サリバリウス、L。プランタルム、L。ブレビス
共役リノール酸の生成  ]
コレステロール低下 チェダーチーズ、バッファローチーズ、発酵バッファローミルク、ヨーグルト L.ラクティス、L。ラムノサス、S。サーモフィラス、B。ビフィダム  ]
エキソポリサッカライドの生産  ]
免疫刺激 ヨーグルト、チェダーチーズ、トルコチーズ、ケフィア、発酵アイスクリーム L. bulgaricus、L。mucosae、P。freudenreichii、L。lactis、B。longum
低コレステロール血症
マイクロバイオータ変調
免疫変調
バクテリオシンの生産 カマンベール/セミハードチーズ、チェダー、ヨーグルト、マンステールチーズ L.ラクティス、L。アシドフィルス、P。アシディラクティシ  ]
便秘を和らげる ヨーグルト B.アニマリス種ラクトバチルスDN-173010、L。カゼイ亜種シロタ  ]
湿疹を減らす 発酵乳  ]
抗生物質関連下痢 発酵飲料、ヨーグルト ラクトバチルスカゼイDN-114001  ]
小児下痢の予防 発酵飲料、ヨーグルト ラクトバチルスカゼイDN-114002  ]
呼吸器感染症の予防と治癒の助け 発酵飲料、ヨーグルト ラクトバチルスカゼイDN-114003  ]
感染症と戦う  ]
H.ピロリ感染症 フルーツドリンクの発酵オーツ麦粥 L.プランタルム299v(DSM9843)
クロストリジウム・ディフィシル感染症 発酵飲料 L.アシドフィルスCL1285+ L.カゼイLbc80r+ L.ラムノサスCLR2
マイクロバイオータを改善します ヨーグルト L.アシドフィルスB.アニマリス亜種ラクティス  ]

2.2. 植物性発酵食品

古来より、野菜の発酵も人類によって行われており、それは世界中に広がる伝統的な製品の長い歴史によって証明されている。野菜は主に乳酸菌によって自然発酵、接種と裏ごしによる発酵の両方が行われている[103,104]。これらの乳酸発酵野菜の中には、発酵キャベツ(キムチやザワークラウト)、発酵葉(グンドルク)、漬物(キュウリ、唐辛子、ケーパーなど)がある。発酵野菜に関するポジティブな特徴の多くは、酸と発酵の効果に由来しており、発酵の結果として、より生物学的に利用しやすい形に変化するため、その効果が高まり、抗栄養化合物が排除される[105]。このレビューでは、世界の西部および東部地域で広く消費されている主食の代表であるキャベツの発酵から派生した2つの主要製品、ザワークラウトとキムチに焦点を当てる。野菜の発酵には、食品の保存性を高めるという第一の効果がある。また、食物繊維、ビタミン、ミネラルなどの栄養素の摂取を向上させることができる。この効果は、野菜が手に入らない時期にこれらの微量栄養素を摂取することができるため、特に有用である。Bousquetらは最近のレビューで、COVID-19による死亡と集団の食生活との関係を見出そうと、ザワークラウトの消費量に注目した。彼らのデータ分析から、ザワークラウトの消費量が多い地域では、死亡者数が若干少ないことがわかった。とにかくデータには相関性がなく、他の多くの要因や偏りが得られた結果に寄与しているため、関連性を確認するためにはさらなる研究が必要である [106]。

2.2.1. ザウアークラウト

ザウアークラウトは、キャベツ(Brassica oleracea var.capitata)の発酵の産物である。ザウアークラウトの製造は、自然発酵または選択された特定の細菌によって導かれる発酵に続いて行われることができる[107]。発酵の間、製品の組成は変化し、最終的に、大栄養素の他に、かなりの量の繊維、ビタミンC、有機酸(乳酸、酢酸、リンゴ酸、コハク酸)、SCFA(プロピオン酸)、エタノール、アセトアルデヒドを見つけることが可能である。発酵食品に含まれる生理活性物質に関する知見から、近年、発酵野菜の一般的な品質を向上させながら、生理活性物質を豊富に含む製品を作るための様々な取り組みが行われている。例えば、ナイシン耐性株であるLeuconostoc mesenteroidesとナイシン生産株であるL. lactisを組み合わせて利用することで、本来の微生物叢が抑制された製品を得ることができるようになった[107]。また、Leu. mesenteroidesとPediococus dextrinicusの組み合わせは、生理活性を強化した食品を製造できる可能性を示している。Latilactobacillus sakeiは、野菜発酵に利用することで、他の研究された細菌株の3倍の生物活性化合物の濃度を持つ食品を得ることができるので、この機能において優位性を示した[107]。製品の標準化は、もちろん企業によって研究された機能である。選択された微生物のみを使用することを目的とした製品の標準化の努力にもかかわらず、微生物叢の多様性が低下すると、生物活性が低下し、最終製品におけるポスト及びパラプロバイオティクスの放出が少なくなる製品につながることを考慮しなければならない[108,109,110]。したがって、安全で健康に寄与する製品を得るためには、発酵プロセスにおける常在微生物叢の潜在的な寄与を過小評価しないことが重要である[111]。この製品の定期的な消費により、相当量の健康な細菌(>106 log CFU/g)を摂取できることを示唆する報告が多いため、最近の研究では、ザワークラウトからの乳酸菌の分離に注目が集まっている。ザワークラウトから分離されたLactiplantibacillus paraplantarum、L. brevisなどのLactobacillus株は、Caco-2細胞への接着と病原微生物に対する阻害活性を示した[107]。Nielsenら[112]は、過敏性腸症候群(IBS)に対するザワークラウトの摂取の影響を患者に及ぼし、生と低温殺菌の両方のザワークラウトの摂取により、6週間後に症状が軽減し、参加者の糞便の微生物組成に変化が見られたと報告した。また、食物繊維を多く含むこともIBSの症状緩和に関与しているようである[112]。キャベツはまた、複数の可能な生物活性を有する植物化学物質を豊富に含んでいるが、これらの化合物、主にグルコシノレートは、通常、新鮮な製品では生物学的利用能がない。グルコシノレートの加水分解により、イソチオシアネート、チオシアネート、エピチオニトリル、ニトリル、インドール化合物が生成されるが、これらはすべて健康を増進させる貴重な成分として認められている。他の多くの発酵食品と同様に、ザワークラウトは、異種物質を除去する酵素を活性化し、癌細胞のアポトーシスを増加させることによって発揮される抗腫瘍特性を示す[107]。特に、インドール-3-カルビノール(I3C)は、異なる組織において、炎症調節効果、細胞増殖の促進、腫瘍の浸潤を抑制することが示されたため、深く研究されている[107]。ビタミンと有機酸の存在は、ザワークラウトに強力な抗酸化機能を与えるが、それはまた、炎症、アテローム血栓症の減少、および活性酸素を中和する人間のシステムの効率向上に関連している。抗酸化作用は、DNAを犠牲にした酸化損傷の減少にも関連しており、これはインドール化合物が化学物質を消去し、DNAや他の構造への損傷を回避する能力によるものとも考えられる[113,114]。発酵は、モノアミノオキシダーゼ阻害剤(MAOI)と呼ばれる酵素群をザワークラウトに富ませ、鬱状態の発生、不安、強迫性障害、パーキンソン病の発症に関与する酵素群であるモノアミノオキシダーゼ(MAOs)を阻害する [115].ザワークラウトの投与は、IBSとの闘いにおいても研究された。パイロット研究において、Nielsenらは34人のボランティアに低温殺菌と未殺菌のザワークラウトを食べさせ、腹部不快感やIBSに関連する問題点の軽減を評価した。その結果、未殺菌ザワークラウトを6週間、低温殺菌ザワークラウトを8週間摂取させることで、腹部不快感やIBSの悪影響を感覚的に軽減できることが明らかになった。生菌数の違いにもかかわらず、このような類似した結果が得られたのは、グルコシノレートと複合糖質に富むザワークラウトの天然組成が、腸内で食物繊維として作用するためであると考えられる。このことから、ザワークラウトの発酵によりグルコシノレートが分解されると、この発酵食品の生理活性が高まると考えられる。また、パラプロバイオティクス培地における細胞の分解と遊離は、発酵キャベツの健康関連のポジティブな効果に寄与することができる[112]。この分野での更なる実験は、未発酵製品に関する発酵の効果を正確に推定するために、未殺菌キャベツを考慮する必要がある[116]。ザワークラウトについて語るとき、多くの情報源は食物繊維と健康的な化合物の供給源としての可能性に言及しているが、主に自然発酵に由来する豊富で重要な乳酸菌微生物叢の存在を忘れており、ますます厳しい環境にいる微生物を選択している。これらの細菌は、腸に到達して腸壁に定着し、微生物叢と免疫反応を調節するポジティブな効果を発揮する可能性が高まっている。上記のように、近年、プロバイオティクス効果を発揮するためには、微生物の生存能力が必須ではないとの考え方が広まりつつある。細胞壁物質、細胞質化合物、細胞死後に放出される遺伝情報などがあれば、十分な効果を発揮することができるのである。この新しいポストバイオティクス、パラバイオティクス分野で、ザワークラウトはニッチを見つけた。工業生産では低温殺菌の工程が必要で、生きた細胞が死んでしまうが、野生の乳酸菌の有益な効果は妨げられないからだ。ザワークラウトは最も研究されている発酵野菜の一つであり、実際、ザワークラウトを食事に取り入れるという提案は文献で簡単に見つけることができる。しかし、この発酵食品を使った介入研究や栄養補助食品はまだ不足しており、さらなる調査が必要であることは間違いない。文献によると、ザワークラウトはグルコシノレート化合物やマイクロバイオーム、パラ、ポストバイオティクスといった微生物の貢献に関する膨大な健康効果を持っていることが明らかにされている。これらの非常に魅力的な特徴にもかかわらず、発酵中に発生する過酷な条件下でも一部の有害な細菌が生存できるため、微生物集団に注意を払いながら、生物起源アンミンが存在する可能性がある[117]。

2.2.2. キムチ

キムチは、韓国で最も生産され消費されている乳酸発酵野菜であり、韓国の国 産品である。白菜に玉ねぎ、にんにく、唐辛子、魚醤などの材料を加えて自然発酵させて作られることが多い。これらの材料を加えることは、病原性や有害な微生物を抑制し、有益な微生物の増殖を可能にする上で基本的なことだ。L. brevisやL. plantarumのような耐酸性菌の増殖に適した酸性・嫌気性環境を作り出すのは、主にLeu.mesenteroidesである。キムチは、食物繊維、ミネラル、ビタミン、カプサイシン、有機酸、ポリフェノール、発酵副産物(有機酸、バクテリオシンなど)を多く含むことから、天然の機能性食品と考えられている。これらの化合物の存在は、消費者の健康に良い影響をもたらすことが科学的文献で報告されている。野生で耐酸性の微生物相の存在は、腸管内腔や糞便中のpHの低下につながり、乳酸菌やビフィズス菌の数が増え、有害で病原性のある微生物が少なくなり、微生物相が改善されることになる。キムチは、特に最近の文献では、腸内細菌叢を調節する能力について研究されており、Parkらは、偏った食事、遺伝的要因、および不健康な腸内細菌叢などの多くの要因が肥満を引き起こすという仮定から出発して、マイクロバイオームに対して抗肥満誘発効果を及ぼすキムチの効果を研究した、脂肪細胞へのエネルギー摂取および蓄積を修飾して肥満誘発作用を増大する[118]。腸内細菌叢は、その部分の総和ではなく、それを構成する同じ部分と我々との間で共生することができる生物である。微生物の多様性、長期安定性、使いやすさ、家庭での調理などの理由から、キムチは腸内細菌叢を修正するために考慮され[117]、病的肥満の被験者を助け、彼らの脂質レベルを正常化し、彼らのマイクロバイオームを調節した[119,120,121]。これらの実験の結果は、HFDで飼育したマウスにキムチを補充しても、HFDだけで飼育したマウスに対して体重増加を有意に減少させることができず、導入したカロリー数が体重増加の主な要因であることを示していることを強調した[118]。キムチの導入は,とにかくHFDのみを与えたマウスに対して,血糖値,中性脂肪,高・低密度リポタンパク質の減少を示した[122].HFDマウスの総体重増加はキムチによって有意に減少しなかったとしても、総体脂肪増加、肝臓重量、脂肪細胞の寸法と数などの他の指標はキムチ投与によって減少した。また、腸内細菌叢はキムチ投与によって変調をきたし、通常HFD、ひいては肥満の対象に関係するAkkermansiaceae、Coriobacteriaceae、Erysipelotrichaceaeはキムチ投与マウスで低下し、肥満と負の相関をもつMuribaculaceaeの豊富さはキムチ投与マウスで増加した[118]。キムチは、繊維と栄養化合物を多く含むことから、糖尿病予備軍に対処するための解決策としても研究された[123]。糖尿病予備軍とは、血糖値が非罹患者よりも高いが、適切に糖尿病と見なされるほど高くはなく、不健康なライフスタイルや食事により、後にこの問題を発症する可能性が強い被験者である[123]。幸いなことに、食事と生活習慣を変えることで、糖尿病前症から糖尿病への進行を遅らせ、場合によっては止めることも可能である。介入研究において、Anらは21人の糖尿病予備軍ボランティアに1食あたり100グラムのキムチを2週間投与し、その後4週間のウォッシュアウト期間を設けた。キムチを定期的に摂取した後の身体測定パラメータから、インスリン感受性と抵抗性、血圧が、この発酵製品の導入によりプラスの影響を受けることが浮かび上がったのである。また、被験者の体格指数(BMI)と体重は、インスリン抵抗性と強く関連するウエスト周囲径とともに、有意に減少した。このように、キムチの消費は、糖尿病の発症と戦うための強い味方であることが明らかになった[123,124]。キムチは、主に活発で抵抗力のある陽性微生物叢によって生産される抗微生物化合物が豊富であるため、何世紀にもわたって「薬」食品として使用されており、機能性食品のグループに分類することができる。機能性食品は、「基本的な栄養を超えた健康上の利点を提供する可能性のある食品または食事成分」である[125]。いくつかの研究は、消化性潰瘍や穿孔性潰瘍の開発のよく知られた要因であり、クラスI発癌物質の一つとして認識されているヘリコバクター・ピロリによる感染と戦うためにキムチの利用に焦点を当てた[124,126]。高レベルの抗酸化物質、ビタミン、その他の植物化学物質の存在と、その他の有害な製品の摂取を減らすことは、ピロリ菌の発生を制御し、それを根絶するのに有効で、安価で、簡単な方法であることが証明されている。ピロリ菌に感染すると、体は炎症性遺伝子の発現を高めて攻撃に対抗しようとするが、体内で炎症状態が長く続くと、酸化ストレスによるDNA損傷や細胞のライフサイクルの乱れにつながる。このようにして、胃や腸の発がんが促進されるのである。したがって、キムチのような抗酸化作用や抗炎症作用を持つ食品を食事に取り入れることは、結果的に有効である。がん予防の観点からは、慢性的なIBS患者の大腸直腸炎関連がんの発生に対抗する手段として、キムチが採用されている。ハンらの実験から、梨の抽出物とシーチキン汁を含む特別な製剤のキムチをマウスに補給すると、インフラマソーム減少によって癌の形成を防ぎ[127]、抗炎症および抗酸化作用、細胞保護能力、アポトーシス誘導による有害微生物の増殖の減少をもたらすことが浮かび上がった。同じ実験で、未発酵のキムチを導入しても同様の保護効果は得られず、かえって腸内のがん形成を促進することが浮かび上がった。このことから、発酵食品の健康関連効果において、野菜本来の微生物叢の発達が真のゲームチェンジャーであることが改めて浮き彫りになった[127]。通常、炎症や潰瘍に対処するために、抗炎症剤が処方されるが、これは耐性現象を引き起こし、薬に敏感な陽性微生物叢を減少させることにつながる可能性がある。キムチの摂取は、使いやすさ、安定性、そしてもちろん健康に関連する多くのポジティブな効果を発揮する一連の栄養化合物の導入により、強い味方になる可能性がある。キムチは、IBS、クローン病、外部からの攻撃や不健康な食習慣による感染症など、いくつかの慢性疾患の悪化を抑制する上でも重要な役割を果たすことができる[128,129,130]。しかしながら、他の自然発酵食品と同様に、キムチには陰性微生物叢を制御するための製剤に関与する塩分が多く含まれていることを考慮する必要がある。いくつかの研究では、キムチの補充は実際、食事への塩分導入に関する栄養学的提案と一致する約100gの発酵食品に制限され[123]、他の研究では、キムチの投与を1日当たり210gまで増やし、ガイドラインが提案する塩分含有量よりも高い塩分を提供している[131]。これらのことを考慮すると、欧米諸国でもキムチを通常の食事または副食として導入することが、胃腸の問題の発生を抑制するのに役立つ可能性がある(表3)。

表3 野菜発酵食品による健康への影響
健康への影響 特定の効果 発酵食品 微生物 参考文献
酸化防止剤
発酵により修飾されたカロテノイド キムチとザワークラウト、大豆、 W. koreensis、L。brevis、Leu。ジェリダム  ]
慢性疾患の軽減 トマトジュース、ネギ、にんじん、 ロイ。mesenteroides、L。plantarum、W。Confusa、
循環器疾患 フェネル、玉ねぎ、ザクロ L.デルブルッキイ亜種 乳製品、B.thermophilum  ]
梨ジュース、パイナップルジュース、リンゴ、
糖尿病 マルメロ、ブドウ、キウイフルーツ
アルツハイマー
白内障
加齢に伴う機能低下
低血糖症  ]
抗炎症薬  ]
脂質低下薬  ]
免疫調節
抗菌剤 ラクトバチルス属およびラクトコッカス  ] _ 
H.ピロリを排除する  ]
抗栄養化合物の削減 発酵マメ科植物とシリアル ポンド。プランタルムと他の乳酸菌
栄養密度の増加 すべての発酵野菜 ジェネリック乳酸菌
複雑な炭水化物の分解
タンパク質分解
グルコシノレートの分解  ]
抗酸化活性を高める アブラナ属の野菜 ジェネリック乳酸菌
メタボリックシンドロームを改善する アブラナ属の野菜 ジェネリック乳酸菌
SCFAの制作 すべての発酵野菜 ジェネリック乳酸菌  ]
抗肥満効果 すべての発酵野菜 ジェネリック乳酸菌
肥満の発生率を下げる
直接的な抗肥満効果
プレバイオティクス効果 EPSの生産 W.confusaおよびW.hellenica、Lactobacillus、Lactococcus、Leuconostoc、PediococcusおよびWeissella

3. 結論

このレビューの目的は、食品の発酵に関与する乳酸菌が人間の健康に対して有益な効果を発揮する能力を強調することであった。発酵中に放出され、消化中に利用可能になる生物活性化合物の導入のために、食事中に乳酸菌によって発酵された食品を定期的に摂取することは大きな助けとなりうる。乳酸菌発酵食品の摂取は、健康に関連する乳酸菌種の存在と発酵中に産生されるその代謝物の両方により、その機能性とストレスや攻撃に対する反応において腸内細菌叢を調整できることがよく知られている。生物活性ペプチド、ビタミン、有機酸、バクテリオシン、シグナル伝達分子(NO)、抗菌化合物(H2O2)を生産する乳酸菌の能力は、乳酸菌発酵製品の消費者の健康状態を促進・維持する上で基本的な役割を担っている。より多くの人口を対象としたin vivo研究が必要であり、同時に導入された異なる発酵食品間の相互作用の可能性も考慮しなければならないが、これまでに文献で報告された証拠は、食事で乳酸菌発酵食品を毎日多く摂取することが、健康なライフスタイルと生物機能および健康の維持に寄与することを示唆するものであった。

この記事が役に立ったら「いいね」をお願いします。
いいね記事一覧はこちら

備考:機械翻訳に伴う誤訳・文章省略があります。
下線、太字強調、改行、注釈や画像の挿入、代替リンク共有などの編集を行っています。
使用翻訳ソフト:DeepL,ChatGPT /文字起こしソフト:Otter 
alzhacker.com をフォロー