農産物等の機能性表示に向けた研究のポイント

機能性表示食品制度では，消費者庁が公表する「機能性表示食品の届出等に関するガイドライン」に従って，事業者が食品の安全性と機能性に関する科学的根拠などの必要な事項を，販売前に消費者庁長官に届け出ることによって，機能性を表示することができる．農産物やその加工食品の機能性表示に向けた研究では，対象とする農産物・食品の機能性や関与成分を想定した後，1）機能性の科学的根拠を提示すると共に，2）分析法の開発・整備と，3）機能性関与成分の含量を評価し，有効な含量を維持するための条件である「規格」を設定する必要がある（図1図1■農産物等の機能性表示に向けた研究のポイントと地域農産物の機能性表示のための手引書^（1））．筆者らは，これらの技術のポイントと研究事例を紹介する手引書を作成し，ウェブサイトで公開している（図1図1■農産物等の機能性表示に向けた研究のポイントと地域農産物の機能性表示のための手引書^（1））⁽¹⁾1) 農研機構：地域特産物発掘プロで作成した手引書とシンポジウム講演資料，https://www.naro.go.jp/publicity_report/publication/pamphlet/tech-pamph/143349.html, 2021.．

図1■農産物等の機能性表示に向けた研究のポイントと地域農産物の機能性表示のための手引書^（1）

機能性表示食品の届出では，機能性の科学的根拠を人を対象とする臨床試験か，最終製品または機能性関与成分に関する研究レビューで説明することができる．研究レビューとは一定のルールに基づいて文献を検索し，総合的に評価したものであり，農業・食品産業技術総合研究機構（農研機構）では研究レビューを実施して，機能性表示食品の届出様式作成例として，ウンシュウミカンのβ-クリプトキサンチン，大麦β-グルカン，リンゴのプロシアニジン等，現在，17件の研究レビューを公表し，約160件（うち生鮮食品で約60件）の届出に活用されている⁽²⁾2) 農研機構：農林水産物の研究レビュー（システマティックレビュー），https://www.naro.affrc.go.jp/org/nfri/yakudachi/sys-review/index.html, 2022（改訂）．人を対象とする臨床試験については，後述の研究事例で紹介したい．また，合わせて機能性関与成分の機能性にかかる作用機序の考察や，食経験や安全性試験による安全性の根拠を示す必要がある．

また，機能性関与成分の量を明示するためには，正確さや適用範囲は国際的な基準に基づいて確認されている分析法（妥当性確認された分析法という）を用いる必要があり，分析法の妥当性確認や，生産現場でモニタリングに使用できる簡便で，信頼できる分析法の開発が必要となる場合がある．

農産物やその加工食品では，個々の成分含量のばらつきも踏まえて1日当たりの摂取目安量を決める必要がある．表示しようとする食品をサンプリング・分析し，表示に必要な「1日摂取目安量当たりの関与成分含有量」としての下限値を計算する方法や必要な関与成分含量が含まれていることを確認するためのモニタリングの方法等をまとめた資料が，「農林水産物の機能性表示に向けた技術的対応について—生鮮食品などの取り扱い—」として農林水産省技術会議事務局のWebページで公開されている．

へちまの機能性表示食品開発

へちまは，沖縄県で特徴的に食べられている伝統野菜である．γ-アミノ酪酸（GABA）が多く含まれることから，農研機構で実施した，GABAの高めの血圧を低下させる機能についての研究レビューを用いて，機能性表示の届出を行った．へちまは多くは夏秋期に露地で栽培されるが，成分含量のバラツキを少なくするためには，品種や栽培条件等を可能な限り揃える必要がある．そこで，沖縄県農業研究センターが開発した施設栽培と育成系統を用いた．さらに，GABAが植物体内において嫌気性条件下でグルタミン酸脱炭酸酵素により産生することに着目し，生鮮へちまを真空包装するとGABA含量が増加することを明らかにした．この知見を活用し，真空包装して2日間冷蔵したへちまの機能性表示食品「ギャバへちま」が株式会社サンエーから2021年に販売開始された．

納豆の機能性表示食品届出に向けた研究

国立がん研究センターが実施する多目的コホート研究で，味噌や納豆等の発酵性大豆製品食品の摂取量が多いと総死亡リスクが低下することや，納豆の摂取量が多いほど循環器疾患死亡リスクが低いことが報告されている⁽³⁾3) R. Katagiri, N. Sawada, A. Goto, T. Yamaji, M. Iwasaki, M. Noda, H. Iso & S. Tsugane: BMJ, 368, m34 (2020).．また発酵性大豆製品の摂取量が多いと，男性の高血圧発症や女性の循環器疾患罹患発症リスクが低下すること，納豆がBMI25以上の人の血中脂質を改善すること等も報告されている^(4～6)4) M. Nozue, T. Shimazu, H. Charvat, N. Mori, M. Mutoh, N. Sawada, M. Iwasaki, T. Yamaji, M. Inoue, Y. Kokubo et al.: Eur. J. Clin. Nutr., 75, 954 (2021).5) M. Nozue, T. Shimazu, S. Sasazuki, H. Charvat, N. Mori, M. Mutoh, N. Sawada, M. Iwasaki, T. Yamaji, M. Inoue et al.: J. Nutr., 147, 1749 (2017).6) C. Wilunda, N. Sawada, A. Goto, T. Yamaji, M. Iwasaki, S. Tsugane & M. Noda: Eur. J. Nutr., 59, 2075 (2020).．納豆の摂取と健康との関連性が明らかになりつつある中で，納豆の粘りの主成分であるポリ-γ-グルタミン酸（γ-PGA）に着目して機能性表示に向けた研究を行った．γ-PGAは，γ-カルボキシルペプチド結合を介して結合したDL-グルタミン酸ポリマーである（図2図2■ポリ-γ-グルタミン酸（γ-PGA）の構造）．ペプチダーゼでは分解されにくく，一部のバクテリアのγ-PGA分解酵素等で分解されることが知られている．γ-PGAの健康機能性の探索とメカニズム推定のための動物試験では，高脂肪，高ショ糖食である西洋型食にγ-PGAを添加してマウスに継続摂取させると，γ-PGAが西洋型食による血糖値の上昇を抑制することを明らかにした．また，グルコースやデンプンとγ-PGAを同時に経口投与する負荷試験では，γ-PGAはグルコースによる血糖値の上昇は抑制しないが，デンプンによる血糖値の上昇を抑制した．γ-PGAが消化吸収を介して血糖値低下作用を示す可能性も考えられたが，長期摂取後の血中のグルタミン酸等の分解物の測定結果から，γ-PGAは消化吸収を介さずに，食塊の粘度を高め，消化管内の動きを遅くして炭水化物の吸収を遅らせることにより，食後血糖値の上昇を抑制すると考えられた．タカノフーズ株式会社が開発したγ-PGA高含有納豆を用いて筑波大学で実施した人を対象とする試験では，米飯と同時にγ-PGA高含有納豆を食べた場合に，食後30分という短い時間で血糖値の上昇が抑えられることが明らかになった（図3図3■ポリ-γ-グルタミン酸（γ-PGA）高含有納豆の食後血糖値上昇抑制作用^（7））⁽⁷⁾7) R. Araki, T. Yamada, K. Maruo, A. Araki, R. Miyakawa, H. Suzuki & K. Hashimoto: Nutrients, 12, 2374 (2020).．高分子で粘りが強い納豆のγ-PGAの分析では，夾雑タンパク質等の影響も大きいことから，茨城県産業技術イノベーションセンターが中心となって，従来法を改良・最適化して，高精度で広範囲に適用できる納豆のγ-PGAの定量法を開発した⁽⁸⁾8) Y. Kubo, M. Kobori, R. Nakagawa, T. Yoshiura, T. Asano, A. Takeda & T. Noguchi: Food Sci. Technol. Res., 27, 463 (2021).．これらの結果に基づいて納豆の機能性表示の届出準備が進んでいる．

図2■ポリ-γ-グルタミン酸（γ-PGA）の構造

図3■ポリ-γ-グルタミン酸（γ-PGA）高含有納豆の食後血糖値上昇抑制作用^（7）

血糖IAUC：時間に伴う血糖値増加量をグラフ上のその時間までの面積で示したもの．*有意差あり

生鮮タマネギの機能性表示食品の届出に向けた研究

機能性表示食品は疾病に罹患していない方の健康の維持・増進に役立つことを表示するものであり，表示しようとする機能性の科学的根拠において，軽症者を含むデータの取り扱いは例外とガイドラインで具体的に示されている．また未成年者は原則として含まない．また，原則として国際指針に基づいたランダム化比較試験により，試験食摂取群とプラセボ食摂取群との群間比較を行う等，試験方法についても対象となる機能性と合わせて詳しくガイドラインで示されている．タマネギはフラボノイドのケルセチンを多く含むことが知られており⁽⁹⁾9) H. Nishimuro, H. Ohnishi, M. Sato, M. Kameyama, I. Matsunaga, S. Naito, K. Ippoushi, H. Oike, T. Nagata, H. Akasaka et al.: Nutrients, 7, 2345 (2015).，ケルセチンの健康機能性に関する研究は広く行われているが，研究を開始するにあたり，機能性表示の科学的根拠となる人を対象とした試験の結果は見出されなかった．そこで，機能性の科学的根拠を提示し，規格となる1日摂取目安量当たりの関与成分含有量の下限値を決定すると共に，分析法の整備を行い，タマネギの機能性表示の届出を可能にするための研究を実施した．ケルセチンは，動物試験において様々な機能性を示すことが報告されている．特に抗酸化作用が強く，食餌性肥満モデルを用いた研究では，抗酸化作用や関連する抗炎症作用を介して脂肪蓄積を抑制し，肥満やメタボリックシンドロームの予防・改善効果を示した^{(10, 11)}10) M. Kobori, Y. Takahashi, M. Sakurai, Y. Akimoto, T. Tsushida, H. Oike & K. Ippoushi: Mol. Nutr. Food Res., 60, 300 (2016).11) M. Kobori, Y. Akimoto, Y. Takahashi & T. Kimura: J. Agric. Food Chem., 68, 13267 (2020).．脂肪や糖分を多く摂るような偏った食生活や運動不足等の生活習慣は，肥満・糖尿病のような生活習慣病だけでなく，認知症の原因にもなることが明らかになりつつある．岐阜大学の中川らを中心とした研究では，ケルセチンを飼料に混ぜて摂取させるとアルツハイマー病モデルマウスや正常加齢マウスの認知機能が改善することが明らかになった⁽¹²⁾12) M. Hayakawa, M. Itoh, K. Ohta, S. Li, M. Ueda, M. Wang, E. Nishida, S. Islam, C. Suzuki, K. Ohzawa et al.: Neurobiol. Aging, 36, 2509 (2015).．統合ストレス応答ISR（integrated stress response）は，いくつかのストレス条件下で翻訳開始因子のeIF2αのリン酸化を誘導し，一般的なタンパク質合成を抑制すると共に，転写因子ATF4を特異的に翻訳して標的遺伝子の転写を誘導する（図4図4■認知機能に関して想定されるケルセチンの作用機序^（14））．ATF4は記憶に関わるcAMP応答エレメント結合タンパク質CRAB（cAMP response element binding protein）に結合して活性を制御し，記憶の抑制にかかわる．また，アルツハイマー病の原因物質であるアミロイドβの産生に関わるγ-セクレターゼの一部であるプレセニリンの発現が誘導されることが報告されている．ケルセチンは増殖停止DNA損傷誘導性遺伝子GADD34（growth arrest and DNA damage-inducible gene 34）の発現を増加させ，eIF2αのリン酸化とATF4の発現抑制を介して，加齢マウスやアルツハイマーモデルマウスの記憶機能を改善すると考えられた（図4図4■認知機能に関して想定されるケルセチンの作用機序^（14））^{(13, 14)}13) T. Nakagawa, M. Itoh, K. Ohta, Y. Hayashi, M. Hayakawa, Y. Yamada, H. Akanabe, T. Chikaishi, K. Nakagawa, Y. Itoh et al.: Neuroreport, 27, 671 (2016).14) T. Nakagawa & K. Ohta: Int. J. Mol. Sci., 20, 2761 (2019).．また，ケルセチンの抗酸化作用を介した神経細胞保護作用や脳由来神経成長因子BDNFの発現誘導作用も報告されており，西洋型食を摂取した加齢マウスの脳において，ケルセチン投与群では抗酸化酵素の発現が誘導されること，及び海馬でBdnfの発現が誘導されることが確認された（図5図5■ケルセチンによる脳由来神経成長因子及び抗酸化酵素の発現誘導）．

図4■認知機能に関して想定されるケルセチンの作用機序^（14）

図5■ケルセチンによる脳由来神経成長因子及び抗酸化酵素の発現誘導

ケルセチンによる脳由来神経成長因子及び抗酸化酵素の発現誘導異符号間で有意差あり．

北海道情報大学において，60～80歳の健康な男女70人を対象とした臨床試験が，プラセボ対照ランダム化二重盲検並行群間比較試験で実施された．被験者には，ケルセチン高含有タマネギ，またはケルセチンを含まない白タマネギを加熱粉末にして，1日1回11g（ケルセチン高含有タマネギの粉末に含まれるケルセチンは50 mg）を約5か月間摂取してもらった．そして摂取前後に一般的な認知機能検査であるミニメンタルステート検査を実施した．その結果，ケルセチン高含有タマネギを摂取した人は，白タマネギを摂取した人に比べてミニメンタルステート検査の結果がより大きく増加し，タマネギのケルセチンが認知機能の維持に役出すことが示された（図6図6■タマネギケルセチンの人を対象とした臨床試験におけるミニメンタルステート検査による認知機能評価の結果^（16））⁽¹⁵⁾15) M. Nishimura, T. Ohkawara, T. Nakagawa, T. Muro, Y. Sato, H. Satoh, M. Kobori & J. Nishihira: Funct. Food Health Dis., 7, 353 (2017).．また合わせて，認知症の患者や健康な人の脳の検査に用いられているiPadを用いた脳機能評価CADi2（Cognitive Assessment for Dementia iPad Version）を実施した．その結果，認知症に関連して起こる周辺症状である抑うつ状態のスコアが摂取後により大きく低下し，タマネギのケルセチンが前向きな気持ちの維持にも役立つことが示された⁽¹⁵⁾15) M. Nishimura, T. Ohkawara, T. Nakagawa, T. Muro, Y. Sato, H. Satoh, M. Kobori & J. Nishihira: Funct. Food Health Dis., 7, 353 (2017).．常用薬を服用している被験者を除外しても同様の結果であった．

北海道のJAきたみらい管内のケルセチン高含有タマネギの生産者圃場において，4年間にわたりサンプリングし，妥当性確認された分析法で分析することにより，年次変化も踏まえてケルセチン含量の下限が設定でき，これらの結果に基づいて，現在，機能性表示の届出が行われている．機能性表示の届出・販売が行われた後には，継続して販売するためのモニタリングに使用できる簡便な分析法が必要になるだろう．

図6■タマネギケルセチンの人を対象とした臨床試験におけるミニメンタルステート検査による認知機能評価の結果^（16）

おわりに

機能性表示の科学的根拠となる研究レビューや人を対象とする臨床試験の実施方法はガイドラインに詳しく記載されている．筆者らは動物試験やこれまでのヒト試験の結果を踏まえて，納豆のγ-PGAやタマネギのケルセチンの機能性を想定し，ガイドラインに沿った臨床試験を実施して機能性表示食品の届出に必要な科学的根拠を取得するとともに，作用機序や安全性に関する知見をまとめた．また，機能性関与成分の有効含量を維持する条件である規格を設定するにあたって考慮が必要な成分含量のばらつきに関して，へちまにおいては，真空パックにより関与成分であるGABAの含量を高めることにより，適切な1日摂取目安量の設定を可能にした．また，タマネギにおいては，継続的に生産者圃場でのサンプリングと分析を行うことにより，年次間差を踏まえた上で，可能な限り多くのタマネギを機能性表示の対象とすることができた．このように機能性表示の届出や届出準備が進み，知見が蓄積されつつある．研究成果の公表が農産物の機能性表示の更なる拡大に繋がることに期待したい．