壺造り黒酢の機能性
A review of Kurozu, amber rice vinegar made in pottery jars. Functional
Foods in Health & Disease. 10, 254-64 (2020)の内容を日本語に要約したものです。
序文
酢は調味料として欠かせないものであるが、食品として使用されてきただけでなく、医療目的にも利用されてきた。古くはギリシャの哲学者、ヒポクラテス（紀元前400年ごろ）が医療目的で酢を服用させた記録が残っている。醸造酢はでんぷんあるいは糖類を含む天然物、例えばブドウ、リンゴ、麦芽、米などから製造される。酵母によるアルコール発酵により、糖類からエタノールが生成し、酢酸菌によりエタノールから酢酸が生成する。でんぷんの場合は糖化の過程を経て糖類を生成させた後、アルコール発酵、酢酸発酵により製造される[1]。
米酢のうち、茶褐色の酢は黒酢と広く認知されているが、製造方法の違いにより2つに大別される。壺を用いて屋外で発酵させる方法と、大規模な設備を用いて製造する方法があるが、ここでは伝統的な製造方法である壺づくり黒酢（以下、黒酢）について述べる。黒酢は陶器の壺に蒸し米、地下水、米麹を充てんし、製造される。黒酢は熟成とともに茶褐色に着色していくことから、坂元醸造株式会社により「黒酢」と1975年に命名された。熟成とともに着色するのはメイラード反応によるものと考えられている。
黒酢は約200年前より鹿児島県福山町（現在、霧島市）で作られていた米酢である。その伝統的な製造法は現在も受け継がれ、職人による手作りにより製造されている[2,
3]。このように壺づくり黒酢は霧島市のみで伝統的手法により製造されているが、黒酢は地理的表示法に基づく地理的表示産品（Geographical
Indication: GI act）として2015年に登録された。GI actは長年培われた特別な生産方法や気候、風土、土壌、品種など、品質等の特性が産地と結び付いている特徴ある農水産物を登録する制度である。GI
actにより認められた産品は国際条約で知的財産として保護されている。
醸造
黒酢は米、地下水と麹を原料として製造される。陶器の壺に原料を入れ、発酵・熟成を人工的に管理することなく、日当たりの良い屋外で製造される。標準的な壺の大きさは、高さ62
cm、胴径40 cm、口径14 cm、容量54 Lである。麹を含む玄米、蒸した玄米（精米率1%）、地下水、麹の順に積層される。上層に載せられる麹は一定の厚さで、全体を覆うように撒かれる。この「振り麹」は好気的条件下で増殖して膨らみ、雑菌が内部に侵入することを防いでいる。麹によりデンプンが糖化され、酵母によりアルコール発酵が進行し、エタノールが酢酸菌により酢酸へと変化する[4-7]。黒酢の醸造にはコウジカビAspergillus oryzae、酵母Saccharomyces cerevisiaeや酢酸菌Acetobacterなどの働きにより、発酵が進行するが、黒酢の製造過程で微生物が添加されることは無い。麹に由来する微生物だけでなく、壺の内壁に生息する微生物が醸造の過程で重要な役割を果たしていることが知られている。そのため、醸造に用いる壺は滅菌することなく、使用後は水洗いの後、乾燥させ再利用される。発酵により不溶性物質が生成するが、それは「もろみ」と呼ばれ、黒酢と同様に様々な機能性があることが報告されている。
黒酢の組成
日本農林規格Japanese Agricultural Standard （JAS）は黒酢を醸造酢の一つとし、米黒酢として規格を設けている。醸造酢とは穀類、果実、野菜や糖類などを酢酸発酵させた食酢であり、かつ、氷酢酸又は酢酸を使用していないものである。黒酢は米の使用量が穀物酢1
Lにつき180 g以上で、かつ、発酵及び熟成によって褐色又は黒褐色に着色したものと規定されている。黒酢のうち、伝統的な手法で壺を用いて醸造される黒酢は壺造り黒酢とされ、GI
actでは壺造り黒酢の基準が規定されている。GI actにより認証を受けられる壺造り黒酢は生産方法だけでなく、生産地も限定されている。成分の基準として下記のようにアミノ酸や着色度が定められている。
1)全窒素として0.12％以上含まれること
2)全窒素の中で、ホルモール窒素の含量割合が50％以上であること
3)しょうゆ試験法において、直接還元糖が0.30％以下であること
4)着色度が0.30以上であること
黒酢には酢酸に加えて有機酸、アミノ酸や無機物が含まれていることが報告されている。特にアミノ酸は豊富に含まれており、代表的なアミノ酸にはアラニン、ロイシン、リジン、バリン、グリシンがある。主要な有機酸には乳酸、ピログルタミン酸がある。また主要な無機イオンはナトリウム、カリウム、マグネシウムであった。11種の壺造り黒酢の分析の結果、全糖の濃度は0.01–0.48%、酢酸を除く全有機酸量は724–4,593
mg/L、全アミノ酸量は569–3,626 mg/Lと、製品により成分の濃度が異なることが報告されており、素材の違いや使用量、製造方法や発酵条件の違いが組成の違いに影響していると考えられている[8]。壺造り黒酢はペプチドも含んでおり、例としてIle-Tyr-Pro、Phe-Phe、Gln-Leu-ProやAsn-Proがある[9]。
アミノ酸以外にも多様な成分を含んでいることが報告されている。蛋白質を構成するアミノ酸はL体であり、数十年前まではD-アミノ酸は細菌類、植物や発酵物などに存在すると考えられていた[10]。近年、壺造り黒酢にD-アラニン、D-アスパラギン酸やD-グルタミン酸など、D-アミノ酸が豊富に含まれることが報告された[11]。D-アミノ酸は様々な生理機能を有することが近年報告されており、強い関心が寄せられている。また、ポリフェノール類も含まれており、代表的な物質として、ヒドロフェルラ酸、ジヒドロシナピン酸などがあり、抗酸化作用を発揮すると考えられている[12]。
ヒスタミンも含まれており、血液流動性改善に寄与していると報告されている[13]。また、壺造り黒酢は酢酸菌により生成されるリポ多糖類を含むことが報告された[14
- 16]。
黒酢もろみは発酵により生成され、わずかな量が得られる不溶性の残渣である。黒酢もろみにはパルミチン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸、オレイン酸やリノレン酸などの不飽和脂肪酸やそれらのエステル類が含まれている[17]。芳香成分にはケトン類（2-butanone,
2,3-butanedione, 3-hydroxy-2-butanone, 2,3-pentanedione）、アルデヒド類（benzaldehyde,
2-methyl-butanal, 3-methyl-butanal, acetaldehyde）、アルコール類（ethanol, 2-ethyl-1-hexanol）やアミン類（2,3-dimethylpyrazine,
trimethylpyrazine）など、多様な成分が含まれている（叶内らの報告）。それらの芳香物質は日本酒にも含まれる成分である[18, 19]。
壺造り黒酢の機能性
壺造り黒酢の機能性研究は1980年代に遡る。黒酢の健康増進効果は坂元らにより経験的に認められていたが、その詳細な機能性は不明であった。黒酢の成分、in vitroおよびin vivoの研究が進められ、黒酢に含まれる成分や、機能性に関する分子生物学的な機序も報告されてきた。最近では臨床研究も行われるようになった[3]。
代謝機能への効果
脂質異常症への効果が報告されている。高コレステロール食を与えたマウスにおいて、壺造り黒酢を摂取させると血清コレステロール値が低下すること、薬物刺激による過酸化脂質上昇を抑制させることが報告されている[20]。血漿中のトリグリセリド、総コレステロール、遊離脂肪酸濃度がコーン油を摂取させたラットにおいて低下した。壺造り黒酢の成分はラット脂肪細胞におけるインスリン刺激による脂質合成を抑制することが報告されている[21]。黒酢濃縮液は脂肪細胞の数を増加させずに、細胞の大きさを有意に増加させ、脂質の排泄を上昇させることが報告されている[22]。
ある症例研究において、黒酢濃縮液の摂取により循環器疾患のある患者において、総コレステロール値が低下したと報告されている[23]。ある無作為化臨床試験では、初期もしくは中等度の高脂血症の成人において黒酢含有食品は血清中の総コレステロールおよび低密度リポ蛋白コレステロールを下げる可能性があることを報告された[24]。肥満成人において黒酢濃縮液の摂取により体重とBMIが有意に低下したとの報告もある[25]。また、健康で肥満状態の成人において、糖質由来のエネルギー消費を抑制する一方で、糖質由来のエネルギー消費を上昇させ、殿部周囲を減少させたことが報告されている。[26]。また、内臓脂肪の集積を減らすことも報告されている[27]。分子生物学的な機構も報告されている。ラットにおいて黒酢濃縮液はPPARγを低下させることで脂肪細胞の大きさと脂肪集積を減少させ、脂肪細胞におけるfatty
acid binding protein 2のmRNA発現を低下させることが報告されている[22]。酢酸には肥満および耐糖能を改善することが報告されている。食餌により摂取した酢酸によりglucose
transporter 4とミオグロビン遺伝子の発現レベルの変化を介して脂質代謝に影響する可能性がある。それらの機序により肥満に伴う2型糖尿病の改善に寄与する可能性も示唆されている[28,
29]。壺づくり黒酢の研究の多くは酢酸を分離した成分を用いて調べられているが、黒酢特有の成分だけでなく、酢酸も脂質代謝の改善に寄与していると考えられている。黒酢の代謝機能に及ぼす分子生物学的機序も報告されている。脂質・糖質代謝だけでなく悪性腫瘍や老化促進に関与する遺伝子であるSirt1, Pgc-1α, Lpin1およびIgfbp1の発現が高脂肪食の摂取により低下するが、黒酢濃縮液の摂取によりマウス肝臓においてこれらの遺伝子発現が回復することが報告されている[30]。メッセンジャーRNAから蛋白質への転写を制御する短鎖RNAであるマイクロRNAは脂質代謝などを含む様々な細胞機能を制御する。黒酢濃縮液は脂肪肝の発症リスクを低減し、代謝機能に関与するマイクロRNA-34a,
-149-3pおよび-181a-5pの発現を上昇させることが報告された[31]。また黒酢もろみ及び黒酢濃縮液は糖代謝にも関与し、血糖値上昇を防ぐことが報告されている[32]。
抗酸化作用
黒酢はポリフェノール類を豊富に含み、抗酸化作用を有することが報告されている。代表的な遊離ラジカル分子である1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
radicalを黒酢は除去し、in vitro においてLDL酸化を抑制した[33]。内因性スーパーオキシド誘導物質である12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetateにより誘発された浮腫を黒酢は抑制し、雌性ICRマウスにおいてミエロペルオキシダーゼ活性を抑制した（ミエロペルオキシダーゼは、ほとんど好中球に存在し、酸化作用を示す物質である次亜塩素酸を産生させることで感染した微生物を排除する）
[34]。黒酢を30日間摂取する前と比較すると、血清中の抗酸化力が亢進した。10人の健常成人女性において、黒酢を摂取することにより血漿酸化ストレス度が減少し、血液流動性が改善した[35]。マウスにおいて黒酢は炎症性の大腸性疾患を改善させた。黒酢摂取により、デキストラン硫酸により誘発させた炎症性大腸炎の炎症と酸化ストレスを減少させた[36]。消化器だけでなく神経における抗酸化作用も報告されている。線条体出血モデルマウスにおいて黒酢投与により損傷範囲の有意な縮小が認められた。細胞死の因子であるc-Fosとcaspase-3の発現が損傷領域で減少することにより抗アポトーシス効果が生じたと考えられた。これらの効果は酸化ストレスの抑制と抗酸化力の増強によるものと推定された[37]。
血液及び循環器への作用
黒酢は循環器および血液の流動性に作用する。黒酢摂取により循環器疾患を有する患者において赤血球の変形能が向上したとの報告がある[23]。黒酢は免疫細胞にも作用し、NK細胞を活性化させ、インターフェロンγ、腫瘍壊死因子α（TNF-α）、インターロイキン12（IL-12）を担癌マウスにおいて増加させることが報告されている[3]。ヒトでの研究も報告されており、長距離走選手において血液流動性を有意に向上させることが報告されている[39]。自転車競技選手において黒酢非摂取群ではトレーニングに伴いNK細胞活性が低下したが、黒酢摂取群では低下しなかった[40]。健常聖人において黒酢摂取により有意に血圧が低下させ[41]、黒酢に含まれるペプチド類が血圧を下げる可能性が報告されている[9,
42]。
抗腫瘍効果
黒酢の抗腫瘍効果はin vitroおよびin vivoでの結果が報告されている。黒酢濃縮液はがん細胞の増殖を用量依存的に抑制し、p21の誘導を介してG0/G1停止によるアポトーシスを生じさせる[43]。in vivoにおいてもがん細胞の増殖を抑制する。ラットにおいて大腸癌の多重度を抑制したこと[44]、マウスにおいても抑制したことが報告されている[3, 45]。TNF-αの発現亢進により[3]、またmatrix
metalloproteinase (MMP)-2の発現低下[45]により腫瘍増殖が抑制されることが報告されている。また、大腸炎に対する抗炎症作用や、800–4,000
Daの分子量の含有成分は抗酸化作用と抗ニトロ化作用を有することが報告されている[46]。もろみも類似の作用を有しており、担癌マウスにおいて腫瘍容積を縮小させ、MMPの活性化も抑制した[47]。ラットにおいても、もろみはdiethylnitrosamineにより誘発された肝細胞癌の容積を縮小させ、MMP-2と-9の活性を抑制することにより生存期間も延長させた[48]。
他の効果
黒酢は肝障害に対する保護作用を有する。ラット肝の初代培養において細胞数の減少を抑制することが報告されている[49]。アレルギーモデルマウスにおいて、黒酢濃縮液は脾臓チロシンキナーゼを介して血液中のIgEレベルを減少させることが報告されている[50]。黒酢は認知機能に影響することも報告されている。黒酢あるいはもろみ摂取により、老化促進モデルマウスの１つ、SAMP8マウスにおいてモーリス水迷路における学習を促進したことが報告されている。黒酢摂取によりSAMP8マウスにおいて熱ショック蛋白質（HSP）の発現が上昇した。HSPは蛋白質の分解を防ぎ、修復を促進することが知られている。このHSP上昇が認知機能を改善したのではないかと推測されている[51]。黒酢およびもろみは炎症を抑制することも報告されている。黒酢の摂取により、リポ多糖により誘発された、脂肪細胞およびマクロファージでの腫瘍壊死因子αの生成が抑制された。黒酢もろみは腫瘍壊死因子αの生成だけでなく、腫瘍壊死因子αに誘発されたplasminogen
activator inhibitor 1（PAI-1）の生成も抑制した。炎症に伴う血栓形成を、PAI-1の抑制を介して防ぐ機序が報告されている[52]。
安全性
黒酢の安全性は一般的な米酢と差は無いと考えられており、酸性であることによる薬物への影響などや、食物アレルギー様の症状は出る可能性はある。肝機能障害が生じたとの症例報告があるが、摂取中止により改善した[53]。黒酢による中毒疹、目や消化管での出血傾向があったとの症例報告がある[54]。薬物相互作用の可能性が報告されており、in vitroの実験においてグリベンクラミドの浸透性が低下することが報告されている[55]。プロトンポンプ阻害薬の摂取により生じた無酸症の患者においてイトラコナゾールの吸収が、黒酢の摂取により上昇したとの症例報告がある[56]。薬物相互作用の多くは薬物代謝酵素やトランスポーターに影響することで生じることはよく知られているが、黒酢はラットにおいて代表的な薬物代謝酵素やトランスポーターの発現に影響しないことが報告されている[57]。
結語
黒酢および黒酢もろみの機能性についてin vitroおよびin vivo研究により明らかにされてきた。黒酢および黒酢もろみは高血圧、アレルギー、高脂血症、糖代謝や腫瘍性の増殖などの症状を改善することが示唆されている。しかしながら、ヒトにおける機能性は不明な点も多く、ヒトでの臨床研究も含めた更なる研究が待たれる。
壺づくり黒酢の機能性
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