ビタミンAは視覚だけでなく、免疫系や心臓・肺などの臓器の機能にとっても極めて重要です。
新たな研究によると、ビタミンAを含む新しいポリマー粒子を食品に加えることで、世界中の何百万人もの人々の健康改善に役立つ可能性があります。
ある研究により、ビタミンAをこの保護膜で包み込むことで、調理や保管の際に栄養素が分解されるのを防げることが示されました。
この技術が、アフリカで既に行われている、さまざまな食品や飲料に栄養素を添加する強化事業に組み込まれることが期待されています。
ビタミンAを含む新しいポリマー粒子で食品を強化することで、何百万人もの人々の視力と健康の改善につながる可能性があります。
ビタミンA欠乏症は、世界で小児失明の最大の原因であり、重症の場合には死に至ることもあります。就学前の幼児の世界人口の約3分の1がこのビタミン欠乏症に苦しんでおり、サハラ以南のアフリカや南アジアで最も多く見られます。
MITの研究者らは、ビタミンAで食品を強化する新たな方法を開発しました。これは世界中の何百万人もの人々の健康改善に役立つ可能性があります。新たな研究では、ビタミンAを保護ポリマーで包み込むことで、調理や保管の際に栄養素が分解されるのを防げることが示されました。
「ビタミンAは非常に重要な微量栄養素ですが、不安定な分子です」と、MITのコッチ統合がん研究所の研究科学者であるAna Jaklenec氏は述べています。「私たちは、包み込んだビタミンAが、ブイヨンキューブや小麦粉などの食品媒体を、保管と調理の過程を通じて強化できるか、また、ビタミンAが生物学的に活性を保ち、吸収されうるかを検証したいと考えました。」
小規模な臨床試験において、研究者らは、包み込みビタミンAで強化されたパンを人々が食べた場合、その栄養素の生体利用率は、ビタミンAを単独で摂取した場合と同程度であることを示しました。この技術は、食品への応用開発を目指す2社にライセンス供与されています。
「私たちのチームが非常に期待しているこの研究は、試験管や動物で行ったすべての成果が、人体においても安全かつ効果的に機能することを示しています」と、MITのDavid H. Koch Institute Professorであり、コッチ研究所のメンバーでもあるRobert Langer氏は述べています。「いつか、途上国の何百万人、いや何十億人もの人々を助けられることにつながると期待しています。」
Jaklenec と Langer は、新たな研究の上級著者であり、同研究は今週米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載されました。論文の筆頭著者は、元MITポスドク研究員で、現在は華南理工大学の准教授を務めるWen Tang氏です。
栄養素の安定性
ビタミンAは視覚だけでなく、免疫系や心臓・肺などの臓器の機能にとっても極めて重要です。西アフリカ諸国で一般的に消費されているブイヨンキューブなどのパンや他の食品にビタミンAを添加する取り組みは、保管や調理の際にビタミンが分解されるため、概ね成功していません。
一つの2019年の研究において、MITの研究チームは、BMCと呼ばれるポリマーを用いて、鉄、ビタミンA、その他いくつかの栄養素を包み込めることを示しました。この保護膜により栄養素の保存期間が延長され、包み込まれた鉄で強化されたパンを食べた人々が鉄を吸収できたことも示されました。
BMCは、FDAにより「一般に安全と認められる（GRAS）」物質に分類されており、既に医薬品や栄養補助食品のコーティングに使用されています。新たな研究では、研究者らは、温度と紫外線に非常に敏感な栄養素であるビタミンAを包み込むために、このポリマーを用いることに注力しました。
研究者らは、スピニングディスク法として知られる工業プロセスを用いて、ビタミンAとポリマーを混合し、直径100～200マイクロメートルの粒子を形成しました。また、粒子同士がくっつくのを防ぐため、デンプンで粒子をコーティングしました。
研究者らは、ポリマー粒子に包み込まれたビタミンAは、強い光、高温、沸騰した熱湯による分解に対してより高い耐性があることを発見しました。そのような条件下では、ビタミンAを遊離の状態で用いた場合や、現在食品強化に用いられる最も安定した形態のビタミンAである「VitA 250」という形態で供給された場合と比べて、はるかに多くのビタミンAが活性を保ちました。
研究者らは、包み込まれた粒子が小麦粉やブイヨンキューブに容易に配合できることも示しました。長期保存に耐えられるかを検証するため、研究者らは、世界保健機関（WHO）が推奨する過酷な条件、すなわち摂氏40度（華氏104度）、湿度75％に、キューブを曝露しました。その条件下でも、包み込まれたビタミンAは、他の形態のビタミンAよりもはるかに安定していました。
「当社の技術によりビタミンAの安定性が高まることで、高温多湿の環境での長期保存や、沸騰や焼成などの調理過程を経た後でも、ビタミンAで強化された食品が推奨される1日あたりのビタミン摂取量を確実に満たすことができます」とTang氏は述べています。「ビタミンA欠乏症に苦しんでおり、強化食品からビタミンAを摂取したい人々は、日常生活を変えることなく、また、食品にどれだけのビタミンAが残っているかを気にすることなく、恩恵を受けることができます。」
ビタミンの吸収
研究者らは、包み込んだ粒子を加熱した後に動物に与えたところ、ビタミンAの30％が吸収されたことを確認しました。これは、加熱していない遊離ビタミンAと同程度であり、加熱された遊離ビタミンAの約3％と比べて高い数値です。
次に研究者らは、食事に関する臨床試験を行う企業であるBiofortisと協力し、粒子で強化された食品を食べた人々において、ビタミンAがどの程度よく吸収されるかを評価しました。この研究では、研究者らは粒子をパンに混ぜ込み、そのパンを食べた後24時間にわたり血中のビタミンAの量を測定しました。その結果、ビタミンAがBMCポリマーに包み込まれている場合、遊離ビタミンAと同程度のレベルで食品から吸収され、生理活性のある形態で容易に放出されることが示されました。
2社がこの技術のライセンスを取得し、ビタミンAやその他の栄養素で強化された製品の開発に注力しています。ビル＆メリンダ・ゲイツ財団の出資を受けた、Particles for Humanityと呼ばれる公益法人は、アフリカのパートナーと協力し、この技術を既存の強化事業に組み込む取り組みを進めています。もう1社であるVitaKeyは、Jaklenec、Langerらによって設立された企業で、このアプローチを用いて、さまざまな食品や飲料に栄養素を添加する取り組みを進めています。
本研究はビル＆メリンダ・ゲイツ財団の助成を受けています。本論文の他の著者には、Jia Zhuang、Aaron Anselmo、Xian Xu、Aranda Duan、Ruojie Zhang、James Sugarman、Yingying Zeng、Evan Rosenberg、Tyler Graf、Kevin McHugh、Stephany Tzeng、Adam Behrens、Lisa Freed、Lihong Jing、Surangi Jayawardena、Shelley Weinstock、Xiao Le、Christopher Sears、James Oxley、John Daristotle、Joe Collinsが含まれます。
