生活に身近な微生物の話(21)

−納豆は乳酸菌やビフィズス菌の増殖に影響するのか−  

筑波技術大学
名誉教授 一幡良利

 納豆は原料が大豆、水、納豆菌の三つだけで作られる。食塩も使わずに、関与する微生物も1種類だけである。発酵食品としては非常にシンプルで、たった2日もあれば出来てしまう。大豆を用いた発酵食品としては、世界で最短の製造工程でできる。日本人の英知で出来た味噌・醤油に比較すると納豆は単純である。1695年に刊行された「本朝食鑑」(ほんちょうしょっかん)では、納豆について、「腹中をととのえて食を進め、毒を制す」という記述がある。納豆は、300年以上も前から健康に役立てられ、納豆の整腸作用を認めていた。納豆は納豆菌の持つ種々の作用が発酵食品としての機能を発揮した。納豆菌は日本古来の食品である糸引き納豆を作り上げた。出来た納豆を最初に食べた人もすごいがこれを食品として売り出した技術も感銘する。市場規模では2,000億円で、生産も消費もほぼ国内に限られている。
 納豆菌は大豆を発酵する過程でナットウキナーゼやビタミンB群、ビタミンK2を産生する。ナットウキナーゼは血液中の血栓を溶かすなどの健康効果が認められるほか、ビタミンB群はエネルギー供給や老廃物の代謝などの働きをし、ビタミンK2は骨を形成するタンパク質を活性化させ、骨折や骨粗鬆症を防ぐ働きをする。納豆菌は胃酸に強い性質を持っているため、胃酸で死滅することなく大腸まで届く。腸内に届いた納豆菌は、乳酸菌のエサになったり、腸内細菌の活動をサポートしたりして、腸内環境を整える。腸内環境が整うと、便秘の改善、免疫力向上、美肌効果、うつ予防といった健康にも美容にもやさしい効果をもたらす。また、直接的でなく間接的に乳酸菌やビフィズス菌の増殖を促す相乗作用がある。そこで今回は、日本人の多くが常食としている納豆について知った上で、乳酸菌やビフィズス菌の増殖に及ぼす影響を解説する。
1.納豆菌
 納豆菌は、納豆から分離された枯草菌(こそうきん、Bacillus subtilis)の仲間で、1894年に納豆発酵菌として報告された。納豆菌はBacillus nattoとして呼ばれるときもあったが、国際細菌命名規約に記載されたことはなく、1957年以降はBacillus subtilis (natto) と表記される。Bacillus subtilisは細い小さな棒という意味で、その形状から名づけられた。その後、納豆菌は1968年に医薬品製造承認、1990年動物用医薬品承認、1996年飼料添加物許可が取得され、健康食品としても利用されるようになっている菌種である。納豆菌で出来る納豆は日本特有の食品と思われがちだが、よく似た食品がアジアの他の国でも見かける。それらは、アジアの納豆様食品とも呼ぶ(表1.アジアの納豆様食品)。アジアの納豆様食品は現在の日本での単一種の純粋培養したものである種菌(たねきん)を使わずに、昔の日本のように植物の葉や産物の一部を使って発酵を行っている。発酵の主役の菌種は枯草菌(Bacillus subtilis)である。現在日本の納豆菌との比較解析が遺伝子手法を用いて行われている。



 納豆菌はグラム陽性の桿菌で、芽胞(がほう)を有する。芽胞とは一部の細菌が、栄養分のないような、増殖に適さない環境になったときに、耐久性の高い特殊な細胞構造となり生き残る。熱・薬剤・乾燥などに強い抵抗力を示し、長期間休眠状態を維持できる。芽胞形成菌は湿熱だと121℃、15分以上、乾熱状態では180℃で30分以上加熱作用しないと死滅しない。芽胞の状態では土の中だと約90年近く生存できる。増殖に適した環境になると発芽して栄養型の菌体に戻る。
 日本産の藁(わら)1本には約1000万個の納豆菌が芽胞の状態で付着している。藁は乾燥しているために、他の栄養型細菌やカビ類は生息しにくいが、芽胞形成菌にとっては良い環境となる。蒸した大豆を藁で包んで発酵させ、藁に付いている納豆菌がこの大豆に移り増殖することで納豆が出来た。芽胞は熱に強いために、昔の納豆の製法では、稲藁(いなわら)を熱湯で煮沸させていたのを使っていたので、耐熱性の納豆菌だけが藁に残ったものを使用することで、純粋培養に近い状態で作られていた。
 微生物分子遺伝学の分野では、枯草菌の研究が盛んで1997年には全ゲノム配列が解明された。納豆菌と枯草菌は非常に似た性質を持っているが、違いもある。特に納豆の重要な働きをするナットウキナーゼを産生するのは納豆菌だけである。納豆菌は発酵の過程で、ビタミンB群、ビタミンK2も産生する。ナットウキナーゼには血液中の血栓を溶かす効果があり、脳梗塞や動脈硬化などの生活習慣病を効果的に予防する。ナットウキナーゼは、タンパク質分解酵素としても知られている。血栓は夜に出来やすいので、夕食に納豆を食べれば寝ている間にナットウキナーゼが血流を良くし、予防効果が高まると言われる。
 納豆のネバネバは、納豆菌が大豆を発酵する際、タンパク質を分解してできたグルタミン酸と糖の一種であるフラクタンという物質からできている。一般的にはムチンとも呼ぶ。このグルタミン酸は昆布などにも含まれるおいしさの素の成分としても有名なアミノ酸で、納豆がおいしいのは、このグルタミン酸による。糖類のフラクタンという物質には味はないが、ネバネバを安定させる役目をもっている。長く糸を引くのは、グルタミン酸という物質が折りたたまれてつながっているためと言われる。ムチンは他の食物ではオクラ、サトイモなどにも含まれているが、ヒトの体の粘膜表面に多くある。カルシウム吸収促進、粘膜保護作用、血糖値の上昇抑制効果、コレステロール値低下などに関与する。
 ビタミンB群は老廃物を代謝する働きを持つので、美肌作りに重要な役割を果たす。ビタミンK2は、骨を形成するタンパク質の働きを活性化させ、骨折や骨粗鬆症を効果的に予防する。このビタミンK2が骨粗鬆症の治療薬として用いられていることからも、その有用性が伺える。ただし、例外としてビタミンK2は抗凝血薬(ワルファリン)の作用を弱めることから、ワルファリン服用中は、納豆の摂取は避けるべきである。
 また、抗菌性物質を産生する。納豆菌の抗菌性の主成分とも言われる「ジピコリン酸」という成分は、金属イオンと結合する力が強く、放射能を持ったストロンチウム90やコバルト60などと体内結合をして、外に排出してくれる働きもある。その他、納豆菌の抗ガン作用や免疫機能増強作用も報告されている。

2.納豆菌と善玉菌(乳酸菌、ビフィズス菌)の相乗効果
 ポイントは善玉の腸内細菌である。腸内細菌は感染症を起こす菌とは異なる。腸内細菌とは、腸の中に棲み、さまざまな働きをしている。腸の中には約300種、100兆ほどの腸内細菌がいると言われ、それぞれがビタミンや酵素を産生し、ミネラル、タンパク質などを構成し、腸の活動を調整し、ヒトの生命維持活動を行なっている。その腸内細菌は、健康にとってよい働きをするものを善玉菌(有用菌)、悪い働きをするものを悪玉菌(有害菌)、特に良い働きもしないが生体の抵抗力が落ちると悪いことをする日和見菌に分けられる。それら腸内細菌が叢(くさむら)のように群がって形成する集合体を腸内細菌叢(ちょうないさいきんそう)あるいは腸内フローラとも呼ぶ。乳酸菌やビフィズス菌が善玉菌の代表で、反対に悪玉菌の代表と言えば、大腸菌(毒性株)やウエルシュ菌などがある。便秘や下痢の原因になり、はたまた便秘や下痢を長引かせる大きな要因になり、腐敗菌の代名詞とも言うべきウエルシュ菌に至っては、タンパク質を分解して発ガン物質を作ったり、老化を早めたりする。このことでも、悪玉菌がいかにやっかいなものであるかが想像できるが、問題は悪玉菌が増えると善玉菌が減ってしまう。そして健康に悪いさまざまな物質を大量に体内に発生させる。その物質は肝不全の誘因になるアンモニアや硫化水素、アレルギー疾患を引き起こすヒスタミン、そしてインドールやフェノールという発ガン物質がよく知られている。そのような誘因物質を作らせないためにも、善玉菌を増やし悪玉菌を減少させることが必要である。とくに重要な役割を果たすのが善玉菌の乳酸菌やビフィズス菌である。なかでもビフィズス菌は母乳栄養児の便から発見され、長い間乳児の腸管の中にしかいないと思われていた。ところが、ビフィズス菌にもいろいろな仲間がいて、成人や動物の腸管の中にも棲みついていて、健康維持のために乳酸菌よりも有用な役割をすることが分かってきた。
 納豆菌、乳酸菌やビフィズス菌は、腸内環境を整える働きがあるので、同時に摂取することで相乗効果が得られると言われている。特に納豆菌によって乳酸菌やビフィズス菌が増殖し、安定化する働きがある。その結果、当然悪玉菌や日和見菌は排除される。その中心にいる納豆菌で出来た納豆は、日本の発酵食品の代表的なものと言える。納豆菌は腸内で活性化し、種々の生理作用を有して善玉菌を増殖させ、腸内フローラのバランスを整える。
 一般に乳酸菌は酸に弱く、胃酸により死滅することが多いが、納豆菌は胃酸に抵抗性を示し、楽々通過する。問題は小腸に達した納豆菌が腸内で健康に良い働きをしてくれるかどうかである。動物を使った実験では、納豆菌が腸内フローラに作用することを証明している。豚に納豆菌を投与して、腸内フローラの変化を調べたものである。その結果、納豆菌投与群では納豆菌が腸管の各部位から検出され、胃酸で死ぬことがなく腸管まで到達することを証明した。この時、同時に腸管内で乳酸菌やビフィズス菌の増加と安定化が認められた。また、下痢症状のブロイラーに納豆菌を与えたところ、対照群ではビフィズス菌が減少していたが、納豆投与群ではビフィズス菌が有意に増えていた報告もある。これらのことから、納豆菌には乳酸菌やビフィズス菌を増加させる効果があることが立証された。
 納豆菌が豚やニワトリの腸内細菌に好影響を与えることが分かったので、ヒトについても検討された。学術的ではないが、古くは1695(元禄8)年に刊行された「本朝食鑑」には、「腹中をととのえて食を進め、毒を制す」との記述が見られる。300年も前の日本人は納豆に整腸作用のあることを経験から知っていた。近年このことを実証するために、腸内の善玉菌を増やす食べ物を比べた報告がある。納豆、ぬか漬け、キムチ、サツマイモで比較している。5人ずつ4チームに分かれ、それぞれの食材を200グラム、2週間食べ続け、実験前後でビフィズス菌の増減を調べた。実験結果は実験前に比べ、いずれの食材でも、納豆では12%、ぬか漬けでは8%、キムチでは6%、サツマイモでは3%のビフィズス菌が顕著に増加した(図1.ビフィズス菌の増殖率)。他の善玉菌である乳酸菌も全ての群で増加していた。納豆投与群ではメカニズムの詳細は不明であるが、納豆菌がプロバイオティクスとして、善玉菌を増やす働きをしてくれたと考えられる。プロバイオティクスとは「健康のために」という意味のギリシャ語が由来で、ヒトに利益をもたらす善玉菌を指す。生きたまま腸まで届き、そこで産生する乳酸などの代謝産物が健康効果をもたらす。悪玉菌の増殖を抑制するので、悪玉菌の産生する有害物質が少なくなると言われている。また、原料の大豆にはビフィズス菌のエサになるオリゴ糖が豊富に含まれている。それでビフィズス菌が増えたと考えるのが妥当である。乳酸菌発酵食品のぬか漬け、キムチでは乳酸菌そのものが有効に働いている。サツマイモは発酵食品ではないが、食物繊維で便通が良くなり、腸内の環境が改善されビフィズス菌が住み易い環境となったと考える。


 次いで、ヒトへ納豆菌の製剤を投与し善玉菌が増えるかどうかを見ている。自らが善玉菌となって悪玉菌をやっつける納豆菌と同時に、ビフィズス菌など他の善玉菌を増やすことができるかだ。摂取する納豆菌は芽胞の状態であるので安定している。胃酸に出会っても簡単には死ぬことはない。その納豆菌が胃を通り、あるものは途中で分裂増殖し、あるものは芽胞の形のまま腸に達する。その数も何億個という単位である。これは納豆を食べたときよりも、こういう納豆菌製剤を取ると、取らない群に比べて、ビフィズス菌や乳酸菌が10%ぐらい増えている。善玉菌に対しては、納豆菌はそれを抑えるのではなく、むしろ増やしていくことが分かった。納豆が昔から薬としても使われてきたのは、こういう整腸作用として働くからである。腸の中には、善玉菌から悪玉菌に至るまでさまざまな腸内細菌がいて、それらが相互に作用しながら、各種の酵素などを産生したり腸の中の清掃を行なったりしている。納豆菌はそれらの善玉菌と共同して、特殊な酵素を作り出し、その酵素の力で便秘や下痢などで発生した悪玉菌を抑制し、善玉菌を増やしてくれることが動物やヒトでの実験により証明された。


3.まとめ
 今回は、納豆菌が持つ効能や乳酸菌やビフィズス菌との相乗効果についてまとめた。納豆菌それ自体も、血栓の溶解や美肌効果、骨粗鬆症予防といった様々な健康効果を持っている。また、同時に摂取することで乳酸菌やビフィズス菌を増やす働きも持っており、相乗効果で非常に高い整腸作用を発揮する。納豆を食べることで、納豆菌が腸内の善玉菌と共生して、増殖を促進する。腸内の善玉菌の割合が増え、腸内フローラを正常にする。腸内環境がよくなり、健康の維持・増進が期待できる。
 腸内細菌はヒトの健康にとって大切な働きをする。消化を助けてくれたり、免疫力を強めたり、ビタミンを作ったり、腸内細菌の働きは大きい。腸内フローラが乱れると、健康に支障が出てくる。近年、腸内細菌をコントロールするプロバイオティクスの研究がますます盛んになってきている。その中心は乳酸菌やビフィズス菌である。乳酸菌やビフィズス菌は有用菌として、世界中で認められている。一方、納豆菌は世界的にみると、まだマイナーな細菌に過ぎない。乳酸菌やビフィズス菌との相乗効果は納豆菌をグローバルな細菌として広めることにつながるかも知れない。
 納豆の市場規模はおおよそ2,000億円である。生産・消費共に、ほぼ国内に限られる。国内消費量はこの数年横ばい状態であるが、納豆パテ、納豆スナック、黒大豆納豆、あげ納豆、粘らない納豆、におわない納豆などの商品開発が続けられている。一日の食事のうちどれか1食に、納豆と乳酸菌を含む食べ物を組み合わせてみてはいかがでしょうか。また、海外展開を求めて2015年にはフランスのリヨンで納豆が出品された。手軽な大豆摂取法として、納豆の理解が世界に広まることに期待したい。

参考文献
1.http://www.nhk.or.jp/gatten/archive/2003q1/20030312.html
2.納豆の科学 木内幹編 建帛社 (2008) 
3.乳酸菌とビフィズス菌のサイエンス 日本乳酸菌学会編(2010)
4.戸田新細菌学 第34版 南山堂(2013)
5.納豆と微生物 モダンメディア編 栄研化学(2015)

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