2022.08.30

現在分かっている人工甘味料の健康効果まとめ

人工甘味料（ノンカロリー甘味料：ENC）は沢山の種類があり、一般的な食品としても販売・活用されています。種類によって代謝経路が異なり、健康への影響も異なります。

動物実験が多く、人間に対しての効果とは区別して考えなければなりません。動物実験の結果は参考程度に留めておきましょう。

したがって、現時点で分かっていることをメモとして残しておきたいと思います。定期的にこの分野の研究をリサーチし、随時更新していきます。

ノンカロリー甘味料の一般的な特徴

ノンカロリー甘味料の吸収、代謝、排泄は、化合物やその量によって異なる。

アセスルファムK

親水性の有機酸誘導体で、小腸で微絨毛の働きによりほぼ完全に吸収された後、全身循環に入り、血液中で全身の組織に分布します。非吸収性部分は代謝されずに排泄され、99％が尿中に、1％未満が糞便中に排出される。

アスパルテーム

2つのアミノ酸（フェニルアラニンとアスパラギン酸）の化学結合体であり、消化管内でエステラーゼとペプチダーゼにより加水分解・吸収され、腸管粘膜での吸収性産物はメタノール（10%）、アスパラギン酸（50%）およびフェニルアラニン（40%）で、その組成により異なる代謝経路を取る。

サッカリン

o-スルホ安息香酸アミドで、小腸で約85〜95％吸収され、血漿タンパク質と可逆的に結合して全臓器に分布し、非吸収性の部分は代謝されずに尿中に排泄され、糞便中に含まれます。

ステビオール配糖体

「ステビア」とも呼ばれ、その葉に含まれる甘味配糖体のうち、ステビオサイドとレバウディオサイドの抽出物を生成する植物から得られるものである。それらは門脈循環にゆっくりと吸収され、肝臓でグルクロン酸抱合され、胆汁を通して腸に戻されることができる。

シクラミン酸

シクラミン酸（シクロヘキシルスルファミン酸）のナトリウム塩またはカルシウム塩で、約40%が腸で吸収され代謝されずに尿中に排出されるが、未吸収分の30%が微生物叢によってシクロヘキシルアミン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノンへと代謝される。

エリスリトール

全身健康に関する研究では、エリスリトールは他のポリオールと異なり、小腸から容易に吸収され、全身的には代謝されず、尿中に未変化で排泄されることが示されています。

ポリオールと消化器症状

ENC摂取に伴う胃腸症状や症状を分析するためには、甘味度の高いものと、かさ高さや食感を付与する化合物を区別することが重要である。後者には、添加物として、あるいは食品にかさ高さや食感、甘味を付与するために用いられるポリオールがある。

エリスリトール、イソマルトール、ラクチトール、マルチトール、ポリグリシトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトール、タガトースなどのポリオールは、果物、野菜、キノコ、一部の工業化食品に含まれる水素化炭水化物です。特にエリスリトールは小腸で未代謝のまま吸収されるため、1日80gの摂取で耐えられるが、イソマルトールは一部吸収され、大腸の腸内細菌叢で高度に発酵する（約90％）。その結果、これらの消化の悪い炭水化物は、下痢や鼓腸、膨満感、腹部不快感などの消化器症状を引き起こします。症状は、摂取量、液体か固体か、他の食物との摂取の有無、摂取のスピードなどにより異なります。

胃排出に関しては、Wolnerhanssenらは、1群10人の無作為二重盲検臨床試験を行い、キシリトール（50g）、エリスリトール（75g）とプラセボ（75gグルコース）を比較して、GLP-1（消化管ホルモン：糖質）放出、コレシストキニン（消化管ホルモン：タンパク質、脂質）と胃排出への効果を評価しました。その結果、エリスリトールとキシリトールを摂取したボランティアは、胃排出の遅延とGLP-1およびコレシストキニンの分泌が増加することがわかりました。

一方、他の研究では、これらのENCの忍容性に基づく推奨量を示すために、20g/日（マンニトール）から40g/日（イソマルトール、マルチトール、ポリグリシトール）の用量で試験を行っているが、一部の研究では、20g/日以上のラクチトールは鼓腸や膨満感を引き起こすことが示されています。同様に、ソルビトールは20〜30g/日の投与で腹痛を、50g/日以上では浸透圧性下痢を引き起こす。

したがって、ポリオールは、化合物の種類や摂取量に応じて、胃腸の症状や発現を引き起こす可能性があると結論付けることができます。

ノンカロリー甘味料と腸管運動

腸管運動に関連する消化管ホルモンの分泌増加が間接的に観察された動物モデルの研究はあるが、ヒトにおいてENC自体が腸管運動に直接影響を与えるという証拠は不十分である。したがって、消化管の機能における役割を確立するために、さらなる研究が必要である。

ノンカロリー甘味料と消化管がん

結論として、現在までの科学的証拠のほとんどはENCの発がん性を支持していない。しかし、異なる動物モデルでの発表が増えているため、これを決定的に立証するには、ヒトにおけるより多くの疫学研究と因果関係の研究が必要である。

脂肪性肝疾患および脂肪性肝炎におけるノンカロリー甘味料について

結論として、ENCの摂取がNAFLDおよびNASHに及ぼす影響については、ほとんど証拠がない。しかし、動物モデルでの研究によると、アスパルテームはNASHの病態生理と関連がないようだが、ステビア誘導体は肝臓脂肪率に好ましい影響を与える可能性があるという。患者を対象とした臨床試験で因果関係を立証するさらなる研究が必要である。

肝硬変の炎症過程とその合併症におけるノンカロリー甘味料について

これまでに、ヒトを対象とした研究が1件、動物モデルを対象とした研究で、様々なNCEの肝疾患に対する効果が評価されているものがある。

肝障害に関しては、アスパルテームの摂取と肝機能への影響を評価した動物モデルを用いた様々な研究結果が発表されています。

アスパルテームは最も評価されているENCであり、1日許容量以下の用量および1日許容量以上の用量を用いた動物モデルでの様々な研究において一貫した結果が得られています。しかし、これらの条件下で一貫して観察されたのは、アスパルテームは肝臓の抗酸化力を低下させ、動物モデルの肝機能検査に変化を生じさせるということです。

同様に、ヒトで示された結果では、顕著な臨床症状は見られなかったものの、BCAA/AAA比の低下が認められ、肝性脳症にかかりやすい患者さんに影響を与える可能性があることがわかりました。

ステビア化合物は急性肝不全に部分的に効果がある可能性があると結論付けることができる。アスパルテームの場合、BCAA/AAA比が低下し、肝性脳症になりやすい患者に影響を及ぼす可能性があるため、慢性肝疾患の患者への推奨には注意が必要である。

ノンカロリー甘味料とその腸内細菌叢との相互作用

消化管の微生物叢は、少なくとも1,000種類以上の細菌、1,000億以上の微生物からなり、宿主で起こる生理的および病態生理学的プロセスに重要な役割を果たしている。腸内細菌の種類と数は、食事構成や世界各地域の食事パターンなど、さまざまなメカニズムで変化する。

現在、微生物集団は、腸管上皮の成熟と完全性の促進、病原体からの保護、免疫調節、腸管免疫バランス、炎症予防など、腸内で複数の機能を持つことが知られている。その変化は、食物アレルギー、炎症性腸疾患、壊死性腸炎、肥満、脂肪肝、大腸がんなど、さまざまな疾患との関連が指摘されている。

数年前まで、ENCは代謝的に不活性で、明らかな生理的影響はないと考えられていた。しかし、その一部は、腸内で複数の変化を起こし、微生物叢と相互作用することにより、腸の様々な領域で代謝物を変化させる。

エリスリトール

エリスリトールは化学的にはポリオール（糖アルコール）に属するが、他のポリオールと比較して動物およびヒトでの代謝が大きく異なる。

ポリオールは従来（約80年前）、甘い食品中の砂糖の代替として、歯のエナメル質の脱灰を抑制し、食後血糖値を低下させるという、砂糖を含まないという利点だけで使用されてきたが、エリスリトールが口腔と全身の健康維持を積極的に支援する多くの機能的役割を果たすことが明らかになりつつある。

口腔衛生に関する研究では、エリスリトールはソルビトールやキシリトールよりも歯垢重量を減らし、歯垢酸度を下げ、唾液や歯垢中のミュータンス連鎖球菌の数を減らし、虫歯リスクを低減し、結果として歯科医の介入による歯の修復を少なくできることが明らかにされています。

全身健康に関する研究では、エリスリトールは他のポリオールと異なり、小腸から容易に吸収され、全身的には代謝されず、尿中に未変化で排泄されることが示されています。この代謝プロファイルにより、エリスリトールはノンカロリーで、高い消化管耐性を持ち、血糖値やインスリンレベルを上昇させないことが分かっています。

また、エリスリトールは抗酸化物質として作用し、2型糖尿病患者の内皮機能を改善する可能性があることも公表されています。

結論

ENCによる腸管への炎症作用の可能性については、臨床的な証拠はない。

ENCは胃腸障害を起こしませんが、ポリオールのようなかさや食感を付与する甘味料は、化合物の種類や摂取量によっては、主に下痢や膨満感などの消化器症状・障害を起こすことがあります。

高甘味度のENCは、腸管運動には直接影響しない。

ENCの発がん性は証明されていない。

動物モデルの研究では、アスパルテームはNASHの病態生理に影響を与えないことが示唆されています。一方、ステビア誘導体は肝脂肪率に好ましい影響を与えるようですが、この可能な関連を確立するためには臨床研究が必要です。

慢性肝疾患の患者では、より質の高い臨床エビデンスが得られるまで、肝性脳症を発症しやすいアスパルテームを慎重に検討する必要があります。

実験モデルでの研究では、ENCの摂取に伴う腸内細菌叢の組成の変化が示されている。

これらの変化がヒトの腸内細菌叢に影響を与え、消化器の健康に影響を与えるかどうかを明確にするためには、さらなる臨床研究が必要です。

エリスリトールはノンカロリーで、高い消化管耐性を持ち、血糖値やインスリンレベルを上昇させないことが分かっています。また、抗酸化物質として作用し、2型糖尿病患者の内皮機能を改善する可能性があることも公表されています。

参考文献

Erythritol Functional Roles in Oral-Systemic Health