独自性のある発酵素材開発 取扱原材料

有効成分を生み出す製造方法としての発酵技術により、単純素材から付加価値素材にすることを得意としております。

化粧品原料UNIFINE®-CO

アスペルギルス/ダイズ種子エキス発酵エキス液

大豆エキスを麹菌で発酵させることにより、高い抗糖化作用をもったアンチエイジング素材「水酸化イソフラボン」を主成分とする原料の開発に成功しました。

UNIFINE®-COの特徴

~発酵を科学して、発酵のチカラで肌を着がえる~

  • イソフラボンを含む大豆エキスを麹菌で発酵した発酵素材です。
  • 水酸化イソフラボンを有効成分とした抗糖化素材です。(特許第5318339号)
  • 糖化反応産物(CML、3DG、ペントシジン)の生成抑制作用が確認されました。
  • 糖化生成物分解作用が確認されました。
  • コラーゲンの糖化によるタルミの防止効果が確認されました。
  • 糖化による肌の褐変化を抑制する作用が確認されました。
  • 「黄ぐすみ」の原因とされるカルボニルタンパク質の生成抑制作用が確認されました。
  • 抗酸化能(DPPH、OHラジカル消去能)が確認されました。
  • その他美肌効果としてチロシナーゼ阻害、コラゲナーゼ阻害が確認されました。
  • 麹菌発酵することで機能性が向上し、アンチエイジングを目指す製品企画に最適です。
  • 食品用原料「UNIFINE®」もご用意しております。内外美容を目的とした食品との併用による美肌効果の増強が期待されます。

 

糖化とは…体内糖化ストレスを抑えることが大切です

 

老化や病気の原因は、カラダの糖化です

 血液や体内中に増えたブドウ糖を中心とした糖は、エネルギーとして代謝されないとタンパク質と結合しやすくなります。これを糖化といい、老化や病気の原因となる反応の1つです。メタボリックシンドロームの指標のひとつに血糖値がありますが、血液検査にあるHbA1cは、血液中のヘモグロビンとブドウ糖が結合したもので、血糖値のように直前の食事の影響を受けず、直近の1~2ヶ月の平均血糖値を推測できる指標として使われています。

 タンパク質が糖化すると、そのタンパク質の本来の機能(シグナル伝達や酵素活性等)が抑えられ、代謝等に影響がでます。これが、老化や病気の原因となるのです。

 

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糖化によって起こる病気や症状

図1

 

肌への影響

 コラーゲンの3重らせん構造は互いに生理的架橋「善玉架橋」により結合し、コラーゲン線維の適度な弾性維持に寄与します。しかし、糖化反応によって形成されたAGEsにより、非生理的架橋「悪玉架橋」が形成されるとコラーゲン線維を脆弱化します。その結果、肌は弾力性が低下し硬くなります。下図は、悪玉架橋形成の模式図および糖化ストレスの高い糖尿病患者と健常者の皮膚弾力性についての文献報告例です。

 皮膚コラーゲン中のAGEs蓄積量が加齢と共に増加すると、糖尿病患者での蓄積量が同年齢の健常者よりも多いことや糖尿病患者の皮膚弾力が健常者と比べて低下していることが確認されています。

 

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実験結果

(1)蛍光性AGEs生成抑制作用 ~発酵による機能の向上~

 

 発酵イソフラボンと未発酵イソフラボンについて、グルコースとHSA(ヒト血清アルブミン)の糖化反応系により蛍光AGEs生成抑作用の評価を行なった。

 その結果、発酵イソフラボンは、未発酵イソフラボンに比べて非常に高い蛍光AGEs生成抑制作用が確認された。また、発酵イソフラボンは、タンパク質としてコラーゲン、エラスチン、ケラチンを用いた反応系に おいても蛍光AGEs生成抑制作用が確認され、その作用は糖化反応阻害剤であるアミノグアニジンよりも強いことが確認された。

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(2)有効成分:水酸化イソフラボン

 麹菌発酵により大豆に含まれるイソフラボンは、水酸化されジヒドロキシイソフラボン(水酸化イソフラボン)に変換されることや、この水酸化イソフラボンが豆味噌に含まれていることが報告されている。

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 発酵イソフラボンに確認された抗糖化作用を示す有効成分として、水酸化イソフラボンが大きく寄与していることを次のように確認した。

 主な大豆イソフラボンのひとつであるダイゼイン(アグリコン)とその配糖体ダイジンおよび水酸化誘導体(8-OH-ダイゼイン)について、グルコースとHSA(ヒト血清アルブミン)の糖化反応系によりAGEs生成抑制作用を評価した。IC50(50%阻害濃度)で比較すると、ダイジンとダイゼインで約10分の1、ダイゼインと8-OH-ダイゼインで約5分の1の濃度となった。

 また、CML生成について、イソフラボン類の阻害活性についても検討した。配糖体であるダイジン、ゲニスチンよりもアグリコンであるダイゼイン、ゲニステインが、さらに8-OH-ダイゼインや8-OH-ゲニステイン等の水酸化誘導体のほうがCML生成の阻害が非常に高くなっていることが確認できた。

 これらの結果から、水酸化イソフラボンは、アグリコンや配糖体と比較して強い抗糖化活性があることが確認できた。

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(3)AGEs生成抑制作用 ~CML、ペントシジン、3DG生成抑制~

カルボキシメチルリジン(CML)生成抑制

 CMLは皮膚蓄積性AGEsの代表で、生体中で形成されるAGEsの中で最も多く存在することが報告されている。CML化したコラーゲンは線維芽細胞のアポトーシス(細胞死)を誘導する。発酵イソフラボンは、CML生成を強く阻害することが確認されており、さらにその効果は未発酵イソフラボンやアミノグアニジンよりも高いことが確認された。

ペントシジン生成抑制

 ペントシジンは、タンパク質の架橋形成に関与する物質であることが知られている。皮膚コラーゲンでは加齢に伴うペントシジン蓄積の進行が確認されており、その組織中のペントシジン量と老化との関連が示唆されている。 発酵イソフラボンは、カテキン(EGCg)よりも強いペントシジン生成抑制作用のあることが確認された。

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3-デオキシグルコソン(3DG)生成抑制

 3DGは、糖化反応中間体(中間生成物)とよばれている糖化反応経路におけるAGEsの前駆物質の一つである。反応性が高いため、様々な物質と速やかに反応する特性を持っており、組織や器官の糖化反応を急速に進行させるため、その生成や蓄積を防ぐことがアンチエイジングに繋がると考えられている。

 発酵イソフラボンは、糖化反応阻害剤であるアミノグアニジンよりも強い3DG生成抑制作用のあることが確認された。

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(4)AGEs架橋切断作用

 AGEs生成過程の中間体としてジカルボニル化合物がある。ジカルボニル化合物はグルコースに比べ非常に高い反応性を持っており、AGEs 形成に大きく寄与しているため重要な成分である。糖尿病患者の血漿中では、これらのジカルボニル化合物が増加しており、合併症発症に大きく関与していると考えられている。またAGEs生成により形成されるタンパク質間の架橋構造の1つがジカルボニル構造であることが明らかとなっている。

 そのため、ジカルボニル化合物の炭素-炭素間の結合を解裂し、AGEsの蓄積及びタンパク質間の架橋形成を阻害する物質を開発することは、糖尿病や合併症の予防や治療に有用であるだけでなく、老化の防止においても重要と考えられる。

 発酵イソフラボンは、ジカルボニル化合物の切断作用を示し、AGEsの生成抑制だけでなく、生成したAGEsを分解する作用も併せ持つことが確認された。

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(5)コラーゲンの糖化抑制によるタルミ防止・ハリ改善効果

<試験方法>

 Ⅰ型コラーゲン線維中で線維芽細胞を培養すると、弾力のある真皮類似構造のコラーゲンゲルを構築し収縮する。しかしコラーゲンが糖化するとこの収縮活性は抑制され、広がったままとなる。本試験では、コラーゲンの糖化反応を促進する物質であるグリオキサール(GO)の共存化でコラーゲンゲル収縮活性を指標として糖化抑制によるタルミ防止・ハリ改善効果を確認した。

<結果>

 GOのみの添加では、コラーゲンの糖化によりコラーゲンゲル収縮活性が低下しました。一方、発酵イソフラボンを添加することにより、収縮低下が抑えられ、コラーゲンゲルは収縮した。 これらのことから、発酵イソフラボンは、コラーゲンの収縮力を保ち、肌のたるみ防止・ハリ改善効果があることが示された。

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(6)ヒト角層におけるAGEs生成阻害作用

 テープストリッピング法により採取したヒト角層とグリオキサールを反応させて生成されるAGEsを免疫染色し、糖化度を評価した。 その結果、発酵イソフラボンは、グリオキサールにより誘導されるAGEs生成を抑制することが確認された。 一方で、「第27回 IFSCC Congress」2009(国際化粧品技術者連盟)において、表皮AGEsについて以下のような内容が報告されている。

(1)表皮中のケラチンがAGE化される。

(2)AGEsが多いと、角層が厚く、水分量が少ない傾向にある。

(3)表皮細胞で形成されたAGEsは、角化とともに角層まで持ち込まれる。

(4)皮膚の透明感を低下させる。

 この報告と今回の結果から、発酵イソフラボンは、角層中ケラチンの糖化を抑制し、肌の水分を保ち、皮膚の透明感とやわらかさを保つ効果が期待できる。

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(7)ヒト角層におけるAGEs分解作用

 テープストリッピング法により採取したヒト角層を免疫染色し、発酵イソフラボンのAGEsの分解作用について検討した。

 その結果、図に示された濃度で処理することにより、濃度依存的に染色強度が減少し、角質細胞中のAGEsが除去されることが確認できた。

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(8)糖化による肌の褐変化抑制作用

 角層や表皮の主要タンパク質であるケラチンが糖化により褐変すると肌の透明感が低下すると考えられている。一方、ジヒドロキシアセトン(DHA)は、タンニング剤として肌の色を褐色に着色するが、この着色は角層中のタンパク質との糖化 反応によるものとされている。このDHAの糖化による肌の褐変化を指標に、発酵イソフラボンの角層での糖化抑制作用を評価した。

 その結果、対照と比較して、発酵イソフラボンを塗布した場合にはDHAによる褐変が抑制されたことから、発酵イソフラボンは糖化(=老化)による肌の透明感の低下を防止する効果が期待される。

<試験方法>

・対照液(80%BG)または試験液(UNIFINE-CO:100%)を

    含浸させた不織布を前腕内側部に20分間貼付

 ・3%-DHA水溶液を3時間閉塞貼付し、皮膚を着色

 ・剥離24時間後、被験部位を観察

(被験者:50代男性)

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(9)カルボニルタンパク質生成阻害作用

 テープストリッピング法により採取した角層にUVを照射するとカルボニルタンパク質の生成が促進される。本試験では、発酵イソフラボン存在下においてUV照射により生成するカルボニルタンパク質を5-FTSCと反応させて蛍光染色した後、蛍光画像解析によりカルボニルタンパク質の生成抑制作用を評価した。

 その結果、UV照射(10J/cm²)により、角層中のカルボニルタンパク質は増加することが確認されたが、発酵イソフラボンを添加することにより、カルボニルタンパク質の生成が抑えられることが確認された。皮膚タンパク質のカルボニル化は「黄ぐすみ」の原因とされている。発酵イソフラボンはカルボニルタンパク質の生成を抑制することにより、「黄ぐすみ」を抑え、肌の透明感を保つ効果のあることが示された。

 

 

 

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(10)抗酸化作用 ~DPPHラジカルおよびOHラジカル消去能~

DPPH消去能

 発酵イソフラボンは未発酵イソフラボンよりも有意に高い抗酸化能が確認された。また、抗酸化作用を示す有効成分として、水酸化イソフラボンが大きく寄与していることを確認した。

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OHラジカル消去能

 フェントン反応により発生するOHラジカルの消去能を化学発光法により測定した。DPPHラジカル消去能と同様に発酵イソフラボンは未発酵イソフラボンよりも高い抗酸化能が確認された。

 

図25

(11)その他美容効果~チロシナーゼ阻害作用・コラゲナーゼ阻害作用~

 発酵イソフラボンと未発酵イソフラボンについて、チロシナーゼ阻害作用およびコラゲナーゼ阻害作用を評価した。発酵イソフラボンは、未発酵イソフラボンに比べて高いチロシナーゼ阻害作用およびコラゲナーゼ阻害作用が確認された。

 このことから、発酵イソフラボンは、未発酵イソフラボンに比べて、より高い美白効果およびコラーゲン分解抑制による抗シワ効果が期待できる。

 

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