あずき – 豆の物理的・栄養的特性とその健康効果

概要

小豆（Vigna angularis）は、中国をはじめとする世界各地で何世紀にもわたって栽培され、人間に消費されてきました。しかし、小豆の栄養成分に関する知識が限られていることや、小豆を使った食品を作る際に直面する加工上の課題が原因で、小豆の食用としての世界的な利用は抑制されてきた。過去10年の間に、小豆がグルテンフリーであることが認識され、世界的に関心が高まった。その結果、あずきの栄養組成、加工品質、健康上の利点に関する文献が大幅に増加した。既存の文献によると、あずきは消化の遅いデンプンを含む複合糖質で構成されています。あずきのタンパク質含有量は、小麦などの一般的な穀物と同程度であるが、必須アミノ酸であるリジンが他の穀物よりも比較的豊富である。また、必須脂肪酸、食物繊維、ミネラル（特にカルシウムと鉄）、ポリフェノールやフィチン酸などの植物化学物質も豊富に含まれています。あずきの栄養と健康効果に関する既存の研究は、あずきの品種や栽培条件の違いを考慮していないため、限られている。しかし、これまでの研究では、あずきの優れた栄養成分が確認されており、健康増進や疾病予防のための機能性食品として、世界的に大きな可能性を秘めていることが示唆されている。

はじめに

人間の遺伝子の可能性は、栄養状態の良さによって最大限に発揮され、それが開発の原動力にもなります。したがって、人間の健康と身体の健康を維持するためには、食品の栄養学的品質が最も重要なパラメータとなります。と述べています（Radika et al, 2011）。食物の質を考慮することで、根深い栄養不良の問題を解決し、人間の健康全般を最大限に高めることができます。収穫量の増加と家庭の技術との均衡を保つためには、国と家庭の両方のレベルで、食料生産の多様化を奨励しなければならない(Singh & Raghuvanshi, 2012)。人々の意識の低さは、高栄養価であるにもかかわらず、主食として利用していない農産品が少ないことにある。豆類もまた、多くの栄養価と医学的特性を持つが、過小評価されているものの一つである(Yang et al, 2012)。乾燥豆は、植物性の食生活に関連する健康増進のための栄養素の一部を供給することができる。豆は重要なタンパク源であり、カリウム、マグネシウム、葉酸、鉄、亜鉛などの多くの微量栄養素を豊富に含んでいる。ベジタリアンにとって乾燥豆は重要な役割を担っていますが、それは乾燥豆が健康に良い影響を与えるからです(Haddad and Tanzman, 2003)。
小豆(Vigna angularis)は世界の30カ国以上で栽培されており、重要なマメ科作物である。あずきには、デンプン、消化性タンパク質、ミネラル成分、ビタミンなどが豊富に含まれています。小豆(Vigna angularis)は東アジアで主に栽培されており(Kramer et al, 2012)、約12,000年前に中国で家畜化された(Liu et al, 2013)。小豆のいくつかの栽培品種は、小豆、アズキ、小豆と呼ばれることがある（Gohara et al, 2016）。あずきは、粒の大きさや色、収穫時期、気候や栽培されている地域によって、世界各地で多くの品種が出回っている。アジアの国々では、何百万人もの人々があずきを使って様々な料理を作ることができます（例：お菓子のペースト、デザート、ケーキ、お粥、あずきご飯、ゼリー、あずきミルク、アイスクリーム）（Lestari, 2014）。また、日本の伝統的なお菓子である、あま納豆、まんじゅう、羊羹などもこの豆を使って作ることができます。中国では、利尿作用などの様々な医療上の病気や、水腫やベリベリなどの病気をこの豆を使って治療できると信じられている（Yoshida et al, 2009）。
この総説では，あずきの栄養組成，物理的および化学的特性について述べている。また、これらの課題を解決するための最近の研究の進歩についても議論する。最後に、あずきを多く摂取することで得られる潜在的な健康効果を紹介する。

物理的特徴

種子の大きさが長さ5～8mm、幅3～5mmであることから、60種類以上の品種が存在する。これらは大きく2つのカテゴリーに分けられます。

小粒-長さが4.2mm以上4.8mm未満の通常の種子です。これはエリモタイプと呼ばれています。アンは主にこのタイプの豆を加工したもので、スイーツとして食べることができ、菓子パンやペストリーのフィラーとして、炊いた餅に塗ったり、寒天とセットにしてゼリーを作ったりします。
大きいサイズは、長さが4.8mm以上の大納言とも呼ばれています。伝統的なお菓子や甘いスープなどに丸ごと使われる。えりもよりも高価な価格で販売されている(Yousif et al, 2007)。
溝や穴、裂け目があると形が不揃いになり、通常の形は楕円形か球形です。あずきには、偏光下で観察できる深い亀裂が存在する。これは、タンパク質のマトリックスの中に顆粒が配置されているために生じるもので、あずきのでんぷん顆粒の特徴でもある。あずきの色は、赤から茶色、黒、緑、そしてそれらの組み合わせがあります。日本では赤紫色のものが好まれ、豆の名前をとって「あずき」と呼ばれている。あずきの品質は、色の濃淡、均一性、明るさの度合いで判断することができる。

栄養成分

穀類には、土壌の種類や使用する肥料などの環境条件に応じて、さまざまな化学組成がある。小豆の重要性は、その魅力的な栄養組成だけでなく、小麦、大麦、ライ麦など他の一般的な穀物に含まれるグルテンを含まないことにある。グルテン不耐症やセリアック病と診断される患者が増えていることから、グルテンフリーの食品の需要も高まっています。

炭水化物

人体の主なエネルギー源は炭水化物であり、代謝や恒常性維持の過程で重要な役割を果たしている。炭水化物は、その分子サイズと重合度に基づいて、糖類、オリゴ糖、デンプン（アミロース、アミロペクチン）、非デンプン性多糖類に分類される。アミロースとレジスタントスターチは、それぞれ全デンプンの11.08〜26.19%、19.92〜26.90%を占めている。レジスタントスターチの含有量が最も高かったのはJingnong 6という品種でした。レジスタントスターチは、小腸で消化されないという特徴を持つため、その重要性が指摘されています。一般的には、腸内で発酵することで腸内細菌叢の構成を改善する可能性のある穀類の主成分として認識されている(Nielsen et al, 2015)。

タンパク質

小豆の主要なタンパク質は、他のマメ科のタンパク質とは異なり、塩溶性ではなく水溶性です。あずきの高い溶解性というユニークな品質は、食品業界があずきの応用可能性を念頭に置いて、あずきを有利な位置に置くことを可能にしている。あずきの抽出可能なタンパク質、アルブミン、グロブリンは、全粒でそれぞれ21.6、15.8、2.3%であった。小豆から分子量13kDaのトリプシンインヒビターを、70℃で10分間加熱し、硫酸アンモニウムで沈殿させて単離した(Wati et al., 2010)。

脂肪

あずきは、タンパク質、デンプン、ミネラル、ビタミンの重要な供給源である。あずきは、低カロリー、低脂肪、消化可能なタンパク質、豊富な生理活性物質を含むことから、「ダイエットに最適な豆」と呼ばれています(Kitano-Okada, 2012)。
小豆の主要なプロファイルは、不飽和FA、特にリノール酸（18:2n-6）と飽和FA、特にパルミチン酸（16:0）とステアリン酸（18:0）です。AgNO3-TLCとGCを用いて、脂肪酸の分布とトリアシルグリセロールの分子種を分析した。脂質は主に、リン脂質（74.3％）、トリアシルグリセロール（13.5％）、炭化水素（4.6％）、ステロールエステル（4.0％）から構成されていた。5人の栽培者の小豆の脂質は主にリン脂質（72.2-73.4wt-%）とトリアシルグリセロール（20.6-21.9-%）で構成されていた(Yoshida et al, 2010)

ミネラル

あずきは、他の豆類と比較して、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウムの含有量が多い。

抗酸化物質

小豆抽出物の総抗酸化活性は、7種類の豆（ファバビーン、ソラマメ、小豆、エンドウ、赤レンズ豆、青レンズ豆）の中で最も高い値を示しました。小豆抽出物は、コスモ食品株式会社（東京都千代田区）のポークソーセージの酸化防止効果を評価した結果、潜在的な酸化防止剤であると宣言されました（Jayawardana et al.2011）。Ceratotropis亜属の豆類は、主にアジアで生産され、消費されています。あずきも吸う種類の一つである（Shi et al.2017）。黒色品種の小豆は、スーパーオキシドアニオンラジカル消去能が56.1%であるのに対し、赤色品種の小豆は40%であった。赤あずきは黒あずきよりも有意に高い第一鉄イオンキレート活性を示した(Sreerama et al., 2012)。
小豆の種皮の色には、赤、黒、斑点のある紫、茶、緑、白などがある黒の種皮の豆には、最も多くの種類のフェノール酸が含まれている（Gallic acid, protocatechuic acid, gentisic acid, chlorogenic acid, (+)-catechin, caffeic acid, phloretic acid, ñ-coumaric acid, ferulic acid, veratric acid, hesperidin, biochanin）。一方、黄白色の種皮を持つ品種では、フェノール酸組成（Gallic acidと(+)-catechin）が限られていた。しかし、黄白色の別の品種では、フラボノイドとフェノール酸の含有量が他の品種に比べて最も高かった。したがって、種皮は種子中のフェノール含量に影響を与えるが、フェノール含量を決定する唯一かつ非常に重要な要因ではない(Hori et al., 2006)。したがって、フェノールおよびフラボノイド含有量の存在は、抗酸化活性にプラスに寄与する(Mahatma et al., 2016)。ポリフェノール化合物の一つであるカテキンは、植物に広く含まれています。小豆の主要なフェノール酸は(+)-カテキンであることがわかりました。カテキンは生体系における抗酸化特性に大きく寄与しています(Lu et al., 2011)。カテキンは、一重項酸素、スーパーオキシド、ペルオキシナイトライト、ペルオキシルラジカル、次亜塩素酸などの活性酸素や窒素種を効果的に消去します(Frei and Higdon, 2003)。さらに、総フェノール含量と総フラボノイド含量は、抗酸化力と高い相関関係がありました(Yao et al., 2012)。

健康上の利点

薬としての働きあずきは、中国では利尿剤や解毒剤として、また、水腫や脚気の症状を緩和するために使われてきた伝統的な薬です。
抗微生物活性：この豆の抗菌活性が認められた研究があります。蒸留水を用いて、緑、黒、赤、白の4種類の色付き小豆の抽出物を調製しました。抗菌活性は8種類の細菌を用いて評価した。白あずきの抽出物は、8種類の細菌すべての増殖を抑制した。黒あずきの抽出物は、Bacillus subtilis、Enterococcus faecalis、Escherichia coli、Pseudomonas aeruginosaの生育を阻害した。赤あずきの抽出物は、E.coli、P.aeruginosa、Salmonella choleraesuisの発育を抑制した。緑小豆の抽出物は、E. faecalis、E. coli、P. aeruginosaの成長を阻害した。著者は、あずきの抗菌活性は、あずきの色に関連するポリフェノールのために存在するかもしれないと強調しています（Liu R and Xu B, 2016）。
抗アレルギー性。Itohら（2012）は、あずきの熱水抽出物をDiaion HP-20のカラムクロマトグラフィーで4つのフラクションに分画しました。40％エタノール溶出エキスは、ラット好塩基性白血病RBL-2H3細胞の抗原刺激脱顆粒を最も強く抑制した。受動的皮膚アナフィラキシー反応は，あずきの全水抽出物および40％エタノール溶出抽出物によって抑制された。つまり、あずきはタイプのアレルギー症状を緩和するのに適していた。
抗炎症作用。小豆のメタノール抽出物は、1-chloro-2,4 -dinitrobenzeneで誘発されたNC/Ngaマウスのアトピー性皮膚炎様の皮膚病の進行を抑制する活性を示した（Collantes et al.2012）。小豆のメタノール抽出物は、末梢白血球における好酸球比率を低下させ、皮膚のマスト細胞数を有意に減少させ、脾臓における炎症性サイトカインの相対的なmRNA発現を示した。
抗糖尿病。グリコシダーゼは、腸内のグルコース吸収に関与する重要な酵素である。α-グリコシダーゼを阻害することで、グルコースの吸収を抑え、抗糖尿病に貢献することが期待されています。あずきから得られた抽出物および化合物のα-グリコシダーゼ阻害活性をin vitroで評価した（Yao et al. 小豆のエタノール抽出物が最も高いα-グリコシダーゼ阻害活性を示し、その阻害率は64.33%であった。高度差のあるアズキのエタノール抽出物はすべて-グリコシダーゼ活性阻害作用を示し、阻害率は15.04%から62.57%であった(Yao et al. 2011b)。その結果、小豆（黒）の抽出物がより強い-グリコシダーゼ活性阻害効果を示すことがわかった。
血圧調整効果。Mukai and Sato (2009)は、小豆の80%エタノール抽出物が、高血圧自然発症ラットの血圧上昇を抑制したと報告した。これは、あずき抽出物が高血圧ラットの血圧上昇を抑制すると報告した過去の論文（Sato et al. 血圧低下のメカニズムは、高血圧ラットの大動脈および腎臓における一酸化窒素生成量の増加と、内皮型一酸化窒素合成酵素および誘導型一酸化窒素合成酵素の発現量の減少によるものと考えられます(Mukai and Sato, 2009)。ポリフェノールを含む小豆の種皮は、高血圧自然発症ラットの高血圧進行中の血管酸化ストレスと炎症を抑制した（Mukai and Sato, 2011）。
抗高脂血症作用 Wuら(2011)は、高脂肪食を与えた昆明の雌雄マウスの血中脂質パラメータ、特に血中トリグリセリド値を小豆のエタノール抽出物が低下させ、その効果は雌マウスの方が雄マウスよりも大きかったと報告しています。(Kitano-Okada, 2012)は、高脂肪食を与えたラットにおいて、コスモ食品の小豆エキスが肝臓の脂質蓄積を抑制し、糞便重量や糞便脂質排泄量などの脂質代謝を増加させたと報告しています。また、通常の食事を与えたラットにおいても同様の傾向が見られた。小豆抽出物は、ヒト前脂肪細胞のトリグリセリドレベルを低下させ、グリセロールリン酸デヒドロゲナーゼ活性を抑制することにより、ヒトの脂質代謝を改善することができた。
肥満防止あずきのフェノール抽出物は、リパーゼ触媒による加水分解でオレイン酸の放出濃度を増加させた。また，あずき果汁は膵臓リパーゼ活性を29.2％，濃縮あずき果汁は56.9％阻害した(Maruyama et al., 2008)。さらに、あずきポリフェノールは、妊娠中の体重を有意に減少させた。これは、あずきポリフェノールを摂取させたWisterラットで観察され、授乳期の食事管理に役立っています(Mukai et al., 2013)。
抗がん作用。小豆の熱安定性抽出物は、13種類の食用豆の中で、骨髄細胞から未熟な樹状細胞への分化を最も刺激しました(Nakaya et al., 2012)。これは、がんの予防や免疫療法に、あずきの抽出物が有効であることを示しています。小豆エキスは、樹状細胞をリポポリサッカライドで順次処理することで産生されるIL-6のレベルを上昇させた。あずき抽出物は、ヒト白血病U937細胞の増殖を抑制し、そのアポトーシス誘導を増加させた。

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