この研究は、アメリカの研究機関の研究論文です。

掲載誌：Food and Humanity

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

インドール-3-酢酸（IAA）は、腸内などの微生物がつくり出す生理活性物質です。しかし研究チームによれば、この物質は物理的・化学的な安定性が低く、環境からのストレスを受けると速やかに分解してしまうため、応用の幅が限られていました。

そこで著者らは、IAAを安定な形で保持し、届けるための担体を用意することを目的としました。用いたのは、乳酸菌の一種であるラクティプランティバチルス・プランタルム（Lactiplantibacillus plantarum）が菌体外に分泌する多糖（菌体外多糖、EPS）です。EPSは水に分散して粘りのある状態をつくる天然の高分子で、著者らはこれをIAAを包み込む土台（マトリックス）として利用しました。

何をどのように調べたか

著者らはEPSを用いて、IAAを微小な油滴状の粒子に取り込んだナノエマルション（数百ナノメートル規模の微粒子が液中に分散した系）をつくり、その条件を最適化したと報告しています。

できあがった系の性質は複数の手法で確かめられました。動的光散乱（DLS）で粒子の大きさやばらつき、走査型電子顕微鏡（SEM）と原子間力顕微鏡（AFM）で表面や内部の形、赤外分光（FTIR）と核磁気共鳴（NMR）でEPSとIAAの結び付き方を調べています。さらに、pHの変化、加熱、遠心、凍結と融解の繰り返しといったストレスをかけたときの安定性と、時間の経過に伴うIAAの放出のしかたを追跡しました。加えて、大腸菌（Escherichia coli）の運動性に対する影響も検討しています。

主な報告結果

最適化されたEPS–IAA系について、著者らは液滴の大きさが232±0.12ナノメートル、粒子の大きさのばらつきを表す多分散指数が0.165、粒子表面の電気的な帯電の指標であるゼータ電位が−32±0.05ミリボルトであったと報告しています。IAAを包み込めた割合（封入効率）は73.45±1.12%、担体全体に対する積載量は1.47±0.04%でした。これらの値から、分散状態が安定に保たれていたとしています。

顕微鏡と光散乱の解析では、EPSがナノスケールの多孔質な構造をとっていることが示されました。分光法による解析からは、EPSとIAAが共有結合ではなく、水素結合と静電的な相互作用という比較的ゆるやかな力で結び付いていることが示されたとしています。

安定性の試験では、pH・熱・遠心・凍結融解のいずれのストレス下でも配合は安定を保ちました。放出については、周囲の溶液の性質に応じて144時間にわたりIAAが持続的に放出され、その挙動はコルスマイヤー–ペッパス式で表される拡散型の動きに従ったと報告されています。

さらに、EPS–IAAは大腸菌の運動性を有意に抑え、0.16 mg/mLの濃度で完全な阻害に至ったとしています。

この報告が示すこと

著者らは以上の結果から、プロバイオティクス由来のEPSが、壊れやすい生理活性物質を安定化し、放出を制御し、その働きを高めるための多機能な高分子材料となりうることを示したとまとめています。菌がつくる多糖という身近な素材で、不安定な物質を扱いやすい形にできた点が、この研究の報告の中心にあります。

著者：Sangeeta Balyan（Department of Food Science & Technology, Texas A&M University, 1500 Research Parkway, Suite B130, Station, TX 77845, USA）、Sayak Mukhopadhyay（Department of Chemical Engineering, Texas A&M University, 3122, 200 Spence St, College Station, TX 77843, USA）、Debanjan Chatterjee（Vegetable and Fruit Improvement Center, USDA National Center of Excellence Department of Horticultural Sciences, Texas A&M University, 1500 Research Parkway, Suite A120, College Station, TX 77845, USA）、V. S. Dadwal（Vegetable and Fruit Improvement Center, USDA National Center of Excellence Department of Horticultural Sciences, Texas A&M University, 1500 Research Parkway, Suite A120, College Station, TX 77845, USA）、Deepak Kumar Jha（Vegetable and Fruit Improvement Center, USDA National Center of Excellence Department of Horticultural Sciences, Texas A&M University, 1500 Research Parkway, Suite A120, College Station, TX 77845, USA）、Pushkar P. Lele（Department of Chemical Engineering, Texas A&M University, 3122, 200 Spence St, College Station, TX 77843, USA）、Bhimanagouda S. Patil（Department of Food Science & Technology, Texas A&M University, 1500 Research Parkway, Suite B130, Station, TX 77845, USA）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Sangeeta Balyan, Sayak Mukhopadhyay, Debanjan Chatterjee, et al. Probiotic Exopolysaccharide-Mediated Encapsulation of Indole-3-Acetic Acid: A Biocompatible Approach for Delivery, Enhanced Stability, and E. coli Motility Disruption. Food and Humanity 2026-09-01. DOI: 10.1016/j.foohum.2026.101520. 原著ライセンス：CC BY.