Q.牛乳を飲むと「水素※1」ができる？
A.はい。できます。
牛乳に含まれる乳糖が大腸に届くと、腸内細菌の働きによってお腹の中で水素が産生されます。
※1 本サイト内の水素とは水素ガス(H2)のことです。
牛乳はカルシウムを始めとするミネラル、ビタミン、たんぱく質など、
健康に必要な成分がたくさん詰まった栄養価の高い食品です。
食品100キロカロリーあたりで比較したときの栄養素の含有量はトップクラス。
筋肉や骨、血管、脳などあらゆる細胞を構成しているアミノ酸が豊富に含まれ、
人が体内で作ることのできない必須アミノ酸において
その評価となるアミノ酸スコアは100点(満点)です。
牛乳は、子どもからお年寄りまで毎日の健康をサポートしてくれる優れた食品です。
今回、「水素をつくる」という牛乳がもっている秘められたチカラに着目しました！
それは、牛乳を飲むことで、お腹の中で水素が作られるということ。牛乳に含まれる「乳糖」という成分が大腸に届くと、腸内細菌の働きによって水素が産生されます。水素は体内の活性酸素を除去して体の酸化を防ぐ働きがあるとの研究から、大きく注目されています。
近年、腸内細菌が健康に深く関わっていることがわかってきました。さまざまな病気と腸内細菌の関係が研究されています。腸内細菌にも善玉菌と悪玉菌があり、善玉菌を増やすことが健康にプラスとなりますが、牛乳にはこの善玉菌を増やす栄養も含まれているとの研究成果があります。そして、牛乳に含まれる乳糖は私たち日本人には消化しにくく、大腸に届くとそこで腸内細菌により利用され、その時に水素を産生することが知られています。
お腹の中で牛乳から水素が作られるのです。
水素の主な作用として知られているのは、不要な活性酸素の除去。
慶應義塾大学医学部の坪田一男教授は、著書「アンチエイジング・バトル最終決着」（朝日新書）の中で、「水素がなぜ『若返りに効く』『健康にいい』と言われるのかというと、身体を酸化させる活性酸素とくっついて除去してくれるからだ。しかも水素分子はとても小さい。だから体の隅々にまで入り込んでくれる。細胞膜も通るし、ミトコンドリアの膜も通るのだから、本当に体の隅々まで、だ。」と解説しています。
さらに、水素の抗酸化力はマイルドで、体に必要な活性酸素まですべてを消去しないため、「理想的な存在」とも述べています。水素の健康への効果は、今、さまざまな分野に研究が広がっています。
参考文献：『アンチエイジング・バトル最終決着』坪田一男著／朝日新書（2014）
人間は、呼吸によって1日500ℓ以上の酸素を体内に取り入れていると言われていますが、そのうち約2％が活性酸素になると考えられています。活性酸素は、細菌やウィルスから細胞を防御する役割を果たしており、活性酸素イコール悪者というわけではありません。
ただし量が増えてしまうと健康な細胞にまでダメージを与え、老化を進めたり、様々な病気のもとになることがわかっています。私たちの体は、不要な活性酸素から自身を守るための抗酸化の働きをする酵素を備えています。しかし、この酵素の量や働きは加齢とともに低下していきます。そのため、食品の抗酸化成分や水素の力で抗酸化力を日々継続的に補うことが健康のための秘訣ともいえます。
腸内細菌が水素を作るときに必要なのは炭水化物。ただし、炭水化物の中でも吸収されやすい砂糖などではなく、オリゴ糖や食物繊維などです。これらが小腸を通り抜けて大腸に到達し、大腸内の腸内細菌に利用されたときに水素が生まれます。
牛乳にはこの消化しにくい炭水化物の一つである乳糖が含まれています。乳糖は小腸の中のラクターゼという酵素で消化され吸収されます。しかし、日本人の約９割が、このラクターゼが少ない乳糖不耐症と言われており、牛乳を飲んでも乳糖が消化できず、お腹がゴロゴロしたり、お腹がゆるくなったりする人が多いのです。しかし、この消化されなかった乳糖が大腸内の腸内細菌によって利用されることで水素が産生されます。
反対に乳糖分解酵素のラクターゼを多く持つ人は乳糖が大腸に届く前、つまり小腸でほとんどの乳糖が消化されてしまい、大腸に到達する量が少ないため、水素の産生量は少なくなります。また、腸内細菌も一人ひとり違うため、水素の産生量には個人差があります。
「牛乳を飲むとお腹の中で水素ができる！」これは素晴らしいことです。しかし、人によって消化酵素や腸内細菌の働きや種類が異なるために、作られる水素の量に違いができてしまいます。中にはまったく水素ができない人もいます。「より多くの人で水素ができる牛乳をつくりたい！」そんな思いから、慶應義塾大学医学部の坪田一男教授の研究チームと、私たち協同乳業株式会社の技術開発グループの研究チーム(主任研究員松本光晴博士)で、2014年より共同研究をスタートさせました。そして、次の3つの成分を配合する組合せが導き出されました。
「ガラクトオリゴ糖」「マルチトール」「グルコマンナン」これは、大腸にまで届きやすく水素を産生してくれると推測されたさまざまな成分を色々なヒト腸内フローラに与えて、水素の産生量を調べた結果、もっとも多くの腸内フローラで水素の産生量が増えたベストな組合せで、90％以上のヒト腸内フローラで水素の産生量が増えました(特許出願中)。
このようにして、より多くの人のお腹で水素ができる乳飲料が誕生したのです。
水素水は、水素分子を水の中に溶かしているものですが、水素は大気中に拡散しやすく容器のフタを開けると、除々に飛んでいってしまいます。また分子量が非常に小さいのでペットボトルのような容器はすり抜けてしまいます。
今回開発した技術は、お腹の中で水素が産生され、腸壁から吸収されて血液とともに全身のすみずみまで届きます。上のグラフは、呼気中の水素濃度を１時間ごとに測定したものです。水素水は、素早く水素を吸収するのに適していますが、難消化性成分入りの牛乳は長時間にわたり水素を体内にめぐらせることができるのです。
運動4時間前にミルクde水素またはプラセボ*3（偽飲料）を摂取し、自転車エルゴメーターにて最大酸素摂取量*4の75％の負荷の運動を60分間行い、採血および採尿し、各マーカーを測定した。試験は二重盲検クロスオーバー試験で実施した。
「腸内水素ガス産生乳飲料の摂取が高強度運動後の酸化ストレス応答に及ぼす影響」
第73回日本体力医学会（2018年9月）発表データより抜粋
本技術は、早稲田大学スポーツ科学学術院と協同乳業(株)で共同特許出願しています。
「高強度運動による疲労軽減・回復用組成物」（特願2018-147093)
*1血中乳酸濃度 …疲労関連マーカー
*2尿中8-OHdG濃度 …酸化ストレスの指標
*3プラセボ …有効成分を含まない飲料。本研究では、水素を産生する効果を持たないプラセボと比較することで、ミルクde水素の有効性を科学的に明らかにするために使用。
*4最大酸素摂取量 …1分間に体重1kgあたり取り込むことができる酸素の量。エネルギーを産生するために酸素が必要なため、有酸素運動における運動持久力が高い人ほど、この値が高くなる。相対的ではなく絶対的な数値評価であるため、スポーツ医学では汎用される。
【原著論文】
2. Kawashima M, Tsuno S, Matsumoto M, Tsubota K. (2019) Hydrogen-producing milk to prevent reduction in tear stability in persons using visual display terminals. The Ocular Surface (in press) doi: 10.1016/j.jtos.2019.07.008.
1. Matsumoto M, Fujita A, Yamashita A, Kameoka S, Shimomura Y, Kitada Y, Tamada H, Nakamura S, Tsubota K. (2017) Effects of functional milk containing galactooligosaccharide, maltitol, and glucomannan on the production of hydrogen gas in the human intestine. Journal of Functional Foods 35: 13-23.
【解説】
1. 角沙樹、坪田一男、松本光晴．（2017）腸内細菌を利用した水素ガス産生乳飲料．New Food Industry 59(9): 23－28
【学会発表】
4. 枝 伸彦、中村宣博、曽根良太、角沙樹、松本光晴、赤間高雄．腸内水素ガス産生乳飲料の摂取が高強度運動時の脂質代謝に及ぼす影響．第74回日本体力医学会，2019年9月19－21日，つくば
3. 角 沙樹、枝 伸彦、赤間高雄、松本光晴．腸内細菌由来水素ガスがマウスにおける高強度運動初期の脂質代謝に及ぼす影響．第74回日本体力医学会，2019年9月19－21日，つくば
2. 枝 伸彦，中村宣博，曽根良太，角 沙樹，松本光晴，赤間高雄．腸内水素ガス産生乳飲料の摂取が高強度運動後の酸化ストレス応答に及ぼす影響 第73回日本体力医学会，2018年9月7－9日，福井
1. 玉田葉月、藤田絢子、亀岡章一郎、坪田一男、松本光晴．ヒト腸管内での水素ガス産生に有効な難消化性成分添加機能性乳飲料の開発．第71回 日本栄養・食糧学会大会．2017年5月19－21日 講演要旨集p. 197 那覇
【特許】
5. 脂質代謝促進剤．特願2019-147871（2019年8月9日出願）
4. 高強度運動による疲労軽減・回復用組成物．特願2018-147093（2018年8月3日出願）
3. 涙液分泌能を改善するための飲食品または製剤．特願2017-176895（2017年9月14日出願）
2. Food and drink product containing poorly digestible compound and colonic-hydrogen-gas producing agent. WO2017-057718
1. 難消化性成分を含む飲食品および腸内水素ガス産生剤．特願2015-192937（2015年9月30日出願）