一般財団法人 食品分析開発センター SUNATEC
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日本におけるトランス脂肪酸問題
(独)農業・食品産業技術総合研究機構
食品総合研究所
上席研究員 都築和香子

1.はじめに

2006年から北米で加工食品にトランス脂肪酸量の表示が義務化されたが、同じ頃、日本でもトランス脂肪酸問題がなにかと注目されていた。当時、米国ではトランス脂肪酸の平均摂取量が、WHO/FAO機関が推奨した摂取量(1日の総摂取エネルギー量の1%未満)の2.6倍もあり、また、疫学研究から、トランス脂肪酸の過剰摂取が死因のトップである心疾患に悪影響を与えることが示唆されたこともあり、トランス脂肪酸の摂取規制の方向に舵を切った。表示義務化後、ニューヨーク市やカリフォルニア州等の地域では、追加政策としてトランス脂肪酸の摂取規制(ひとつの食品中のトランス脂肪酸量を低く制限すること)も始まった。これらのトランス脂肪酸の摂取対策のおかげで、近年の米国人のトランス脂肪酸摂取量は、減少傾向にあると言われている。韓国、香港は、当時トランス脂肪酸の平均摂取量は、国際機関の推奨値を超えていなかったが、北米を追いかけるように加工食品へのトランス脂肪酸量の表示を義務化した。一方、EU諸国、オセアニア諸国では、トランス脂肪酸の摂取規制についての議論は積み重ねられたにもかかわらず、表示義務化には至らなかった。日本でも、トランス脂肪酸摂取量については、1990年代から調べられているが、近年の調査まで、ほとんどがトランス脂肪酸の平均摂取量は、1日の総摂取エネルギー量の1%以下という結果で、偏った食事をしていなければ、トランス脂肪酸の摂取量は、諸外国と比較しても多くはないと言われている1)。近隣諸国で、トランス脂肪酸の摂取抑制策が始まると、消費者庁、内閣府食品安全委員会や農林水産省などの日本の関連政府機関は、国内のトランス脂肪酸問題について検討し、ファクトシートやホームページでその詳細な情報を開示した2-4)。消費者庁は、更に2011年2月に食品事業者に対して「トランス脂肪酸の情報開示に関する指針」5)を公表した。しかし、加工食品の栄養成分表示制度の栄養表示項に「トランス脂肪酸」は入れない方向で、現在は検討している。このため、日本のトランス脂肪酸問題は、沈静化しているように見える。本稿においては、当方で行ったトランス脂肪酸の研究を解説すると共に、そこから見えてきたトランス脂肪酸の分析上の問題点に言及し、日本のトランス脂肪酸問題について考察する。

 

2.食品に含まれるトランス脂肪酸

日本の関連政府機関はいずれも、2006年のコーデックス委員会で決定した栄養表示等におけるトランス脂肪酸の定義「少なくとも1つ以上のメチレン基で隔てられた非共役型のトランス配位の炭素―炭素二重結合を持つ単価不飽和脂肪酸および多価不飽和脂肪酸の全ての幾何異性体」を、「トランス脂肪酸の定義」として採用している。この定義は、諸外国でもトランス脂肪酸の定義として広く使われているが、この定義によると、共役リノール酸等は、二重結合がトランス型であってもトランス脂肪酸には含まれないことになる。共役リノール酸の生理機能を重視しての判断と考えられるが、その科学的根拠は明確でない。また、この定義に従うと、食品に含まれる主として、炭素数14から22個の不飽和脂肪酸のトランス異性体が全て対象になる。炭素数と不飽和結合数の同じ不飽和脂肪酸でも不飽和結合の位置が異なる位置異性体や、多価不飽和脂肪酸の幾何異性体を考慮すると、ここで「トランス脂肪酸」と定義される脂肪酸の種類は著しく多くなる。
 ヒトを含む多くの生物は不飽和脂肪酸を生合成できるが、合成酵素の特異性上、生体内で合成される不飽和脂肪酸の二重結合は、「シス型」である。従って、ヒトは経口摂取で食品からほとんどのトランス脂肪酸を取り込んでいるが、トランス脂肪酸は、以下の食素材に含まれている。

    1)反芻動物由来の肉、乳製品
     2)部分水素添加加工油脂
     3)精製食用油脂

反芻動物の消化器官に共生するバクテリアは、不飽和脂肪酸のシス型の二重結合をトランス型に変換する酵素を有するため、ウシ、ヤギ、ヒツジなどの肉、乳製品には脂質の2―8%程度のトランス脂肪酸が含まれている。デンマークでは、2003年に2%以上のトランス脂肪酸を含む食品を禁止する含有量規制の法律を制定したが、この際、反芻動物由来のトランス脂肪酸は「天然のトランス脂肪酸」として規制対象から除外した。このような部分水素添加加工油脂に含まれる「人工のトランス脂肪酸」だけを対象とした含有量規制を追従したのは、スイスとオーストリアである。いずれも農産国という国柄ではあるが、規制しやすい「人工のトランス脂肪酸」の摂取を調整することでトランス脂肪酸摂取量を低減させる意図と思われる。反芻動物由来の乳製品と部分水素添加加工油脂の18:1(炭素数18個、不飽和結合数1個の脂肪酸)のトランス脂肪酸組成は異なる(図1)が、トランス脂肪酸の分子種を区別した疫学研究はほとんどない。また、反芻動物由来のトランス脂肪酸と植物油脂(部分水素添加加工油脂や食用油脂)のそれを区別して心疾患等との関連を調べた疫学研究は、複数あるが、まだ明確な結論を出せるまでには至っておらず、世界的には、反芻動物由来の「天然のトランス脂肪酸」も「人工のトランス脂肪酸」と区別せずトランス脂肪酸問題として考える国の方が主流である。
 部分水素添加加工法は、油脂の融点、流動性、可塑性、固化などの油脂の特性を任意に調節することが可能な技術で、部分水素添加加工油脂は、熱劣化の少ない揚げ油として使用された。また、部分水素添加加工油脂は、マーガリン、ショートニングの可塑性を改良したり、菓子類に添加して口溶けや歯ごたえを改善したりする目的でも使用されている。
 食用油脂に含まれるトランス脂肪酸は、粗油の精製工程のひとつである脱臭工程処理中に生成するといわれている。2007年頃に市販された食用油脂には、0.0―2.7%のトランス脂肪酸が含まれていた2) 。食用油脂の脱臭工程は、油脂を200℃以上の高温で処理するが、このときに生成するトランス脂肪酸は、18:1よりも18:2や18:3のトランス異性体が多く、精製食用油脂のトランス脂肪酸の特徴になっている。

 

3.加熱・フライ調理によって食用油脂にトランス脂肪酸は生成するのか

食用油脂は、加熱して使用することが多く、また加熱による品質低下を受けやすいことから、油脂の熱劣化については、1970年代頃から研究報告がある。また、1990年代には、加熱による不飽和脂肪酸のトランス異性化についても調べられていた。当時はまだ、トランス脂肪酸の分析技術レベルが高くはなかったが、250℃以上の高温で油脂を加熱することにより、不飽和脂肪酸の二重結合が異性化すると考えられていた。また、フライドポテト等の食材をフライ調理したときのトランス脂肪酸生成を調べた研究論文もあったが、食素材にトランス脂肪酸が含まれていることがあり、フライ調理そのものによるトランス脂肪酸生成については不明瞭であった。そこで、生ジャガイモをスライサーで短冊状に切り、市販の食用油脂(キャノーラ油)で揚げ、調理油、フライドポテトに含まれる油脂のトランス脂肪酸量を調べた。図2に示すように、標準的なフライ調理中に調理油脂に生成するトランス脂肪酸は、極僅かな量で、この調理法で作ったフライドポテトを100g食べたときに摂取するトランス脂肪酸量は、0.09〜0.1gと算出された6)。また、他の食用油脂についても、モデル系で加熱を行い、加熱時間に応じてトランス脂肪酸量を調べたが、油脂の種類によって差異はあったものの、いずれの加熱油脂でも、加熱によるトランス脂肪酸の増加は少なく、それを使って調理した場合でも1日のトランス脂肪酸の摂取量に大きな影響を与えないと推測された(図3)。この論文を投稿した際、審査員から「何故、生のジャガイモを揚げてフライドポテトを作ったのか?」とコメントをいただいた。欧米では食料品店の冷凍食品コーナーから「プレフライド・フローズンポテト(pre-fried frozen potatoes)」を購入して、家庭でフライ調理するのが一般的なようであった。「プレフライド・フローズンポテト」にはトランス脂肪酸が含まれている場合があり、それを揚げると調理中に生成するトランス脂肪酸と調理中にフライ素材から流出するトランス脂肪酸とを区別できなくなる。このため、生ジャガイモ(トランス脂肪酸含量ゼロ)をフライ素材とした。日本の家庭では、生ジャガイモからフライドポテトを作ることもあり、この実験系に違和感はなかったが、欧米人(?)の審査員には予想外の調理法だったらしい。

 

4.加熱による不飽和脂肪酸の二重結合の異性化機構について

この生ジャガイモをフライ調理した実験結果から、次のふたつの疑問が残された。
 1) トリアシルグリセロールの加熱と比較して、食用油脂は加熱による熱劣化、トランス脂肪酸生成が小さい7)。また、食用油脂の種類によって、熱劣化速度やトランス脂肪酸の生成速度が異なる。これらの原因はなにか。
 2)不飽和脂肪酸の炭素―炭素の二重結合の回転障壁エネルギーは大きく、200℃以下の加熱で、シス型から トランス型への異性化はほとんど生じないはずなのに、トリアシルグリセロールや食用油脂をフライ調理温度程度(180℃)に加熱したときにトランス脂肪酸が微量に生じている。化学理論と異なるのは何故か。
 加熱による微量のトランス脂肪酸生成機構を解明するために、試薬純品のトリオレイン、トリリノレイン等のトリアシルグリセロールを用いて、窒素気流下や抗酸化剤添加系での加熱実験を行い、加熱によるトランス脂肪酸生成を調べた8)。図4に示すように、トリオレインを180℃で加熱すると、加熱時間に依存して微量のトランス型が生成するが(図4の左グラフ内の白いバー)、窒素気流下で加熱したり、各種抗酸化剤を過剰に添加したりすると、この異性化は、著しく抑制された(図4の左グラフ内の模様バー)。この結果から、脂質の二重結合の熱劣化反応に付随して、トランス異性化が生じていることが予測された。さらに、窒素と抗酸化剤の作用機序の解析により、脂質の熱劣化で生じる脂質ラジカル(図4右図のLH・)が、トランス異性化の中間体であると考えられた9)。トリオレイン(18:1シス型のトリアシルグリセロール)とトリエライジン(18:1トランス型のトリアシルグリセロール)を各温度で加熱したときのトランス異性化速度を解析した結果、不飽和脂肪酸の二重結合がラジカル化したときの回転障壁エネルギーは、ラジカル化前の回転障壁エネルギーの半分以下になると推測された(図5)。つまり、トリアシルグリセロールと比較すると、食用油脂の加熱によるトランス脂肪酸生成が小さく、食用油脂の種類によってその生成速度が異なったのは、それぞれの食用油脂に含まれる抗酸化剤等の共存物の影響であろうと推測された。また、200℃以下の加熱によって不飽和脂肪酸の二重結合が微量ながらトランス異性化するのは、加熱による脂質ラジカルの生成が原因であると考えられた。これまでに、トランス脂肪酸を全く与えないラットの体からトランス脂肪酸が検出された報告10)や、in vitroでラジカル促進剤によってトランス脂肪酸量が増加した報告1112)があるが、今回の結果は、これらの報告を裏付けるものとなった。

 

5.トランス脂肪酸の測定上残る問題

トランス脂肪酸測定法については、消費者庁の「トランス脂肪酸の情報開示に関する指針」の中では、AOACインターナショナルの公定法AOAC 996.0613)と米国油化学会の公定法AOCS Ce1h-0514)、または AOCS Ce1h-05と同等の性能を有する分析法で行うものとするとしている。同等の性能を有する分析法としては、AOCS Ce 1j-0715)と基準油脂分析試験法 暫17-200716)が相当する。これらの測定法は、トランス脂肪酸の表示を義務化している諸外国でも採用されている分析法であり、国際標準的なトランス脂肪酸の測定法である。しかし実際には、これらの公定法に準拠して、複数の分析者が食品中のトランス脂肪酸量を測定したときに数値がばらつく場合がある。トランス脂肪酸測定は、100mのキャピラリーカラムを設置したガスクロマトグラフィー法で測定する非常に繊細な測定法であり、日本のように、トランス脂肪酸含量の少ない食品が多い場合、それを小さい誤差で測定することは容易ではない。また、公定法では、網羅しきれない測定、解析上のあいまいさもある。以下に実際に食品のトランス脂肪酸を分析するときの問題点を挙げる。

 1)   食品からの油脂分画の抽出法について

前述の公定法のうち、食品からの油脂の抽出方法が記載されているのは、AOAC 996.06だけで、それも「乳製品やチーズ以外の食品」「乳製品」「チーズ」の3つの区分である。食品に含まれる脂質の種類の多さやそのマトリックスの複雑さが理由で、食品から油脂を抽出する方法は、対象食品によって抽出方法が異なる。AOACインターナショナル、日本食品標準成分表、基準油脂分析試験法を見ても、油脂の抽出方法は、エーテル法、クロロホルムーメタノール法、酸分解法、アルカリ分解法等が抽出食品によって詳細に分類して記載されている。しかし、トランス脂肪酸分析のための油脂の抽出法は、クロロホルムーメタノール法(Folch法)17)が頻用されている。トランス脂肪酸関連の論文を調べてもクロロホルムーメタノール法による油脂分画の抽出が圧倒的である。その理由としては、油脂の抽出中に加熱工程が入ると新たなトランス脂肪酸が生成する可能性があるからということである。しかしながら近年、クロロホルムの健康問題が取りざたされており、特にEU諸国では、実験従事者の健康を守るためにクロロホルムを使用しない油脂抽出法に置き換える動きがある。食品によっては、抽出方法に依存して油脂分画の抽出効率が多少異なることがわかっているので、油脂の抽出方法はトランス脂肪酸含量の算出にも影響を与える可能がある。トランス脂肪酸関連の多くの公定法では、油脂の抽出法までは言及していないが、油脂の抽出についても一定の取り決めがないとトランス脂肪酸測定値がばらつくひとつの原因になる。

 2)   トランス脂肪酸のピークの同定の問題

トランス脂肪酸の分析には標準品の使用が欠かせない。しかしながら、コーデックス委員会や消費者庁の「指針」が採用した「トランス脂肪酸の定義」に見合うだけ十分な標準品は市販されておらず、入手できない。例えば、18:2のトランス異性体で市販されているのは、9t,12t-18:2、9c,12t-18:1、9t,12c-18:2の3種類である。しかし、実際の食用油脂や水素添加加工油脂には、9c,13t-18:2等の位置異性体もよく検出される。標準品がないトランス脂肪酸を「トランス脂肪酸」と見なすかどうかについては、公定法のクロマトグラムを参考にすることはできる。しかし、トランス脂肪酸のピークの同定については、トランス脂肪酸含量の算出に少なからず影響を与えるので、少なくとも国内の分析者の間ではコンセンサスが必要であると思う。
 また、トランス脂肪酸含量の多い部分水素添加加工油脂のように、大量の18:1トランス異性体が存在する場合には、公定法でも、完全に18:1シス異性体を18:1トランス異性体から分離することはできない。以前の研究で、18:1のトランス脂肪酸含量の多い部分水素添加加工油脂の18:1シス異性体群と18:1トランス異性体群を、予め市販の逆相カラムを使った高速液体クロマトグラフィ法で分画、分取し、GC法で分析した(図6)。それを、直接GC法で分析した結果と比較したところ、18:1トランス脂肪酸含量が1割以上も異なっていた18)。つまり、多量の18:1トランス異性体が含まれる油脂の場合は、通常のGC法だけでは、18:1シス異性体のピークの中にも18:1トランス異性体が含まれてしまっている。近年、このようにトランス脂肪酸含有量の多い部分水素添加加工油脂は少ないが、不飽和脂肪酸のシス異性体のピークに重複するトランス異性体のピークの取り扱いについては、分析者間での共通の認識と具体的な対応方法の提示が必要である。

 

3)    定量限界値の設定について

少量のトランス脂肪酸の測定で問題になるのが、「定量限界値」である。トランス脂肪酸含量の少ない食品の個々のトランス異性体のピークは、定量限界値近辺の小さなものが出現することが多く、その個々のピークをトランス脂肪酸としてカウントするのか、しないのか、判断に迷う場合がある。実際は、これら小さなピークを合算してトランス脂肪酸含量を算出するので「定量限界値」については、解析上、分析者の間で統一した扱いが求められる。

 4)   カラムの不安定性

トランス脂肪酸測定のために、当方では、内部精度管理と外部精度管理を併用して、測定の管理を行っている。内部精度管理では同一試料を定期的に測定するが、その測定中にキャピラリーカラムに不安定性が認められた19)。この6年間で使用したSP-2560のキャピラリーカラム5本で内部精度管理試料を測定したクロマトグラムを図7に示す。それぞれのカラムは新品のときのもので、カラムエージングの影響はほとんどない。AOCS Ce 1h-05法に準じて測定を行うと、最近のカラムでは、従来は分離していた18:3のトランス異性体のひとつの9t,12c,15c-18:3が20:1cと重なって測定できなくなっていた。この公定法では、カラム温度が180℃の恒温分析であるが、カラム温度を数℃下げたり、適切な昇温分析に切り替えたりすることで、問題のふたつのピークを分離することはできる(図8)。しかし、いずれも「公定法通りの測定」ではなくなってしまう。トランス脂肪酸分析で用いる極性キャピラリーカラムの不安定性の話は、しばしば耳にするが、「公定法通りの測定」では、実際のトランス脂肪酸分析に適応しきれないことの例のひとつである。
 カラムの不安定性について論じた論文は、どうしても米国の雑誌に掲載させたいと思った。米国では、食品中のトランス脂肪酸といえば、摂取絶対量の多い水素添加加工油脂18:1のトランス異性体の量ばかりが注目され、絶対量の少ない精製食用油脂の18:3のトランス異性体量は、摂取量全体に大きな影響は与えないことから考慮されないことが多い。一方、本来トランス脂肪酸の摂取量の少ない日本では、食用油脂の個々の18:3のトランス異性体の量でも、トランス脂肪酸摂取量全体に影響を及ぼすという背景がある。案の定、投稿論文を読んだ審査員の判断は、ひとりが「受理」で、もうひとりが「拒絶」と両極端なものであった。幸い論文編集者の寛大な配慮で論文は掲載される運びになったが、土俵の異なるトランス脂肪酸問題に直面している論文の読者に対して、食用油脂の18:3のトランス脂肪酸への関心を喚起できたら、測定技術の改良にも結びつくのではないかと期待している。

 

6.トランス脂肪酸問題の今後

世界中でトランス脂肪酸摂取量が増えてきたのは、第二次世界大戦後に部分水素添加加工油脂の使用が拡大してからである。当時、飽和脂肪酸の健康問題がとり立たされていたため、飽和脂肪酸の代替え品として、トランス脂肪酸を含む水素添加加工油脂が重宝された。ところが1990年代になると、今度は、トランス脂肪酸の健康への影響が問題視されるようになり、欧米諸国で大規模な疫学調査(6〜20年間の歳月をかけ、計14.5万人を対象とした)や各国でのトランス脂肪酸の摂取量調査が始まった。それらの結果、2006年以降、米国やカナダはトランス脂肪酸の一連の規制対策に踏み切った。両国のトランス脂肪酸規制の政策は成果をあげたが、北米のトランス脂肪酸規制は、諸外国のトランス脂肪酸政策のスタンダードにはならなかった。欧州諸国やオセアニア諸国は、独自にトランス脂肪酸の自主規制を事業者に呼びかけ、自主的削減を推奨して、表示義務化をせずに、国内のトランス脂肪酸の摂取量の低減化に成功している。要するに、諸外国は、国際社会に通用する範囲で、国独自の方法でトランス脂肪酸問題の対策を講じているわけである。日本のトランス脂肪酸問題への政策も、国内外の状況を見ながら判断ということになるだろうが、問題点は少しでも解決しておかなければならない。
 今回のトランス脂肪酸問題の惹起で、日本の中でもトランス脂肪酸の分析拠点が増えている。コーデックス委員会の出した「トランス脂肪酸の定義」はあくまでトランス脂肪酸の「定義」であり、実際の食品に含まれる脂肪酸のどのトランス異性体をどのレベルまで正確に測定、解析するかについては、(少なくとも日本の)分析者の間で、情報の共有、ある程度の統一した現実的な取り決め、測定精度レベルの保証等が必要になってくると思う。
 また、過去のトランス脂肪酸の疫学研究では、心疾患の他に、肥満、糖尿病、がん、アレルギー疾患との関連性について調べられているが、心疾患に対する悪影響ほど明確な結果は出ていない。また、日本人のトランス脂肪酸の平均摂取量は、国際機関の推奨している摂取量を超えてはおらず、国外の疫学研究に照合すると、摂取量の少ないカテゴリーに分類されてしまうため、これらの疫学調査はあまり日本人の参考にならない。だから、日本人に対するトランス脂肪酸の疫学研究は過去にほとんどないということになる。エンドポイントが疾患の発症や疾患死である場合、疫学調査の研究期間が長期化することから、今の状況では、日本人に対するトランス脂肪酸の疫学調査を遂行することは難しいと予測される。しかし、疫学調査のエビデンスが加われば、トランス脂肪酸問題に対する政策の基準設定にめどが立つばかりでなく、トランス脂肪酸の分析においても、どの程度まで厳密なデータが要求されるのかという分析精度の設定の指標ができ、分析者の目的意識も明確になってくる。
 現在日本では、トランス脂肪酸問題に対する具体的な政策はなく、トランス脂肪酸問題という「下駄」は、事業者側の自主性に「預けた」状態である。トランス脂肪酸の問題は、油脂の健康、食生活の問題と切り離しては考えられないので、日本の食生活の動向と併せて、解決の方向を見つけ出すべき問題のように思われる。

 

参考資料や文献

1)食品安全委員会、食品健康影響評価報告書 
http://www.fsc.go.jp/sonota/trans_fat/iinkai422_trans-sibosan_hyoka.pdf
2)食品安全委員会のトランス脂肪酸ファクトシート 
http://www.fsc.go.jp/sonota/factsheets/54kai-factsheets-trans.pdf
3)農林水産省のトランス脂肪酸情報 
http://www.maff.go.jp/j/syouan/seisaku/trans_fat/
4)消費者庁のトランス脂肪酸ファクトシート
http://www.caa.go.jp/foods/pdf/100910_1.pdf
5)消費者庁の「トランス脂肪酸情報開示に関する指針」
http://www.caa.go.jp/foods/pdf/syokuhin504.pdf
6)Tsuzuki,W. et al., Food Chemistry, 123, 976-982, 2010.
7)Tsuzuki,W. et al., Food Chemistry, 108, 75-80, 2008.
8)Tsuzuki,W., Food Chemistry, 129, 104-109, 2011.
9)Tsuzuki,W. and Ushida,K., Lipids 44, 373-379, 2009.
10)Zambonin,L. et al. Free Radical Biological Chemistry, 40,11549-1556, 2005.
11)Ferreri,C. et al. Free Radical Biological Chemistry, 38,1180-1187, 2005.
12)Chatgilialoglu,C. et al., Medical Chemistry, 14, 6144-6148.
13)AOAC Official Method 996.06
14)AOCS Official Method Ce 1h-05 (2005)
15)AOCS Official Method Ce 1j-07 (2007)
16)基準油脂分析試験法 暫定17-2007
17)Folch, J.et al. The Journal of Biological Chemistry, 226, 497?509, 1957.
18)Tsuzuki,W., Chemistry and Physics of Lipids, 163, 741-745, 2010.
19)Tsuzuki,W., Journal of AOAC INTERNATIONAL, In press (11月出版予定)

 

著者略歴

昭和58年 九州大学理学部生物学科卒業
昭和60年 九州大学大学院薬学研究科薬品物理化学専攻修士課程修了
昭和60年 農林水産省食品総合研究所入所 
平成 4年 博士号取得(農学博士 東北大学 農第458号)
平成 8年 科学技術庁長期在外研究員としてケンブリッジ大学化学科に派遣(1年間)
(平成16年4月 研究所名が農業・食品産業技術総合研究機構食品総合研究所に変更)
平成19年 同所 食品素材科学領域 上席研究員

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