2021年7月アーカイブ

1.   歴史

 

人類は新石器時代までの何十万年もの間はグルテンにさらされていなかった。 わずか1万年前、穀物農業はチグリス、ユーフラテス、アッパーナイル地域を含む中東で始まり、小麦と大麦が主要作物として徐々にヨーロッパ全体に広がった。 製パンの加工法は、約5000年前にエジプトで開発され、ギリシャを経由してローマ人に、そして他のヨーロッパ地域に広がった。 小麦とライ麦パンが西洋人の主食になった。その結果、グルテン消費量が大幅に増加した。多くの人々がこの「新しい」食品に適応できず、免疫寛容を発達させられなかったようだ[1]。

 

1世紀から2世紀にかけてローマとアレクサンドリアで活躍たギリシャの医師であるカッパドキアのアレタエウスは、今日のセリアック病（CD）に似た腸の障害を記述した最初の人物である。それは慢性下痢患者に関する一般的な報告だが、CD患者がその中に含まれていることを示唆する文章である。彼は次のように書いている：「下痢が1〜2日間、わずかな原因で進行したのでないならば場合、さらに、全身の萎縮により全身が衰弱したならば、慢性のセリアックスプルー（下痢）が形成される。」彼はこれらの患者を、単に腹部を意味するギリシャ語の「koilia」に従って「koiliakos」と呼んだ。彼は病気が食物の部分的な消化不良によって引き起こされると信じた。そして、それは休息と断食によってストレスから腸を解放ことによって治療されると信じていた。考古学的な場所Cosaで見つかった紀元1世紀の若い女性のケースは、CDのような障害が古代に存在したことを印象的に実証した[2,3]。彼女は、身長が低い、骨粗鬆症、歯のエナメル質形成不全、および貧血の間接的な兆候などの栄養失調の臨床徴候を特徴としており、これらはすべてCDを強く示唆している。骨および歯からのデオキシリボ核酸（DNA）に続いてヒト白血球抗原（HLA）を入力すると、CDのリスクが最も高いハプロタイプであるHLA-DQ2.5が示された。

 

イギリスの小児科医サミュエル・ジーが、CDの臨床症候群の最初の正確な説明を発表したのは1888年で、それまではみられなかった。彼は「セリアック病」という用語を使用し、この病気は「あらゆる年齢の人がおこす一種の慢性消化不良であが、特に1歳から5歳までの子供におこる」と定義した。促進因子（precipitating factors）：「食物を調節することが治療の主要部分である」および「患者が完全に治癒できる場合、それは食事によるために違いない」[4]。その後の数十年間にさまざまな食事療法が推奨された。たとえば、1908年、Christian Herterは、脂肪は炭水化物よりも許容性が高いと述べた。 1918年、ジョージF.Stillはパンの許容度が低いことに注意をひいた。 1921年、John Howlandは炭水化物に対する不耐性を認めた。 1924年、Sidney V. Haasは、バナナを除くすべての炭水化物源（パン、シリアル、ジャガイモ）を除外することを推奨した[5]。それにもかかわらず、ほとんどのCD患者は深刻な臨床的特徴をもち、15-20％の子供たちは急性下痢、代謝異常および電解質異常、および体重減少を特徴とするいわゆるセリアック病で死亡した。

 

オランダの小児科医Willem・K・Dicke（図1.1）は、第二次世界大戦中に穀物とパンが不足したオランダでCDの減少を観察した。彼の論文中、Dickeは、小麦、ライムギ、およびオートムギ粉が食事から除外されたとき、CDの子供たちが劇的に回復すると述べた[6]。その後、小麦の有害な影響が胃腸の研究によって明らかになった [7,8]。小麦ドウを水溶性アルブミン、グルテン、デンプンに分画し、これらの画分の生体内試験により、小麦ドウのゴム状タンパク質塊であるグルテン（図1.2）は有毒であるのに対し、デンプンとアルブミンは毒性がないという結論に至った [9]。それ以来、CDの引き金となるすべての穀物タンパク質はCDの分野で「グルテン」または「グルテンタンパク質」と呼ばれ、無グルテン食がCDの従来の治療として成功した。同時に、John・W・Paullyは、CD患者の小腸から得られた粘膜組織の異常を確実に実証した最初の人だった[10]。この発見は、今日までの診断基準であるMargot ShinerとWilliam H. Crosby [11,12]による小腸の経口生検の導入によって確認された。このように、環境的沈殿因子（precipitating factor）グルテンの検出と腸粘膜萎縮の証拠は、CDの研究活動の出発点となった。

 

2.  疫学

これまでCDは乳児期のまれな疾患であると考えられていた。 1950年に発表された初期の疫学研究により、イギリスでのCD様スプルー（下痢）症候群の有病率は1：10,000から1：5000の間であることが確立された[13]。当時、診断は主に下痢や脂肪便などの典型的な症状の検出に基づいていた。その後、腸生検などの特定の診断ツールにより、CDの診断が改善された。 1970年代には、ヨーロッパでの有病率は約1：500から1：1000までになり、以前よりもかなり高いと推定された。ヨーロッパで最も高い割合はアイルランドで発見され、ゴールウェイ地域の一般人口で1：300から1：450であった[14]。 1975年から1989年に生まれた子供に対して1990年から1992年に実施された多施設研究では、ヨーロッパのさまざまな地域で1：3200（コペンハーゲン、デンマーク）から1：239（ノルコエピン、スウェーデン）の大きな変動率が見つかった[15]。ヨーロッパ以外では、CDの認識と診断の可能性は低く、この病気はまれであると考えられていた。しかし、過去数十年の間に、CDの認識はかなり珍しい腸疾患から一般的な多臓器疾患に変化した。

 

1992年、Loganは頻繁に引用される「セリアック氷山」モデルを発表した。これは、古典的な症状のCD患者（無症候性CD）が無症候性患者と比較してごく少数であることを示すためである[16]。 それ以来、3、4、または5つのコンパートメントを持つさまざまな氷山モデルが提案されており、コンパートメントのさまざまな定義が含まれている。図1.3は、最も単純な3セクションモデルを示している[17]。 したがって、氷山の先端は、生検で診断され、現在グルテンを含まずに生きており、正常な粘膜を示す患者によって形成される。境界線の下には、不規則な、最小限の、または不足している不満のために診断されない無症候性のケースの2つの大きなグループがある。これらの個人は、平らな粘膜（「沈黙」;氷山の中央部）を持っているか、または免疫学的異常（増加した上皮内リンパ球[IELs]または抗トランスグルタミナーゼ血清抗体[TGAs]）を持っているか、あるいは正常な粘膜（「潜在的」;） 氷山の下部）を持っているかである。潜在的なCDは、CDのまれな形式ではない。レトロスペクティブ(後ろ向き)研究では、すべての評価されたセリアック患者の18.3％の有病率が明らかにされ[18]、正常な絨毛形態を有する62人の子供（19％）が別の研究によって血清学陽性の320人の子供の中から特定された[19]。

 

粘膜生検と組織学的判断が続く非常に高感度で特異的な血清学的検査の開発は、臨床的に非定型のCDの予期せぬ高頻度をもたらした。ヨーロッパで診断された成人患者と未だ診断されていない成人患者の比率は、およそ1：3（フィンランド）から1:16（イタリア）であると推定されている[20]。これらの患者は通常、医師によって認識されないままであり、第一度近親者や自己免疫疾患患者を含むリスクの高い個人のスクリーニングによってのみ検出されるか、または他の理由で行われた内視鏡検査および生検によって識別された場合である。

診断されず無症候性の人は、骨粗鬆症などの長期合併症のリスクにさらされるか（サイレント型）、後期に典型的なCDを発症するリスクがある（潜在型）。血清学的検査と腸生検の両方を含む現代の診断方法は、ほとんどの西洋人集団で1:70から1：200の間の有病率を明らかにし、平均有病率は約1％に相当した[20,21]。 5.6％に達する世界で最も高い頻度の1つは、北アフリカのベルベルアラビア起源のサハラ難民の間で報告されている[22]。黒人のアフリカ人ではCDは報告されてない。世界的な有病率の正確な数値は、人口、年齢、測定年、およびCDの定義方法によって異なる。 CDの世界的な罹患率についての知識は不完全だが、民族グループ間で違いがあるようだ。この病気は明らかに白人で特によく見られる。過去数十年間に大幅な増加が提案されている[23]。これは、意識の向上と診断技術の向上に一部起因する可能性があるが、小麦とグルテンの消費量の増加と環境の変化も主要な原因と考えられている[24]。さらに、現代の小麦の育種も、有病率の増加に寄与している可能性がある[25]。しかし、米国の20世紀と21世紀のデータの調査は、小麦の育種がグルテン含有量に比例してタンパク質含有量も増加させた可能性は支持しない [26]。

対照的に、1995年から2010年の間に発表された500以上の関連論文の統計的評価により、一般集団におけるCDの平均有病率は一定のままであることが明らかになった（≈1：160）。それは過去数十年にわたって安定していたようで、地理的な地域によって大きく変化しない[27]。したがって、一般集団におけるCDの有病率は近年過大評価されているようであり、これは主に唯一の診断ツールとしての血清学的検査の使用によるものである[27]。それでも、CDは最も頻繁に見られる食べ物不耐性の1つである。

それはもはや小児期疾患ではなく、あらゆる年齢で発症する可能性がある。新しい症例の半数以上は、50歳以上の個人で発生する[28]。
ほとんどの自己免疫疾患と同様に、この疾患は男性よりも女性に多く見られる（2：1〜3：1の比率）。

 

 

おそらく、必要なHLA-DQ2 / 8対立遺伝子が男性患者よりも女性に多いためであろう[29]。一等親血縁者の有病率は非常に高いと報告されており（約10〜20％）、一卵性双生児の割合は約75〜80％であり、CDにおける強い遺伝的影響を示している。 CDの有病率は、1型糖尿病や自己免疫性甲状腺疾患などの自己免疫疾患、およびダウン症候群などの遺伝的に関連する疾患で顕著に増加する。伝統的な米を食べるアジア諸国でも、小麦が主食になりつつある。これらの栄養の傾向により、アジアの人口におけるCDの有病率の増加が近い将来に予想される可能性がある。

環境（グルテン）および遺伝（HLA-DQ2 / 8）要因の重要な役割を考慮して、Abadieと同僚は、CDの有病率、小麦消費量、および地球のさまざまな地域の対立遺伝子に対するHLA-DQ2 / 8の頻度をまとめた[30]。驚くべきことに、これら3つのパラメーター間の有意な相関性は観察されませんでした。ただし、アウトライナーの国々（アルジェリア、フィンランド、メキシコ、北インド、およびチュニジア）が排除された後、CDの有病率は小麦消費、HLA-DQ2 / 8の頻度、および両方のリスク要因の組み合わせとは有意に相関した。明確な異常値の存在と相関係数がかなり低いという事実は、他の環境的および遺伝的要因がCDの発達に寄与していることを示唆する。

 

3. 遺伝学および環境要因

CDは多因子の病気であり、その発生は遺伝的および環境的危険因子の組み合わせによって制御される。 CDの遺伝的素因は複雑であり、HLA-DQ2 / 8遺伝子を主要な要因として含んでいる。 これらは、CDの遺伝的感受性の約40％を説明すると推定される。 他の60％は、未知の数の非HLA遺伝子間で共有されており、各遺伝子はわずかなリスク効果のみに寄与すると推定されている。 遺伝的感受性と食事性グルテンは必要だが、病気の発症には十分ではない。 したがって、グルテン摂取に加えて環境要因が病気の発症に寄与する。 たとえば、感染症、微生物叢、グルテン導入年齢、グルテンの初期投与量、母乳育児が重要であると考えられてきた。

3.1 遺伝学

CDなどの複雑な疾患には、それぞれ固有の遺伝的構造がある。今日知られているCDの主な遺伝因子はHLA遺伝子である。 CDのHLA対立遺伝子へのリンクに関する最初の洞察は、1973年に発表された[31,32]。その時以来、CDは他の多くの一般的な複雑な病気よりも強い遺伝的要素を持っていることが明らかになった。一卵性双生児間の一致率は75〜80％であり、第一度近親者間の一致率は約10％であるため、CDに対する顕著な遺伝的素因は明らかである。後者は一般人口の約10倍である。 HLAクラスII対立遺伝子HLA-DQ2およびHLA-DQ8は、染色体座位6p21の主要組織適合遺伝子複合体（MHC）にあり、CDと最も強い関連性がある。実際、ほぼすべてのCD患者がこれらのHLA分子の少なくとも1つを発現している。 HLA-DQタンパク質は、抗原提示細胞（APC）によるグルテンペプチドのCD特異的結合の原因となるαおよびβ鎖を持つヘテロダイマーである。 CD患者の大部分（約90〜95％）はDQ2陽性である。残りはDQ8が陽性である。一般的なDQ2アイソフォームには、2つのDQ2.5およびDQ2.2が見つかった。ほとんどのDQ2患者は、DQ A1 ∗ 05（α鎖）およびDQ B1 ∗ 02（β鎖）によってコードされるDQ2.5アイソフォームを持ち、これら2つの遺伝子（DQ A1 ∗ 0501、DQ B1 ∗ 0201）は、同じDR3-DQ2ハプロタイプ（1つの親染色体上）のシス（cis）位置にあり、あるいはトランス(trans)位置にあり、そこではα鎖（DQ A1 ∗ 0505）は1つの染色体上のDR５−DQ7ハプロイドにコードされており、およびβ鎖上（DQB1*0202）は他方の染色体（各親の１染色体の）DR7-DQ2 ハプロタイプ上にコードされている [30]（図1.4）。

 

 DQ2.2ヘテロダイマーは、DR7-DQ2ハプロタイプのDQ A1 ∗ 0201（α-鎖）およびDQ B1 ∗ 0202（β--鎖）対立遺伝子によってエンコードされる。 DQ8ヘテロダイマーは、DR4-DQ8ハプロタイプ上で、それぞれDQ A1 ∗ 03（α-鎖）およびDQ B1 ∗ 0302（β--鎖）によってコードされるα鎖およびβ鎖によって形成される。患者の少数のサブセットは、DQ2とDQ8の両方の対立遺伝子を保有してる。その結果、これらの患者は、DQ2およびDQ8に加えて、2種類の混合DQ2 / 8トランスダイマー（DQ A1 ∗ 05 / DQ B1 ∗ 03およびDQ A1 ∗ 03 / DQ B1 ∗ 02でエンコード）を発現する可能性がある[33]。DQ2もDQ8も陽性ではない（約6％）患者がDQ2ヘテロダイマーのα--鎖、β--鎖の両方をもつ[34]。

HLA-DQ2.5遺伝子型はCDのリスクが非常に高く、続いてDQ8（高）およびDQ2.2（低）と関連する[30]。 この疾患の感受性は、ヘテロ二量体の異なる用量効果によって説明されている[35]。 さらに、DQ2.2よりもDQ2.5のリスクが高いことは、2つのHLA分子が異なるグルテンペプチドと安定した複合体を形成する能力の違いと相関している[36]。 さらに、Fabrisと同僚は、HLA-GI対立遺伝子を保有するHLA-DQ2陽性個体でCDを発症するリスクが高いことを説明した[37]。

 

CD患者のほぼ97%はHLA-DQマーカーをもつが、これらの対立遺伝子はまた一般のヒトの約30%にもある；結果，殆どのヒトはDQ2 あるいは DQ8をもつが決してCDを起こさない。したがって、HLA-DQ2または-DQ8はCDになるのに必要であると考えられているが、十分ではない。ただし、これらの遺伝子が存在しないことは、CDの信頼できる負の予測因子である。個人がDQ2 / 8対立遺伝子を持っていない場合、CDを持っている可能性は低い。 HLA-DQ対立遺伝子はCDに対する遺伝的感受性の約40〜50％のみを占めると考えられているという事実により、主に非HLA遺伝子に焦点を当てたリスク因子を特定するためのさらなるゲノム研究が行われた。多くの免疫候補を含む、多くの新しい遺伝子座（2q33、5q31-33、19p13.1など）が特定されている[38-40]。現在までに、60を超える候補遺伝子を含む約40のそのようなゲノム領域が報告されている。これらの遺伝子座のほとんどは、免疫関連遺伝子、特に適応免疫応答の制御に関与する遺伝子を含んでいる[41]。残念ながら、結果はほとんど同意を得ておらず、非HLA遺伝子のそれぞれが比較的控えめな効果を持っていることを示しているだけである。さらに、CDに対する貢献度は個人によって異なる。現在知られているすべての非HLA遺伝子の寄与は、10％未満を占めると推定されている[40]。したがって、CDに関連する非HLA遺伝子の同定は継続的な課題です。多くの非HLA CDリスク遺伝子座は、他の免疫関連疾患、特に1型糖尿病および自己免疫性甲状腺炎と共有されている。これらの疾患間で共有されている遺伝的背景は、共通の病原性経路を指し示している[41,42]。ゲノムワイド関連研究（GWAS）は、CDに寄与するさらなる遺伝的要素を明らかにし始めている[43]。 GWASの結果は、対象の表現型の原因となる遺伝子および/または経路を頻繁に特定するが、課題は、遺伝的関連の主要なターゲットを見つけ、真の因果リスクバリアントの機能的結果を明らかにすることである。

3.2 グルテン以外の潜在的な環境要因

CDの発症に関連する主な環境要因はグルテンであり、グルテン消費量はCDの有病率と相関するいくつかのパラメーターの1つである。グルテンが食事から取り除かれると、病気は寛解する：「グルテンなしのCDなし」。グルテンに加えて、他の環境的トリガー（「二次ヒット」）がCDの開発に重要であると考えられている[44]。

 

アデノウイルス12およびC型肝炎ウイルスを含むさまざまな病原体による感染はCDと関連しており、小児胃腸炎の最も一般的な原因であるロタウイルス感染後のCD発症の増加に関する記述がある[45]。後続のCD開発リスクの増加は、おそらく腸の障壁の破壊とグルテンペプチドの浸透の促進によるものである。実際、二本鎖リボ核酸（RNA）ウイルスは、CD病因の重要なプレーヤーであるインターフェロン-γ（IFN-γ）およびインターロイキン（IL）-15の強力な誘導因子である[46]。驚くべきことに、夏に生まれた素因がある人は、冬に生まれた人よりもCDを取得するリスクが高いと提案された。感染症とCDの因果関係は実証されていないが、ロタウイルスや他の腸内病原体は、食餌性グルテンに対する免疫応答を開始および促進する炎症誘発性環境を作り出す可能性がある。 29,000人以上のCD患者と140,000人以上のコントロールに関する全国調査では、夏の出産（3月〜8月）とその後のCD診断との関連性が調査された[48]。この結果は、CDの夏の出産の小さなリスクを示しており、リスク因子は2歳未満のCDの子供で最も顕著だった。著者らは、感染症などの幼少期の季節性暴露がCDの主な原因になる可能性は低いと結論づけた。別の多施設研究では、特に15歳未満で診断された男児において、出生時期もCDの環境リスクである可能性のあることが提案された[49]。

同様に、健常者と比較して、CD患者では腸内微生物叢の不均衡が報告されている[50]。腸内微生物叢は、調節性免疫応答を促進する細菌と炎症性免疫応答を促進する細菌で構成されている[51,52]。 CD患者では、規制細菌Faecalibacterium prausnitziiおよびBifidobacterium属の減少が報告され[50,53]、大腸菌やブドウ球菌などの潜在的に病原性の細菌集団が拡大した[54]。2つのプロバイオティクス株、Bifidobacterium longumおよびBifidobacterium bifidumは、炎症性環境の有害な影響を逆転させることが示された[55]。これらの調査結果は、CD療法への関心の将来の展望を保持する可能性がある。新生児の細菌定着は将来のCDのリスクと関連しているが、すべての研究で確認されたわけではない[56]。帝王切開で生まれた子供は、後のCDのリスクがわずかに高く、皮膚細菌群集に似た植物相を抱いているが、膣から生まれた子供には、母親の膣内細菌叢に似た微生物叢がある[57]。

先進工業国での高い衛生レベルがアレルギーや自己免疫疾患の増加につながったと仮定する、いわゆる衛生仮説は、フィンランド（1.0％）と隣接するロシアのカレリア（0.2 ％）での大きく異なった広がりを説明するのに使われて来た。両方の集団の小麦消費レベルは類似しており、HLAハプロタイプの頻度は同等ですが、カレリアは衛生基準が低いという特徴がある[58]。しかし、ドイツで見つかった低い有病率（0.3〜0.5％）[20]は、この仮説と矛盾している。

 

CDを発症するリスクの低下は、グルテン導入時の母乳育児とグルテン曝露の量とタイミングの両方に関連している[59-61]。 グルテンへの最初の暴露時に母乳で育てられた子供は、たとえ高用量であっても、粉ミルクで育てられた子供よりもCDを発症するリスクが低いことを示した。 この影響の原因は不明である。栄養同様微生物叢、そして母乳の免疫システムを支える要因は、胃腸の病気の減少に寄与する可能性があり、この感染の減少は母乳育児の時間を超えて広がる。 1980年代半ばに観察されたスウェーデンの子供の間でのCDの流行は、離乳中のグルテンの量がCDの発生に極めて重要な役割を果たすことを示唆している[62]。後の発見は、離乳中に導入されたグルテンの量が症候性CDの発症に影響する可能性があることを示したが、無症状または無症候性のCDの影響から子供を保護するものではない[63]。

グルテン導入のタイミングも関連しているようである。グルテンへの最初の曝露で4ヶ月未満で7ヶ月以上の子供は、4-7ヶ月の子供と比較してCDのリスクが高くなる[64]。したがって、ESPGHAN委員会と国際プロジェクトPREVENTCDは、子供がまだ母乳で育てられている間にグルテンの早期（4か月未満）および遅い（7か月超）導入と少量のグルテンの漸進的導入の両方を避けることを推奨している[65,66]。 しかし、症状の発症が遅れているのか、CDに対する永続的な保護が提供されているのかは明らかではない。グルテン導入、母乳育児期間、および感染に関する親から報告されたデータを含む、スウェーデンの9408人の子供に関する研究では、母乳育児、グルテン導入年齢、および将来のCDの間に関連性は認められなかった[67]。グルテン導入時の感染は、CDの主要な危険因子ではなかった。 82,167人の子供のコホートで324人のノルウェーの子供を対象とした研究では、6か月後にグルテンを導入された子供のリスクが高く、12か月後に母乳で育てられた子供のリスクが高いことが示された[68]。

進行中の研究により、最適な実践が決定されることが期待された。特に、グルテンの遅い導入（> 7ヶ月）に関連する可能性のあるリスクは、さらなる確認に値する。人生の最初の段階でのCD予防のための新しい戦略を探すために、現在いくつかの集団研究が実施されている[69]。重要な問題は、以下を決定することである。
1.母乳育児の長期的な影響と保護効果の分子論的基盤;
2.導入中のグルテンのタイミングと用量の役割。
3.プロバイオティクスとプレバイオティクスの役割。

3.3 遺伝学と環境の相互作用

Abadieと共同研究者は、CD感受性のスペクトルを、遺伝子と環境の間の複雑な相互作用として説明した[30]。HLA-DQ2 / 8対立遺伝子の一方では、多数の非HLA遺伝子、および環境への打撃の必要性が限られている個人がいる。このグループの患者は、グルテンが食事に取り入れられるとすぐにCDを受け取るかもしれない。一方、遺伝的危険因子の数が限られている人（例：正しいHLA遺伝子であるが、非HLA遺伝子の数は限られている）は、CDをおこすために複数の環境ヒットを必要とする。このグループは、CDをおこすことは決してないかもしれないし、人生の後半におこすかもしれない。グルテンが病気の発症にどのように影響するかは、グルテンの量と食事に摂取される時期によって異なる。これはさらに、遺伝的危険因子と環境の間の複雑な相互作用を示唆する。

 

 

５.   健康意義の可能性

 

全粒消費の健康的価値は一般には栄養成分、ビタミン、ミネラル、いろいろな他の植物化学物質含量によるとされる。そこで、それらは心血管病、2型糖尿病、肥満、ガンの危険性を低下させるものに関係がある。2006年にはワイルドライスは全粒がUS Food and Drug Administration（米国医薬品局）によって認められ、最近さらに関心が強くなった。ワイルドライスの価値は、その天然の栄養的プロフィールの相乗効果によるものであり、例えば高含量の食物繊維（Zhai et al., 2001）、不可欠脂肪酸（Przybylski et al., 2009）、およびフェノール成分（Qiu et al., 2009, 2010）によるものである。

   古代穀物の全粒消費増加の食物推奨と消費者の関心は、ワイルドライスのヒト食物利用を薦める。ワイルドライスの抗酸化的性質は、わずか2-3の研究報告があるのみで、それらはワイルドライスの脂質過酸化反応の役割に関するものである（Asamarai et al., 1996; Johnson and Addis 1996; Minerich et al., 1991; Rivera et al., 1996; Wu et al., 1994）。いろいろな肉製品中に取り込ませる時、素末扱い、あるいは調理ワイルドライスは脂質の酸化を遅らせる可能性があり、そこでワイルド粒抽出物は効果的な抗酸化物として用いることができるだろう。しかしながらフィチン酸だけはワイルドライスタンパク質の抗酸化物質の１つとして特徴づけられた（Wu. et al., 1994）。これらの発見はワイルドライスが食品製品の酸敗から防ぐ、あるいはそのシェルフライフを長引かせるのに利用する力があることを示す。更にQiu et al., ( 2009, 2010) は、市販のワイルドライフの抗酸化活性の研究とこれらの性質に関する特別の関与物質の同定を行った。ワイルドライスのメタノール抽出物の抗酸化活性は、それらのDPPHラジカルスキャベンジング活性とDRACアッセイから、白米のものよりも10倍ほど高いことが見出された。フェルラ酸とsinapic acid（シナピン酸）は、ワイルドライス中最も多くのフェノール酸と同定された（Qiu et al., 2010）。アセトン抽出物は白米より30倍以上抗酸化活性が大きいことを示し、更にこれらに関する抗酸化特質はフラボノイドグルコサイドとflavan-3-olsであった（Qiu et al., 2009）。

   更にZ. latifoliaの茎、葉抽出物には効果的な抗酸化的性質を有することが報告され、しかし茎抽出物だけはアンジオテンシンコンバーテング酵素（ACE）阻害活性があり、高血圧の治療にうまく利用された（Qian et al., 2012）。もう１つのin vitroの研究では、抗酸化性質の他、ワイルドライスの虫こぶエキスがあるが、直腸ガン細胞中のヒトβ--defensin-2のプロモーター活性を刺激し、ポジテブな効果を自然免疫システムに与え、その結果ヒト健康に遺伝子表現を活性化することで貢献する（Oritani et al.,2009）。Lee et al.,(2015)はZ.latifoliaの空中部からメタノール抽出した区分の可能性ある価値を研究した。 FlavonolignansとFlavonesは、in vitroで主な一酸化窒素の生産とヒスタミン放出に対する阻害活性の認められる主成分であると認められた。Salcolin DとZ.latifolioのもつ最も強い抗炎症剤と抗アレルギー作用が、可能性のある治療源として確かめられた（Lee et al., 2015）。これまでの研究から（Lee et al., 2009b）、全ワイルドライス植物メタノール抽出物のポジテブな効果が報告された。これまでの研究から（Lee et al., 2009b）、全ワイルドライス植物のメタノール抽出物のポジテブな効果が報告された。研究された抽出物は、物質48/80誘導脱顆粒を阻害する能力を持つことと、ある濃度依存的な方法で抗原--誘導β--hexosaminidase 遊離を阻害する能力を持つ。この性質はタイプIアレルギー反応の阻止に有用である（Lee et al., 2009b）。

更にZ.latifolia 虫こぶ（gall）のエタノール抽出物はmice中のosteoclast（破骨細胞）形成阻止能力を有し、osteoporosis(骨粗鬆症)阻止に対する効果的溶液として発展した（Kawagishi et al., 2006）。著者らは、虫こぶ抽出物が破骨細胞形成をいかなる細胞の損害性もなく、49%まで低下することを見出した。これまでの研究でもワイルドライスはラット中の結腸ガンの異常に大きな陰窩病巣の数を効果的に減らした（Gallaher and Bunzel 2012）。

   ワイルドライス消費のポジテブな可能性ある科学論文と情報に関するものには限界があり、ヒトのワイルドライスを用いた食事療法に関する試験データーはない。しかしながらZhang et al., (2009)は、ワイルドライスのラット食で高脂質/コレステロール食の脂質--低下と心臓保護効果を報告した。炭水化物源としてワイルドライス取り込みは、血清トリアシルグリセロールとトータルコレステロールの増加を抑え、そして高密度リポタンパク質レベルを低下させた。ワイルドライスリッチ食の効果により、血清と肝臓組織でのスーパーオキシドジスムターゼ活性の増加、マロンジアルデヒド濃度の低下が示された（Zhang et al., 2009）。更にHan et al., ( 2012) は、ラット食の高脂質/コレステロール食によって引き起こされる肥満と脂肪毒性に対するワイルドライスの防御可能性を調べた。観察されたのは、ワイルドライスは肝臓中脂質滴の蓄積を阻止し、血清--遊離脂肪酸とleptinレベルを極小にして、ラット中の肥満と肝臓脂肪毒性に対して健康効果を示した。又、リポタンパク質リパーゼとアジポーズトリグリセリドリパーゼ活性の低下を阻止した（Han et al., 2012）。体重と脂質プロフィールの改善に同じ効果がZhang et al., (2009) により報告された。更にHan et al., (2013) は、食事炭水化物にワイルドライスを置き換えることで、ラットのインシュリン抵抗性への効果を研究している。結果から、ワイルドライスはラットで異常なグルコース代謝の改善すること、インシュリン抵抗性に効果があることが示された。更に、ワイルドライスの食事への取り込みは肝臓ホモジネートトリグリセリドの異常性あるいは悪いレベル、および遊離脂肪酸レベルを逆行させ、そして食事誘導脂肪毒性の改良があった（Han et al., 2013）。一般にワイルドライス消費は，はっきりとグリセリド、遊離脂肪酸、血清リポカリン−２レベルを落とし、つづいて血清中、ラット肝臓中のアジポネクチン濃度を増加する事がわかった（Han et al., 2013）。

   ワイルドライスのコレステロール低下効果と抗アテローム派生効果は、低--密度リポタンパク質レセプター欠マイスで観察された（Surendiran et al., 2013）。著者らは、ワイルドライスの消費がマイスの大動脈ルート中のアテローム性動脈硬化症の病変とサイズを顕著に減らすことを示し、それらは明らかに血清コレステロールレベル、低密度リポタンパク質レベル、超低密度リポタンパク質レベルの低下と関係のあるものである。しかしながら食事中のワイルドライスに対する応答がマウスのオス、メス間で異なった。メスマウスは、ワイルドライスのコレステロール低下効果により良く反応した。全フェノール型物質と食物繊維含量は白米と比較して増加したけれど、血漿および赤血球スーパーオキシドジスムターゼおよびカタラーゼ活性は改良しなかった。得られた結果から、コレステロール低下効果は、低--密度リポタンパク質（LDL）-レセプター欠マイス中のアテローム発生阻害に対する主要因であり、メスのコレステロール排泄スピード増加に主に関与している（Suendiran et al., 2013）。更にMoghadasian et al., (2016) は、LDLレセプター ノックアウト オスマウス中のアテローム性動脈硬化症（粥状硬化硬化巣）阻止への植物化学物質とワイルドライスの結合効果を試験した。植物ステロールと結合してワイルドライスを消費すると、コントロールグループに比較して顕著にそのアテローム性動脈硬化症の病変のサイズと重大度を低下した。この効果は、糞便中コレステロール排泄中の増加と同様、血漿全体、LDL、超低密度リポタンパク質 (VLDL) コレステロール濃度の顕著な低下に強く結びつく。しかしこの研究はワイルドライスとフィトステロールの長期消費がマイス中安全で、心血管リスクファクターを低下する（Moghadasian et al., 2016）証拠を与えた。しかしながら、作用メカニズムと可能性のある臨床転帰は未知のままである。ワイルドライスの可能性ある抗酸化と健康増進の性質は表10.7にまとめた。

 

6  これからの目標と可能性

 

ワイルドライスは従来の米粒とは関係なく、全粒穀物と同定される。以来、ワイルドライスは栄養的成分と同様その関心はもっと健康増進の性質の特徴に向けられている。研究から、ワイルドライスには高レベルのタンパク質、ポジテブな脂質プロフィール、複雑な炭水化物、更に高レベルの繊維を含むことが示された。非常に多くの情報がワイルドライスの成分に関して蓄積されてきたが、しかしながら更に必要な研究分野がある。生物活性化合物の組成と含量は多少希薄さと矛盾があり、そこで分析法の統一が必要である。

   近年、高い抗酸化活性をもつ食品にかなりの関心がある。ワイルドライスはかなりの量の植物化学物質を含むが、それは抗酸化物質の豊富な源と認められる。ワイルドライスの複雑な性質は、その抗酸化的性質と結びつき健康価値の可能性に結びつくが、特に慢性疾患の抑制に結びつく。そこで毎日の食事にワイルドライスを入れる努力は行うべきである。酸化しやすく食品へのワイルドライスの取り込みは、それらのシェルフライフを長引かせ好ましくない変化から防御するだけでなく、健康的価値を増加する事もできる。しかしながらワイルドライスとヒト食物と間にデーター介入はなく、動物実験だけではいつも十分ではない。そこで、動物で見られたと同じポジテブな効果が見られるかどうか、ヒトの毎日の食事の中にワイルドライスを実際に添加したヒト主題の研究が必要である。

   一言で言えば、ワイルドライスの組成と植物化学物質に存在するその含量は、現在と未来の世代のための顕著な機能性食品として位置づける重要なものであり、多くの進化する慢性疾患に対する防止と予防に価値のあるものであろう。しかしながら、より多くの努力が以下の方向には必要であり；（１）これらの植物化学物質の大部分が一般的抽出プロフィールでは簡単には近づけられないような結合様式で存在が認められると考えると、ワイルドライス中の高レベルの抗酸化成分の検索と利用のための経済的に実現可能な方法を発展させる必要があること、（２）改良したタンパク質、アミノ酸、植物化学物質含量と組成、優れた抵抗デンプンと繊維含量の栽培品種の発見と開発、そして（３）ワイルドライス製品（例えば粉と抽出物）を含んだ官能特性の妥協なしの一般食品の開発である。

 

4.  植物化学物質とミネラル

 

植物化学物質は生化学的非栄養的物質として全粒、果物、植物、他の食品中に見出されるものと定義される。植物食品中栄養成分とともに働き、それらは大部分の慢性疾患リスクの低下に結びつく（Liu, 2003）。全穀物中植物化学物質の殆どのグループは米も含め、phytosterols, γ--oryzanol、tocochromanolsである。

 

4.1 ステロール

4.1.1 フィトステロール

フィトステロールあるいは植物ステロールは一般にいろいろな食物の細胞壁中に見られる成分である。植物ステロールは、植物中にあって動物中のコレステロールが演じると同じ基本的な機能を演じている（Law,2000）。フィトステロールはコレステロール同様に広い種類の物質で化学構造はコレステロールの類似のもので、しかしカーボンC-24で側鎖が広がり修正され、そしてC-22で２重結合している。Berger et al.,(2004)によると、phytosterols はステロールとスタノールの２つのクラスにはっきり分けられるのである。しかしながら天然界では大部分の形はステロールである。図10.3はβ--sitosterolの構造を示す。

   北アメリカ・ワイルドライスは生化学活性をもつphytosterolsの供給源として認めることができる。Przybylski et al.,(2009)はワイルドライス脂質中のに11種の異なる植物ステロールを見出した。大部分のphytosterals はβ--sitosterol、 campesterol、 cycloartenolで、全ステロールの54%-75%を占め、ワイルドライス種に基づくものである。レギュラー玄米中の24-methylenecycloartenol とstigmasterol量はワイルドライス中より多い。更に他の微量ステロールがワイルドライスサンプル中に見られ、すなわちclerosterol、23-dehydrositosterol、gramisterol、citrostadienol、 △⁵--avenasterol 及び、△^７−avenasterolである。全ステロール含量は70から145g/kgワイルドライス脂質であり、玄米27g/kgと比較される。ワイルドライス脂質中の全phytosterol含量は、玄米やいろいろな穀物副産物中よりずっと高い（表10.3）（Jiangand Wang, Przybysski et al.,2009）。

   しかしながらもしデーターがある粒中の脂質量で修正されるならば、そのphytosterol含量はそれぞれ0.7から1.3mg/g食品と0.6-0.9mg/gワイルドライス品種とレギュラー玄米となる。ワイルドライス中の全ステロールと穀物副産物材料で得られたものとを比較すると、穀物副産物中の全ステロールはずっと高く、0.3から4.5mg/gの範囲でいろいろであるが、それは主にはこれらの製品中のより高い脂質含量のためである（Jiang and Wang,2005）。

 

4.1.2 γ-Oryzanol

 

γ-Oryzanolはtriterpene alcoholとphytosterolsのferulic acid estersの混合物に対する一般名である。各γ-Oryzanolの成分の量は、組成同様、環境要因と遺伝子のタイプにより影響を受け、特にレギュラー米はそうである（Bergman and Xu,2003; Miller and Engel,2006）。γ-Oryzanolは単に米だけではなく、特にふすま区分にある（Xu and Godber,1999）だけではなく,ライ麦や小麦の製粉区分中にも見られる（Nustrom et al., 2007）。γ-Oryzanolは初期には１つの成分と考えられていたが、その後triterpene alcoholsのferulate esters と植物ステロールを含む区分であることがわかった（Roger et al.,1993）。さらにはXu and Godber (2001)は、大部分のγ-Oryzanolの３成分とはcycloartenyl ferulate, 24-methylenecycloartanyl ferulate, およびcampesteryl ferulateであることを示し、それらはγ-Oryzanolの80%であることを示した。

しかしながら研究の大部分は米製品中、γ-Oryzanolの全量に向けられた（Hoed et al., 2006; Lee et al.,2009a; Przybylski et al., 2009）。

   ７種のワイルドライス市販品種中の脂質中のγ-Oryzanolの全量がPrzybyski et al.,(2009)により報告された。著者らによると、北アメリカのワルドライスは459-730mg/kg脂質を含み、一方レギュラー玄米は459-613mg/kg脂質を含むと述べられた。Oryzanolの豊富な供給源、米ふすまオイルに比べ、北アメリカ・ワイルドライス脂質量は顕著にγ-Oryzanolより高い（表10.4）。

   ２つの別々の研究で見られるワイルドライス脂質とレギュラー玄米脂質中全γ-oryzanol含量の総量の違い（表10.4）は、分析に用いた異なった抽出法と分離方法の違いのためである（Aladedunye et al.,2013）。

   市販ワイルドライスサンプル中のγ-oryzanol成分はAladedunye et al.,(2013)により報告された。その結果は23γ-Oryzanol誘導体を示したが、そのうちのcycloartenol trans-ferulate, 24-methylenecycloartenol trans-ferulate, capmpesterol trans-ferulate, およびsitosterol trans-ferulateが大部分の成分であり、ワイルドライスサンプル中75%の範囲、玄米中90%までの平均である。著者らは又、北アメリカ・ワイルドライスとレギュラー玄米との間のγ-oryzanolプロフィールの顕著な相違を報告した。Cycloartanol ferulateは、ワイルドライスサンプルのどんなものにも見つからなかったが、一方飽和型のcycloartenol ferulateはワイルドライスサンプル中最も多くあるものの１つであり、全-oryzanol量の48%までと示された（Aladedunye et al., 2013）。γ-Oryzanolの破壊により、その成分のphytosterolとferulic acid の開放となる。

 

4.2 ビタミン

 

4.2.1  B-グループ ビタミン

 

ワイルドライスは全粒、水溶性ビタミン、例えばチアミン、リボフラビン、ナイアシンに富む。Zhai et al.,(2001)は、中国ワイルドライス中のチアミン量が0.52-0.63mg/100gと報告し、一方北アメリカ・ワイルドライス中にはその量は0.36-0.50mg/100gと報告した。反対に白米はわずか0.12mg/100gしか含まれない。著者らは中国、北アメリカ・ワイルドライスでリボフラビン含量はそれぞれ0.07-0.15と0.20mg/100gであると示した。顕著により低いリボフラビン濃度が白米で見られ、0.05mg/100gであった(Zhai et al., 2001)。Swain et al.,(1978)はチアミン含量が0.02-0.25mg/100gであり、一方リボフラビン濃度が0.2-0.4mg/100gと認めた。さらにナイアシン含量はワイルドライスサンプル中4.6-10.3mg/100gであった（Swain et al., 1978）。

 

4.2.2  トコフェロール

 

ビタミンEは本来８つの化学物質よりなる；α--、β--、γ--、δ--トコフェロールと４つの相当するchromanol headとphytyl tailの共通構造を持つトコトリエノールである。トコフェロールは完全に飽和化したphytyl tailを持ち、一方トコトリエノールは多価不飽和phytyl tailを持つ。

   全ビタミンE含量は、北アメリカでワイルドライス中0.2mg/100g脂質と中国でワイルドライス0.48mg/100g脂質と報告された(Zhai et al.,2001)。対照として中国白米は0.1mg/100g脂質である。ワイルドライスの種類で0.79-13.06 g/kg脂質である。さらに各種米ふすまオイル中の全トコフェロールは量はずっと低い（表10.5）。

 

   しかしながらChoi et al., (2007)は、トコールレベルは栽培によると報告した。彼らは、全トコール量はそれぞれ7.4、26.4、93.7mg/kgであると白米、玄米、黒米で述べた。これはワイルドライス品種中見られる相違の説明である。更にトコール量は粒の場所によっても異なる（Ko et al., 2003）。ワイルドライス中で同定されたビタミンE物質は、α-,β-,γ-,δ-トコフェロールとα-,β-,δ-トコトリエノールである。γ-トコトリエノールはワイルドライスサンプルには見つからない。しかし玄米サンプル中には定量でき、全クロマノール成分の中の6.6%と67.6%がその量である。ビタミンEの殆どの成分はα--トコフェロール、α--トコトリエノールである。α--トコフェノールは最も活性あるビタミンE複合体の物質で、ヒト体の脂質相にて最も強力な抗酸化物質である（Burton and Ingold,1989）。主物質としてα--トコフェロールの存在する高濃度ビタミンEは、ワイルドライスの重要な栄養品質に影響する。そこで、ワイルドライスはビタミンEの価値ある源として認められ、ヒトにとって有益なものである。

 

4.3 ミネラル

 

ワイルドライスのミネラル成分は他の穀類と類似しているようだ。しかしながら、一般にワイルドライスは価値あるカルシウム、マグネシウム、リン、カリウム源として認められている（Anderson, 1976; Zhai et al., 2001）。鉄、ナトリウム、亜鉛の相当量もそれぞれ報告がある。ワイルドライス中のマグネシウム，カリウム，リン、亜鉛，鉄の濃度は、玄米、精製白米よりも高い（Anderson,1976）。

   中国、北アメリカのワイルドライス中のミネラル濃度は類似している。最も多くのミネラルはリンであり、中国、北アメリカワイルドライスでそれぞれ290と340mg/100gの間の濃度である（Zhai et al., 2001）。

 

4.4   フェノール物質

 

フェノール物質は全粒植物化学物質中、最も良く研究されたもので、１カ所あるいはそれ以上の芳香族リングを持ち、１カ所あるいはそれ以上のOH基を持つもので、それはいろいろな種類の役割に機能し主に植物の防御に機能している。全粒としてワイルドライスは、またフェノール物質の有用な供給源でもある。９種のワイルドライス品種の中で全フェノール含量（TPC）は419-588 mg GAE/kg（Qinu et al., 2010）であり、2472-4072mg FAE/kg (Qiu et al., 2009) (表10.6)。得られた結果の相違は多分、研究で用いた抽出調製方法とソルベントの違いによるためであろう。Alves et al., ( 2016)は、ワイルドライス中の全フェノール含量は用いた抽出溶媒に強く影響されるといい、含量はエタノールとアセトン/水抽出でそれぞれ31から311 mg GAE/100gサンプルである。更にMa and Cheung ( 2007) の研究は、各フェノール物質が各々Folin試薬に関係、いろいろな結果を与えることを示した。そのQiu et al., (2009, 2010)により報告された結果は、ワイルドライス中の全フェノール物質は普通の白米に見られるものより顕著に高く、46mg GAE/kgと279mg FAE/kgであった。黒米とワイルドライスの全フェノール含量を比べると、Alves et al., ( 2016)は、ワイルドライス粒は311mg GAE/100gを示し、一方黒米は878ｍg GAE/100ｇであった。しかしながらワイルドライスのTPCは脱穀した長-粒米より約8倍高く、搗精した（長-および単-粒）米よりも11倍以上高い（Alves et al., 2016）。更に迅速調理ワイルドライス中のTPC量（2076mgFAE/kg）は実質的には生のワイルドライスよりも低い（Qiu et al., 2009）。迅速調理したワイルドライス製品の加工方法は、水漬、調理、乾燥があり、それらは結果、生の粒中の植物化学物質のロスとなる（Li et al., 2007）。

   Qiu et al., (2009)は、ワイルドライスの抗酸化活性のはっきりした差異を報告したが、それは２，２−diphenyl-1-picryl hydrazyl (DPPH) radical scavenging activityとoxygen radical absorbance capacity (ORAC)アッセイ法で求める。差は、いくつかの要因の効果で説明され、そこには栽培、成長環境、収穫条件の効果によって説明された。更にMichell et al., (2007)は、10年間の研究から有機的に成長したワイルドライス品種はこれまでの品種より高い抗酸化活性の特徴あることを示した。ワイルドライスの高抗酸化活性は全フェノール含量に高度に関係があった（Qiu et al., 2009）。著者らはTPCとDPPHラジカルスキャベンジング活性の間と、TPCとORACの間に強い相関関係を示した。

 

4.4.1 フェノール酸

 

フェノール酸とその誘導体は果物、野菜、穀物類中に広く分布する２次的代謝物である。フェノール酸プロフィールへの連続的成長する関心事は、直接にそれらの抗酸化的活性と可能性の高い健康意義に直接関係するものである（Qiu et al., 2010）。穀物粒は広範囲のフェノール酸を含み、そこには多量のものとしてferulic acid とp-coumaric acidがある（Mpofu et al., 2006； Shahidi and Naczki, 2003）。ワイルドライス中でもっとも多くのフェノール酸はferulic acid で、その含量は241-355 mg/kgで、続いてsinapic acid、 55-97mg/kg (表10.6)である。Ferulic acid とsinapic acid の他に顕著な量のp-coumaric acid も見出された（Qiu et al., 2010）。Hydroxy cinnamic acids はワイルドライス不溶性区分の主成分である。ワイルドライスに比較して、白米サンプルにはferulic acidが少なくとも２倍低い量が含まれ、sinapic acidはほんのわずかレベル量が見られた（Qiu et al., 2010）。更に全粒としてワイルドライスは食物繊維の良い供給源であり、いくつかのモノマーフェノール酸とferulic acidおよびsinapic acidのdehydrodimersに富んでいる（Bunzel et al., 2003）。

 

4.4.2  フラボノイド

 

フェノール酸とともにフラボノイドにはずっと多くのその高い抗酸化活性に関心が集まる。２次的植物代謝物質として、フラボノイドは糖と共役し、flavonoido-O-あるいはC-グルコサイドとなる。

フラボノイドの抗酸化活性はその構造側面に関係があり、良好なスキャベンジング活性はカテコール部の存在に結びついている（Van Acker et al., 1996）。

   カテキンとエピカテキンは、全てのワイルドライスサンプルに見出され；しかしながらprocyanidin oligomers の存在はサンプル中で色々である（Qiu et al., 2009）。生サンプル中procyanidin 量は7.16-239.22μg/gの範囲 (表10.6)である。ワイルドライスは、又27.2μg/gの全アントシアニンを含む（Abdel- Aal et al., 2006）。Qiu et al., (2009) は、加工サンプル中にflavonoids の存在を報告した；しかしながら量は比較的低く、それはmono-とdimer procyanidinのみの存在のためである。白米サンプルではprocyanidin oligomers は見つからなかった。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

１，      紹介

ワイルドライス（Zizania spp.）は、カナダ米、インデアン米、水オート麦、マッシュオート麦、黒鳥オート麦としても知られ、主に北アメリカに原産で五大湖地域の浅い湖に育つ（Anderson,1976）。

北部アメリカがもともとであり、東アジアにはベーリング陸橋を通じて広がったと報告された（Xu et al., 2010）。植物は大きな種子のある、しかも空洞の空いたシリンダー状の茎、長く幅の狭い刃のような葉のある水性草は、小麦、オート、大麦、巨大なカットグラスZizaniopsis miliacea に類似している。穀粒は長く、狭いシリンダー状（図10.1）をし、長さ7.5-18mmで幅は1.5-4.0mm( 図10.2) である。Zizania 種、例えばZ. palustris L., Z. aquatica L., Z. texana H. Z.latifolia G., Z. caudiflora Turcz., Z. clavulosa Michx,. Z.dafurica Turcz. ex Steud., Z. interior (Fassett) Rydb; しかしながらこれらの種のほんの４種、すなわち、Z. palustris., Z. aquatica, Z. texana, Z. latifolia は土着の北アメリカ人によって収穫され食料とされる（Surendiran et al., 2014）。

Z. palustrisは米国、カナダ５大湖域の浅い湖と川で主に生育する一年生種である。そしてZ. palustrisのようなZ. aquaticaも一年生種で、米国の東部南東部域とルイジアナのSt.ローレンス川に沿って成長する。Z. texana とZ. latifoliaはともに多年生種であり、Z. latifolia とともに広範に南東アジアで育ち、相対的に稀にZ. texana 種はテキサスのセイントマーカス川に野生している（Surendiran et al., 2014）。

   ワイルドライスは、健康に関心のある消費者に人気を博しており、それは白米、あるいは玄米（Oryza spp.）に比べて栄養価が良いと報告されているためだ。例えばワイルドライスは食物繊維（〜6.2%）の良い供給源で、タンパク質が白米のほぼ倍である（Timm and Slavin, 2014）。ワイルドライス中の抗酸化植物化学物質はより多種であり、含量は白米でみられるものより数倍高く、その結果数倍抗酸化活性は白米種より高い。ワイルドライスははっきり脂質含量が玄米種に比べ低く、顕著なことは不可欠脂肪酸がより高く寄与している（56.5-66.5%対36.9%-39.1%） 。ワイルドライス中ωー３−脂肪酸の全含量は約4-8倍玄米より高いが、しかしそのレベルは一般に治療上はっきりしている必要量よりは低い。相対的な高いワイルドライスの灰分含量は、例えばK, Pの高ミネラルの供給源を示す。事実、Minnesota Agricultural Experimental Stationの1924年の比較研究では、ワイルドライスははっきり栽培された搗精米よりはっきりより大きな食品価値を持つと結論された（Kennedy,1924）。

   ワイルドライス消費による抗酸化活性、コレステロールー低下効果、心血管系での利点は明らかに実験動物で示された。たとえばSurendiran et al., (2013)による最近の研究では、ワイルドライス消費はアテローム性動脈硬化症の病変のサイズと重大度を低下させ、オス、メスのマイスの大動脈の根において白米あるいは市販の炭水化物源を与えた同じ性のコントロールグループに比べてそれぞれ71と61％まで低下した。著者らは、ワイルドライスのコレステロール低下効果が多分、LDLr-KOマイス中のアテローム発生阻止の主要因であり事を示した（Surendiran et al., 2013）。Han et al., (2013) によると高脂質/コレステロール食のラット食中、主の食炭水化物の白米、加工小麦デンプンをワイルドライスに置き換えると、高脂質/コレステロール食--誘導インシュリン抵抗性を抑制し異常な糖代謝の改善をした。最近のレビューでワイルドライスの植物化学物質と栄養と健康促進関係物に関する利用できる文献をサマライズした（Zizania spp.）。

 

２，      ワイルドライスの加工と利用

ワイルドライスの栄養学的重要性は数世紀にわたり北アメリカの土着人によって認識され、過去において主食とされてきた。20世紀後半には、ワイルドライスは増加の必要性から、販売用に栽培されてきた。1960年代中頃、北ミネソタの農家は普通の米栽培用に用いられるのにづっと近いコントロールした水田の方法でワイルドライスを育てはじめた。ワイルドライスの殆どは、今やミネソタやカリフォルニアで商業用の方法で生産されている。しかしながらもっと多くの国々、例えばフィンランドなどではワイルドライスの生産に関心を持っている（Makela et al., 1998）。

   ワイルドライスは比較的高水分含量（約45%）で収穫するが、それは収穫後の加工の間、粉砕で過剰の粒損出をしないためである（Oelke and Boedicker , 2000; Oelke et al., 1997）。ワイルドライスの経験的加工方法で典型的に含まれるものは；粒乾燥、乾燥種の脱皮、皮の分離である。精製したワイルドライスは粒サイズあるいは長さによりグレード化する。ワイルドライス生産の商品化は、加工上多くの変化と改良をもたらした；しかしながら伝統的方法の考え方は変わっていない。これらの変化は、生産物の回収を上げるのに必要であり、更にワイルドライスの品質を上げるために必要である。最近のワイルドライス加工に用いるのには、新たないくつかのステップがあり、例えば乾燥方法の中で硬化、乱切処理、修正である。硬化方法は不成熟粒の色の変化をもたらし、又、フレーバーにも影響する（Strait,1982）、一方、乾燥は特徴を豊かにし、暗い色合い、ナッツ臭とデンプン糊化を引き起こす（Strait 1982, White and Jayas 1996）。

最終製品の必要性に基づいて乱切処理が用いられるが、そのためワイルドライスはより一貫性のあるより短時間の調理時間が必要になる(Oelke and Boedicker, 2000)。

   Canada Wild Rice Councilによると、標準ワイルドライスとはZ.aquaticあるいはZ.palustris で得られ、硬化、天日乾燥、籾摺りの終わったもので、水分含量は重量で11%以上であってはならない（Oelke and Boedicker , 2000）。多くの普通の全粒とは別に、ワイルドライスは典型的には決して精製しない（Surendiran et al., 2014）。加工したワイルドライス種子は安定で、もし低温で70%以下の相対湿度下でなら長期間保存できる。しかしながらワイルドライスの粒と粉は微生物の成長に被害を受け、主にAspergillus spp., Rhizopus spp., Cladosporium spp., およびPenicillium spp.である【White and Jayas，1996】。

   今日、ワイルドライスの利用は、人気が出ていて一般に店やレストランで利用できる。一般にポテトや白米の代替えとして用いられている。そのユニークなフレーバーのためワイルドライスはいろいろな食品の成分材料として用いられ、例えばキャセロール、スープ、サラダ、デザ−トである。ワイルドライスはほとんど長粒米とブレンドして材料で売られているが、しかしその加工したものもマーケットで利用できる。しかしながらワイルドライスの天然のものは栽培のものより高い値段である。

 

3.  栄養成分

3.1   脂質

Prsybylski et al., (2009) は、７種の北アメリカ・ワイルドライスを分析し報告しているが、脂質含量は0.7-1.1%であった。類似の研究はZhai et al., (2001)とAizawa et al., ( 2007) が中国、日本のワイルドライスで各1.1と1.4％各報告している。これまでの白米あるいは玄米の関するデーターは、脂質含量は2.6-2.8%の間と示されたが、Oryza spp.のレギュラーのものはワイルドライス（Zizania spp.）に比較すると４倍高いほどの脂質が示された。脂質は米では一般的に巨大栄養素のうち少量の相対的場面にアカウントされるが、ワィルドライスでは顕著に定量であり、低脂質食を渇望する人々にとっては都合のよいものである。含量よりもワイルドライスの脂質プロフィールは一般の白、あるいは玄米より優れており（表10.1）；ワイルドライスは玄米に見られる不可欠脂肪酸36.9-39.1%に比べて55.6-66.5％含量である（Przybylski et al., 2009）。ワイルドライス（20%-31%）中のω−３脂肪酸レベルは、玄米中見られる量よりも18倍ほど高い（Przybylski et al., 2009）。ω−３に対するω−６の比率はワイルドライスでは1.1から1.8で、レギュラー米では20.2から22.4であった（Przybylski et al., 2009）。顕著のに低いワイルドライス脂質、比率n-6/n-3は、ヒト血液脂質で有益な効果を示すだろう（Schaefer 2002）。Aizawa et al., (2007) によると、日本のワイルドライス（Z.palstris）のtriacyl glycerol 種の60%はpalmitoyl dilinolein (PLL)、palmitoyllinoleoyl linolenin (PLLn)、 dilinoleoyl linolenin (LLLn)、 trilinolein (LLL)とoleyllinoleoyl linolenin (OLLn)で、PLL、 LLL、 OLLnが優勢である。

 

3.2 タンパク質

その脂質含量とは違って、利用できるデーターでワイルドライスはタンパク質含量が多くの穀物より高い（12%-18%）（Copen and LeClerc,1948; Kennedy, 1924, Lindsay et al., 1975; Wang et al., 1978）。Zhai et al., (1994) は７つのChinese (Z. latifolia)、 North American (Z.aquatica)、ワイルドライスサンプルのタンタンパク質含量を評価し、その値が11.95から15.15/100gの範囲にありワイルドライスサンプルは栽培されたコントロール白米（Oryza sativa）に見られるタンパク質含量の２倍ほどである。彼らの発見は、ワイルドライスが栽培玄米のタンパク質含量の２倍であるという初期の報告と類似であった（Capen and LeClerc, 1948）。Lindsay et al., (1975) とWang et al., (1978) による研究では、ワイルドライス加工でユニークである発酵ステップがそのタンパク質含量には影響しない事を明らかに示した。ワイルドライスに対して報告されたタンパク質含量は、しかしながらより注意深く評価する必要があるが、それはしばしば異なった窒素/タンパク質係数が用いられたり、あるいは乾物重量あるいは湿式重量がベースになっているからで、情報は時にはっきりしない連絡である。

   大部分の穀物粒に比べ（表10.2）、相対的にタンパク質のより高レベル、高品質であるが、ワイルドライスはグルテンフリーでもある。そこで小麦、大麦、ライ麦には炎症誘発性グルテンタンパク質を含むが、それとは違ってワイルドライスはグルテン不耐性の患者により安全に消費される。

   タンパク質効率比（PER＝protein efficiency ratio）は、体重増加（一定期間）に対するタンパク質消費グラム数 の比率で述べるが、過去のタンパク質の栄養価記述に用いられた。利用できるデーターは、ワイルドライスのPER（1.72-1.76）はほとんどの穀物粒より高い（たとえば大麦, 1.6; コーン, 1.4; ライ麦, 1.3;小麦, 0.9 ）, しかしカゼイン（2.50）よりかなり低いが、普通良く用いられ標準タンパク質である(Pomeranz 1973; Wang et al., 1978)。しかしながらワイルドライスのPERはオート麦（1.8）や普通の米（1.8）と比べられる（Julino ,1972; Pomeranz, 1973）。Wang et al .,(1978) によると、他の穀物に比べて相対的に高いワイルドライスのPERは、一部そのアルコール可溶プロラミンの低い比率によるためで，それはしばしばリジン含量が低い。ワイルドライスタンパク質の18アミノ酸は表10.2に示された。一般にワイルドライス蛋白質のアミノ酸組成は、他の穀物に比べて優れているが、例えば普通米、コーン、大麦、あるいはライ麦である（Lornz 1981; Oelke,1976; Terrell and Wiser, 1975; Wang et al., 1978; Watts and Dronzek 1981; Zhai et al.,1994, 2001）。中国、米国、カナダのワイルドライスの研究で、Zhai et al., (1994, 2001) は、ワイルドライスサンプルのアミノ酸組成が一般に中国でできた白米、大麦、コーンで報告されたものより不可欠アミノ酸でより高含量と結論した。未加工ワイルドライス中、スレオニンは第１制限アミノ酸でありリジンは第２制限アミノ酸である（Watts and Dronzek 1981; Zhai et al., 1994,2001）; しかしながら、高温度加工米（135℃で25分間乾燥）ではリジンは第１制限アミノ酸でスレオニンは第２制限アミノ酸である（Zhai et al., 1994, 2001）、リジンは唯一の顕著な乾燥処理により影響されるものである。穀物中のリジンのレベルは特に重要であり、リジン欠でしばしば穀物タンパク質の栄耀的価値が低下するためである（Watts and Dronzek, 1981）、 しかしながら表10.2に示される様にリジンのワイルドライスでのレベルは白米、オート麦、小麦を追い越し、一般に全粒高リジンコーンにみられる含量と比較される（Bauman et al., 1974）。硫黄含有アミノ酸の含量、例えばメチオニン、システインは、ワイルドライス中、白米、オート麦に類似しており多少小麦よりは高い（表10.2）。

 

3.3 炭水化物

 

デンプン、糖、他の炭水化物物質を含む炭水化物は、ワイルドライス巨大栄養素の約75%を示し、主なるワイルドライス中のエネルギー源である。ワイルドライスの全炭水化物含量（72.3%-75.3%）は玄米（77.4%） 普通白米( 80.5%)より多少低いが、しかしオート麦（68.2%）、小麦（71.7%）、トウモロコシ（72.2%）よりは大きい（Anderson,1976）。生のワイルドライスの糖含量は、1.8%-2.7%の間であり、加工米中の約1%に低下する。ワイルドライス中のデンプン含量は、60%から65%の範囲だがそれは品種による。ワイルドライス中のデンプンのタイプと品質は普通白米とは異なり、ワイルドライスは普通白米に比べよりすばやく消化されるデンプンを含み、消化の遅い抵抗性デンプンを含む（Surendiran et al., 2013）。

   一般にワイルドライスデンプンの膨潤力、水溶性インデックス（WSI）は、白米（Wang et al., 2002）, 小麦（Hoover et al., 1996, Lorenz, 1981）のものより明らかにより高い。Wang et al., (2002) は６品種のワイルドライスの 限界β--アミロリシスは54.3%-60.2%の範囲を示し、長粒の白米（Cypress 品種）コントロールで得られる64.1%より顕著にずっと低く、それはワイルドライスデンプンは簡単にはβアミラーゼで反応しないより分枝化構造であることを示す（Wang et al., 2002）。アミロース含量はワイルドライスサンプルでは（18.0%-20.0%）、白米Cypress品種（18.6%）でかなり類似しているが、しかしワイルドライスの方がわずかに高い（Wang et al., 2002）。Wang et al., (2002)、Hoover et al., (1996)によると、ワイルドライスデンプン糊化温度（64.0-67.4℃）は白米（77.6℃）玄米（79.0℃）それぞれより10、12℃ほどは低い。これらのデーターはしかしながらLorenz (1981)のデーターとは異なり、しそこではワイルドライスデンプンの糊化温度（73℃）は、玄米（75℃）に匹敵するが、しかし小麦デンプン（61℃）の値よりは顕著に高い。ワイルドライスデンプンは、小麦デンプンより室温で数日間、冷蔵庫中で数日間、密封貯蔵で良好であった（Lorenz,1981）。一般にワイルドライスデンプン（32.8-37.9%）の老化の程度は、普通米（40.8%）より低い（Hoover et al., 1996; Wang et al., 2002）。老化はデンプン多糖類の結晶域の形成を示すが、それは糊化デンプンの冷却、貯蔵によりデンプンを消化しにくくし、抵抗性デンプンの量を増やす。

 

   グリセミック・インデックス（GI）は糖が消化されそして吸収されるスピードに関係するが、それは血中グルコースレベルへの影響を決める。データーはかなりワイルドライス炭水化物のGIに関して乏しいが、利用できるデーターとしてグルコーススタンダードに比べ、SaskachewanワイルドライスのGIは57、カナダ玄米、66; カナダ白米、72;であった（Foster-Powell et al., 2002）。

   食物繊維には、非デンプン多糖類と抵抗性オリゴ糖（例えば、セルロース、ポリフラクトース、イヌリン、ガム、mucilages、ペクチン）、類似炭水化物（例えば抵抗性マルトデキストリン、ポリデキストロース、メチルセルロース、ハイドロプロピルメチルセルロース）、リグニン（waxes、phytate、 cutin、 tannins を含む）を含み可食性だが消化できない植物の食品成分部分のことである（AACC Reports, 2001）。食物繊維の健康的価値は、特に正常の消化システムの機能、肥満、糖尿、心血管病に関して良く述べられている（Aljuraiban et al., 2015; Anderson,1985; Burkitt et al., 1972; Encarnacao et al., 2015; Krumbeck et al., 2016; Liu et al., 2015; Rebello et al ., 2016; Wrick et al., 1983）。ワイルドライスは食物繊維の源であり、0.6-2%の粗繊維、5.2%全食物繊維、そのうち3.3%不溶性繊維、0.8%可溶性繊維である（Capen and LeClerc,1948; Surendiran et al., 2014; Zhai et al., 2001）。不溶性繊維区分中性単糖類成分は、52.7%グルコース、17.7%アラビノース、17.7%キシロース、6.5%ガラクトース、5.4%マンノース、可溶性区分は8.6%アラビノース、6.3%キシロース、42.9%マンノース、23.5%グルコース、18.7%ガラクトース、わずかのフラクトースである（Bunzel 2001; Bunzel et al., 2002）。Tahara and Misaki (2001) は、ワイルドライス食物繊維の非炭水化物組成複合体のリグニンを報告したが、フェノールポリマーとしては；suberin、 多脂肪ポリマーと多環芳香族ドメインのポリマー；cutin、多脂肪ポリマー；それからワックスである。Bunzel et al., (2003) は、２個の8-8カップルシナピン酸デヒドロダイマーと少なくとも３個のシナピン酸ーフェルラ酸へテロダイマーを異なった不溶性、可溶性穀物粒食物繊維からの鹸化生成物として報告した；ワイルドライス中の全8-8の結合シナピン酸デヒドロダイマーの全量は10、13、28倍ほどの量が普通米、小麦、spelt各々んに見出され、ほんの僅か無視できる量のものがライ麦、大麦、トウモロコシ、ふすま（millet）に見出された（Bunzel et al., 2003）。USDA データーによると、ワイルドライスの6.2%生食物繊維はほぼ白米（1.5%）、玄米（3.5%）各々の約５倍と２倍含まれていた（USDA, 2013）。近年、推薦量（2.5g/供給）の10%を含むならば"繊維の良い供給源"、推薦量（5g/供給）の20%含むならば"上等の繊維供給源"と考えられる食品であるが；そこでワイルドライスは45gというスタンダード供給の良好な繊維供給源であり、一方玄米、白米は10%以下に落ち、繊維供給の閾値以下になる（Timm and Slavin, 2014）。