古代ギリシャでは歯や口の中をきれいにするためにマスティツクの樹脂を噛み、中南米に住んでいたマヤ族は約3,000年前からサポディラの樹液を固めて、歯や歯茎を丈夫にするために噛んでいたといわれている。このようにチューインガムの起源は咀嚼力の強化や口腔内の浄化にあるが、これを科学的な研究により、噛むという行為が人間にとっていかに大切であるかを初めて証明したのがコロンビア大学のH・L・ホーリングワース教授である。※1

咀嚼は、全身的な自立神経系の反応を伴い代謝活動が増加し、また口腔内組織が刺激を受け、唾液が分泌されて口中が浄化されたり、口腔内組織や脳への血流変化を生じさせる。

一般に咀嚼とは、われわれが食物を摂取してこれを粉砕し、唾液と混ぜ合わせ、柔らかく擦りつぶす生理的作用をいうが、これは単純なものではなく、口腔内の多くの器官や組織の複雑な機能が調整されて行われるものである。

また、チューインガムによる訓練開始後、咀嚼力の向上が確認された子供の母親に対するアンケート調査を行った結果、食べる量が増えたこと、食事に要する時間が短縮したことおよび今まで見向きもしなかった食物に興味を示すようになったことなどもわかった。

同じチューインガムを用いた咀嚼訓練をナイジェリアの幼児について行った結果、二週間で咬合力は約10％しか増加しなかったが、これは通常かなりの咀嚼力で噛んでいるためであろう。これに対し、日本の幼児は顎のもてる力を充分に出しきっていないことが指摘され、咀嚼訓練を行えば、咀嚼能力はさらに向上することが確認された。

唾液には人間の健康に必要な生命の根源物質である酵素やホルモンなどがたくさん含まれている。ご飯やパンをよく噛んで食べると口中が甘くなるのは、唾液中に含まれているアミラーゼという酵素が澱粉を甘い麦芽糖などに変えるからであることがよく知られている。

また、唾液の中にはパロチンという唾液腺ホルモンが含まれており、これは若返りホルモンといわれ、いちばん老化の激しい歯、毛髪、生殖器などの機能維持に効果があるといわれている。

チューインガムの咀嚼時には多量の反射唾液が分泌されることから、口腔の二大疾患である齲蝕（うしょく）と歯周病の予防と関連して、近年種々の研究がなされている。一般に、食物の咀嚼時にはチューインガムに限らず唾液が分泌され、その滑剤作用により、咀嚼動作を円滑にさせている。唾液の役割にはそのほかに、口腔粘膜の保護作用、口腔の浄化作用、そしてpH変化を最小に保つ緩衝作用などがあり、口腔各組織の生理機能に強い影響を及ぼしている。

ところで、ガム咀嚼による唾液分泌促進およびpH緩衝作用を確認するため、三種類の香味の異なる（ペパーミント、酸入りと酸なしフルーツ）チューインガムと、糖や香料を含まないチューインガム（ガムベース）について咀嚼時中の唾液の分泌量とpHの変動を調べたところ、図3、および図4のようになった。

すべてのサンプルにおいて咀嚼中の唾液分泌量は増加し、30秒から3分後までが最も多量となった。ガムベースと他のチューインガムを比較した場合、咀嚼直後から約三分後まで後者はさらに唾液の分泌量が大となり、それ以後はほぼ同程度となった。これは咀嚼以外にチューインガムに含まれる糖および香料も唾液分泌を増加させる因子になっているからであろう。

またpHの変化は、酸入りチューインガムを除き、咀嚼直後から上昇して比較的高いpHレベルを保った。酸入りチューインガムの場合は咀嚼直後に下がったが、まもなく回復して他とはぼ同じレベルを保った。※3これは唾液の緩衝作用による現象であると考えられる。

以上のようにガム咀嚼には、唾液分泌を促し、pHの緩衝作用があることが確認された。

最近の研究により、咀嚼と全身の健康とりわけ脳機能の発達との依存性が強調され始めている。

咀嚼は歯や顎を動かす単純な随意運動ではなく、脳において高度な統合機能が関与して成立する運動であるといわれている。たとえば動物実験では、イヌの前頭葉外側下部の眼窩回の電気刺激で、顎のリズミカルな運動が起こることが知られており、咀嚼中枢と呼ばれている。※4,5ラットを用いた行動学研究では、固形食で飼育した群は、粉末食で飼育した群よりも迷路実験の成績が良いと報告されている。※6また、幼堆園児の咀嚼能力と知能指数および数唱テスト得点相関について調査したところ咀嚼値、咬合力が高い園児は、低い園児と比較して指数および得点が高くなる傾向が見られたとの報告もある。※7,8

これらの研究内容は、よく噛むことが栄養面で有利な効果をもたらすだけではなく、咀嚼運動自体が脳に対して何らかの良い影響を及ぼすことを示唆している。

そこで、脳機能の発達の基礎要因となる脳血流量と咀嚼との因果関係の実態を明らかにする目的でポジトロンCTと酸素－15標識水を用いてチューインガム咀嚼時の局所脳血流量の変化を画像解析した。

ポジトロンCT（positron emission tomo graphy’ PET）は、核医学診断法のひとつで陽電子（ポジトロン）を放出する放射性同位元素で標識した放射性薬剤を被験者に投与し、その臓器内分布をPETカメラで断層画像に撮影する検査法である。※9放射能の臓器内分布は臓器の局所機能を反映するので、血流や代謝など生理学的、生化学的機能を抽出できる。局所脳血流の測定には、放射性薬剤として、酸素－15標識の水（H2O15）が用いられる。酸素－15は半減期が2分と非常に短いので、10～15分たてば放射能は減衰してなくなる。

実験は20歳から85歳までの30名について、MRI（磁気共鳴断層撮影）と酸素－15標識水少量静注後、PET（陽電子放出断層撮影）で脳血流量とその領域を同定した。被験者にはチューインガムを咀嚼させたときの脳の画像から安静時の画像を差し引きして血流量の変化を計算した。

チューインガムの咀嚼には覚醒作用、※11やリラックス効果※12があるといわれている。これらの二つの作用は相反する関係にあり、チューインガムを摂取するオケイジョンで効果も異なり、ガムの咀嚼がもつ不思議な二面性といえる。

ところで、チューインガムによる咀嚼運動によりこれらの効果が生じることは、咀嚼時のエネルギー需要量変化に応じて覚醒やリラックスに関連する生体の反応性も変化すると考えられる。

そこで心拍数（HR）、血圧（収縮期：SBP、拡張期：DBP）、酸素摂取量（VO2）、脳血流量、鼓膜温、皮膚温や下垂体－副腎および交感神経由来のストレスホルモン（副腎皮質刺激ホルモン：ACTH、アドレナリン：Ad、ノルアドレナリン：Norad）の血漿濃度変化を指標として、ガム咀嚼時および硬さの異なるガムを咀嚼した場合の全身への影響を調べてみた。※13

被験者は17～46歳の健康人男女15名を対象とし、実験結果は以下のようになった。

心拍数（HR）は咀嚼開始と同時に有為に上昇し、咀嚼終了と同時に急激に減少した。咀嚼時のHR上昇程度はガムの硬さに依存した。また毎分換気量（VE）やVO2もガムの硬さに依存して上昇したが、VO2は硬いガムが高く、軟らかいガムで少なくなる傾向にあったものの、VEの変化ほどガムの硬さとの関連は明確ではなかった。いずれのガムもHR同様咀嚼5分以降VE、VO2ともに上昇が僅少となり、咀嚼終了5分後は咀嚼前値に回復した。血圧もHRやVE、VO2とほぼ同様の動態を示した。

一方、鼓膜温は咀嚼開始と同時に有意な減少を示して咀嚼終了後回復し、またドップラー法で測定した総頸動脈血流はガム咀嚼によって増加した。この結果は、ガム咀嚼により脳血流量が増加していることを示唆するものである。

さて、このチューインガムの機能に強力ミントと効能物質を配合し、眠気防止機能を高めたガムが製品化されている。使用しているカフェイン、菊花エキス、イチョウ葉エキスの三つの効能物質について触れてみる。

カフェインはコーヒー豆から熱湯抽出、結晶化されたものを利用しており、さらにカフェイン含量の高いガラナエキス（原産はブラジルで古来より不老長寿の名薬として疾病に用いられていた）も添加している。

カフェインは眠気防止に効くことは広く知られているところであるが、その薬理作用は中枢神経系、心臓、循環系、その他に分けられ、かなり広範囲に及んでいる。中枢神経系に対しては少量で興奮作用を示し、最初に大脳皮質、次いで延髄に作用が及ぶ。

菊花エキスの原料、菊花は古くから漢方処方としてとくに眼科領域で広く利用され、また清涼飲料として喫茶用（中国）に利用される経験が長いなど、観賞花のみならず医食に密接に関係を持っている。

その菊花の抽出物（エキス）は局外生規キクカの中切を水蒸気蒸留により抽出、減圧濃縮して得られる。その精油成分はボルネオール、カンファーなどで、カンファーには中枢神経全般の興奮作用があり、これにより大脳皮質が興奮され、眠気や疲労感を取り除く効果がある。

この菊花エキスには毛細血管の抵抗力の増強作用があり、これにより血液循環が良くなり、とくに眼精疲労を防ぐ働きがある。さらに視神経のみならず全身の血液循環を改善し眠気や疲労の回復にも有利に働くといわれている。

つぎにイチョウ葉エキスについてであるが、イチョウ葉の効用については中国で去痰・鎮咳に使用されたほか、日本でも健胃薬として使用されていた。1960年代、ドイツでイチョウの若返り効果について関心がもたれ、フランス、ドイツ、スイスで盛んに臨床試験が行われ、末梢血行改善効果や大脳の血流改善効果などが明らかにされ、現在ョーロッパでは脳機能障害の改善などに薬として使用されている。

このイチョウ葉より抽出されたエキスの有効成分はギンゴライド等のテルペンラクトンである。これらは脳の血液循環の不全やそれに伴う機能障害、たとえば記憶減退、知能低下などに改善効果があり、ボケの改善にも使用されている。また動物での学習能力の向上効果も報告されており、※15脳機能を活性化させ集中力を高める効果が期待されている。

以上、三つ（トリプル）の機能素材を配合したガムについて、最近、JR総合研究所塚本らと覚醒効果に関する共同研究を実施したので簡単に紹介したい。

試験方法は被験者の表情や挙動の変化から覚醒レベルを評価し、その時点におけるまばたき回数および閉眼（徐波）などの生体情報とを関連づけた覚醒レベルの評価法である。具体的には、上まぶたが下がり薄目状態のもうろうとした表情が観察されたときの覚醒レベルを0として、刺激を受けた直後の覚醒レベルを1としたときの皮膚電位（SPL）、まばたきの回数、徐波の累積時間より関係式を立て、覚醒度合いを数値化する方法である。