JP2000505799A - 甘味料として有用なN―(3,3―ジメチルブチル)―L―アスパルチル―D―α―アミノアルカン酸N―(S)―1―フェニル―1―アルカンアミド - Google Patents
甘味料として有用なN―(3,3―ジメチルブチル)―L―アスパルチル―D―α―アミノアルカン酸N―(S)―1―フェニル―1―アルカンアミドInfo
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Abstract
(57)【要約】
式(I)で表される化合物[式中、Yは、C2H5、CH(CH3)2又は(R)CH(OH)CH3を表し、R”は、(S)CH(C2H5)C6H5、(S)CH(CH3)C6H5又は(R)CH(CH2OCH3)C6H5を表す]を開示する。上記化合物は甘味料として有用である。
Description
【発明の詳細な説明】甘味料として有用なN−(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル−D− α−アミノアルカン酸N−(S)−1−フェニル−1−アルカンアミド
本発明は、ジペプチドから誘導される化合物であって甘味料として有用な新規
の化合物及びその製造方法に関する。
上記新規化合物は、飲料、食品、砂糖菓子、練り粉菓子、チューインガム、衛
生用製品、トイレタリー用品、化粧用品、医薬用品、獣医用品等の様々な製品に
甘味を与える際に特に有用な化合物である。
周知のとおり、工業的規模での利用が可能となるためには、甘味料は、第1に
、その使用コストを抑制できるように強い甘味能を有する必要があり、第2に、
充分な安定性、例えば、その使用条件と適合し得る安定性を有する必要がある。
現在市販されている甘味料の中で最も広く利用されているものは、アスパルテ
ームの名前で知られている下記一般式:
で表されるジペプチド誘導体であるL−アスパルチル−L−フェニルアラニンメ
チルエステルである(US3475403号)。この化合物の甘味能は、重量基
準でショ糖の約120〜180倍と比較的弱い。この化合物は、優れた官能特性
を有しているにもかかわらず、その比較的低い甘味能のために高価な製品である
こと、及び、甘味料の通常の使用条件下における安定性がかなり低いものである
ことが主な欠点となって、その工業的利用範囲が制限されている。
出願人らは、FR92 13615号で、下記一般式で表される甘味料を提案
している。式中、
Rは、炭素数が4〜13の飽和若しくは不飽和の、非環状、環状又はこれらの組
み合わせの炭化水素基であり;
nは、1又は2であり;
R’は、下記式で表されるものである。
式中、
Yは、COOCH3、COOC2H5、CH3、CH2OH、CON(CH3)2、C6
H5、2−フリル及びHからなる群より選択され;
Zは、CH2C6H5、C6H5、n−C4H9、COOCH3、COOC2H5、COO
C3H7、COOフェンチル及びCONHR”からなる群より選択される。ここで
、R”は、CH3、CH2CH3、CH2CH2CH3、CH2CH2CH(CH3)2、
CH(CH3)COOCH3、CH(C−C3H5)2、CH(c−C3H5)C(C
H3)3、フェンチル、2,6−ジメチルシクロヘキシル、2,2,5,5−テト
ラメチルシクロペンチル及び2,2,4,4−テトラメチル−3−チエタニルか
らなる群より選択されるものである。
FR92 13615号は、実施の一形態として、下記式で表されるL−アス
パラギン酸誘導体(n=1)を記載している。式中、R、Y及びR”は、上述したものと同様である。
上記発明の実施の形態における好ましい化合物は、下記式で表されるN−3,
3−ジメチルブチル−L−アスパルチル−N−(ジシクロプロピルカルビニル)
−D−アラニンアミドである。
式中、Yは、メチル基を表す。R”は、ジシクロプロピルカルビニル基を表す。
この化合物は、2%ショ糖溶液と比較して、重量基準でショ糖の2500倍の甘
味能を有する。
本発明者らは、今回、上記先行文献に記載された置換基とは異なるものをY及
びR”として適切に選択することにより、上記式で表される新規の甘味料が得ら
れることを見出し、これに基づいて本発明を完成した。すなわち、Yが、エチル
基、イソプロピル基又は(R)−α−ヒドロキシエチル基を表し、R”が、(S
)−α−エチルベンジル基、(S)−α−メチルベンジル基又は(R)−α−メ
トキシメチルベンジル基を表すときに、重量基準でショ糖の甘味能の最高800
0倍という極めて高い甘味能とともに、優れた官能特性を有する新規の化合物が
得られる。更に、上記化合物の酸性又は中性溶液中での安定性は、アスパル
テームよりもはるかに高いため、食品産業におけるその利用可能性をアスパルテ
ームよりも広げることができよう。
従って、本発明は、下記式で表される新規の甘味料を提供することを目的とす
るものである。
式中、
Yは、C2H5、CH(CH3)2又は(R)CH(OH)CH3を表し、
R”は、(S)CH(C2H5)C6H5、(S)CH(CH3)C6H5又は(R)
CH(CH2OCH3)C6H5を表す。
本発明の実施において特に好適な態様にあたる化合物としては、2%ショ糖溶
液と比較して、重量基準でショ糖の約8000倍の甘味能を有する下記式のN−
(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル−D−α−アミノ酪酸N−(S
)−1−フェニル−1−プロパンアミド:
2%ショ糖溶液と比較して、重量基準でショ糖の約3000倍の甘味能を有する
下記式のN−(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル−D−バリンN−
(S)−1−フェニル−1−プロパンアミド:
2%ショ糖溶液と比較して、重量基準でショ糖の約4000倍の甘味能を有する
下記式のN−(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル−D−α−アミノ
酪酸N−(S)−1−フェニル−2−メトキシ−1−エタンアミド:及び、
2%ショ糖溶液と比較して、重量基準でショ糖の約4000倍の甘味能を有する
下記式のN−(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル−D−バリンN−
(S)−1−フェニル−2−メトキシ−1−エタンアミドが挙げられる。
また、これら本発明の特徴的な化合物が、食品産業における通常の使用条件下
ではアスパルテームよりも際立って高い安定性を示すことも分かった。ある種の
食品産業でアスパルテームの使用が制限されるのは、乳製品、練り粉菓子等の、
製造にあたって高い温度を必要とする製品でよく見受けられるpH値が約7とい
う中性付近の媒体において、アスパルテームが極めて低い安定性を示すことが原
因の1つとなっているために、本発明の化合物が有する上記の利点は非常に重要
な点である。
更に、本発明の化合物は、pH値が約3(この値は甘味料の主要用途の1つで
ある炭酸飲料のpH値に相当する)の酸性媒体における安定性も向上することが
分かった。
すなわち、pH3の水溶液を約70℃に加熱し続ける促進老化試験において、
本発明の特徴的な化合物の1つであるN−(3,3−ジメチルブチル)−L−ア
スパルチル−D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニル−1−プロパンアミ
ドは、約72時間の半減期を有することが分かった。同じ条件下で行った比較試
験では、アスパルテームの半減期は約24時間にすぎないことから、本発明の化
合物は約3倍の安定性を有する。
pH7における同様の促進老化試験では、上記化合物N−(3,3−ジメチル
ブチル)−L−アスパルチル−D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニル−
1−プロパンアミドが約12日の半減期を有する一方、同条件下でのアスパルテ
ームの半減期はわずか約10分であり、本発明の化合物が約1700倍の安定性
を有することが分かった。本発明の他の特徴的な化合物についても同種の結果が
得られた。
本発明の化合物のもう1つの利点は、高い甘味能を有するために、食用品に適
用する際にアスパルテームと比較して極めてわずかな量の使用で済むことである
。例えば、同程度の官能特性を維持しつつ、1リットルの炭酸飲料に対してアス
パルテーム550mgを本発明のN−(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパ
ルチル−D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニル−1−プロパンアミド2
0mgで置き換えること、すなわち、甘味料の消費量を約27分の1に減少させ
ることが可能になる。
本発明の甘味料は、所望の甘味を得るために充分な量を添加するのであるかぎ
り、甘味を与えたいあらゆる種類の食用品に添加することができる。上記甘味料
の最適使用濃度は、例えば、上記甘味料の甘味能、製品の保存及び使用条件、製
品の特定構成要素、所望の甘味の程度等の種々の要素に応じて決定されるもので
ある。食用品の製造にあたって必要となる甘味料の最適量は、当業者であれば、
通常の官能試験を行うことにより容易に決定することができる。本発明の甘味料
は、一般に、その甘味能に応じて、食用品1キログラム又は1リットル当たり5
mg〜50mgを食用品に添加することができる。当然、濃縮製品は甘味料をよ
り大量に含有しており、使用するにあたって、これを最終使用濃度にまで希釈す
ることになる。
本発明の甘味料は、純品として目的製品に添加することができるが、甘味が強
いために、一般には適切な担体又は充填剤と共に混合する。
上記適切な担体又は充填剤としては、ポリデキストロース、デンプン、マルト
デキストリン、セルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース及
びその他のセルロース誘導体、アルギン酸ナトリウム、ペクチン、ゴム、ラクト
ース、マルトース、グルコース、ロイシン、グリセロール、マンニトール、ソル
ビトール、炭酸水素ナトリウム、リン酸、クエン酸、酒石酸、フマル酸、安息香
酸、ソルビン酸及びプロピオン酸並びにそれらのナトリウム、カリウム及びカル
シウム塩、並びに、これらの均等物からなる群より選択されるものが好ましい。
本発明の甘味料は、食料品に用いるにあたり、単独で用いてもよいし、ショ糖
、コーンシロップ、果糖、甘味性ジペプチド類縁体又は誘導体(アスパルテーム
、アリテーム)、ネオヘスペリジンジヒドロカルコン、水素化イソマルトース、
ステビオシド、L体の糖、グリシルリチン、キシリトール、ソルビトール、マン
ニトール、アセスルフェーム(acesulfame)−K、サッカリン並びに
そのナトリウム、カリウム、アンモニウム及びカルシウム塩、シクラミックアシ
ッド(cyclamic acid)並びにそのナトリウム、カリウム及びカル
シウム塩、スクラロース(sucralose)、モネリン、タウマチン、並び
に、これらの均等物等の他の甘味料と共に用いてもよい。
本発明の化合物は、還元剤の存在下で、3,3−ジメチルブチルアルデヒドと
、下記式:
(式中、Y及びR”は、上述したものと同様である。)で表されるジペプチド前
駆体を縮合することからなる還元的N−アルキル化により製造されるものである
。上記還元剤とは、WO95/30689号記載の手順による、白金若しくはパ
ラジウムに基づく触媒存在下における分圧が1〜3barの水素か、又は、FR
92 13615号記載の手順によるシアノヒドロホウ酸ナトリウムである。
上記式で表されるジペプチド前駆体は、ペプチド合成の基本原理、すなわち、
アミノ酸前駆体のアミノ基及びカルボキシル基の保護並びに脱保護、並びに、活
性化及びペプチドカップリングの古典的方法を行うことにより容易に得ることが
できる。
上記方法は、数多くの文献で詳細に記載されているが、なかでもM.Boda
nszky及びA.Bodanszky著、「ザ・プラクティス・オブ・ペプチ
ド・シンセシス(The Practice of Peptide Synt
hesis)」、シュプリンガーフェルラーク(Springer−Verla
g)社出版、ニューヨーク、1984年、284頁を特に挙げることができる。
本発明の化合物は、再結晶やクロマトグラフィ一等の標準的手法を用いて精製
される。その構造及び純度は、古典的手法(薄膜クロマトグラフィー、高速液体
クロマトグラフィー、赤外分光法、核磁気共鳴、元素分析)により確認した。
実施例に記載した化合物の甘味能は、八人の経験者グループが評価した。この
評価は、上記化合物を様々な濃度の水溶液にして、コントロールとして濃度が2
%、5%又は10%のショ糖溶液と味覚を比較することにより行った。ショ糖と
の比較による試験化合物の甘味能は、両者が同程度の甘味がある時(すなわち、
多数の人が、試験化合物溶液とコントロールのショ糖溶液の甘味を同程度である
と考えた時)の試験化合物とショ糖との重量比に相当するものである。
本発明の化合物及びアスパルテームの安定性は、70℃での酸性媒体(pH3
のリン酸緩衝液)又は中性媒体(pH7のリン酸緩衝液)における促進老化試験
を行った後に残留している化合物の量を、高速液体クロマトグラフィー(HPL
C)を用いて測定することにより評価した。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例
にのみ限定されるものではない。実施例
下式で表されるN−(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル−D−α
−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニル−1−プロパンアミドの合成 D−α−アミノ酪酸[アルドリッチ(Aldrich)社製、No.11,6
12−2)]15g(0.145モル)及び水酸化ナトリウム5.82g(0.
145モル)を水150cm3に溶かした混合物を0℃に冷却し、ここに、クロ
ロギ酸べンジル24.38g(0.145モル)及び水酸化ナトリウム5.82
g(0.145モル)の水溶液(4N)を同時に滴下した。0℃で3時間攪拌し
た。反応混合物をエチルエーテル(3×30cm3)で洗浄した後、pHが約1
になるまで塩酸溶液(6N)を用いて酸性化した。生成した白色の沈殿物をろ過
で分離し、水で洗浄した後乾燥させた。N−ベンジルオキシカルボニル−D−α
−アミノ酪酸を26g(75%収率)得た。この化合物の融点は80℃であった
。
このようにして得られた化合物3g(13ミリモル)をテトラヒドロフラン5
0cm3に溶かした溶液を−15℃に冷却して、次いでN−メチルモルホリン1
.
28g(13ミリモル)及びクロロギ酸イソブチル1.15g(13ミリモル)
を加えた。この温度で2分間攪拌した後、(S)−1−フェニル−1−プロパン
アミン[ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイエティー(J.Chem.Soc
.)、1940年、336〜8頁に従い予め合成したもの]を1.71g(13
ミリモル)添加した。反応混合物をゆっくりと温めて、室温で2時間攪拌した。
N−メチルモルホリン塩化水素の沈殿物をろ過で取り除いた後、テトラヒドロフ
ラン20cm3で洗浄した。ろ液を減圧下で濃縮して得られた残滓をエチルエー
テル150cm3に溶解させた。この溶液を0.1Nの塩酸溶液、炭酸ナトリウ
ムの5%溶液及び水(各洗浄毎に3×30cm3)で順次洗浄した。このエーテ
ル溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、減圧濃縮をしたところ、白色の固
体残滓として、N−ベンジルオキシカルボニル−D−α−アミノ酪酸N−(S)
−1−フェニル−1−プロパンアミド3.8g(82%収率)を得た。この化合
物の融点は129℃であった。この純度は、薄膜クロマトグラフィー[シリカゲ
ルG60(シリカ担体、メルク(Merck)社製、No.1.05554)、
溶離液はクロロホルム−アセトン(9−1)、ジクロム酸カリウム−濃硫酸混合
物により呈色、Rf=0.45]により確認した。
N−ベンジルオキシカルボニル−D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニ
ル−1−プロパンアミド3.6g(10ミリモル)をメタノール100cm3に
溶かした溶液に対して、活性炭素担持の10%パラジウム[フルカ(Fluka
)社製、No.75990]350mgの存在下、大気圧下で18時間、水素化
を行った。ろ過により触媒を除去した後、溶液を減圧濃縮した。油状残滓として
、D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニル−1−プロパンアミド2.1g
(91%収率)を得た。この純度は、薄膜クロマトグラフィー[シリカゲルG6
0(シリカ担体、メルク社製、No.1.05554)、溶離液はブタノール一
酢酸−水(8−2−2)、ニンヒドリンにより呈色、Rf=0.57]により確
認した。
N−ベンジルオキシカルボニル−L−アスパラギン酸β−ベンジルエステル[
Bachem(バーヘム)社製、No.C−1350]3.58g(10ミリモ
ル)をテトラヒドロフラン50cm3に溶かした溶液を−15℃に冷却し、N
−メチルモルホリン1g(10ミリモル)及びクロロギ酸イソブチル1.37g
(10ミリモル)を順次添加した。この温度で2分間攪拌した後、上で合成した
D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニル−1−プロパンアミド2.1g(
10ミリモル)を添加した。反応混合物をゆっくりと温めた後、室温で2時間攪
拌した。N−メチルモルホリン塩化水素の沈殿物をろ過で取り除いた後、テトラ
ヒドロフラン20cm3で洗浄した。ろ液を減圧濃縮して得られた残滓をエチル
エーテル50cm3中で粉砕した。生成した白色固体をろ過で分離した後、エチ
ルエーテル20cm3で再び洗浄した。N−ベンジルオキシカルボニル−β−ベ
ンジルエステル−L−アスパルチル−D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェ
ニル−1−プロパンアミドを5g(89%収率)得た。この化合物の融点は13
0℃であった。この純度は、薄膜クロマトグラフィー[シリカゲルG60(シリ
カ担体、メルク社製、No.1.05554)、溶離液はクロロホルム−アセト
ン(8−2)、硫酸クロム混合物により呈色、Rf=0.64]により確認した
。
N−ベンジルオキシカルボニル−β−ベンジルエステル−L−アスパルチル−
D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニル−1−プロパンアミド5g(8.
9ミリモル)をメタノール100cm3に溶かした溶液に対して、活性炭素担持
の10%パラジウム[フルカ社製、No.75990]500mgの存在下、大
気圧下で18時間の水素化を行った。ろ過により触媒を除去した後、溶液を減圧
濃縮した。白色固体として、L−アスパルチル−D−α−アミノ酪酸N−(S)
−1−フェニル−1−プロパンアミド2.4g(80%収率)を得た。この純度
は、薄膜クロマトグラフィー[シリカゲルG60(シリカ担体、メルク社製、N
o.1.05554)、溶離液はブタノール−酢酸−水(8−2−2)、ニンヒ
ドリンにより呈色、Rf=0.50]により確認した。この非晶質状態における
融点は195℃であった。
気体水素の液相への移動を非常に効率よく行える攪拌装置を備えた反応器に、
酢酸の0.1M水溶液15cm3、活性炭素担持のパラジウム[フルカ社製、N
o.75990]26mg、市販の3,3−ジメチルブチルアルデヒド(アルド
リッチ社製、No.35990−4)58mg(0.57ミリモル)、メタノー
ル15cm3、及び、上で合成したL−アスパルチル−D−α−アミノ酪酸N−
(S)−1−フェニル−1−プロパンアミド130mg(0.38ミリモル)を
この順に攪拌しながら導入した。
反応器内を窒素ガスで置換した後、室温で分圧1〜2bar(0.1〜0.2
MPa)で18時間、3,3−ジメチルブチルアルデヒド19mg(0.19ミ
リモル)を新たに添加した後更に8時間、上記混合物の水素化を行った。反応の
進行状況は薄膜クロマトグラフィー[アルミニウムシート支持のシリカゲル60
F254(メルク社製、No.1.05554)、溶離液はブタノール−酢酸−
水(8−2−2)、ニンヒドリンにより呈色、Rf=0.67]で追跡した。
反応器に窒素ガスを流入させ、目の細かい濾紙(0.5μm)を用いたろ過で
触媒を分離することにより反応を終了させた。溶液を減圧濃縮して得られた白色
の固体をエチルエーテル約50cm3で洗浄した。白色粉体として、N−(3,
3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル−D−α−アミノ酪酸N−(S)−1
−フェニル−1−プロパンアミド150mg(92%収率)を高純度(HPLC
測定で98%以上)で得た。融点は167℃であった。
分子式:C23H37N3O4
NMR(200MHz、1H、ppm)、DMSO D6:0.80(s、15
H)、1.33(t)2H)、1.67(m、4H)、2.4(m、4H)、3
.54(m、1H)、4.30(q、1H)、4.70(q、1H)、7.22
(m、1H)、7.28(s、5H)、8.35(t、2H)
高速液体クロマトグラフィー、メルク社製「リクロスファー100 RP−1
8末端キャップ(Lichrospher 100 RP−18 endcap
ped)」型カラム、長さ244mm、径4.6mm、溶離液:65mM酢酸ア
ンモニウム緩衝液−アセトニトリル(70:30)、流速1ml/分、検出器:
屈折計、保持時間:16.1分。
この化合物の甘味能は、重量基準で、2%ショ糖溶液と比較してショ糖の約8
000倍、5%ショ糖溶液と比較してショ糖の約6000倍、10%ショ糖溶液
と比較してショ糖の約5000倍であった。
アスパルテームと比較すると、上記化合物20mg/Lの水溶液の甘味は、ア
スパルテーム550mg/Lの水溶液の甘味と等しく、すなわちアスパルテーム
の約27倍の甘味能を上記化合物は有する。
添付した図1は、pH3の酸性媒体(リン酸緩衝液)中で溶液を70℃に加熱
する促進老化試験で得られた、アスパルテーム(曲線1)及び本発明のN−(3
,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル−D−α−アミノ酪酸N−(S)−
1−フェニル−1−プロパンアミド(曲線2)の安定性曲線を示す比較グラフで
ある。この条件下では、アスパルテームの半減期は24時間であるが、本発明の
化合物の半減期は約72時間である。すなわち、本発明の化合物はアスパルテー
ムの3倍の安定性を有する。
添付した図2では、pH7の中性媒体中で溶液を70℃に加熱する促進老化試
験で得られた、アスパルテーム(曲線1)及び本発明のN−(3,3−ジメチル
ブチル)−L−アスパルチル−D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニル−
1−プロパンアミド(曲線2)の安定性曲線を示す比較グラフである。この条件
下では、アスパルテームは極めて不安定(半減期が10分)であるが、本発明の
化合物は半減期が約12日間である。すなわち、本発明の化合物はアスパルテー
ムの約1700倍の安定性を有する。
本発明のその他の化合物は、当業者であれば容易に実施することができる上述
の実験手順と同様にして得られるが、その甘味能について表1で示す。※甘味能は2%ショ糖溶液と比較して重量基準で表した。
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L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK
,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,
YU
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 下記式で表されることを特徴とする化合物。 式中、 Yは、C2H5、CH(CH3)2又は(R)CH(OH)CH3を表し、 R”は、(S)CH(C2H5)C6H5、(S)CH(CH3)C6H5又は(R) CH(CH2OCH3)C6H5を表す。 2. 下記式で表されるN−(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル− D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニル−1−プロパンアミドである請求 項1記載の化合物。 3. 下記式で表されるN−(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル− D−バリンN−(S)−1−フェニル−1−プロパンアミドである請求項1記載 の化合物。 4. 下記式で表されるN−(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル− D−α−アミノ酪酸N−(S)−1−フェニル−2−メトキシ−1−エタンアミ ドである請求項1記載の化合物。 5. 下記式で表されるN−(3,3−ジメチルブチル)−L−アスパルチル− D−バリンN−(S)−1−フェニル−2−メトキシ−1−エタンアミドである 請求項1記載の化合物。 6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の化合物の甘味料としての使用。 7. 3,3−ジメチルブチルアルデヒドと下記式で表される化合物との混合物 を還元剤で処理することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の化 合物の製造方法。 式中、Y及びR”は、請求項1に記載したものと同様である。 8. 還元剤は、白金又はパラジウムに基づく触媒存在下における分圧が1〜3 barの水素である請求項7記載の製造方法。 9. 還元剤は、シアノヒドロホウ酸ナトリウムである請求項7記載の製造方法 。
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