JP2002257781A - ポリフェノールの測定方法 - Google Patents
ポリフェノールの測定方法Info
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Abstract
リフェノールなどの抗酸化物質を電気化学的に測定する
上で、アスコルビン酸の影響を除外し、ポリフェノール
などの抗酸化物質を正確且つ簡易にまた敏速に測定する
方法に関する。 【解決手段】試料中のポリフェノールを電気化学的に測
定する方法において、反応液中にアスコルビン酸を分解
するクエンチャーを添加する方法を提供する
Description
含む試料液中のポリフェノールなどの抗酸化物質を電気
化学的に測定する上で、アスコルビン酸の影響を除外
し、ポリフェノールなどの抗酸化物質を正確且つ簡易に
また敏速に測定する方法に関する。
化物質は、植物には必ずといっていいほど含まれている
成分の一つで、体内の活性酸素を減らし、ガンや動脈硬
化などの生活習慣病の予防、老化防止などに効果がある
との報告があり、近年、たいへん注目されている。
リンタングステン−モリブデン酸の還元に伴う発色の強
度を比較するフォーリン・デニス法(J.Biol.Chem.、73、
627(1927))や、フォーリン.チオカルト法が主として
用いられている。しかしながら、この方法では、試料液
中の濁度や色の影響が問題となることに加え、試料液中
に含まれる還元物質の影響を受けることが問題であっ
た。これら還元物質の中でも、食品、飲料に多量に含ま
れるアスコルビン酸は、ポリフェノールの測定で正の誤
差を与える要因であることが考えられていた。これまで
は、試料中のアスコルビン酸濃度をHPLCやインドフ
ェノール法(酵素法)で測定し、アスコルビン酸による
影響を補正せざるを得なかった。よって、ポリフェノー
ルの測定においては、常に併せて、アスコルビン酸を測
定しなければならず、その濃度から、測定したポリフェ
ノール濃度を再度補正し、時間的にも、手法的にも煩雑
であった。
濃度をアスコルビン酸等の影響を受けずに正確、容易、
且つ迅速に測定する方法が求められていた。
ン酸を含む試料液中のポリフェノールなどの抗酸化物質
を電気化学的に測定する上で、アスコルビン酸の影響を
除外し、ポリフェノールなどの抗酸化物質を正確且つ簡
易にまた敏速に測定する方法を提供することを目的とす
る。
化水素、過酸化水素を分解する酵素、及び試料液を反応
槽中に添加し、一定時間経過後の過酸化水素の減少を電
気化学的に測定することにより、試料中のポリフェノー
ルを測定する方法を開発したが、更なる研究において、
反応槽中で、ポリフェノールとアスコルビン酸が反応
し、ポリフェノール測定において、正誤差を与えていた
ことを発見した。
水素を分解する酵素、緩衝液及びポリフェノールを含む
試料液を混合し、一定時間経過後の過酸化水素の減少を
電気化学的に測定することにより、試料中のポリフェノ
ールを測定する方法において、アスコルビン酸含有試料
測定での正誤差の要因を解析した。本測定方法は、ペル
オキシターゼなどの酸化還元型酵素により、ポリフェノ
ールが1分子酸化されれば、同時に過酸化水素が1分子
還元される原理に基づく(図1)。よってポリフェノー
ルの濃度を過酸化水素の還元量、つまり過酸化水素の減
少量で見ている。この系において、試料液のかわりに一
定濃度のアスコルビン酸を添加しても、電気化学的な変
化はない。しかしながら、ポリフェノールの代表的な成
分であるカテキンと、一定濃度のアスコルビン酸を混合
し、試料液として添加すると、ポリフェノールの測定に
おいて正誤差を与えることを見出した。これにより、ア
スコルビン酸を含む試料液の測定では、ペルオキシター
ゼなどの酸化還元型酵素でポリフェノールが酸化されて
も、再度ポリフェノールとアスコルビン酸の間で、酸化
還元が繰り返され、還元型ポリフェノールが再生される
為、正誤差を与えていたことが判明した(図2)。
高濃度のポリフェノールサンプルでは、過酸化水素を分
解する酵素を添加しなくても、ポリフェノールと、過酸
化水素間で、酸化還元が起こり、過酸化水素の還元量を
電気化学的に測定することも可能であることを見いだし
ている。
ビン酸の間での反応を抑制して、正確なポリフェノール
量を測定する方法を提供するべく、鋭意研究を重ねた結
果、上記反応系にアスコルビン酸を分解するクエンチャ
ーを添加し測定することで、アスコルビン酸の影響を受
けずにポリフェノールを測定することができることを見
いだし、本発明を完成させるに至った。
らなる。 項1. 過酸化水素、過酸化水素を分解する酵素、緩衝
液及びポリフェノールを含む試料を混合し、一定時間経
過後の過酸化水素の減少を、電気化学的に測定すること
により、試料中のポリフェノールを測定する方法におい
て、該混合液がアスコルビン酸を分解するクエンチャー
を含むポリフェノールの測定方法。
学的に測定する方法であって、(a)過酸化水素、アス
コルビン酸を分解するクエンチャー、緩衝液及びポリフ
ェノールを含む試料を混合し、試料中に含まれるアスコ
ルビン酸を分解させ、(b)その後、該混合液に過酸化
水素を分解する酵素を添加し、一定時間経過後の過酸化
水素の減少を測定する上記項1に記載の方法。
ノールを含む試料を混合し、一定時間経過後の過酸化水
素の減少を、電気化学的に測定することにより、試料中
のポリフェノールを測定する方法において、該混合液が
アスコルビン酸を分解するクエンチャーを含むポリフェ
ノールの測定方法。
学的に測定する方法であって、(a)アスコルビン酸を
分解するクエンチャー、緩衝液及びポリフェノールを含
む試料を混合し、試料中に含まれるアスコルビン酸を分
解させ、(b)その後、該混合液に過酸化水素を添加
し、一定時間経過後の過酸化水素の減少を測定する 上記項3に記載の方法。
キシダーゼである上記項1〜4のいずれかに記載の測定
方法。
ルオキシダーゼ、ラッカーゼまたはチロシナーゼである
上記項1または2に記載の測定方法。
用いて測定する上記項1〜6のいずれかに記載の測定方
法。
酵素を含む項8に記載のキット。
ルを含む試料を混合する。または、さらに過酸化水素を
分解する酵素を加えても良く、この酵素は例えば、固定
化酵素でもよい。該方法においては、図1(図1中の上
図)に示すように、還元型のポリフェノールがペルオキ
シダーゼのような過酸化水素を分解する酵素を介して酸
化され、それと同時に還元された該酵素は過酸化水素を
還元することで酸化型となる。
化されたポリフェノールを再度還元して酸化型にする機
能を有するアスコルビン酸を、上記反応の前にアスコル
ビン酸を分解するクエンチャーを添加することで分解
し、アスコルビン酸による正誤差を解消した。
よっては、該酵素は必ずしも必要ないが(図1中下の
図)、試料液中のポリフェノールの量が少ない場合に
は、該酵素を作用させることが必要である。酵素が必要
とされない場合のポリフェノール濃度は、試料液中の濃
度として1000ppm〜10000ppm程度であり、それ
以下の濃度では酵素を用いるのが好ましい。
酸の分解反応が終了した後に、該酵素を添加するのが好
ましく、該酵素を添加しない場合には、アスコルビン酸
の分解反応が終了した後に、過酸化水素を添加するのが
好ましい。より具体的な測定方法は以下に示す。
アスコルビン酸の影響をうけることなく、過酸化水素を
消費することにより酸化され、この酸化反応の際に消費
される過酸化水素量(減少量)を過酸化水素電極で測定
することにより、ポリフェノール量を測定することがで
きる。 (2)各成分 (i)緩衝液 本発明で使用される緩衝液のpHは、4〜9程度、好ま
しくは5〜8程度である。緩衝液の具体例として、リン
酸緩衝液、Tris-HCl緩衝液、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝
液、ホウ酸緩衝液などが挙げられる。これらの緩衝液に
は、電位の安定化のために塩化カリウム等を加えること
ができる。緩衝液の好ましい濃度範囲としては、10〜
100mMである。
しくは100〜4000ppm程度である。過酸化水素の
濃度及び添加量は、測定される試料中のポリフェノール
量に応じて変化させる。
10ppm程度になるように濃度を調節するのが好まし
い。
するものであり、ペルオキシダーゼ、ラッカーゼまたは
チロシナーゼなどが挙げられるが、ペルオキシダーゼが
特に好ましい。なお、該酵素は、フェノール類を基質と
する酸化還元酵素として、鉄イオン、銅イオンなどの金
属イオンを含む酵素であれば特に限定されず、またその
起源についても限定されない。
さびなどの植物、動物、酵母、細菌などが挙げられ、そ
の中にはアスコルビン酸、グアヤコール、プロトヘムな
どを酸化する西洋わさびペルオキシダーゼなどの狭義の
ペルオキシダーゼ(EC1.11.1.7)、シトクロムcペルオキ
シダーゼ、唾液ペルオキシダーゼ、塩化物ペルオキシダ
ーゼ、ヨウ化物ペルオキシダーゼ、ラクトペルオキシダ
ーゼ、ミエロペルオキシダーゼ、グルタチオンペルオキ
シダーゼ、NAD+ペルオキシダーゼが挙げられる。
ル量にもよるが、ポリフェノール700ppmに対し
て、50〜5000U/ml程度となるように適宜調製
する。具体的には、混合液中で 0.1〜10U/ml
程度となるように調整する。
化しておいてもよい。
ャー 該クエンチャーとしては、アスコルビン酸を酸化するも
のであるようなものであれば、特に限定されないが、例
えば、アスコルビン酸オキシダーゼ、アスコルビン酸分
解試薬(例えば、アスコルビン酸分解用合成試薬(例え
ば同仁化学製アスコルビン酸クエンチャー 品名 AA
Q))等が例示できる。好ましくは、アスコルビン酸オ
キシダーゼである。
試料液中のアスコルビン酸量にもよるが、アスコルビン
酸1000ppmに対して、200〜2000U/ml程度と
なるように適宜調製する。具体的には、混合液中で
0.5〜5U/ml程度となるように調整する。 該酵
素は、溶液状態で加えても良く、固定化しておいてもよ
い。
ていると考えられるものであれば特に限定されない。
尚、本発明は、ポリフェノール以外の抗酸化物質である
Trolox、DL−α−トコフェロール、β−カロチン、B
HTなどの測定にも応用できる。
ントシアニン、カテキン、フラボノイド類;イソフラボ
ノイド類;ネオフラボノイド類;ガロタンニン類および
エラゴタンニン類;DL−3,4−ジヒドロキシフェニ
ルアラニンまたはDL−DOPAのようなカテコールお
よびその誘導体;ドーパミンのようなカテコールアミン
類;フロログルシノール;カフェー酸、ジヒドロカフェ
ー酸、プロトカテク酸、クロロゲン酸、イソクロロゲン
酸、ゲンチシン酸、ホモゲンチシン酸、没食子酸、ヘキ
サヒドロキシジフェン酸、エラグ酸、ロスマリン酸もし
くはリソスフェルム酸のようなフェノール性酸;フェノ
ール性酸誘導体、特にそれらのエステルまたはヘテロシ
ド;クルクミン;ポリヒドロキシル化クマリン;ポリヒ
ドロキシル化リグナンもしくはネオリグナン;またはシ
リマリンなどの植物ポリフェノールが例示される。
料としては、ほとんどの食物が対象である。例えば、大
麦、小麦、トウモロコシ、イモ、大豆、タマネギ、セロ
リ、キャベツ、トマト、リンゴ、イチゴ、梅、バナナ、
キウイ、カカオが例示でき、各種果物の皮も含まれる。
赤ワイン、レモン、ミカン、リンゴ、ブルーベリー、大
豆、ブドウ、茶(緑茶、ほうじ茶、煎茶、番茶、紅茶、
抹茶、ウーロン茶等)など、或いはその抽出物、果汁な
どが挙げられる。
どの固形物のポリフェノール量を測定する場合には、ヘ
キサンで脱脂し、50%メチルアルコールで還流抽出な
どの前処理を行ってから測定するのが好ましい。
には、試料を予め濾過するか、試料注入口などにフィル
ターを設けて不溶物等を除去するのが好ましい。
は、50〜3000ppm程度が好ましく、試料液中の
該濃度が非常に大きい場合には、試料液を予め希釈して
おくのが好ましい。試料の希釈剤としては、上記緩衝液
が例示できる。混合液中のポリフェノールの濃度として
は、0.2〜10ppmとなるように調製するのが好ま
しい。
エンチャー、緩衝液及びポリフェノールを含む試料を混
合し、15〜40℃で0.5〜5分間反応させることに
よってアスコルビン酸を分解させる。該混合液中での各
成分の濃度は、過酸化水素(0.3〜10ppm)、アス
コルビン酸を分解するクエンチャー(例えば、アスコル
ビン酸オキシダーゼの場合、0.5〜5U/ml)、試料
中のポリフェノール及びアスコルビン酸の濃度(各々
0.1〜7.5ppm、0.025〜2.5ppm)と
なるように適宜調整する。アスコルビン酸の濃度につい
ては上記範囲をはずれていても、反応時間を適宜変更す
ればよい。 (b)次に、該混合液に過酸化水素を分解する酵素を、
例えば、混合液中で0.125U〜12.5U/mlと
なるような量添加し、一定時間経過後(2〜20分程
度)の過酸化水素の減少を測定する。
素の減少量を検出する過酸化水素センサーを用いて電気
化学的に過酸化水素の減少量を測定する。該センサー
は、ペルオキシターゼ酵素、電子メディエータなどを用
いた酵素膜型過酸化水素センサーや、白金と銀で構成さ
れるソリッド型過酸化水素センサーなどが例示できる
が、特に限定されるものではない。例えば、特開200
0−321234に記載のポリフェノールセンサーを利
用することができる。
場合 (a)まず、アスコルビン酸を分解するクエンチャー、
緩衝液及びポリフェノールを含む試料を混合し、15〜
40℃で0.1〜1時間反応させることによってアスコ
ルビン酸を分解させる。該混合液中での各成分の濃度
は、過酸化水素(0.3〜10ppm)、アスコルビン酸
を分解するクエンチャー(例えば、アスコルビン酸分解
試薬の場合には、0.25〜25ppm)、試料中のポ
リフェノール及びアスコルビン酸の混合液中の濃度が
(各々2.5〜25ppm、0.025〜2.5pp
m)となるように適宜調整する。アスコルビン酸の濃度
については上記範囲をはずれていても、反応時間を適宜
変更すればよい。
3〜10ppmの濃度となるように添加し、一定時間経過
後(5〜20分程度)の過酸化水素の減少を測定する。
電気化学的な測定方法は上述の通りである。
スコルビン酸を分解するクエンチャー及び(3)緩衝液
を含む。各成分については上述したとおりである。更
に、(4)過酸化水素を分解する酵素を含んでいてもよ
い。
ャーや(4)過酸化水素を分解する酵素は、粉末(凍結
乾燥品など)の状態で、使用時に緩衝液や水を加えるこ
とによって調製してもよいし、溶液の状態であってもよ
い。また、(1)過酸化水素は通常、過酸化水素水の状
態で提供される。これら各成分は、キット中有効量含ま
れ、当業者であればその各成分の有効量を設定すること
ができる。
酸を含有する試料中のポリフェノールを、正確に、敏速
に測定しうるポリフェノールの測定方法を提供する。本
発明は、試料中のアスコルビン酸濃度を測定し、補正す
るなどの面倒な作業を必要としない、サンプルの前処理
工程としてアスコルビン酸分解処理も必要のない、優れ
たポリフェノール測定方法である。
る。但し、本発明は実施例により特に限定されるもので
はない。 参考例1:フォーリン.チオカルト法によるアスコルビ
ン酸の影響 ポリフェノールの代表的な成分であるカテキン700ppmに
各濃度のL−アスコルビン酸を加えたサンプルを調製し
た。アスコルビン酸添加量は、最大1000ppmまで順次増
やした。フォーリン.チオカルト法は、以下の手順で測
定した。
5ml容の容器中に、カテキン標準液又は各サンプル5
0μlを正確に添加した。次にフォーリン,チオカルト
試薬を0.5ml添加し、室温で1分間攪拌し、静止1
分後に20%炭酸ナトリウム溶液を0.5ml添加し、
直ちにミリQ水を0.45ml加えた。
その後、分光光度計にて765nmの吸光度を測定し
た。但し測定前にミリQ水のブランクを測定し、ブラン
ク値を求めておいた。
に含まれるアスコルビン酸濃度に比例し、吸光度(ポリ
フェノール濃度)も増加しており、アスコルビン酸の影
響を受けていることがわかる。
ルビン酸の影響の検出 電気化学的検出方法として、ペルオキシターゼ酵素、及
び電子メディエータを含有してなる過酸化水素センサー
を用い、一定濃度の過酸化水素と試料液を反応槽に添加
し、その後ペルオキシターゼ酵素を添加することで、過
酸化水素濃度の減少を電気化学的に測定することで、試
料液中のポリフェノール濃度を測定する方法を採用し
た。又、ポリフェノールの代表的な成分であるカテキン
700ppmに各濃度のL−アスコルビン酸を加えたサンプル
を準備した。アスコルビン酸添加量は、最大1000ppmま
で順次増やした。
測定は、以下の手順で実施した。
ン、液体パラフィン及びグラファイトを4:20:40
の重量比で混合して十分練った後、カーボンペースト
(1)の凹部(内径2.5mm)に詰め、表面をパラフィン
紙にこすりつけて滑らかにし、その表面にペルオキシタ
ーゼ酵素を固定した酵素膜(2)を被覆し、Oリング
(4)で止めた。(図4) 上記のように製作された過酸化水素センサー(a)、参
照電極(b)、及び対極(c)のそれぞれをポテンショ
スタット(f)に接続し、測定緩衝液に浸漬して測定セ
ル(h)とした。(図5) 測定セルに緩衝液(100mM りん酸緩衝液、pH6.
9)20mlを入れ、過酸化水素センサー、電極を浸漬
した後、印加電圧をかけた(0.1v vs. Ag/Agcl)。
一定濃度の過酸化水素(400ppmの濃度の水溶液を5
0μl(終濃度1ppm))とサンプル50μlを測定セ
ルに添加し、過酸化水素濃度を測定した。出力電流値が
安定した時点で、ペルオキシターゼ酵素を(濃度500
U/mlのものを50μl)添加し、過酸化水素の減少
量を測定した。
た検量線より、サンプル中のポリフェノール濃度を求め
た。
果よりサンプル中に含まれるアスコルビン酸濃度に比例
し、ポリフェノール濃度も増加しており、電気化学的な
測定方法においてアスコルビン酸の影響を受けているこ
とがわかる。
ェノールの測定(アスコルビン酸オキシターゼ添加の効
果) 上記電気化学的検出法での測定において、混合液中にア
スコルビン酸オキシターゼを添加することによる効果を
検討した。
2(東洋紡績製 111U/mg)を100mMリン酸
バッファー(pH6.9)で、5mg/Lとなるよう溶
解した。
pmのL−アスコルビン酸を添加したサンプルを調製し
た。
シターゼ溶液を緩衝液中に添加し、室温で 1分間反応
させた後、サンプルのポリフェノール濃度を測定した。
具体的には、参考例2で作製した過酸化水素センサーを
用いて、アスコルビン酸オキシダーゼを緩衝液に添加す
る以外は、参考例2と同様に過酸化水素の減少量を測定
した。
を0.05ml、アスコルビン酸オキシダーゼ(0.5
55U/ml)を含む上記緩衝液20ml及びポリフェ
ノール及びアスコルビン酸を含む試料0.05mlを混
合し、25℃で1分間反応させることによってアスコル
ビン酸を分解させた後、過酸化水素濃度を測定した。 (b)次に、ペルオキシターゼ酵素を(濃度500U/
mlのものを50μl)添加し、一定時間経過後(5分
程度)の過酸化水素の減少を測定した。
たアスコルビン酸オキシターゼ溶液を10U/20ml
以上添加すれば、サンプル中に含まれる1000ppmの
アスコルビン酸は、完全に分解され、ポリフェノール測
定に影響しないことがわかる。
緑茶中のポリフェノール濃度の測定 (アスコルビン酸オキシターゼ添加による効果)アスコ
ルビン酸オキシターゼを添加した緩衝液を準備し、実施
例1に従って市販の緑茶を測定した。参考の為、緩衝液
中にアスコルビン酸オキシターゼ(ASO-312)を添加し
ないで測定した結果と比較した。結果を表1に示す。
尚、通常量とは、アスコルビン酸オキシダーゼを反応液
中0.555U/ml添加した濃度であり、2倍量は
1.11U/ml添加した濃度である。結果より、アス
コルビン酸オキシターゼ添加の効果を把握できる。
である。
るアスコルビン酸影響の要因を説明する図である。
ン酸の影響を示す図である。
である。
である。
ノール測定において、アスコルビン酸の影響を示す図で
ある。
加量の検討結果を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 過酸化水素、過酸化水素を分解する酵
素、緩衝液及びポリフェノールを含む試料を混合し、一
定時間経過後の過酸化水素の減少を、電気化学的に測定
することにより、試料中のポリフェノールを測定する方
法において、該混合液がアスコルビン酸を分解するクエ
ンチャーを含むポリフェノールの測定方法。 - 【請求項2】 試料中のポリフェノールを電気化学的に
測定する方法であって、(a)過酸化水素、アスコルビ
ン酸を分解するクエンチャー、緩衝液及びポリフェノー
ルを含む試料を混合し、試料中に含まれるアスコルビン
酸を分解させ、(b)その後、該混合液に過酸化水素を
分解する酵素を添加し、一定時間経過後の過酸化水素の
減少を測定する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 過酸化水素、緩衝液及びポリフェノール
を含む試料を混合し、一定時間経過後の過酸化水素の減
少を、電気化学的に測定することにより、試料中のポリ
フェノールを測定する方法において、該混合液がアスコ
ルビン酸を分解するクエンチャーを含むポリフェノール
の測定方法。 - 【請求項4】 試料中のポリフェノールを電気化学的に
測定する方法であって、(a)アスコルビン酸を分解す
るクエンチャー、緩衝液及びポリフェノールを含む試料
を混合し、試料中に含まれるアスコルビン酸を分解さ
せ、(b)その後、該混合液に過酸化水素を添加し、一
定時間経過後の過酸化水素の減少を測定する請求項3に
記載の方法。 - 【請求項5】 クエンチャーがアスコルビン酸オキシダ
ーゼである請求項1〜4のいずれかに記載の測定方法。 - 【請求項6】 過酸化水素を分解する酵素が、ペルオキ
シダーゼ、ラッカーゼまたはチロシナーゼである請求項
1または2に記載の測定方法。 - 【請求項7】 電気化学的過酸化水素センサーを用いて
測定する請求項1〜6のいずれかに記載の測定方法。 - 【請求項8】 (1)過酸化水素 (2)アスコルビン酸を分解するクエンチャー (3)緩衝液 を含むポリフェノール測定用キット。
- 【請求項9】 更に(4)過酸化水素を分解する酵素を
含む請求項8に記載のキット。
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