JP2005023125A

JP2005023125A - Anti-oxidizing raw material, method for producing lignan compound and food or drink

Info

Publication number: JP2005023125A
Application number: JP2003187231A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Osawa; 俊彦大澤; Yoshitada Nakamura; 宜督中村; Shuichi Fukumoto; 修一福本; Yoshiaki Miyake; 義明三宅
Original assignee: Takemoto Oil and Fat Co Ltd; Pokka Corp
Current assignee: Takemoto Oil and Fat Co Ltd; Pokka Corp
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: JP4335598B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anti-oxidizing raw material which can exhibit a high anti-oxidizing action, to provide a food or drink, and to provide a method for producing a lignan compound, by which the lignan compound can easily be produced by the fermentation technique. <P>SOLUTION: This anti-oxidizing raw material is obtained by inoculating a fermentation raw material containing sesamin, sesaminol or a sesaminol glycoside with a microorganism belonging to the genus Aspergillus to subject the raw material to a microorganism fermentation treatment. It is preferable that the anti-oxidizing raw material contains a sesamin dicatechol-form compound or a sesaminol catechol-form compound. It is more preferable that a sesamin catechol-form compound, a sesamin dicatechol-form compound or a sesaminol catechol-form compound is contained as a lignan compound in a larger amount than the fermentation raw material. It is preferable that the fermentation raw material is sesame seeds, roasted sesame, roasted sesame oil, un-roasted sesame salad oil, sesame strained lees, or sesame deodorized scum. A health food as the food or drink contains the anti-oxidizing raw material. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、セサミン、セサミノール又はセサミノール配糖体を含む発酵原料を微生物発酵処理することにより得られる抗酸化素材、及びその抗酸化素材を含有する飲食品に関するものである。さらに、この発明は、前記抗酸化素材の製造に適したリグナン化合物の製造方法に関するものである。より詳しくは、ゴマ種子、ゴマ製品又はゴマ製品製造時の副産物に高含有される前記発酵原料を微生物発酵処理することにより、該発酵原料よりも高い抗酸化作用を発揮するように加工された抗酸化素材及び飲食品に関するものである。また、セサミンの分子内に存在する１つ又は２つのメチレンジオキシフェニル基がカテコール基に変換された構造を有するセサミン−２−カテコール又はセサミン−２，６−ジカテコールを製造するリグナン化合物の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ゴマ油は他のサラダ油に比べて、開封後長期間放置しておいても酸化的劣化が起きにくく、貯蔵安定性に優れていることが知られており、その現象を引き起こす成分としてゴマリグナン類が研究されてきた（非特許文献１参照）。ゴマ種子にはセサミンとセサモリンとがそれぞれ０．３〜０．５％程度含有されており、セサモリンは胃における生体内代謝によりセサモール、セサモリノールに、またゴマ油精製過程においてセサミノールに変換される。これらのゴマリグナン類は、インビボ（ｉｎｖｉｖｏ）で高い抗酸化活性を有しており、例えばラットの肝臓及び腎臓において脂質の過酸化を有意に抑制したり、老年病マーカーとしてのＤＮＡ酸化障害で生じる８−ヒドロキシデオキシグアノシン（８−ＯＨｄＧ）の生成を抑制する働きがある。
【０００３】
ゴマ種子中に高含有されているセサミンは、微生物の高度不飽和脂肪酸生合成に対する阻害作用を始め、生体内での肝機能の増強作用、アセトアルデヒドの毒性の軽減、コレステロール低下作用、乳がん細胞の増殖抑制作用、免疫機能改善等多くの健康増進機能を有している。一方、前記セサミノールは、ゴマ種子中の水溶性区分にセサミノール配糖体の形態で大量に存在しているが、アグリコンとしてのセサミノールの形態ではほとんど存在していない。このセサミノールは、ゴマ油の精製過程で生じる脱色、脱臭スカムと呼ばれる廃棄物中に大量に含まれており、ＬＤＬ脂質過酸化を強力に抑制する働きがある。また、前記セサミノール配糖体は、食品として摂取した後、腸内細菌によりセサミノール配糖体の糖鎖が切断されてアグリコンとしてのセサミノールになり、高い抗酸化作用が発揮される。
【０００４】
一方、この種のリグナン化合物の製造方法としては、セサミン又はエピセサミンからなる出発リグナン化合物を超臨界水と反応させることにより、分子内に２つまたはそれ以上の水酸基を有するリグナン化合物を製造する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
大澤俊彦、第３編第６章ゴマの持つ新しい機能性、「老化予防食品の開発」、株式会社シーエムシー出版、１９９９年１０月、ｐ．１９１−１９９。
【特許文献１】
特開２００１−１３９５７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ゴマ種子中に含まれるセサミン、セサモリン及びセサミノール配糖体は、いずれもそれ自体では抗酸化能をほとんど有していない。即ち、これらのゴマリグナン類は、加工過程又は摂取後の生体内での代謝によって、非意図的にカテコール体やセサミノール等に変換又は代謝されて抗酸化能を発揮するようになっている。このため、これらのゴマリグナン類を含有させた抗酸化素材は、その加工過程における諸条件の相違により、抗酸化能を有さないセサミン、セサモリン及びセサミノール配糖体と、高い抗酸化能を有するカテコール体及びセサミノールとの含有比が大きく左右されやすい。その結果、この種の抗酸化素材では、ゴマリグナン類により発揮され得る抗酸化活性が十分に引き出されていないうえ、摂取したヒトの生理状態や代謝能の個人差等により抗酸化活性が大きく左右されるという欠点があった。一方、前記従来のリグナン化合物の製造方法では、著しく大掛かりな装置を用いて出発リグナン化合物と超臨界水とを反応させる必要があった。
【０００７】
この発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、高い抗酸化作用を発揮することができる抗酸化素材及び飲食品を提供することにある。別の目的とするところは、発酵技術を用いてリグナン化合物を著しく容易に製造することができるリグナン化合物の製造方法方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の抗酸化素材は、セサミン、セサミノール又はセサミノール配糖体を含む発酵原料にアスペルギルス属微生物を接種して微生物発酵処理することにより得られることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明の抗酸化素材は、請求項１に記載の発明において、セサミンカテコール体、セサミンジカテコール体又はセサミノールカテコール体が含有されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明の抗酸化素材は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、セサミンカテコール体、セサミンジカテコール体又はセサミノールカテコール体が前記発酵原料よりも高含有されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明の抗酸化素材は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記発酵原料をゴマ種子、焙煎ゴマ、焙煎ゴマ油、未焙煎ゴマサラダ油、ゴマ搾り粕又はゴマ脱臭スカムとすることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明の飲食品は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の抗酸化素材を含有するものである。
請求項６に記載の発明のリグナン化合物の製造方法は、セサミンカテコール体及びセサミンジカテコール体から選ばれる少なくとも１種のリグナン化合物を製造する方法であって、アスペルギルス属微生物を用いて、セサミンを微生物発酵処理することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した実施形態を詳細に説明する。
実施形態の抗酸化素材は、セサミン、セサミノール及びセサミノール配糖体から選ばれる少なくとも１種を含む発酵原料にアスペルギルス属微生物を接種して微生物発酵処理することにより得られるものであり、高い抗酸化作用を有する有効成分を高含有している。また、この抗酸化素材としては、前記微生物発酵処理を行った後、さらに前記有効成分を抽出、精製又は単離したものであってもよい。この抗酸化素材は、前記有効成分が有する高い抗酸化活性により、前記発酵原料よりも高い抗酸化作用を発揮する。
【００１４】
最も主要な有効成分としては、天然型セサミンジカテコール体（セサミン−２，６−ジカテコール）、エピ型セサミンジカテコール体（エピセサミン−２，６−ジカテコール）、天然型セサミノールカテコール体（セサミノール−６−カテコール）、エピ型セサミノールカテコール体（２−エピセサミノール−６−カテコール）等が挙げられる（図１を参照）。また、天然型セサミンカテコール体（セサミン−２−カテコール）、エピ型セサミンカテコール体（エピセサミン−２−カテコール）、セサミノール、その他前記微生物発酵処理により微生物変換された未知成分等も、抗酸化活性は若干低い（但し、発酵原料よりは高い抗酸化活性を有する）が有効成分となり得る。
【００１５】
発酵原料としては、セサミン、セサミノール又はセサミノール配糖体が含有されているものが使用される。このような発酵原料としては、セサミンやセサミノール配糖体等が高含有されているうえ入手容易かつ安価であることから、ゴマ種子、焙煎ゴマ、焙煎ゴマ油、未焙煎ゴマサラダ油、ゴマ搾り粕又はゴマ脱臭スカムが好適に用いられ、廃棄物の有効利用ができることからゴマ絞り粕又はゴマ脱臭スカムが特に好適に用いられる。さらに、前記ゴマ脱臭スカムには、アグリコンとしてのセサミノールが高含有されていることから、前記有効成分をより迅速かつ容易に得ることができて便利である。また、前記発酵原料としては、ゴマ種子、焙煎ゴマ、焙煎ゴマ油、未焙煎ゴマサラダ油、ゴマ搾り粕又はゴマ脱臭スカム中のゴマリグナン類を抽出したゴマリグナン類抽出物を用いてもよい。
【００１６】
セサミン（ｓｅｓａｍｉｎ）は、互いに光学異性体の関係にある天然型又はエピ型セサミンが存在し、いずれも抗酸化作用をほとんど有しない有機化合物である。なお、図３に天然型セサミンの構造を示す。これらセサミンは、２つのメチレンジオキシ基を有しており、前記微生物発酵処理による微生物変換によって、一方のメチレンジオキシ基が開裂してセサミンカテコール体となり、さらに他方のメチレンジオキシ基が開裂してセサミンジカテコール体となる。なお、図１（ａ）に天然型セサミンが微生物変換されたときの構造の変化を示す。セサミンカテコール体（天然型及びエピ型）は高い抗酸化活性を有しており、セサミンジカテコール体はセサミンカテコール体よりも顕著に高い抗酸化活性を有している。これらのカテコール体において、天然型とエピ型との抗酸化活性の高低は不明である。
【００１７】
セサミノール（ｓｅｓａｍｉｎｏｌ）は、互いに光学異性体の関係にある天然型又はエピ型セサミノールが存在し、いずれも高い抗酸化活性を有する有機化合物である。これらセサミノールは、２つのメチレンジオキシ基を有しているが、前記微生物発酵処理による微生物変換によって、フェノール性水酸基を有しない側の一方のメチレンジオキシ基のみが開裂してセサミノールカテコール体となる。なお、図１（ｂ）に天然型セサミノールが微生物変換されたときの構造の変化を示す。セサミノールカテコール体（天然型及びエピ型）は、セサミノールよりも顕著に高い抗酸化活性を有している。また、天然型セサミノールカテコール体の方がエピ型よりも抗酸化活性は高い。
【００１８】
セサミノール配糖体（ｓｅｓａｍｉｎｏｌ−ｔｒｉｇｌｕｃｏｓｉｄｅ）は、前記セサミノールと糖とがグリコシド結合にて結合した配糖体であり、抗酸化作用をほとんど有しない有機化合物である。このセサミノール配糖体は、β−グルコシダーゼ処理等のアグリコン化処理によりアグリコンとしてのセサミノールを生成（遊離）させる。また、前記微生物発酵処理によってもセサミノールが生成される。
【００１９】
アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）属微生物（発酵菌）としては、アスペルギルス・サイトイ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｓａｉｔｏｉ）、アスペルギルス・ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ）、アスペルギルス・アワモリ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓａｗａｍｏｒｉ）等の黒麹菌、又はアスペルギルス・オリゼー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｏｒｙｚａｅ）、アスペルギルス・ソーイエ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｓｏｊａｅ）、アスペルギルス・タマリ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｔａｍａｒｉｉ）等の黄麹菌が挙げられる。これらの発酵菌のうち微生物変換効率が良好であることから、アスペルギルス・サイトイ、アスペルギルス・ニガー又はアスペルギルス・アワモリが好適に用いられ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｓａｉｔｏｉ（ＩＡＭ２２１０）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ（ＡＴＣＣ３８８５７）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｓｈｉｒｏｕｓａｍｉ（ＲＩＢ２５０３）が特に好適に用いられる。
【００２０】
微生物発酵処理は、前記発酵原料にアスペルギルス属微生物を接種し、該微生物を所定の発酵条件下で所定の発酵期間培養することにより行われる。この微生物発酵処理は、主として前記微生物の栄養菌糸が生産する酵素によりセサミンやセサミノールのメチレンジオキシ基の開裂反応を行う。また、同栄養菌糸が生産するβ−グリコシダーゼ（β−グルコシダーゼ）によりセサミノール配糖体をアグリコン化してセサミノールを遊離させる反応も行う。
【００２１】
前記微生物を発酵原料に接種する方法としては、該微生物の胞子を発酵原料に直接振りかけて付着させることができる。また、予め前記微生物を含む培地を好気的条件で振盪培養する予備培養処理を行った後、その予備培養処理後の培地を発酵原料全体に行き渡るように振りかけて付着させたり、前記予備培養後の培地中に発酵原料を浸漬させることによって接種することも可能である。これらの接種方法のうち、微生物発酵処理が比較的均一に進むことから、予備培養処理後の培地を発酵原料に振りかけて付着させるのが最も好ましい。
【００２２】
前記予備培養処理は、微生物発酵処理に用いられる微生物を予め十分に増殖させるとともに活性化させることによって、微生物発酵処理を迅速かつ円滑に進行させるために行われる。この予備培養処理は、２０〜４０℃の好気的条件下で最低５日以上行われ、好ましくは前記微生物の菌糸体が培地表面を３分の１程度覆う状態となるまで行われる。前記培地としては、ポテトデキストロース含有培地やツァペック培地等の糸状菌用培地又はオカラ等の有機物を含有する種々の液体培地が好適に使用される。さらに、この予備培養処理では、前記微生物の生育を良好にするために、培養開始時点における培地のｐＨを３〜７に調整するのが好ましい。また、前記振盪培養する際の振盪速度としては、好ましくは５０ｒｐｍ以上、より好ましくは５０〜２００ｒｐｍである。この振盪速度が５０ｒｐｍ未満の場合には、前記微生物を含有した培地全体が好気的でないため菌糸の増殖が十分にできない。また、振盪速度が２００ｒｐｍを越える場合には、培地の揺れが激しく前記微生物の菌体形成が抑制されるおそれがある。
【００２３】
上記予備培養処理により活性化された微生物を発酵原料に接種する場合の微生物発酵処理条件としては、微生物発酵処理を好気的条件で行うことが容易であることから、例えば有底筒状に形成された培養皿等の底部が広く深さが浅い培養容器が好適に用いられる。さらに、この培養容器の底面に万遍なく発酵原料を広げるように載置するとよい。また、発酵温度としては、前記微生物の生育に好適な条件として、好ましくは１０〜４０℃、より好ましくは２０〜４０℃、さらに好ましくは２５〜３０℃で行われる。加えて、前記微生物の生育に好適な条件として、暗所で微生物発酵処理を行うのが好ましい。
【００２４】
有効成分を多量に得るための発酵期間としては、好ましくは３日から１ヶ月、より好ましくは１〜３週間、さらに好ましくは１０〜２０日間、特に好ましくは１２〜１８日間である。この発酵期間が３日未満の場合には、前記微生物による微生物発酵がほとんど進行していないことから十分な量の有効成分が生成されていない。逆に１ヶ月を越える場合には、生成された有効成分の分解が進むおそれがあるうえ不経済である。
【００２５】
実施形態の第１のリグナン化合物の製造方法は、セサミンからなる発酵原料にアスペルギルス属微生物を接種して微生物発酵処理することにより、リグナン化合物としてのセサミン−２−カテコール（セサミンカテコール体）を製造するものである。実施形態の第２のリグナン化合物の製造方法は、セサミン又はセサミン−２−カテコールからなる発酵原料にアスペルギルス属微生物を接種して微生物発酵処理することにより、リグナン化合物としてのセサミン−２，６−ジカテコール（セサミンジカテコール体）を製造するものである。図２に示すように、これらセサミンカテコール体及びセサミンジカテコール体は、いずれも光学異性体の関係にある天然型とエピ型とが存在する。なお、前記発酵原料としては、例えばゴマリグナン類抽出物等のセサミンが含有されているものからセサミンを精製した精製物を使用するのが好ましい。なお、前記アスペルギルス属微生物及び微生物発酵処理は、上記抗酸化素材の場合と同様である。
【００２６】
実施形態の飲食品としての健康食品は、前記抗酸化素材（有効成分）、又は前記第１若しくは第２のリグナン化合物の製造方法により製造されたリグナン化合物を含有するものであり、主として飲料品、食料品又は製剤（錠剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤、等）の形態で経口摂取するように構成されている。この健康食品は、前記抗酸化素材を果汁、牛乳やヨーグルト等の乳製品、ゴマ製品、乳糖やデキストリン等の賦形剤等の健康食品用素材に添加することにより製造される。この健康食品は、前記リグナン化合物の高い抗酸化活性により、経口摂取した時に生体内での過剰な活性酸素など酸化ストレスを低減して、低密度コレステロール（ＬＤＬ）の抗酸化作用や、肝機能の増強作用、アセトアルデヒドの毒性の軽減、乳がん細胞の増殖抑制作用、免疫機能改善等の健康増進効果を発揮する。
【００２７】
健康食品としての飲料品中に含まれる有効成分の濃度は、好ましくは０．０００１〜５０重量％、より好ましくは０．０１〜３０重量％、さらに好ましくは０．１〜１０重量％である。前記有効成分の濃度が０．０００１重量％未満の場合には健康増進効果を効果的に発揮させることができず、逆に５０重量％を越える場合には不経済である。健康食品としての食料品又は製剤に含まれる有効成分の含有量は、好ましくは０．００１〜８０重量％、より好ましくは０．０１〜７０重量％、さらに好ましくは０．１〜５０重量％である。前記有効成分の含有量が０．０００１重量％未満の場合には健康増進効果を効果的に発揮させることができず、逆に５０重量％を越える場合には不経済である。
【００２８】
また、前記有効成分の摂取量としては、成人１日当たり好ましくは０．０１〜１０００ｍｇ、より好ましくは０．１〜７００ｍｇ、より一層好ましくは１〜５００ｍｇであるとよい。この有効成分の１日当たりの摂取量が０．０１ｍｇ未満の場合には健康増進効果を効果的に発揮させることができず、逆に１０００ｍｇを越える場合には不経済である。さらに、この健康食品は、１日数回（２〜３回又はそれ以上）に分けて服用するのが好ましく、特に激しい運動の前後、日光による紫外線照射の前後、ストレス時、喫煙の前後等の酸化ストレスに晒されやすい状態のときに摂取するとよい。また、小人の場合は、主に体重に依存して摂取量が調整されるが、前記成人の摂取量の半量が目安となる。
【００２９】
上記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・実施形態の抗酸化素材は、セサミン、セサミノール及びセサミノール配糖体から選ばれる少なくとも１種を含む発酵原料にアスペルギルス属微生物を接種して微生物発酵処理することにより得られるものである。この抗酸化素材には、前記発酵原料を微生物変換することにより生成された高い抗酸化活性を有する有効成分が含有されていることから、発酵原料よりも高い抗酸化作用を発揮することができる。特に、微生物変換がより一層進行することによって生成したセサミンジカテコール体又はセサミノールカテコール体が有効成分として含有されている場合には、発酵原料よりも著しく高い抗酸化活性を発揮する。さらに、前記有効成分は、ゴマ種子、ゴマ製品及びゴマ製品製造時の副産物中にほとんど存在していないことから大量生産が著しく困難であったが、本実施形態の微生物発酵処理を行うことにより、極めて容易かつ安価に大量生産が可能となり、入手容易なものとなった。
【００３０】
・実施形態のセサミンカテコール体の製造方法はアスペルギルス属微生物を用いてセサミンを微生物発酵処理するものであり、セサミンジカテコール体の製造方法はアスペルギルス属微生物を用いてセサミン又はセサミンカテコール体を微生物発酵処理するものである。なお、これらのリグナン化合物の製造方法としては、入手容易であることから発酵原料としてセサミンを用い、抗酸化作用が顕著に高いうえ微生物発酵処理の最終生成物であって発酵条件の調整をあまり必要としないことからセサミンジカテコール体を製造するのが最も好ましい。これらのリグナン化合物の製造方法は、発酵技術を用いていることから、前記従来の超臨界水と反応させることによって製造されるリグナン化合物と比較して、大掛かりな装置や巨大なエネルギーを必要とせず、経済的かつ環境に対する負荷が少ない。さらに、前記超臨界水を活用した製造方法と比較すると、著しく効率的に前記リグナン化合物を製造することができる。加えて、このリグナン化合物の製造方法では、食品加工分野で古来より用いられてきた麹菌（アスペルギルス属微生物）を利用していることから、経口摂取における問題も少ないうえ、実際の製造コスト面からも極めて効率がよい。
【００３１】
・実施形態の飲食品（健康食品）は、前記抗酸化素材又はリグナン化合物が含有されていることから、生体内に摂取することによって、活性酸素の消去等により高い健康増進効果を発揮することができる。さらに、前記抗酸化素材及びリグナン化合物は、生体内に摂取される以前に予め微生物変換させることによって抗酸化活性を高めておいたものであることから、生体内で極めて迅速かつ効率的に抗酸化作用を発揮させることができる。このため、この健康食品では、生体吸収性の向上や新たな生理機能の付加も期待できることから、トータルとして生体内での健康増進機能をより一層増進させることが可能になる。
【００３２】
前記セサミンは、経口摂取したときにそのほとんどがセサミンの形態のまま門脈を介して生体内に吸収され肝臓に移行し、肝臓内でセサミンカテコール体及びセサミンジカテコール体に変換されて代謝される。これらの代謝物質は、セサミンには存在しない抗酸化活性を有しており、セサミンが生体内に及ぼす有為な健康増進機能の活性本体である可能性が極めて高い。一方、セサミノール配糖体を経口摂取したときには、腸内細菌の作用によって始めてセサミノールに変換されて高い抗酸化活性を発揮するようになっている。従って、これらセサミン及びセサミノール配糖体は、通常の経口摂取では抗酸化活性を発揮するまでに著しく長い時間がかかることから即効性に劣るものであるが、本実施形態の抗酸化素材及びリグナン化合物は、経口摂取した直後に所望とする抗酸化作用を発揮することができることから極めて有用である。さらには、肝臓や腸内細菌の活動が弱っている場合でも、目的とする抗酸化作用を発揮させることができて有用である。
【００３３】
さらに、この健康食品では、食品加工分野で古来より用いられてきた麹菌（アスペルギルス属微生物）を利用して微生物発酵処理することにより製造された抗酸化素材又はリグナン化合物が用いられていることから、経口摂取における問題も少ないうえ、実際の製造コスト面からも極めて効率がよい。加えて、発酵原料としてゴマ種子、焙煎ゴマ、焙煎ゴマ油、未焙煎ゴマサラダ油、ゴマ搾り粕、ゴマ脱臭スカム等のゴマ種子、ゴマ製品又はゴマ製品製造時の副産物を用いることにより、極めて安価に高品質の健康食品を提供することが可能となる。
【００３４】
【実施例】
以下、前記実施形態を具体化した実施例について説明する。
＜実施例１：セサミノール配糖体の微生物発酵処理＞
（微生物発酵処理による抗酸化能の上昇確認）
発酵菌としては、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓａｗａｍｏｒｉｉ（ＲＩＢ２８０４）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ（ＡＴＣＣ３８８５７）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｓｈｉｒｏｕｓａｍｉ（ＲＩＢ２５０３）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｓａｉｔｏｉ（ＩＡＭ２２１０）の４種類の菌株を用いた。これらの菌株は、予めポテトデキストロースブロス培地にて予備培養を行い菌糸体を増殖させておいた上で、同培地を５倍希釈した液体培地に菌糸体を移し、これに終濃度０．１％となるようにセサミノール配糖体（ゴマ粕より単離精製して調製）を添加して微生物発酵処理を実施した。上記の予備培養及び微生物発酵処理はいずれも、３０℃恒温条件で振盪速度１００ｒｐｍの好気的な条件下で培養を実施した。培養は１ヶ月間実施するとともに、経時的に液体培地を少量サンプリングして濾過したサンプリング液についてＤＰＰＨ（１，１−Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−２−ｐｉｃｒｙｌｈｙｄｒａｚｙ）によるラジカル捕捉活性の測定を行った。即ち、ＤＰＰＨエタノール溶液（２０ｍｇ／１００ｍｌ）２０００μｌ、Ｔｒｉｓ−ＨＣｌバッファー１０００μｌ及びサンプリン液１００μｌを混合し、ＨＰＬＣを用い定法に従ってラジカル捕捉活性の測定を行った。結果を図４に示す。図４より、全ての発酵菌が抗酸化能を上昇させ得ることが確認された。特に、ＲＩＢ２５０３及びＩＡＭ２２１０では、微生物発酵処理開始１０日目ごろからラジカル捕捉活性の急激な上昇がみられ、抗酸化能の上昇が迅速かつ高かったことが確認された。
【００３５】
（抗酸化物質の精製）
０．５％セサミノール配糖体を添加した培地をＲＩＢ２５０３又はＩＡＭ２２１０により上記と同様の条件で８日間微生物発酵処理することにより発酵物を得た。得られた発酵物の濾過液について、下記ＨＰＬＣ条件１のＨＰＬＣグラジエント法（ＭｅＯＨはメタノールを表す）にて、分取用カラム（ＹＭＣ社製）が装着された島津製作所製のＬＣ−８Ａを用いてＡ〜Ｄの４つの区分（ｆｒａｃｔｉｏｎ）に分画した。
【００３６】
ＨＰＬＣ条件１
カラム：ＯＤＳ−ＡＲ−３５３−１５１Ａ（５０φ×２５０ｍｍ）
波長：λ＝２８０ｎｍ
流速：１００ｍｌ／ｍｉｎ
溶媒：水（０．１％ＴＦＡ）、メタノール（０．１％ＴＦＡ）
溶出条件：０−３０ｍｉｎ（０−１００％ＭｅＯＨのグラジエント溶出）、
３０−３５ｍｉｎ（１００％ＭｅＯＨ）、３５−４０ｍｉｎ（１００−０％ＭｅＯＨ）
次に、分画後の各区分についてＤＰＰＨラジカル捕捉活性の測定を実施した。即ち、ＤＰＰＨエタノール溶液（２０ｍｇ／１００ｍｌ）２５００μｌ、Ｔｒｉｓ−ＨＣｌバッファー１０００μｌ及びサンプリング液１００μｌを混合し、上記と同様にＨＰＬＣを用いてラジカル捕捉活性の測定を行った。各区分のラジカル捕捉活性（％）を表１に示す。また、前記ＲＩＢ２５０３を用いた発酵物を以下ＨＰＬＣ条件２の条件で分析した結果を図５に示す。
【００３７】
ＨＰＬＣ条件２
装置：島津製作所製ＬＣ−１０ＡＤ
カラム：ＬＵＮＡＣ１８（２）（２．０φ×２５０ｍｍ：ｐｈｅｍｏｍｅｎｅｘ００Ｇ−４２５２−８０）
波長：ＵＶ検出器 λ＝２８０ｎｍ
ＰＤＡ検出器 λ＝１９０〜３７０ｎｍ
流速：１００ｍｌ／ｍｉｎ
溶媒：水（０．１％ＴＦＡ）、メタノール（０．１％ＴＦＡ）
溶出条件：０−３０ｍｉｎ（２０−１００％ＭｅＯＨのグラジエント溶出）
【００３８】
【表１】

表１より、ＢとＣの区分、特にＣの区分において強いラジカル捕捉活性が認められた。次に、前記クロマトグラムのピークを細かく分離し、Ｂ区分については１１個（Ｂ１〜Ｂ１１）、Ｃ区分については７個（Ｃ１〜Ｃ７）に分画したもののそれぞれについて、ＤＰＰＨラジカル捕捉活性を測定した。結果を表２に示す。なお、前記Ｂ１〜Ｂ１１及びＣ１〜Ｃ７のピークのうちの幾つか（Ｆｒｃ−Ｂ５，Ｆｒｃ−Ｂ９，Ｆｒｃ−Ｃ３，Ｆｒｃ−Ｃ４，Ｆｒｃ−Ｃ７）を図５に示されるクロマトグラムに記入した。
【００３９】
【表２】

（抗酸化物質の同定）
セサミノール配糖体及びセサミノール（本発明者らが単離精製して調製）を上記ＨＰＬＣ条件２に準じてＨＰＬＣ分析した結果、Ｃ２に含まれるピークはセサミノール配糖体、Ｃ５に含まれるピークはセサミノールであることが確認された。また、強いラジカル捕捉活性が認められたＣ３、Ｃ４の区分についてはＦＡＢ−ＭＳ分析、ＮＭＲ分析を実施した結果、Ｃ３はセサミノールのＡ環のメチレンジオキシ基が開裂した天然型セサミノールカテコール体であり、Ｃ４はＣ３の光学異性体でエピ型セサミノールカテコール体であることが判明した。また、表２の結果を参照すると、これらセサミノールカテコール体は、セサミノールよりも顕著に高い抗酸化活性を有していることと、エピ型よりも天然型セサミノールカテコール体の方が抗酸化活性が高いこととが明らかになった。
【００４０】
（抗酸化物質の変換率の確認）
上記ＲＩＢ２５０３又はＩＡＭ２２１０を用いて微生物発酵処理した各発酵物について、抗酸化物質の変換率を求めた。即ち、まず、上記微生物発酵処理によって生成されたセサミノールカテコール体の量をクロマトグラム（ＲＩＢ２５０３については図５）より求めた後、該セサミノールカテコール体の量を、出発原料として用いたセサミノール配糖体の量で除算することによって変換率を求めた。その結果、ＲＩＢ２５０３を用いた微生物発酵処理における変換率は７．６％（天然型は４．６％、エピ型は３．０％）、ＩＡＭ２２１０を用いた微生物発酵処理における変換率は７．１４％（天然型は４．３５％、エピ型は２．８０％）であったことが示された。また、前記出発原料としてのセサミノール配糖体に含まれる天然型とエピ型との割合は１：１であることから、この微生物発酵処理では天然型への変換効率に優れていることも示された。
【００４１】
＜実施例２：セサミンの微生物発酵処理＞
（微生物発酵処理による抗酸化能の上昇確認）
発酵菌として、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓａｗａｍｏｒｉ（ＲＩＢ２８０４）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｓｈｉｒｏｕｓａｍｉｉ（ＲＩＢ２５０３）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ（ＡＴＣＣ３８８５７）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ（ＡＴＣＣ１０２５４）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ（ＡＴＣＣ９６４２）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｓａｉｔｏｉ（ＩＡＭ２２１０）の６種類の菌株を用いた。これらの菌株は、予めポテトデキストロースブロス培地にて予備培養を行い菌糸体を増殖させておいた上で、同培地を５倍希釈した液体培地に菌糸体を移し、これに終濃度０．１％となるようにセサミン（本発明者らが単離精製して調製）を添加して微生物発酵処理を実施した。上記の予備培養及び微生物発酵処理はいずれも、２６℃恒温条件で振盪速度１００ｒｐｍの好気的な条件下で培養を実施した。培養は１ヶ月間実施するとともに、経時的に液体培地を少量サンプリングして濾過したサンプリング液のＤＰＰＨラジカル捕捉活性の測定を実施例１と同様に行った。結果を図６に示す。
【００４２】
図６より、全ての発酵菌が抗酸化能を上昇させ得ることが確認された。特に、ＲＩＢ２５０３及びＡＴＣＣ３８８５７では、微生物発酵処理開始後６日目を最高に３週間後まで持続的な高い抗酸化活性が確認された。また、ＩＡＭ２２１０については微生物発酵処理開始後４日目に高い抗酸化活性を示し、その後は低下した。従って、発酵菌としては、ＲＩＢ２５０３、ＡＴＣＣ３８８５７、ＩＡＭ２２１０が好ましく、ＲＩＢ２５０３、ＡＴＣＣ３８８５７が特に好ましいことが明らかとなった。また、発酵期間は、ＩＡＭ２２１０の場合３〜５日、ＲＩＢ２５０３及びＡＴＣＣ３８８５７の場合４日から１ヶ月程度が好ましいことも明らかとなった。
【００４３】
（抗酸化物質の精製）
前記微生物発酵処理したセサミン添加液体培地を定期的にサンプリング（０日，２日，４日，７日，９日，１１日，１４日，１８日，２２日）して濾過した。これらのサンプリング液を酢酸エチルで抽出し濃縮した後にメタノールに溶解し、下記に示されるＨＰＬＣ条件３のＨＰＬＣグラジエント法で分析を実施した。
【００４４】
ＨＰＬＣ条件３
カラム：ＯＤＳ−ＨＧ−５（４．６φ×２５０ｍｍ）
流速：０．８ｍｌ／ｍｉｎ
溶媒：水（０．１％ＴＦＡ）、メタノール（０．１％ＴＦＡ）
溶出条件：０−３０ｍｉｎ（０−１００％ＭｅＯＨのグラジエント溶出）、
３０−３５ｍｉｎ（１００％ＭｅＯＨ）、３５−４０ｍｉｎ（１００−０％ＭｅＯＨ）
その結果、上記６種類の発酵菌全てにおいて、微生物発酵処理の進行に伴ってセサミンの２本（天然型及びエピ型と考えられる）のピークが消失するとともに、ピークＢ（２６〜２７分で溶出されるピーク）が出現した。さらに、同処理のさらなる進行に伴ってピークＡ１及びＡ２（１９分及び２１分で溶出されるピーク）が出現するとともに、ピークＢの減衰が認められた。最も高い抗酸化活性を示したＲＩＢ２５０３のクロマトグラムを図７に示す。
【００４５】
次に、最も抗酸化活性が高かったＲＩＢ２５０３による微生物発酵処理後１４日目のサンプリング液について、上記ＨＰＬＣ条件３のＨＰＬＣグラジエント法で溶出時間２分毎に分取を行い、溶出区分毎にＤＰＰＨラジカル捕捉活性の測定を行った。結果を図８に示す。図８より、ピークＡ１及びＡ２を含む区分（ｆｒａｃｔｉｏｎ１０）に最も高い抗酸化活性があることが確認された。また、ピークＢを含む区分（ｆｒａｃｔｉｎ１３，１４）にもｆｒａｃｔｉｏｎ１０よりは弱いが抗酸化活性が確認された。
【００４６】
（ピークＡ１，Ａ２の同定）
強いラジカル捕捉活性が認められた前記図８のｆｒａｃｔｉｏｎ１０について構造決定を行った。即ち、上記ＨＰＬＣ条件３にてＵＶ２８０ｎｍの吸光度を指標として、ピークＡ１及びＡ２をそれぞれ個別に分取し単離、精製した。これらの分取サンプルを用いて、下記ＬＣ−ＭＳ条件１にて分子量を測定した。結果を図９に示す。
【００４７】
ＬＣ−ＭＳ条件１
カラム：ＯＤＳ−ＨＧ−５（４．６φ×２５０ｍｍ）
流速：０．８ｍｌ／ｍｉｎ
溶媒：Ａ；水（０．１％ＴＦＡ）、Ｂ：メタノール（０．１％ＴＦＡ）
条件：０−１０ｍｉｎ（０−１００％ＭｅＯＨのグラジエント溶出）、
１０−２０ｍｉｎ（１００％ＭｅＯＨ）、２０−２３ｍｉｎ（１００−０％ＭｅＯＨ）
プローブ：ＥＳＰ（ＰｏｓｓｉｔｉｖｅＭｏｄｅ）
その結果、ピークＡ１，Ａ２の分子量はともに３３０．３４であることが確認された。これはセサミンの分子量３５４．３４よりも分子量が２４小さいことから、構造的にセサミンの両端にある２つのメチレンジオキシ基がそれぞれ２つの水酸基に開裂したジカテコール体ではないかと予想された。
【００４８】
一般的にフェノール性水酸基を持つことは抗酸化活性に大きく寄与することが知られているため、ピークＡ１，Ａ２がフェノール性水酸基を有しているかどうか検討した。本実験ではジアゾメタンによる水酸基の完全メチル化反応を行い、反応後に上記ＨＰＬＣ条件２により分析したところ、ピークＡ１，Ａ２が完全に消失し、さらにこの反応サンプルで上記ＬＣ−ＭＳ分析１を行ったところ、セサミンの分子量よりも３２大きい分子量を有するピークが検出された（図１０参照）。以上の結果から、この反応物質は、構造的に２つのメチレンジオキシ基が開裂し４つのメトキシ基が付加されたものであると予想された。
【００４９】
次に、前記ピークＡ１及びＡ２の分取サンプルを用いて^１Ｈ−ＮＭＲによる分析を行った。なお、この^１Ｈ−ＮＭＲ分析において、Ａ１及びＡ２のシグナルが溶媒と重なったため、溶媒を重クロロホルム、重メタノール、重アセトン、重ジメチルスルフォキシドとして各溶媒のシグナルを比較した。結果を図１１及び図１２に示す。本分析では、まず、セサミンの標準品及び６−エピセサミンの文献値とを比較検討することで構造解析を実施した。^１Ｈ−ＮＭＲの結果、ピークＡ１及びＡ２には、それぞれセサミン及び６−エピセサミンに見られるテトラヒドロフルフラン環由来のシグナルが見られた。これらのシグナルのケミカルシフト、結合定数がほぼ同じであったことから、Ａ１，Ａ２のテトラフルフラン環は代謝過程で保持されていることが示唆された。しかしながら、セサミン、６−エピセサミンに見られるメチレンジオキシ基由来のシグナルが消失し新たなシグナルが７．９１ｐｐｍ（溶媒：重アセトン）に観察され、このシグナルはプロトン交換可能な重メタノールでは観察されなかったことから水酸基によるものと考えられた。
【００５０】
以上の^１Ｈ−ＮＭＲ、ＬＣ−ＭＳ、ジアゾメタンによるメチル化の結果より、ピークＡ１及びＡ２は、それぞれセサミン及び６−エピセサミンのテトラヒドロフルフラン環を持ち、２つのメチレンジオキシ基が開裂し、２つのベンゼン環に２つずつ水酸基が付加したカテコール構造を持つものであるとの結論を得た。さらにＡ１及びＡ２をさらに単離、精製し、溶媒にＤＭＳＯを用いて^１Ｈ−ＮＭＲによる立体構造の分析を実施したところ、ピークＡ１、Ａ２とも同じシグナルが見られたが、その強度の違いによりＡ１は天然体のセサミンジカテコール、Ａ２はエピ体のセサミンジカテコールであることが示された。
【００５１】
（ピークＢの同定）
上記ピークＡ１，Ａ２と同様にピークＢについても物質の同定を実施した。図７のクロマトグラムより、ピークＢについては、変換過程におけるピークＡ１，Ａ２との相関関係及びＬＣ−ＭＳにより得られた分子量より、セサミンからセサミンジカテコール体へと変換される際の中間変換物であると予想された。前記相関関係としては、ＨＰＬＣ分析における溶出時間及び微生物発酵処理での生成のタイミングがセサミンとピークＡ１，Ａ２との間にあることが挙げられる。前記生成のタイミングとしては、ピークＢがセサミンの減少に伴って増加し、ピークＡ１，Ａ２の増加に伴って減少するという絶妙なタイミングが挙げられる。さらに、ピークＡ１，Ａ２，Ｂの紫外線吸収スペクトルがいずれもセサミンと酷似していること、溶出時間がセサミンとセサミンジカテコール体との間にあることなどから、ピークＢはセサミンの２つのメチレンジオキシ基のうち一方のみが開裂しカテコール体になったものではないかと予想した。
【００５２】
（同定された抗酸化物質の再確認）
ピークＡ１，Ａ２がセサミンジカテコール体であり、ピークＢがセサミンカテコール体であることを確認するために以下の実験を実施した。肝代謝系の肝臓ミクロソームにおいてセサミンがセサミンカテコール体及びセサミンジカテコール体に変換されるという報告を受けて、肝臓分画であるＳ９ミックス（和光純薬社製）を用いてセサミンをｉｎｖｉｔｒｏで代謝させることにより、セサミンカテコール体及びセサミンジカテコール体を生成させた。前記肝臓分画で代謝された代謝物からセサミンカテコール体及びセサミンジカテコール体をそれぞれ精製し、該精製サンプルを上記ＨＰＬＣ条件３により分析した。結果を図１３に示す。その結果、図１３のクロマトグラムと図７のクロマトグラムとを比較すると、前記代謝物から精製したセサミンカテコール体とピークＢとの溶出時間が一致し、同代謝物から精製したセサミンジカテコール体とピークＡ１，Ａ２との溶出時間が一致したことから、上記同定結果が裏付けられた。
【００５３】
（微生物発酵処理の至適条件の検証）
ＲＩＢ２５０３を用いてセサミンを微生物発酵処理したときのセサミンジカテコール体（ピークＡ１，Ａ２）及びセサミンカテコール体（ピークＢ）について、培養温度や発酵期間で生成量がどのように変化しているか検討した。ピークＡ１，Ａ２の生成量の結果を図１４（ａ）に、ピークＢの生成量の結果を図１４（ｂ）に示す。その結果、培養温度については、ピークＡ１，Ａ２，Ｂとも２３℃よりも２６℃の方が早くピークが現れることが確認された。
【００５４】
一方、発酵期間については、図１４（ｂ）より、ピークＢは、培養温度２６℃のときには４〜１１日間、特に５〜８日間で多く生成されており、培養温度２３℃のときには１６〜１８日前後で多く生成されていたことが分かる。図１４（ａ）より、ピークＡ１，Ａ２は、培養温度２６℃のときには１．５〜３週間、特に２週間前後で多く生成されていたことが分かる。また、図７のクロマトグラムより、微生物発酵処理開始後のセサミンの急激な減少に伴って、ピークＢの生成が徐々に認められ、１週間目頃に最高値に達することが明かとなった。また、このころからピークＡ１，Ａ２も生成が認められ、それらピークＡ１，Ａ２の増加に伴ってピークＢが減少する傾向が認められた。そして、微生物発酵処理開始から２週間目頃にピークＡ１，Ａ２は最高値に達し、そのころピークＢは低いレベルまで減少していることが判った。従って、最も高い抗酸化活性を有するセサミンジカテコール体を生成させるための発酵期間としては、微生物発酵処理開始から好ましくは１週間以上、より好ましくは２週間以上、特に２〜３週間であるとよいことが分かる。
【００５５】
（抗酸化物質の変換率の確認）
上記ＲＩＢ２５０３を用いて微生物発酵処理した発酵物について、抗酸化物質の変換率を求めた。即ち、まず、上記微生物発酵処理によって生成されたセサミンカテコール体及びセサミンジカテコール体の量を図７のクロマトグラムより求めた後、それらの量を、出発原料として用いたセサミンの量で除算することによって変換率を求めた。その結果、セサミンカテコール体への変換率は天然型及びエピ型合わせて２．５％、セサミンジカテコール体への変換率は天然型及びエピ型合わせて２０．０％であったことが示された。なお、この微生物発酵処理による変換率は、特許文献１に記載の方法による変換率に対して数倍以上上回っていることも確認された。
【００５６】
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・実施形態の抗酸化素材（有効成分）又はリグナン化合物を、例えば、化粧品、医薬部外品若しくは医薬品、又は香料、色素、油脂等の酸化劣化を防止するための劣化防止剤中に含有させてもよい。
【００５７】
本発明を応用した技術として、微生物発酵処理の代わりに、アスペルギルス属微生物が産生する酵素を用いた酵素処理により上記有効成分を生成させてもよい。このように構成した場合でも高い抗酸化作用を発揮することができる。
【００５８】
本発明を応用した技術として、セサモリン、セサモール又はセサモリノールを用いて微生物発酵処理してもよい。このように構成した場合でも、高い抗酸化作用を発揮することができる。
【００５９】
本発明を応用した技術として、セサミンカテコール体又はセサミンジカテコール体をジアゾメタンによる完全メチル化反応を行うことにより生成されたリグナン化合物を医薬品又は医薬部外品中に含有させてもよい。また、セサミノールカテコール体をジアゾメタンによる完全メチル化反応を行うことにより生成された化合物を医薬品又は医薬部外品中に含有させてもよい。
【００６０】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・前記発酵原料よりも高い抗酸化作用を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の抗酸化素材。
【００６１】
・前記微生物発酵処理に先立って、アスペルギルス属微生物を含む培地を好気的条件下で振盪培養する予備培養処理を行った後、その予備培養処理後の培地を前記発酵原料に付着させて微生物発酵処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の抗酸化素材。
【００６２】
・請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の抗酸化素材を製造する製造方法であって、セサミン、セサミノール又はセサミノール配糖体を含む発酵原料にアスペルギルス属微生物を接種して微生物発酵処理することを特徴とする抗酸化素材の製造方法。このように構成した場合、高い抗酸化作用を発揮する抗酸化素材を容易に製造することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１から請求項４に記載の発明の抗酸化素材によれば、高い抗酸化作用を発揮することができる。請求項５に記載の発明の飲食品によれば、高い抗酸化作用を発揮することができる。請求項６に記載の発明のリグナン化合物の製造方法によれば、発酵技術を用いてリグナン化合物を著しく容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はセサミンが微生物変換されたときの構造の変化を示す図、（ｂ）はセサミノールが微生物変換されたときの構造の変化を示す図。
【図２】セサミンカテコール体及びセサミンジカテコール体の構造を示す
【図３】セサミンの構造を示す化学式。
【図４】実施例１の微生物発酵処理による抗酸化能の確認結果を示す。
【図５】実施例１の抗酸化物質の精製を行った際のクロマトグラム。
【図６】実施例２の微生物発酵処理による抗酸化能の確認結果を示す。
【図７】実施例２の抗酸化物質の精製を行った際のクロマトグラム。
【図８】実施例２の抗酸化物質の精製を行った際のクロマトグラム。
【図９】実施例２のピークＡ１，Ａ２のＬＣ−ＭＳ分析結果を示す。
【図１０】実施例２のメチル化したＡ１，Ａ２のＬＣ−ＭＳ結果を示す。
【図１１】実施例２のピークＡ１，Ａ２の^１Ｈ−ＮＭＲの分析結果を示す
【図１２】実施例２のＡ１，Ａ２，セサミンの^１Ｈ−ＮＭＲデータを示す
【図１３】実施例２の抗酸化物質の再確認の結果を示すクロマトグラム。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）はいずれも、実施例２の微生物発酵処理における至適温度条件の検証結果を示すグラフ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antioxidant material obtained by subjecting a fermentation raw material containing sesamin, sesaminol or sesaminol glycoside to microbial fermentation, and a food or drink containing the antioxidant material. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a lignan compound suitable for producing the antioxidant material. More specifically, the fermentation raw material highly contained in sesame seeds, sesame products or by-products during the production of sesame products is subjected to a microbial fermentation treatment, whereby an anti-oxidant processed to exhibit a higher antioxidant effect than the fermentation raw materials. It relates to oxidized materials and foods and drinks. Also, a process for producing a lignan compound for producing sesamin-2-catechol or sesamin-2,6-dicatechol having a structure in which one or two methylenedioxyphenyl groups present in the sesamin molecule are converted to catechol groups It is about.
[0002]
[Prior art]
Traditionally, sesame oil has been known to be less susceptible to oxidative degradation and excellent storage stability even after standing for a long period of time compared to other salad oils. Have been studied (see Non-Patent Document 1). Sesame seeds contain about 0.3 to 0.5% of sesamin and sesamorin, respectively, and sesamorin is converted into sesamol and sesamorinol by in vivo metabolism in the stomach and into sesaminol in the sesame oil purification process. These sesame lignans have high antioxidant activity in vivo, such as significantly inhibiting lipid peroxidation in the liver and kidney of the rat, and occurring due to DNA oxidation disorder as a marker for geriatric disease It functions to suppress the production of 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG).
[0003]
Sesamine, which is highly contained in sesame seeds, inhibits the biosynthesis of polyunsaturated fatty acids by microorganisms, enhances liver function in vivo, reduces toxicity of acetaldehyde, lowers cholesterol, increases breast cancer cells It has many health promotion functions, such as an inhibitory effect and immune function improvement. On the other hand, the sesaminol is present in a large amount in the form of sesaminol glycoside in the water-soluble category of sesame seeds, but is hardly present in the form of sesaminol as an aglycon. This sesaminol is contained in a large amount in wastes called decolorization and deodorization scum generated during the purification process of sesame oil, and has a function of strongly suppressing LDL lipid peroxidation. The sesaminol glycoside is ingested as a food, and then the sugar chain of the sesaminol glycoside is cleaved by intestinal bacteria to become sesaminol as an aglycone, thereby exhibiting a high antioxidant effect.
[0004]
On the other hand, as a method for producing this type of lignan compound, there is a method for producing a lignan compound having two or more hydroxyl groups in the molecule by reacting a starting lignan compound comprising sesamin or episesamin with supercritical water. It is known (see Patent Document 1).
[0005]
[Non-Patent Document 1]
Toshihiko Osawa, 3rd chapter, 6th chapter, New functionality of sesame, “Development of food for preventing aging”, CMC Publishing Co., Ltd., October 1999, p. 191-199.
[Patent Document 1]
JP 2001-139579 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, sesamin, sesamolin and sesaminol glycosides contained in sesame seeds have almost no antioxidant ability by themselves. That is, these sesame lignans are unintentionally converted or metabolized to catechol bodies, sesaminols, and the like by processing processes or in vivo metabolism after ingestion to exhibit antioxidant ability. For this reason, the antioxidant material containing these sesame lignans has high antioxidant ability due to sesamin, sesamolin and sesaminol glycosides that do not have antioxidant ability, due to differences in conditions in the processing process. The content ratio of catechol body and sesaminol is greatly influenced. As a result, this kind of antioxidant material does not sufficiently exert the antioxidant activity that can be exerted by sesame lignans, and the antioxidant activity is greatly influenced by individual differences in the physiological state and metabolic capacity of the ingested human. There was a disadvantage that. On the other hand, in the conventional method for producing a lignan compound, it is necessary to react the starting lignan compound and supercritical water using a remarkably large apparatus.
[0007]
The present invention has been made paying attention to the problems existing in the prior art as described above. The purpose is to provide an antioxidant material and food and drink that can exhibit a high antioxidant effect. Another object is to provide a method for producing a lignan compound that can produce a lignan compound remarkably easily using a fermentation technique.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the antioxidant material according to claim 1 is obtained by inoculating a fermentation raw material containing sesamin, sesaminol or sesaminol glycoside with an Aspergillus microorganism and subjecting it to a microbial fermentation treatment. It is characterized by being obtained.
[0009]
The antioxidant material of the invention described in claim 2 is characterized in that in the invention described in claim 1, a sesamin catechol body, a sesamin dicatechol body or a sesaminol catechol body is contained.
[0010]
The antioxidant material according to a third aspect of the present invention is the invention according to the first or second aspect, wherein the sesamin catechol body, the sesamin dicatechol body or the sesaminol catechol body is contained higher than the fermentation raw material. It is characterized by this.
[0011]
The antioxidant material according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the fermentation raw material is sesame seed, roasted sesame, roasted sesame oil, unroasted sesame. It is characterized by being made into salad oil, sesame squeezed rice cake, or sesame deodorized scum.
[0012]
The food / beverage products of invention of Claim 5 contain the antioxidant raw material as described in any one of Claims 1-4.
The method for producing a lignan compound according to claim 6 is a method for producing at least one lignan compound selected from a sesamin catechol body and a sesamin dicatechol body, wherein sesamin is converted to a microorganism using an Aspergillus microorganism. It is characterized by being fermented.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described in detail.
The antioxidant material according to the embodiment is obtained by inoculating a fermentation raw material containing at least one selected from sesamin, sesaminol, and sesaminol glycoside with a microorganism belonging to the genus Aspergillus, High content of active ingredients with oxidizing action. The antioxidant material may be one obtained by further extracting, purifying or isolating the active ingredient after performing the microorganism fermentation treatment. This antioxidant material exhibits a higher antioxidant action than the fermentation raw material due to the high antioxidant activity of the active ingredient.
[0014]
As the main active ingredients, natural sesamin dicatechol body (sesamin-2,6-dicatechol), epi sesamin dicatechol body (episesamin-2,6-dicatechol), natural sesaminol catechol body (sesaminol- 6-catechol), epi-type sesaminol catechol body (2-episesaminol-6-catechol) and the like (see FIG. 1). In addition, natural sesamin catechol body (sesamin-2-catechol), epi sesamin catechol body (episesamin-2-catechol), sesaminol, and other unknown components that have been microbially converted by the above-mentioned microbial fermentation treatment also have antioxidant activity. Slightly lower (however, having higher antioxidant activity than fermentation raw materials) can be an active ingredient.
[0015]
As a fermentation raw material, what contains sesamin, sesaminol, or sesaminol glycoside is used. Such fermented raw materials contain high amounts of sesamin, sesaminol glycosides and the like, and are readily available and inexpensive, so sesame seeds, roasted sesame, roasted sesame oil, unroasted sesame salad oil, sesame Squeezed lees or sesame deodorizing scum is preferably used, and sesame squeezed lees or sesame deodorizing scum is particularly preferably used because waste can be effectively used. Furthermore, since the sesame deodorizing scum contains a high content of sesaminol as an aglycon, the active ingredient can be obtained more quickly and easily, which is convenient. In addition, as the fermentation raw material, sesame seeds, roasted sesame, roasted sesame oil, unroasted sesame salad oil, sesame squeezed sesame or sesame lignan extracts obtained by extracting sesame lignans in sesame deodorized scum may be used.
[0016]
Sesamin is an organic compound in which natural or epi-type sesamin exists in an optical isomer relationship with each other, and none of them has an antioxidant effect. FIG. 3 shows the structure of natural sesamin. These sesamin has two methylenedioxy groups, one methylenedioxy group is cleaved into a sesamin catechol body by microbial conversion by the microbial fermentation treatment, and the other methylenedioxy group is further cleaved. It becomes sesamin dicatechol body. FIG. 1 (a) shows the change in structure when natural sesamin is transformed into microorganisms. Sesamin catechol bodies (natural and epi-type) have high antioxidant activity, and sesamin dicatechol bodies have significantly higher antioxidant activity than sesamin catechol bodies. In these catechol bodies, the level of antioxidant activity between the natural type and the epi type is unknown.
[0017]
Sesaminol is an organic compound in which natural or epi-type sesaminol exists in an optical isomer relationship with each other and both have high antioxidant activity. These sesaminols have two methylenedioxy groups, but only one methylenedioxy group on the side having no phenolic hydroxyl group is cleaved by microbial conversion by the microbial fermentation treatment, so that the sesaminol catechol body is obtained. It becomes. FIG. 1B shows the change in structure when natural sesaminol is transformed into microorganisms. The sesaminol catechol body (natural type and epitype) has a significantly higher antioxidant activity than sesaminol. In addition, natural sesaminol catechol body has higher antioxidant activity than epi type.
[0018]
Sesaminol-triglycosides are glycosides in which the sesaminol and sugar are linked by a glycosidic bond, and are organic compounds having almost no antioxidant action. This sesaminol glycoside produces (releases) sesaminol as an aglycon by aglyconization treatment such as β-glucosidase treatment. Sesaminol is also produced by the microbial fermentation treatment.
[0019]
Aspergillus genus (fermenting bacteria), Aspergillus saitoi, Aspergillus niger, Aspergillus awagi, Aspergillus awagi, Aspergillus asperm, Aspergillus awaseri Aspergillus sojae (Aspergillus sojae), Aspergillus tamari (Aspergillus tamarii), and the like are mentioned. Among these fermenting bacteria, since the microorganism conversion efficiency is good, Aspergillus Saito, Aspergillus niger or Aspergillus awamori is preferably used. Aspergillus saitoi (IAM2210), Aspergillus niger (ATCC38857), Aspergillus 250 Is particularly preferably used.
[0020]
The microorganism fermentation treatment is performed by inoculating the fermentation raw material with an Aspergillus microorganism and culturing the microorganism under a predetermined fermentation condition for a predetermined fermentation period. In this microbial fermentation treatment, the cleavage reaction of methylenedioxy group of sesamin or sesaminol is mainly performed by the enzyme produced by the vegetative mycelium of the microorganism. In addition, a reaction is also performed in which sesaminol glycosides are aglyconated by β-glycosidase (β-glucosidase) produced by the vegetative mycelium to release sesaminol.
[0021]
As a method for inoculating the fermentation raw material with the microorganism, spores of the microorganism can be directly sprinkled on the fermentation raw material to adhere. In addition, after preliminarily culturing a culture medium containing the microorganisms under aerobic conditions, the medium after the preculture treatment is sprinkled over and attached to the entire fermentation raw material, or after the preculture It is also possible to inoculate by immersing the fermentation raw material in the medium. Among these inoculation methods, since the microbial fermentation process proceeds relatively uniformly, it is most preferable to sprinkle and adhere the medium after the preculture process to the fermentation raw material.
[0022]
The pre-culture treatment is performed in order to advance the microorganism fermentation treatment quickly and smoothly by sufficiently proliferating and activating microorganisms used in the microorganism fermentation treatment in advance. This pre-culture treatment is carried out under an aerobic condition of 20 to 40 ° C. for at least 5 days, preferably until the mycelium of the microorganism is in a state of covering about 1/3 of the medium surface. As said culture medium, various liquid culture media containing organic substances, such as culture media for filamentous fungi, such as a potato dextrose containing culture medium and a Czapec culture medium, or okara, are used suitably. Furthermore, in this preliminary culture treatment, it is preferable to adjust the pH of the medium at the start of the culture to 3 to 7 in order to improve the growth of the microorganism. Further, the shaking speed at the time of the shaking culture is preferably 50 rpm or more, more preferably 50 to 200 rpm. When the shaking speed is less than 50 rpm, the whole medium containing the microorganisms is not aerobic, so that the mycelium cannot sufficiently grow. On the other hand, when the shaking speed exceeds 200 rpm, the medium is vigorously shaken and the formation of the microorganisms may be suppressed.
[0023]
As a microbial fermentation treatment condition when inoculating a fermentation raw material with a microorganism activated by the above-mentioned preculture treatment, it is easy to perform the microbial fermentation treatment under an aerobic condition. A culture vessel having a wide bottom and a shallow depth, such as a cultured dish, is preferably used. Furthermore, it is good to mount so that a fermentation raw material may be spread uniformly on the bottom face of this culture container. The fermentation temperature is preferably 10 to 40 ° C., more preferably 20 to 40 ° C., and further preferably 25 to 30 ° C. as conditions suitable for the growth of the microorganism. In addition, as a condition suitable for the growth of the microorganism, it is preferable to perform a microorganism fermentation treatment in a dark place.
[0024]
The fermentation period for obtaining a large amount of the active ingredient is preferably 3 days to 1 month, more preferably 1 to 3 weeks, still more preferably 10 to 20 days, and particularly preferably 12 to 18 days. When this fermentation period is less than 3 days, a sufficient amount of active ingredient is not produced because microbial fermentation by the microorganisms hardly proceeds. On the other hand, when it exceeds one month, the produced active ingredient may be decomposed and it is uneconomical.
[0025]
The manufacturing method of the 1st lignan compound of embodiment manufactures sesamin-2-catechol (sesamin catechol body) as a lignan compound by inoculating the fermentation raw material which consists of sesamin with an Aspergillus genus microorganism, and carrying out a microbial fermentation process. Is. The second method for producing a lignan compound according to the embodiment includes inoculating a fermentation raw material composed of sesamin or sesamin-2-catechol with a microorganism belonging to the genus Aspergillus and performing a microbial fermentation treatment to thereby produce sesamin-2,6-dicatechol as a lignan compound. (Sesamin dicatechol body) is manufactured. As shown in FIG. 2, these sesamin catechol bodies and sesamin dicatechol bodies exist in both natural and epi-types that are in the relationship of optical isomers. In addition, as said fermentation raw material, it is preferable to use the refined | purified substance which refine | purified sesamin from what contains sesamin, such as a sesame lignan extract, for example. The Aspergillus microorganism and microbial fermentation treatment are the same as in the case of the antioxidant material.
[0026]
The health food as the food or drink of the embodiment contains the lignan compound produced by the method for producing the antioxidant material (active ingredient) or the first or second lignan compound, and is mainly a beverage, It is configured to be taken orally in the form of a food product or a formulation (tablet, powder, granule, capsule, etc.). This health food is produced by adding the antioxidant material to health food materials such as fruit juice, milk products such as milk and yogurt, sesame products, and excipients such as lactose and dextrin. Due to the high antioxidant activity of the lignan compound, this health food reduces oxidative stress such as excessive active oxygen in the living body when ingested, and has the antioxidant effect of low density cholesterol (LDL) and liver function. It enhances health, reduces acetaldehyde toxicity, suppresses the growth of breast cancer cells, and improves health functions such as improving immune function.
[0027]
The concentration of the active ingredient contained in the beverage as a health food is preferably 0.0001 to 50% by weight, more preferably 0.01 to 30% by weight, and still more preferably 0.1 to 10% by weight. When the concentration of the active ingredient is less than 0.0001% by weight, the health promoting effect cannot be effectively exerted, and when it exceeds 50% by weight, it is uneconomical. The content of the active ingredient contained in the food product or formulation as a health food is preferably 0.001 to 80% by weight, more preferably 0.01 to 70% by weight, still more preferably 0.1 to 50% by weight. is there. When the content of the active ingredient is less than 0.0001% by weight, the health promoting effect cannot be exhibited effectively, and when it exceeds 50% by weight, it is uneconomical.
[0028]
The intake amount of the active ingredient is preferably 0.01 to 1000 mg, more preferably 0.1 to 700 mg, and still more preferably 1 to 500 mg per day for an adult. When the daily intake of this active ingredient is less than 0.01 mg, the health promoting effect cannot be exhibited effectively, and conversely, when it exceeds 1000 mg, it is uneconomical. Furthermore, it is preferable to take this health food several times a day (2 to 3 times or more), especially before and after intense exercise, before and after UV irradiation with sunlight, during stress, before and after smoking, etc. It is good to take when you are easily exposed to stress. In the case of a dwarf, the intake is adjusted mainly depending on the body weight, but half of the adult intake is a standard.
[0029]
The effects exhibited by the above embodiment will be described below.
-The antioxidant raw material of embodiment is obtained by inoculating a fermentation raw material containing at least 1 sort (s) chosen from sesamin, sesaminol, and sesaminol glycoside with an Aspergillus genus microorganism, and carrying out a microbial fermentation process. Since this antioxidant material contains an active ingredient having a high antioxidant activity produced by microbial conversion of the fermentation raw material, it can exhibit a higher antioxidant effect than the fermentation raw material. In particular, when a sesamin dicatechol body or a sesaminol catechol body produced by further progress of microbial conversion is contained as an active ingredient, it exhibits significantly higher antioxidant activity than the fermentation raw material. Furthermore, since the active ingredient was hardly present in sesame seeds, sesame products and by-products at the time of sesame product production, mass production was extremely difficult, but by performing the microbial fermentation treatment of this embodiment, Mass production was possible very easily and inexpensively, and it became easy to obtain.
[0030]
The method for producing a sesamin catechol body according to the embodiment is a method for subjecting sesamin to microbial fermentation using an Aspergillus microorganism, and the method for producing a sesamin dicatechol body is a microbial fermentation treatment for sesamin or sesamin catechol body using an Aspergillus microorganism. To do. In addition, as a manufacturing method of these lignan compounds, sesamin is used as a fermentation raw material because it is easily available, and it has an extremely high antioxidant effect and is a final product of microbial fermentation treatment, and requires adjustment of fermentation conditions. Therefore, it is most preferable to produce a sesamin dicatechol body. Since these lignan compound production methods use fermentation technology, they do not require large-scale equipment and enormous energy compared to the conventional lignan compound produced by reacting with supercritical water. Economical and environmentally friendly. Furthermore, the lignan compound can be produced remarkably efficiently compared with the production method utilizing the supercritical water. In addition, this method for producing lignan compounds uses koji molds (Aspergillus microorganisms) that have been used in the food processing field since ancient times. Very efficient.
[0031]
-Since the food / beverage products (health food) of embodiment contain the said antioxidant material or a lignan compound, when it ingests in the living body, it can exhibit a high health promotion effect by elimination of active oxygen, etc. it can. Furthermore, since the antioxidant material and the lignan compound have increased antioxidant activity by microbiological conversion before being taken into the living body, the antioxidant material is extremely quickly and efficiently used in the living body. The effect can be exhibited. For this reason, since this health food can be expected to improve bioabsorbability and add a new physiological function, the health promotion function in vivo can be further enhanced as a whole.
[0032]
When taken orally, most of the sesamin is absorbed into the living body through the portal vein in the form of sesamin and transferred to the liver, where it is converted into sesamin catechol body and sesamin dicatechol body and metabolized. . These metabolites have an antioxidant activity that does not exist in sesamin, and it is very likely that sesamin is an active body of a significant health promoting function that is exerted on the living body. On the other hand, when sesaminol glycoside is ingested orally, it is converted to sesaminol only by the action of intestinal bacteria and exhibits high antioxidant activity. Therefore, these sesamin and sesaminol glycosides are inferior in immediate effect because it takes a very long time to exhibit antioxidant activity in normal oral intake, but the antioxidant material and lignan of this embodiment are inferior. The compound is extremely useful because it can exert a desired antioxidant effect immediately after ingestion. Furthermore, even when the activity of the liver and intestinal bacteria is weak, the target antioxidant action can be exerted, which is useful.
[0033]
Furthermore, in this health food, an antioxidant material or a lignan compound produced by microbial fermentation using aspergillus (Aspergillus microorganism) that has been used since ancient times in the food processing field, is used. There are few problems in ingestion and it is extremely efficient from the viewpoint of actual production costs. In addition, by using sesame seeds such as sesame seeds, roasted sesame, roasted sesame oil, unroasted sesame salad oil, sesame pomace, sesame deodorized scum, etc. as a fermentation raw material, It becomes possible to provide high-quality health food at low cost.
[0034]
【Example】
Hereinafter, examples embodying the embodiment will be described.
<Example 1: Microbial fermentation treatment of sesaminol glycoside>
(Confirmation of increase in antioxidant capacity by microbial fermentation treatment)
As the fermenter, four types of strains were used: Aspergillus awamorii (RIB2804), Aspergillus niger (ATCC 38857), Aspergillus shirousami (RIB2503), and Aspergillus saiitoi (IAM2210). These strains were preliminarily cultured in a potato dextrose broth medium to grow the mycelium, and the mycelium was transferred to a liquid medium in which the medium was diluted 5 times, to a final concentration of 0.1%. Sesaminol glycoside (prepared by isolation and purification from sesame meal) was added so that microbial fermentation treatment was performed. Both the above pre-culture and microbial fermentation treatment were performed under aerobic conditions with a shaking speed of 100 rpm under a constant temperature condition of 30 ° C. The culture was carried out for 1 month, and the radical scavenging activity was measured by DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazy) for a sampling solution obtained by sampling a small amount of liquid medium over time and filtering. That is, 2000 μl of DPPH ethanol solution (20 mg / 100 ml), 1000 μl of Tris-HCl buffer and 100 μl of sample solution were mixed, and radical scavenging activity was measured according to a conventional method using HPLC. The results are shown in FIG. From FIG. 4, it was confirmed that all the fermenting bacteria can increase the antioxidant ability. In particular, in RIB2503 and IAM2210, a rapid increase in radical scavenging activity was observed around day 10 from the start of the microbial fermentation treatment, and it was confirmed that the increase in antioxidant capacity was rapid and high.
[0035]
(Purification of antioxidants)
A medium supplemented with 0.5% sesaminol glycoside was subjected to microbial fermentation for 8 days with RIB2503 or IAM2210 under the same conditions as above to obtain a fermented product. About the filtrate of the obtained fermented product, LC-8A manufactured by Shimadzu Corporation equipped with a preparative column (manufactured by YMC) was used in the HPLC gradient method (MeOH represents methanol) of the following HPLC condition 1. And fractionated into 4 fractions A to D.
[0036]
HPLC condition 1
Column: ODS-A R-353-151A (50φ × 250 mm)
Wavelength: λ = 280nm
Flow rate: 100 ml / min
Solvent: water (0.1% TFA), methanol (0.1% TFA)
Elution conditions: 0-30 min (gradient elution of 0-100% MeOH),
30-35 min (100% MeOH), 35-40 min (100-0% MeOH)
Next, DPPH radical scavenging activity was measured for each section after fractionation. Specifically, 2500 μl of DPPH ethanol solution (20 mg / 100 ml), 1000 μl of Tris-HCl buffer and 100 μl of sampling solution were mixed, and radical scavenging activity was measured using HPLC in the same manner as described above. Table 1 shows the radical scavenging activity (%) for each category. Moreover, the result of having analyzed the fermented material using said RIB2503 on the conditions of HPLC conditions 2 below is shown in FIG.
[0037]
HPLC condition 2
Equipment: LC-10AD manufactured by Shimadzu Corporation
Column: LUNA C18 (2) (2.0 φ × 250 mm: phemenex 00G-4252-80)
Wavelength: UV detector λ = 280 nm
PDA detector λ = 190-370 nm
Flow rate: 100 ml / min
Solvent: water (0.1% TFA), methanol (0.1% TFA)
Elution conditions: 0-30 min (20-100% MeOH gradient elution)
[0038]
[Table 1]

From Table 1, strong radical scavenging activity was observed in the B and C classification, particularly in the C classification. Next, the chromatogram peaks were finely separated, and the DPPH radical scavenging activity was measured for each of the fractions divided into 11 (B1 to B11) for the B section and 7 (C1 to C7) for the C section. did. The results are shown in Table 2. Some of the peaks of B1 to B11 and C1 to C7 (Frc-B5, Frc-B9, Frc-C3, Frc-C4, Frc-C7) were entered in the chromatogram shown in FIG.
[0039]
[Table 2]

(Identification of antioxidants)
As a result of HPLC analysis of sesaminol glycoside and sesaminol (prepared by isolation and purification by the present inventors) according to the above-mentioned HPLC condition 2, the peak contained in C2 is contained in sesaminol glycoside, C5 The peak was confirmed to be sesaminol. Moreover, as a result of carrying out FAB-MS analysis and NMR analysis about the division of C3 and C4 in which strong radical scavenging activity was recognized, C3 was a natural sesaminol catechol body in which the methylenedioxy group of the A ring of sesaminol was cleaved. C4 was an optical isomer of C3 and was found to be an epi-type sesaminol catechol form. In addition, referring to the results in Table 2, these sesaminol catechol bodies have a significantly higher antioxidant activity than sesaminol, and natural sesaminol catechol bodies are more antioxidant than epi forms. It became clear that the activity was high.
[0040]
(Confirmation of antioxidant conversion rate)
The conversion rate of the antioxidant was determined for each fermented product that had been subjected to microbial fermentation using RIB2503 or IAM2210. That is, first, the amount of sesaminol catechol produced by the above-described microbial fermentation treatment was determined from a chromatogram (FIG. 5 for RIB2503), and then the amount of sesaminol catechol was used as the starting material. The conversion was determined by dividing by the amount of saccharide. As a result, the conversion rate in the microbial fermentation process using RIB2503 was 7.6% (4.6% for the natural type and 3.0% for the epi type), and the conversion rate in the microbial fermentation process using IAM2210 was 7.14. % (Natural type 4.35%, epitype 2.80%). In addition, since the ratio of the natural type and epi type contained in the sesaminol glycoside as the starting material is 1: 1, it is also shown that the conversion efficiency to the natural type is excellent in this microbial fermentation treatment. It was done.
[0041]
<Example 2: Microbial fermentation treatment of sesamin>
(Confirmation of increase in antioxidant capacity by microbial fermentation treatment)
As fermenting bacteria, Aspergillus awamori (RIB2804), Aspergillus shirousamii (RIB2503), Aspergillus niger (ATCC38857), Aspergillus niger (ATCC10254), AspergillusNiger (ATCC10254), AspergillusNiger (ATCC10254) These strains were preliminarily cultured in a potato dextrose broth medium to grow the mycelium, and the mycelium was transferred to a liquid medium in which the medium was diluted 5 times, to a final concentration of 0.1%. Then, sesamin (prepared by isolation and purification by the present inventors) was added and microbial fermentation treatment was carried out. Both the above-described preculture and microbial fermentation treatment were carried out under aerobic conditions at a constant shaking temperature of 26 ° C. and a shaking speed of 100 rpm. The culture was carried out for 1 month, and the DPPH radical scavenging activity of the sampling solution obtained by sampling a small amount of liquid medium over time and filtering was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG.
[0042]
From FIG. 6, it was confirmed that all the fermenting bacteria can increase the antioxidant ability. In particular, in RIB2503 and ATCC38857, sustained high antioxidant activity was confirmed on the 6th day after the start of the microbial fermentation treatment up to 3 weeks later. Moreover, about IAM2210, the high antioxidant activity was shown on the 4th day after the start of microbial fermentation treatment, and it fell after that. Therefore, it was revealed that RIB2503, ATCC38857, and IAM2210 are preferable as the fermenting bacteria, and RIB2503 and ATCC38857 are particularly preferable. It was also revealed that the fermentation period is preferably about 3 to 5 days for IAM2210 and about 4 to 1 month for RIB2503 and ATCC38857.
[0043]
(Purification of antioxidants)
The sesame-containing liquid medium subjected to microbial fermentation was periodically sampled (0 day, 2 days, 4 days, 7 days, 9 days, 11 days, 14 days, 18 days, 22 days) and filtered. These sampling solutions were extracted with ethyl acetate, concentrated, dissolved in methanol, and analyzed by the HPLC gradient method of HPLC condition 3 shown below.
[0044]
HPLC condition 3
Column: ODS-HG-5 (4.6φ × 250 mm)
Flow rate: 0.8 ml / min
Solvent: water (0.1% TFA), methanol (0.1% TFA)
Elution conditions: 0-30 min (gradient elution of 0-100% MeOH),
30-35 min (100% MeOH), 35-40 min (100-0% MeOH)
As a result, in all of the above six types of fermenting bacteria, two sesamin peaks (considered to be natural and epi-type) disappeared with the progress of the microbial fermentation treatment, and peak B (eluted at 26 to 27 minutes). Appears). Furthermore, with the further progress of the treatment, peaks A1 and A2 (peaks eluted at 19 minutes and 21 minutes) appeared, and attenuation of peak B was observed. The chromatogram of RIB2503 that showed the highest antioxidant activity is shown in FIG.
[0045]
Next, the sampling solution on the 14th day after the microbial fermentation treatment with RIB2503 having the highest antioxidant activity was fractionated every 2 minutes by the HPLC gradient method of the above HPLC condition 3, and the DPPH radical was separated for each elution category. The capture activity was measured. The results are shown in FIG. From FIG. 8, it was confirmed that the section containing the peaks A1 and A2 (fraction 10) has the highest antioxidant activity. Moreover, although it was weaker than the fraction 10 also in the division (fractins 13, 14) containing the peak B, the antioxidant activity was confirmed.
[0046]
(Identification of peaks A1 and A2)
The structure of the fraction 10 in FIG. 8 in which strong radical scavenging activity was observed was determined. That is, the peaks A1 and A2 were individually separated, isolated and purified under the above HPLC condition 3, using the absorbance at UV 280 nm as an index. Using these preparative samples, the molecular weight was measured under the following LC-MS condition 1. The results are shown in FIG.
[0047]
LC-MS condition 1
Column: ODS-HG-5 (4.6φ × 250 mm)
Flow rate: 0.8 ml / min
Solvent: A; water (0.1% TFA), B: methanol (0.1% TFA)
Conditions: 0-10 min (gradient elution of 0-100% MeOH),
10-20 min (100% MeOH), 20-23 min (100-0% MeOH)
Probe: ESP (Positive Mode)
As a result, it was confirmed that the molecular weights of the peaks A1 and A2 were both 330.34. This is a dicatechol body in which two methylenedioxy groups at both ends of sesamin are structurally cleaved to two hydroxyl groups, since the molecular weight is 24 smaller than the molecular weight of sesamin 354.34.
[0048]
Since it is generally known that having a phenolic hydroxyl group greatly contributes to the antioxidant activity, it was examined whether the peaks A1 and A2 have a phenolic hydroxyl group. In this experiment, hydroxyl group was completely methylated with diazomethane, and after the reaction, the analysis was performed under the above HPLC condition 2. As a result, the peaks A1 and A2 disappeared completely, and the LC-MS analysis 1 was performed with this reaction sample. A peak having a molecular weight 32 greater than the molecular weight of sesamin was detected (see FIG. 10). From the above results, it was predicted that this reactant was structurally cleaved from two methylenedioxy groups and added with four methoxy groups.
[0049]
Next, using the preparative samples of the peaks A1 and A2 ¹ Analysis by H-NMR was performed. In addition, this ¹ In the H-NMR analysis, since the signals of A1 and A2 overlapped with the solvent, the signals of the respective solvents were compared using deuterated chloroform, deuterated methanol, deuterated acetone and deuterated dimethyl sulfoxide. The results are shown in FIG. 11 and FIG. In this analysis, first, a structural analysis was carried out by comparing the standard value of sesamin and the literature value of 6-episesamin. ¹ As a result of H-NMR, signals derived from the tetrahydrofurfuran ring seen in sesamin and 6-episesamin were observed in peaks A1 and A2, respectively. The chemical shift and binding constant of these signals were almost the same, suggesting that the tetrafurfuran rings of A1 and A2 are retained during the metabolic process. However, the signal derived from the methylenedioxy group found in sesamin and 6-episesamin disappeared and a new signal was observed at 7.91 ppm (solvent: heavy acetone), and this signal was not observed in proton-exchangeable heavy methanol. Therefore, it was thought to be due to hydroxyl groups.
[0050]
More than ¹ From the results of methylation by H-NMR, LC-MS, and diazomethane, peaks A1 and A2 have tetrahydrofurfuran rings of sesamin and 6-episesamin, respectively, and two methylenedioxy groups are cleaved, resulting in two benzene rings. It was concluded that it had a catechol structure in which two hydroxyl groups were added to each other. Further, A1 and A2 were further isolated and purified, and DMSO was used as a solvent. ¹ As a result of analysis of the three-dimensional structure by H-NMR, the same signal was observed for both peaks A1 and A2, but A1 is natural sesamin dicatechol and A2 is epi sesamin dicatechol due to the difference in intensity. It was shown that.
[0051]
(Identification of peak B)
Substances were also identified for peak B as with peaks A1 and A2. From the chromatogram in FIG. 7, peak B is an intermediate conversion product when converted from sesamin to sesamin dicatechol from the correlation with peaks A1 and A2 in the conversion process and the molecular weight obtained by LC-MS. Was expected. Examples of the correlation include that the elution time in HPLC analysis and the generation timing in the microbial fermentation treatment are between sesamin and peaks A1 and A2. Examples of the generation timing include an exquisite timing in which the peak B increases as sesamin decreases and decreases as the peaks A1 and A2 increase. Furthermore, since the ultraviolet absorption spectra of peaks A1, A2 and B are all very similar to sesamin, and the elution time is between sesamin and sesamin dicatechol, peak B is the two methylenedi of sesamin. It was expected that only one of the oxy groups was cleaved to form a catechol body.
[0052]
(Reconfirmation of identified antioxidants)
In order to confirm that the peaks A1 and A2 are sesamin dicatechol bodies and the peak B is a sesamin catechol body, the following experiment was performed. In response to the report that sesamin is converted to sesamin catechol body and sesamin dicatechol body in liver microsome of hepatic metabolic system, metabolize sesamin in vitro using S9 mix (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) which is liver fraction. As a result, a sesamin catechol body and a sesamin dicatechol body were produced. A sesamin catechol body and a sesamin dicatechol body were purified from metabolites metabolized in the liver fraction, and the purified sample was analyzed under the above HPLC condition 3. The results are shown in FIG. As a result, when the chromatogram of FIG. 13 and the chromatogram of FIG. 7 were compared, the elution times of the sesamin catechol body purified from the metabolite and the peak B coincided, and the sesamin dicatechol body purified from the metabolite Since the elution times coincided with the peaks A1 and A2, the identification result was supported.
[0053]
(Verification of optimal conditions for microbial fermentation treatment)
Regarding sesamin dicatechol bodies (peaks A1 and A2) and sesamin catechol bodies (peak B) when sesamin was subjected to microbial fermentation using RIB2503, it was examined how the production amount changed at the culture temperature and fermentation period. . FIG. 14A shows the results of the generation amounts of peaks A1 and A2, and FIG. 14B shows the result of the generation amounts of peak B. As a result, it was confirmed that the peaks appeared at 26 ° C. earlier than 23 ° C. for the peaks A1, A2 and B.
[0054]
On the other hand, with respect to the fermentation period, as shown in FIG. 14 (b), peak B is often produced for 4 to 11 days, particularly 5 to 8 days when the culture temperature is 26 ° C, and 16 to 18 when the culture temperature is 23 ° C. It can be seen that many were generated a day ago. From FIG. 14 (a), it can be seen that peaks A1 and A2 were generated in a large amount in 1.5 to 3 weeks, particularly around 2 weeks when the culture temperature was 26 ° C. Further, from the chromatogram of FIG. 7, it was revealed that the generation of peak B was gradually observed with the rapid decrease of sesamin after the start of the microbial fermentation treatment, and reached the maximum value around the first week. From this time, the peaks A1 and A2 were also generated, and the peak B tended to decrease as the peaks A1 and A2 increased. And it turned out that peak A1, A2 reaches the maximum value around the 2nd week from the start of the microbial fermentation treatment, and peak B decreases to a low level at that time. Therefore, the fermentation period for producing the sesamin dicatechol body having the highest antioxidant activity is preferably 1 week or more, more preferably 2 weeks or more, particularly 2 to 3 weeks from the start of the microbial fermentation treatment. I understand that.
[0055]
(Confirmation of antioxidant conversion rate)
About the fermented material which carried out the microbial fermentation process using said RIB2503, the conversion rate of the antioxidant substance was calculated | required. That is, first, after obtaining the amount of sesamin catechol body and sesamin dicatechol body produced by the above-mentioned microbial fermentation treatment from the chromatogram of FIG. 7, these amounts are divided by the amount of sesamin used as a starting material. The conversion rate was obtained by As a result, it was shown that the conversion rate to sesamin catechol body was 2.5% for both natural type and epi type, and the conversion rate to sesamin dicatechol body was 20.0% for both natural type and epi type. It was. In addition, it was also confirmed that the conversion rate by this microbial fermentation process exceeds the conversion rate by the method of patent document 1 several times or more.
[0056]
In addition, the said embodiment can also be changed and actualized as follows.
-The antioxidant material (active ingredient) or lignan compound of the embodiment is included in a deterioration preventing agent for preventing oxidative deterioration of, for example, cosmetics, quasi drugs or pharmaceuticals, or perfumes, pigments, oils and fats. Also good.
[0057]
As a technique to which the present invention is applied, the active ingredient may be generated by enzyme treatment using an enzyme produced by Aspergillus microorganisms instead of microbial fermentation treatment. Even when configured in this manner, a high antioxidant effect can be exhibited.
[0058]
As a technique to which the present invention is applied, microbial fermentation treatment may be performed using sesamorin, sesamol, or sesamorinol. Even when configured in this manner, a high antioxidant effect can be exhibited.
[0059]
As a technique to which the present invention is applied, a lignan compound produced by subjecting a sesamin catechol body or a sesamin dicatechol body to a complete methylation reaction with diazomethane may be contained in a pharmaceutical or a quasi drug. Moreover, you may contain the compound produced | generated by performing the complete methylation reaction of a sesaminol catechol body with diazomethane in a pharmaceutical or a quasi-drug.
[0060]
Further, the technical idea that can be grasped from the embodiment will be described below.
The antioxidant material according to any one of claims 1 to 4, which has a higher antioxidant effect than the fermentation raw material.
[0061]
-Prior to the microorganism fermentation treatment, after performing a preculture treatment in which a culture medium containing Aspergillus microorganisms is shake-cultured under aerobic conditions, the medium after the preculture treatment is attached to the fermentation raw material to perform microorganism fermentation The antioxidant material according to any one of claims 1 to 4, wherein treatment is performed.
[0062]
A method for producing the antioxidant material according to any one of claims 1 to 4, wherein the fermentation raw material containing sesamin, sesaminol or sesaminol glycoside is inoculated with an Aspergillus microorganism. A method for producing an antioxidant material, characterized by subjecting to a microbial fermentation treatment. When comprised in this way, the antioxidant raw material which exhibits a high antioxidant effect | action can be manufactured easily.
[0063]
【The invention's effect】
As described in detail above, the present invention has the following effects.
According to the antioxidant material of the invention described in claims 1 to 4, a high antioxidant action can be exhibited. According to the food / beverage products of invention of Claim 5, a high antioxidant action can be exhibited. According to the method for producing a lignan compound of the invention described in claim 6, the lignan compound can be produced remarkably easily by using a fermentation technique.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a diagram showing a change in structure when sesamin is converted into microorganisms, and FIG. 1B is a diagram showing a change in structure when sesaminol is converted into microorganisms.
FIG. 2 shows the structure of sesamin catechol body and sesamin dicatechol body.
FIG. 3 is a chemical formula showing the structure of sesamin.
FIG. 4 shows the results of confirmation of antioxidant ability by microbial fermentation treatment of Example 1.
FIG. 5 is a chromatogram when the antioxidant substance of Example 1 was purified.
FIG. 6 shows the results of confirmation of antioxidant ability by microbial fermentation treatment of Example 2.
7 is a chromatogram when the antioxidant substance of Example 2 was purified. FIG.
FIG. 8 is a chromatogram when the antioxidant substance of Example 2 was purified.
9 shows the results of LC-MS analysis of peaks A1 and A2 in Example 2. FIG.
10 shows the LC-MS results of methylated A1 and A2 in Example 2. FIG.
11 shows peaks A1 and A2 in Example 2. FIG. ¹ The analysis result of H-NMR is shown.
12: A1, A2, and sesamin of Example 2 ¹ Shows H-NMR data
13 is a chromatogram showing the result of reconfirmation of the antioxidant substance of Example 2. FIG.
14 (a) and 14 (b) are graphs showing the results of verifying optimum temperature conditions in the microbial fermentation treatment of Example 2. FIG.

Claims

An antioxidant material obtained by inoculating a fermentation raw material containing sesamin, sesaminol or sesaminol glycoside with an Aspergillus microorganism and subjecting it to microbial fermentation.

The antioxidant material according to claim 1, comprising a sesamin catechol body, a sesamin dicatechol body, or a sesaminol catechol body.

The antioxidant material according to claim 1 or 2, wherein a sesamin catechol body, a sesamin dicatechol body, or a sesaminol catechol body is contained in a higher amount than the fermentation raw material.

The sesame seed, roasted sesame, roasted sesame oil, non-roasted sesame salad oil, sesame pomace or sesame deodorized scum as claimed in any one of claims 1 to 3. Antioxidant material.

The food-drinks containing the antioxidant raw material as described in any one of Claims 1-4.

A method for producing at least one lignan compound selected from sesamin catechol and sesamin dicatechol,
A method for producing a lignan compound comprising subjecting sesamin to microbial fermentation using an Aspergillus microorganism.