JP2014532404A - 甘味増強剤 - Google Patents
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Abstract
Description
(Hex)5−(HexNac)1
上記一般式において、Hexはヘキソース、HexNacはN−アセチルヘキソサミンである。
構造式1
構造式1
(Hex)5−(HexNac)1
上記一般式において、Hexはヘキソース、HexNacはN−アセチルヘキソサミンである。
構造式1
(a)下記一般式1で表されるグリカンを含む組成物又は醤油のグリコペブタイド画分(fraction)を含む組成物;及び
(Hex)5−(HexNac)1
上記一般式において、Hexはヘキソース、HexNacはN−アセチルヘキソサミンである。
(b)甘味料。
(a)本発明は、醤油から分離したグリカンを含む甘味増強用組成物を提供する。
(b)本発明の組成物は、優れた甘味増強性、特に従来の甘味料とほぼ同等かより優れた甘味効果を有すると共に、栄養学的な側面でカロリーの少ない甘味増強用組成物を提供する。
(c)本発明は、甘味増強用組成物及び甘味料を含む甘味料組成物を提供する。
(d)本発明は、甘味増強用組成物を含む食品及び食品の甘味増強方法を提供する。
(e)本発明の甘味増強剤は天産物由来の物質であって、長期熟成の在来式醤油から分離したグリカン又はグリコペプチドを有効成分として含んでいるため、従来の化学合成甘味増強剤の問題点、例えば副作用の招来及び不快な味の誘発などの問題点を解決する。
長期熟成の在来式醤油から糖結合ペプチド画分LHeの分離方法
在来式で作って4年熟成させた醤油原液を4℃で9,000rpmで15分間遠心分離して沈殿物を除去した後、Amicon社(Beverly,MA,USA)の限外ろ過装置(Model No.8400)を用いて圧力60psiを加えてペプチド画分を分離した。Millipore社(Bedford,MA)の限外ろ過膜YM−10(Molecular Weight Cut−off,10,000 Dalton)で分子量10,000以上と以下の物質に分離した後、10,000以上の物質は除去し、分子量10,000以下のペプチドを含む溶液はさらに限外ろ過膜YC−05(Molecular Weight Cut−off,500 Dalton)で限外ろ過して、分子量500以下の物質は除去することで、分子量が500より大きく10,000より小さいペプチド画分を分離した。この画分は、凍結乾燥して粉末とした後、さらに20%のエタノールに溶かしてSephadex LH20カラム(Φ1.9×150cm)にクロマトグラフィーし、このとき溶出は20%エタノールを使用して行った(図2)。本実験は、温度によるペプチドの変性を防ぐために低温室(4℃〜10℃)で行い、凍結乾燥した粉末状の試料はデシケーターに保管して実験に使用した。
構造の分析のために、HPLCから分離した各ピークをPNGase F処理した後、ペプチド、N−グリカンに画分し、N−グリカンをさらに中性グリカン及びS−グリカン(シアル酸)に分画した。
本発明に使用したhT1R2/hT1R3安定発現細胞株は、Flp−In pcDNA5/FRT Complete System(Invitrogen)を用いて製造会社の指示に従って構築した。hT1R2、hT1R3、キメラG−タンパク質α−サブユニット及びhGα16gust44の全コード領域(entire coding region)を6−ヌクレオチド突然変異を用いてpcDNA5/FRTベクターにクローニングし、このコンストラクトをABI 130又は310 DNA generatic analyzer(Applied Biosystems)でシーケンシングした。ウシ胎児血清(fetal bovine serum)が含まれたDMEM(Dulbecco’s modified Eagle’s medium)、37℃で培養したFlp−In 293細胞にコンストラクトプラスミド及びpOG44をLipofectamine 2000(Invitrogen)でトランスフェクションし、24時間後に100μg/mLのハイグロマイシンB(Invitrogen)を選択的に処理して2〜3週間さらに培養した。その後、抗生物質耐性細胞だけを集めて甘味料の反応を測定した後、さらに培養して安定細胞株を作製した。
hT1R2−hT1R3受容体は、GPCRファミリーに属し、これは細胞における刺激時のカルシウムセンシングと関係深い。そこで、LHeがhT1R2−hT1R3受容体に作用したのかを確認するために、hT1R2−hT1R3が安定的に発現したHEK293細胞を用いて細胞内のカルシウム量を測定した。hT1R2−hT1R3受容体に作用して甘味を呈する既存のリガンドであるサッカリン、スクロース、アセスルファムカリウムとLHe(10μg/mL又は30μg/mL)を同時に処理して、リガンドによって増加されるカルシウム量より、LHeが添加されることでカルシウム量がもっと増加したのかを確認した。
LHeを構成する基本味、すなわち、甘味、塩味、苦味、酸味及びうま味に対する官能的特性をより正確に示すために官能検査を行った。5つの基本味のうち甘味(スクロース、2% 2点、5% 5点)、塩味(塩化ナトリウム、0.2% 2.5点、0.35% 5点)、苦味(カフェイン、0.05% 2点、0.08% 5点)、うま味(MSG、0.02% 2点、0.04% 5点)、酸味(クエン酸、0.05% 2点、0.08% 5点)を標準試料とし、各標準試料の味の強度は、Meilgaard等(Meilgaard M et al.,Sensory evaluation techniques. CRC Press,Inc.,Boca Paton,Florida,USA.p39−112(1987))の描写分析のための強度階級(intensity scale)のスペクトルによってそれぞれ15点のうち上記の尺度で規定して提示した。描写分析のためにLHe溶液(300μg/mL)を使用し、試料内の基本味の強度を標準試料と比較して15点尺度内で表示するようにした。
長期熟成の在来式醤油から糖結合ペプチド画分LHeの分離
自然熟成された5年醤油を限外ろ過(Ultrafiltration)によって分子量500<M.W.<10,000とろ過した後、FIIと名付け、これをゲル浸透クロマトグラフィー(Gel permeation chromatography,GPC)によってさらに分子量別に分離して、分子量が大きい順に、LHa、LHb、LHc、LHd及びLHeと名付けた(図2)。
FIIの活性画分から確認されたLHeを、HPLCを通じてピーク1、ピーク2、ピーク3、ピーク4、ピーク5、ピーク6、ピーク7、ピーク8に分離し(図3)、各ピークに対してMALDI−TOFTOF−MS(AB Sciex Instruments,Ltd.)分析を行った。分析の結果、ピーク3、ピーク6、ピーク7及びピーク8からグリカン成分の存在を確認した。ピーク3及びピーク6の構造分析のために各ピークをPNGase F処理した後、ペプチド、N−グリカンに分画し、N−グリカンはさらに中性グリカン及びS−グリカン(シアル酸)に分画した。S−グリカンは確認されず、主に中性N−グリカンが確認され、各グリカンピークに対してGlycosuite program−GMF(2005年アップデート、Agilent Technologies,Inc.)で植物由来のグリカンを調査した結果、分子量1,054のピークが大豆(soybean)由来と確認され、この結果はピーク3及びピーク6で同一に確認された。ピーク3(分子量1,054)の試料[ピーク3/LHe_1054(1031)]をMSMS分析(AB Sciex Instruments,Ltd.)した結果、構造式1を有するHex5HexNAC1のグリカンを同定し、この場合、ヘキソース(hexose)5個はいずれもマンノース、HexNACはN−アセチルグルコサミンであることを突き止めた。一方、ピーク3の他の試料に対してMSMS分析した結果、Pent1Hex3HexNAC2のグリカン、Pent1Hex3HexNAC2Hex1のグリカン及びHex4HexNAC1のグリカンなどの、いくつかのモノサッカライドが結合されたグリカンが同定され、この場合、ヘキソース(hexose)は大体マンノースであり、少ない割合でグルコース、ガラクトース、フルクトース及びフコース(fucose)が同定され、HexNACはN−アセチルグルコサミンであり、ペントース(pentose)は主にキシロース(xylose)であり、少ない割合でアラビノースなどが同定された。
HPLCを通じて分離された各ピークに対してペプチド分析を行った。図3に示される主ピーク3番及び6番のペプチド分析のために各ピークにPNGase Fを処理した後、糖の結合を除去してそれぞれのLC−MSクロマトグラムを比較分析した。分析の条件は下記の通りである。まず、LC条件は下記の通りである:HPLCはAgilent 100 series(Agilent Technologies,Inc.)、カラムはZorbax 300SB−C 18((Agilent Technologies,Inc.)、移動相は(A:H2O/FA=100/0.2(v/v)、B:アセトニトリル/FA=100/0.2(v/v))、流速35μL/min。MS条件は下記の通りである:MS機器:Hybrid Quadrupole−TOF LC/MS/MS Spectrometer(AB Sciex Instruments,Ltd.)、流速35μL/min、スキャン範囲:m/z 200−2000、スキャン速度1sec/scan。
糖が結合されていない状態のMet−Asnペプチド自体の甘味効果に対する役割を調べるために官能検査を行った。その結果、Met−Asnペプチド自体の甘味は、0.13±0.04の甘味強度を示し、これは標準試料である5%スクロースの5.00±0.00に比べて甘味をほとんど呈さないことが分かった(図5)。5%スクロース標準試料に添加されたMet−Asnペプチド溶液を試料と提示したとき、5.00±0.23の甘味の強度を示すものと確認され、これは5%スクロース溶液と有意な差を示さないことから、Met−Asnペプチドは甘味効果を奏しないものと判断される。したがって、Met−Asnペプチドを含む分画物の甘味効果は、糖構造の結合によるものと言える。
長期熟成の在来式醤油から分離した糖結合ペプチド画分FII 100μg/mL(最終濃度)にアセスルファムカリウム(3mM)、アスパルテーム(3mM)、サイクラミン酸(10mM)、サッカリン(1mM)及びスクロース(200mM)を添加したとき、hT1R2/hT1R3が安定的に発現する細胞株におけるカルシウム濃度の変化を、細胞分析法を用いて測定した。
結果の確認のために、FIIの各サブ画分であるLHa、LHb、LHc、LHd及びLHe(各30μg/mL)の効能を、同一実験系を用いて確認した(図7)。サイクラミン酸を除くスクロース、アセスルファムカリウム、サッカリンでLHdとLHeはリガンド選択的にカルシウム放出が増加することが確認された。また、LHaはスクロースでのみ活性を示した。本発明で活性を示したLHdは、LHeと同じく活性を示すものと見られるが、LHdは試料自体に蛍光を帯びる性質がLHeより強いので、実験ではLHeにより焦点を置いて実験を進行した。
スクロース、アセスルファムカリウム、サッカリン及びサイクラミン酸の濃度依存的活性を評価し、それぞれ10、30μg/mLのLHeを添加した際に生じるカルシウム反応を確認した。スクロースとアセスルファムカリウムの場合、0.03、0.1、0.3、1、3mM(最終濃度)の濃度でLHeによって濃度依存的なカルシウム増加傾向を示し、サッカリンの場合には0.001、0.003、0.01、0.3及び1mMの濃度に対する濃度依存的な傾向は見られるが、LHe 10μg/mLでは効果が現われなかった。前の結果と同様に、サイクラミン酸ではリガンドによる濃度依存的な反応は確認されたが、LHeの添加による有意的な差は確認されなかった(図8)。
hT1R2/hT1R3阻害剤であることが知られているラクチゾール(lactisole)を使用して、FII画分とLHe画分が直接的にhT1R2/hT1R3と相互作用して作用するのかを確認するために、FIIとLHe(それぞれ3、10又は100μg/mL)にラクチゾール1mMを処理した際のカルシウム濃度の変化を、細胞分析法を用いて測定した。アッセイバッファーのみ添加したときより、FIIとLHeを添加したときに、濃度別にカルシウム放出が増加することが確認され、FII 10、30又は100μg/mLにラクチゾールを処理した場合、それぞれ79%、57%、50%とFIIの活性が依然に存在することが有意的に確認され、LHe 10、30又は100μg/mLにラクチゾールを処理したときは、10、30μg/mL濃度のLHeはラクチゾールによって減少せず、100μg/mLでのみ55%とLHeの活性が一部減少したことが確認された(図9)。
細胞分析法で行った甘味増強の効果と共に、FII及びLHeを構成する基本味、すなわち甘味、塩味、苦味、酸味及びうま味に対する官能的特性をより正確に示すために、官能検査を行った。描写分析のためにFII及びLHeはそれぞれ3mg/mL、300μg/mL溶液を使用し、試料内の基本味の強度を標準試料と比較して15点尺度内で表示するようにした。
LHeの基本味は、うま味(2.92±0.50)が最も高く、次に甘味が(1.15±0.15)であった。塩味(0.46±0.21)と苦味(0.38±0.19)は大きな差はなく、酸味は(0.15±0.09)とほとんど呈さなかった、本実験を通じて、LHeがうま味と甘味の特性を大きく有することを確認した(図10b)。
LHeの甘味増強効果の特異性を確認するために、甘味標準試料としてスクロース以外の甘味料を使用した。本実験では、サイクラミン酸ナトリウムを使用し、0.056%、0.14%溶液を製造してそれぞれ2、5点と基準を提示した。試料は、300μg/mL LHeと0.14%サイクラミン酸ナトリウムに300μg/mL LHeを添加した溶液とし、甘味の強度を15点尺度法で測定した。標準試料である0.056%サイクラミン酸溶液と0.14%サイクラミン酸溶液は、2.00±0.00と5.00±0.00の甘味強度で提示し、これと比較したとき、300μg/mL LHe溶液は0.9±0.33の甘味強度を示した。また、0.14%サイクラミン酸標準試料に添加された300μg/mL LHe 溶液の甘味強度は、5.00±0.54を示した。0.14%サイクラミン酸標準試料と同じ甘味の強度を有することから、300μg/mL LHeは、サイクラミン酸に添加されたときは甘味の増加効果を奏しないことと確認された。これを通じて、LHeは、スクロースでのみ特異的に甘味増加の効果を有するものと思われる(図12)。食品産業で甘味調節食品としての活用度が高いものと期待される。
Claims (29)
- 下記一般式1で表されるグリカンを含むことを特徴とする甘味増強用組成物:
(Hex)5−(HexNac)1
前記一般式において、Hexはヘキソース、HexNacはN−アセチルヘキソサミンである。 - 前記一般式1のグリカンが、下記構造式1で表される請求項1に記載の組成物:
構造式1
- 前記一般式1のグリカンが、そのN−アセチルヘキソサミンを介してMet−Asnアミノ酸配列を含むペプチドのAsnアミノ酸残基のアミド窒素(amide nitrogen)に結合されている請求項1に記載の組成物。
- 前記グリカンが、醤油又は醤油画分に含まれている請求項1に記載の組成物。
- 下記構造式1で表されることを特徴とするグリカン:
構造式1
前記構造式において、Hexはヘキソース、HexNacはN−アセチルヘキソサミンである。 - 醤油のグリコペプチド画分を含むことを特徴とする甘味増強用組成物。
- 前記グリコペプチド画分が、下記ステップを通じて得られる請求項6に記載の組成物:
(a)醤油を遠心分離して沈殿物を除去するステップ;及び
(b)前記ステップ(a)の結果物を限外ろ過して分子量500Da〜10,000Daのグリコペプチド画分を分離するステップ。 - 前記組成物が、ヒト甘味受容体を活性化させる請求項1から4及び6から7のいずれかに記載の組成物。
- 前記ヒト甘味受容体が、hT1R2(human taste receptor type 1 member 2)、hT1R3(human taste receptor type 1 member 3)、又はhT1R2とhT1R3である請求項8に記載の組成物。
- (a)請求項1から4のいずれかに記載の甘味増強用組成物;及び(b)甘味料を含むことを特徴とする甘味料組成物。
- 前記甘味料が、炭水化物甘味料、天然甘味料、合成甘味料又はこれらの組合せを含む請求項10に記載の甘味料組成物。
- 前記炭水化物甘味料が、スクロース、フルクトース、グルコース、エリトリトール、マルチトール、ラクチトール、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、D−タガトース、トレハロース、ガラクトース、ラムノース、シクロデキストリン、リブロース、トレオース、アラビノース、キシロース、リキソース、アロース、アルトロース、マンノース、イドース、ラクトース、マルトース、転化糖(invert sugar)、イソトレハロース、ネオトレハロース、パラチノース、イソマルツロース、エリトロース、デオキシリボース、グロース、イドース、タロース、エリトルロース、キシルロース、プシコース、ツラノース、セロビオース、グルコサミン、マンノサミン、フコース、グルクロン酸、グルコン酸、グルコノラクトン、アベクオース、ガラクトサミン、キシロオリゴ糖、ゲンチオオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、ソルボース、ニゲロオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、マルトテトラオール、マルトトリオール、マルトオリゴ糖、ラクツロース、メリビオース、ラフィノース、ラムノース、リボース、異性化液糖(isomerized liquid sugar)及びこれらの組合せから構成された群より選択される請求項11に記載の甘味料組成物。
- 前記天然甘味料が、レバウディオサイドA、レバウディオサイドB、レバウディオサイドC、レバウディオサイドD、レバウディオサイドE、レバウディオサイドF、ズルコシドA、ルブソシド、ステビア、ステビオシド、モグロシドIV、モグロシドV、羅漢果(Luo Han Guo)甘味料、シアメノシド、モナチン及びその塩(モナチンSS、RR、RS、SR)、クルクリン、グリチルリチン酸及びその塩、タウマチン、モネリン、マビンリン、ブラゼイン、ヘルナンズルチン、フィロズルチン、グリシフィリン、フロリジン、トリロバチン、バイユノシド、オスラジン、ポリポドシドA、プテロカリオシドA、プテロカリオシドB、ムクロジオシド、フロミソシドI、ペリアンドリンI、アブルソシドA、シクロカリオシドI及びこれらの組合せから構成された群より選択される請求項11に記載の甘味料組成物。
- 前記合成甘味料が、スクラロース、アセスルファムカリウム、アスパルテーム、アリテーム、サッカリン、ネオヘスペリジンジヒドロカルコン、シクラメート、ネオテーム、N−[3−(3−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)プロピル]−L−α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン1−メチルエステル、N−[3−(3−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−3−メチルブチル]−L−α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン1−メチルエステル、N−[3−(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロピル]−L−α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン1−メチルエステル、これらの塩及びこれらの組合せから構成された群より選択される請求項11に記載の甘味料組成物。
- 請求項1から4のいずれかに記載の甘味増強用組成物を含むことを特徴とする食品。
- 下記ステップを含むことを特徴とする食品の甘味増強方法:
(a)食品を選択するステップ;及び
(b)前記食品に請求項1から4のいずれかに記載の組成物を適用するステップ。 - 下記一般式1で表されるグリカンを含む組成物を食品に適用するステップを含むことを特徴とする食品の甘味増強方法:
(Hex)5−(HexNac)1
前記一般式において、Hexはヘキソース、HexNacはN−アセチルヘキソサミンである。 - 前記一般式1のグリカンが、下記構造式1で表される請求項17に記載の方法:
構造式1
- 前記一般式1のグリカンが、そのN−アセチルヘキソサミンを介してMet−Asnアミノ酸配列を含むペプチドのAsnアミノ酸残基のアミド窒素(amide nitrogen)に結合されている請求項17に記載の方法。
- 前記グリカンが、醤油又は醤油画分に含まれている請求項17に記載の方法。
- 醤油のグリコペプチド画分を含む組成物を食品に適用するステップを含むことを特徴とする食品の甘味増強方法。
- 前記グリコペプチド画分が、次のステップを通じて得られる請求項21に記載の方法:
(a)醤油を遠心分離して沈殿物を除去するステップ;及び
(b)前記ステップ(a)の結果物を限外ろ過して分子量500Da〜10,000Daのグリコペプチド画分を分離するステップ。 - 前記組成物が、ヒト甘味受容体を活性化させる請求項17及び21のいずれかに記載の方法。
- 前記ヒト甘味受容体が、hT1R2(human taste receptor type 1 member 2)、hT1R3(human taste receptor type 1 member 3)、又はhT1R2とhT1R3である請求項23に記載の方法。
- 下記を含む甘味料組成物を食品に適用するステップを含むことを特徴とする食品の甘味増強方法:
(a)下記一般式1で表されるグリカンを含む組成物又は醤油のグリコペプチド画分を含む組成物;及び
(Hex)5−(HexNac)1
前記一般式において、Hexはヘキソース、HexNacはN−アセチルヘキソサミンである。
(b)甘味料。 - 前記甘味料が、炭水化物甘味料、天然甘味料、合成甘味料又はこれらの組合せを含む請求項25に記載の方法。
- 前記炭水化物甘味料が、スクロース、フルクトース、グルコース、エリトリトール、マルチトール、ラクチトール、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、D−タガトース、トレハロース、ガラクトース、ラムノース、シクロデキストリン、リブロース、トレオース、アラビノース、キシロース、リキソース、アロース、アルトロース、マンノース、イドース、ラクトース、マルトース、転化糖(invert sugar)、イソトレハロース、ネオトレハロース、パラチノース、イソマルツロース、エリトロース、デオキシリボース、グロース、イドース、タロース、エリトルロース、キシルロース、プシコース、ツラノース、セロビオース、グルコサミン、マンノサミン、フコース、グルクロン酸、グルコン酸、グルコノラクトン、アベクオース、ガラクトサミン、キシロオリゴ糖、ゲンチオオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、ソルボース、ニゲロオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、マルトテトラオール、マルトトリオール、マルトオリゴ糖、ラクツロース、メリビオース、ラフィノース、ラムノース、リボース、異性化液糖(isomerized liquid sugar)及びこれらの組合せから構成された群より選択される請求項26に記載の方法。
- 前記天然甘味料が、レバウディオサイドA、レバウディオサイドB、レバウディオサイドC、レバウディオサイドD、レバウディオサイドE、レバウディオサイドF、ズルコシドA、ルブソシド、ステビア、ステビオシド、モグロシドIV、モグロシドV、羅漢果(Luo Han Guo)甘味料、シアメノシド、モナチン及びその塩(モナチンSS、RR、RS、SR)、クルクリン、グリチルリチン酸及びその塩、タウマチン、モネリン、マビンリン、ブラゼイン、ヘルナンズルチン、フィロズルチン、グリシフィリン、フロリジン、トリロバチン、バイユノシド、オスラジン、ポリポドシドA 、プテロカリオシドA、プテロカリオシドB、ムクロジオシド、フロミソシドI、ペリアンドリンI、アブルソシドA、シクロカリオシドI及びこれらの組合せから構成された群より選択される請求項26に記載の方法。
- 前記合成甘味料が、スクラロース、アセスルファムカリウム、アスパルテーム、アリテーム、サッカリン、ネオヘスペリジンジヒドロカルコン、シクラメート、ネオテーム、N−[3−(3−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)プロピル]−L−α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン1−メチルエステル、N−[3−(3−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−3−メチルブチル]−L−α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン1−メチルエステル、N−[3−(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロピル]−L−α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン1−メチルエステル、これらの塩及びこれらの組合せから構成された群より選択される請求項26に記載の方法。
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