JP4068420B2 - Antioxidant and food containing the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は抗酸化剤及びそれを含有する食品に関し、詳しくは安価なショ糖を原料として得られる糖カルボン酸を有効成分とする抗酸化剤及びこれを含有する食品に関する。この抗酸化剤は、生活習慣病をはじめとした疾病の予防に有用である。
【０００２】
【従来の技術】
活性酸素は、酸素ラジカルとも言われ、その高い反応性のため、身体を構成する分子、特に細胞膜を構成する脂質や、ＤＮＡなどを傷つけて身体に様々な障害を与える。特に動脈硬化は、活性酸素により酸化されたコレステロールが、血管壁に付着・蓄積することが原因であると言われている。さらに、活性酸素は老化や発がんなどの危険因子と考えられている。
食品に含まれる抗酸化物質は、それらの働きを補うことが明らかにされつつあり、その重要性が指摘されている。赤ワイン等に多く含まれるポリフェノールが抗酸化物質の１種であることが良く知られている（非特許文献１）。
カカオ、茶、上記赤ワイン以外の酒類に含まれるポリフェノール類や緑黄色野菜などに含まれるカロチノイド類も抗酸化物質として知られている。
寒天の構成成分であるアガロオリゴ糖は、濃度依存的に一酸化窒素（NO）の産生を抑制することが報告されており、第２の抗酸化物質と言われている（非特許文献２）。
これら食品に広く含まれている抗酸化物質は、生活習慣病をはじめとした疾病の予防に有用である。
【０００３】
【非特許文献１】
Review of moderate alcohol consumption and reduced risk of coronary heart disease: is the effect due to beer, wine, or spirits. Rimm EB, Klatsky A, Grobbee D, Stampfer MJ. BMJ 1996, 312:731-736）
【非特許文献２】
日本農芸化学会2000年度大会講演要旨集、p.61
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
抗酸化物質は、前記したように、ポリフェノール類やカロチノイド類が主要なものであるが、これらは食品中には少量含まれているにすぎない。そのため、食品からの抗酸化物質の抽出には労力が必要である。その上、得られた抗酸化物質を食品に添加する際に着色しやすい傾向があるため、透明な食品に加えるには不向きである。
一方、抗酸化能を有する糖としては、先に示した寒天由来のアガロオリゴ糖が知られているが、これは紅藻類から抽出したアガロースを加水分解することによって得られるものである。
本発明の目的は、製造上あるいは使用上の問題点がなく、より安価で、取扱いが容易、かつ安全で、大量調製が容易である新たな抗酸化物質を開発し、これを含有する抗酸化剤を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明らは、新たな抗酸化物質の製造にあたり、安価な糖質を原料として用いることに着眼し、鋭意研究を行った。その結果、得られる糖カルボン酸が抗酸化作用を有することを見出した。当該糖カルボン酸は、特開平７−７６５９４号公報に記載されているように、安価なショ糖を原料として高収率で得られることが確立している。すなわち、この方法ではショ糖を微生物などの生産する酸化酵素によって酸化することにより糖カルボン酸を得ている。
本発明者らは、このようにして得られた糖カルボン酸類が抗酸化作用有していることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成することができた。
【０００６】
請求項１記載の本発明は、下記の式（１）〜（３）のいずれかで表される糖カルボン酸及び／又はその塩を有効成分として含有することを特徴とする抗酸化剤である。
【０００７】
【化４】
【化５】
【化６】
請求項３記載の本発明は、請求項１記載の抗酸化剤を含有することを特徴とする食品である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において抗酸化剤の有効成分として用いる物質は、上記式（１）、（２）及び（３）のいずれかで表される糖カルボン酸及び／又はその塩である。具体的には、式（１）の化合物であるショ糖１カルボン酸（フラクトシルグルクロン酸）、式（２）、（３）の化合物であるショ糖２カルボン酸（グルクロニルフラクチュロン酸）もしくは、それらの塩である。塩としては、上記化合物のアルカリ金属塩もしくはアルカリ土類金属塩がある。
【００１１】
次に、本発明の糖カルボン酸類及びその塩の製造方法について説明する。
主に、ショ糖を原料として、酸化酵素又は当該酵素を有する微生物を作用させることによって糖カルボン酸類を得る。この方法は特開平７−７６５９４号公報の記載に従って行なうことができる。
ショ糖カルボン酸を得るために用いる原料については、特に制限がなく、精製糖であっても、原料糖であってもかまわない。また、ショ糖を含んだ加糖調整品も使用することができる。原料を選択する際は、製造コストを考慮して適宜決定すればよい。
【００１２】
本発明に係る糖カルボン酸類は、ショ糖を酸化する酵素もしくは、当該酵素を有する微生物を、ショ糖に作用させることによって得られるが、好ましくは、前記した特開平７−７６５９４号公報の記載されているPseudogluconobacter 属などの酵素生産菌をショ糖に作用させることによって得るとよい。
【００１３】
糖カルボン酸は、水溶液中ではその構造に有するカルボキシル基により酸性を示すが、中性が望まれるときは、適当なアルカリ類を加えて中和して塩類とすれば良い。アルカリ類としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物が用いられ、例えば水酸化カリウム、酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどがある。
なお、糖カルボン酸は中和しないで、フリーの状態で使用しても良いが、カリウム塩、又はカルシウム塩として使用すれば、味も少なく、食品等に添加する際に好都合である。
さらに、脱色、脱塩したり、必要に応じて中和した糖カルボン酸溶液は、凍結乾燥処理又はスプレードライヤー処理で白色粉末とすることができる。
【００１４】
本発明に係る糖カルボン酸及び／又はその塩は抗酸化作用を有しているので、保健用途を目的とした食品、又は健康食品、例えば特定保健用食品、もしくはその素材に使用することができる。特に、ショ糖を原料としていることから、食品としての用途に適している。また、動物飼料としても使用できる。
糖カルボン酸及び／又はその塩の配合量に関しては、使用目的などを考慮して適宜に決定すればよいが、通常は食品中に０．０１〜５０％程度含ませることを目安にすれば良く、例えば保健用途を目的とした食品に加える場合、１０〜２０００ｍｇ／ｋｇ体重、好ましくは５０〜５００ｍｇ／ｋｇ体重が適当である。
【００１５】
本発明に係る糖カルボン酸及び／又はその塩を食品として使用するためには、食品にそのまま添加したり、他の食品又は食品素材と組み合わせて用いる等の常法にしたがえば良い。さらに、増量剤、安定剤、着色剤などの常用成分を適宜配合して使用できる。つまり、固形、あるいは液状の食品、例えば健康飲料、味噌汁、調味料、塩、ヨーグルト、菓子類、アルコール飲料などに用いることができる。また、賦形材等と押し固めてサプリメントとして使用することもできる。
【００１６】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
製造例１ ショ糖カルボン酸の製造方法
特開平７−７６５９４号公報の実施例１に従い、酸化酵素活性を持つPseudogluconobacter 属の洗浄菌体懸濁液得た。
ショ糖３ｋｇを当該菌体と接触せしめて反応させ、ショ糖１カルボン酸（式（１）で表される化合物）及びショ糖２カルボン酸（式（２）、（３）で表される化合物）を収率９０％以上で得た。
【００１７】
反応液に活性炭を加え、加熱後、珪藻土濾過を行ない、さらにイオン交換樹脂を通過させ、脱塩、脱色を行なった。次いで、水酸化カリウム水溶液にてショ糖カルボン酸カリウム塩とした。さらに、凍結乾燥を行ない、白色の粉末を得た。
【００１８】
実施例１ ショ糖カルボン酸の抗酸化作用
製造例１で得たショ糖１カルボン酸カリウム塩及びショ糖２カルボン酸カリウム塩について、脂質過酸化物（ＬＰＯ）形成に及ぼす影響を検討し、その抗酸化作用について検討した。
各ショ糖カルボン酸カリウム塩を適当量秤り、蒸留水を加えて溶解し、２３．５ｍｇ／ｍＬの溶液（ｐＨ７）を調製した。この溶液の一部を取り、蒸留水を用いて段階的な希釈を行い、被験物質の最終濃度は１０００、１００、１０及び１μｇ／ｍＬ（ｎ＝３）とした。
ラットを放血後に肝臓を摘出し、氷冷した生理食塩液で洗浄後、ホモジナイザーを用いて１．１５％ＫＣｌ−０．０１Ｍ Ｎａ／Ｋリン酸緩衝液（ｐＨ７．４）による１０％（ｗ／ｖ）ホモジネートを調製し、７０×ｇで５℃、５分間遠心分離して得た上清分画を肝ホモジネートとした。
【００１９】
Uchiyama and Mihara らによって報告されているＴＢＡ法に準じて試験を行なった（Uchiyama and Mihara : Anal. Biochem., 86, 271-278, 1978)。すなわち、各濃度のショ糖カルボン酸２００μＬに、１％リン酸水溶液３ｍＬ、０．６％ＴＢＡ水溶液１ｍＬ、１０％肝ホモジネート０．５ｍＬを混合し、１００℃で４５分間の湯浴をした。
湯浴後に流水で冷却し、ｎ−ブタノール４ｍＬを加え撹拌後、１８００×ｇで２０分間遠心し、ｎ−ブタノール層の５３５ｎｍと５２０ｎｍにおける吸光度差（ＯＤ535-520)からＬＰＯ生成の測定した。
【００２０】
得られた吸光度差から各被験物質の濃度毎の平均値±標準誤差と陰性対照（蒸留水）に対する抑制率（％）を計算した。吸光度差の統計的有意差を検定するため、解析ソフト（Stat View, Abacus Inc., USA ）を用いて分散分析（ANOVA ）を行い、等分散であることを確認した後、Fisher's PLSD 法である多重比較検定を行ない、統計的有意差はｐ＜０．０５の場合を有意であるとした。
【００２１】
【表１】
表１ ショ糖カルボン酸の脂質過酸化物（ＬＰＯ）形成に及ぼす影響
表１から明らかなように、ショ糖カルボン酸は脂質過酸化物（ＬＰＯ）形成を阻害し、抗酸化作用を示した。特に、ショ糖１カルボン酸カリウム塩の抗酸化作用はショ糖２カルボン酸カリウム塩に比して強かった。
このことから、ショ糖カルボン酸が抗酸化作用を有し、保健用途に有効であろうことが示された。
【００２３】
製造例２ 糖カルボン酸塩の製造
各種糖カルボン酸類（ショ糖１又は２カルボン酸）を特開平７−７６５９４号公報に記載の方法に従い、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化鉄、酸化鉄又は水酸化マグネシウムにて中和し、当該カルボン酸塩を調製した。
【００２４】
実施例２ 飲料
製造例１で得られたショ糖１カルボン酸カリウム塩、ショ糖２カルボン酸カリウム塩又は製造例２に準じて調製したショ糖１カルボン酸あるいはショ糖２カルボン酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩２ｇをクエン酸、りんご酸、ショ糖、ブドウ糖果糖液糖、香料によって適宜な味に調製した調製液２００ｍＬに加えて、これらをビンに充填し、６５℃、２０分間の加熱殺菌後、急冷して健康飲料とした。
【００２５】
実施例３ ヨーグルト
製造例１で得られたショ糖１カルボン酸カリウム塩及びショ糖２カルボン酸カリウム塩又は製造例２に準じて調製したこれらのカルシウム塩５ｇを含む殺菌した牛乳１Ｌに乳酸菌を接種し、３５℃で１日培養してヨーグルトを得た。得られたヨーグルトに、必要に応じて砂糖、香料を加えてヨーグルト製品とした。
【００２６】
実施例４ 味噌汁の素
製造例１で得られたショ糖１カルボン酸カリウム塩及びショ糖２カルボン酸カリウム塩又は製造例２に準じて調製したこれらのカルシウム塩もしくはナトリウム塩５ｇを味噌９８ｇ並びにだし、具材と混合し、そのまま、もしくは凍結乾燥した後、パックし、味噌汁の素を得た。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１及び２に記載の発明に係る糖カルボン酸及び／又はその塩は、安価、且つ安定的に入手できるショ糖を原料として高収率で得られる。
請求項３に記載の食品は、抗酸化能を有している糖カルボン酸及び／又はその塩を含んでいるので、一般的な食品の他に、健康食品、特定保健用食品などに有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antioxidant and a food containing the same, and more particularly to an antioxidant containing a sugar carboxylic acid obtained from inexpensive sucrose as an active ingredient and a food containing the same. This antioxidant is useful for preventing diseases such as lifestyle-related diseases.
[0002]
[Prior art]
Active oxygen is also referred to as oxygen radicals, and due to its high reactivity, it damages the body by damaging molecules that make up the body, particularly lipids and DNA that make up cell membranes. In particular, arteriosclerosis is said to be caused by the accumulation and accumulation of cholesterol oxidized by active oxygen on the blood vessel wall. Furthermore, active oxygen is considered a risk factor such as aging and carcinogenesis.
Antioxidants contained in foods are becoming clear to supplement their functions, and their importance has been pointed out. It is well known that polyphenols abundantly contained in red wine and the like are one type of antioxidant (Non-Patent Document 1).
Polyphenols contained in cacao, tea, liquors other than the above-mentioned red wine, and carotenoids contained in green-yellow vegetables are also known as antioxidants.
Agaro-oligosaccharide, which is a constituent of agar, has been reported to suppress the production of nitric oxide (NO) in a concentration-dependent manner and is said to be a second antioxidant (Non-patent Document 2).
Antioxidants widely contained in these foods are useful for preventing diseases such as lifestyle-related diseases.
[0003]
[Non-Patent Document 1]
Review of moderate alcohol consumption and reduced risk of coronary heart disease: is the effect due to beer, wine, or spirits. Rimm EB, Klatsky A, Grobbee D, Stampfer MJ.
[Non-Patent Document 2]
Abstracts of Annual Meeting of the Japanese Society for Agricultural Chemistry 2000, p.61
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the antioxidants are mainly polyphenols and carotenoids, but these are only contained in small amounts in foods. Therefore, effort is required for extraction of antioxidants from food. In addition, since the obtained antioxidant tends to be colored when added to food, it is not suitable for addition to transparent food.
On the other hand, agaro-oligosaccharides derived from agar as described above are known as sugars having antioxidative ability, which are obtained by hydrolyzing agarose extracted from red algae.
The object of the present invention is to develop a new antioxidant that has no problems in production or use, is cheaper, easy to handle, safe and easy to prepare in large quantities, and contains antioxidants Is to provide an agent.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention have made extensive studies focusing on using inexpensive carbohydrates as raw materials in the production of new antioxidant substances. As a result, it was found that the obtained sugar carboxylic acid has an antioxidant effect. As described in JP-A-7-76594, the sugar carboxylic acid has been established to be obtained in high yield from inexpensive sucrose as a raw material. That is, in this method, sugar carboxylic acid is obtained by oxidizing sucrose with an oxidase produced by a microorganism or the like.
The present inventors have found that the sugar carboxylic acids thus obtained have an antioxidant action, and have been able to complete the present invention based on such findings.
[0006]
The present invention according to claim 1 is an antioxidant characterized by containing a sugar carboxylic acid represented by any one of the following formulas (1) to (3) and / or a salt thereof as an active ingredient. .
[0007]
[Formula 4]
[Chemical formula 5]
[Chemical 6]
A third aspect of the present invention is a food product comprising the antioxidant according to the first aspect.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The substance used as an active ingredient of the antioxidant in the present invention is a sugar carboxylic acid represented by any one of the above formulas (1), (2) and (3) and / or a salt thereof. Specifically, sucrose 1 carboxylic acid (fructosyl glucuronic acid) which is a compound of formula (1), sucrose 2 carboxylic acid (glucuronyl fracturonic acid) which is a compound of formulas (2) and (3) Or a salt thereof. Examples of the salt include an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt of the above compound.
[0011]
Next, the manufacturing method of sugar carboxylic acids and its salt of this invention is demonstrated.
Mainly, sucrose is used as a raw material, and sugar carboxylic acids are obtained by the action of an oxidase or a microorganism having the enzyme. This method can be performed according to the description of JP-A-7-76594.
The raw material used for obtaining sucrose carboxylic acid is not particularly limited, and may be a purified sugar or a raw sugar. A sweetened preparation containing sucrose can also be used. What is necessary is just to determine suitably in consideration of manufacturing cost, when selecting a raw material.
[0012]
The sugar carboxylic acids according to the present invention can be obtained by allowing an enzyme that oxidizes sucrose or a microorganism having the enzyme to act on sucrose. Preferably, the sugar carboxylic acids are described in JP-A-7-76594. It may be obtained by acting an enzyme-producing bacterium such as Pseudogluconobacter genus on sucrose.
[0013]
The sugar carboxylic acid shows acidity in the aqueous solution due to the carboxyl group in its structure, but when neutrality is desired, it may be neutralized by adding an appropriate alkali to form a salt. Alkalis include alkali metal and alkaline earth metal hydroxides, such as potassium hydroxide, calcium oxide, sodium hydroxide, calcium hydroxide, and magnesium hydroxide.
The sugar carboxylic acid may be used in a free state without being neutralized. However, if it is used as a potassium salt or calcium salt, the sugar carboxylic acid has little taste and is convenient when added to foods and the like.
Furthermore, the sugar carboxylic acid solution that has been decolorized, desalted, or neutralized as necessary can be converted into a white powder by freeze drying or spray dryer treatment.
[0014]
Since the sugar carboxylic acid and / or salt thereof according to the present invention has an antioxidant action, it can be used for foods intended for health use or health foods, for example, foods for specified health use or materials thereof. . In particular, since sucrose is used as a raw material, it is suitable for food applications. It can also be used as animal feed.
The blending amount of the sugar carboxylic acid and / or salt thereof may be appropriately determined in consideration of the purpose of use and the like, but it is usually sufficient to include about 0.01 to 50% in the food. For example, when added to foods intended for health use, 10 to 2000 mg / kg body weight, preferably 50 to 500 mg / kg body weight is appropriate.
[0015]
In order to use the sugar carboxylic acid and / or salt thereof according to the present invention as a food, it may be added to a food as it is or according to a conventional method such as use in combination with another food or food material. Furthermore, conventional ingredients such as extenders, stabilizers, and colorants can be appropriately blended and used. That is, it can be used for solid or liquid foods such as health drinks, miso soup, seasonings, salt, yogurt, confectionery, and alcoholic beverages. It can also be used as a supplement by pressing with a shaping material or the like.
[0016]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.
Production Example 1 Production Method of Sucrose Carboxylic Acid According to Example 1 of JP-A-7-76594, a washed cell suspension of Pseudogluconobacter genus having oxidase activity was obtained.
3 kg of sucrose is brought into contact with the cells and reacted, and sucrose 1 carboxylic acid (compound represented by formula (1)) and sucrose 2 carboxylic acid (compounds represented by formula (2) and (3)) ) Was obtained in a yield of 90% or more.
[0017]
Activated charcoal was added to the reaction solution, and after heating, diatomaceous earth filtration was performed, and further ion exchange resin was passed through to perform desalting and decolorization. Subsequently, it was set as the sucrose carboxylic acid potassium salt with potassium hydroxide aqueous solution. Furthermore, freeze-drying was performed to obtain a white powder.
[0018]
Example 1 Antioxidant Action of Sucrose Carboxylic Acid The effects of sucrose monocarboxylic acid potassium salt and sucrose dicarboxylic acid potassium salt obtained in Production Example 1 on lipid peroxide (LPO) formation were examined. Antioxidant action was examined.
A suitable amount of each potassium sucrose carboxylate was weighed and dissolved by adding distilled water to prepare a 23.5 mg / mL solution (pH 7). A part of this solution was taken and diluted stepwise with distilled water, so that the final concentrations of the test substances were 1000, 100, 10 and 1 μg / mL (n = 3).
After exsanguination of the rat, the liver was removed, washed with ice-cold physiological saline, and then 10% (w / w) with 1.15% KCl-0.01M Na / K phosphate buffer (pH 7.4) using a homogenizer. v) A homogenate was prepared, and a supernatant fraction obtained by centrifugation at 70 × g at 5 ° C. for 5 minutes was used as a liver homogenate.
[0019]
The test was performed according to the TBA method reported by Uchiyama and Mihara et al. (Uchiyama and Mihara: Anal. Biochem., 86, 271-278, 1978). That is, 200 mL of each concentration of sucrose carboxylic acid was mixed with 3 mL of 1% phosphoric acid aqueous solution, 1 mL of 0.6% TBA aqueous solution, and 0.5 mL of 10% liver homogenate, and bathed at 100 ° C. for 45 minutes.
After cooling with running water after cooling with running water, 4 mL of n-butanol was added and stirred, then centrifuged at 1800 × g for 20 minutes, and the LPO production was measured from the difference in absorbance (OD535-520) between 535 nm and 520 nm of the n-butanol layer.
[0020]
From the obtained absorbance difference, the mean value ± standard error for each concentration of each test substance and the inhibition rate (%) relative to the negative control (distilled water) were calculated. In order to test the statistical significance of the difference in absorbance, analysis of variance (ANOVA) was performed using analysis software (Stat View, Abacus Inc., USA), and after confirming that the variance was equal, it was Fisher's PLSD method. Multiple comparison tests were performed, and statistical significance was considered significant when p <0.05.
[0021]
[Table 1]
Table 1 Effect of sucrose carboxylic acid on lipid peroxide (LPO) formation
As is apparent from Table 1, sucrose carboxylic acid inhibited lipid peroxide (LPO) formation and exhibited an antioxidant effect. In particular, the antioxidant effect of sucrose monocarboxylic acid potassium salt was stronger than that of sucrose dicarboxylic acid potassium salt.
From this, it was shown that sucrose carboxylic acid would have an antioxidant action and would be effective for health use.
[0023]
Production Example 2 Production of Sugar Carboxylate According to the method described in JP-A-7-76594, various sugar carboxylic acids (sucrose 1 or 2 carboxylic acid) are potassium hydroxide, sodium hydroxide, calcium hydroxide, calcium oxide. Then, the carboxylate was prepared by neutralization with iron hydroxide, iron oxide or magnesium hydroxide.
[0024]
Example 2 Sucrose monocarboxylic acid potassium salt, sucrose dicarboxylic acid potassium salt obtained in Beverage Production Example 1 or calcium salt of sucrose monocarboxylic acid or sucrose dicarboxylic acid prepared according to Production Example 2 Add 2 g of magnesium salt to 200 mL of a prepared solution prepared to an appropriate taste with citric acid, malic acid, sucrose, glucose fructose liquid sugar, and fragrance, fill these into a bottle, and after heat sterilization at 65 ° C. for 20 minutes, Quick cooling to make a health drink.
[0025]
Example 3 Lactic acid bacteria were inoculated into 1 L of sterilized milk containing 5 g of potassium salt of sucrose monocarboxylate and sucrose dicarboxylate obtained in Yogurt Production Example 1 or these calcium salts prepared according to Production Example 2. And cultured at 35 ° C. for 1 day to obtain yogurt. Sugar and fragrance were added to the obtained yogurt as necessary to obtain a yogurt product.
[0026]
Example 4 Miso soup stock Saccharic acid 1 carboxylic acid potassium salt and sucrose 2 carboxylic acid potassium salt obtained in Production Example 1 or 5 g of these calcium salts or sodium salts prepared according to Production Example 2 and 98 g of miso The mixture was mixed with ingredients and left as it was or freeze-dried, and then packed to obtain a miso soup stock.
[0027]
【The invention's effect】
The sugar carboxylic acid and / or salt thereof according to the inventions of claims 1 and 2 can be obtained in high yield from sucrose which is inexpensive and can be stably obtained.
Since the food according to claim 3 contains sugar carboxylic acid and / or a salt thereof having antioxidant ability, it is useful for health food, food for specified health use, etc. in addition to general food. is there.
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