JP5864278B2 - 3−クロロ−1,2−プロパンジオール系化合物及びグリシドール系化合物の量の評価方法 - Google Patents
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Description
試料に対して以下の処理A及び処理B:
(処理A)リパーゼの作用によりエステル結合を加水分解させる、リパーゼ加水分解処理、
(処理B)臭素化剤を用いてグリシジル基を3−ブロモ−2−ヒドロキシプロピル基に変換する、臭素化処理、
を施すことにより、試料中の3−クロロ−1,2−プロパンジオール脂肪酸エステルを3−クロロ−1,2−プロパンジオールに変換し、グリシドール系化合物を3−ブロモ−1,2−プロパンジオールに変換する、リパーゼ加水分解/臭素化工程と、
前記工程の後に、3−クロロ−1,2−プロパンジオール及び3−ブロモ−1,2−プロパンジオールの一方又は両方を定量する分析工程と、
を含む、前記方法。
(2)リパーゼが、カンジダ属に属する酵母に由来するリパーゼである、(1)の方法。
(3)試料が油脂である、(1)又は(2)の方法。
(4)処理Aが、試料である油脂が有機溶媒に溶解されている状態で行われる、(3)の方法。
(5)分析工程が、3−クロロ−1,2−プロパンジオール及び3−ブロモ−1,2−プロパンジオールを、誘導体化剤を用いた誘導体化反応により、独立に定量可能な3−クロロ−1,2−プロパンジオール誘導体及び3−ブロモ−1,2−プロパンジオール誘導体に変換した後、当該2つの誘導体のうち一方又は両方を定量する工程である、(1)〜(4)のいずれかの方法。
リパーゼと、
グリシジル基を3−ブロモ−2−ヒドロキシプロピル基に変換することが可能な臭素化剤と、
を少なくとも備える前記キット。
(7)3−クロロ−1,2−プロパンジオール及び3−ブロモ−1,2−プロパンジオールを、それぞれ独立に定量可能な誘導体に変換するための誘導体化剤を更に備える、(6)のキット。
リパーゼ加水分解/臭素化工程は、試料に対して以下の処理A及び処理B:
(処理A)リパーゼの作用によりエステル結合を加水分解させる、リパーゼ加水分解処理、
(処理B)臭素化剤を用いてグリシジル基を3−ブロモ−2−ヒドロキシプロピル基に変換する、臭素化処理、
を施すことにより、試料中の3−MCPD脂肪酸エステルを3−MCPDに変換し、グリシドール系化合物を3−MBPD(3−ブロモ−1,2−プロパンジオール)に変換する工程である。
臭素化剤の量は試料の量等の条件を考慮して適宜決定することができる。
分析工程は、リパーゼ加水分解/臭素化工程の後に、反応系中の3−MCPD及び3−MBPDの一方又は両方を定量する工程である。
(分析用試薬)
イソオクタン、ヘキサン、アセトン、無水エタノール、tert-ブチルメチルエーテル、臭化ナトリウム、フェニルボロン酸、クエン酸、リン酸水素二ナトリウム、リパーゼAYアマノ30G(天野エンザイム(株))、リパーゼASアマノ(天野エンザイム(株))、リパーゼGアマノ50(天野エンザイム(株))、リパーゼF-AP15(天野エンザイム(株))、リパーゼAYSアマノ(天野エンザイム(株))、3-MCPD標準(和光純薬工業(株))、3-MBPD標準(和光純薬工業(株))、3-MCPD-d5標準(関東科学(株))、3-MBPD-d5標準(Toronto Research Chemicals Inc.)
脂肪酸標準(パルミチン酸、オレイン酸)、ジクロロメタン、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジメチルアミノピリジン、シリカゲル、酢酸エチル、ヘキサン、3-MCPD-1-パルミテート標準(自社合成品)、3-MCPD-1-オレエート標準(自社合成品)、3-MCPD-ジパルミテート標準(和光純薬工業(株))、3-MCPD-ジオレエート標準(Toronto Research Chemicals Inc.)、3-MCPD-ジリノレート標準(和光純薬工業(株))、グリシジル パルミテート標準(和光純薬工業(株))、グリシジル オレエート標準(和光純薬工業(株))、グリシジル リノレート標準(和光純薬工業(株))
(a)臭化ナトリウム水溶液の調製
臭化ナトリウムを35%含む水溶液を作製した。0.1Mクエン酸溶液(溶媒:35% 臭化ナトリウム水溶液)と0.2Mリン酸水素二ナトリウム(溶媒:35% 臭化ナトリウム水溶液)を用いて35% 臭化ナトリウム溶液のpHを6.8に調整した。
(b)誘導体化試薬の調製
フェニルボロン酸2.5 gをアセトン:超純水(19:1)混液20mLに溶解し、誘導体化試薬を調製した。
(c)内部標準試薬の調製
3-MCPD-d5、3-MBPD-d5の各内部標準を2000mg/Lとなるように無水エタノールで溶解した。さらにtert-ブチルメチルエーテルで100倍に希釈したものを内部標準試薬とした。
(d)検量線用の標準溶液の調製
3-MCPD、3-MBPDの各標準を300mg/Lとなるように(a)の臭化ナトリウム水溶液で希釈し、標準溶液の原液とした。
(f)添加回収用3-MCPD-モノエステル(パルミテート、オレアート)標準の合成
3-MCPD標準22 mgと脂肪酸(オレイン酸42.3mgもしくはパルミチン酸38.4mg)をナスフラスコに加え、ジクロロメタンで溶解した。溶液にジシクロヘキシルカルボジイミド64 mgとジメチルアミノピリジン(触媒)を加え、反応が終了するまで撹拌した。反応終了の確認は薄層クロマトグラフィー(TLC)によって行った。試験管に水と酢酸エチルを加え、そこに反応液を加え、ボルテックス混合後、パスツールピペットで有機層を回収した。さらに酢酸エチルを加え、ボルテックス混合後に有機層を回収した(2回)。得られた有機層を合わせ、減圧濃縮した後ヘキサンに溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:ヘキサン=1:9混液で溶出)で精製した。その結果、3-MCPD-1-パルミテートを35.5mg、3-MCPD-1-オレエートを48 mgをそれぞれ合成できた。構造はNMR、純度はLC/MSにて確認を行った。
GC: TRACE GC Ultra(Thermo Fisher Scientific)
MS: TSQ Quantum GC(Thermo Fisher Scientific)
カラム: FactorFour Capillary Column VF-5ms +5m EZ-Guard [30M×0.25mm ID, DF=0.25] (Valian)
注入口温度: 220℃
トランスファーライン温度: 280℃
昇温条件: 60℃(1分)→6℃/分→190℃→20℃/分→280℃(5分)
キャリアガス: ヘリウム、1.2mL/分(constant flow)
注入量: 1〜1.5μL
MS条件:EI+、SIMモード(各標準m/z =146.90、各内部標準m/z=149.95)
3-MCPDと3-MBPDのそれぞれにおいて、横軸に各標準の濃度、縦軸に標準のピークエリア値と内部標準のピークエリア値の比をとり、検量線を作成した。この検量線を用いて、検液中の3-MCPDと3-MBPD濃度を求めた。
分析法の性能を確認するために、各標準試薬の添加回収実験を行った。添加回収率が80-110%の範囲に含まれることをもって、良好な分析法であると判断した。添加した標準の試料中濃度および3-MCPD、3-MBPDとしての濃度は下記計算式によって求めた。
<分析方法>
(加水分解及び臭素化)
スクリューキャップ付試験管に表1に掲げる油脂0.1gを秤量し、イソオクタンを0.2mL添加した(水溶性の溶液とエマルジョンが形成できるようであれば、イソオクタンを添加しなくてもよい)。油脂が固体で溶解しにくい場合には、イソオクタンを0.2〜0.5mL添加し、加温(45〜75℃)しながら溶解した。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にCandida rugosa由来のリパーゼ(リパーゼAYアマノ30G)を溶解して反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して270Uとなるように添加した。蓋をして振とう数200〜300で振とうし(SHAKER MW-1、iuchi)、油脂中の3-MCPD脂肪酸エステル及びGEの加水分解反応を行った(室温、30分間)。この反応によって3-MCPD脂肪酸エステルは遊離型3-MCPDへと分解された。GEは加水分解と同時にエポキシ部分が臭素化され、遊離型3-MBPDに変換された。
加水分解反応後の溶液に上記(c)の内部標準試薬を各50μL、ヘキサン3mLを添加した。蓋を閉めてボルテックスで混合した。エマルジョン層と水層がきれいに分離しない場合には3,000rpmで数秒間の遠心分離を行なった。ヘキサン層とエマルジョン層を除去した水層に、ヘキサン3mLを添加し、ボルテックス混合後にヘキサン層を除いた溶液を得た。
次に、ヘキサン洗浄後の溶液に上記(b)の誘導体化試薬を20〜100μL加え、蓋を閉めて85℃の恒温槽もしくはヒートブロックで20分間加熱した。溶液を室温に冷却後、ヘキサン3mLを加えた。5〜10分間振とう後、ヘキサン層1〜2mLを0.45μmメンブレンフィルターに通してGC/MS検液とした。
上記(d)の3-MCPD標準原液及び3-MBPD標準原液を上記(a)の臭化ナトリウム水溶液で希釈し、それぞれ5種類の濃度の標準液を調製した。スクリューキャップ付試験管に各濃度の標準液を0.1mLずつ採取し、上記(c)の内部標準試薬を各50μL、上記(a)の臭化ナトリウム水溶液3mLを加えた。上記(b)の誘導体化試薬を20〜100μL加え、蓋を閉めて85℃の恒温槽もしくはヒートブロックで20分間加熱した。溶液を室温に冷却後、ヘキサン3mLを加えた。5〜10分間振とう後、ヘキサン層1〜2mLを0.45μmメンブレンフィルターに通してGC/MS検液とした。
上記分析方法の手順の前に、各標準試薬を試料中に約20mg/kgもしくは2mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加し、標準の溶媒を乾固した。添加した標準は3-MCPD脂肪酸ジエステルとして3-MCPD-ジオレエート、3-MCPD脂肪酸モノエステルとして3-MCPD-1-オレエート、GEとしてグリシジル オレエートを使用した(3-MCPD-ジオレエートと3-MCPD-1-オレエートは別々の油脂に添加した)。その後、表1に掲げる油脂0.1gの秤量を行い、上記分析方法の手順に従って分析を行った。添加回収実験の結果は、表1に示した。各サンプルはn=3で分析を行い、回収率は3回測定した値の平均値で、分析値のばらつきは相対標準偏差(RSD)値で示した。3-MCPD-ジオレエートの回収率は89〜108%、3-MCPD-1-オレエートの回収率は92〜108%、グリシジル オレエートの回収率は96〜109%となり、表1に掲げた全ての油脂で良好な結果であることが確認できた(n=3)。
脂肪酸の種類が異なる各種3-MCPD脂肪酸エステル及びGEにおいても良好な回収率となることを確認した。3-MCPD-ジエステル標準として3-MCPD-ジパルミテート及び3-MCPD-ジリノレート、3-MCPD-モノエステル標準として3-MCPD-1-パルミテート、GE標準として、グリシジル パルミテート及びグリシジル リノレートを用いた。各標準は20mg/kgとなるようにパーム油に添加した。標準の溶媒を乾固後、実施例1〜14の分析方法に従って各標準の添加回収率を確認した。添加した全ての標準で回収率が101〜108%と良好な結果であった(n=3)。結果は表2に示した。
3-MCPD-ジオレエート及びグリシジル オレエートを20mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加し、溶媒を乾固させた。その後、パーム油0.1gを秤量し、イソオクタンを0.2mL添加した。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にCandida rugosa由来のリパーゼ(リパーゼAYアマノ30G)を溶解して反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して220Uとなるように添加した。その後、実施例1〜14の分析方法に従って分析を行い、添加回収率を求めた。3-MCPDジオレエート及びグリシジルオレエートの各回収率は97%、109%であった。
3-MCPD-ジオレエート及びグリシジル オレエートを20mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加し、溶媒を乾固させた。その後、パーム油0.1gを秤量し、イソオクタンを0.2mL添加した。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にCandida rugosa由来のリパーゼ(リパーゼAYアマノ30G)を溶解して反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して900Uとなるように添加した。その後、実施例1〜14の分析方法に従って分析を行い、添加回収率を求めた。3-MCPDジオレエート及びグリシジルオレエートの各回収率は102%、103%であった。
3-MCPD-ジオレエート及びグリシジル オレエートを20mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加し、溶媒を乾固させた。その後、パーム油0.1gを秤量し、イソオクタンを0.3mL添加した。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にAspergillus niger由来のリパーゼ(リパーゼASアマノ)を溶解して反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して720Uとなるように添加した。蓋をして振とう数200〜300で振とうし(SHAKER MW-1、iuchi)、油脂中の3-MCPD脂肪酸エステル及びGEの加水分解反応を行った(室温、180分間)。その後、実施例1〜14の分析方法に従って分析を行い、添加回収率を求めた。3-MCPDジオレエート及びグリシジルオレエートの各回収率は80%、92%であった。
3-MCPD-ジオレエート及びグリシジル オレエートを20mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加し、溶媒を乾固させた後、パーム油0.1gを秤量した(イソオクタンは無添加)。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にAspergillus niger由来のリパーゼ(リパーゼASアマノ)を溶解して反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して360Uとなるように添加した。蓋をして振とう数200〜300で振とうし(SHAKER MW-1、iuchi)、油脂中の3-MCPD脂肪酸エステル及びGEの加水分解反応を行った(室温、90分間)。その後、実施例1〜14の分析方法に従って分析を行い、添加回収率を求めた。3-MCPDジオレエート及びグリシジルオレエートの各回収率は80%、101%であった。
3-MCPD-ジオレエート及びグリシジル オレエートを20mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加し、溶媒を乾固させた後、パーム油0.1gを秤量した(イソオクタンは無添加)。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にPenicillium camemberti由来のリパーゼ(リパーゼGアマノ50)を溶解して反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して3000Uとなるように添加した。蓋をして振とう数200〜300で振とうし(SHAKER MW-1、iuchi)、油脂中の3-MCPD脂肪酸エステル及びGEの加水分解反応を行った(室温、180分間)。その後、実施例1〜14の分析方法に従って分析を行い、添加回収率を求めた。3-MCPDジオレエート及びグリシジルオレエートの各回収率は89%、100%であった。
グリシジル オレエートを20mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加し、溶媒を乾固させた後、パーム油0.1gを秤量した(イソオクタンは無添加)。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にRhizopus oryzae由来のリパーゼ(リパーゼF-AP15)を溶解して反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して900Uとなるように添加した。蓋をして振とう数200〜300で振とうし(SHAKER MW-1、iuchi)、油脂中の3-MCPD脂肪酸エステル及びGEの加水分解反応を行った(室温、60分間)。その後、実施例1〜14の分析方法に従って分析を行い、添加回収率を求めたところ、グリシジルオレエートの回収率は92%であった。
3-MCPD-ジオレエートもしくは3-MCPD-1-オレエート、及びグリシジル オレエートを20mg/kgもしくは2mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加した(3-MCPD-ジオレエートと3-MCPD-1-オレエートは別々の油脂に添加した)。溶媒を乾固させた後、表4に掲げる油脂0.1gを秤量し、イソオクタンを0.2mL添加した。油脂が固体で溶解しにくい場合には、イソオクタンを0.2〜0.5mL添加し、加温(45〜75℃)しながら溶解した。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にCandida rugosa由来のリパーゼ(リパーゼAYアマノ30G)を溶解して3mLを反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して54Uとなるように添加した。蓋をして振とう数200〜300で振とうし(SHAKER MW-1、iuchi)、油脂中の3-MCPD脂肪酸エステル及びGEの加水分解反応を行った(室温、30分間)。その後、実施例1〜14の分析方法に従って分析を行い、各標準の添加回収率を確認した。添加回収実験の結果は、表4に示した。3-MCPD-ジオレエートの回収率は89〜108%、3-MCPD-1-オレエートの回収率は92〜108%、グリシジル オレエートの回収率は96〜109%となり、表4に掲げた全ての油脂で良好な結果であることが確認できた(n=3)。
脂肪酸の種類が異なる各種3-MCPD脂肪酸エステル及びGEにおいても良好な回収率となることを確認した。3-MCPD-ジエステル標準として3-MCPD-ジパルミテート及び3-MCPD-ジリノレート、3-MCPD-モノエステル標準として3-MCPD-1-パルミテート、GE標準として、グリシジル パルミテート及びグリシジル リノレートを用いた。各標準は20mg/kgとなるようにパーム油(室温で液体)に添加した。標準の溶媒を乾固後、実施例26〜39の分析方法に従って各標準の添加回収率を確認した。添加した全ての標準で回収率が101〜108%と良好な結果であった(n=3)。結果は表5に示した。
3-MCPD-ジオレエート及びグリシジル オレエートを20mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加し、溶媒を乾固させた。その後、パーム油(室温で液体)0.1gを秤量し、イソオクタンを0.2mL添加した。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にCandida rugosa由来のリパーゼ(リパーゼAYアマノ30G)を溶解して3mLを反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して44Uとなるように添加した。蓋をして振とう数200〜300で振とうし(SHAKER MW-1、iuchi)、油脂中の3-MCPD脂肪酸エステル及びGEの加水分解反応を行った(室温、30分間)。その後、実施例1〜14の分析方法に従って分析を行い、各標準の添加回収率を確認した。3-MCPDジオレエート及びグリシジルオレエートの各回収率は97%、109%であった。
3-MCPD-ジオレエート及びグリシジル オレエートを20mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加し、溶媒を乾固させた。その後、パーム油(室温で液体)0.1gを秤量し、イソオクタンを0.2mL添加した。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にCandida rugosa由来のリパーゼ(リパーゼAYアマノ30G)を溶解して3mLを反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して180Uとなるように添加した。蓋をして振とう数200〜300で振とうし(SHAKER MW-1、iuchi)、油脂中の3-MCPD脂肪酸エステル及びGEの加水分解反応を行った(室温、30分間)。その後、実施例1〜14の分析方法に従って分析を行い、各標準の添加回収率を確認した。3-MCPDジオレエート及びグリシジルオレエートの各回収率は102%、103%であった。
3-MCPD-ジオレエート及びグリシジル オレエートを20mg/kgとなるようにスクリューキャップ付試験管に添加し、溶媒を乾固させた。その後、パーム油(室温で液体)0.1gを秤量し、イソオクタンを0.2mL添加した。さらに、上記(a)臭化ナトリウム水溶液にCandida rugosa由来のリパーゼである、リパーゼAYSアマノ(天野エンザイム(株))を溶解して3mLを反応液に加えた。この時のリパーゼ量としては、油脂0.1gに対して54Uとなるように添加した。蓋をして振とう数200〜300で振とうし(SHAKER MW-1、iuchi)、油脂中の3-MCPD脂肪酸エステル及びGEの加水分解反応を行った(室温、30分間)。その後、実施例1〜14の分析方法に従って分析を行い、添加回収率を求めた。3-MCPDジオレエート及びグリシジルオレエートの各回収率は98%、102%であった。
Claims (8)
- 試料中における、3−クロロ−1,2−プロパンジオール又は3−クロロ−1,2−プロパンジオール脂肪酸エステルである3−クロロ−1,2−プロパンジオール系化合物と、グリシドール又はグリシドール脂肪酸エステルであるグリシドール系化合物の一方又は両方の量を評価する方法であって、
試料に対して以下の処理A及び処理B:
(処理A)リパーゼの作用によりエステル結合を加水分解させる、リパーゼ加水分解処理、
(処理B)臭素化剤を用いてグリシジル基を3−ブロモ−2−ヒドロキシプロピル基に変換する、臭素化処理、
を施すことにより、試料中の3−クロロ−1,2−プロパンジオール脂肪酸エステルを3−クロロ−1,2−プロパンジオールに変換し、グリシドール系化合物を3−ブロモ−1,2−プロパンジオールに変換する、リパーゼ加水分解/臭素化工程と、
前記工程の後に、3−クロロ−1,2−プロパンジオール及び3−ブロモ−1,2−プロパンジオールの一方又は両方を定量する分析工程と、
を含む、前記方法。 - リパーゼが、カンジダ属に属する酵母に由来するリパーゼである、請求項1の方法。
- 試料が油脂である、請求項1又は2の方法。
- 処理Aが、試料である油脂が有機溶媒に溶解されている状態で行われる、請求項3の方法。
- 分析工程が、3−クロロ−1,2−プロパンジオール及び3−ブロモ−1,2−プロパンジオールを、誘導体化剤を用いた誘導体化反応により、独立に定量可能な3−クロロ−1,2−プロパンジオール誘導体及び3−ブロモ−1,2−プロパンジオール誘導体に変換した後、当該2つの誘導体のうち一方又は両方を定量する工程である、請求項1〜4のいずれか1項の方法。
- 処理Aと処理Bとを並行して行う、請求項1〜5のいずれか1項の方法。
- 試料中における、3−クロロ−1,2−プロパンジオール又は3−クロロ−1,2−プロパンジオール脂肪酸エステルである3−クロロ−1,2−プロパンジオール系化合物と、グリシドール又はグリシドール脂肪酸エステルであるグリシドール系化合物の一方又は両方の量を評価するためのキットであって、
リパーゼと、
グリシジル基を3−ブロモ−2−ヒドロキシプロピル基に変換することが可能な臭素化剤と、
を少なくとも備える前記キット。 - 3−クロロ−1,2−プロパンジオール及び3−ブロモ−1,2−プロパンジオールを、それぞれ独立に定量可能な誘導体に変換するための誘導体化剤を更に備える、請求項7のキット。
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