JP6105871B2

JP6105871B2 - 含硫システイン化合物の製造方法

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Publication number: JP6105871B2
Application number: JP2012164873A
Authority: JP
Inventors: 向井　克之; 克之向井; 勝彦高柳; 名和　和恵; 和恵名和; 美範大野; 木村　洋一; 洋一木村
Original assignee: Daicel Corp
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: JP2014023449A

Description

本発明は、機能性成分として着目されているＳ−アリルシステイン、Ｓ−１−プロペニルシステイン、Ｓ−メチルシステインなどの含硫システイン化合物の製造方法に関する。

Ｓ−アリルシステインに代表される含硫システイン化合物は、アリウム属などの植物に含まれることが知られている。前記含硫システイン化合物は、様々な生理学的作用が明らかになっており、例えば腫瘍発生予防剤（例えば、特許文献１参照）、肝疾患治療剤（例えば、特許文献２参照）、臓器繊維化抑制剤（例えば、特許文献３参照）、精子機能低下抑制剤（例えば、特許文献４参照）などの作用があることが知られている。

しかしながら、例えば、ニンニク中の含硫システイン化合物の含有量はごくわずかであり、また、その含有量を高める方法についてはほとんど報告がない。生ニンニクをエタノール水溶液に２年間程度浸漬して熟成させることにより含硫システイン化合物を蓄積させる方法、低温貯蔵した生ニンニクを４５℃から６５℃に温蔵して含硫システイン化合物を蓄積させる方法（例えば、特許文献５参照）が挙げられる程度である。

しかしながら、前者の方法では、大きな設備を用いて長時間かけて製造する必要があり、後者の方法では２週間程度の短期間で製造することが可能ではあるが、黒ニンニクのように完全熟成状態にならないため、ニンニク特有のにおいが残り、飲食品、飼料、医薬品、医薬部外品、健康食品などへ配合する場合に使用が制限される問題があった。

特許第２８２８４７１号号公報特公平５−６０４４７号公報特開２００７−７７１１６号公報特開２０１２−１７２９５号公報特開２００５−２７８６３５号公報

本発明は、アリウム属特有のにおいが少ない含硫システイン化合物を短時間で製造できる方法を提供するものである。

本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、加熱処理したアリウム属植物に酵素を作用させることにより、アリウム属特有のにおいが少ない含硫システイン化合物を短時間で製造できることを見いだし、発明に至ったものである。

すなわち本発明は、以下の（１）〜（６）を要旨とするものである。
（１）加熱処理したアリウム属植物に酵素を作用させて含硫システイン化合物を遊離させることを特徴とする含硫システイン化合物の製造方法。
（２）前記アリウム属植物が、ニンニクであることを特徴とする（１）記載の含硫システイン化合物の製造方法。
（３）前記含硫システイン化合物が、Ｓ−アリルシステイン、Ｓ−１−プロペニルシステイン、Ｓ−メチルシステインからなる群から選択された１以上であることを特徴とする（１）又は（２）記載の含硫システイン化合物の製造方法。
（４）前記酵素がＢａｃｉｌｌｕｓ属由来のものであることを特徴とする（１）〜（３）いずれかに記載の含硫システイン化合物の製造方法。
（５）前記酵素が、プロテアーゼ、ラクターゼ、ペプチダーゼ、マセレーション活性を有する加工用酵素からなる群から選択された１以上であることを特徴とする（１）〜（４）いずれかに記載の含硫システイン化合物の製造方法。
（６）前記加熱処理が、蒸気加熱処理またはマイクロ波加熱処理であることを特徴とする（１）〜（５）いずれかに記載の含硫システイン化合物の製造方法。

本発明によれば、アリウム属特有のにおいが少ない含硫システイン化合物を、短時間で製造することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明のアリウム属植物は、ネギ科アリウム属の植物であれば特に限定されず、現在、知られているアリウム属に属する植物約７００種類すべてが対象となる。アリウム属植物としては、例えば、ギョウジャニンニク、ヒメニラ、ニラ、カンケイニラ、イトラッキョウ、キイイトラッキョウ、ミヤマラッキョウ、ノビル、ヤマラッキョウ、アサツキ、エゾネギ、ヒメエゾネギ、シブツアサツキ、シロウマアサツキ、イズアサツキ、ツリーオニオン、タマネギ、ネギ、ワケギ、リーキ、ニンニク、ラッキョウ、シマラッキョウ、シャロット、エシャロット、青ネギ、チャイプ、ヤグラネギ、白ネギなどが挙げられ、中でも、含硫システイン化合物を高濃度に含むとの観点から、ニンニク（Allium sativum L.）、タマネギ（Allium cepa L.）、アサツキ（Allium schoenoprasum L.）、ラッキョウ（Allium chinense G.Don）、ギョウジャニンニク（Allium victorialis subsp. platyphyllum）が好ましく、ニンニク（Allium sativum L.）がより好ましい。上記アリウム属植物は単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、その形態としてはそのまま用いても良いし、その後の酵素の作用効率を高めるため、すりつぶし、切断、粉砕などを施したものでも良い。

本発明における含硫システイン化合物は、システインに硫黄が結合した物質であれば、特に限定されないが、生理学的作用の観点から、Ｓ−アリルシステイン、Ｓ−１−プロペニルシステイン、Ｓ−メチルシステインからなる群から選択された１以上であることが好ましい。

次に、本発明の含硫システイン化合物の製造方法について、一例を挙げて説明する。

本発明の製造方法においては、加熱処理したアリウム属植物を用いることが必要である。前記アリウム属植物には、アリインと称されるシステインのスルホキシド誘導体が含まれ、前記アリウム属植物に内在するアリナーゼにより臭気成分であるアリシンへ変換され得る。本発明においては、前記加熱処理したアリウム属植物を原料として用いることにより、アリウム属植物に含まれるアリインのアリシンへの変換を抑える内在酵素（アリイナーゼ）を失活させ、アリウム属植物の特有のにおいを抑えることができる。

前記加熱処理方法は、前記内在酵素を失活させる方法であれば特に限定されないが、例えば、植物内部の温度を６０℃以上に高められる方法が挙げられる。具体的には、蒸気加熱処理、マイクロ波加熱処理が好ましい。

本発明の製造方法においては、加熱処理したアリウム属植物に酵素を作用させ、前記含硫システイン化合物前駆体から含硫システイン化合物を遊離させる。前記酵素の種類としては、含硫システイン化合物を遊離させる活性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、市販の加工用酵素の例として、天野エンザイム製「ビオラクタＦＮ５」、「ビオラクタＮ５」、「プロレザーＦＧ−Ｆ」、「プロチンＳＤ−ＰＣ１０Ｆ」、「プロチンＳＤ−ＡＹ１０」、「プロチンＳＤ−ＮＹ１０」、「プロテアーゼＭ」、「ペプチダーゼＲ」、「ペクチナーゼＡ」、「ニューラーゼＦ３Ｇ」、「パンクレアチンＦ」、「プロテアーゼＡ」、「リパーゼＲ」、「リパーゼＡ」、「プロテアーゼＰ」、「プロテアーゼＮ」、「プロテアーゼＳ」、「プロチンＡＣ１０Ｆ」、キッコーマン製「ペクトリアーゼ」、協和化成製「セルラーゼＴＰ２協和」、合同酒精製「ＧＯＤＯＡＧＩ−ＥＣ」、三菱化学フーズ製「コクラーゼ」、シイベルヘグナー製「Ｒａｐｉｄａｓｅ」、新日本化学工業製「スミチームＡＧＳ−Ｌ」、「スミチームＡＣ−Ｌ」、「スミチームＣＴＳ」、「スミチームＣＭ−Ｇ」、「スミチームＫＤＣ」、「スミチームＣ６０００」、「スミチームＡＰ」、「スミチームＦＰ」、「スミチームＬＰＬ」、「スミチームＬＰ５０」、「スミチームＢＧＴ」、「スミチームＲＰ」、「スミチームＧＭＬ」、「スミチームＴＧ」、エイチ・ビイ・アイ製「オリエンターゼ２２ＢＦ」、「セルロシンＡＣ４０」、「セルロシンＨＣ１００」、「セルロシンＴＰ２５」、「セルロシンＨＣ」、「オリエンターゼ２０Ａ」、「オリエンターゼ５ＢＬ」、（株）日本生物．科学研究所製「納豆菌培養エキスＮＳＫ−ＳＤ」、ノボザイム製「ガマナーゼ」、ペプチド研究所製「ＷＳＣＤ−ＨＣＬ」、ヤクルト薬品工業製「ペクチナーゼＨＬ」、「セルラーゼＹ−ＮＣ」、「セルラーゼオノヅカＲＳ」、「セルラーゼオノヅカＲ−１０」、「マセロチームＲ−１０」などを用いることができる。

さらには、前記酵素の中でも、驚くべきことにＢａｃｉｌｌｕｓ属が分泌する酵素に前記含硫システイン化合物を遊離させる活性がより高いことを見出した。具体的には、前記酵素の中でも、天野エンザイム製「ビオラクタＦＮ５」、「ビオラクタＮ５」、「プロレザーＦＧ−Ｆ」、「プロチンＳＤ−ＰＣ１０Ｆ」、「プロチンＳＤ−ＡＹ１０」、「プロチンＳＤ−ＮＹ１０」、「プロテアーゼＳ」、「プロチンＡＣ１０Ｆ」、新日本化学工業製「スミチームＧＭＬ」、エイチ・ビイ・アイ製「オリエンターゼ２２ＢＦ」、「オリエンターゼ５ＢＬ」、（株）日本生物科学研究所製「納豆菌培養エキスＮＳＫ−ＳＤ」がＢａｃｉｌｌｕｓ属由来の酵素であり、前記含硫システイン化合物を遊離させる活性がより高いため好ましい。

前記Ｂａｃｉｌｌｕｓ属由来の酵素の中でも、プロテアーゼ、ラクターゼ、ペプチダーゼ、マセレーション活性を有する酵素が、含硫システイン化合物を遊離させる活性が特に高いためいっそう好ましい。

前記酵素は単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることもできる。

前記酵素を添加したのち、攪拌などにより酵素と原料を均一に混合して酵素反応を進行させることにより、含硫システイン化合物を遊離させることができる。このときの反応温度は０℃〜９０℃が好ましく、２０℃〜６０℃が好ましく、３０℃〜５０℃がより好ましい。反応時のｐＨとしては酵素の至適条件下で行うのが望ましいのは言うまでもなく、ｐＨ２〜１２が好ましく、ｐＨ２．５〜８がより好ましい。反応時間は使用する原料と酵素の量に依存するが、通常１〜４８時間に設定するのが作業上好ましい。反応の際、この反応物を攪拌しながら反応を行ってもよいし、静置反応でもよい。

本発明により得られた前記酵素処理物、前記酵素処理物を凍結乾燥などにより粉末の酵素処理物などは、アリウム属特有のにおいが少ないものであるため、その後の精製工程などを経ることなく、飲食品、飼料、医薬品、医薬部外品、健康食品などへ配合することができる。

なお、前記酵素処理物などをそのまま使用せず、ろ過、遠心分離などによる固液分離、カラムクロマトグラフィーなどによる精製工程を経る場合であっても、含硫システイン化合物を純度良く得るための精製工程が簡易なものとなるため好ましい。

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中の測定方法は次の通りである。

１．ＨＰＬＣ分析条件
（１）Ｓ−アルケニルシステイン関連化合物
カラム：ＣａｐｃｅｌｌＰａｋＳＣＸＵＧｃｏｌｕｍｎ（φ４．６×２５０ｍｍ、資生堂製）
カラム温度：４５℃
移動相：１０ｍＭＫＨ_２ＰＯ_４水溶液（ｐＨ２．５）
流速：１ｍＬ／ｍｉｎ
測定波長：２１０ｎｍ

（２）アリシン
カラム：ＲｅｓｏｌｖｅＣ１８（φ３．９×１５０ｍｍ、ウォーターズ製）
カラム温度：４０℃
移動相：メタノール：水＝５０：５０（ｖ／ｖ）
流速：０．４ｍＬ／ｍｉｎ
測定波長：２５４ｎｍ

実施例１
ニンニク（品種名：福地ホワイト）１ｋｇの芯を除去した後、約２〜３ｃｍの鱗片に分け、マイクロ波加熱装置にて加熱処理（周波数：２．４５ＧＨｚ、出力：２０００Ｗ、照射時間：２分間）を施した。その後、純水１Ｌを添加して石臼式粉砕機（増幸産業製、商品名：スーパーマスコロイダー）にて摩砕し、ニンニクペーストを得た。そのペーストに対して、１ｇのプロテアーゼ（天野エンザイム製、商品名：プロチンＳＤ−ＮＹ１０（タンパク分解力７万単位／ｇ））を添加して撹拌した後、４０℃に保温して４８時間反応させた。反応終了後、８０℃に温度を上げて、添加した酵素を失活させた後、そのまま凍結乾燥・粉砕して粉末を得た。粉末中の含硫システイン化合物の含有量をＨＰＬＣで分析したところ、Ｓ−アリルシステイン含有量は０．８５ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−１−プロペニルシステイン含有量は１．０３ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−メチルシステイン含有量は０．１１ｇ／粉末１００ｇであった。また、ニンニク特有のにおいであるアリシンの含有量は３５ｐｐｍであった。

比較例１
マイクロ波加熱装置にて加熱処理を施さない以外は、実施例１と同様の操作にて粉末を得た。粉末中の含硫システイン化合物の含有量をＨＰＬＣで分析したところ、Ｓ−アリルシステイン含有量は０．７６ｇ／粉末１００ｇであり、Ｓ−１−プロペニルシステイン含有量は０．９１ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−メチルシステイン含有量は０．０７ｇ／粉末１００ｇであった。また、ニンニク特有のにおいであるアリシンの含有量は１，２００ｐｐｍであった。

比較例２
プロテアーゼ（天野エンザイム製、商品名：プロチンＳＤ−ＮＹ１０）を添加しない以外は、実施例１と同様の操作にて粉末を得た。その粉末中のＳ−アリルシステイン含有量は０．００７ｇ／粉末１００ｇであり、Ｓ−１−プロペニルシステイン含有量は０．００８ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−メチルシステイン含有量は、検出限界以下であった。また、ニンニク特有のにおいであるアリシンの含有量は３８ｐｐｍであった。

実施例２
ギョウジャニンニク１ｋｇを、マイクロ波加熱装置にて加熱処理（周波数：２．４５ＧＨｚ、出力：２０００Ｗ、照射時間：２分間）を施した。その後、包丁で５ｃｍ程度に切断した後、純水１Ｌを添加して石臼式粉砕機（増幸産業製、商品名：スーパーマスコロイダー）にて摩砕しギョウジャニンニクペーストを得た。そのペーストに対して、１．５ｇのアルカリ性プロテアーゼ（（エイチ・ビイ・アイ製、商品名：オリエンターゼ２２ＢＦ（タンパク分解力２２万単位／ｇ））を添加して撹拌しながら、４０℃に保温して４８時間反応させた。反応終了後、８０℃に温度を上げて、添加した酵素を失活させた後、そのまま凍結乾燥・粉砕して粉末を得た。粉末中の含硫システイン化合物の含有量をＨＰＬＣで分析したところ、Ｓ−アリルシステイン含有量は０．５６ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−１−プロペニルシステイン含有量は０．７１ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−メチルシステインの含有量は０．０９ｇ／粉末１００ｇであった。また、アリシンの含有量は１２ｐｐｍであった。

実施例３
アサツキ１ｋｇを、マイクロ波加熱装置にて加熱処理（周波数：２．４５ＧＨｚ、出力：５００Ｗ、照射時間：２分間）を施した。その後、純水２Ｌを添加して石臼式粉砕機（増幸産業製、商品名：スーパーマスコロイダー）にて摩砕しアサツキペーストを得た。そのペーストに対して、２ｇのプロテアーゼ（天野エンザイム製、商品名：プロテアーゼＭ「アマノ」ＳＤ（タンパク分解力４万単位／ｇ））を添加し、４０℃に保温して撹拌しながら４８時間反応させた。反応終了後、８０℃に温度を上げて、添加した酵素を失活させた後、スプレードライヤーにて噴霧乾燥・粉末化した。その粉末中のＳ−アリルシステイン含有量をＨＰＬＣで分析したところ、検出限界以下であり、Ｓ−１−プロペニルシステイン含有量は０．５１ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−メチルシステインは検出限界以下であった。また、アリシンの含有量をＨＰＬＣで分析したところ、９ｐｐｍであった。

実施例４
ニンニク（品種名：福地ホワイト）１ｋｇの芯を除去して、鱗片に分け、蒸気で加熱処理（温度：１１０℃、時間：１０分）した。その後、純水１Ｌを添加して石臼式粉砕機（増幸産業製、商品名：スーパーマスコロイダー）にて摩砕してニンニクペーストを得た。そのペーストに対して、１ｇのプロテアーゼ（（天野エンザイム製、商品名：プロレザーＦＧ−Ｆ、バチルスズブチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｌｕｓ）由来（タンパク分解力１０万単位／ｇ））と０．５ｇのキシラナーゼ（エイチ・ビイ・アイ製、商品名：セルロシンＴＰ２５（アラビノキシラン糖化力２．５万単位／ｇ））を添加して撹拌した後、４０℃に保温して４８時間反応させた。反応終了後、８０℃に温度を上げて、添加した酵素を失活させた後、そのまま凍結乾燥・粉砕して粉末を得た。粉末中の含硫システイン化合物の含有量をＨＰＬＣで分析したところ、Ｓ−アリルシステイン含有量は１．０５ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−１−プロペニルシステイン含有量は１．２４ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−メチルシステイン含有量は０．２１ｇ／粉末１００ｇであった。また、ニンニク特有のにおいであるアリシンの含有量は４３ｐｐｍであった。

比較例３
前記蒸気加熱処理を施さない以外は、実施例４と同様にして粉末を得た。粉末中の含硫システイン化合物の含有量をＨＰＬＣで分析したところ、Ｓ−アリルシステイン含有量は０．８１ｇ／１００ｇ、Ｓ−１−プロペニルシステイン含有量は０．９１ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−メチルシステイン含有量は、０．０８ｇ／粉末１００ｇであった。また、ニンニク特有のにおいであるアリシンの含有量は１，２００ｐｐｍであった。

実施例５
実施例１と同様の操作にてニンニクペーストを得た後、該ペーストに対して、１ｇのラクターゼ（天野エンザイム製、商品名：ビオラクタＦＮ５（乳糖分解力５千単位／ｇ）を添加して撹拌した後、４０℃に保温して４８時間反応させた。反応終了後、８０℃に温度を上げて、添加した酵素を失活させた後、純水１Ｌを添加した後にろ過し、１．８Ｌのろ液を得た。ろ液中の含硫システイン化合物の含有量をＨＰＬＣで分析したところ、Ｓ−アリルシステイン含有量は０．１９ｇ／ろ液１００ｇ、Ｓ−１−プロペニルシステイン含有量は０．２３ｇ／ろ液１００ｇ、Ｓ−メチルシステイン含有量は０．０２ｇ／ろ液１００ｇであった。また、ニンニク特有のにおいであるアリシンの含有量は２０ｐｐｍであった。

実施例６
実施例５により得られたろ液に１８０ｇのシクロデキストリンを添加・混合したものを凍結乾燥・粉砕して粉末を得た。その粉末中のＳ−アリルシステイン含有量をＨＰＬＣで分析したところ、１．９２ｇ／粉末１００ｇであり、Ｓ−１−プロペニルシステイン含有量は２．２８ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−メチルシステインは２．４３ｇ／粉末１００ｇであった。また、ニンニク特有のにおいであるアリシンの含有量は５ｐｐｍであった。

比較例４
プロテアーゼ（天野エンザイム製、商品名：プロチンＳＤ−ＮＹ１０）を添加しない以外は、比較例１と同様の操作にて粉末を得た。その粉末中のＳ−アリルシステイン含有量は０．００７ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−１−プロペニルシステイン含有量は０．００８ｇ／粉末１００ｇ、Ｓ−メチルシステイン含有量は検出限界以下であった。また、ニンニク特有のにおいであるアリシンの含有量は１，３００ｐｐｍであった。

表１に示すように、特定のアリウム属植物に酵素を作用させた実施例１〜６においては、酵素処理物中の含硫システイン化合物量が高く、臭気成分であるアリシンの含有量が非常に少なかったため、アリウム属特有のにおいが非常に少なかった。一方、比較例１、３においては加熱処理を施さないアリウム属植物を用いたため、比較例２においては酵素を添加しなかったため、比較例４においては加熱処理を施さないアリウム属植物を用い酵素を添加しなかったため、含硫システイン化合物がほとんど遊離しないか又は臭気成分であるアリシンの含有量が非常に高いものであった。

Claims

加熱処理したアリウム属植物に、ＢａｃｉｌｌｕｓＳｕｂｔｉｌｉｓ由来のプロテアーゼ及びラクターゼの少なく一方を含む酵素を作用させて、Ｓ−アリルシステイン、Ｓ−１−プロペニルシステイン、及びＳ−メチルシステインのうち少なくとも１種を含む含硫システイン化合物を遊離させることを特徴とする含硫システイン化合物の製造方法。
前記アリウム属植物が、ニンニクであることを特徴とする請求項１記載の含硫システイン化合物の製造方法。
前記含硫システイン化合物を遊離させる際の反応温度が、２０℃〜６０℃であることを特徴とする請求項１又は２記載の含硫システイン化合物の製造方法。
前記含硫システイン化合物を遊離させる際の反応時のｐＨが、２〜１２であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の含硫システイン化合物の製造方法。
前記含硫システイン化合物を遊離させる際の反応時間が、１〜４８時間であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の含硫システイン化合物の製造方法。
前記加熱処理が、蒸気加熱処理またはマイクロ波加熱処理であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の含硫システイン化合物の製造方法。