JP6991445B2

JP6991445B2 - アルギニンを豊富に含有する多糖

Info

Publication number: JP6991445B2
Application number: JP2016173475A
Authority: JP
Inventors: 祐太千葉; 信哉山口
Original assignee: 地方独立行政法人青森県産業技術センター
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2036-09-06
Also published as: JP2018039878A

Description

本発明は、苦みと生臭さを呈しないアルギニンを含有する物質、及び飲料中のアルギニンの苦みと生臭さを除去する方法に関するものである。

アルギニンは、タンパク質を構成するアミノ酸の一つであり、肉類や魚介類、大豆などに多く含まれている。アルギニンは非必須アミノ酸であるが、生体において成長ホルモンやインスリンなどのホルモン分泌を促したり、また、ホルモン分泌を介して免疫系の賦活や創傷治癒の促進効果などに関与している。さらには、昔から疲労回復や精力増強作用が言われており、近年では、血管の弛緩作用に関与する酸化窒素の放出の役割も報告されている。アルギニンは不足すると、成長不良の原因にもなる。このような作用を有することもあり、アルギニンを健康補助食品として摂取する人は多い。

健康補助食品としては、摂取しやすい飲料の形態を取るものが多いが、アルギニンは苦みと独特の異臭である生臭さを有しているため、嗜好性に課題があった。そのため、Ｌ－アスコルビン酸、アルコールと、リジン、プロリン、フェニルアラニン、ヒスチジン、メチオニン以外の1種または２種以上のアミノ酸を含ませる方法（特許文献１）があるが、非アルコール性飲料には適用できないことや含有させるアミノ酸に制限がある欠点がある。また、柑橘系オイルを加える方法（特許文献２）もあるが、風味が柑橘系に限定される欠点がある。さらにビタミンＢ１と炭酸を用いる方法（特許文献３）もあるが、炭酸飲料に限定されること、ビタミンＢ１は、アルカリにより分解しやすいこと、ｐＨが５を越えると熱に不安定であるとともに、金属イオンにより分解が促進されやすいなどの欠点がある。

特開２００７－４３９４１号公報特開２００７－１１６９３９号公報特開２０１６－１０３３９号公報

上記課題を鑑み、本発明は、アルギニン特有の苦みと生臭さを呈しない新規アルギニン供給剤及び、飲料中のアルギニンの苦みや生臭さを除去する方法の提供を目的とする。

上記課題を達成するために、以下のコンドロイチン硫酸アルギニンが優れた物質であることを見出した。それは、水溶液中でコンドロイチン硫酸とアルギニンを接触させることにより得られるコンドロイチン硫酸アルギニンにおいて、乾燥重量当たりでアルギニンを２７重量％以上含み、かつ、ＫＢｒディスク透過法により測定した赤外吸収スペクトルにおいて、波数１６４３±１０ｃｍ^－１、１４１２±１０ｃｍ^－１、１２４４±１０ｃｍ^－１、１０５８±１０ｃｍ^－１すべてに吸収ピークを有し、かつ１２４４±１０ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３±１０ｃｍ^－１の吸光度の比が２．５以上、１０５８±１０ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３±１０ｃｍ^－１の吸光度の比が１．８以上、１４１２±１０^－１の吸光度に対する１２４４±１０ｃｍ^－１の吸光度の比が１．２以上、１４１２±１０^－１の吸光度に対する１０５８±１０ｃｍ^－１の吸光度の比が０．９以上であることを特徴とするコンドロイチン硫酸アルギニンである。また、アルギニンを含有する飲料において、プロトン型コンドロイチン硫酸の重量１に対して、アルギニンを重量比で０．６倍以上接触することによる、アルギニン由来の苦みと生臭さを除去もしくは低減する方法及びその飲料である。さらに、コンドロイチン硫酸を有効成分とする、アルギニン由来の苦みと生臭さを呈しない飲料である。

本発明により、アルギニン特有の苦みと生臭さを呈しないアルギニン及び、アルギニン由来の苦みと生臭さを呈しない飲料が提供することができる。

本発明の、実施例２のコンドロイチン硫酸アルギニンの分析に係り、実施例１で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンのＫＢｒディスク透過法により測定した赤外吸収スペクトルを表す図である。実施例２の比較コンドロイチン硫酸アルギニンの分析に係り、比較例の原料であるコンドロイチン硫酸ＡナトリウムのＫＢｒディスク透過法により測定した赤外吸収スペクトルを表す図である。本発明の、実施例４のコンドロイチン硫酸アルギニンの分析に係り、実施例３で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンのＫＢｒディスク透過法により測定した赤外吸収スペクトルを表す図である。実施例４の比較コンドロイチン硫酸アルギニンの分析に係り、比較例の原料であるコンドロイチン硫酸ＣナトリウムのＫＢｒディスク透過法により測定した赤外吸収スペクトルを表す図である。

以下、実施の形態をより具体的に説明する。

本発明でいうアルギニンは、Ｃ_６Ｈ_１４Ｎ_４Ｏ_２の化学式で表される分子量１７４．２のアミノ酸である。Ｌ－アルギニンのＣＡＳ登録番号は７４－７９－３であり、異性体であるＤ－アルギニン（ＣＡＳ登録番号は１５７－０６－２）も対象とする。また、本発明でいうコンドロイチン硫酸は、動物、魚類の軟骨、骨、角膜、腱などの結合組織一般に広く含まれており、コンドロイチン硫酸Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの種類があるが、その種類を問わないものである。コンドロイチン硫酸ＡとＣは、Ｎ－アセチル－Ｄ－ガラクトサミンとＤ－グルクロン酸からなる二糖をユニットとする重合体であり、分子量数万の多糖である。コンドロイチン硫酸Ａは、Ｎ－アセチル－Ｄ－ガラクトサミンの４位が硫酸エステル化されており、コンドロイチン硫酸Ｃは、Ｎ－アセチル－Ｄ－ガラクトサミンの６位が硫酸エステル化されている。コンドロイチン硫酸Ｂは、Ｄ－グルクロン酸のかわりに一部Ｌ－イズロン酸を含み、別名デルマタン硫酸またはβ－ヘパリンともいう。コンドロイチン硫酸Ｄはコンドロイチン硫酸ＣのＤ－グルクロン酸の２位が硫酸化されたものである。コンドロイチン硫酸Ｅは、Ｎ－アセチル－Ｄ－ガラクトサミンの４位と６位の両方が硫酸化されたものである。また、本発明でいうコンドロイチン硫酸は、起源となる原料や抽出・製造条件を問わないものであり、コンドロイチン硫酸を含む軟骨抽出物も本発明の対象とする。

本発明品のコンドロイチン硫酸アルギニンとは、コンドロイチン硫酸のカルボキシ基と硫酸基にアルギニンが結合しているものであり、コンドロイチン硫酸アルギニンの乾燥重量当たりで、アルギニンの含量が２７重量％以上のものをいい、かつ、ＫＢｒディスク透過法により測定した赤外吸収スペクトルにおいて、波数１６４３±１０ｃｍ^－１、１４１２±１０ｃｍ^－１、１２４４±１０ｃｍ^－１、１０５８±１０ｃｍ^－１すべてに吸収ピークを有し、かつ１２４４±１０ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３±１０ｃｍ^－１の吸光度の比が２．５以上、１０５８±１０ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３±１０ｃｍ^－１の吸光度の比が１．８以上、１４１２±１０^－１の吸光度に対する１２４４±１０ｃｍ^－１の吸光度の比が１．２以上、１４１２±１０^－１の吸光度に対する１０５８±１０ｃｍ^－１の吸光度の比が０．９以上であることを特徴とするコンドロイチン硫酸アルギニンである。アルギニンの測定方法は、ニンヒドリン法、坂口法、アミノ酸分析機器法、高速液体クロマトグラフィーによる屈折計、紫外可視分光法などいろいろあるが、他のアミノ酸が存在していない場合は、ニンヒドリン法による測定法でもよい。

本発明品であるコンドロイチン硫酸アルギニンは、最初に、原料のコンドロイチン硫酸をプロトン型の強酸性陽イオン交換樹脂に接触させる。強酸性陽イオン交換樹脂は、担体にスルホン酸基のイオン交換基が導入された水不溶性の高分子樹脂である。担体としてはスチレン系やフェノール系、ビニル系、アクリルアミド系などの合成樹脂やセルロース系、アガロース系、デキストラン系などがある。樹脂を使用する前には、常法により酸やアルカリなどで予備洗浄し、塩酸などでプロトン型に活性化する必要がある。処理するコンドロイチン硫酸の量に対する強酸性陽イオン交換樹脂の樹脂量については、強酸性陽イオン交換樹脂のイオン交換容量に安全率を乗じた以上の樹脂量が望ましく、強酸性陽イオン交換樹脂との接触時間は、数分以上は必要である。次に、強酸性陽イオン交換樹脂と接触させたコンドロイチン硫酸をろ過などの方法により、樹脂から分離する。ろ過した強酸性陽イオン交換樹脂を水で洗浄すると回収効率が良い。別の製造法として、原料のコンドロイチン硫酸を１５℃以下の低温下で、無機酸やクエン酸、トリフルオロ酢酸などで処理し、加えた酸や遊離した低分子を除去してもよい。無機酸として１Ｍ以下の塩酸や硫酸などが用いられる。

次に、このコンドロイチン硫酸を含む溶液に、アルギニンを添加、接触させるが、、プロトン型コンドロイチン硫酸の重量１に対して、アルギニンを重量比で０．６倍以上必要である。溶液を撹拌したり、振とうすると製造効率が良い。接触温度は1℃～６０℃の範囲で、数時間以上必要である。この後、通常化学で用いられる透析や膜処理などでコンドロイチン硫酸に結合していない過剰のアルギニンを除去してから、固形化、粉末化してもよいし、透析や膜処理以外に、アルコールやアセトンなどの有機溶剤によりコンドロイチン硫酸アルギニンを沈殿、風乾して、粉末化してもよい。得られたコンドロイチン硫酸アルギニンは、苦みと生臭さを呈しないアルギニンを高含量で有する物質である。

本発明品は、単独、または他の健康補助成分と併用して、粉末の状態で摂食してもよいし、錠剤、カプセルの形態にしてもよい。また、溶液の状態で飲料やドリンク剤の形態として、単独、または、他の健康補助成分などと併用してもよい。

アルギニンを含む飲料に、プロトン型コンドロイチン硫酸を添加、混合することによる、アルギニン由来の苦みと生臭さを除去、低減する方法であるが、プロトン型コンドロイチン硫酸とは、強酸性陽イオン交換樹脂などの手法により、コンドロイチン硫酸に結合しているナトリウム塩やカリウム塩、カルシウム塩などを除去し、プロトン型にしたものであり、塩酸などの強酸やクエン酸処理などでも調製できる。このプロトン型コンドロイチン硫酸を、アルギニンを含む飲料にアルギニンの重量１に対して、重量で約２．５倍以上添加されるものである。プロトン型コンドロイチン硫酸を添加、混合するときは、溶液状態で扱うほうが固形化、粉末化して扱うより好ましい。

また、アルギニンを含有する飲料において、コンドロイチン硫酸を有効成分とする、アルギニン由来の苦みと生臭さを呈しない飲料である。

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、これは単に例示の目的で述べるものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（コンドロイチン硫酸Ａアルギニンの製造）
強酸性陽イオン交換樹脂（商品名：ダイヤイオンＳＫ１Ｂ（三菱化学（株）））をガラス製カラムに充填し（内径２．７ｃｍ、高さ５ｃｍ）、１Ｍ塩酸７０ｍＬを流下し、樹脂をプロトン型に活性化した。脱イオン水３５０ｍＬを流下し樹脂を洗浄した後、原料のコンドロイチン硫酸Ａナトリウム（生化学工業（株））０．１０ｇを脱イオン水１０ｍＬに溶解した溶液を、室温でカラム上方から添加・流下した。その後、樹脂に脱イオン水を９０ｍＬ流下し、プロトン型コンドロイチン硫酸Ａを含む溶出液約１００ｍＬを得た。この溶出液にＬ-アルギニン（和光純薬工業（株））を０．０６ｇ加え、４℃で一晩撹拌した。溶解液のｐＨを卓上ｐＨメータ（Ｆ－５５、（株）堀場製作所製）により測定したところ、６．５であった。次に溶液全量を透析用セルロースチューブ（エーディア（株））に入れ、チューブの両端をクリップ留めし、脱イオン水を外液にして透析し、過剰なアルギニンを除去した。外液は１日に３回交換した。３日後、透析用セルロースチューブ内液を回収し、ロータリーエバポレーター（東京理科器械（株））にて濃縮した後、凍結乾燥（東京理科器械（株））し、０．１４ｇの白色綿状固体のコンドロイチン硫酸アルギニンを得た。

（コンドロイチン硫酸Ａアルギニンの分析）
実施例１で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンの水分含量は、熱天秤装置（ＴｈｅｒｍｏＰｌｕｓＴＧ８２１０、（株）リガク製）にて、１２５℃で試料重量が恒量となるまで加熱し、重量減少分を試料に含まれていた水分とした。その結果、実施例１で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンの水分含量は８．４重量％であった。

実施例１で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンのアルギニンの含量は、比色法であるニンヒドリン法にて、Ｌ－アルギニン（和光純薬工業(株)）を標準物質とした検量線から求めたところ、乾燥重量当たり２７．３重量％であった。

実施例１で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンの赤外吸収スペクトルは、ＫＢｒディスク透過法で測定した。赤外吸収スペクトルは、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ／ＩＲ－４２０、日本分光（株）製）を用いて、測定範囲４０００～４００ｃｍ^－１、分解能４ｃｍ^－１、積算回数５４の条件で測定した。図１は実施例１で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンの赤外吸収スペクトルである。図１のグラフの横軸は波数（ｃｍ^－１）を表し、縦軸は吸光度を表す。図１において、山となっている部分が吸収ピークであり、吸収ピークに記載された数字１～４は、コンドロイチン硫酸アルギニンの特徴的なピークを示す。ピーク１は波数１６４３ｃｍ^－１で吸光度０．６５４、ピーク２は波数１４１２ｃｍ^－１で吸光度０．３１８、ピーク３は波数１２４４ｃｍ^－１で吸光度０．２３０、ピーク４は波数１０５８ｃｍ^－１で吸光度０．３４９であった。波数１２４４ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３ｃｍ^－１の吸光度の比は２．８、１０５９ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３ｃｍ^－１の吸光度の比は１．９、１４１２ｃｍ^－１の吸光度に対する１２４４ｃｍ^－１の吸光度の比は１．４、１４１２ｃｍ^－１の吸光度に対する１０５８ｃｍ^－１の吸光度の比は０．９であった。なお、比較例として、原料のコンドロイチン硫酸Ａナトリウムの赤外吸収スペクトルをＫＢｒディスク透過法で同様に測定した。図２はその結果であり、横軸は波数（ｃｍ^－１）を表し、縦軸は吸光度を表す。山となっている部分が吸収ピークであり、吸収ピークに記載された数字１～４は、コンドロイチン硫酸Ａナトリウムの特徴的なピークを示す。ピーク１は波数１６４３ｃｍ^－１で吸光度０．２４５、ピーク２は波数１４２０ｃｍ^－１で吸光度０．１２０、ピーク３は波数１２５４ｃｍ^－１で吸光度０．１３３、ピーク４は波数１０６８ｃｍ^－１で吸光度０．２１８であった。波数１４２０ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３ｃｍ^－１の吸光度の比は１．９、１２５４ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３ｃｍ^－１の吸光度の比は１．１、１４２０ｃｍ^－１の吸光度に対する１２５４ｃｍ^－１の吸光度の比は０．９、１４２０ｃｍ^－１の吸光度に対する１０６８ｃｍ^－１の吸光度の比は０．６であった。

（コンドロイチン硫酸Ｃアルギニンの製造）
強酸性陽イオン交換樹脂（商品名：ダイヤイオンＳＫ１Ｂ（三菱化学（株）））をガラス製カラムに充填し（内径２．７ｃｍ、高さ５ｃｍ）、１Ｍ塩酸７０ｍＬを流下し、樹脂をプロトン型に活性化した。脱イオン水３５０ｍＬを流下し樹脂を洗浄した後、原料のコンドロイチン硫酸Ｃナトリウム（生化学工業（株））０．１０ｇを脱イオン水１０ｍＬに溶解した溶液を、室温でカラム上方から添加・流下した。その後、樹脂に脱イオン水を９０ｍＬ流下し、プロトン型コンドロイチン硫酸Ｃを含む溶出液約１００ｍＬを得た。この溶出液にＬ-アルギニン（和光純薬工業（株））を０．０６ｇ加え、４℃で一晩撹拌した。溶解液のｐＨを卓上ｐＨメータ（Ｆ－５５、（株）堀場製作所製）により測定したところ、６．５であった。次にこの溶液について脱イオン水を外液にして透析し、過剰なアルギニンを除去し、ロータリーエバポレーター（東京理科器械（株））にて濃縮した後、凍結乾燥（東京理科器械（株））し、０．１４ｇの白色綿状固体のコンドロイチン硫酸アルギニンを得た。

（コンドロイチン硫酸Ｃアルギニンの分析）
実施例３で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンの水分含量は、熱天秤装置（ＴｈｅｒｍｏＰｌｕｓＴＧ８２１０、（株）リガク製）にて、１２５℃で試料重量が恒量となるまで加熱し、重量減少分を試料に含まれていた水分とした。その結果、実施例３で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンの水分含量は８．２重量％であった。

実施例３で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンのアルギニンの含量は、比色法であるニンヒドリン法にて、Ｌ－アルギニン（和光純薬工業(株)）を標準物質とした検量線から求めたところ、乾燥重量当たり２７．３重量％であった。

実施例３で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンの赤外吸収スペクトルは、ＫＢｒディスク透過法で実施例２と同様に測定した。図３は実施例３で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンの赤外吸収スペクトルである。図３のグラフの横軸は波数（ｃｍ^－１）を表し、縦軸は吸光度を表す。図３において、山となっている部分が吸収ピークであり、吸収ピークに記載された数字１～４は、コンドロイチン硫酸アルギニンの特徴的なピークを示す。ピーク１は波数１６４３ｃｍ^－１で吸光度０．６４８、ピーク２は波数１４１２ｃｍ^－１で吸光度０．３０７、ピーク３は波数１２４４ｃｍ^－１で吸光度０．２５０、ピーク４は波数１０５９ｃｍ^－１で吸光度０．３３１であった。波数１４１２ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３ｃｍ^－１の吸光度の比は２．６、１２４４ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３ｃｍ^－１の吸光度の比は１．９、１４１２ｃｍ^－１の吸光度に対する１２４４ｃｍ^－１の吸光度の比は１．２、１４１２ｃｍ^－１の吸光度に対する１０５９ｃｍ^－１の吸光度の比は０．９であった。なお、比較例として、原料のコンドロイチン硫酸Ｃナトリウムの赤外吸収スペクトルを同様に測定した。図４はその結果であり、横軸は波数（ｃｍ^－１）を表し、縦軸は吸光度を表す。山となっている部分が吸収ピークであり、吸収ピークに記載された数字１～４は、コンドロイチン硫酸Ｃナトリウムの特徴的なピークを示す。ピーク１は波数１６４３ｃｍ^－１で吸光度０．２４９、ピーク２は波数１４１２ｃｍ^－１で吸光度０．１０７、ピーク３は波数１２５４ｃｍ^－１で吸光度０．１３３、ピーク４は波数１０６８ｃｍ^－１で吸光度０．２１８であった。波数１４１２ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３ｃｍ^－１の吸光度の比は１．９、１２５４ｃｍ^－１の吸光度に対する１６４３ｃｍ^－１の吸光度の比は１．１、１４１２ｃｍ^－１の吸光度に対する１２５４ｃｍ^－１の吸光度の比は０．８、１４１２ｃｍ^－１の吸光度に対する１０６８ｃｍ^－１の吸光度の比は０．５であった。

（コンドロイチン硫酸アルギニンの官能試験）
次に、実施例３と同様の処理を行い、コンドロイチン硫酸アルギニンを調製した。すなわち、原料のコンドロイチン硫酸Ｃナトリウム（生化学工業（株））０．３ｇをプロトン型の強酸性陽イオン交換樹脂（商品名：ダイヤイオンＳＫ１Ｂ（三菱化学（株）））で処理し、溶出液にＬ-アルギニン（和光純薬工業（株））を０．１８ｇ加え、４℃で一晩撹拌した。次にこの溶液について脱イオン水を外液にして透析し、過剰なアルギニンを除去し、ロータリーエバポレーター（東京理科器械（株））にて濃縮した後、凍結乾燥（東京理科器械（株））し、０．４２ｇの白色綿状固体のコンドロイチン硫酸アルギニンを得た。

被験者として２０代以上の男女５名に、脱イオン水に０．３ｗ／ｖ％で溶解したＬ－アルギニン（和光純薬工業（株））水溶液５ｍＬを口に含んでもらったところ、５名全員苦みと生臭みを感じたと申告した。次に、同一人物５名に実施例１で得られたコンドロイチン硫酸アルギニンを１．１ｗ／ｖ％で脱イオン水に溶解し（アルギニンとしての濃度：０．３ｗ／ｖ％）、５ｍＬを口に含んでもらったところ、５名全員苦みと生臭みは感じなかったと申告した。

次に、実施例１と同様の処理を行い、コンドロイチン硫酸アルギニンを調製した。すなわち、原料のコンドロイチン硫酸Ａナトリウム（生化学工業（株））１ｇをプロトン型の強酸性陽イオン交換樹脂（商品名：ダイヤイオンＳＫ１Ｂ（三菱化学（株）））で処理した。得られたプロトン型コンドロイチン硫酸Ａを含む溶液１００ｍＬについて、ｐＨを卓上ｐＨメータ（Ｆ－５５、（株）堀場製作所製）により測定したところ、２．３であった。この溶液にＬ－アルギニン（和光純薬工業(株)）を０．４ｇ加え、４℃で一晩撹拌し、溶解した。ｐＨを測定したところ、３．５であった。水酸化ナトリウム溶液で中性に調整し、アルギニンを含量する飲料を製造した。

脱イオン水１００ｍＬにＬ－アルギニン（和光純薬工業(株)）を０．４ｇ溶解した飲料を製造し、３０代以上の男女２名に口に含んでもらったところ、全員苦みと生臭みを感じたと申告した。次に、Ｌ－アルギニン（和光純薬工業(株)）を０．４ｇと上記で調製したプロトン型コンドロイチン硫酸Ａ約１ｇを含む１００ｍＬの飲料について、３０代以上の男女２名に口に含んでもらったところ、全員苦みと生臭みは感じなかったと申告した。

本発明により苦みと生臭さを呈しないアルギニン及びその方法が提供されることにより、食品、特に健康食品産業に広く利用されることが可能となる。

Claims

水に溶解したコンドロイチン硫酸ナトリウムをプロトン型イオン交換樹脂に接触させ、次にこの溶液のｐＨをアルギニン、又はアルギニンと水酸化ナトリウムで中性に調整する工程を特徴とする、アルギニンの苦味と生臭みの低減方法。
水に溶解したコンドロイチン硫酸ナトリウムをプロトン型イオン交換樹脂に接触させ、次にこの溶液のｐＨをアルギニン、又はアルギニンと水酸化ナトリウムで中性に調整して得られるコンドロイチン硫酸アルギニンを含む飲料。