JPWO2003072587A1

JPWO2003072587A1 - Method for producing nonvolatile thiazolidine compound

Info

Publication number: JPWO2003072587A1
Application number: JP2003571293A
Authority: JP
Inventors: 川口　宏和; 宏和川口; 香村　正徳; 正徳香村
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2005-06-16
Also published as: WO2003072587A1; AU2003207194A1; MY139293A; TW200303172A

Abstract

本出願には、システイン若しくは／およびシステイニルグリシンまたはシスチンと還元糖とを水性溶媒中に加熱下に保持することを特徴とする不揮発性チアゾリジン化合物の新規な製造方法が開示されており、この製造方法によれば、食品用としても問題のない不揮発性チアゾリジン化合物を短時間でしかも高収率で製造することが可能となる。The present application discloses a novel method for producing a nonvolatile thiazolidine compound, characterized in that cysteine or / and cysteinyl glycine or cystine and a reducing sugar are kept under heating in an aqueous solvent. According to the production method, it is possible to produce a non-volatile thiazolidine compound that is not problematic for food use in a short time and in a high yield.

Description

（技術分野）
本発明は、短時間でしかも高収率に製造が可能な、食品用としても問題のない不揮発性チアゾリジン化合物の新規製造方法に関する。
（背景技術）
本出願人は、風味増強、不快臭マスキングなどによる飲食品の風味の増強または風味の改善に不揮発性のチアゾリジン化合物が有用なることを見出し、このような知見に基いて「飲食品の風味増強または改善組成物およびこれを使用する飲食品の風味増強または改善方法」なる発明を完成し、既に特許出願をした（国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ０１／０７７６９（ＷＯ０２／２１９３８Ａ１）参照）。
しかしながら、このような有用性を有する不揮発性チアゾリジン化合物については、その優れた製造法が開発されておらず、僅かにＳｃｈｕｂｅｒｔらによる化学的合成法が報告されているのみである（Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１３０，６０１（１９３９））。この方法は、システイン塩酸塩（Ｃｙｓ・ＨＣｌ）を水に溶解し、これにキシロースを加えて室温で数日放置後、さらにピリジンを加えて室温で数日放置し、これにエタノールを加えて結晶化させた後、さらにエタノールからの再結晶により精製するものである。
しかしながら、この方法では目的化合物の作成に約１週間にも及ぶ長時間を要し、加えてピリジンを大量に使用するために得られた目的化合物は食品への利用には不向きであるという問題点がある。
（発明の開示）
［発明が解決しようとする課題］
本発明の目的は、前項に説明したような有用性を有する不揮発性チアゾリジン化合物を短時間でしかも高収率で得ることのできる製造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明者は、前記の目的を達成すべく鋭意研究の結果、システイン塩酸塩と還元糖を水性溶媒中に溶解し、水酸化ナトリウムなどで中和して加熱することにより、不揮発性チアゾリジン化合物が短時間でしかも対システインで８０％前後にも達する高収率で得られることを見出し、このような知見に基いて本発明を完成した。
すなわち、本発明は、第一に、システインまたは／およびシステイニルグリシンと還元糖とを水性溶媒中で加熱下に保持することを特徴とする不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法に関する。
本発明者は、また前記の目的を達成すべく更に鋭意研究の結果、システインまたは／およびシステイニルグリシンの代りにシスチンと還元糖を水性溶媒中に溶解し、水酸化ナトリウムなどでアルカリ性にして加熱することにより、不揮発性チアゾリジン化合物が短時間でしかも対システインで８０％前後にも達する高収率で得られることを見出し、このような知見に基いて本発明を完成した。
すなわち、本発明は、第二に、シスチンと還元糖とを水性溶媒中で加熱下に保持することを特徴とする不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法に関する。
［発明の実施の形態］
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の製造方法によって不揮発性チアゾリジン化合物を製造する場合、原料としてシステインまたは／およびシステイニルグリシンを選ぶ場合とシスチンを選ぶ場合とでは、製造条件はほぼ同じではあるが、なお若干の相違がある。そこで、以下、先ず、原料としてシステインまたは／およびシステイニルグリシンを選んだ場合を説明し、次いで原料としてシスチンを選んだ場合を説明する。
先ず、システインまたは／およびシステイニルグリシンを原料とした場合、本発明の方法により製造されるべき不揮発性チアゾリジン化合物とはチアゾリジン骨格に１以上の置換基を有するチアゾリジンの不揮発性誘導体をいい、例えばチオプロリンおよびその誘導体や２−（ポリヒドロキシアルキル）チアゾリジン−４−カルボン酸類、具体的には、２−（１，２，３−トリヒドロキシプロピル）チアゾリジン−４−カルボン酸、２−（１，２，３，４−テトラヒドロキシブチル）チアゾリジン−４−カルボン酸、２−（１，２，３，４，５−ペンタヒドロキシペンチル）チアゾリジン−４−カルボン酸、２−ヒドロキシメチル−２−（１，２，３，４−テトラヒドロキシブチル）チアゾリジン−４−カルボン酸、２−（１，２，４，５−テトラヒドロキシ−３−グルコピラノシルオキシペンチル）チアゾリジン−４−カルボン酸、２−（１，２，３，４−テトラヒドロキシブチル）チアゾリジン−４−カルボニル−Ｎ−グリシン、２−（１，２，３，４，５−ペンタヒドロキシペンチル）チアゾリジン−４−カルボニル−Ｎ−グリシンなどを挙げることができる。
このような不揮発性チアゾリジン化合物は、本発明によればシステインやシステイニルグリシンと例えばキシロース、グルコースなど単糖類、マルトース、ラクトースなどの二糖類等の還元基を有する糖（還元糖）を水性溶媒中、例えば中性〜アルカリ性条件下で加熱下に保持することにより容易に得ることができる。
詳述すると、システインは目的化合物の不揮発性チアゾリジン化合物を食品用途に供する場合はＬ−体の好ましいことはいうまでもない。また、システインは溶解性が遊離態よりも塩酸塩などの塩の形態の方がよいので、通常、塩酸塩の形態で使用される。因みに、システイン塩酸塩は通常１水和物の形態で流通に置かれている。また、システイン（塩酸塩）は、本発明の効果の奏される限りは必ずしも純品である必要はなく、例えばシステイン（塩酸塩）を含有する酵母エキスなどであってもよい。システイニルグリシンは、システインと共通する化学構造を有し、本発明の製造方法においてはシステインと同様の化学的挙動を示す。このような理由もあって、本発明の不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法の原料として、システインおよびシステイニルグリシンは、それぞれ単独で、また両者の混合物で採用されることができる。
還元糖には特別の制限はなく、Ｄ−キシロースなどの五炭糖類、Ｄ−グルコースなどの六炭糖類、あるいはマルトースなどの二糖類が使用可能である。本発明の不揮発性チアゾリジンの製造方法では、システインまたは／およびシステイニルグリシンと還元糖とは等モル同士で反応して目的化合物を与えるので、糖の使用量は、システインまたは／およびシステイニルグリシンに対しやや過剰とするのが目的化合物の対システインまたは／およびシステイニルグリシン収率の点からは好ましい。
加熱下に保持すべき温度は４０〜１００℃で、好ましくは６０〜８０℃である。低温では目的物の生成に長時間を要し、一方、高温では短時間で目的物を生成せしめることが可能であるが、加熱褐変反応などの副反応が起こりやすくなるので、ともに好ましくない。システインまたは／およびシステイニルグリシンならびに還元糖を目的化合物の生成率が最大となる時点まで上記条件下に保持することの好ましいことはいうまでもないが、このような時点は保持開始から例えば２０分前後内にあることもある（後掲図１参照）。
システインまたは／およびシステイニルグリシンならびに還元糖を上記条件下に保持するときのｐＨには特別の制限はないが、アルカリ性のほうが目的化合物の不揮発性チアゾリジン化合物の安定性が良好であることから好ましい。しかし、アルカリ性の食品というのは稀であり、不揮発性チアゾリジン化合物の食品への利用という観点からは、上記条件の保持開始時、すなわち、目的化合物の生成反応開始時のｐＨは、例えばｐＨ８程度の弱アルカリ性から中性が好ましい。ただし、弱アルカリ性から中性で反応を開始しても、反応中に不揮発性チアゾリジン化合物が生成するにしたがってｐＨが徐々に低下し、弱酸性に変化する。この場合、反応中にｐＨを調整してｐＨを好ましい範囲に保持することが好ましい。
このようにして生成した目的化合物は反応混合物から分離して食品に利用することもできるが、反応混合物（溶液）のまま用いてもよくまた適宜乾燥して粉末化して流通に置くこともできる。中和操作により生じた塩化ナトリウムは、反応混合物やその乾燥粉末化物に随伴するが、食品への利用を特に阻害するものでないことは明らかである。
粉末化法や乾燥法にもは特別の制限はない。反応終了後、反応混合液にエタノールなどの溶剤を添加して結晶化させたものをろ過して乾燥させても良いし、反応液を直接スプレードライ法や凍結乾燥法に付して乾燥、粉末化しても良い。このようにして得られた不揮発性チアゾリジン化合物の食品への利用形態は、適宜、粉末混合、溶液混合などによることができる。
次に、原料としてシスチンを選んだ場合の本発明を詳細に説明する。
シスチンを原料とした場合、本発明の方法により製造されるべき不揮発性チアゾリジン化合物とはチアゾリジン骨格に１以上の置換基を有するチアゾリジンの不揮発性誘導体をいい、例えばチオプロリンおよびその誘導体や２−（ポリヒドロキシアルキル）チアゾリジン−４−カルボン酸類、具体的には、２−（１，２，３−トリヒドロキシプロピル）チアゾリジン−４−カルボン酸、２−（１，２，３，４−テトラヒドロキシブチル）チアゾリジン−４−カルボン酸、２−（１，２，３，４，５−ペンタヒドロキシペンチル）チアゾリジン−４−カルボン酸、２−ヒドロキシメチル−２−（１，２，３，４−テトラヒドロキシブチル）チアゾリジン−４−カルボン酸、２−（１，２，４，５−テトラヒドロキシ−３−グルコピラノシルオキシペンチル）チアゾリジン−４−カルボン酸などを挙げることができる。
このような不揮発性チアゾリジン化合物は、本発明によれば、シスチンと例えばキシロース、グルコースなど単糖類、マルトース、ラクトースなどの二糖類等の還元基を有する糖（還元糖）とを水性溶媒中、初発ｐＨをアルカリ性の条件下で加熱下に保持することにより容易に得ることができる。
詳述すると、シスチンは、目的化合物の不揮発性チアゾリジン化合物を食品用途に供する場合は、Ｌ−体の好ましいことはいうまでもない。また、シスチンは遊離酸の形態でも塩酸塩の形態でもよく、本発明の効果の奏される限りは必ずしも純品である必要はなく、例えばシスチン（塩酸塩）を含有する酵母エキスなどの形態であってもよい。
還元糖には特別の制限はなく、Ｄ−キシロースなどの五炭糖類、Ｄ−グルコースなどの六炭糖類、あるいはマルトースなどの二糖類が使用可能である。
本発明の不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法では、先ず、シスチンが還元糖によってそのＳ−Ｓ結合において開裂し、次に、生じたシステインが還元糖と等モル同士で反応して目的化合物を与えると考えられる。従って、糖の所要量は、シスチン１モルに対し３モルの割合であると考えられるところ、実際は後掲実施例３にみるように、それほどの量を要しない。これは、（アルカリ性下で）還元糖が分解して新たな還元性物質が生成し、これもＳ−Ｓ結合の開裂に関与していることによるものと考えられる。本発明によれば、シスチン１モル当り、還元糖は最低２モルで、２．２モル使用すれば対シスチン収率を最高にすることができる。
加熱下に保持すべき温度は２５〜１００℃で、好ましくは６０〜９０℃である。低温では目的物の生成に長時間を要し、一方、高温では短時間で目的物を生成せしめることが可能であるが、加熱褐変反応などの副反応が起こりやすくなるので、ともに好ましくない。シスチンおよび還元糖を目的化合物の生成率が最大となる時点まで上記条件下に保持することの好ましいことはいうまでもないが、このような時点は保持開始から例えば１５分前後内にあることもある（後掲図２参照）。
シスチンおよび還元糖を上記条件下に保持するときのｐＨについては、アルカリ性のときに還元糖が還元性を示し、またアルカリ性のほうが目的化合物の不揮発性チアゾリジン化合物の安定性が良好であることからｐＨはアルカリ性が好ましい。ただし、初発ｐＨが例えばｐＨ１１のようなアルカリ性から反応を開始しても、ｐＨは当初急激に低下して例えばｐＨ８程度になり、その後は反応中に不揮発性チアゾリジン化合物が生成するにしたがってｐＨが徐々に低下し、中性域や弱酸性域（例えばｐＨ６．５）に変化する。
このようにして生成した目的化合物は、先に説明したと同じく、反応混合物から分離して食品に利用することもできるが、反応混合物（溶液）のまま用いてもよくまた適宜乾燥して粉末化して流通に置くこともできる。
粉末化法や乾燥法にもは特別の制限はない。反応終了後、反応混合液にエタノールなどの溶剤を添加して結晶化させたものをろ過して乾燥させても良いし、反応液を直接スプレードライ法や凍結乾燥法に付して乾燥、粉末化しても良い。このようにして得られた不揮発性チアゾリジン化合物の食品への利用形態は、適宜、粉末混合、溶液混合などによることができる。これらも、先に説明したと同じである。
（発明を実施するための最良の形態）
以下、参考例および実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
参考例１（従来法）：２−（１，２，３，４−Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｌ）ｔｈｉａｚｏｌｉｄｉｎｅ−４−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄの合成：
前記Ｓｃｈｕｂｅｒｔら（Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１３０，６０１（１９３９））の方法により、不揮発性チアゾリジン化合物の化学的合成を行った。すなわち、システイン塩酸塩（１水和物）１７．５６ｇ（１００ｍｍｏｌ）とＤ−キシロース１５．０１ｇ（１００ｍｍｏｌ）を純水３５ｍｌに溶解させ、ピリジン８．３６ｍｌ（１００ｍｍｏｌ）を加えた後、室温で７２時間攪拌した。ついで、３００ｍｌのエタノールを加えて冷蔵庫に静置するとペースト状の沈殿が生じた。溶媒をデカンテーションにより取り除き、沈殿を水１００ｍｌに溶解後、不純物を濾去し、約３０ｍｌまで濃縮した。濃縮物にエタノールを沈殿が生じる直前まで加え、冷蔵庫で一晩静置した。生じた結晶を濾取し、減圧乾燥した。乾燥結晶を再び水に溶解し、不純物を濾去してから濃縮し、再びエタノールを加えて再結晶させ、生じた結晶を濾取し、減圧乾燥することにより白色粉末１０．８ｇが得られた（対システインモル収率４２．７％）。
先ず、システインまたは／およびシステイニルグリシンを原料とした場合の本発明の実施例を示す。
実施例１
システイン塩酸塩（１水和物）１．７５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を蒸留水３．６ｍｌに溶解し、Ｄ−キシロース１．５８ｇ（１０．５ｍｍｏｌ）を加え、撹拌して完全に溶解させた。この溶液に、２７％水酸化ナトリウム溶液２．３ｇを徐々に添加した。この時、ｐＨは約８であった。この溶液を６０℃に加熱して同温度に保持した。この間、適宜反応液をサンプリングし、蒸留水で１，０００倍に希釈し、ＨＰＬＣにより目的化合物の生成率を下記第１表に示す条件で分析した。

実施例２
実施例１を、温度６０℃に代えて４０℃または８０℃としたことを除いては全く同様にして繰返した。
実施例１および２の結果を図１にまとめて示す。図１から、種々の温度における加熱下保持時間と目的化合物の生成の消長が分かる。図１から理解されるように、６０〜８０℃では生成率８０％以上にも達する。本明細書で生成率とは、システイン（塩酸塩）または／およびシステイニルグリシンからの不揮発性チアゾリジン化合物のモル収率である。また、加熱下保持時間２０分以内でも生成率が最大となり、その後は変化しない。
実施例３：還元糖の使用量の、目的化合物の生成に及ぼす影響
実施例１を、キシロースの量を１０．５ｍｍｏｌに代えて１２．０ｍｍｏｌまたは１４．０ｍｍｏｌとしたことを除いては全く同様に繰返した。キシロースの３種の使用量における目的化合物の生成率の消長を図２にまとめて示す。
図２から、システイン塩酸塩に対しキシロースは１．０５、１．２および１．４倍モル量のいずれでも目的化合物の生成率８０％以上を与えることが分る。換言すれば、キシロースの量はシステイン塩酸塩に対し小過剰であれば目的化合物の最大生成に充分である。
実施例４：糖の種類の、目的化合物の生成に及ぼす影響
システイン塩酸塩（１水和物）１．７５ｇ（１０．０ｍｏｌ）を蒸留水３．６ｍｌに溶解し、Ｄ−グルコース１．８９ｇ（１０．５ｍｍｏｌ）を加え、撹拌して完全に溶解させた。この溶液に、２７％水酸化ナトリウム溶液２．３ｇを徐々に添加した。この時、ｐＨは約８であった。この溶液を６０℃で加熱して同温度に保持した。この間、適宜反応液をサンプリングし、実施例１におけると同様にして目的化合物の生成率を分析した。
同様の操作を、グルコース１０．５ｍｍｏｌを１２．０ｍｍｏｌに代えて行なった。
糖の種類の、目的化合物の生成に及ぼす影響をみる目的で、上記実施例４、実施例１および実施例３から関連するデータを集めて図３にまとめて示す。これより、目的化合物の生成率は糖の種類によって顕著な影響を受けることがないことが理解される。
次に、シスチンを原料とした場合の本発明の実施例を示す。
実施例５
シスチン１．０ｇ（４．２ｍｍｏｌ）を２７％水酸化ナトリウム水溶液１．２７ｇに溶解し、Ｄ−キシロース１．７５ｇ（１１．７ｍｍｏｌ。シスチン１モルはシステイン２モルに相当するので、対システインでは１．４倍モルとなる。）を加え、撹拌して完全に溶解させた。さらに、水１．０ｇを加え、６０℃に加熱して同温度に保持した。この間、適宜反応液をサンプリングし、蒸留水で１，０００倍に希釈し、ＨＰＬＣにより目的化合物の生成率を前記第１表に示す条件で分析した。
実施例６
実施例５を、温度６０℃に代えて６０℃を挟む９８℃、９０℃、７０℃または５０℃としたことを除いては全く同様にして繰返した。
実施例５および６の結果を図４にまとめて示す。図４において、縦軸はシスチンに対するモル収率をシステインに対するモル収率（対Ｃｙｓモル収率）に換算した収率を示す。また、横軸は加熱保持時間を示す。
図４から、種々の温度における加熱下保持時間と目的化合物の生成の消長が分かる。図４から理解されるように、６０〜９０℃では加熱保持時間３０分〜２時間で生成率８０％以上にも達する。
実施例７：還元糖の使用量の、目的化合物の生成に及ぼす影響
実施例５を、温度６０℃に代えて９０℃または５０℃とし、キシロースの量を各温度において対システイン換算で１．１倍モルまたは１．４倍モルとしたことを除いては全く同様に繰返した。各温度におけるキシロースの２種の使用量についての目的化合物の生成率の消長を図５にまとめて示す。
図５から、システイン換算シスチンに対しキシロースは１．１倍モルおよび１．４倍モル量のいずれでも目的化合物の生成率約８０％以上を与えることが分る。換言すれば、キシロースの量はシスチンに対し小過剰であれば目的化合物の最大生成に充分である。
実施例８：糖の種類の、目的化合物の生成に及ぼす影響
実施例５を、加熱保持温度６０℃を７０℃に代え、また、Ｄ−キシロース１．７５ｇをＤ−グルコース２．１０ｇ（１１．７ｍｍｏｌ）に代えたことを除いては全く同様に繰返した。
糖の種類の、目的化合物の生成に及ぼす影響をみる目的で、上記実施例８および実施例６から関連するデータを集めて図６にまとめて示す。これより、目的化合物の生成率はキシロースの方がグルコースよりやや高いことが理解される。
実施例９
市販チキンコンソメ（クノール社製）キューブ２個（１４ｇ）に熱湯６００ｍｌを加えて調製したチキンコンソメスープ１００ｇに上記実施例１で得られた不揮発性チアゾリジン化合物の反応混合液を該不揮発性化合物換算でこれを喫食時濃度５ｐｐｍになるように添加し、無添加のものを対照として、専門パネル５名により下記第２表に付記した評価基準に従って官能評価を実施した。その結果、同表に示すように、添加品は無添加品に比べ有意に好ましさが向上した。

（産業上の利用可能性）
本発明によれは、食品用としても問題のない不揮発性チアゾリジン化合物を短時間でしかも高収率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、不揮発性チアゾリジン化合物の生成率に及ぼす加熱温度の影響を示す（実施例１および２参照）。
図２は、不揮発性チアゾリジン化合物の生成率に及ぼす糖の添加量の影響を示す（実施例３参照）。
図３は、不揮発性チアゾリジン化合物の生成率に及ぼす糖の種類および添加量の影響を示す（実施例４、１および３参照）。
図４は、不揮発性チアゾリジン化合物の生成率に及ぼす加熱温度の影響を示す（実施例５および６参照）。
図５は、不揮発性チアゾリジン化合物の生成率に及ぼす糖の添加量の影響を示す（実施例７参照）。
図６は、不揮発性チアゾリジン化合物の生成率に及ぼす糖の種類の影響を示す（実施例８および６参照）。(Technical field)
The present invention relates to a novel method for producing a non-volatile thiazolidine compound that can be produced in a short time and in a high yield and that is not problematic for foods.
(Background technology)
The present applicant has found that a non-volatile thiazolidine compound is useful for enhancing flavor or improving flavor of foods and beverages by enhancing flavor, masking unpleasant odors, etc. The invention of "improved composition and method for enhancing or improving flavor of food and drink using the same" has been completed, and a patent application has already been filed (see International Application No. PCT / JP01 / 07769 (WO 02/21938 A1)).
However, an excellent method for producing a non-volatile thiazolidine compound having such usefulness has not been developed, and only a chemical synthesis method by Schubert et al. Has been reported (J. Biol. Chem., 130, 601 (1939)). In this method, cysteine hydrochloride (Cys · HCl) is dissolved in water, xylose is added thereto and left at room temperature for several days, pyridine is further added and left at room temperature for several days, and ethanol is added thereto to form crystals. And then purified by recrystallization from ethanol.
However, in this method, it takes a long time of about 1 week to prepare the target compound, and in addition, the target compound obtained for using a large amount of pyridine is not suitable for use in foods. There is.
(Disclosure of the Invention)
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a production method capable of obtaining a nonvolatile thiazolidine compound having utility as described in the previous section in a short time and in a high yield.
[Means for solving problems]
As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventor dissolved a cysteine hydrochloride and a reducing sugar in an aqueous solvent, neutralized with sodium hydroxide or the like, and heated to obtain a nonvolatile thiazolidine compound. It was found that it can be obtained in a short time and with a high yield of about 80% with respect to cysteine, and the present invention was completed based on such findings.
That is, the present invention firstly relates to a method for producing a nonvolatile thiazolidine compound, characterized in that cysteine or / and cysteinyl glycine and a reducing sugar are kept heated in an aqueous solvent.
The inventor of the present invention has also conducted extensive research to achieve the above object, and as a result, cystine and / or reducing sugar is dissolved in an aqueous solvent instead of cysteine or / and cysteinyl glycine, and is made alkaline with sodium hydroxide or the like. By heating, it was found that the non-volatile thiazolidine compound was obtained in a short time and with a high yield of about 80% with respect to cysteine, and the present invention was completed based on such knowledge.
That is, secondly, the present invention relates to a method for producing a nonvolatile thiazolidine compound, characterized in that cystine and a reducing sugar are maintained under heating in an aqueous solvent.
[Embodiment of the Invention]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
When the nonvolatile thiazolidine compound is produced by the production method of the present invention, the production conditions are almost the same between the case of selecting cysteine or / and cysteinyl glycine as the raw material and the case of selecting cystine, but there is still a slight difference. is there. Accordingly, hereinafter, a case where cysteine or / and cysteinyl glycine is selected as a raw material will be described, and then a case where cystine is selected as a raw material will be described.
First, when cysteine or / and cysteinyl glycine is used as a raw material, the non-volatile thiazolidine compound to be produced by the method of the present invention refers to a non-volatile derivative of thiazolidine having one or more substituents in the thiazolidine skeleton, for example, Thioproline and its derivatives and 2- (polyhydroxyalkyl) thiazolidine-4-carboxylic acids, specifically, 2- (1,2,3-trihydroxypropyl) thiazolidine-4-carboxylic acid, 2- (1,2 , 3,4-tetrahydroxybutyl) thiazolidine-4-carboxylic acid, 2- (1,2,3,4,5-pentahydroxypentyl) thiazolidine-4-carboxylic acid, 2-hydroxymethyl-2- (1, 2,3,4-tetrahydroxybutyl) thiazolidine-4-carboxylic acid, 2- (1,2,4,5- Trahydroxy-3-glucopyranosyloxypentyl) thiazolidine-4-carboxylic acid, 2- (1,2,3,4-tetrahydroxybutyl) thiazolidine-4-carbonyl-N-glycine, 2- (1,2 , 3,4,5-pentahydroxypentyl) thiazolidine-4-carbonyl-N-glycine.
According to the present invention, such a nonvolatile thiazolidine compound contains cysteine or cysteinyl glycine and a sugar (reducing sugar) having a reducing group such as a monosaccharide such as xylose or glucose, or a disaccharide such as maltose or lactose. Medium, for example, it can be easily obtained by keeping it heated under neutral to alkaline conditions.
More specifically, it is needless to say that cysteine is preferred in the L-form when the non-volatile thiazolidine compound as the target compound is used for food. Cysteine is usually used in the form of a hydrochloride because its solubility in the form of a salt such as hydrochloride is better than that in the free form. Incidentally, cysteine hydrochloride is usually placed in circulation in the form of a monohydrate. Cysteine (hydrochloride) is not necessarily a pure product as long as the effects of the present invention are exhibited. For example, yeast extract containing cysteine (hydrochloride) may be used. Cysteinyl glycine has a chemical structure common to cysteine, and exhibits the same chemical behavior as cysteine in the production method of the present invention. For these reasons, cysteine and cysteinyl glycine can be used alone or as a mixture of both as raw materials for the method for producing the nonvolatile thiazolidine compound of the present invention.
The reducing sugar is not particularly limited, and a pentose such as D-xylose, a hexose such as D-glucose, or a disaccharide such as maltose can be used. In the non-volatile thiazolidine production method of the present invention, cysteine or / and cysteinyl glycine and reducing sugar react with each other in equimolar amounts to give the target compound, so the amount of sugar used is cysteine or / and cysteinyl. Slight excess with respect to glycine is preferable from the viewpoint of the yield of the target compound relative to cysteine and / or cysteinyl glycine.
The temperature to be kept under heating is 40 to 100 ° C, preferably 60 to 80 ° C. At low temperatures, it takes a long time to produce the target product. On the other hand, it is possible to produce the target product in a short time at a high temperature, but it is not preferable because a side reaction such as a heat browning reaction is likely to occur. Needless to say, it is preferable to hold cysteine or / and cysteinyl glycine and reducing sugar under the above conditions until the time when the production rate of the target compound is maximized. May be within minutes (see Figure 1 below).
There is no particular restriction on the pH when cysteine or / and cysteinyl glycine and reducing sugar are maintained under the above conditions, but alkaline is preferable because the stability of the non-volatile thiazolidine compound as a target compound is better. . However, alkaline foods are rare, and from the viewpoint of using non-volatile thiazolidine compounds in foods, the pH at the start of maintaining the above conditions, that is, at the start of the formation reaction of the target compound is, for example, about pH 8. Weakly alkaline to neutral are preferred. However, even if the reaction starts from weak alkaline to neutral, the pH gradually decreases as the nonvolatile thiazolidine compound is generated during the reaction, and changes to weakly acidic. In this case, it is preferable to adjust the pH during the reaction to keep the pH within a preferable range.
The target compound thus produced can be separated from the reaction mixture and used in foods, but it can be used as it is in the reaction mixture (solution), or it can be appropriately dried and powdered for distribution. The sodium chloride produced by the neutralization operation accompanies the reaction mixture and its dry powdered product, but it is clear that it does not particularly impede its use in food.
There are no particular restrictions on the powdering and drying methods. After completion of the reaction, a crystallized product obtained by adding a solvent such as ethanol to the reaction mixture may be filtered and dried, or the reaction solution may be directly subjected to a spray drying method or a freeze drying method to dry, powder May be used. The use form of the non-volatile thiazolidine compound thus obtained for food can be appropriately determined by powder mixing, solution mixing, or the like.
Next, the present invention when cystine is selected as a raw material will be described in detail.
When cystine is used as a raw material, the non-volatile thiazolidine compound to be produced by the method of the present invention means a non-volatile derivative of thiazolidine having one or more substituents in the thiazolidine skeleton, such as thioproline and its derivatives or 2- (poly Hydroxyalkyl) thiazolidine-4-carboxylic acids, specifically 2- (1,2,3-trihydroxypropyl) thiazolidine-4-carboxylic acid, 2- (1,2,3,4-tetrahydroxybutyl) Thiazolidine-4-carboxylic acid, 2- (1,2,3,4,5-pentahydroxypentyl) thiazolidine-4-carboxylic acid, 2-hydroxymethyl-2- (1,2,3,4-tetrahydroxybutyl) ) Thiazolidine-4-carboxylic acid, 2- (1,2,4,5-tetrahydroxy-3-glucopyranosyloxy) Pentyl) thiazolidine-4-carboxylic acid.
According to the present invention, such a non-volatile thiazolidine compound is produced in an aqueous solvent from cystine and a sugar having a reducing group such as a monosaccharide such as xylose or glucose, or a disaccharide such as maltose or lactose (reducing sugar). It can be easily obtained by maintaining the pH under heating under alkaline conditions.
More specifically, it is needless to say that cystine is preferably an L-form when the non-volatile thiazolidine compound as a target compound is used for food. Cystine may be in the form of free acid or hydrochloride, and is not necessarily pure as long as the effects of the present invention are exhibited. For example, cystine is in the form of yeast extract containing cystine (hydrochloride). There may be.
The reducing sugar is not particularly limited, and a pentose such as D-xylose, a hexose such as D-glucose, or a disaccharide such as maltose can be used.
In the method for producing a nonvolatile thiazolidine compound of the present invention, first, cystine is cleaved at its SS bond by a reducing sugar, and then the resulting cysteine reacts with the reducing sugar equimolarly to give the target compound. Conceivable. Therefore, the required amount of sugar is considered to be 3 moles per mole of cystine. However, as shown in Example 3 below, the required amount of sugar is not required. This is considered to be because the reducing sugar is decomposed (under alkalinity) to produce a new reducing substance, which is also involved in the cleavage of the SS bond. According to the present invention, the minimum amount of reducing sugar is 2 mol per mol of cystine, and the yield of cystine can be maximized when 2.2 mol is used.
The temperature to be kept under heating is 25 to 100 ° C, preferably 60 to 90 ° C. At low temperatures, it takes a long time to produce the target product. On the other hand, it is possible to produce the target product in a short time at a high temperature, but it is not preferable because a side reaction such as a heat browning reaction is likely to occur. Needless to say, it is preferable to maintain cystine and reducing sugar under the above-mentioned conditions until the production rate of the target compound is maximized, but such time may be within, for example, about 15 minutes from the start of the retention. Yes (see Figure 2 below).
Regarding the pH when cystine and reducing sugar are maintained under the above conditions, the reducing sugar exhibits reducing properties when alkaline and the stability of the non-volatile thiazolidine compound, which is the target compound, is better when alkaline. Is preferably alkaline. However, even if the reaction starts from an alkalinity such as an initial pH of pH 11, for example, the pH suddenly drops to about pH 8, for example, and thereafter the pH gradually increases as a non-volatile thiazolidine compound is formed during the reaction. To a neutral range or a weakly acidic range (for example, pH 6.5).
The target compound thus produced can be separated from the reaction mixture and used for food as described above. However, the reaction mixture (solution) may be used as it is or may be dried and powdered as appropriate. Can also be put in circulation.
There are no particular restrictions on the powdering and drying methods. After completion of the reaction, a crystallized product obtained by adding a solvent such as ethanol to the reaction mixture may be filtered and dried, or the reaction solution may be directly subjected to a spray drying method or a freeze drying method to dry, powder May be used. The use form of the non-volatile thiazolidine compound thus obtained for food can be appropriately determined by powder mixing, solution mixing, or the like. These are the same as described above.
(Best Mode for Carrying Out the Invention)
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference examples and examples.
Reference Example 1 (conventional method): Synthesis of 2- (1,2,3,4-Tetrahydroxybutyryl) thiazolidine-4-carboxylic acid:
A non-volatile thiazolidine compound was chemically synthesized by the method of Schubert et al. (J. Biol. Chem., 130, 601 (1939)). Specifically, 17.56 g (100 mmol) of cysteine hydrochloride (monohydrate) and 15.01 g (100 mmol) of D-xylose were dissolved in 35 ml of pure water, 8.36 ml (100 mmol) of pyridine was added, and then 72 ° C. at room temperature. Stir for hours. Next, when 300 ml of ethanol was added and allowed to stand in the refrigerator, a paste-like precipitate was formed. The solvent was removed by decantation, and the precipitate was dissolved in 100 ml of water, and then impurities were removed by filtration and concentrated to about 30 ml. Ethanol was added to the concentrate until just before precipitation, and it was left overnight in a refrigerator. The resulting crystals were collected by filtration and dried under reduced pressure. The dried crystals were dissolved again in water, the impurities were filtered off and concentrated, ethanol was added again for recrystallization, and the resulting crystals were collected by filtration and dried under reduced pressure to obtain 10.8 g of a white powder. (Vs. cysteine molar yield 42.7%).
First, an example of the present invention using cysteine or / and cysteinyl glycine as a raw material will be shown.
Example 1
1.75 g (10.0 mmol) of cysteine hydrochloride (monohydrate) was dissolved in 3.6 ml of distilled water, 1.58 g (10.5 mmol) of D-xylose was added, and the mixture was completely dissolved by stirring. To this solution, 2.3 g of 27% sodium hydroxide solution was gradually added. At this time, the pH was about 8. This solution was heated to 60 ° C. and kept at the same temperature. During this time, the reaction solution was appropriately sampled, diluted 1,000 times with distilled water, and the production rate of the target compound was analyzed by HPLC under the conditions shown in Table 1 below.

Example 2
Example 1 was repeated in exactly the same way except that the temperature was 40 ° C or 80 ° C instead of 60 ° C.
The results of Examples 1 and 2 are collectively shown in FIG. FIG. 1 shows the retention time under heating at various temperatures and the occurrence of the target compound. As understood from FIG. 1, the production rate reaches 80% or more at 60 to 80 ° C. In the present specification, the production rate is a molar yield of the nonvolatile thiazolidine compound from cysteine (hydrochloride) and / or cysteinyl glycine. Further, the production rate becomes maximum even within 20 minutes under heating and does not change thereafter.
Example 3 Effect of Reducing Sugar Use on Production of Target Compound Except that Example 1 was replaced with 12.0 mmol or 12.0 mmol or 14.0 mmol instead of 10.5 mmol, Example 1 was exactly the same Repeated. FIG. 2 shows the changes in the production rate of the target compound in the three amounts of xylose used.
From FIG. 2, it can be seen that xylose gives a production rate of the target compound of 80% or more in any of 1.05, 1.2 and 1.4-fold molar amount with respect to cysteine hydrochloride. In other words, a small excess of xylose relative to cysteine hydrochloride is sufficient for maximum production of the target compound.
Example 4: Effect of sugar type on production of target compound 1.75 g (10.0 mol) of cysteine hydrochloride (monohydrate) was dissolved in 3.6 ml of distilled water, and 1.89 g of D-glucose ( 10.5 mmol) was added and stirred until completely dissolved. To this solution, 2.3 g of 27% sodium hydroxide solution was gradually added. At this time, the pH was about 8. This solution was heated at 60 ° C. and kept at the same temperature. During this time, the reaction solution was sampled as appropriate, and the production rate of the target compound was analyzed in the same manner as in Example 1.
The same operation was performed by replacing 10.5 mmol of glucose with 12.0 mmol.
For the purpose of examining the effect of the type of sugar on the production of the target compound, relevant data from the above Example 4, Example 1 and Example 3 are collected and shown in FIG. From this, it is understood that the production rate of the target compound is not significantly affected by the kind of sugar.
Next, examples of the present invention using cystine as a raw material will be described.
Example 5
1.0 g (4.2 mmol) of cystine is dissolved in 1.27 g of a 27% aqueous sodium hydroxide solution, and 1.75 g (11.7 mmol of D-xylose. 1 mol of cystine corresponds to 2 mol of cysteine. 4 moles) was added and stirred until completely dissolved. Furthermore, 1.0 g of water was added and heated to 60 ° C. and kept at the same temperature. During this time, the reaction solution was appropriately sampled, diluted 1,000 times with distilled water, and the production rate of the target compound was analyzed by HPLC under the conditions shown in Table 1.
Example 6
Example 5 was repeated in exactly the same manner except that the temperature was changed to 60 ° C., 98 ° C., 90 ° C., 70 ° C. or 50 ° C. instead of 60 ° C.
The results of Examples 5 and 6 are collectively shown in FIG. In FIG. 4, the vertical axis represents the yield obtained by converting the molar yield with respect to cystine to the molar yield with respect to cysteine (vs. Cys molar yield). The horizontal axis indicates the heating and holding time.
FIG. 4 shows the retention time under heating at various temperatures and the occurrence of the target compound. As can be seen from FIG. 4, at 60 to 90 ° C., the production rate reaches 80% or more in a heating and holding time of 30 minutes to 2 hours.
Example 7: Effect of Reducing Sugar Use on Production of Target Compound Example 5 was changed to 90 ° C. or 50 ° C. instead of 60 ° C., and the amount of xylose was 1.1 in terms of cysteine at each temperature. The process was repeated in the same manner except that the moles were double or 1.4 moles. FIG. 5 summarizes the changes in the production rate of the target compound with respect to the two amounts of xylose used at each temperature.
From FIG. 5, it can be seen that xylose gives a production rate of the target compound of about 80% or more with respect to cysteine-converted cystine in both 1.1-fold and 1.4-fold mole amounts. In other words, a small excess of xylose relative to cystine is sufficient for maximum production of the target compound.
Example 8: Effect of sugar type on production of target compound In Example 5, the heating and holding temperature of 60 ° C was changed to 70 ° C, and 1.75 g of D-xylose was added to 2.10 g of D-glucose (11. The procedure was repeated in the same manner except that 7 mmol) was used.
For the purpose of examining the effect of the type of sugar on the production of the target compound, related data from the above Example 8 and Example 6 are collected and shown in FIG. From this, it is understood that the production rate of the target compound is slightly higher in xylose than in glucose.
Example 9
The reaction mixture of the non-volatile thiazolidine compound obtained in Example 1 above was added to 100 g of chicken consomme soup prepared by adding 600 ml of hot water to two commercially available chicken consomme (Kunol) cubes (14 g). This was added so that the concentration at the time of eating was 5 ppm, and with no additive added as a control, sensory evaluation was performed by five specialist panels according to the evaluation criteria added to Table 2 below. As a result, as shown in the table, the preference of the additive was significantly improved compared to the additive-free product.

(Industrial applicability)
According to the present invention, a non-volatile thiazolidine compound that is not problematic for food can be produced in a short time and in a high yield.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the influence of heating temperature on the production rate of nonvolatile thiazolidine compounds (see Examples 1 and 2).
FIG. 2 shows the influence of the amount of sugar added on the production rate of nonvolatile thiazolidine compounds (see Example 3).
FIG. 3 shows the effect of sugar type and amount added on the production rate of nonvolatile thiazolidine compounds (see Examples 4, 1 and 3).
FIG. 4 shows the effect of heating temperature on the production rate of nonvolatile thiazolidine compounds (see Examples 5 and 6).
FIG. 5 shows the effect of the amount of sugar added on the production rate of nonvolatile thiazolidine compounds (see Example 7).
FIG. 6 shows the effect of sugar type on the production rate of nonvolatile thiazolidine compounds (see Examples 8 and 6).

Claims

A method for producing a nonvolatile thiazolidine compound, comprising maintaining cysteine or / and cysteinylglycine or cystine and a reducing sugar in an aqueous solvent under heating.

The method for producing a nonvolatile thiazolidine compound according to claim 1, wherein the cysteine or / and cysteinyl glycine has a holding temperature of 40 to 100 ° C under heating.

The method for producing a nonvolatile thiazolidine compound according to claim 2, wherein the holding temperature under heating is 60 to 80 ° C.

The method for producing a nonvolatile thiazolidine compound according to claim 2 or 3, wherein the holding under heating is carried out from weak alkaline to neutral.

The method for producing a nonvolatile thiazolidine compound according to any one of claims 2 to 4, wherein the reducing sugar is xylose or / and glucose.

The method for producing a nonvolatile thiazolidine compound according to claim 1, wherein the cystine is maintained at a temperature of 25 to 100 ° C under heating.

The method for producing a nonvolatile thiazolidine compound according to claim 6, wherein the holding temperature under heating is 60 to 90 ° C.

The method for producing a nonvolatile thiazolidine compound according to claim 6 or 7, wherein the initial pH is alkaline.

The method for producing a nonvolatile thiazolidine compound according to any one of claims 6 to 8, wherein the reducing sugar is xylose and / or glucose.