(57)【要約】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。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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製造方法。
【請求項２】
該システイン若しくは／およびシステイニルグリシンの加熱下保持温度が４０〜１００℃であることを特徴とする請求項１記載の不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法。
【請求項３】
該加熱下保持温度が６０〜８０℃であることを特徴とする請求項２記載の不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法。
【請求項４】
加熱下保持を弱アルカリ性から中性下で行なうことを特徴とする請求項２または３記載の不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法。
【請求項５】
還元糖がキシロースまたは／およびグルコースであることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法。
【請求項６】
該シスチンの加熱下保持温度が２５〜１００℃であることを特徴とする請求項１記載の不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法。
【請求項７】
該加熱下保持温度が６０〜９０℃であることを特徴とする請求項６記載の不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法。
【請求項８】
初発ｐＨをアルカリ性で行なうことを特徴とする請求項６または７記載の不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法。
【請求項９】
還元糖がキシロースまたは／およびグルコースであることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の不揮発性チアゾリジン化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
（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（ＷＯ  ０２／２１９３８  Ａ１）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−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ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。
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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。
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（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）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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