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浦上財団研究報告書

Vol.28（2021）＜平成 30 年度助成＞

ヒハツモドキの特徴香によるストレス緩和や脂肪蓄積抑制作用に関する基礎的研究
和田浩二・大江萌那・高良健作・新垣美香・高橋誠（琉球大学 農学部）

ンターで栽培・収穫した未熟果穂（緑色）18 g を天

１．背景および目的

日乾燥後、120 ℃で焙煎し電動ミルで粉砕した粉末
ヒハツモドキ（Piper retrofractum Vahl）は東南を試料とした。官能評価は 8 名のパネリストによりアジア原産で、インドネシアやマレーシアで栽培さ言葉出しした 6 項目、「グリーン」、「ウッディ」、「スれているコショウ属の植物である。日本では亜熱帯

パイシー」、「コショウ」、「甘い」、「酸っぱい」につ地域に位置する沖縄でのみ栽培されており、地元でいて、1（弱い）、2（やや弱い）、3（普通）、4（やはピパチ、ピパーツなどと呼ばれ、古くから香辛料や強い）、5（強い）の 5 段階で点数化した。全パネとして用いられてきた 。また、その加工法も乾燥、リストの評点の平均値を算出し、ヒハツモドキ試料

蒸し、焙煎と様々で、さらに未熟果や適熟果を生での香りの特徴を解析した。

おろして料理に利用する場合もあり、他の香辛料と（2）香気濃縮物の調製および香気成分分析

1)

くらべ、多様な食品に香りを利用できることが期待

ヒハツモドキ試料をジクロロメタン（100 mL）

されている。一方、最近、食品の香りには抗ストレに 1 時間浸漬して香気成分を抽出した。次に、本抽

ス作用、プルースト効果といった脳機能の調節や記出物から高真空香気蒸留装置を用いて揮発性成分を。

分画後、濃縮して香気濃縮物 0.2 g を得た。得られ憶の維持に関わる新たな機能が注目されている

2, 3)

特にストレスは、生体内の抗酸化活性の低下、肥満た香気濃縮物を GC および GC/MS に供した。

や動脈硬化症のようなメタボリックシンドロームを（3）Aroma Extract Dilution Analysis（AEDA） に よ引き起こすことが指摘されているため、ストレスのる香気寄与成分の探索緩和や低減が将来的にも重要な課題となっている。

ヒハツモドキの香気寄与成分について、AEDA 法

そこで本研究では、まずヒハツモドキのもつ香りのにより分析した。すなわち、調製した香気濃縮物をヒトの嗅覚への寄与を評価するために、におい嗅ぎエタノールで 2n 倍ずつ希釈して GC-O 分析を行い、-GC（GC-O）により香りを構成する成分の質と強度得られた Flavor Dilution（FD）値を用いてアロマグを評価した。さらに、ヒハツモドキの香りの濃縮物ラムを作成した。

である精油の香りが、急性ストレスの抑制効果およびストレスが誘発する活性酸素や脂肪蓄積に与える影響について分析した。

2-2． ヒ ハ ツ モ ド キ 精 油 が マ ウ ス の ス ト レ ス
および脂質代謝に与える影響（1）供試材料および試料

２．材料および方法

ヒハツモドキ未熟果穂の乾燥物から日本薬局方の精油定量法 4) を参考に精油の抽出を行い、得られた

2-1．ヒハツモドキの香気特性の解析

精油を動物実験の試料として用いた。

（1）試料の調製および官能評価（2）実験動物・配合飼料

琉球大学農学部亜熱帯フィールド科学教育研究セ

C57BL/6J 系統のマウス（7 週齢、雄）を実験に

ヒハツモドキの特徴香によるストレス緩和や脂肪蓄積抑制作用に関する基礎的研究43

用いた。マウス導入後 5 日間は 25 ℃、水および標日間）を行った。試験最終日には精油を暴露後、さ準飼料を自由摂取させる条件で馴化した。標準飼料

らに暴露状態で 1 時間のストレス負荷を実施（コン（ND）には CE-2（日本クレア、水分 8.7%; 粗タンパトロールはストレス負荷のみの実施）し、ストレス

ク質 25.1%; 粗脂肪 4.5%; 炭水化物 49.7%）、高脂肪負荷終了から 30 分後に安楽死させ、得られた血清

飼料（HD）は HFD-32（日本クレア、水分 6.2%; 粗よりストレスマーカー（コルチコステロン）の測定

タンパク質 25.5%; 粗脂肪 32.0%; 炭水化物 29.4%）を行った。また、脂肪組織（腹壁および精巣上体）を用いた。の摘出を行い、全重量、抗酸化活性（ABTS 法）お（3）ストレス負荷および精油暴露方法

よび脂肪細胞分化・糖代謝・エネルギー産生に関わマウスを金網に密着状態で包み込むことで、ストレスを負荷した（拘束ストレス法）。また、動物搬る遺伝子群について mRNA 発現量をリアルタイム
PCR 装置により測定した。

送用の密閉ボックス（W 30 cm × D 60 cm × H 10cm）内の中央に精油 0.5%（+）または 2.5% 溶液（++）

３．結果および考察を浸み込ませたろ紙（50 mm）を置き、その後密閉してボックス内に香気雰囲気を作成し、精油暴露と3-1．ヒハツモドキの香気特性
パネリストによる官能評価の結果、6 つの用語のした。

評価項目の中で最も評点が高かった項目は「スパイ（4）ストレス試験のデザイン
本ストレス試験では ND 給餌でストレス負荷なし

シー」であり、さらに「コショウ」、「甘い」が続い（1. ブランク ND）、HD 給餌でストレス負荷なし（2.

た（図 2）。したがって、これらの官能特性がヒハツブランク HD）、HD 給餌でストレス負荷あり（3. コ

モドキの特徴的な香りのひとつと考えられた。次に、ントロール）、HD 給餌でストレス負荷と精油暴露あヒハツモドキ試料を GC および GC/MS 分析し、73り（4. サンプル（+）および 5. サンプル（++））の成 分 を 同 定 し た。 主 要 成 分 は、germacrene D

計 5 群（n=5）を設定した（図 1）。マウスは SD ま（15.5%）、β-bisabolene（10.0%）、β-elemene

たは HD を 17 日間摂取させるとともに、サンプル（9.4%）、β-caryophyllene（8.9%）、α-humulene

群については給餌 15 日目より 1 時間の精油暴露（3（8.1%）であり、炭化水素類が 94.4% を占めていた。

図 1 ストレス試験のタイムスケジュール
ND, 標準飼料 ; HD, 高脂肪飼料
Sample (+), 0.5% 精油暴露群 ; Sample (++), 2.5% 精油暴露群

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浦上財団研究報告書

Vol.28（2021）

も高い FD 値 512 を示したピーク A は、フローラルのlinalool であった。FD 値 256 ではカラメル様の furaneol（ ピ ー ク H）、FD 値 128 で は 樟 脳 様 の isoborneol（ピーク B）、クローブ様の未知成分（ピーク C）、
フロー
ラルの geraniol（ピーク D）、スモークの guaiacol（ピーク E）、ファッティの tetradecenal（ピーク F）、メタリックの (E )-4,5-epoxy-(E )-2-decenal（ピーク G）のにおいを検知した。以上の結果より、ヒハツモドキの甘い香りには furaneol、コショウには isoborneol、スパイシーには guaiacol と未知成分（ピーク C）がそれぞれ寄与していることが示唆された。なお、本研究助成で実施したヒハツモドキ未熟果穂加工品の図 2 ヒハツモドキ乾燥加工粉末の官能評価
1, 弱い ; 2, やや弱い ; 3, 普通 ; 4, やや強い ; 5, 強い

次いでアルコール類が 1.4％と多く、その中で linalool

物理化学的特性やヒハツモドキ葉の香気特性の分析については、著者らの研究成果 5, 6) を参照していただきたい。

が 1.3% 含まれていた。また、3-phenylpropionic acid、methyl 3-phenylpropanoate、(E )-cinnamaldehydeなどのフェニルプロパノイドが同定され、5,6-dihydro-3-2．ヒハツモドキの血清中ストレスマーカー
および抗酸化活性に対する影響

2(1H )-pyridine-2-one、3α,4α-epoxy-2-piperidone

本報告では紙面の都合上、ストレスと精油暴露のといったフェニルプロパノイド由来と推定される環関係について報告する。急性ストレス負荷では、ブ状アミドも含まれていた。一方、AEDA 法により香ランク（HD）に対して有意な増加を示したコントロー

気寄与成分を探索した結果、FD 値 16 から 512 のルに対し、精油を暴露したマウスは濃度依存的にコ範囲で 26 成分のにおいを検知し、FD 値 128 以上ルチコステロン濃度が低下し、2.5% 溶液で有意差をの成分を A-H のアルファベットで図 3 に示した。最示した（図 4A）。一方、血清 ABTS ラジカル消去活

図3

ヒハツモドキ乾燥加工粉末のアロマグラム

ヒハツモドキの特徴香によるストレス緩和や脂肪蓄積抑制作用に関する基礎的研究

図445

ストレス試験マウスの血清中コルチコステロン濃度（A）および抗酸化活性（B）
S (+), 0.5% 精油暴露群 ; S (++), 2.5% 精油暴露群
異なるアルファベットは有意差あり（P < 0.05, Tukey’s test）

性については、高脂肪摂取で若干の抗酸化活性値の部位によって異なる mRNA の発現を示し、糖代謝で減少を示したものの、本試験では全群において有意は精巣上体、糖取込みでは腹壁において発現上昇をな変化はなかった（図 4B）。したがって、ヒハツモド示した。エネルギー産生に関わる UCP-2 は腹壁ではキ精油の香りは嗅覚を通じて単回ストレスに対するストレスによって有意な発現低下を示したが、サン抑制効果を示すことが示唆された。なお、著者ら

プル群ではその低下を抑制した（図 5D-1、2）。

7, 8)は黒糖を試料として、その抗酸化活性とストレス低以上のことから、精油の暴露に着目すると、腹壁減の関連や寄与成分を報告しており、ヒハツモドキにおいてはコントロールと比べて脂肪細胞分化誘精油についてもさらなる研究展開が期待できる。

導、糖取込みおよびエネルギー産生に関する遺伝子発現の上昇が認められた。精巣上体については、コ

3-3． ヒ ハ ツ モ ド キ の 脂 肪 蓄 積 お よ び 脂 肪 細胞に対する影響

ントロールと比べて脂肪細胞分化誘導、糖代謝に発現の上昇が示された。また、精油暴露は脂肪組織重17 日間の摂餌期間において、ブランク（HD）の量に影響を示さなかったが、これらの遺伝子発現のマウスはブランク（ND）に比べて、腹壁および精巣上昇は脂肪代謝に関与する可能性が考えられた。本

上体脂肪重量の増加（腹壁および精巣上体：P < 0.01）

研究において、ヒハツモドキの精油はストレスやメを示したが、単回ストレス負荷や精油暴露による各タボリックシンドロームの抑制・予防効果を示す可脂肪組織の有意な変化は見られなかった。そこで脂能性が見出されたことから、今後はヒハツモドキ精肪組織において、脂肪細胞分化・糖代謝・エネルギー油のストレスおよび脂肪蓄積の低減に関連する香り産生に関係する因子の mRNA 発現を解析した。その成分を特定することで、ヒハツモドキ香気の機能性結果、脂肪細胞分化に関わる PPARγの mRNA 発現について、作用機序を含めて明らかにできるものとは、腹壁および精巣上体においてコントロールに比期待される。

べ て サ ン プ ル 群（++） で 上 昇 し た（ 図 5A-1、2）。
糖 代 謝（Adipoq： 図 5B-1、2） お よ び 糖 取 込 み謝辞9)

本研究の遂行にあたり、貴重な研究助成を賜りまされているが、本試験ではそのような相関は示されした公益財団法人 浦上食品・食文化振興財団およびなかった。しかし、サンプル群（++）は脂肪の蓄積関係者の皆様に御礼を申し上げます。また、官能評（GLUT4：図 5C-1、2）の発現には相関性が報告

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図5Vol.28（2021）

ストレス試験マウスの精油暴露による腹壁（1）および精巣上体（2）の脂肪組織における脂肪細胞分化・糖代謝・エネルギー産生に関する因子の mRNA 発現への影響
PPARγ,（A）; Adipoq,（B）; GLUT4,（C）; UCP-2,（D）S (+), 0.5% 精油暴露群 ; S (++), 2.5% 精油暴露群
異なるアルファベットは有意差あり（P < 0.05, Tukey’s test）

ヒハツモドキの特徴香によるストレス緩和や脂肪蓄積抑制作用に関する基礎的研究

価と香気分析にご協力いただきました高田香料株式会社、堀内政宏氏に御礼を申し上げます。
参 考文 献1) 大野豪，根本明子，宮里進，東嘉弥真勇人，宮城徳道，
山城信哉，玉城盛俊，沖縄県におけるヒハツモドキの地理的分布と生育環境の特徴，ならびに害虫等による被害・障害に関する予備的知見，熱帯農業研究 ，9, 1-11 (2016)2) 有村源一郎，上村卓矢，八代拓也，植物アロマ成分を用いた有機栽培システムの開発とヒト健康増進効果への応用，植物アロマの潜在能力に注目！，化学と生物 ，57, 428-432 (2019)3) 山本晃輔，匂い手がかりによる自伝的記憶の想起現象（プルースト現象）に関する新しい認知モデル，
AROMA RESEARCH ，17, 112-115 (2016)
4) 第十七改正日本薬局方電子版 (2016)，一般試験法 精油定量法，p. 122, 厚生労働省
5) Takahashi, M., Ohshiro, M., Oe, M., Arakaki, M.,
Wada, K., Effect of roasting on the physicochemicaland antioxidant characteristics of hihatsumodoki(Piper retrofractum Vhal) dried fruit, Journal of theJapan Association of Food Preservation Scientists ,46, 217-225 (2020)

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6) Takahashi, M., Oe, M., Arakaki, M., Wada, K., Effect ofleaf growth on the taste and aroma functions andantioxidant characteristics of hihatsumodoki (Piperretrofractum Vhal) leaf, Journal of Food
Measurement and Characterization , 14, 1002-1011(2020)
7) Kinjo, Y., Takahashi, M., Hirose, N., Mizu, M., Hou,D.X., Wada, K., Anti-stress and antioxidant effects of
non-centrifuged cane sugar, kokuto, in restraintstressed mice, Journal of Oleo Science , 68, 183 ～191 (2019)8) Kinjo, Y., Wada, K., Oe, M., Hou, D.X., Takahashi,M., Effects of p -hydroxybenzaldehyde andp -hydroxyacetophenone from non-centrifuged canesugar, kokuto, on serum corticosterone, and liverconditions in chronically stressed mice fed with ahigh-fat diet, Food Science and Technology Research ,26, 501-507 (2020)
9) Jackson, R. M., Griesel, B.A., Gurley, J.M., Szweda, L.I.,
Olson, A.L., Glucose availability controls adipogenesis
in mouse 3T3-L1 adipocytes via up-regulation of
nicotinamide metabolism, Journal of BiologicalChemistry , 292, 18556-18564 (2017)

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浦上財団研究報告書

Vol.28（2021）

Chronic stress and fat accumulation suppressing effects of aroma
compounds from hihatsumodoki (Piper retrofractum Vahl)
dried fruits on high-fat diet-induced obese mice.
Koji WADA, Moena OE, Kensaku TAKARA, Mika ARAKAKI,
and Makoto TAKAHASHI

Faculty of Agriculture, University of the Ryukyus

The dried fruits of hihatsumodoki (Piper retrofractum Vahl) have a pungent
taste and aroma, and are used in Okinawa, Japan as a traditional seasoning. In
this study, the volatile aroma compounds contained in hihatsumodoki dried
fruits were isolated, and their anti-stress and anti-obesity effects in high-fat
diet-induced obese mice were evaluated.
The dried fruits of hihatsumodoki were cultivated at the Subtropical Field
Science Center, University of the Ryukyus. Volatile compounds were isolatedusing a solvent-assisted flavor evaporation apparatus. The resulting extract wasthen analyzed using capillary GC and GC/MS, which led to the identification of
73 compounds, including germacrene D (15.5%), β-bisabolene (10.0%), β-elemene (9.4%), β-caryophyllene (8.9%), and α-humulene (8.1%) as major
constituents. Application of aroma extract dilution analysis revealed 27 aroma
compounds in the flavor dilution factor range from 16 to 512. The main
contributors to the aroma of the dried fruits of hihatsumodoki were linalool(floral), isoborneol (camphor-like), unknown (clove-like), guaiacol (smoky),furaneol (caramel-like), and three others.
The essential oil obtained from the dried fruits of hihatsumodoki was also
evaluated for its anti-stress and anti-obesity effects in the animal model. The
inhalation of hihatsumodoki essential oil (concentration: 2.5%) significantly
suppressed the secretion of stress hormones into serum in chronically stressed
mice, compared with the control group, whereas the serum antioxidant activity
showed no change in all groups. The inhalation of 2.5% essential oil also
activated PPARγ signaling in the adipose tissue of chronic stressed mice, andregulated adipocyte differentiation. In addition, the expression of GLUT4(glucose uptake-related mRNA) in the abdominal wall, Adipoq(saccharometabolism-related mRNA), and UCP-2 (energy metabolism-relatedmRNA) in the epididymis were significantly induced by inhalation of 2.5%
essential oil. These in vivo results demonstrated that the inhalation of thehihatsumodoki essential oil might diminish chronic stress, by suppressings t r e s s h o r m o n e s a n d r e g u l a t i n g P PA Rγ, G L U T 4 , A d i p o q , a n d U C P - 2 . I nsummary, these results suggest potential anti-stress and anti-obesity effects.