本研究は，日本農芸化学会 2023 年度大会（広島）における「ジュニア農芸化学会」（発表は新型コロナウイルス感染症対策のためオンライン形式で実施）に応募された研究のうち，本誌編集委員会が優れた研究として選定した 6 題の発表のうちの一つです．

日本農芸化学会

アジサイの毒性調査
横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校
阿河美咲（顧問：金子哲也）
アジサイ葉の誤食による食中毒が報告されている．原因とされるアルカロイドや青酸配糖体の存否調査は行われている
が，報告によりその結果はまちまちである．本研究では，塩酸との反応により青酸配糖体からシアン化水素が発生すると●考え，滴定法を用いてシアン化水素の定量を試みた．その結果，2 品 種 の ア ジ サ イ 葉 か ら シ ア ン 化 水 素 が 発 生 す る こ と を明らかにした．

ヒントを得て，弱酸の塩であるシアン化ナトリウム（NaCN）を定量することとした．この実験を通してアジサイ葉に青酸化合物が含まれているのか否か，そしてその含有量について調査すること，また，品種によって含有量に差があるかどうかについて調べることを目的とした．

化学と生物【実験方法】
本研究の目的・方法および結果と考察

1.

原理
NaOH や Na2CO3 などの塩基に比べ NaCN は比較的弱い塩基であり，適当な酸塩基指示薬または pH メーター
【研究の背景と目的】
国内ではこれまでにアジサイ葉の誤食による食中毒の(1)報告がされてきた ．その毒は青酸配糖体とされているが毒性成分も未だ定かではない．アジサイの青酸配糖体の検出を試みた過去の文献では，陽性とも陰性とも報告されており不確かである (2)．また以前にはアルカロイドやクマリン誘導体なども毒性成分の候補として挙げられてきた (3)．

を用いて滴定を行うと，それぞれの物質量を推定することが可能である．
NaOH は強塩基（電離度 α＝1）とし，炭酸（H2CO3）と HCN の pa は文献値を参考にした(4, 5)．

H2CO3 : pKa1 = 6.38 (20℃)
pKa2 = 10.38 (20℃)
HCN : pKa = 8.9 (18℃)

青酸配糖体は，マンデロニトリルなどのシアノヒドリ

10 mL の水に NaOH が 1 mmol 溶解した水溶液を a とす

ンをアグリコンとする -グリコシドであり，酵素や酸る．a に 0.1 mmol の CO2 が吸収された溶液を b，さらにによって加水分解されてシアン化水素（HCN）を発生

b に 0.2 mmol の HCN が吸収された溶液を c として，これし，人体に対して毒性を示す．青梅の仁に青酸配糖体がらをそれぞれ 0.1 mol/L の HCl 水溶液で滴定すると滴定含まれていることはすでに判明している．

曲線は図 1 のようになる．

筆者は身近にある植物が毒性を持っていることに興味

Na2CO3 を 考 慮 す る の は， 一 般 に NaOH は 大 気 中 のを持ち，高校生の限りある研究活動の範囲の中で青酸配CO2 を吸収して若干の Na2CO3 を不純物として含むため糖体の有無について調査したいと考えた．生物を用いたである．曲線 c では滴下量 6 mL で NaOH の中和が完了

毒性判別や，標準物質として青酸カリなどの毒物を用いし，続いて CO32−が H＋を吸収して徐々に HCO3−に転換ることなく研究するために，少量のアジサイ葉から瓶のす る． さ ら に pH が 下 が る と CN−か ら HCN へ の 転 換

中で酸と反応させて生じる HCN を水酸化ナトリウム（弱酸の遊離）が優勢になる．

（NaOH）水溶液で固定し，酸塩基の二段階滴定法から

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HCN の pa は 8.9 であるため酸解離定数の±1 である

化学と生物 Vol. 61, No. 12, 2023

pH 7.9〜9.9 で HCN の 遊 離 反 応 が 起 こ る が，H2CO3 のp＋a2 は 10.38 であるため H と反応する pH 帯が重なってしまう．そこで滴定値に対する HCO3−の影響を小さくするため，測定する pH の範囲を狭め，pH 9.8 から pH8.0 までに要した HCl の滴定量（図中の青い太矢印）でNaCN の物質量を推定することとした．
滴定に用いた HCl の濃度を CHCl（mol/L），HCN のモル質量を MHCN（g/mol），pH 9.8 から pH 8.0 までの滴下量を V（mL），発生した HCN の質量を X（mg）とした
ときの関係は式（1）で表せる．

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X = CHCl × MHCN × V

(1)

方法

2.

この実験では，次の手順でアジサイ葉から発生する

図 1 ■ 滴定曲線の概形

HCN 量を測定した．アジサイ葉の破砕物を希 HCl と反応させて発生する弱酸のうち，気化する成分を NaOH水溶液に吸収させた．これによって生じた弱酸の Na 塩●を希 HCl により滴定すると，pH 9.8 から pH 8.0 の間でHCN が遊離すると考えられるため，この間の滴定量から発生した HCN 量を求めた．
2.1

青梅と柿の葉による検証

化学と生物

まず青梅の果肉と，既に青酸配糖体が含まれていることが明らかになっている青梅の仁を用いて，NaCN の定量が可能であるかどうか検討した．青梅は神奈川県内の民家からいただいた．0.050 mol/L シュウ酸標準液を調製 し て HCN 吸 収 用 NaOH 水 溶 液 を， 続 い て 滴 定 用 希HCl を順次滴定し，濃度決定した．青梅の果肉 262.62 g
をミキサー（市販のミキサー : 150W）にかけて破砕した．側面に 2 つの四角い窓を開けた遠沈管（CORNING

図 2 ■ 反応槽

社プラスチック製 50 mL）とねじ口ガラス瓶を用意し1.0 mol/L の HCl 51 g と共にガラス瓶に入れた．先ほどた．ガラス瓶の中には青梅の果肉の破砕物 65.25g と約と同様に NaOH 水溶液を入れた遠沈管を用意し，ねじ1.0 mol/L の HCl を ほ ぼ 等 量 入 れ た． 遠 沈 管 の 中 に は蓋をして密閉し，保温ののち滴定を行った．

HCN 吸 収 用 NaOH 水 溶 液（0.117 mol/L） を ホ ー ル ピ

さらに青酸配糖体が含まれていないと考えられる柿のペットで計量し，10.0 mL 入れ，ガラス瓶の口にはめ込葉を試料として実験した．柿の葉は神奈川県内の民家かみ，ねじ蓋をして密閉した（図 2）．ガラス瓶を 55 C でらいただいた．柿の葉を約 25 g 正確に秤量し，55 mL の40 分間保温して，HCN を気体として発生させ，NaOH蒸留水を加えてミキサーにかけて粉砕し，青梅の果肉と水溶液に吸収させた．遠沈管を取り出し，液の全量をコ同様の操作を行った．

ニカルビーカーに移したのち，pH メーター（HORIBA

2.2製 pH-22B） と マ グ ネ テ ィ ッ ク ス タ ー ラ ー（IKA RH

アジサイ葉を試料とした測定

2 品 種 の ア ジ サ イ（属 名：）（A： ダ ン ス

basic1）を用いながら希 HCl（0.107 mol/L）で中和滴定パーティー，B：スミダノハナビ）について実験した．

を行った．中和の確認のため指示薬としてフェノールフ

試料は 2 品種ともに神奈川県内の自宅にて採集した．

タレインとメチルオレンジを加えた．
つづいて青梅の種子を割り，仁のみを取り出して秤量し た． 青 梅 の 仁 2.45 g を 乳 鉢 で す り つ ぶ し た 後， 約

化学と生物 Vol. 61, No. 12, 2023

アジサイ葉約 100 g を正確に秤量し，150 mL の蒸留水を加えてミキサーにかけた後，青梅の果肉と同様の操作を行った．

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2 品種ともに HCN が計測できた．HCN の発生量を試料重量当たりで比較すると，アジサイ B は A よりも多く，青梅の仁に比べると少なかった．また，今回の実験で使ったアジサイは両方とも生育場所が同じものを使用したため，測定値の差は品種間差によるものと考えられる．
柿の葉で HCl 滴定量がゼロでなかったことから，実験の滴定で測定している弱酸の全てが HCN とは限らず，それ以外の気化して NaOH に吸収される弱酸成分の存在を否定できない．その場合，この測定方法では他の弱酸を滴定量に含むこととなり改善策が必要である．
図3■

HCN の遊離と競合すると考えられる 8〜10 の p

試料 100 g あたりの HCl 滴定量

化学と生物●日本農芸化学会

n はサンプル数，エラーバーは試料の標準偏差とした．

aをもつ弱酸としてはカルボン酸，フェノール類，チオール類，エノールなどの弱酸が挙げられるが，生体内に存在【結果と考察】し 55 C で揮発する蒸気圧の高い物質に絞って検討する

この研究では，アジサイ葉に青酸配糖体など，HCl とと，有力な候補は見当たらなかった．そこで炭酸（塩）反応して HCN を生じる化合物が存在するかどうかを検による影響を疑って実験方法を再考した．本実験ではア討した．滴定値，試料の重量からそれぞれの試料 100 g

ジサイ葉が中毒症状を起こすことから，滴定試料のあたりの HCl 滴定量を計算し，平均値を図 3 にまとめ

CO32−に比べ CN−の含有量が十分多いのではないかと考た．

えて測定する pH 範囲を設定したが，アジサイ葉に含ま青梅と柿の葉の測定結果

1.

れる青酸配糖体の量は想定よりも少なかったことから，青梅の果肉，青梅の仁，柿の葉の滴定量は試料 100 g

炭酸塩の影響を大きく受けていると考えられる．したあたりそれぞれ 0.38 mL, 16.33 mL, 0.38 mL であった．柿がって 1 回の滴定に使う試料を多くすることで NaOH にの葉の青酸配糖体含有量はきわめて少ないと考えられる

含まれる炭酸による影響を受けにくくなると考えられため，これをネガティブコントロールとし，青梅の果肉る．また根本的に炭酸塩の影響を避ける工夫として，滴の滴定量から柿の葉の滴定量を差し引くと，青梅の果肉定を行う pH 帯を下げる案も考えられる．HCN の pから HCN は検出されなかったと考えた．青梅の果肉のある pH 8.9 を滴定の始点に，pH ジャンプが起こる pH

青酸配糖体の含有量は時期や品種によって変わること

6.7 を終点として，その滴定量を 2 倍にすることで HCNや，青梅の果肉の含有量はほとんどないということが文の滴定値が求められると思われる．これらの方法は試料

献(6, 7)aでの量を多くしなければならないのが弱点であるが，改善にも記されている．

また，収穫年度，品種，生育地が異なるが，今回の試策として有効であると期待される．

料 と 同 じ く 6 月 上 旬 に 収 穫 さ れ た 青 梅 の 仁 に は 7.4〜
9.6 mmol/100 g の青酸配糖体が含有されていたという報告がある (7)．今回ポジティブコントロールとして使用し本研究の意義と展望た青梅の仁の含有量はその 1/6 程度の 1.7 mmol/100 g で本研究により，アジサイ葉には青酸配糖体が含まれるあったが，ネガティブコントロールの数値と比較するとことと品種によってその含有量が異なることが示唆されHCN は定量できたと考えた．

た．身近な観賞園芸作物であるアジサイであるが，種類アジサイ葉の測定結果によってはより多くの毒性成分を含む可能性があり，安2.

アジサイ A, B の滴定量はそれぞれ試料 100 g あたり

全な生活を送るうえで，広範なアジサイの毒性調査をす

2.00 mL, 3.31 mL だった．柿の葉の滴定量を差し引くと，る必要があると考える．また，それぞれの生育環境や季アジサイ A, B が滴定の範囲で吸収した H の物質量は試節，生活環での位置により，含有する毒性成分がどのよ

料 100 g あたり 0.17 mmol, 0.31 mmol となり，これを試料うに量的な変化をするのか，科学的な興味は尽きず，現100 g あ た り の HCN 量 に 換 算 す る と ア ジ サ イ A は在本校の後輩も調査を続けてくれている．今後の研究の4.67 mg/100 g，アジサイ B は 8.46 mg/100 g であった．

広がりと深まりに期待したい．

＋

青梅の仁に比べると少ないものの，アジサイ葉からは622

毒性成分さえなければ，季節を彩る料理のあしらいと化学と生物 Vol. 61, No. 12, 2023

してアジサイは格好の素材であるだけに，アジサイの毒性成分とその量を確定し無毒化できれば，アジサイの利分析の後，品種改良などによってアジサイ葉の利用や市

3)
4)
5)

販ができることを願っている．

6)

用による豊かな食生活につながると考えている．化学的文献

Copyright © 2023 公益社団法人日本農芸化学会
DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.61.620

化学と生物●

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1) 広島市健康福祉局保健部：アジサイの喫食による食中毒について，https://www.city.hiroshima.lg.jp/site/syokuhin-eisei/8107.html, 2019.
2) 厚生労働省：自然毒のリスクプロファイル：高等植物：

7)

ア ジ サ イ，https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000082116.html
K. H. Palmer:, 41, 2387 (1963).
猿橋勝子：日本化学雑誌，76，1294 (1955).
化学大辞典編集委員会：化学大辞典（縮刷版），共立出
版，1963, p60.
田中健太郎，飯沼静子：山梨大学醗酵研究所研究報告，
11, 71 (1964).
大坪孝之，池田富喜夫：園芸学会雑誌，62, 695 (1994).

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