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浦 上財 団 研究 報 告書Vol.6(1998)

食 品 中 に お け る香 辛 料 フ ェ ノ ー ル 成 分 の 動 態 解 析
増田 俊 哉・ 山口 英昌*(徳島大学総合科学部助教授,大阪市立大学生活科学部教授つり,た くわ ん漬けや マス ター ドの着 色 によ く使用
1.はじめにされて い る。 また,カ レー の黄色 は主 にこの クル
香 辛料 は天 然の食 品添加 物で あ り,そ の機能 がク ミンの色で もあ る。クル ク ミン構 造 を有 す るフ

古 くか ら利 用 され て きたが,最 近,香 辛 料 には数ェ ノー ル(ク ルク ミノイ ド)に は,こ れ まで,メ多 くの有用 活性 フェ ノー ル成分 が含 まれ,そ れ ら

トキ シ基の少 ない2種 の物 質のみ が知 られてい たが香 辛料 自体 の食 品保蔵 等の機能 発現 に重要 であが,最 近 になって,メ トキシ基の 多い もの,ま たるこ とが示 唆 され てい る。 しか しなが ら,そ れ らは,炭 素骨格 の伸 びた複合型 クル ク ミンが,ウ コの有 用な フェ ノールが実 際食品 のなか で どの よ う

ン類縁 の熱帯 産 ショウガ科植 物 に広 く存在 す るこに作 用 し,変 化す るのか,す なわち動態 につ いてとを,我 々 は明 らか に して い る(Fig.1)2)。 また,は,実 際の香 辛料 の機能 を考 える上で重 要 に も関クル ク ミン構 造の違 いで その抗酸化 性 をは じめとわ らず現在 それ ほ ど知 られて いない。香 辛料 が食す る有 用機能 が変化 す るこ とも確認 してお り,今品保 蔵の 目的で使 われ る限 り,長 期 にわた って食後の利 用が期 待 される。 この ようなク ルク ミノイ

品 の重要栄 養成分 と共存 し,保 存中の外 部か らのド系 フェ ノールの母 核 ・クル クミンに ついて食 品

影響(光,熱,酸化学的 立場 か ら数 多 くの知 見を得 る ことは重要 で素等)に より栄養成 分 とと もに変 化 して い く。本研 究 では,食 品の劣 化の一 つであ る。

ある酸化が ラ ジカルに よる反応 であ るこ と,さ らFig.2に は ラジ カル的脂 質の酸 化劣 敗 と抗 酸 化に多 くの香 辛料 フェ ノールが ラジカル 除去作 用 を抑制 機構 をあ げた3)。仮 に食 品に おい て酸化 的 劣

有 しその機 能 を発 現 してい るこ とを考 慮 し,香 辛敗が お こりつつ ある とす る。そ の際,食 品栄養 成料 フェ ノールの ラジ カルに よる生成物 に焦点 をお分 にはラ ジカルが 生 じ,そ れが す ぐに酸 素に よっき,そ れ らの化学 構造 や生成機 構 を推 定す る ことによ り香辛 料 フェノー ルの動態 を解析 する ための知 見を蓄積 す る。 さらに,共 存 す る脂 質,蛋 白質などの食 品栄養成 分 との相関反 応物 に も検討 を加え,天 然食 品添加 物 としての香 辛料 の有効利 用 に貢献 す るこ とを最終 目的 としてい る。
今回,香 辛料 フェ ノール として取 り上げ たの はクルク ミンで ある。 クル クミンは香辛 料で あ り薬
草 で もあるウ コン(半 加 工品 がター メ リック)の
主 要黄色 色素 成分 として知 られ てい る1》。 また,
クル クミン単独 も食用 色素 として市販 もされておFig.lChemicalStructuresofCurcuminandRelatedCom‑pounds

食品中における香辛料フェノール成分の動態解析
けれ ばな らない。従 ってFig.2の4)の111

よ うに化合 物が酸 化 され るか,も う一 つのラ ジカル化 合物とカ ップ リングす るか,ま た,何 らか のラ ジカルと反応 して ラジカル反 応が収 束 して い くと考 え られ る。 すなわ ち,い ずれ の場合 に も化 合物IHは変 化す る。抗酸 化機能 を有す る香辛料 フ ェノールは まさし くIHに 相 当 し,そ の変化 に関 わ る最 終
過 程 は食 品成分 の変化 を物質 か ら解析 す るのに最も重要 かつ有効 と考 え られ,ク ル ク ミンに 関 して以 下研 究を進 めた。
2.ラFig.2RadicalOxidationandInhibitionMechanismofFoodLipid

ジ カル条件 下での クルク ミン単独の 変化の解析

クルク ミンが効率 よ くラジカル を補 捉 し,消 去て酸化 され る。酸化 物 は まだ ラジカル であ り,さす るこ とはよ く知 られて いるが,ど の ように消去

らに食 品成 分を ラジカル 連鎖的 に酸化 してい く。

して い くか は不明で あ る。 そ こで,ク ル ク ミンを一方,食 品栄養成分 よりラ ジカル と親和 性の高 い

ラ ジカル種 と反応 させ,そ の変化 を調べ る ことにもの(IH)が存在 す れ ば,そ の ものが ラ ジ カルした。 ラ ジカル種 を発 生 させる物質 として,比 較とな り,そ れ以上食 品栄 養成分 が酸化 され るこ と的安 定 で取 り扱 い が容 易で あ るア ゾ系 化合 物 ・は ない。一般 に,こ の化 合物 は抗酸化 剤 とい われ,AIBN[2,2'‑azobis(isobutyronitrile)]をより安 定 なラジ カル物質 とな る もの ほ ど効果 的 とした。なお,ク ル ク ミンは,市 販 のクル ク ミンは言わ れて いる。 しか しなが ら,安 定 とはい え,所

純粋 では な く,ラ ジカル反応 の再現 性が ない こと

詮 ラジカ ルであ り,い つか はラジカル 消去 を しなか らPabonのFig.3HPLCAnalyticalDataofReactionwithCurcuminandAIB¥(2hr)

選択方 法4)によ り合 成 し,精 製 した も112

浦上 財 団研 究報 告 書Vol.6(1998)の を 用 い た。 反 応 は,ク ル ク ミ ン100mgとAIBN100mgを5mlのアセ トニ トリル に溶 解 し,系 を脱気,酸 素置換 の後,酸 素存 在下70℃ に加 熱して行 った。 この 条件 下 で は,AIBNは熱分解し,生 じた 炭素 ラジカ ルは まず酸 素 と反 応 して,脂 質酸化の 中間体 同様 のパーオ キシ ラジカル を生じ,こ れ が クル ク ミ ン と反応 す る もの と思 わ れる5)。反応 のモニ ター は計時 的に反 応液 を10μ1採取 し,ア セ トニ トリル100μ1で希釈 した もの を,3μ1HPLCにて分 析 す る こ とに よ り行 っ た。使
rig.4TimeCourseofC,urcuminandKeactionProducts

用 したHPLCの条 件 は以 下 の とお りで あ る。

Column:DevelosilCN‑5(4.6x250mm),Sox‑

由 して複雑 なラジ カル反応 を経て,各 種 の分解物

vent:A)2%AcOHinEtOAc,B)2%AcOH
inHexane,50分を与 え る もの と考 え られ た。一 方,300nmで間でA液 が14%を71%にリニア

出で きるA,B,Cピ

検ー クは生成 速度 は低 い ものグ ラジュエ ン ト,FlowRate:lml/min,Detec‑の,反 応の初期 か ら確 実 に蓄 積 され,7時

tion:420nm,360nm,300nmでピーク部 のみな くなる ことはな く,相 当 する化合 物 は反 応条件

で のスペ ク トル 採取 。反 応に比較 的安定 な生成物 と思 われた。 しか しなが ら,250nmから500nmま開始1時 間 後の データ ーをFig.3に 示 した。 このいず れ も,ク ル ク ミン本 来のUV‑VIS吸反応 時間 におい ては,保 持 時間18分 に未 反応 クルる420nmのク ミンが観 察 され るが,そ れ以外 に クルク ミンか物質で あ るこ とが予想 で きた。

ら変 化 した物 質 と思わ れる ピー クが数多 く観察 され る。 その うち,特 徴 的な420nm検

出 に お ける

25分 ピー ク,26分 ピー ク,28分 ピー ク,な らびに,300nm検

出 にお け る6分 ピー ク,7分

3.化

間後 も収であ吸光 を持 た ず,フ ラ グメ ン ト化 した

合物 の単離 と化学構造

続 いて,実 際の化 合物の単 離 を試 み,そ の化学

ピ ー クに構造 に関す る知 見 を得る ことに より,ク ルク ミン

着 目 した。 なお,そ れ ぞれの ピーク は,後 に明 らの ラジカル的変 化 の詳 細の解 析 を試 み るこ とにしか とな った含 有物 質 よ り,G(25分),D,E,Fた。反 応 は,一 回 あ た りクル ク ミン1gを 用 い て(26分),H(28分),A,B(6分),C(7分)同様 に酸素 下で行 い,時 間 は,D〜Hのと した。 こ れ ら の ピ ー クの 強 度 の 時 間 経 過 を

最大 とな る2時 間 に設 定 した。反応 液 を冷 却後,Fig.4に ま とめた。HPLCで減圧下,室 温 でア セ トニ トリル を溜 去 した もの を,クル ク ミンよ り遅 く

検 出 され る ピー クG,D,E,F,Hはいず れ も,生成 量 がメ タノール による結 晶化 によ り,未 反応 のクル ク

反応2時 間 まで は急速 に生 成 し,そ の後 徐々 に減ミンを除い た。 母液 を含 メタノール 溶媒 に特 性 を少 して い く こ とがわ か った。 なお,420nm検持 つNAM型

出シ リカゲ ル を用 いた カラ ム クロ マに おいて は,こ れ らの ピーク は7時 間後 まで にはトグラフ ィー を行 い,8個

完全 にな くな り,そ れ以 外の ピーク は生 ず るこ とその うち,フ ラク シ ョン2よ り,さ らに精製 操作のフ ラクシ ョンを得 た。

が なかった。 従 って,ピ ーク に該 当す る化合物 は,を行 うこ とによ り,化 合物AとBを,フ反応 の初期 に生成 する物 質で あ り,こ の物質 を経

ン4よ りMPLCを用 いて化 合物Gを,フ

ラク ショ
ラク シ

113

食品中における香辛料フェノール成分の動態解析

Fig.51solationSchemeforCompoundsA〜H

ヨン5より 化 合 物D,E,Fを,フよ り化 合 物cとHをラ ク シ ョ ン6

単 離 す る こ とが で き た(Fig.

5)。 単 離し た 化 合 物 に つ い て は,そHPLC分

析 を行 い,それ ぞ れHPLCチャ ー ト上 の そ れ ぞ れ の ピ ー ク に 相 当 すの 保 持 時 間 よ り,Fig.3のる 事 を確 認 し た 。 単 離 し た 化 合 物 の 化 学 構 造 は おも にNMRを

中 心 に し た ス ペ ク トル 分 析 に よ り

行 った 。 そ の 結 果,化Bは

バ ニ リ ン,cは6)。 以 下 にNMRデ合 物Aはジ ケ ト ン性 物 質,

フ ェ ル ラ 酸 と決 定 し た(Fig.
ー タ とMSデ

A:1H‑NMRs7.68(1H,d,J=16Hz),

Fig.6ChemicalSturcturesofCompoundsA,B,CandG
ータ を示 した。

一方 ,化 合 物Dか らHに つい て は,い ず れ も,7.45(1H,d,J=2Hz),7.29(1H,d,J=8NMRにand2Hz),7.02(1H,d,J=8Hz),6.73(1デー タを示 した。そ こで,最 も量的 に確 保で きたH,d,J=16Hz),5.92(1H,brs),4.05(3化 合物Gに2DNMR手
法 を用 いた 検討 を加 えた。
1H‑NMRおよびHH‑COSYス
ペ ク トル に よるH,s),2.26(3H,s);EI‐MSm/z234(M+)o
B:'H‑NMRcS9.97(1H,s),7.60(2H,

お いて非常 に複雑 かブ ロー ドなシ グナ ルと4つ の3置 換 ベ ンゼ ン,3つの トランス置換 オm),7.36(1H,d,J=8Hz),4.10(3H,s);レフ ィン,お よび グリコール構 造の存 在が示唆 さEI‐MSm/z152(M+)oれた。 また13C‑NMRにお い ては2つ の 共役 カ

C:1H‑NMRs7.73(1H,d,J=16Hz),

ルボニ ル炭素,お よび1つ の カル ボニル炭素 の存

7.46(1H,d,J=2Hz),7.28(1H,dd,J=8

在 が示 唆 され た。 それ らの部 分構造 を連結 すべ く,and2Hz),7.02(1H,d,J=8Hz),6.52(1HMQC,HMBCな

H,d,J=16Hz),4.08(3H,s);EI‑MSm/zを測定 しFig.6に 示す よ うな推 定構造 を導 き出 し

194(M+)oた。 しか しなが ら,完 全な結 合を証 明す るには至ら び にNOESYス

ペ ク トル

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浦上 財団 研 究報 告書VoL6(1998)って いない。 また,各 種 イオ ン化法 を用 いたMSにお いて も分 子 イオン と思 われ る ピー クを得 ておらず,最 終 構造 は現 在検 討 中で ある*。他 の化 合物D,E,F,Hにお いて もそ の1H‑NMRデー

タ はGに 類似 して いる ことか ら類 縁体で あ ろう と考 え られ る。一 方,GPC法に よ り分子 量 の大 ま

かな値 を測 定 した ところ,い ず れ も約700強 で あFig.7HPLanah・ticalDataofCurcuminandAIBNinthe
PresenceofMethylLinoleateり,ク ル ク ミンが2分 子程 度の 同分子間 反応物 であ ろう と考 え られ た。以上 総合 する と,ク ル ク ミ
ン はラジカ ル と反応 し(こ れ までの研究 結果か ら
まず フェ ノール部分 で反応 して いる と思 われ る),
その ラジカ ルがア ルキル部 分 に転 移後,さ らに別の クルク ミンない しは クルク ミンラ ジカル と反 応
し,2量体 ない しはそれ以 上 となって ラジカル 反応 を終 結す るか,ま た は,ク ル ク ミンラジカ ルがアル キル部分 にお いて酸素 と反応 し,酸 化的分解をお こす ことに より反応 を終結 する もの と考 え ら

Fig.8TimeCourseofCompoundIProduction

れた。
4.食品成 分共存 下での クル ク ミンの 反応

ル クミンの みの反応 と同様 に,化 合 物D‑Hの生

声成が 観察 されるが,そ れ以 外 に特 徴的 に保持時
クルク ミンラ ジカル はクル ク ミンな い しは酸 素間14分 に大 きな ピー クが観 察 され た。 この ピー クと反応 して消 去 してい く事 はわ かった。 ところで,のUV‑VISス

その ような反 応が実 際の食 品の なかで もお きて いを持つ こ とか ら黄色物 質で あ り,脂 質の みの由来

ペ ク トル は406nm付 近 に最大 吸光るので あろ うか。 そこで,次 に,最 も酸 化に敏感

で はな く,ク ルク ミン由来 の化合物 と推定 され た。

な脂質 が共存 した状 態で のクル ク ミンの ラ ジカル

また,保 持時 間的 は化 合物 よ り小 さ く,化 合物 の変化 を見 る こ とに した。脂 質は後 の取 り扱い安 さ

極性が な くなって いる ことか ら,共 存す る脂質 とを考慮 して,リ ノー ル酸の メチ ルエス テルを用 いの交差 反応物 であ るこ とが十 分 に考 え られ た。 こた。反応 は,ク ル ク ミンが 実際抗 酸化力 を示す最の化 合物(化 合 物1)ピ低 濃度 で あ るクル ク ミン0.5mM,リ最大 として急速 に消滅 す る物 質で あ り,反 応の初チル450mMのノー ル酸 メ

アセ トニ トリル溶 液 を用 いた。 なお,温 度 も実 際的 な温度 として40℃ で行 った。 こー クは,2.5時 間 を生成期段階 に生 じた もの と考 えられた。(Fig.8)
5.交差反応 化合物1の 単離の条 件 で 反 応 を進 行 させ るた め に,245mMのAIBNを用 いた。 その 反応 の2時 間 後 のHPLC

分析 データ(検 出360nm)をFig.7に示 した。 ク化合 物1が 脂 質 と反 応 した クル ク ミンラジカ ル由来の ものか,実 際単 離 して確か める ことに した。
反応条 件上,反 応液 には,ク ル ク ミン に比 して大串その後 の検討 によ りGの 構造 は正 しい ことが判明 した量の 脂質 とAIBNが存 在 し,か つ化 合物1が 室

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食品中における香辛料フェノール成分の動態解析に相当 し,ク ルク ミンと脂 質が酸 化的 に反応 した
もの と推 定 され た。 これ らの物 質の完全 な構造 の確 定は検討 中 であるが,す くな くとも,食 品中 のクル ク ミンの変 化を考 える場合 には,周 りの食 品
栄 養成分 との反 応 もクルク ミンのみか らの生成物
質 に加 え,充 分 に考慮 すべ きと考 えられた。
6.おわ りに残 された クルク ミン反応生成 物の構造 の完全 解
明 を 目指 す とと もに,他 の食 品栄養成 分 との反 応解 析,ま た,実 際の食 品中で の解析 を進め る予 定で あ る。 さらに,今 後 はクル ク ミン反 応物 の安 全Fig.91solationSchemeforCompunds卜1and卜2

性 等の検 討 も必 要 となる と思 われ る。 また,そ の温にお いて も時間 と ともにな くなって い くことか

他 の香辛 料 フェノール につい て同様 な検討 を行 っら(さ ら にラジカ ル反応 が進んで し まうか らと思ていか なけれ ばな らない と考 えて いる。

われ る)そ の単離 は困難 を窮め た。幸 いな ことに,反応 アセ トニ トリル 溶液 に直接n‑hexaneを加え

本研 究遂行 に関 し,研 究助成 を賜 りました浦」
二る ことに よ りほ とん どの脂 質 を除 くことがで き,理 事長 をは じめ浦上財 団の皆様 に心 よ り感 謝いた

さらに続 けて,結 晶化 とシア ノの中圧 カラム を通し,財 団の ます ます のご発展 を祈念 いた します。

す こ とによ り過剰 のAIBNがまた,こ の研 究を卒業 研究 として実 際遂行 して く

除 ける こ とがわ かり,そ の後 は比 較的 安定 に扱 えるよ うにな った。

れ ました大阪 市立大学 生活科 学部 ・飛高佳 代 さん,最終 的 に,シ リカ ゲル のTLCとODSカ

徳 島大 学総合 科学部 ・篠原 あゆみ さんに感 謝いた

用 いたHPLCに化合物1‑1と1‑2を

ラム をよ り1ピ ー ク に相 当 す る2つ のし ます。

単 離 した。 しか しなが ら単離で きた量 は非 常 に微量 であ り,lH‑NMRから

クル ク ミン由来 と思 われ る シグナル と脂 質由来 と文

献1)V.S.Govindarajan.CRCCriticalRez・iezcsiiiFood
ScienceandNrctrationpP.199‑249(1980)

思わ れ るシ グナ ルを検 出 し,1‑1,1‑2とも非 常に よ く似た化 合物 であ るこ とを確 認 したが それ以上の解 析 は困難で あ った。一 方,MSス

ペ ク トルの測定 に は成 功 し,低 イオ ン化電 圧条件 にお いて2)T.Masuda,Spice:FlavorCheanistyygradAntioxident∫)7リメ)θ1ガ6∫,pp.219‑233(1997)
3)並木 満 夫,松下 雪 郎,食品 成 分 の 相 互 作 用,pp.185‑200(1980)4)H.J.J.Pabon,Tray.Claim.Pays‑Bas.,83,379‑385

いず れ も692の分子 イ オ ンと思わ れ る ピーク を観察 した。 この分子量 は,ク ル ク ミンお よび リノー
ル酸 メチル,な らびに酸 素1分 子が結 合 した もの(1964)
5)D.C.Lhebler,P.F.Baker,andK.L.Kapsen,J.Ana.
Chezn.Soc.,112,6995‑700(1990)

116

URAKAMIFOUNDATIONMEMOIRSVol.6(1998)

DynamicAnalysisonChemicalConversionofaSpicePhenol(Curcumin)inFoodModelSystem
ToshiyaMasudaandHidemasaYamaguchi*(FacultyofIntegratedArtsandSciences,UniversityofTokushimaandFacultyofHumanLife
Science,OsakaCityUniversity*)

Spiceiswellknowntoberichinphenoliccompounds.Somephenolscantrapharmful
radicalwhichgeneratenotonlyinfoodbutalsoinlivingcells.Thistrappingreaction
convertsthesephenolsintophenolicradicalmaterials.Theradicalspeciesshouldbe
disappearedfinallybysuchasradicalradicalcouplingreactionandradicaloxidation.It
shouldbenotedthatthechemicalstructuresofthephenolsaremodifiedinthisprocess.
Analysisofthechemicalconversionofthephenolswouldgaveimportantinformationof
efficacyofspicephenolantioxidants.Curcuminisoneofthefamousspicephenols,whichhasbeenwidelyusedinfoodasayellowpigment.Curcuminwasoriginallyisolatedfrom
turmericand,recently,othercurcuminoidswerealsofoundinturmeric‑relatedZingiber‑aceaeplants.Thesecurcuminoidsarepowerfulfoodantioxidantswhicharealsoexpected
aseffectivehumandiseasepreventivematerials.ThisreportdealswithanaliticalresultsofradicaliccurcuminconversionobtainedbymeansofHPLCandchemicalstructure
analyses.
Radicalicreactionproductsofcurcumin≪pithAIBN≪gasanalyzedbyHPLC.Many
peakswereobserved.However,theproductscouldbedividedintotwotypes.Onewasnon
yellowtypewhichwasobservedinr.t.6^‑9minandwasaccumulatedcontinuously,and
anotherwasyellowtypewhichwasobservedinr.t.at25^‑29min.Thesecompoundswere
purifiedandthechemicalstructureswereelucidated.Nonyellowcompoundsareferulic
acid,vanillin,anddiketone,whichwouldbeproducedbyradicalicfragmentationreaction.
Fivecompoundswerealsoisolatedformyellowmixtureandthesechemicalstructures
wereverysimilartoeachother.AmaincompoundGwasintensivelyanalyzedandwas
revealedthatGiscurcumin‑curcumindimericcompounds.Structuralinformationofboth
typecompoundsindicatedthatradicalreactionofcurcuminwasterminatedattransolefinicpositionofcurcumin.
Radicalreactionofcurcuminwasalsoanalyzedinthepresenceoflipid,oneof
importantfoodconstituents.HPLCanalyticaldataofthereactionusingmethyllinoleate
wassignificantlydifferent.Anewpeakwasobservedatr.t.14min.Isolationofthepeak
compoundgavesmallamountofcompoundI‑1andI‑2.ThechemicalstructuresofI‑1
andI‑2wasinvestigated.NMRdataindicatedthatbothI‑1andI‑2werecrosscouplingDynamicAnalysisonChemicalConversionofaSpicePhenol(Curcumin)inFoodModelSystemproductswithcurcuminandlipid.MSofI‑1andI‑2gavemolecularionpeakatm/z692,
indicatingthatIwasconstitutedofcurcumin,methyllinoleateandoxygen.Futherstructuralelucidationisnowinprogress.
Thisreseachprojectclarifiedthatcurcuminwasconvertedtofragmentordimericcompoundsduringtheantioxidantreactionandinthepresenceoflipid,curcuminwas
convertedtocrosscouplingproductswithlipid.

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