○佐々野 僚一1, 土居 恵子1, 小西 賢治1, 斎藤 勲21株式会社アイスティサイエンス, 2公益財団法人科学技術交流財団

TPN（Chlorothalonil）
N
MW：265.9
LogPOW=2.9Captan
MW：300.6LogPOW=2.8

ﾋｯﾄ#:1 類似度:915 化合物名: Tetrachloroisophthalonitrile

ﾋｯﾄ#:1 類似度:922 化合物名: Captan

Cl100

ClONSCl
Cl

100
266

O79ClCl
N
50

50

Cl
109
62

749886149107124 133

159

100

168

231

19415065

200

Folpet
MW：296.6
LogPOW=3.1134ClCl

ﾋｯﾄ#:1 類似度:885 化合物名: Folpet

150200

Captafol
MW：349.1
LogPOW=3.8SClNSClClClO

100260250

O

ﾋｯﾄ#:1 類似度:941 化合物名: cis-Captafol

O264

182

156

100O

100

70250

N117

79Cl10476

130

5050

117
297
6381 9095

100150

178

232

54200

150200250

3007085 92

107114121130

100149

150

167

183

200

250300

農作物

TPN

キャプタン

カプタホール

ホルペット

キャベツ

2

5

不検出

*0.01

大根

0.1

5不検出

*0.01

玉ねぎ

0.5

5

不検出

2

トマト

55不検出

3

ほうれん草

45

不検出

*0.01

キュウリ

55

不検出

2

レタス

15

不検出

2

不検出：検出限界0.01ppm*一律基準

TPN、キャプタン、カプタホール、ホルペットの分析について《試料粉砕工程》
・試料粉砕時に分解することが知られている。

‣個別法：「リン酸添加」‣QuEChERS法：「凍結粉砕」《精製工程》

・硫黄夾雑成分を含む試料（キャベツや玉ねぎ）の場合、精製に用いた固相PSAがTPN消失の要因の可能性がある。

【目的】「ドライアイス凍結粉砕法」と「STQ法」を用いた分析法の検討

斎藤勲先生：科学技術交流財団 知の拠点重点研究プロジェクト共同研究5さらさらパウダーで均一化、パウダーのまま保管
ドライアイスと粉砕

パウダー状に困った例

汁と皮が分離団子状に変化

粘性を帯びる筋が絡まるコツがあります失敗や事故防止のためにまずはお問い合わせください6粉砕時に悪さをする酵素活性の抑制①①

酵素活性による悪さの例
交雑成分の発生、上昇（ネギ類）

②

硫黄成分

農薬の分解（クロロタロニルなど）
②

常温粉砕
PEG

PEG

PEG

PEG

PEG PEG

硫黄成分の発生抑制
凍結粉砕

図. タマネギを常温粉砕または凍結粉砕しSTQ法にて分析した時のそれぞれのSCANクロマトグラム

7



従来法
①リン酸処理：試料粉砕時10％リン酸を添加→一斉分析に不向き②レンジ処理：粉砕前に電子レンジで加熱処理→レンジ処理による農薬分解の懸念→処理前の試料に標準添加をしての回収率確認が難しい

ドライアイス予冷式凍結粉砕：試料凍結後、粉砕→酸や熱処理を行わないので、分解しやすい成分の一斉分析への応用も可能

大根おろしの辛みは、辛み成分アリルイソチオシアネート（芥子油）によるものであるが、この物質は、そのままの大根の中には存在していない。イソチオシアネートは大根をすりおろしたり切ることで、細胞が壊れると初めて化学反応により生成される。そもそも大根中の別々の場所に存在していたイソチオシアネートの前駆物質（グルコシノレート、芥子油配糖体）とミロシナーゼと呼ばれる酵素が、細胞が壊れることにより混ざりあい、イソチオシアネートを生成する化学反応を起こすことによる。イソチオシアネートの前駆物質は根の先端部分ほど含有量が多く、葉に近い部位の約10倍にもなる。また若い大根には多く、成長するにしたがって減少する。そのため辛い大根おろしには夏大根がより適している。


上述のように大根おろしの辛みを得るためには、細胞を効率良く壊すことが必要である。そのためには大根の切断面を繊維を断ち切るようにおろすとよい。おろし金に対して直線に力をこめて一気にすりおろすとより辛味が増す。さらに、おろしてから5分程度経過したら、辛みがピークに達しその後減少する。
逆に辛味を減らしたい場合は、くびの方を使い、輪切りにした側面からゆっくりと円を書くようにすりおろす。繊維に沿っておろすことになり細胞が壊れにくいためである。さらに甘みを生かす為にはおろしたあと即加熱することで10分程度で加熱前より2倍程甘みが増す。イソチオシアネートは揮発性のため、おろしてからしばらくおいておくと辛みが減少する。それをさけるためには、食べる直前におろす。

資料：Wikipedia



アリルイソチオシアネート (Allyl isothiocyanate, AITC) は無色の油状液体で、マスタードやワサビなどの辛味成分である。水には微溶だが、ほとんどの有機溶媒には可溶である。



クロガラシやカラシナの種子から得ることができる。これらの種子が破壊されると、放出されたミロシナーゼの働きでシニグリンとして知られるカラシ油配糖体が分解され、AITCが生じる。この物質は本来、草食動物への忌避物質として機能していると見られる。AITCそのものは植物体に対しても有害であるが、これを無害なカラシ油配糖体の形で貯蔵し、草食動物に摂食された際にミロシナーゼによってAITCを遊離することで忌避作用が発揮されると考えられる。
シニグリン (sinigrin) は、アブラナ科の植物、特にメキャベツ、ブロッコリー、ホースラディッシュ、クロガラシ等に多く含まれる配糖体である。グルコシノレート（カラシ油配糖体）の代表的なものの一つ。すりおろすなどして酸素と触れると、ミロシナーゼの作用でグルコースと硫酸水素カリウムが遊離し、アリルイソチオシアネートを生じる。これはワサビやカラシの辛味成分である。

資料：Wikipedia

タマネギを切ると涙が出るのは、タマネギの細胞がスライスされた時に発生するsyn-プロパンチアール-S-オキシドが気化し、目・鼻の粘膜を刺激するためである。これを防ぐにはゴーグル等で目を覆ったり鼻をつまむ。ほとんどにおいては鼻から侵入してくるため、目を洗い流すだけでは痛みを緩和することは難しい。



タマネギをスライスして細胞を破壊すると、アリナーゼと呼ばれる酵素によってスルホキシドアミノ酸が分解され、スルフェン酸が生成する。生じた1-プロペンスルフェン酸は、催涙因子合成酵素(lachrymatory factor synthase; LFS) により即座にsyn-プロパンチアール-S-オキシドに変換される。
スルフェン酸は不安定な物質であり、自発的にsyn-プロパンチアール-S-オキシドになる。水につけながら切ると刺激成分が水に溶けて気化しなくなる。あらかじめ冷蔵庫で数時間冷やしておくのも良い。



生のタマネギの匂いは、主にジプロピルジスルフィドによるものである。

ジプロピルジスルフィド（英: Dipropyl disulfide ）は、ジスルフィドにプロピル基が結合した有機硫黄化合物である。生のタマネギの主要な匂い成分であり、長ネギにも含まれる。アルキルシステインス
ルホキシドが、リアーゼにより分解されて生じる。興奮・発汗・利尿や、消化液の分泌に効果があるとされる。

資料：Wikipedia

アリシン（allicin）とはニンニク由来の強い抗菌・抗カビ作用をもつ化合物である。また、アリシンは生ニンニクを煮たり炒めたりしたときの臭いの元となる化合物でもある。



アリシンは自生しているニンニクには存在しないが、ニンニクを刻んだり傷つけると、酵素アリナーゼの作用により化合物アリインから変換される化合物である。

資料：Wikipedia



二硫化アリルまたはジアリルジスルフィド (diallyl disulfide) はネギ属の植物にみられる有機硫黄化合物である。硫化アリルやジアリルテトラスルフィドとともに、ニンニクの精油の主成分をなしている。黄色みを帯びた液体で、水には溶けず、強いニンニク臭を持つ。



主にニンニクやタマネギ、リーキなど、ネギ科の植物の細胞が壊れるときに放出される、アリシンの分解によって生成する。

資料：Wikipedia



タマネギ中毒（タマネギちゅうどく、onion poisoning）とは、タマネギなどの摂食を原因とするイヌ、ネコや、ウシなどの食中毒のことである。タマネギ、ニンニク、ニラなどのネギ属に含まれるアリルプロピルジスルファイドなどがヘモグロビンを酸化させることにより、溶血性貧血を起こすことによるものとされており、血液塗抹標本ではハインツ小体が認められる。また、摂取する食品を加熱しても毒性は消えないとされている。

アリルプロピルジスルフィド (英: allyl propyl disulfide) は、化学式C6H12S2で表される有機硫黄化合物である。薄い黄色の液体で強い臭気を持つ。

資料：Wikipedia

篩部に「ミロシン細胞」という特殊な細胞があり、柔細胞にはカラシ油配糖体を含むのも大きな特徴である（近縁のフウチョウソウ科やワサビノキ科も含む）。植物体が傷つくとミロシン細胞内の酵素（ミロシナーゼ）が配糖体を加水分解してイソチオシアン酸アリルを遊離する。この物質がからしやワサビ、大根おろしなどに特有のツンとした辛味の成分であり、昆虫などの草食動物による食害から防御する手段である。
アブラナ科の野菜にはがん予防効果があるといわれており、アブラナ科のイソチオシアネートの効果とも、イソチオシアン酸の誘導体が肝臓で抱合反応などによって解毒する作用を持っている酵素に働きかけるためだともいわれている。スルフォラファンはイソチオシアネートの一種でアブラナ科野菜の中でもブロッコリーに含まれ、がん予防効果があるとされている。



S-メチルシステインスルフォキシド（S-methylcysteine sulfoxide）を含み、反芻動物の腸内での化学反応の結果、ジメチルジスルフィド（dimethyl disulfide）へと変化し、牛や羊などで溶血性貧血を起す。

ワサビ、大根、キャベツ、ブロッコリー

資料：Wikipedia 硫黄成分を含む試料は冷蔵庫で予め冷やしておく。

→冷やすことで、細切した時の酵素の働きを抑制する。
 試料を切るときはできるだけ荒く切る。

→細かく切ると細胞が壊されて酵素が働いてしまう。
 凍結粉砕後は、速やかに秤量し、アセトニトリルを添加する。

→酵素の働きをできるだけ抑制する。

予冷方式ドライアイス凍結粉砕
試料 10g20ppm ギ酸含有混合
標準溶液を50µL添加後、30分間冷凍庫で静置

アセトニトリル 10mL
ホモジナイズ
NaCl（食塩） 1g

クエン酸3Na2水和物 1g
クエン酸水素2Na1.5水和物 0.5g
MgSO4（無水硫酸ﾏｸﾞﾈｼｳﾑ）4g
手で振とう ：1分間
遠心分離（3500rpm 5分間）
アセトニトリル層
分取 1mL

アセトニトリル-水 1mL
抽出液≪ 自動前処理装置 ST-L300 ≫分取 1mL（試料：0.5g相当）
Smart-SPE C18-30 mg：精製
洗液 ｱｾﾄﾆﾄﾘﾙ-水（4/1）1 mL
流出液
水 20mL
Smart-SPE C18-50mg：保持乾燥（窒素ガス 2分）
連結 Smart-SPE PSA-30mg：精製＊硫黄成分含有試料の場合：AXi3-20mg
溶出 ｱｾﾄﾝ-ﾍｷｻﾝ（1/3）1mL
溶出液
定容（1 mL, ｱｾﾄﾝ-ﾍｷｻﾝで調製）GC/MS（大量注入25 uL）

１．疑似マトリックスPEGの影響
２．常温粉砕と凍結粉砕の比較
３．添加時の標準溶液の溶媒について
４．固相ミニカラムPSAについて

TPN

120

CaptanFolpetCaptafol

混合標準溶液100・濃度：50ppb
・アセトン-ヘキサン（1/3）

80

共注入物質

60・ギ酸：1%
・PEG：200ppm

40

注入口条件

200
無ギ酸

PEG

ギ酸＋PEG

・注入量：25µL
・注入口温度70℃-120℃/min-240℃50℃/min-280℃（26min）

標準溶液共注入物質
PEG共注入した場合、ピーク面積値の減少が若干みられた。PEG共注入により、注入口で気化する時の温度が高くなるために分解することが懸念された。本研究ではPEG共注入を使用せずに評価を行うこととした。

TPN

120

CaptanFolpetCaptafol

混合標準溶液100・濃度：50ppb
・アセトン-ヘキサン（1/3）

80

共注入物質

60・ギ酸：1%
・PEG：200ppm

40

注入口条件

200
無ギ酸

PEG

ギ酸＋PEG

・注入量：25µL
・注入口温度70℃-120℃/min-240℃50℃/min-280℃（26min）

標準溶液共注入物質
PEG共注入した場合、ピーク面積値の減少が若干みられた。PEG共注入により、注入口で気化する時の温度が高くなるために分解することが懸念された。本研究ではPEG共注入を使用せずに評価を行うこととした。

TPN

CaptanFolpet

Captafol回収率（％）
140

TPN

120

CaptanFolpetCaptafol

100806040200
ギ酸無 ギ酸無 ギ酸有 ギ酸無 ギ酸無 ギ酸有 ギ酸無 ギ酸無 ギ酸有 ギ酸無 ギ酸無 ギ酸有常温

凍結

常温

トマト

添加回収試験
・試料中濃度100ppb
・精製固相：PSA・溶出：アセトン-ヘキサン（1/3）

凍結
キュウリ

常温

凍結
大根

常温凍結キャベツ

 ドライアイス凍結粉砕により、回収率が向上した。
 添加時のギ酸含有混合標準溶液により、キャプタン、ホルペット、カプタホールの回収率が向上した。

回収率（％）

120

TPN

CaptanFolpetCaptafol

100NH28060

PSA

4020SAX0NH2PSA

SAX

AX

添加回収試験
・試料：キャベツ
・試料中濃度100ppb（ギ酸含有）・凍結粉砕
・溶出：アセトン-ヘキサン（1/3）

AX

各固相によるSCANクロマトグラム

SAXやAXを用いることでTPNの回収率が向上したが、精製度は悪くなった。

回収率（％）

140
120

TPN

CaptanFolpetAXPSAAXCaptafol

100
806040200PSA

玉ねぎ

白ネギ

添加回収試験
・試料中濃度100ppb（ギ酸含有）・凍結粉砕
・溶出：アセトン-ヘキサン（1/3）

PSA

AX

キャベツ

PSA
大根

AXPSA

AX

キュウリ

PSA

PSA

レタス ほうれん草

特に硫黄化合物の夾雑成分を含む試料において、固相PSAを用いず、代わりに固相AXを用いることでTPNの回収率が向上することが分かった。

（単位：％）

化合物名

添加-1 添加-2 添加-3 添加-4 添加-5Ave.

RSD

TPN

949996819693

7.6

Captan10111810696107

106

7.8

Folpet115

121120111

120118

3.7

Captafol123

131131

122

126

127

3.4

添加回収試験
・試料：キャベツ
・予冷方式凍結粉砕
・試料中濃度100ppb（ギ酸含有）・固相：AX・溶出：アセトン-ヘキサン（1/3）

「予冷方式ドライアイス凍結粉砕法」と「STQ法」を用いてTPN、キャプタン、ホルペット、カプタホールの分析法の検討を行い以下のことが分かった。
予冷方式ドライアイス凍結粉砕により、試料粉砕時の分解を抑えることが分かった。



添加時の混合標準溶液にギ酸を含有させることにより、キャプタン、ホルペット、カプタホールの回収率が向上した。

硫黄夾雑成分を含む試料（キャベツや玉ねぎ）において固相NH2やPSAを用いた場合、TPNの回収率が減少することが分かった。

硫黄夾雑成分を含む試料の場合、固相PSAの代わりにSAXやAXを用いることでTPNの良好な回収率を得ることができた。

1) M.Anastassiades; www.quechers.com
2) 斎藤勲ら、日本食品衛生学会第98回A-17（2008）3) 永井ら、日本農薬学会誌,37(4),362-371(2012)4) 永井ら、第35回農薬残留分析研究会要旨集, P98-116