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ニンニクの健康増進作用を増強させるための加工・保存技術の開発＜平成19年度＞

ニンニクの健康増進作用を増強させるための加工・保存技術の開発
赤川貢（大阪府立大学大学院生命環境科学研究科）

1. 緒ン（ajoene）は，ニンニクを油脂中で加熱するこ言とで生成する新規含硫化合物として 1984 年に発ユリ科ネギ属の植物であるニンニク（Allium

見された５）。名称と発音はスペイン語でニンニクsativum）は古来より万病に効くといわれ，香辛を意味する料として食用にするほか，広く薬用に用いられて子内に不飽和結合を持つジスルフィドの一種であきた 。ニンニクには，ビタミンやミネラルの他

る 4,5,9-trithiadodeca-1,6,11-triene-9-oxide の E おに含硫化合物が豊富に含まれており，様々なよび Z 異性体の混合物として報告されている（図保健機能を有することが知られており，現在では１）。ニンニクを刻んだり傷つけることによって健康食品の原料として用いられている４）。多様な細胞が壊れて空気に触れるとニンニク自身が持っ健康増進作用を持つニンニクの成分は，様々な調ている酵素アリイナーゼの作用を受けてアリイン

理加工過程において一部は分解するとともに新た（alliin, S-allyl-L-cysteine sulfoxide）からアリシンな有効成分が生じることが知られている。アホエ（allcin, diallyl thiosulﬁnate）が生成し６），さらに

１）

2，3）

図１ アホエンの生成機構

ajoに由来する。その構造は，分22

浦上財団研究報告書

Vol.16（2008）

加熱することによってアリシン三分子が縮合しア圧下においてローターリーエバポレーターを使用ホエンが生成する７）。アホエンは，抗血栓作用，して濃縮乾固した後に n-hexiane に溶解し，シリ抗菌作用，抗ウィルス作用，コレステロール低下

カゲルクロマトグラフィー（Silica gel 60, Nacalai

作用，血小板凝集抑制作用，抗腫瘍作用を持つこTesque）によって E- および Z-アホエンを分離精とが報告されており 8〜13），ニンニク由来の含硫化製した。酢酸エチルと n-hexiane の混合溶媒を溶合物の中でも特に強い健康増進作用を持つことが出溶媒として用い，酢酸エチル /n-hexane（2：3,知られている。しかしながら，アホエンは生ニンv/v），酢酸エチル /n-hexane（1：1, v/v） 酢酸エニクには含まれておらず，実際のニンニクの調理

チル /n-hexane（13：7, v/v）によって段階的に溶加工過程においてどの程度生成するのか，またど出 さ せ た。 そ れ ぞ れ の 構 造 お よ び 精 製 度 は，の程度の安定性を持つのかなどに関する情報は少NMR（Nuclear Magnetic Resonance）に よ る 解ない。さらに，アホエンには E 体および Z 体の析および薄層クロマトグラフィー（TLC）による幾何異性体が存在するがその含有量については未分析によって確認した。

知の部分が多い。ニンニクの有効成分をより効率

2. 3

的かつ高い安定性で日常的に摂取することは，わ順相 TLC は，Merck 社製のシリカゲル薄層ア

れわれの健康の増進および疾病の予防につながるルミニウム板（Kieselgel 60）を用い，酢酸エチものと期待される。このような背景をもとに本研

ルを展開溶媒として使用した。展開後に乾燥し，究では，アホエンの含有量を指標としてニンニク

発 色 試 薬 で あ る molybdo phosphoric acid/85 ％の健康増進作用を増強させるための加工・保存技

リン酸 / 硫酸 / 水（2.4：1.5：5, v/v/v）を噴霧し，術の開発を試みることを目的とした。

70℃で 20 分加熱しアホエンを検出した。アホエ

2.
2. 1

実験方法
試薬と材料

n-hexane と 2-propanol は，HPLC グ レ ー ド をTLC

ンは青色のスポットとして検出され，Rf 値は，それぞれ Z- アホエンが 0.52，E- アホエンが 0.45であった。
2. 4

構造解析使用し，その他の全ての試薬は特級グレードを用NMR による解析によって合成した E- およびいた。ニンニクは，堺市内のスーパーマーケット

Z-ア ホ エ ン の 構 造 お よ び 精 製 度 を 確 認 し た。

で購入した青森県産を使用した。

NMR 測 定 は，JEOL 社 の 400MHz JNX-270FT-

2. 2

アホエン標品の合成

NMR を用いた。テトラメチルシラン（TMS）をE- および Z-アホエンは，Block らの方法を改良

化学シフトの内部標準として用い，溶媒は重クロし合成した 14）。クロロホルムに溶解した 0.1 Mロホルム（CDCl3）を使用した。以下にスペクト

diallyldisulﬁde 溶 液 に 0.1 M m-perchlorobenzoic

ルデータを示す。

acid を含むクロロホルム溶液を窒素気流下におE- アホエン：1H NMR（CDCl3）d 6.38（dt, J ＝いて撹拌しつつゆっくりと滴下し，30 分間放置

14.8, 1H, 1.0Hz），5.98（m, 3H），5.4（m, 2H），5.2することでアリシンを合成した。さらにこの反応．
（m, 2H），3.5（m, 4H），3.36（d, 2H, J =7.2 Hz）

溶液に等量の５％の炭酸水素ナトリウム水溶液をZ-アホエン : 1H NMR（CDCl3）d 6.55（dt, J ＝加え分液し，下層のクロロホルム層を分離し，室9, 1H, 1.0 Hz），5.8（m, 3H，5.4（m, 2H），5.2（m,温で一晩放置することでアホエンを合成した。減．
2H），3.5（m, 4H），3.38（d, 2H, J ＝ 7.2 Hz）

ニンニクの健康増進作用を増強させるための加工・保存技術の開発2. 523

高速液体クロマトグラフィー（HPLC）にzer を用いてホモジナイズした。調製した混合物よるアホエンの分析を栓付き試験管に移しドライサーモバス中で加熱E-アホエンおよび Z-アホエンのそれぞれの含処理した。加熱後に酢酸エチルによる分液抽出を量は，順相 HPLC によって定量した。HPLC は行い，減圧下においてロータリーエバポレーター

L-2130 pump，L-4200 UV/vis detector，D-2500

を使用して濃縮乾固した後に 1.0 ml の酢酸エチ

chromato-integrator からなる日立製のシステム

ルに再溶解し，不溶性の固形物を遠心分離し除去を使用した。シリカゲルカラムは，LiChrospherしたものを HPLC 分析に使用した。

Si 60 column（ ５ nm, 250 mm × 4.0 mm, 関 東

2. 7化学）， ガ ー ド カ ラ ム は，LiChrospher Si 60

生ニンニクを大豆油中において 80℃で 4 時間

LiChroCART（ ５ nm, 4.0 mm × 4.0 mm, 関 東

加熱処理したアホエンを含有するオイルと合成し化学），溶出溶媒は，n-hexane/2-propanol（85：た 0.1 mM の E- および Z-アホエンを含む酢酸エ15, v/v）を使用し，流量を 1.0 ml/min としてアチル溶液を調製し，保蔵条件に関する熱や UV にホエンの持つ 240 nm の UV 吸収を検出した。そ対する安定性試験を行った。UV ランプは東芝社

れぞれのサンプルを 20 nl インジェクトして分析製の GL15 を使用した。

を行った。
2. 6

アホエンの安定性の検証

3. 結果と考察

ニンニクの処理3 − 4 mm 程度の厚さにスライスしたニンニク

本研究は，ニンニクの健康増進作用を増強させ球を大豆油，こめ油，オリーブオイルなどの食用るための加工・保存技術を開発することを目的と油脂に混合（250 mg/ml）し，アイスバス中でし，ニンニク由来の含硫化合物の中でも非常に強冷却しながら SMT 社製の High-Flex Homogenai

い生理活性を持つとされるアホエンの含有量を指

図２

順相 HPLC によるアホエンの分析

24

浦上財団研究報告書

図３Vol.16（2008）

アホエン生成へ与える加熱温度の影響
ニンニクホモジェネートを米油中において 4 時間加熱処理した。抽出後にE- および Z-アホエンを HPLC によって定量した。

標としてその生成と安定性の基礎的なデータの収℃の加熱処理によって最も多く生成した。最大生集を行った。

成量は，E-アホエンが 172.0 ng/g of garlic，お3. 1

よび Z-アホエンが 476.0 ng/g of garlic であった。

HPLC によるアホエンの分析

順相 HPLC によってアホエンを分析したクロ

しかしながら，0℃と 100℃の処理によってはアマトグラムを図 2 に示した。合成し構造を決定しホエンの生成は全く認められなかった。40 − 80

た Z-アホエンおよび E-アホエン標準品は，それ℃の加熱において E-アホエンの約 2.5 倍の Z-アホぞれのリテンションタイムが 11 min と 20 minエンが生成することが明らかになった。また，アのピークとして検出された。生のニンニクからはホエンの生成は，油脂中での加熱が必須であり水アホエンを検出することができなかったが，大豆分含量の増加に伴いその生成が阻害され，以前の油中において加熱処理したニンニクから Z-アホ報告と一致していた。本研究では，油脂として大エンおよび E-アホエンの両異性体のピークを高豆油，こめ油，およびオリーブオイルを使用した

い分離度で検出することができた。

が，アホエンの生成に与えるそれぞれの油脂間の3. 2

加熱処理によるアホエンの生成差は小さいものであった。

図 3 は，アホエンの生成へ与える加熱温度の影

表 1 は，加工と保存方法の異なるニンニクの加響を調べた結果である。生ニンニクのホモジェネ

熱処理によって生成するアホエン量を分析した結ートをこめ油中において 4 時間加熱処理し，抽出果である。− 20℃において凍結保存したニンニク，後に E- および Z-アホエンを HPLC によって定量ペースト状にした後に凍結保存したニンニク，おした。その結果，E- および Z-アホエンともに 80

よびニンニクを油で揚げたフライドガーリックを���������������������������������������������
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25

大豆油中においてホモジェナイズした後に 80℃

Z-アホエンの残存量は，それぞれ 54 および 11％

で 4 時間加熱処理し，E- および Z-アホエンを定であり，E-アホエンの安定性がより高かった。ま量した。その結果，冷凍ニンニク由来のオイルかた，室温保存においては Z-アホエンの減少ととらは，E- および Z-アホエンがともに検出された

もに E-アホエンが増加する傾向が認められた。

がその生成量は，それぞれ約 50％および 10％程

すなわち Z-アホエンが E-アホエンへと異性化す度まで減少していた。さらに冷凍保存されたガーることが明らかとなった。この現象が低温保蔵にリックペーストおよびフライドガーリック由来のおける E-アホエンの高い安定性に関与している

油脂では，E-アホエンの生成量が約 25％にまでことが考えられた。図 5 は，同様に加熱処理に対減少し，Z-アホエンは検出されなかった。低温おするアホエンの安定性を調べた結果である。合成

よび高温の処理によってアリイナーゼが失活し，した E- および Z-アホエンを酢酸エチル中においアホエンの前駆物質であるアリシンの生成量が減て 24 時間加熱した後に HPLC によって定量した。

少すること，また，フライ処理によるアリシン自80℃以上の高温では，E- および Z-アホエンとも身の分解がアホエンの生成を減少させる原因であに顕著な分解が認められた。図 6 は，UV 照射にると考察された。以上の結果から，アホエンを効率的に含む食品を調理するためには，新鮮な生ニンニクを材料として用い，アリシンの生成を促進するために細かく破砕し，油脂中において 80℃で加熱する方法が最も効果的であると考えられた。
3. 3

アホエンの安定性試験

低温貯蔵におけるアホエンの安定性を調べた結果を図 4 に示した。ニンニクホモジェネートを大豆油中において 80℃で 4 時間加熱処理したアホエン含有オイルを− 20℃において最長で 9 ヶ月

図５間保蔵した。9 ヶ月間の低温保存後の E- および図４

低温保蔵におけるアホエンの安定性
ニンニクホモジェネートを大豆油中において 80℃で 4時間加熱処理したオイルを− 20℃において保蔵した。

図６

加熱処理に対するアホエンの安定性合成した E- および Z-アホエンを酢酸エチル中において 24 時間加熱した後に HPLC によって定量した。

UV 照射に対するアホエンの安定性
酢酸エチルに溶解した E- および Z-アホエンに室温で UV を照射した後に HPLC によって定量した。

26

浦上財団研究報告書

Vol.16（2008）

対するアホエンの安定性を調べた結果である。室文

温において酢酸エチルに溶解した E- および Z-ア１） Rivlin, R. S. Historical perspective on the use of garlic.

ホエンに UV を照射した後に HPLC によって分（2001）．Journal of Nutrition, 31（3S），951S-954S.

析した。その結果，Z-アホエンは，72 時間後に

献２） Rybak, M. E., Calvey, E. M., and Harnly, J. M.（2004）．
Quantitative determination of allicin in garlic: supercriticalは 60％以下にまで減少し，顕著な分解が認めら

ﬂuid extraction and standard addition of alliin. Journal ofれた。一方，E-アホエンは，72 時間後には 80％

Agricultural and Food Chemistry, 52, 682-687.

が残存しており比較的に安定であった。以上の結果から，アホエンを含有する加工食品は，遮光下において冷凍保存することによって数ヶ月間は，その機能性が有効であると考えられた。

３） Lawson, L. D., Wang, Z.-Y. J., and Hughes, B. G.（1991）．
Identiﬁcation and HPLC quantitation of the sulﬁdes anddialk（en）yl thiosulﬁnates in commercial garlic products.
Planta Medica, 57, 363-370.
４） Itakura, Y., Ichikawa, M., Mori, Y., Okino, R., Udayama,M., and Morita, T. （2001）．Recent advances on the4. まとめ

nutritional effects associated with the use of garlic as asupplement: how to distinguish garlic from the other

本研究は，ニンニクの健康増進作用を増強させるための加工・保存技術を開発することを目的として行った。ニンニクの調理加工によって生成し，Allium vegetables. Journal of Nutrition, 131, 963S-967S.
５） Block, E., and Ahmad, S.（1984）．（E, Z）-Ajoene apotent antithrombotic agent from garlic. Journal of theAmerican Chemical Society, 106, 8295-8296.

多様な健康増進作用を持つ含硫化合物であるアホ６） Lawson, L. D.L., and Wang, Z. J.（2001）．Low allicin

エンの含有量を指標としてその生成と安定性に関

release from garlic supplements: a major problem due toする基礎的なデータを収集した。本研究によってアホエンを効率的に含有する食品を調理するため

the sensitivities of alliinase activity. Journal of Agriculturaland Food Chemistry, 49, 2592-2599.
７） Srivastava, K. C., and Tyagi, O. D.（1993）．Effects of aには，新鮮な生ニンニクを材料として用い，アリgarlic-derived principle（ajoene）on aggregation andシンの生成を促進するために細かく破砕し，油脂

arachidonic acid metabolism in human blood platelets.

中において 80℃で加熱する方法が最も効果的でProstaglandins, Leukotrienes, and Essential Fatty Acids, 49,587-595.

あることが明らかになった。また，アホエンを含

８） Scharfenberg, K., Wagner, R., and Wagner, K.

有する加工食品は，遮光下において冷凍保存する

G.（1990）．The cytotoxic effect of ajoene, a natural

ことによって数ヶ月間は，その機能性が有効であ

product from garlic, investigated with different cell lines.

ると考えられた。このような情報をもとにニンニ

Cancer Letters. 53, 103-108.
９） Rendu, F., Daveloose, D., Debouzy, J. C., Bourdeau, N.,

クを効果的に調理加工および保存することによっ

Levy-Toledano, S., Jain, M. K., and ApitZ-Castro, R.（1989）．て，より私達の食生活の向上および健康の増進に

Ajoene, the antiplatelet compound derived from garlic,つながるものと期待される。

speciﬁcally inhibits platelet release reaction by affecting
the plasma membrane internal microviscosity. Biochemical
Pharmacology, 38, 1321-1328.

謝辞

本研究を遂行するにあたり，多大な研究助成を賜りました財団法人浦上食品・食文化振興財団ならびに関係者各位に心より感謝を申し上げます。

10） Ferri, N., Yokoyama, K., Sadilek, M., Paoletti, R., andApitz-Castro, R. （2003）．Ajoene, a garlic compound,inhibits protein prenylation and arterial smooth muscle
cell proliferation. British Journal of Pharmacology, 138,811-818.
11） Li, M., Ciu, J. R., Ye, Y., Min, J. M., Zhang, L. H., Wang,K., Gares, M., Cros, J., Wright, M., and Leung-Tack,ニンニクの健康増進作用を増強させるための加工・保存技術の開発

27J.（2002）．Antitumor activity of Z-ajoene, a naturalA., Pinate, F. M., Moreno-Rea, J., Carrillo, G., Leal, O., andcompound purified from garlic: antimitotic andJain, M. K.（1988）．Reversible prevention of platelet

microtubule-interaction properties. Carcinogenesis, 23,

activation by （E, Z）-4,5,9- trithiadodeca-1,6,11- triene573-579.

9-oxide（ajoene）in dogs under extracorporeal circulation.

12） Scharfenberg, K., Ryll, T., Wagner, R., and Wagner,

Arzneimittel-Forschung, 38, 901-904.

K.G.（1994）．Injuries to cultivated BJA-B cells by ajoene,

14） Block, E., Ahmad, S., Catalfamo, J. L., Jain, M. K., anda garlic-derived natural compound: cell viability,ApitZ-Castro, R.（1986）．Antithrombotic organosulfurglutathione metabolism and pools of acidic amino acids.

compounds from garlic: structural, mechanistic andJournal of Cellular Physiology, 158, 55-60.

synthetic studies. Journal of the American Chemical Society,13） ApitZ-Castro, R., Ledezma, E., Escalante, J., Jorquera,

108, 7045-7055.

28

URAKAMI FOUNDATION MEMOIRS

Vol.16（2008）

Development of method for processing and preservation ofgarlic to enhance its health-promoting beneﬁts
Mitsugu Akagawa（Graduate School of Life and Environmental Sciences, Osaka Prefecture University）

Garlic（Allium sativum L.）has been used worldwide as a food and medicinal plant sinceancient times, and its beneficial properties against cardiovascular diseases, cancer, andinfections are well known. When the clove of garlic is cut or crushed, the enzyme alliinase isreleased from its compartment and transforms alliin, a organosulfur compound, to allicin.
Ajoene［（E, Z ）-4,5,9-trithiadodeca-1,6,11-triene-9-oxide］，one of the derivatives of allicin, is amajor compound containing sulfur in processed garlic products, and has antithrombic,antitumor, antimicrobial, and antibiotic effects. The aim of this study is to develop themethod for processing and preservation of garlic to enhance its health-promoting beneﬁts.
We verified the formation and stability of ajoene as an indicator of health-promoting
functionality during processing and storage. A simple and rapid HPLC method suitable forroutine analysis of E- and Z-ajoene was developed using a silica gel column. Maximum
recovery of both ajoene was obtained from incubating raw garlic at 80℃ in edible oils. After
9-month storage at − 20℃，the remaining amounts of E- and Z-ajoene were 54.2％ and 11.2％，respectively. Ajoene was more stable against UV-light than temperature, while E-ajoene
was more stable than Z-ajoene against temperature, UV-light and storage conditions. Theseinformation might further enhance the health promotion and disease prevention effects ofgarlic dishes.