JPH0580959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、熱帯産のうこん（Curcuma longa）
に属するシヨウガ科植物から生産され、香辛料や
カレー粉、漬物などの黄色色素として広く使用さ
れているクルクミンを原料として、強力な抗酸化
活性をもち、かつ、黄色な色調が低減されたテト
ラヒドロクルクミンとしてこれを抗酸化剤とし、
食品産業、医薬品産業、化粧品産業などに利用す
るものである。 （従来の技術） 一般に、食品は農産物、水産物、畜産物などか
ら製造されている。しかし食品原料や製品の貯
蔵、保存加工の過程において、微生物による汚染
と腐敗、化学的な作用により食品原料や製品は劣
化し、その商品価値を低下させる。このため種々
な食品添加物が開発されるとともに、温度処理、
脱酸素処理、真空処理、低温保存、放射線処理な
どの方法が開発され実用化されている。 こうした食品素材や製品の劣化の中でも、最も
問題となるものは、空気中の酸素による食品成分
の酸化ないしは過酸化反応である。酸素は呼吸に
よる生物の生命維持に重要であるが、一方、非常
に反応性に富む化合物であるため、食品中の種々
な成分と反応し、これを酸化、ないしは過酸化
し、商品としての価値を低下させるだけではな
く、食品中に有害物質の生成をもたらすことが知
られている。例えば、食品中に含まれるリノール
酸、リノレン酸などの栄養学的に必須な不飽和脂
肪酸は、空気中の酸素により容易に過酸化されて
過酸化脂肪酸や、反応性ラジカル（フリーラジカ
ル）を生成すると共に、マロンジアルデヒドなど
の発がん性物質を生成することが報告されてい
る。また脂質中の不飽和脂肪分子が過酸化されて
生成する過酸化脂質は、化学反応により、生体中
の蛋白や核酸を変更させるため、生体に発がん作
用などの影響を与えることも報告されている。
「（変異源と毒性」第５巻、243頁（1982年）、「食
品を包装」第17巻、106頁（1986年））。 このような脂質の過酸化を防止するためには、
脱酸素剤で包装中の酸素を除去したり、真空包装
や窒素ガス置換包装などの包装技術が用いられて
いる。いつぽう化学工業を発展を背景として、合
成抗酸化剤、たとえばプチルヒドロキシアニソー
ル（BHA）や、ブチルヒドロキシトルエン
（BHT）などが一般的に使用されてきた。ところ
が、こうした合成抗酸化剤の使用が増えるにつれ
て、食品公害が増加して、安全性の面から大きな
問題が生じ、消費者の合成抗酸化剤に対する拒否
反応が強くなり、その使用量ま低下しているのが
現状である。 いつぽう、上記したように、酸素の毒作用によ
り動物体内に生成する過酸化物や発がん物質など
は、動物の細胞に悪い影響を与えることが考えら
れており、こうした酸素による生体成分の過酸化
は、細胞の老化、ひいては、寿命に関係するもの
と考えられている（フリーラジカル老化説）。し
たがつて、安全性の高い、天然由来の抗酸化性物
質は、生体内における抗酸化的な生体の防御機構
を支援する物質としえ、食品、特に健康所品や栄
養食品のほか、医薬品や化粧品の技術分野におい
て、非常に期待されている。 しかしながら、食品公害上問題のある整合抗酸
化剤に代つて、その使用が期待されている天然の
抗酸化剤な、化学合成法によるビタミンＣおよび
天然物から抽出精製されているビタミンＥ（トコ
フエロール）が実用化されているにすぎない。 こうした天然由来の抗酸化剤を食品や医薬品、
化粧品などに適宜使用するためには、性質の異な
つた天然抗酸化剤を見い出し、それぞれの特徴を
発揮する条件で活用することが重要である。 植物由来の香辛料には、抗酸化活性をもつた
種々な化合物が含まれており、香辛料は食品保存
作用をもつものとしても食品に添加されてきた。
（食品の包装、第19巻１号、97頁、19876年）。し
かしながら、香辛料には、強い香や色を示すもの
が多く、こうした性質は、抗酸化等として食品に
添加するには、自づから使用範囲が制限されてい
た。 例えば、古くから食品に用いられてきた、うこ
ん中に含まれるクルクミンは、抗酸化作用を持
ち、うこんから生産させる香辛料の主成分とし
て、食品の保存、安定化に活性されてきた。すな
わち、クルクミンは、その分子中にビタミンＥの
もつフエノール性水酸基およびユーカリの葉のリ
ーフワツクスから見い出された新しいタイプの抗
酸化性物質であるベータジケトン構造（ジヤーナ
ル・オブ・アグリカルテユラル・アンド・フツ
ド・ケミストリー、第33巻、777頁、1985年）を
併せ持つているために強い抗酸化活性を示すこと
が知られている。 一方、クルクミンは、上記した抗酸化性のほか
に強い黄色を示す色素であることは既知であつて
（フアイトケミストリー、第27巻、第４号、969
頁、1988年）、食品添加色素として使用されてお
り、カレー粉や沢庵に着色に使用されている。 本発明は、こうした天然由来の古くから香辛料
やカレー粉、食用の黄色色素として、食品に使用
されているクルクミンを原料とし、これろ通常の
還元操作によつて、抗酸化活性の強い、還元型ク
ルクミン、すなわちテトラヒヒドロクルクミンと
し、これを抗酸化剤とするのである。 （発明が解決しようとする問題点） 現在使用されている各種の合成抗酸化剤や、天
然由来の抗酸化性物質である、ビタミンＣやビタ
ミンＥに代る、強い抗酸化作用をもつ天然由来の
物質を改良し、安全性の高い抗酸化性物質を供給
することにより、食品、医薬品、化粧品への応用
を可能にせんとするものである。 特に抗酸化剤として既知のクルクミンは、強い
黄色の色調を有するために、これを食品等に適用
すると黄色に着色してしまう。したがつて着色を
嫌う食品等には、いくら抗酸化性が強くてもクル
クミンを使用することができず、汎用性に著しく
欠けるという欠点は不可能である。 このように、二種類の性質を持つ物質は、同時
に両方の性質を活用する場合には好都合である
が、種々な特性が要求される食品においては、用
途が制限される場合が非常に多いのが現状であ
る。 そして、抗酸化剤においても、強い抗酸化活性
を示すと同時に着色能を有しない汎用性の高い安
全な抗酸化剤は現在のところ開発されていないの
である。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、これらの問題点を一挙に解決するた
めになされたものであつて、特に最近クローズア
ツプされている公害防止、安全性の確保の面か
ら、天然由来の物質であり、古くから食品に用い
られてきた安全性の高いものを改良し、天然由来
物質の持つている有用な特性を活用することは合
成化学物質で使用することよりも、産業的に有用
であると考えにたつてなされとものである。 そこで、各方面から検討の結果、自然界の植物
から生産され、古くから食品や医薬品に用いられ
てきたうこん（Curcuma属）の主成分の黄色な
色素であり且つ抗酸化性をもつクルクミンに着目
し、これを化学的に修飾すれば目的とする新規な
抗酸化剤が得られるのではないかと着想を得た。 そして広く各種の化学的修飾を試みた結果、ク
ルクミンを水素添加したところ、この反応が効率
よく定量的に行えること、そして得られた化合物
がテトラヒドロクルクミンであつてクルクミンよ
りもすぐれた抗酸化性を有することを見出した。
本発明は、この新規にして卓越した知見を基礎と
して更に研究の結果なされたものである。

【化】 このように、クルクミンを水素還元して、新た
に本発明によつて得取したテトラヒドロクルクミ
ンは、分子中に二重結合が存在しないために、黄
色の色調が脱色させることが見い出されたもので
ある。この特性は、クルクミンの強い黄色の色調
によつて、その用途が限定されていた欠点を、ま
さに解決したものであり、産業的には、食品添加
物や化粧品添加物などへの応用が拡大される画期
的なものである。 さらに驚くできことに、分子中に二重結合を持
たないテトラヒドロクルクミンは、二重結合を持
つクルクミンに比較して、抗酸化活性が著しく増
加する現象が見い出されたのである。これは分子
中の共役二重結合により抗酸化作用が抑制されて
いた為と考えられる。 クルクミンは抗酸化活性をもつた黄色な色素で
あることは既に知られている。 また、本発明で使用するテトラヒドロクルクミ
ンは公知（Agents and Actions、Vol.12、４
（1982））であるが、テトラヒドロクルクミンのも
つ強い抗酸化活性の知見については全く新規であ
る。 本発明に用いられる抗酸化活性の分析法は、抗
酸化物質の研究に通常用いられている、リノール
酸の自然酸化反応系による化学分析法（アグリカ
ルチユラル・アンド・バイオロジカル・ケミスト
リー、第45巻、735頁、1981年）のほかに、生体
系に近い分析法として常用されているウサギ赤血
球膜脂質の過酸化反応やラツト肝臓ミクロゾーム
酵素系を用いる分析法（アンチミユーターゲネシ
ス・アンド・アンチカルシノーゲネシス・メカニ
ズム（プレナム・パブリツシング・コーポレーシ
ヨン、131頁、1986年））を用いたが、いづれの分
析法においても、本発明に用いられるテトラヒド
ロクルクミンは強い抗酸化活性を示した。 つぎに、うこんより生産されたクルクミンを原
料として、水素による還元反応で、テトラヒドロ
クルクミンを取得する方法について述べる。 クルクミンをアセトン、メタノール、エタノー
ルなどを有機溶媒に溶かし、食品添加物やマーガ
リン、シヨートニング用の硬化油を生産するとき
に通常用いられている、活性化されたラネーニツ
ケル触媒などの水素添加触媒を用い、水素ガスに
よつてクルクミン分子中の二重結合を還元するこ
とができる。溶媒にはアセトンの他にクルクミン
が溶解するものであれば、いづれでもよい。ま
た、水素添加触媒は、還元ニツケルの他のマンガ
ン系触媒、銅系触媒、亜鉛系触媒などの食用硬化
油の生産に用いられるものであれば、いづれでも
よい。また水素により還元反応の条件は、硬化油
の生産準じて行なうことが可能である。（食品油
脂とその加工、74頁、建昴社、19810年） 還元反応によつて得られたテトラヒドロクルク
ミンの回収には、通常のシリカゲルクロマトグラ
フ法が用いられる。水素還元反応はほとんど定量
的に反応が進行しかつ副反応がまつたくないの
で、完全にテトラヒドロクルクミンまで還元され
る。したがつて、反応液からのテトラヒドロクル
クミンの回収は容易である。 かくして得られたテトラヒドロクルクミンの化
学構造の確認を、通常よく用いられているマスス
ペクトル法、プロトンNMR法などによつて行わ
れる。 第１図はシリガゲル・クロマトグラフイーによ
る展開図である。またマススペクトル法によるチ
ヤートを第２図に示す。これより分子量は372で
あることがわかる。プロトンNMRのチヤートを
第３図に示す。これより、クルクミンの二重結合
が還元されていることが解析される。かくして、
テトラヒドロクルクミンの構造は下記の構造式に
決められた。

【式】 次に、かくして得られたテトラヒドロクルクミ
ンと抗酸化活性について述べる。 第４図には、リノール酸の空中酸素による自然
酸化の抑制度を追跡するチオバルヒツール酸法に
よる、テトラハイドロクルクミンの抗酸化活性を
示した。コントロールは、抗酸化物質が添加され
ていないため、チオバルビツール酸の発色度が上
昇する。これは、リノール酸の自然酸化を示すも
のである。うこんより生産されたクルクミンやα
−トコフエロールに比較して、強い抗酸化活性が
認められている。 また、生体系に近い分析法として用いられてい
るウサギ赤血球膜脂質の過酸化の抑制度を追跡す
る方法によるテトラヒドロクルクミンの抗酸化活
性を第５図に示した。α−トコフエロールに比較
して、強い抗酸化活性が認められている。 本発明に係る抗酸化は、天然物由来のクルクミ
ンを化学修飾したものであるので毒性は認められ
ない程度に低く極めて安全である。この抗酸化剤
は、そのまま、又は溶剤にとかして、又は油脂や
精油等にとかして、食品、化粧品に添加使用する
ればよいし、場合によつては食品、化粧品等にク
ルクミンを添加した後に水素添加を行つて、食品
や化粧品内で直接抗酸化剤とすることもできる。 以下に実施例および試験例をもつて本発明を説
明するが、これらは例示であつて、本発明を制限
するものではない。 実施例 １ クルクミンの1.0ｇを20mlのアセトンに溶解し、
100ml容量のガラス製の還元反応容器に入れた。
これに活性化されたラネーニツケル触媒の500mg
を加えたのち常法によつて、反応容器中の空気を
水素ガスで置換した。水素ガスは一定の圧力にな
るように水素ガスを充満させたゴム製の風船を反
応容器の上部に付設してあり、反応によつて消費
された水素ガスを供給できるようになつている。
反応容器は30℃に保持された恒温水槽によつて温
度を一定に維持しつつ、撹拌し、２時間の還元反
応を行つた。 反応終了液から濾過によつてラネーニツケル触
媒を除去し、減圧濃縮によつて蒸発乾固し、再び
少量のアセトンに溶解した。 別に直径２cm、長さ30cmのガラス製のクロマト
グラフ用カラムに、クロマドグラフイー用のシリ
カゲルを充填し、ｎ−ヘキサンを流してカラムを
準備した。これに反応物を含むサンプル液を添加
して、シリカゲルに吸着させたのち、ｎ−ヘキサ
ンと酢酸エチウの混合溶媒で溶出を行つた。酢酸
エチルが40ないし50％（容量比）を含む混合溶媒
によつて、反応生成であるテトラヒドロクルクミ
ンが溶出してくるから、これを集め、減圧下で濃
縮乾燥固したところ、674mgのテトラヒドロクル
クミンが得られた。これは、分析用のシリカゲル
薄層クロマトグラフ法によつて純品であることが
確認された。 試験例 １ 実施例１で純粋な状態に単離精製したテトラハ
イドロクルクミンを標品とし、比較物質として、
クルクミン、合成抗酸化剤、BHA、および、天
然抗酸化剤、α−トコフエーロールを用いて、抗
酸化活性を比較した。 分析に用いたチオバルヒツート酸法は抗酸化活
性を測定するとき、通常用いられている方法であ
るが、簡単にその原理を記述する。 基質とし、不飽和脂肪酸であるリノール酸を用
い、空気中の酸素を酸化剤とし、リノール酸の自
動酸化反応によつて生成するチオバルビツール酸
反応性物質を定量する。リノール酸の自動酸化物
はチオバルビツール酸と反応して、赤色の色素を
生成するから、これを532ナノネーターにおける
吸光度を測定うることによつて、リノール酸の自
動酸化を量を測定することができる。こうした反
応系におけるリノール酸の自動酸化の抑制程度に
よつて標品の抗酸化活性が測定される。 このような方法によつて、本発明で取得した標
品のもつ抗酸化活性を第４図に示した。反応液20
mlにそれぞれの標品が200μｇ添加している。 テトラヒドロクルクミンは、20日間の自動酸化
反応においてもリノール酸の酸化を強く抑制し
た。 （発明の効果） 本発明は、天然由来であつて古くから食品とし
て利用されているクルクミンを改良した、新しい
抗酸化剤を提供するものであり、従来から生産さ
れている合成抗酸化剤に代りうる抗酸化剤とし
て、安全に食品、医薬品、化粧品などの原料とし
て使用されるものである。 本発明に係る新規抗酸化剤は、クルクミンより
も更にすぐれた抗酸化性を有るう一方、着色して
いない点で特にすぐれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、シリカゲル薄層クロマトグラムであ
る。展開溶媒は、ｎ−ヘキサンと酢酸エチルを２
対３（容量比）の混合した溶媒である。物質の検
出は紫外線の吸収によつた。図中、（）はクリ
クミン、（）はテトラヒドロクルクミンである。
第２図は、テトラヒドロクルクミンのマススペク
トルのチヤートである。第３図は、テトラヒドロ
クルクミンのプロトンNMRスペクトル図であ
る。 第４図は、チオバルビツール酸法による抗酸化
活性の測定図である。 −○−：対照区、−●−：テトラヒドロクルク
ミン区、−○・−：クルクミン区、−△・−：α−トコ
フエロール区、−□・−：BHA区。 第５図は、ウサギ赤血球膜脂質を用いた抗酸化
活性の測定図である。 −○−：対照区、−●−：テトラヒドロクルク
ミン区、−○・−：クルクミン区、−△・−：α−トコ
フエロール区、−□・−：BHA区。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 構造式（） 【化】 で示されるテトラヒドロクルクミンを有効成分と
   する抗酸化剤。