共役トリエン酸エステルの酸化と酸化防止

成 腰 大 学 理 工 学 研 究 報 告 J,Fac,Sci,Tech.,Sei/keiUniv. Vol.49No.2(2012)pp.7-14

共 役 ト リ エ ン 酸 エ ス テ ル の 酸 化 と 酸 化 防 止

谷保

諒*1,山 本

幸弘*2,原

節子*3

Oxidation and anti-oxidation of conjugated trienoic fatty acid methyl

ester

Ryo TANIYASU

* 1, Yukihiro

YAMAMOTO

* 2 and Setsuko

HARA

* 3

ABSTRACT : Although conjugated fatty acids are paid much attention to their interesting physiological properties such

as anticancer, anti-arteriosclerosis, anti-hypertension activities, loss in body fat etc, there is few information on their

oxidation behaviors. In the present work, the oxidation behavior of conjugated linolenic acid methyl ester(CLN-Me)

was compared with corresponding non-conjugated a-linolenic acid methyl ester (LN-Me) under the various oxidation

conditions and the antioxidative activities of some radical scavenging antioxidants, such as tocopherol(Toc),

sesamol(SE), propyl gallate(PG) and epigallocatechin gallate (EGCG), for CLN-Me were evaluated.

Under the oxidation tests at 5 , 30 and 150°C, the oxidation behaviors of CLN-Me were shown to be different from

those of LN-Me. The CLN-Me was considered to form not only hydroperoxides that is main products of LN-Me but

also cyclic peroxides at primary oxidation stage. In thermal oxidation at 150°C, polymerization reaction might be prior

to decomposition reaction, owing to form a large quantity of more polymerized products in CLN- Me.

The productions of peroxides, decomposition compounds and polymeric compounds from CLN-Me by oxidation were

able to be prevented by the addition of Toc, SE, PG and EGCG, and EGCG showed the strongest antioxidant effect for

CLN- Me as same as for LN-Me based on the highest radical scavenging ability among these antioxidants.

Keywords

: conjugated linolenic acid, a- linolenic acid, autoxidation, thermal oxidation, anti-oxidation

(Received September 12, 2012)

1.緒 論

近 年,生 活 習 慣 病 の発 症 予 防 に 対 す る食 品 中の 各 種機

能 性 成 分 の 有 効 性 が 注 目 され て い る1)。 日本 人 の 総 摂 取

エ ネ ル ギ ー の 約1/4を

占め る脂 質 に つ い て も,エ ネ ル ギ

ー 源 や 必 須 脂肪 酸 の 供 給 源 と して の役 割 に 加 えて

_{,生 体}

内 に お け る種 々 の 生 理機 能 が 明 らか とな り,脂 質 の 摂 取

量 の み な らず脂 質 を構 成 す る脂肪 酸 の 種 類 が 重 要 で あ る

こ とが 認 識 され る よ うに な っ た2>3)。 一 般 の 食 用 動 植 物

油 脂 に 含 ま れ る多価 不飽 和脂 肪 酸 は そ の 殆 どが リノー ル

酸 や α一リノ レン 酸 に代 表 され る よ うに二 重 結 合 が 非 共

役 型(-CH=CH-CH2-CH=CH-)で

あ る の に対 し,共 役 脂 肪 酸

と は 二 重 結 合 が 共 役 型(-CH=CH-CH=CH-)で

あ る多 価 不

飽 和脂 肪 酸 の 総 称 で あ る。 共 役脂 肪 酸 と して,最 初 に 注

目 され た もの が 主 に 反 鯛 動 物 の 肉 や 乳 製 品 の 脂 肪 に少 量

含 ま れ て い る共 役 ジ エ ン構 造 を有 す る 共 役 リ ノー ル 酸

(CLA)で あ り4)・5),1979年Parizaら に よ り皮 膚 が ん に 対 す る 抑 制 作 用 が 報 告 さ れ6)・7),そ の 後,脂 質 代 謝 改 善 作 用,体 脂 肪 低 下 作 用,抗 動 脈 硬 化 作 用,運 動 能 力 向 上 作 用,血 圧 上 昇 抑 制 作 用 な ど 種 々 の 生 理 活 性 を 有 し て い る こ と が 明 ら か に さ れ て き た8)'12)。 ま た,共 役 ト リエ ン 構 造 を 持 っ た 共 役 リ ノ レ ン 酸(CLN) と し て,α 一エ レ オ ス テ ア リ ン 酸(図1)は キ リ油 で は 構 成 脂 肪 酸 の 約75%を 占 め,さ ら に 東 南 ア ジ ア,西 ア ジ ア を 中 心 に 世 界 各 国 で 生 産 され て い る ニ ガ ウ リ,世 界 各 国 で 飲 料,ジ ャ ム な ど に 利 用 さ れ て い る ザ ク ロ お よ び 漢 方 薬 の 原 料 で あ る キ サ サ ゲ な どの 植 物 油 に も30∼70%程 度 含 ま れ て お り13)・14),CLAよ り も さ ら に 強 い 抗 が ん 作 用 や 体 脂 肪 燃 焼 作 用 等 の 生 理 機 能 を 示 す こ と が 報 告 さ れ て い る15・16)。 *1:理 工 学 研 究 科 物 質 生 命 コ ー一一ス 修 ± 課 程 修 了 生 *2:理 工 学 部 助 教 *3:理 工 学 部 教 授(shara@st _{.seikei.acjp)} o

∀〈>w=〉 い 鵡

図1α 一エ レ オ ス テ ア リ ン酸

成 践 大 学 理 工 学 研 究 報 告

Vol,49No.2(2012.12)

こ の よ うに,共 役 脂 肪 酸 は 種 々 の 生 理 活 性 を 有 す る た め,健 康 補 助 食 品 や 医 薬 品 へ の 応 用 が 期 待 され て い る が, CLAもCLNも 二 重 結 合 を2つ ま た は3つ 含 む 多 価 不 飽 和 脂 肪 酸 で あ る た め,そ の 使 用 に 際 し て は そ の 酸 化 安 定 性 が 問 題 と な り,適 切 な 酸 化 防 止 法 の 開 発 が 求 め ら れ て い る 。 し か し,共 役 脂 肪 酸 は,リ ノ ー ル 酸 や α一リ ノ レ ン 酸 の よ うな 二 つ の 二 重 結 合 に 挟 ま れ た 活 性 メ チ レ ン 基 を 持 つ 非 共 役 型 多 価 不 飽 和 脂 肪 酸 と は か な り異 な る 酸 化 挙 動 を 示 す こ と が こ れ ま で に 示 唆 さ れ て い る17)。 す な わ ち, Brauerら やKummerowら はCLNの 酸 化 に お い て は 醸 吸 収 量 に 比 例 し て 共 役 ト リエ ン が 減 少 し,共 役 ジ エ ン が 増 加 す る こ と,ま たCLAエ ス テ ル で は 共 役 ジ エ ン が 酸 素 吸 収 量 に 比 例 し て 消 失 す る こ と を 見 出 し,酸 素 が 二 重 結 合 へ 直 接 付 加 す る こ と を 示 唆 し て い る18)。L㎜aら は,CLA で は 酸 化 一 次 生 成 物 で あ る ヒ ド ロ ベ ル オ キ シ ドの 生 成 は 非 常 に 少 な い の に 対 し て,3量 体 以 上 の 重 合 物 を 形 成 し や す い こ と を 報 告 し て い る19)。ま たHamalainenら は,CLA は 二 重 結 合 付 近 の 水 素 ラ ジ カ ル が 引 き 抜 か れ る こ と か ら 酸 化 が 進 む こ と と,ト コ フ ェ ロー一一ル(Toc)の 存 在 に よ り 酸 化 が 防 止 さ れ る こ と を 示 し て い る20)。 当研 究 室 で は,こ れ ま で に 久 下 ら が 平 均 不 飽 和 度 が ほ ぼ 等 し い 共 役 脂 肪 酸 含 有 油 脂(CLN-TAG)と 非 共 役 脂 肪 酸 含 有 油 脂(LN-TAG)の 酸 化 挙 動 を 非 水 系 お よ び 乳 化 系 で 比 較 し,CLN-TAGはLN-TAGよ り ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ド を 生 成 し に く い の に 対 し,分 解 物,極 性 化 合 物 お よ び 重 合 物 は 生 成 し や す い こ と を 明 ら か に し て い る21)・22)。ま た, 閑 田 ら は,CLN-TAGに もLN-TAG同 様 に,Toc,セ サ モ ー一一 ル(SE),エ ピ ガ ロ カ テ キ ン ガ レ ー一一ト(EGCG),ケ ル セ チ ン な ど の ラ ジ カ ル 捕 捉 型 酸 化 防 止 剤 に よ る 酸 化 防 止 効 果 が 認 め ら れ,ラ ジ カ ル 消 去 能 が 高 い 程,CLN-TAGに 対 す る 酸 化 防 止 効 果 が 顕 著 で あ っ た と 報 告 して い る23)。 さ ら に こ れ ま で の 研 究 に お い て は キ リ油 な ど 共 役 脂 肪 酸 含 有 天 然 油 脂 を 実 験 試 料 と し て 用 い て い た が,そ の 酸 化 挙 動 に 対 し て は 共 役 脂 肪 酸 含 有 率,脂 肪 酸 組 成 の み な ら ず TAG分 子 種 組 成 も影 響 す る こ と が 報 告 され て い る24)。 そ こ で 本 研 究 で は,こ れ ま で の 研 究 結 果 を よ り詳 細 に 解 明 す る こ と を 目 的 と し て,α 一エ レ オ ス テ ア リ ン 酸 含 有 油 脂 で あ る キ リ 油 と 非 共 役 ト リエ ン 酸 で あ る α 一リ ノ レ ン(LN)酸 含 有 油 脂 で あ る ア マ ニ 油 か らCLNお よ びLN の メ チ ル エ ス テ ル で あ るCLN-Meお よ びLN-Meを 調 製 し, TAG分 子 種 や 平 均 不 飽 和 度 な ど の 種 々 の 影 響 因 子 を 排 除 し た 実 験 試 料 の 酸 化 試 験 を 各 種 条 件 下 に 行 う こ と で,共 役 脂 肪 酸 の 酸 化 挙 動 を 詳 細 に 追 跡 し た 。 さ ら に,共 役 脂 肪 酸 に 対 す るToc,SE,没 食 子 酸 プ ロ ピ ル(PG)お よ び EGCGな ど の 酸 化 防 止 作 用 に つ い て も 検 討 し た 。 2.実 験

2.1試

料 と試 薬

試 料 と して使 用 したCLN-MeとLN-Meは,林

ケ ミカ ル

(有)製 の キ リ油 とア マ ニ 油 を常 法 に よ りケ ン化,酸 分 解

して得 た脂 肪 酸 を硫 酸触 媒 下 に メ チル エ ス テル 化 した後,

真 空 蒸 留 に よ っ て 精 製 して そ れ ぞ れ 調 製 した 。 ま た,

CLN-MeとLN-Meの

脂 肪 酸 組 成 と性 状 の 代表 例 を 表1に

示 した。試 薬 は す べ て和 光純 薬㈱ 製,SIGMA社

製 ま た は

東 京化 成 工 業㈱ 製 の 市販 の特 級 ま た は1級 試 薬 を そ の ま

ま使 用 した。

表1本

実 馬

剣ご用 い た試 料 の 脂 肪 酸 組 成 と性 状

CLN-Me LN-Me

脂

肪

酸

組

成

(

%

)

パ ル ミチ ン酸

6.0 5.8 ス テ ア リ ン 酸 39 7.4

オ レイ ン酸

10.2 16.5 リ ノ ー ル 酸 ll.1 15.7 LN 一 54.6 CLN 68.8 一

平均不飽和度

2.4 2.1 過 酸 化 物 価(PV,meq/kg) 0.7 9.2 ア ニ シ ジ ン 価(AnV) 31.3 37.0

酸

価(AV)

1.2 1.8 ト コ フ ェ ロ ー ル 量(ppm) 0.0 0.0

重 合 物 量(%)

0.0 0.0 2.2酉 菱{ヒ言式験 2.2.1種 々 の 温 度 に お け る 酸 化 試 験 共 役 脂 肪 酸 の 酸 化 挙 動 に 及 ぼ す 温 度 の 影 響 を 明 ら か に す る た め,常 温 で の 自動 酸 化 試 験 に 加 え て,非 共 役 脂 肪 酸 の 主 な 酸 化 第 一 次 生 成 物 で あ る ヒ ド ロペ ル オ キ シ ドの 生 成 ・分 解 を 抑 制 す る 系 で あ る低 温 で の 酸 化 試 験 お よ び ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ドの 生 成 ・分 解 を 促 進 す る 系 で あ る 高 温 で の 酸 化 試 験 を 行 い,こ れ ら3種 の 温 度 に お け る CLN-Meの 酸 化 挙 動 をLN-Meと 下 記 の よ う に 比 較 し た 。 す な わ ち,自 動 酸 化 試 験 お よ び 低 温酸 化 試 験 に お い て は 内 径3cmの 試 料 ビ ン に 試 料(CLN-Me,LN-Me)20gを 加 え,30℃ ま た は5℃ に 静 置 し た 。高 温酸 化 試 験 で は100mL ナ ス フ ラ ス コ に 試 料20gを 入 れ て150℃ に 加 熱 し た 。 2.2.2ラ ジ カ ル 発 生 剤 添 加 系 酸 化 試 験 ラ ジ カ ル 反 応 を 促 進 さ せ た 系 に お け るCLN-Meの 酸 化 挙 動 を 検 討 す る た め に,ラ ジ カ ル 発 生 剤 で あ る2,2'一 ア ゾ ビ ス(2一ア ミ ジ ノ プ ロ パ ン)二 塩 酸 塩(AAPH)を 試 料

成 踵 大 学 理 工 学 研 究 報 告

Vol,49No.2(2012.12)

(CLN-Me,LN-Me)20g当 た り にO.1mmol添 加 して 酸 化 試 験 を 行 っ た 。な お,AAPHは 水 溶 性 で あ る た め,試 料20g を 内 径3cmの 試 料 ビ ン に 入 れn-一 タ リー一一シ ェ イ カ ー一一で 撹 拝(200rpm)し て0/W型 乳 液(0/W=3/7)を 調 製 した 。 ま た,CLN-Me,LN-Meに お け る 水 素 ラ ジ カ ル の 引 き 抜 か れ や す さ を 比 較 す る た め に,オ レイ ン 酸 メ チ ル(OA-Me), リ ノ ー一一ル 酸 メ チ ル(LA-Me)を 同 様 の 酸 化 試 験 に 供 し た 。 2.2.3フ ェ ノ ー ル 系 酸 化 防 止 剤 添 加 系 酸 化 試 験 ラ ジ カ ル 捕 捉 型 酸 化 防 止 剤 で あ るToc(α 一Toc:6.8%, β 一Toc:0.4%,γ 一Toc:70,8%,δ 一Toc:22,0%),SE, PG,EGCGをCLN-Me,LN-Meに そ れ ぞ れ 添 加 し て 酸 化 試 験 を 行 い,こ れ ら の 酸 化 防 止 能 を 評 価 し た 。す な わ ち, 酸 化 防 止 剤 は 試 料20gに 対 し,そ れ ぞ れ4,3×10'5mol (ToclOOOppm相 当 量)を,全 て メ タ ノ ー ル に 溶 解 さ せ て 添 加 し て 十 分 に 擁 拝 し た 。 さ ら に 完 全 に 脱 溶 媒 した 後,内 径5cmの シ ャ ー レ 中 で 自 動 酸 化 し,経 時 的 に 各 種 酸 化 度 を 測 定 し て 酸 化 防 止 能 を 評 価 し た 。 2.3分 析 2.3.1過 酸 化 物 価(PV) 各 種 酸 化 試 験 に お い て,ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ド量 を 基 準 油 脂 分 析 試 験 法 記 載 のPV一 電 位 差 滴 定 法25)に よ っ て 測 定 し た 。 2.3.2ア ニ シ ジ ン 価(AnV) 各 種 酸 化 試 験 に お い て,酸 化 二 次 生 成 物 で あ る 分 解 物 量 を 基 準 油 脂 分 析 法 記 載 のAnV法26)に よ り測 定 した 。 2.3.3重 合 物 量 各 種 酸 化 試 験 に お い て,酸 化 二 次 生 成 物 で あ る 重 合 物 量 を 基 準 油 脂 分 析 法 記 載 の ゲ ル 浸 透 ク ロ マ トグ ラ フ 法27) に よ り測 定 し た 。 2.3.4統 計 処 理 PV,AnVお よ び 重 合 物 量 は1試 料 に つ き3回 ず つ 測 定

し,結 果 は そ の 平均 値 で 示 した。 な お,変 動係 数 は いず

れ の測 定値 に お い て も10%以

内で あ る こ と を確 認 した。

ま た,各 試 料 問 の有 意 差 検 定 は,Excel統 計 処 理 ソ フ トで

多 重 比 較 分 析 を行 い,p<0.05に

お け る有 意 差 の有 無 を

評 価 した。

3.結

果 と 考 察

3.1種 々 の 温 度 に お け る 酸 化 試 験 CLN-MeとLN-Meの 常 温 お よ び 低 温 酸 化 試 験 に お け る PVとAnVの 経 時 変 化 を 図2に 示 し た 。 ま ず,30℃ 常 温 酸 化 試 験 に お け るCLN-MeとLN-Meを 比 較 し て み る と,PVに お い て はLN-Meは 試 験 開 始 直 後 か ら4000hま で は 急 激 に 上 昇 し て800meq/kg程 度 ま で 達 し た が,そ の 後 は 低 下 し て 試 験 終 了 時 に は400meq/kg程 度 で あ っ た 。 一 方,CLN-Meで は 開 始 時 か ら終 了 時 ま でPV は 少 し ず つ 上 昇 し,試 験 終 了 時 のPVは 約300meq/kgで あ っ た 。AnVに お い て はCLN-Meで は 試 験 開 始 直 後 か ら 急 激 に 上 昇 し,終 了 時 に は2000に 達 し た が,LN-Meで は 上 昇 は 小 さ く 終 了 時 は 約500で あ っ た 。こ の よ うにCLN-Me

とLN-Meで はPVとAnVの 変 化 が 大 き く異 な り,CLN-Me とLN-Meの 酸 化 挙 動 に は 差 の あ る こ と が 判 明 し た 。 次 に5℃ に お け る 低 温酸 化 試 験 に お い て は,CLN-Me, LN-Me共 に30℃ に お け る 酸 化 挙 動 と比 較 してPVとAnV の 上 昇 が 大 き く抑 制 され,各 種 酸 化 生 成 物 の 生 成 速 度 が 低 下 し て い る こ と が 明 ら で あ っ た 。 ま た,LN-Meに お い て 試 験 開 始 後 のPVの 上 昇 速 度 は 常 温 に 比 較 し て 低 温 下 で は 著 し く 遅 い も の の,上 昇 が 続 き,最 終 的 に は 1200meq/kgに 達 し た が,AnVは 殆 ど 上 昇 せ ず,こ れ ら の 結 果 か ら低 温 下 で は 生 成 され た ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ドが 分 解 し に く い こ と が 確 認 さ れ た 。 一 方,CLN-Meに お い て

1200

働900

ミ

9600

3

と300

0

020004000

時 間(h)

2000

1500

>

を1000

500

0

a

b

d

0200040006000800060008000

※ 異 な る 文字 間 で有 意 差 あ りP<o・05時

間(h)

●CLN・Me(30℃ 酸 化)●CLN・Me(5℃ 酸 化)▲LN・Me(30℃ 酸 化)▲LN・Me(5℃ 酸 化) 図2300Cお よ び500Cの 酸 化 試 験 に お け るCLN-MeとLn-Meの 酸 化 挙 動 の 比 較

成 踵 大 学 理 工 学 研 究 報 告

Vol,49No.2(2012.12)

はPVの 上 昇 は 常 温 に 比 較 し て 抑 制 され て い た が,LN-Me に 比 較 し て 温 度 の 影 響 は 見 られ な か っ た の に 対 し,AnV は 常 温 に 比 較 し て 低 温 下 で は 顕 著 に 抑 制 さ れ,分 解 物 の 生 成 に 及 ぼ す 温 度 の 影 響 が 明 確 で あ っ た 。ま た,CLN-Me に お い て は ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ドの 分 解 が 起 こ りに く い 低 温 下 で もLN-Meに 比 較 し てPVは 上 昇 せ ず,AnVは 上 昇 し た こ と か ら,カ ル ボ ニ ル 化 合 物 の 生 成 は ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ドの 分 解 に 基 づ く 経 路 で は な く,ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ド を 経 由 し な い 別 の 経 路 が 示 唆 さ れ た 。 つ ま り,CLN-Me で は 酸 化 一 次 生 成 物 と し て ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ドに 加 え て, PVで は 測 定 され な い 環 状 ペ ル オ キ シ ドが 生 成 し,そ れ が 開 裂 し てAnVを 上 昇 させ て い る こ と が 推 測 され た 。 次 に,150℃ 高 温酸 化 試 験 に お け る5h後 のPV,AnV お よ び 重 合 物 量 に つ い てCLN-MeとLN-Meを 比 較 す る と, PVは127.5meq/kg,ll2.6meq/kg,AnVで は1293.1,546.6, 重 合 物 量 で は19.1%,14,7%と な っ た 。 高 温酸 化 に お い て はCLN-MeとLN-MeのPVと 重 合 物 量 の 上 昇 速 度 に 差 は 見 ら れ ず,ま たAnVの 上 昇 は い ず れ も 常 温 下 と 比 較 し て よ り顕 著 に な り,や は りCLN-Meの 方 が 高 い 値 を 示 す こ と が 確 認 され た 。 こ の 結 果 か ら,加 熱 時 のCLN-Meの 酸 化 挙 動 に お い て,ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ドの 生 成 反 応 や 分 解 反 応 だ け で な く 環 状 ペ ル オ キ シ ドの 生 成 ・分 解 反 応 も 促 進 さ れ る こ と が 示 唆 さ れ た 。 3.2ラ ジ カ ル 発 生 剤 添 加 系 酸 化 試 験 ラ ジ カ ル 発 生 剤 と してAAPHをCLN-Meお よびLN-Me20g に 対 し,0.1mmol添 加 し て 調 製 し たOM哩 乳 液(0醒 一3/7) を 用 い て30℃ に お け る 酸 化 試 験 を 行 い,PVお よ びAnV の 経 時 変 化 を 図3に 示 し た 。 図3よ りAAPH添 加LN-Meで はPVの 上 昇 が 大 き く 促 進 さ れ て い た の に 対 し,AnVに お い て は 添 加 に よ る 上 昇 は

(

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900

600

300

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時 間(h)

80

﹀ 一一 く ほ と ん ど 観 察 さ れ な か っ た 。 一 方,CLN-Meに お い て は 酸 化 試 験 開 始 か ら 無 添 加 のCLN-Meと 比 較 し てPV,AnV 共 に 上 昇 が 促 進 され,特 にAnVへ の 影 響 が 顕 著 で あ っ た 。 こ の こ と か ら,CLN-Meに 対 して ラ ジ カ ル 発 生 剤 は ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ドの 生 成 を 促 進 す る 作 用 よ り も,生 成 し た 環 状 ペ ル オ キ シ ドを ラ ジ カ ル 酸 化 反 応 に よ り分 解 し て カ ル ボ ニ ル 化 合 物 を 生 成 す る反 応 を 促 進 す る こ と が 示 唆 さ れ た 。 次 に,リ ノ ー一一ル 酸 メ チ ル(LA-Me)お よ び オ レ イ ン 酸 メ チ ル(0-Me)のAAPH添 加 系 酸 化 試 験 に お け るPVの 経 時 変 化 を 測 定 し,CLN-MeとLN-Mと 比 較 し た 結 果, LN-Me>LA-Me>CLN-Me≒0-Meの 順 でPVの 上 昇 が 早 い こ と が 観 察 され た 。 こ の 結 果 か ら 非 共 役 酸 で は そ の 二 重 結 合 数 に 伴 っ て 上 昇 速 度 が 速 ま る こ と,ま た,CLN-Me は0-Meと ほ ぼ 同 じ上 昇 速 度 を 示 す こ と が 観 察 さ れ た 。す な わ ち,CLN-Meは ト リエ ン 酸 で は あ る が 共 役 型 で あ り, 活 性 メ チ レ ン が な い た め に,活 性 メ チ レ ン 基 を2つ 持 つ LN-Meや 活 性 メ チ レ ン基 を1つ 持 つLA-Meと 比 較 し て 水 素 ラ ジ カ ル が 引 き 抜 か れ に く く,活 性 メ チ レ ン 基 を 持 た な い 一 価 不 飽 禾口脂 肪 酸 で あ る0-Meに 相 当 す る 酸 化 速 度 を 示 し た も の と 考 え られ た 。 これ ら の 酸 化 試 験 の 結 果 か ら,CLN-Meは 図4に 示 し た 酸 化 メ カ ニ ズ ム に よ り 酸 化 が 進 行 す る と 考 察 され た 。 す な わ ち,CLN-Meで は 図4の 左 側 の 経 路 の よ うに 二 重 結 合 の とな りの 炭 素 か ら 水 素 ラ ジ カ ル が 引 き 抜 か れ,ラ ジ カ ル 連 鎖 反 応 に よ り ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ドが 生 成 す る こ と に 加 え て,さ ら に 別 の 経 路 と し て 共 役 二 重 結 合 に 対 す る 酸 素 の1,2付 加 お よび1,4付 加 に よ っ て 環 状 ペ ル オ キ シ ドが 形 成 され,さ らに 酸 素 一酸 素 間 の 解 裂 に よ る ラ ジ カ ル の 生 成 が 起 こ り,分 解 物 ・重 合 物 が 生 成 す る と推 測 され た 。

300

200

100

0

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0

※ 異 な る 文 字 間 で 有 意 差 あ りp〈0.05

204060

時 間(h)

80

●CLN・Me●CLN・Me(ラ

ジ カ ル 促 進 系)▲LN・Me▲LN・Me(ラ

ジ カ ル 促 進 系)

図3ラ

ジ カル 発 生 剤 添 加 系 酸 化 試 験 に お け るPVとAnVの 経 時 変化

成 践 大 学 理 工 学 研 究 報 告

Vol,49No.2(2012.12)

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R 図4CLN-Meの 推 定 酸 化 メ カ ニ ズ ム 3.3フ ェ ノ ー ル 系 酸 化 防 止 剤 添 加 系 酸 化 試 験 ラ ジ カ ル 捕 捉 型 酸 化 防 止 剤 で あ るToc,SE,PG,EGCG をCLN-Meま た はLN-Me20gに4.3×lO'5mol(ToclOOO ppm相 当 量)添 加 し て 酸 化 試 験 を 行 い,PV,AnVお よ び 重 合 物 が そ れ ぞ れ30meq/kg,400お よ び20%に 到 達 す る 時 間 を 無 添 加 系 を1と し て 比 較 す る こ と に よ っ て 酸 化 防 止 能 を 評 価 し た 結 果 を 図5に 示 し た 。 な お,LN-Meに つ い て は,試 験 期 間 内 にAnVや 重 合 物 の 上 昇 が 見 ら れ な か っ た た め,PVに 基 づ い た 評 価 の み を 図5に 示 し た 。 図5よ り,LN-Meに 対 し て は 無 添 加 系 に 比 較 し て い ず れ の 酸 化 防 止 剤 もPVの 上 昇 を 抑 制 し,酸 化 防 止 効 果 が 確 認 さ れ た 。 ま た,そ の 酸 化 防 止 効 果 はTocが 最 も 弱 く, SEとPGは ほ ぼ 同 程 度,EGCGが 最 も 強 い こ と が 判 明 し た 。 ま た,CLN-Meに 対 し て は 各 種 酸 化 防 止 剤 の 添 加 に よ っ て,PVに 加 え てAnVや 重 合 物 量 の 上 昇 も 抑 制 さ れ る こ と が 確 認 さ れ,酸 化 防 止 効 果 はEGCG>PG≒SE>Tocと な り, EGCGが 最 も 高 い 効 果 を 示 し た 。 こ れ ら4種 の 酸 化 防 止 剤 に つ い てDPPHを 用 い て 測 定 し た モ ル あ た り の ラ ジ カ ル 消 去 能 はTocを1.0と す る とSEが1.4,PGが25,EGCG が7,6と な り,EGCGが 最 も 高 い 消 去 能 を 示 し た こ と か ら, CLN-Meお よ びLN-Meに 対 す る 酸 化 防 止 能 はDPPHラ ジ カ ル 消 去 能 の 強 さ を 反 映 し て い る と 考 え ら れ た 。 こ の よ うにCLN-Meの 酸 化 は ラ ジ カ ル 捕 捉 型 酸 化 防 止 剤 の 添 加 に よ っ て 効 果 的 に 抑 制 さ れ た こ と か ら,図4に 示 した よ うに,CLN-Meの 酸 化 メ カ ニ ズ ム に はCLN-Meと は 異 な る 経 路 も 存 在 し て い る も の の,生 成 し た ペ ル オ キ シ ドの 開 裂 に よ っ て 分 解 ・重 合 す る 反 応 は ラ ジ カ ル 反 応 で あ る こ

とが確 認 され,さ

らに,ラ ジ カル 消 去 能 が 高 い 酸化 防止

剤 を加 え る こ とに よ っ てCLN-MeのAnVお

よび 重 合 物 量

の 上昇 が抑 制 され る,つ ま り,分 解 ・重合 反 応 が抑 制 さ

れ る こ とが判 明 し,ラ ジ カル 捕 捉 型 酸化 防 止剤 の利 用 は

CLN-Meに

お い て も有 効 な 酸 化 防 止 法 で あ る こ とが判 明

した。

4.結 論

CLN-Meの

各 種 酸化 条 件 下 の酸 化 挙 動 をLN-Meと

比 較

した結 果,LN-Meで

は試 験 開 始 直 後 か ら ヒ ドロペル オ キ

シ ド量 を示 すPVが 顕 著 に上 昇 した の に対 し,CLN-Meで

はPVの 上 昇 が 非 常 に 遅 い こ と,一 方,分

解 物 量 を示 す

AnVの

上昇 はLN-Meに

比 較 してCLN-Meで

非 常 に顕 著 で

あ る こ と か ら,CLN-MeとLN-Meの

酸 化 挙 動 が 明 らか に

異 な る こ と が確 認 され た。 す な わ ち,Ln-Meで

は非 共役

型 二重 結合 に挟 まれ た活 性 メ チ レ ンか ら水 素 ラ ジカ ル が

引 き抜 かれ る こ とに よっ て ラ ジカ ル連 鎖反 応 が 開始 され,

ヒ ドロペル オ キ シ ドが 主 た る 酸化 一 次 生成 物 と して 生成

した後,さ

らに 二 次 的 な 酸化 に よっ て 分解 物 お よび 重合

物 が 生 成 され る の に 対 し,LN-Meで

は ヒ ドロペ ル オ キ シ

ドを経 由す る酸 化 反 応 よ り も,共 役 二 重結 合 へ の 酸 素付

加 に基 づ く環状 ペル オ キ シ ドの 生成 が優 先 され,さ

らに

これ らのペ ル オ キ シ ドが ラジ カル 酸化 反 応 に よ り分 解 し

て カル ボ ニ ル化 合物 な どを 生 成す る こ とが判 明 した。 従

っ て,CLN-Meお

よ び 共役 油 脂 の 酸化 度 の 把 握 に は ヒ ド

ロペル オ キ シ ド量 を 示すPVの み で は な く,AnVの

よ うな

成 践 大 学 理 工 学 研 究 報 告

Vol.49No.2(2012.12)

30 Cl-N-Me25 PV

肇20

墓 ・5

謹 ・・

5 0 無 活 加T 。。 5

4

藝3

§2

1

0

SE PGEGCG

CLb←Me

AnV

EGCG 30 25 20 15 10 5 0 6 5 4 3 2 1 0

嚢

倒

謹

箏

臨

嚢

倒

謹

箏

魑

LN-Me

PV

鍛 量加Toc

鉦

PGEGCG

CLN-Me

重 合 物 量

無i加T。c

証

PGEGCG 酸 化 防 止 効 果:PV:30meq/kg、AnV:400、 重 合 物 量:20%に 達 す る ま で の 時 間 を 無 添 加 系=1と し て 表 示

図5CLN-Meお

よ びLN-Meに 対 す る各 種 酸 化 防 止 剤 の 酸 化 防 止 効 果 の 比 較

分 解 物 量 お よび 重 合 物 量 を 測 定 す る こ とが 必 要 で あ る こ

とが判 明 した。 ま た,CLN-Meの

酸 化 防止 に 対 して はToc

に 代 表 され る ラジ カ ル捕 捉 型 酸化 防 止 剤 の 添 加 が 有 効 で

あ り,特 にEGCGの

よ うな ラ ジカ ル 消 去 能 が 高 い 酸 化 防

止 剤 の 効果 が 顕 著 で あ る こ と も確 認 され,今 後 の 共 役 脂

肪 酸 お よび 共役 油脂 の利 用 に お け る酸 化 防 止 法 と して 有

効 と考 え られ た 。

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